«Влияние гиподинамии на физическую работоспособность школьника»

МОУ «Гимназия № 8 »Энгельсского муниципального района

Саратовской области

Учебно-исследовательский проект

«Влияние гиподинамии на физическую работоспособность школьника»

Работу выполнила

Семенова Анжелика

обучающаяся 9«Б» класса

Руководитель:

Екимова Людмила Павловна - учитель химии, биологии

высшей квалификационной категории

Энгельс-2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Прогресс науки и техники вызвал необходимость получения человеком значительного объема профессиональных знаний и большого количества разнообразной информации. Неизмеримо возрос темп жизни. Все это обусловило смещение центра тяжести нагрузки с физической сферы на психическую, умственную и эмоциональную. Стремление человека больше увидеть, запомнить, осмыслить, познать не проходит для организма бесследно. Умственная деятельность человека сопровождается изменением функционального состояния различных органов и систем организма. Особенно это касается школьников.

Общеизвестно, что резервом интеллектуального потенциала страны является молодежь. Именно оно дает кадры для научных и учебных учреждений, заводов и сельскохозяйственных предприятий. От того, насколько будет высок уровень профессионального образования и дееспособности обучающихся зависят темпы развития науки и производства, будущее страны.

Обучающиеся должны получать специальные знания и практические навыки для сохранения и укрепления своего здоровья на протяжении всех периодов жизни, как базы его профессионального совершенствования и творческого долголетия.

Проблема поддержания здоровья школьников является государственной задачей, которая решается силами специалистов в области медицины, экологии человека, валеологии и социальной сферы. Эта задача – часть обширной программы по оздоровлению населения, предусматривающей развитие научных исследований, направленных на дальнейшее изучение биологических основ жизнедеятельности и физиологических механизмов адаптации человека к новым социо-экологическим условиям, разработку эффективных методов ранней диагностики и профилактики заболеваний.

Знание физиологических основ трудовых процессов, условий, влияющих на работоспособность, и причин утомляемости позволяет научно обоснованно подойти к рационализации труда, разработке мероприятий по повышению работоспособности, профилактике утомления как отдельных мышечных групп, органов и систем, так и организма в целом, предупреждению профессиональных заболеваний, вызываемых напряженным трудом.

Одним из таких факторов, негативно влияющих на работу систем организма, является гиподинамия. Проблема недостаточности мышечной деятельности человека в настоящее время очень актуальна, поэтому данная работа посвящена этому вопросу.

Целью работы является определение степени гиподинамии у школьников.

Основными задачами служат:

1. Анализ физической нагрузки гимназистов;

2. Определение степени утомления у гимназистов;

3. Определение степени переутомления у гимназистов

4. Определение функционального состояния по ритму сердца гимназистов.

5. Изучить зависимость физической работоспособности организма от максимального потребления кислорода (МПК).

6. Предложить мероприятия, способствующие повышению физической активности школьников.

Объект исследования - обучающиеся 9 классов МОУ «Гимназия № 8» Энгельсского муниципального района;

Предмет исследования - зависимость здоровья обучающихся от их двигательной активности.

Гипотеза - гиподинамия является одной из основных причин низкой работоспособности организма школьника и отрицательно влияет на его здоровье.

1.Обзор литературы

1.1. Особенности умственного труда

Интеллектуальный труд в процессе эволюции возник гораздо позже мышечного и свойствен лишь человеку. С учетом того обстоятельства, что темпы охвата контингента и интенсивность самого умственного труда в истории цивилизации исключительно велики, можно считать, что на протяжении развития человека как вида в его организации еще не сформировались механизму удовлетворительной адаптации к нему. По-видимому, это обусловлено двумя взаимопротивоположными обстоятельствами. Во-первых, объем информации в мире каждые 10—12 лет удваивается, что ведет к заметному уплотнению объема информации, которую человек должен усвоить в единицу времени, — это требует от него высокой психической устойчивости, длительных нервных напряжений, длительного поддержания внимания и т.д. Во-вторых, пропорционально снижается двигательная активность работника, занятого в сфере умственного труда.

Внешне может показаться, что работники умственного труда в меньшей степени подвержены как травматизму, так и заболеваниям. Но это неверно. Именно деятельность работников умственного труда является одной из наиболее опасных в плане профессиональных заболеваний отраслей хозяйства.

Для характеристики умственной деятельности принято понятие «напряженность труда», отражающее преимущественную нагрузку на центральную нервную систему.

Умственный труд внешне выражается в различных видах деятельности. По организации рабочего процесса, распределении нагрузки, степени нервно-эмоционального напряжения в нем условно выделяются следующие разновидности [10]:

1. Характер труда инженеров, экономистов, бухгалтеров, работников канце­лярий отличается преимущественно напряжением мыслительных процессов, осуществляемых по разработанным планам.

2.Управленческий; труд руководителей учреждений, предприятий, фирм, преподавателей связан с неравномерностью нагрузок, необходимостью прини­мать нестандартные решения, возникновением и разрешением конфликтных ситуаций.

3.Труд научных работников, конструкторов, художников, композиторов, писателей, артистов характеризуется созданием новых продуктов творческой деятельности, нерегламентированностыо, периодически нарастающим нервно-эмоциональным напряжением.

4. Труд операторов связан с управлением машинами, оборудованием, тех­нологическими процессами и отличается особой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением.

5. Особенностями труда медицинских работников является то, что он связан с большой ответственностью, часто с дефицитом информации, необхо­димой для принятия правильного решения, сложностью взаимоотношений с больными, что обуславливает его высокое нервно-эмоциональное напряжение.

6. Труд, связанный с освоением новых знаний, требующий от обучающихся напряжения памяти, внимания, мыслительных процессов, необходимых для вос­приятия и воспроизведении новой информации.

Труд школьников относится к умственному труду и, значит, требует большого интеллектуального напряжения и предполагает слабую мышечную активность.

Степень влияния умственного труда на человека определяется многими факторами, суммарное действие которых в конечном итоге предопределяется эффективностью адаптации его организма к самой работе, то есть уровнем его работоспособности [3].

При напряженной умственной деятельности, характерной для студентов, в организме происходят патофизиологические сдвиги.

Влияние умственного труда на организм слагается из непосредственного воздействия в конце рабочего дня (острое влияние) и накапливающегося годами (хроническое влияние) [40].

Острое влияние выражается в следующем:

 влияние, связанное с малой двигательной активностью, приводит к уменьшению импульсации от мышц в ЦНС, снижению ее тонуса и к развитию тормозных процессов в коре головного мозга;

 значительно снижается тонус мышц всего тела;

 ослабляется функция внутренних органов, становятся вялыми обменные процессы.

Эти неблагоприятные явления вызваны, главным образом, снижением двигательной активности и могут быть устранены после окончания работы.

Со стороны сердечно-сосудистой системы происходит увеличение кровенаполнения сосудов мозга, сужение периферических сосудов конечностей и расширение сосудов внутренних органов, т.е. наблюдаются сосудистые реакции, обратные тем, которые возникают при мышечной работе. Кратковременная интенсивная умственная работа вызывает повыше­ние частоты пульса (ЧСС), длительная работа - угнетение.

Работающий мозг потребляет значительно больше кислорода, чем другие ткани тела. Составляя 2-3% общей массы тела мозговая ткань в состоянии покоя поглощает до 20% кислорода, потребляемого всем организмом [13]. Наблюдения над человеком, прорабатывающим трудную книгу показали, что при чтении первых 8 страниц выделение углекислого газа повысилось у него на 12% по сравнению с покоем, после 16 страниц - на 20%, а после 32-на 35% [5].

Обмен веществ и энергии мозга в состоянии покоя составляет в среднем 35 калорий в минуту или всего 3% от общего обмена в организме. Возрастание интенсивности умственной работы сопровождается усилением расхода энергии (табл.1)[5].

.

Расход энергии при умственной работе (по М.Н.Шатерникову).

Таблица 1

Систематически не устраняемое длительное влияние умственного труда на организм студентов может вызвать в нем следующие изменения:

 ослабление и вялость миокарда, склеротические изменения в сосудах, гипотонию, развитие быстрой утомляемости;

 понижение функции дыхания, застой крови в нижних отделах легких, в полости живота и нижних конечностей, атонию кишечника, которая способствует накапливанию в организме продуктов гниения, появлению головных болей;

 уменьшение выделения железами внутренней секреции жизненно важных гормонов, что ослабляет защитные реакции и неспецифическую устойчивость организма - появляется склонность к простудным и инфекционным заболеваниям;

 снижение активности окислительных процессов, способствующая ухуд­шению питания клеток и тканей, что приводит к малокровию, ожирению;

 недостаточность сенсорной информации, поступающей в головной мозг от мало работающих мышц, ведет к ослаблению возбудительного процесса и развитию торможения в определенных зонах коры, возникновению условий повышающих утомляемость, понижающих работоспособность, а падение мышеч­ного тонуса ухудшает осанку.

Развивающаяся близорукость, или миопия, является самым распространенным глазным заболеванием. Возникает при недостаточной освещенности рабочего места, длительной работе с мелкими предметами, при работе со средствами компьютерной техники -длительное напряжение глаза делает моргание более редким, что высушивает роговицу, ухудшая ее упругость. Осложнением является то, что без корректирующих очков больной вынужден работать на близком расстоянии от предметов, что может быть причиной косоглазия. При близорукости наблюдается ухудшение зрения, в тяжелых случаях – дегенеративные изменения в сосудистой и сетчатой оболочках глаза. Мерами предотвращения потери зрения являются организация рабочего места, чередование работы и отдыха, использование очков.

Реакция организма на умственную работу значительно меняется, если она происходит на фоне эмоциональных переживаний. Неприятности и волнения, гнев и нетерпение, напряженность в условиях дефицита времени сказываются на аппарате кровообращения.

При эмоционально напряженной умственной работе дыхание становится неравномерным, насыщение крови кислородом снижается в среднем до 80% [46]. Нарушается терморегуляция, ведущая к усилению потоотделения - более интенсивному при отрицательных эмоциях, чем при положительных. У школьников перед контрольной работой, ЧСС достигает 130-140 уд/мин, артериальное давление (АД) повышается до 135/85 - 155/95мм.рт.ст. против 115/70 в период учебных занятий [23].

В ходе учебного процесса с его неравномерностью распределения нагрузок и интенсификацией во время экзаменационной сессии происходит своего рода испытание организма студентов, снижение функциональной устойчивости к физическим и психоэмоциональным нагрузкам, возрастает негативное влияние гиподинамии, нарушений режимов труда и отдыха, сна и питания, интоксикации организма из-за вредных привычек; возникает состояние общего утомления, переходящее в переутомление.

К выводу о том, интенсивная интеллектуальная деятельность приводит к избыточному весу, пришли канадские ученые. Согласно результатам исследования, проведенного профессором Лавальского университета (канадская провинция Квебек) Анджело Трембли, причина ожирения часто кроется не в «сидячем» образе жизни и, соответственно, пониженной физической активности человека. По данным ученого, все дело в том, что после значительных нагрузок человеческий мозг, нуждающийся в дополнительной энергии, начинает требовать глюкозу, причем в значительных количествах. В результате, поработав умственно, люди, даже не подозревая об этом, съедают гораздо больше, чем организм может усвоить – и, соответственно, толстеют от постоянного переизбытка углеводов.
Свои выводы Трембли подтвердил и цифрами. Согласно его подсчетам, за 45 минут напряженной работы за компьютером организм взрослого сжигает только 3 калории. Зато после этого потрудившийся человек потребляет на 220 калорий больше, чем отдыхавший [51].

1.2. Влияние гиподинамии на организм человека

Научно-технический прогресс, наряду с улучшением условий жизни и работы в современном обществе, создает предпосылки для малоподвижного образа жизни. Ограничение функции движения вызывает особое состояние - гипокинезический синдром или болезнь. Гиподинамия как ржавчина разъедает профессиональную работоспособность, ухудшает здоровье, сокращает продолжительность жизни.

Коронарная болезнь 100 лет назад считалась медицинским курьезом, а в настоящее время поражения сердца в высокоразвитых странах являются причиной более 50% всех случаев смерти, значительно опережая стоящую на втором месте причину смерти от раковых заболеваний - 22,9% [7]. Заболевания сердечно-сосудистой системы (ССС) уносят из жизни людей в работоспособном возрасте, нередко в расцвете сил, и все чаще – молодых.

Многочисленные исследования ученых свидетельствуют о том, что сердеч­но-сосудистые заболевания преимущественно являются уделом жителей высо­коразвитых стран. За последние полвека смертность от таких заболеваний возросла в них в 5-6 раз [7]. Жизнь в условиях цивилизации, не требующей больших затрат физического труда, казалось бы щадящая ССС, как ни странно, сопровождается интенсивным ростом ее поражений. Малоразвитые страны с низким уровнем жизни и высоким удельным весом физического труда населения отличаются почти полным отсутствием заболеваний ССС. Очевидно, суровые условия жизни, требующие максимального напряжения организма, являются фактором, способствующим предупреждению болезней ССС. Развитие науки, техники, автоматизации, освобождая современного человека от физического труда и значительно облегчая его жизнь в действительности приводит к тому, что на смену массовой гибели людей от инфекционных заболеваний, эпидемий в прошлом веке пришла в результате гиподинамии широкая распространенность сердечно-сосудистых заболеваний, которая приобрела также характер эпидемий.

Самым серьезным отрицательным для здоровья фактором умственной деятельности является гиподинамия. Под термином «гиподинамия» подразумевают ограниченная по интенсивности и времени мышечная деятельность в режиме дня здорового человека, которая в свою очередь значительно влияет на предельные физиологические возможности организма. Двигательная активность принадлежит к числу основных факторов, определяющих уровень обменных процессов организма и состояние его костной, мышечной и сердечно-сосудистой системы. Она связана тесно с тремя аспектами здоровья: физическим, психическим и социальным.

Малоподвижный образ жизни приводит к тому, что нарушается функциональное состояние всех систем организма – сердечно-сосудистой, дыхательной, опорно-двигательной, нервной, пищеварительной, так как деятельность всех его систем направлена на хорошее обеспечение работоспособности мышц. При отсутствии достаточной дозы ежедневных мышечных движений происходят нежелательные и существенные изменения функционального состояния мозга и сенсорных систем. Наряду с изменением в деятельности высших отделов головного мозга снижается уровень функционирования и подкорковых образований, отвечающих за работу органов чувств (слух, равновесие, вкус и другие) или ведающих жизненно важными функциями (дыханием, кровообращением, пищеварением). Вследствие этого наблюдается снижение общих защитных сил организма, увеличение риска возникновения различных заболеваний. Так же характерна повышенная утомляемость, крайняя неустойчивость настроения, ослабление самообладания, нетерпеливость, утрата способности к длительному умственному и физическому напряжению. Кроме того, при уменьшении физической нагрузки в мышцах отмечается усиливающаяся атрофия со структурными и функциональными изменениями, ведущими к прогрессирующей мышечной слабости. Например, из-за ослабления мышц связочного и костного аппарата туловища, нижних конечностей, которые не могут выполнять полноценно свою функцию - удержание опорно-двигательного аппарата, развиваются нарушения осанки, деформация позвоночника, грудной клетки, таза и т.д., которые влекут целый ряд нарушений здоровья, что приводит к снижению работоспособности [20].

Скелетно-мышечная система, как никакая другая, особо подвержена длительным влияниям со стороны окружающей среды. Длительность воздействия поражающих факторов и незаметные внешние проявления первых симптомов делают совокупность болезней этой системы особо важной для рассмотрения. Сюда относятся артриты, остеохондроз, сколиоз.

Артритами называют воспаления суставов различной тяжести и этиологии, имеющих разные симптомы. Они характеризуются болью в суставах, воспалением в виде покраснения, ограничением подвижности. Отдельно можно выделить такие формы артрита, как тендовагинит (воспаление сухожилий пальцев), тендосиновит (воспаление сухожилий запястья), болезнь Декервена (воспаление сустава большого пальца руки). Они относятся к заболеваниям в результате травм повторяющихся нагрузок, таких как использование средств компьютерной техники и пишущих средств. Профилактика – перерывы в монотонной работе. Лечение артритов – хирургическое вмешательство или прием препаратов, снижающих воспаление.

Остеохондроз – дистрофическое заболевание позвоночника, характеризующееся поражением межпозвоночных дисков, чаще всего – в шейном и поясничном отделах. Наибольшее значение в возникновении остеохондроза придается микротравмам при физических нагрузках, переохлаждению, гиподинамии, ожирению и стрессу. Симптомы (остеохондроз шейного отдела) – боли в затылке или спине, онемение пальцев рук во сне, головокружение, (остеохондроз грудного отдела) – утомляемость спины, невозможность долгого нахождения в вертикальном положении, (остеохондроз поясничного отдела) – боли при сгибании туловища, при смехе, кашле. При любой форме остеохондроза затруднено поднятие тяжестей. Профилактика – лечебная физкультура, иммобилизация пораженного отдела.

Сколиоз – боковое искривление позвоночника, которое может развиваться в разных его отделах. Причины – неправильная осанка ввиду неэргономичности рабочего места. Коррекция проводится посредством лечебной гимнастики или ношением корсета.

При ограничении двигательной активности, которая приводит к изменениям функций внутренних органов, очень уязвимой оказывается ССС. У представителей умственного труда инфаркт встречается в 2-3 чаще, чем у людей физического труда [32]. Функциональное состояние сердца ухудшается, нарушаются процессы биологического окисления, что ухудшает тканевое дыхание. При небольшой нагрузке развивается, кислородная недостаточность. Это приводит к ранней патологии системы кровообращения, развитию атеросклеротических бляшек, быстрому износу системы. К таким заболеваниям ССС относятся: ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, болезнь Рейно, атеросклероз.

Ишемическая болезнь развивается в результате засорения артерий жиром и холестерином, обусловленным неправильным питанием и статичным образом жизни. Результатом этой болезни может стать сердечный приступ, инфаркт или инсульт. Вопреки распространенному мнению, женщины ничуть не реже подвержены этому заболеванию, чем мужчины. Немедицинскими мерами, позволяющими предотвратить ишемическую болезнь, являются регулярные физические упражнения, уменьшение потребления жирных продуктов и снижение избыточного веса (при его наличии).

Гипертензия – повышенное кровяное давление – обычно не имеет симптомов, но может быть причиной дисфункции почек, инфаркта и инсульта. Помимо общих рекомендаций по предотвращению заболеваний сердца, в отношении этой болезни следует отметить влияние факторов вредных привычек – курения, злоупотребления кофеином и алкоголем.

Болезнью Рейно называют заболевание, характеризующееся нарушением кровоснабжения кистей и стоп. Она обусловлена, в основном, наследственными предрасположенностями, но ее развитию способствуют переутомления пораженных органов (в интересующем нас случае – кистей). Симптомами являются боли в суставах, онемение пальцев, отслоение ногтей и появление поверхностных язв. Рекомендациями по консервации болезни могут быть сокращение нагрузок и недопущение переохлаждения рук.

Атеросклероз – сужение стенок кровеносных сосудов с последующим нарушением кровоснабжения органов. Обычно проявляется в пожилом возрасте, но расположенность и факторы возникновения могут возникать и в молодости. Важным фактором, помимо питания и неактивности, является психоэмоциональное напряжение, шум. Профилактикой атеросклероза является регулирование режима питания, труда и активного отдыха.

К заболеваниям желудочно-кишечного тракта в результате гиподинамии можно отнести: холецистит, геморрой и другие.

Холецистит, воспаление желчного пузыря, вызывается застоем желчи в протоках, в частности из-за малоподвижного образа жизни, а также из-за переедания или злоупотребления жирной пищей. В случае хронического холецистита может наблюдаться болезненность в области печени, при нормальном общем самочувствии, при повышенной концентрации лейкоцитов.

Геморрой – расширение вен около прямой кишки, сопровождающееся образованием геморроидальных узлов. Причины геморроя – хронические запоры и длительная сидячая работа. Профилактика заключается в диете, способствующей предотвращению запора, правильно организации рабочего места и режима работы.

В условиях низкой двигательной активности уменьшаются гормональные резервы, что снижает общую адаптационную способность организма. Происходит преждевременное формирование “старческого” механизма регуляции жизнедеятельности органов и тканей [30]. У людей, ведущих малоподвижной образ жизни, наблюдается прерывистое дыхание, отдышка, снижение работоспособности, боли в области сердца, головокружение, боли в спине и т.д.

Профессиональная гиподинамия значительно усугубляет влияние на организм человека других факторов трудового процесса, например, нервно-эмоционального напряжения и монотонности. Отрицательные эмоции приобретают выраженную интенсивность и характер стресса. На фоне снижения эмоциональной устойчивости к стрессогенным факторам отрицательные эмоции оказываются труднопереносимыми для человека. Гиподинамия в сочетании с высоким уровнем нервно-эмоционального напряжения может стать причиной срыва адаптационных реакций человека.

1.3. Умственное утомление и усталость

Как уже было отмечено, интеллектуальная деятельность с позиций физиологии отличается большим мозговым напряжением, обусловленным концентрацией внимания на ограниченном круге явлений или объектов. В силу этого возбудительный процесс в центральной нервной системе (ЦНС) сосредоточен в сравнительно небольшой области нервных центров, что обуславливает их быстрое утомление. Под утомлением понимается возникающее вследствие работы временное ухудшение функционального состояния организма, выражающееся в снижении работоспособности, в изменениях физиологических функций. В биологическом отношении утомление представляет собой защитную реакцию, которая физиологически связана с развитием в ЦНС так называемого запредельного торможения. Оно нарастает постепенно и вначале субъективно не ощущается, однако затем начинает проявляться рядом внешних признаков, которые применительно к умственному труду выражаются следующим образом (таблица 2) [36].

Внешние признаки утомления при умственной работе (по С.А. Косилову)

Таблица 2.

Начальные признаки утомления вызывают развитие состояния торможения в коре головного мозга, биологически необходимого для предотвращения истощения энергетических запасов нервных клеток. Начало утомления является своеобразным сигналом к прекращению работы для физиологического восстановления. Однако этот сигнал человек может блокировать волевым усилием, мобилизующим физиологические резервы организма, и продолжить работу в течение более или менее длительного времени. В этом случае само утомление не ликвидируется, а лишь отдаляется по мере исчерпания волевого напряжения.

При значительном утомлении человек путем волевого усилия может продолжать выполнять работу, однако в результате усиления запредельного торможения в ЦНС постепенно развивается резкое утомление, и дальнейшее выполнение работы становится невозможным.

Следует отметить, что если утомление отражает объективные изменения в организме, наступающие в результате выполненной работы, то усталость является субъективным отражением отношения конкретного человека к выполняемой работе. Так, при выполнении неинтересной, монотонной работы очень быстро наступает запредельное торможение, хотя объем уже исполненной работы может быть небольшим, то есть усталость опережает утомление. И, наоборот, при занятии любимым делом или при высокой мотивации к его выполнению человек может работать достаточно долго без видимых признаков утомления. При усталости еще возможно продолжать умственную работу, но в ней все меньше остается творчества и все больше обнаруживается стандартных решений. Дальнейшее продолжение работы на фоне усталости сопровождается нарастающим чувством напряжения, а затем и неудовлетворения и раздражения.

Утомление само по себе не является каким-либо неблагоприятным состоянием для организма — это естественная реакция на выполненную работу. Более того, утомление является обязательным условием повышения работоспособности. Механизм последнего заключается в том, что, продолжая работать в условиях начинающегося утомления, преодолевая его волевым усилием, человек постепенно расширяет свои возможности в выполнении работы. Однако при этом следует учитывать, что чем более значительным оказывается утомление, тем более благоприятные условия восстановления должны создаваться. То есть речь идет о том, что состояние и динамика работоспособности должны определяться не только величиной выполненной работы, а скорее соотношением «работа/отдых». Такое утверждение обусловлено тем, что продолжение работы в условиях уже начавшегося утомления представляет собой работу «в долг» — за счет резервных возможностей организма [17]. Естественно поэтому, что в периоде восстановления эти резервы следует компенсировать (благодаря же «эффекту маятника» при полноценном отдыхе эти резервы восстанавливаются с некоторой суперкомпенсацией, что и является основным фактором повышения работоспособности) [36]. В таком случае становится понятной вся важность правильной организации внерабочего режима.

Однако от уровня физической подготовленности человека также зависит развитие утомления. В конце работы отмечаются: увеличение латентного периода простой зрительно-моторной реакции у лиц с высоким и низким уровнем общей физической работоспособности на 7 и 19% соответственно по сравнению с исходными величинами (до работы); снижение скорости переработки информации — на 10 и 21%; уменьшение выносливости мышц кисти — на 11 и 27%; снижение устойчивости ясного видения — на 9 и 16% [17]. Отмеченные сдвиги физиологических функций на протяжении рабочего периода свидетельствуют о развивающемся утомлении организма работника, глубина и степень выраженности которого значительно больше у лиц с низким уровнем физической подготовленности.

1.4. Умственное переутомление, его признаки и причины.

Наступающее умственное утомление в отличие от мышечного не приводит к прекращению работы, а, продолжаясь, ведет к перевозбуждению и невротизации. Основной причиной переутомления является нарушение режима работы и отдыха, т.е. при напряженной умственной деятельности имеет место недостаточный или неполноценный отдых. В возбужденном состоянии можно не заметить утомления. Накапливаясь во времени и углубляясь, сдвиги ведут в дальнейшем уже к переутомлению со стойким снижением работоспособности и к развитию многих соматических заболеваний, выражающихся в хронической патологии различных функциональных систем жизнеобеспечения организма.

Колебания настроения, смена эмоций – нормальные явления в жизни любого человека. Но иногда их повышенная продолжительность и сила начинают наносить вред самочувствию и течению жизни. К психическим заболеваниям, касающиеся исследуемой темы, относятся депрессия, повышенное беспокойство, бессонница.

Депрессия – ощущение безнадежности, пессимизма и подавленности. Следствием может стать потеря аппетита, снижение веса ниже нормы, или, напротив, его резкое увеличение, трудность концентрации внимания. Причинами, способными стать источником такого состояния на работе, являются хроническое переутомление, длительный стресс. Лучшими мерами предотвращения и лечения депрессии, вызванной этими факторами, являются физические упражнения, отдых, психотерапия. Следует отличать ситуационную депрессию от маниакальной и инициированной другими тяжелыми заболеваниями. В этом случае лечение производится антидепрессантами в условиях стационара.

Вообще, время от времени человек испытывает стресс или повышенное беспокойство, и эти чувства отнюдь не являются негативными. Стресс часто помогает мобилизовать ресурсы организма для принятия решения или избегания опасности. Но при хроническом стрессе состояние тревожности может стать привычным, и человек начинает испытывать трудности в общении с окружающими. Повышенное беспокойство может выражаться в различных формах. Это может быть общее беспокойство, фобии, приступы паники и разливные невротические симптомы. Общими чертами этих проявлений являются повышенная возбудимость, нарушения сна, невозможность сосредоточиться. Для лечения этих психических дисфункций необходимо ликвидировать источник беспокойства и принять меры по отвлечению внимания от проблемы, например занятиями физическими упражнениями, изменение рода деятельности.

Бессонница, или невозможность заснуть, является одним из самых распространенных психических заболеваний. Различают три вида бессонницы – невозможность заснуть в течение более чем получаса, невозможность спать и раннее пробуждение по утрам. Причиной бессонницы является депрессия, психологические проблемы, физические перегрузки, злоупотребление кофе и другими стимулирующими напитками.

При переутомлении начинает сокращаться по времени период оптимальной работоспособности, и продолжение работы требует от человека наращивания волевого напряжения. Нарастание переутомления поэтому сопровождается прогрессирующими изменениями в различных сторонах жизнедеятельности человека (таблица 3) [36]. Снижается качество работы, увеличивается число систематических ошибок, которые раньше не имели места, затрудняется решение даже относительно легких умственных задач, замедляется выполнение профессиональных приемов и навыков. Появляется чувство усталости, отмечаемое уже перед началом работ, отсутствие интереса к выполняемой деятельности и окружающей обстановке, апатия, повышенная раздражительность и неадекватная реакция на шутки и реплики товарищей, снижение аппетита, головокружение и головная боль. По данным К.К. Платонова при выраженном переутомлении наблюдается нарушение сна в 65% случаев, быстрая утомляемость - в 40%,повышенная раздражительность - в 32%,понижение аппетита - в 27% и головная боль - в 26% [36]. Неудивительно поэтому, что если при начинающемся переутомлении человек нуждается лишь в регламентации образа жизни, то при глубоких его степенях уже необходимо медицинское лечение.

Таблица 3.

Характеристика степеней переутомления (по К.К. Платонову)

У обучающихся в начале учебного года учебная активность минимальна и в основном ограничивается аудиторными занятиями. Затем постепенно нагрузка возрастает за счет индивидуальной и самостоятельной работы, к концу семестра эти формы дополняются отработками, консультациями и др., и к самой сессии студент подходит если и не переутомленным, то в довольно близком к этому состоянии. В период сессии (особенно летней, когда количество зачетов и экзаменов больше) это состояние у большей части студентов все-таки наступает.

1.5. Умственная работоспособность

Умственная работоспособность определяется как способность человека к выполнению конкретной умственной деятельности, в рамках заданных временных лимитов и параметров эффективности [9]. Основу работоспособности составляют уровень специальных знаний, умений, навыков, а также психофизиологических качеств -память, внимание, восприятие и др., физиологические функции, особенности ССС, эндокринной, мышечной систем, психологические особенности -сообразительность, добросовестность и т.д.. Кроме того, работоспособность определяется тремя группами факторов [16]:

- физиологического характера: состояние здоровья, половая принадлежность, общая нагрузка, питание, сон, организация отдыха и др.;

- физического характера: воздействующие на организм через органы чувств: степень и характер освещения рабочего места, температура воздуха, шум, вибрация и др.;

- психического характера: самочувствие, настроение, мотивация и т.д. На работоспособность в любой момент трудового процесса влияет не только каждый из них, но и различные их сочетания.

Исследованиями установлено, что умственная работоспособность на протяжении трудового дня отличается колебаниями продуктивности работы. На основе выявленных колебаний были выделены периоды работы, которые после­довательно сменяют один другого [26].

1. Период врабатываемости продолжительностью от нескольких минут до часа. Выражается он в постепенном повышении работоспособности с определенными колебаниями продуктивности работы. Эти колебания в начале работы связаны с поисками адекватных способов действий, выработкой и усвоением оптимального ритма работы и механизмов ее нервной регуляции.

2. Период оптимальной работоспособности отличается стабильными показателями качества работы. Все изменения показателей функций организма адекватны той нагрузке, которую испытывает человек, и находятся в пределах физиологической нормы.

3. Период полной компенсации отличатся оптимальной работоспособностью. Особенность этого периода в том, что в нем начинают появляться первые признаки утомления, которые компенсируются волевым усилием человека и положительной мотивацией его к выполняемой работе. Снижение работоспособности внешне не наблюдается. Поскольку волевое усилие реализуется через физиологические механизмы усиления деятельности вегетативных функций, то по мере нарастания нервно-психического напряжения увеличиваются сдвиги со стороны внутренних органов.

Второй и третий периоды отличаются по наибольшей продолжительности во времени по сравнению с другими периодами.

4. Период неустойчивой компенсации характеризуется нарастанием утомления, когда человек волевым усилием какое-то время еще может поддерживать умственную работоспособность на необходимом уровне. Степень снижения работоспособности и ее компенсации во многом зависит от индивидуальных особенностей человека, его физического состояния и диапазона компенсаторных возможностей организма, а также типа нервной системы. В этот период отмечается выраженное чувство усталости, разнообразие в показа­телях изменения функций различных систем. Причем, величины одних показателей возрастают, других снижаются, а третьи остаются без изменения. Такое состояние отражает закономерности функционирования организма как единого целого включает реакции непосредственного обеспечения выполнения работы, компенсаторные, мобилизационные реакции и др.

5. Период прогрессивного снижения работоспособности характеризуется быстрым нарастанием утомления, а человек не в состоянии волевым усилием компенсировать утрачиваемую продуктивность умственной деятельности.

Важным условием оптимальной работоспособности является то, насколько жизненный ритм человека согласуется с его биологическим ритмом. Наибольшее значение имеют суточные ритмы, под влиянием которых изменяется более 50 функций организма. Одним из самых важных датчиков времени и синхронизатором суточных ритмов является чередование дня и ночи. Показатели функционального состояния ССС, эндокринной, мышечной, выделительной и других систем достигают максимальных значений в период бодрствования, в то время как ночью происходят в основном восстановительные процессы. Чем точнее совпадает начало умственного труда с подъемом жизненно важных функций организма, тем продуктивнее он осуществляется.

Большинству людей свойственна определенная последовательность изменения работоспособности — так называемых ритмик, в меньшем числе случаев у людей такой закономерности нет — аритмик. В зависимости от времени подъема работоспособности первые подразделяются на утренний тип («жаворонки») и вечерний («совы»). Естественные для человека природные биоритмы функционирования орга­низма - это наибольшая активность утром (8-12 часов), затем некоторый спад в середине дня (12-16 часов), снова некоторый подъем вечером (16-22 часа) и резкое снижение ночью (22-8 часов). Так называемые "жаво­ронки’’, которые встают рано утром, с утра бодры и жизнерадостны, наиболее работоспособны с 9 до 14 часов; люди вечернего типа - "совы" наиболее работоспособны после 18 часов, поздно встают и поздно отходят ко сну, просыпаются заторможенными и нередко с головной болью [2].

Установлено, что ощущение повышенной работоспособности в вечерние и ночные часы у "сов" не опирается на суточную ритмику функциональной работоспособности. Это расхождение у отдельных людей может достигать 8 часов, что неблагоприятно для организма. Не случайно именно среди "сов’’ наиболее часты существенные отклонения в функционировании ССС. "Совы" формируются в определенных условиях жизни, труда и быта вопреки жизненным ритмам человека. В таких случаях требуется сознательное исправление этого отклонения от нормы. Причем отмечено, что переход к утреннему ритму хотя и происходит болезненнее, однако в последующем жизнедеятельность и самочувствие оказывается более благоприятными, чем обратный переход.

При обычном ежедневном цикле работы наблюдается и недельная периодичность работоспособности, относительный максимум которой имеет место (при пятидневном режиме работы) во вторник - среду-четверг, при шестидневной — на среду — четверг, и, как это ни кажется необычным, некоторый подъем работоспособности отмечается в субботу [9]. Однако типичная кривая работоспособности может изменяться под воздействием эмоционального подъема, мотивации и др.

Важное значение для продуктивной умственной работы имеет возрастной фактор. Исследованиями установлено, что в 18-20 лет у человека наблюдается высокая интенсивность интеллектуальных и логических процессов. Приняв этот уровень за 100% ученые США оценили умственную работоспособность 30-летнего в 96%, 40-летнего - 87%, 50-летнего - 80%, 60-летнего-75% [2].

Среди инженерно-технических работников в возрасте 20-29 лет наблюдается наиболее высокие показатели таких психических процессов, как интенсивность и устойчивость внимания, кратковременной памяти, анализа и синтеза в мыслительных операциях и др.

Обычно после 50 лет начинается ослабление организма [2], которое компен­сируется за счет приобретенного социального и профессионального опыта. В профессиях, не связанных с выраженными неблагоприятными факторами среды, профессиональная работоспособность остается высокой до 60 лет и старше. Но это при непременном условии, что человек правильно организует свой жизненный режим.

Учебная деятельность школьника и студента, требующая значительного эмоционально-психического напряжения в течение учебного дня, предъявляет к организму каждого из них серьезные требования. Существующая в настоящее время система относительно жестких учебных планов, графиков учебного процесса, учебного расписания строго регламентирует жизнь учащегося в течение всего периода обучения — все это делает его заложником предельно интенсивного ритма жизни, причем ритма, не зависящего от индивидуальных особенностей, специфики его установок, традиций, биоритмов. Последнее обстоятельство оказывается исключительно важным, так как именно с ритмическим характером жизнедеятельности связан основной критерий эффективности и производительности умственного труда — работоспособность. Работоспособность в свою очередь у школьников и студентов во время учебной деятельности изменяется в том закономерном соответствии, которое уже было отмечено выше. Причем такая закономерность свойственна любым периодам учебной деятельности: уроку, дню, неделе, четверти и году. В соответствии с такой особенностью, естественно, начало каждого указанного периода должно быть облегчено.

1.6. Восстановление умственной работоспособности

Существует большое многообразие методов и средств обеспечения высокого уровня работоспособности и здоровья. Они касаются как непосредственно периода работы, так и после рабочего времени.

Любая деятельность сопровождается процессами утомления и восстановления. Утомление является специфическим раздражителем восстановительных процессов. С физиологической точки зрения особенностью восстановления является то, что внешняя деятельность человека уже прекращена внутренняя деятельность организма по компенсации рабочих затрат еще продолжается.

Восстановительные процессы протекают непосредственно при выполнении работы. Например, активизируются окислительные реакции, обеспечивающие ресинтез богатых энергией химических веществ. После окончания работы интенсивность восстановления значительно возрастает, благодаря чему работоспособность достигает не только до рабочего уровня, но в течение некоторого времени даже превосходит его. Чем интенсивнее развивается утомление, тем более интенсивными становятся процессы восстановления.

Умственный труд, независимо от того, в деятельности каких органов он находит свое внешнее выражение, сопряжен с большой работой корковых систем головного мозга. Интенсивная умственная работа связана с расходова­нием ресурсов нервных клеток мозга, их "функционального потенциала" [4]. Усиление расходования ресурсов стимулирует активность процессов восстановления по ходу работы. Если расходование начинает значительно преобладать, появляется охранительное торможение, оберегающее нервные клетки от дальнейшего истощения и усиливающее восстановительные процессы, особенно после завершения работы. Отдых восстанавливает работоспособность нервных клеток.

Чередование работы и отдыха является важным условием плодотворной интеллектуальной деятельности. Задача отдыха - восстановить оптимальное соотношение основных нервных процессов: возбуждения и торможения. Пассивный отдых незаменим для ночного сна, когда не только ликвидируется накопившееся за день утомление, но и происходит "текущий ремонт" интенсивно работавших органов и тканей [19]. Отдыхом может быть не только прекращение на время целенаправленной деятельности, но и чередование занятий, например, переход от чтения специальных книг к поэзии или от вычислительных операций к чертежным работам. Эффективны также формы отдыха, которые будучи новыми раздражителями, вызывают переключение корковых процессов на новые мозговые структуры: кино, театр, спорт, хобби и т.д. Установлено, что владельцы домашних животных, птиц, рыбок обладают лучшим физическим и психическим здоровьем, чем те, у кого их нет.

Дозирование умственной работы не всегда возможно. Мыслительная деятельность не может быть произвольно прекращена, она продолжается и в после рабочее время, даже во сне. Более того, в большинстве видов умственной деятельности и упорной сосредоточенности на решении какой-либо задачи. Поэтому резервы для отдыха и восстановления следует находить не в снижении мозговых усилий, а в оптимальных нагрузках.

Наиболее эффективной формой отдыха считается отдых активный. Впервые значение активного отдыха научно обосновал И.М. Сеченов. Он обратил внимание на то, что сила руки после утомления восстанавливается быстрее, если другой, неутомленной рукой выполнять нетрудную работу. В дальнейшем ученые установили, что активный отдых применим не только к физической, но и к умственной работе. Особая роль здесь принадлежит мышечной деятельности, в процессе которой в работу вовлекаются нервные центры, отличные от тех, которые задействоаны при различных формах интеллектуальной деятельности. Переклю­чение с умственной работы на физическую позволяют, во-первых, сохранять и улучшать деятельность организма в целом, во-вторых, совершенствовать координационные механизмы в его функционировании [2].

Для рациональной организации умственного труда большое значение имеет выделение и использование перерывов для отдыха. Значение пауз не ограничивается только уменьшением накопившегося утомления. В таком случае было бы безразлично, когда и сколько времени отдыхать. Во время отдыха происходит изменение взаимодействия между процессами возбуждения и торможения с преобладанием последнего, которое является важ­ным условием восстановления рабочих потенциалов в нервных клетках, где во время работы происходила усиленная физиологическая деятельность. Углубление торможения в клетках мозга достигается при выполнении мышечной работы в виде физических упражнений во время физкультпауз оказывает вдвое больший эффект на восстановление умственной работоспо­собности, чем пассивный отдых вдвое большей продолжительности. Это обусловлено следующими обстоятельствами.

Мыслительная деятельность в своей основе имеет стресс, причем тем более выраженный, чем сложнее и эмоциональнее задача. Однако следует знать, что в биологическом плане конечным звеном стресса является движение, в процессе которого, в частности, разрушаются гормоны стресса (вырабатываемые гипофизом, надпочечниками, щитовидной железой и др.). Отсюда становится понятным, что если, как это чаще всего и бывает, человек умственного труда в процессе своей профессиональной деятельности двигаться не может, то это приводит, с одной стороны, к формированию очага застойного возбуждения в ЦНС (поэтому так трудно «выбросить из головы» рабочую проблему и после работы), а с другой — в организме в течение рабочего дня скапливается значительный объем упомянутых гормонов [4]. Вот почему двигательная активность во время перерывов в работе способствует предупреждению наступления преждевременного умственного утомления, а после работы — позволяет снять застойную «рабочую» доминанту и устранить избыточно накопившиеся гормоны стресса.

В физиологии труда выделяют три разновидности пауз для отдыха [9]:

А) микропаузы от нескольких секунд до полминуты,

Б) короткие паузы от 30 с до 5 мин,

В) продолжительные паузы свыше 5 мин.

При этом имеется в виду, что работа и отдых выступают как единая система трудового цикла. Для восстановления работоспособности более длительные паузы менее целесообразны, чем короткие паузы после каждого цикла работы. Длительные паузы в процессе работы приводят к угасанию рабочей доминанты и для последующего продолжения работы в этом случае необходим вновь период врабатывания.

Физические упражнения, используемые в паузах для отдыха, подбираются таким образом, чтобы их сложность и интенсивность максимально соответствовали напряженности умственной деятельности: чем утомительнее работа, тем меньшей должна быть интенсивность мышечной нагрузки.

Во время учебного процесса значительное время в режиме дня учащихся занимает самостоятельная работа. При выполнении самостоятельной работы учащимся необходимо учитывать определенные обстоятельства, касающиеся как состояния своего организма, так и объективных процессов, характеризующих работоспособность. Прежде всего, следует учесть, что после окончания обязательных занятий и обеда нецелесообразно сразу приступать к выполнению заданий. Это обусловлено тем, что после еды происходит перераспределение крови, причем оно сопровождается оттоком ее от головного мозга (что и обусловливает возникающую после плотной еды сонливость). Кроме того, в период с 13—14 до 15—16 часов у человека отмечается закономерное снижение работоспособности, что делает выполнение домашних заданий в это время малопродуктивным [44]. Учитывая эти обстоятельства можно рекомендовать, во-первых, не есть днем плотно, а, во-вторых, после еды можно выполнить какую-либо спокойную двигательную деятельность, желательно — на свежем воздухе. Такое времяпрепровождение не только отражает заботу о здоровье, но и по механизму активного отдыха способствует более быстрому снятию вызванного учебной деятельностью в первой половине дня утомления и восстановлению работоспособности.

В режиме дня учащегося помимо рациональной организации учебной деятельности самого серьезного внимания заслуживает обеспечение полноценного сна как одного из важнейших средств восстановления состояния организма и работоспособности. В настоящее время не подвергается сомнению, что сон — не пассивное состояние отдыха, а активное состояние мозга и всего организма. В последнем во время сна происходят процессы обмена веществ, интенсивность которых определяется полноценностью сна, преимущественно анаболического характера, направленные на компенсацию возникших в состоянии бодрствования изменений. В ЦНС же во время сна идут процессы, связанные со систематизацией полученной накануне информации. В этот период последняя перерабатывается, «сортируется» в зависимости от ее важности: что-то уходит в глубины подсознательного, другое переводится в резервы долговременной памяти, третье, наоборот, извлекается из глубин памяти в сферу сознательного. Важно, что самочувствие человека утром во многом определяется тем, насколько полно прошла «обработка» информации во время сна: если этот процесс завершен и мозг готов вновь воспринимать новую информацию, то человек просыпается бодрым и отдохнувшим («утро вечера мудренее»), и освобожденный от информации мозг готов в полном объеме выполнять интеллектуальную деятельность; если же «переработка» информации не завершена, то, оставшись в сфере сознательного, она затрудняет умственную деятельность, делает ее малопродуктивной. Вот почему так важно обеспечить условия для нормального сна. В решении этой проблемы не должно быть мелочей, и эти условия должны определенным образом регламентироваться.

1.7. Условия эффективной умственной работоспособности

Рациональная организация жизнедеятельности работника умственного труда определяется многими факторами, связанными не только с условиями, в которых непосредственно осуществляется его профессиональная деятельность, но и во все периоды его жизнедеятельности вне рабочего режима. Несомненно, что между рабочим и внерабочим режимами жизни человека должно быть тесное согласование, так как из первого во второй он уже попадает в определенном функциональном состоянии, обусловленном выполненной работой, а его работоспособность и эффективность во время работы во многом определяются тем, как была организована его внерабочая жизнедеятельность. Для такого согласования необходимым условием является рациональное планирование жизнедеятельности

Чрезвычайно важным фактором эффективности всякого труда является соблюдение человеком определенного суточного распорядка, включающего четкое распределение времени на работу, отдых, питание, сон. Регулярность чередования видов деятельности в рамках принятого режима способствует выработке необходимого ритма в деятельности организма. В результате образовавшейся цепочке условных рефлексов, в которой каждая предыдущая деятельность становится условным раздражителем для последующей и под­готовки к ней.

Организация процесса работы при выполнении умственной деятельности во многом определяет состояние устойчивой работоспособности на длитель­ное время. Известный физиолог Н.Е. Введенский писал, что «при умелом рас­пределении умственного труда можно не только развить громадную по своей продуктивности работу, но притом сохранить на долгие годы, быть может на всю жизнь, умственную работоспособность и общий тонус жизнедеятельности. Устают и изнемогают не столько оттого, что много работают, а оттого, что плохо работают» [2].

Умственная работоспособность учащихся определяется не только их физиологическими особенностями, но и методикой ведения самого занятия и условиями, в которых оно проходит. С одной стороны, есть целый ряд факторов, снижающих умственную работоспособность: монотония, чрезмерные или — наоборот — заниженные требования к студенту, высокая температура в аудитории и т.д. С другой стороны, есть ряд методических и организационных приемов, которые обеспечивают поддержание высокого уровня внимания, восприятия и мыслительной деятельности учащихся на протяжении значительной части занятия. Основу таких приемов составляет переключение или с одних видов деятельности на другие, или внимания студентов. К ним можно отнести: переход от монолога преподавателя к диалогу со студентом, использование индивидуальных заданий, применение технических средств обучения и т.д. Особенно эффективными оказываются двигательные паузы или физкультминутки. Последние должны быть рассчитаны не только на поддержание и восстановление работоспособности, но и на устранение отрицательных сторон влияния самого образовательного процесса на здоровье учащихся.

Специалисты психофизиологии разработали общие условия, которые призваны обеспечивать высокую продуктивность умственного труда [44].

1. Во всякую работу следует входить постепенно, период врабатывания, в течение которого организм физиологически подготавливается к выполнению большого объема работы. Поэтому, если в процессе работы предстоит решить задачи трудные, средней трудности и легкие, то выполнение их лучше начать с заданий средней трудности, затем перейти к трудным заданиям и в заключение - к легким.

2. Выбрать и придерживаться мерности и оптимального ритма в режиме работы. Например, деятельность оператора технологических процессов, связанная с необходимостью воспринимать и перерабатывать большое количество информации в короткое время, приводит к снижению эффективности и надежности в работе. Но длительное отсутствие информации ведет к снижению бдительности. Иначе говоря, для сохранения нормальной и длительной работоспособности необходимы определенный ритм деятельности, оптималь­ный объем информации и т.д. Установлено, что наибольшая работоспособности человека проявляется, когда к нему поступает около 400 сигналов в час, на которые он должен реагировать; если их количество снижается до 40 в час, то человек теряет активность из-за малой нагрузки. Поэтому процесс умственного труда должен быть ритмичным, с регулярным чередованием работы и отдыха (1,5 - 2 часа работы, 5-10 минут активного отдыха) [4], что обеспечит меньшую утомляемость и большую производительность.

3. Условием высокой работоспособности является привычная последовательность и систематичность работы, т.е. плановости деятельности ее порядка во времени. Не может быть продуктивной работы, выполняемой в условиях аврала. Работа рывками ведет к снижению ее количества и качества, более быстрому нарастанию утомления.

4. Важное условие высокой работоспособности заключается в правильном чередовании работы и отдыхала также смене одних форм труда другими. Перемена занятий, переключение с одного вида умственного труда на другой, чередование мыслительной деятельности с невысокой физической нагрузкой обычно способствует работоспособности, устраняет чувство усталости. Для сохранения работоспособности полезно прерывать на определенное время умственную работу на недалеко еще зашедшей стадии утомления. Время, отведенное на отдых, не следует использовать для работы.

Анализ характера работоспособности учащихся предполагает, что нецелесообразно ставить два или даже три сложных урока подряд, а лучше чередовать трудные предметы с менее трудными, требующие значительных умственных усилий (математика, иностранный язык, химия, физика) — с преимущественно физическими нагрузками, связанные с письмом или записыванием (русский, иностранный язык) — с преимущественным объяснением учителя (история, география) и т.д.

Что касается расписания учебных занятий на неделю, то здесь следует исходить из суммарной нагрузки учебных дней в такой же закономерности, какая была отмечена для отдельного дня: с наименьшей суммой баллов в понедельник и субботу и с двумя подъемами суммарной сложности в среду и пятницу.

5. Без творческого отношения каждого к своему труду немыслима полно­ценная трудовая деятельность человека. Целесообразно организованный труд, правильно выбранная профессия, соответствующая интересам человека и отвечающая особенностям его организма, вызывает положительные эмоции, без которых невозможно творческое отношение к труду. В то же время и любые другие занятия, способствующие появлению положительных эмоций, благотворно сказываются на результатах профессиональной деятельности. Большим стимулом, способствующим высокой работоспособности, является благоприятное отношение общества к труду.

6. Несомненное влияние на работоспособность работника оказывает и обстановка, в которой реализуется умственный труд. Это касается многих факторов — от освещения и характеристик воздуха в помещении до особенностей конструкции и расположения рабочей мебели.

Одним из существенных факторов обеспечения и поддержания высокой работоспособности для работника умственного труда, профессиональная деятельность которого проходит, как правило, в помещении, является состояние воздушно-теплового режима в нем. При его оценке следует исходить из основных показателей воздуха — его состава, температуры и влажности.

Состав воздуха по химическим характеристикам в оптимальном варианте должен соответствовать составу природного атмосферного воздуха (кислорода — 21%, углекислого газа — 0,03%, азота — 78%, инертных газов — около 1%) [1].

Разумеется, идеальное обеспечение такого состава возможно лишь до тех пор, пока в помещении не оказывается человек, который в процессе своей жизнедеятельности поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Кроме того, в результате потоотделения и содержания в выдыхаемом воздухе конечных продуктов употребленных в пищу и с водой ненатуральных пищевых веществ состав воздуха в помещении постепенно меняется. Однако для состояния человека и его работоспособности основное значение имеют не изменения концентрации О₂ и СО₂ —даже при снижении первого до 18% и возрастании второго до 2% (что практически встречается очень редко) человек не испытывает их вредного влияния. Вместе с тем появление в воздухе таких продуктов жизнедеятельности, как пары пота, аммиак, летучие соли жирных кислот и т.д., делает воздух «спертым» и вызывает изменения в сердечно-сосудистой (в основном спазм коронарных и мозговых сосудов) и центральной нервной (усиление тормозных процессов) системах. Субъективно же человек при длительном пребывании в таком помещении испытывает сонливость, апатию, головные боли и общую разбитость.

Температура и относительная влажность воздуха в помещении, согласно гигиеническим нормативам, должны составлять 18—20°С и 30—70% соответственно [8]. Такие требования обусловлены тем, что именно при указанных характеристиках воздуха у подобающим образом одетого человека процессы теплопродукции и теплоотдачи уравновешены и температура воздуха в рабочем помещении из-за пребывания там работников не меняется. В то же время повышение температуры воздуха до 22—24°С и влажности более 70% влечет за собой соответствующее повышение температуры, которое в помещении, где на каждого работника приходится 8 м³ воздуха, достигает за один час 3—4°С [1].

Следует напомнить, что температура, при которой работник выполняет свою умственную профессиональную деятельность (в том числе и учащиеся), самым непосредственным образом сказывается через ретикулярную формацию на тонусе коры головного мозга и, следовательно, на умственной работоспособности. Именно этим обстоятельством объясняется быстрое наступление утомления у работников умственного труда, если температура воздуха в помещении достигает как раз указанной выше температуры 22—24°С [18].

Что касается влажности воздуха, то при высоких ее значениях затрудняется терморегуляция из-за того, что образующийся при угрозе перегревания пот не испаряется, а, впитываясь в ткани одежды, создает неблагоприятный для кожи и организма микроклимат: с одной стороны, содержащиеся в поте вредные вещества вызывают раздражение кожи и являются удобной для жизнедеятельности патогенных микроорганизмов средой, а с другой — затруднение теплоотдачи провоцирует повышение температуры тела с соответствующим снижением работоспособности. Однако и излишняя сухость в помещении, которая достаточно часто встречается при искусственном отоплении, неблагоприятно сказывается на состоянии работника, особенно на его дыхательной системе. В частности, она вызывает высушивание слизистой дыхательных путей, что лишает ее способности обезвреживать действие попадающих сюда возбудителей инфекции. Кроме того, поступающий сюда воздух не увлажняется, что затрудняет газообмен в легких и провоцирует определенную степень кислородной недостаточности организма, в том числе и головного мозга (в последнем случае часто возникают головные боли).

7. Для работника умственного труда особенно важно обеспечить оптимальные условия для функционирования зрительного аппарата. Это обусловлено тем, что восприятие им информации, составляющей основу его профессиональной деятельности, на 80—85% связано именно со зрением [4]. С другой стороны, неблагоприятные условия освещения не только ведут к снижению работоспособности работника, но и к возникновению различных нарушений и заболеваний глаз и других функциональных систем организма.

В последнее десятилетие серьезное внимание специалистов стал привлекать еще один фактор, характеризующий воздух рабочего помещения. Широкое использование электронных приборов и аппаратов (телевизоры, компьютеры и т.д.) ведет к возрастанию концентрации положительно заряженных ионов в помещении. Этот фактор рассматривается как одна из серьезных причин различных заболеваний и нарушений, в частности, ЦНС. Использование в этом случае ионизаторов, воспроизводящих отрицательные ионы и нормализующих их соотношение с положительными, может быть эффективным средством решения проблемы.

В экстремальных случаях, эпизодически, когда на фоне утомления необхо­димо выполнить важную работу, для кратковременного подъема работоспособ­ности, прибегают к тонизирующим препаратам и стимуляторам ЦНС. К ним, в частности, относятся кофе, чай, шоколад и какао, некоторые фармацевтические препараты (поливитамины, настойка женьшеня и др.). Такие стимуляторы повышают на некоторое время тонус ЦНС, действуют на все ее отделы и уси­ливая процесс возбуждения, усиливают работу сердца и улучшают кровообра­щение в органах и тканях. Однако при их использовании нужно иметь в виду, что:

А) стимуляторы обеспечивают срочную мобилизацию и расходование резервных энергетических ресурсов организма, а не их восстановление;

Б) повторное применение стимуляторов может привести к переутомлению. Частое употребление стимуляторов снижает эффективность их воздействия по причине привыкания к ним организма. В результате работоспособность не повышается, а человек обрастает вредными привычками.

1.8. Взаимосвязь мышечной активности и

умственной деятельности

Движения, даже сравнительно несложные, осуществляются при участии большого числа мышц (например, в акте дыхания участвуют около 90 мышц). Работа одних мышц направлена на обеспечение основного двигательного акта, сокращение других способствует тому, чтобы движение было координированным, деятельность третьей группы мышц создает наиболее выгодную для данного движения позу тела путем распределения мышечного тонуса. Двигательная деятельность представляет собой процесс, в котором участвуют не только мышцы, но и многие участки нервной системы от периферийных нервов - до высших центров коры больших полушарий мозга. В работающих мышцах возникают сигналы, которые оказывают стимулирующее влияние на ЦНС, поддерживая работоспособность нервных центров. Систематический поток таких сигналов положительно сказывается на развитии и функциях мозга, состоянии вегетативной нервной системы. В организации движения в качестве аппарата контроля и информации принимают участие органы чувств - анализаторы. В обеспечении движений всем необходимым участвуют сердечно-сосудистая, дыхательная, эндокринная системы, органы пищеварения, выделения и др. Чем разнообразнее двигательная деятельность, тем совершеннее строение организма, выше уровень функциональных возможностей, продолжительнее жизнь. Например, продолжительность жизни разных видов животных, примерно одинаковых по размеру и весу, зависит от образа жизни: кролик живет в среднем 5 лет, заяц - 15; мышь - 2 года, летучая мышь - до 30; корова - 20-25, лошадь - 40-50 [25]. Продолжительность жизни пропорциональна степени двигательной активности.

Некоторые морфофункциональные показатели сердечно-сосудистой

и дыхательной систем у тренированного и нетренированного человека

Таблица 4.

Для нормальной деятельности мозга нужно чтобы к нему поступали им­пульсы от различных систем организма, массу которого почти наполовину составляют мышцы. Работа мышц создает громадное число нервных импульсов, обогащающих мозг потоком воздействий, поддерживающих его в рабочем состоянии. При выполнении человеком умственной работы усиливается электрическая активность мышц, отражающая напряжение скелетной мускулатуры. Чем выше умственная нагрузка и чем сильнее умственное утомление, тем более выражено генерализованное мышечное напряжение. Связь движений с умственной деятельностью характеризуется следующими закономерностями.

Во время напряженной умственной работы у людей наблюдается сосредоточенное выражение лица, сжатые губы и это тем заметнее, чем сильнее эмоции и сложнее задача, которую приходится решать. При попытках усвоить какой-либо заданный материал у человека бессознательно сокращаются и напрягаются мышцы, сгибающие и выпрямляющие коленный сустав. Происходит это потому, что импульсы, идущие от напряженных мышц в ЦНС стимулируют деятельность головного мозга, помогают ему поддерживать нужный тонус. Деятельность, не требующая физических усилий и точно координированных движений чаще всего сопровождается напряжением мышц шеи и плечевого пояса, а также мышц лица и речевого аппарата, поскольку их активность тесно связана с нервными центрами, управляющими вниманием, эмоциями, речью. Если человек быстро и долго пишет, напряжение постепенно перемещается от пальцев к мышцам плеча и плечевого пояса. Этим нервная система стремится активизировать кору головного мозга и поддержать работоспо­собность. Продолжительная работа вызывает привыкание к этим раздражениям, начинается процесс торможения, работоспособность снижается, поскольку кора головного мозга больше не в состоянии справиться с нервным возбуждением, и оно распространяется по всей мускулатуре. Погасить его, освободить мышцы от излишнего напряжения можно с помощью активных дви­жений, физических упражнений.

Тонус нервной системы и работоспособность головного мозга могут поддерживаться долгое время, если сокращение и напряжение различных мышечных групп ритмически чередуются с их последующим растяжением и расслаблением. Такой режим движений характерен для ходьбы, бега, передвижения на лыжах, коньках и др. Для успешной умственной работы нужен не только тренированный мозг, но и тренированное тело, мышцы, помогающие нервной системе справляться с интеллектуальными нагрузками. Устойчивость и активность памяти, внимания, восприятия, переработки информации прямо пропорциональны уровню физической подготовленности. Различные психические функции во многом зависят от определенных физических качеств - силы быстроты, выносливости и др. Следовательно, должным образом организован­ная двигательная активность и оптимальные физические нагрузки до, в про­цессе и после окончания умственного труда способны непосредственно вли­ять на сохранение и повышение умственной работоспособности.

Нормальная жизнедеятельность организма возможна лишь при определен­ной организации разнообразной мышечной нагрузки, необходимой для здоро­вья человека постоянно. Она представляет собой сочетание разнообразных двигательных действий, выполняемых в повседневной жизни, передвижениях, организованных и самостоятельных занятиях физической культурой, спортом и объединенных термином «двигательная активность».

Исследования показывают, что суммарная двигательная активность сту­дентов в период учебных занятий составляет 56-65%,а во время экзаменов и того меньше - 39-46% от уровня, когда студенты на каникулах. Именно уровень физической нагрузки во время каникул отражает естественную потребность молодых людей в движениях [30].

Важное значение имеет определение оптимального объема двигательной активности, при котором достигается наилучшее функциональное состояние организма, высокий уровень работоспособности. Эффект сверхвосстановления наблюдается только при оптимальных нагрузках, соответствующих уровню физической подготовленности индивида. Нейтральны по воздействию относительно малые мышечные усилия. Максимальные нагрузки могут привести к переутомлению и резкому снижению работоспособности.

Изменение умственной работоспособности после физических нагрузок

продолжительностью 90 минут [26].

Таблица 5.

Рядом отечественных и зарубежных авторов научно обоснована норма двигательной активности современного человека - 10-14 тысяч шагов в день, примерно 7-10 км [20]. До такой нормы не дотягивает даже половина горожан. Немало людей, кто отождествляет с физической работой служебную суету по кабинетам, аудиториям, коридорам учреждений, учебных заведений, передряги на городском транспорте, хождение по магазинам. Такие нагрузки создают ощущение большой усталости психической, но не физической. Измерения показывают, то субъективная оценка преодоленного за день маршрута почти вдвое превышает реальную. Эквивалентом ходьбы могут быть другие двигательные действия.

Сравнительная оценка эффективности различных видов физических упражнений [16]

Таблица 6.

Таким образом, основным средством устранения дефицита мышечной деятельности людей умственного труда относятся физические упражнения. Для создания оптимального эффекта занятий физическими упражнениями необходимо учитывать следующие факторы:

 индивидуальные особенности занимающихся: возраст, пол, состояние здоровья, физическое развитие, подготовленность и др. поскольку одно и то же упражнение в зависимости от индивидуальных особенностей вызывает разный эффект;

 особенность самих физических упражнений - сложность, новизну, эмоциональность и т. д., а также отношений к ним занимающихся;

 особенности внешних условий - метеорологические, местность для заня­тий, качество оборудования и инвентаря, гигиенические условия.

Для повышения двигательной активности работников умственного труда используются в основном две группы физических упражнений:

1) упражнения общего воздействия;

2) упражнения направленного воздействия.

Для людей, связанных с малоподвижным трудом, небольшими физическими нагрузками, особый интерес представляют упражнения, совершенствующие ССС и дыхательную систему, увеличивающие общую выносливость и т.д. Этой задаче в наибольшей степени отвечают упражнения умеренной интенсивности, но достаточной продолжительности. Такую дозированную работу могут обеспечить ходьба, бег, плавание, лыжи, гребля, спортивные игры, велосипед и др. Подобные упражнения являются также действенным средством психологичес­кой разгрузки, снятия умственного напряжения. Выбор зависит от условий занятий, интереса возможностей занимающихся и с учетом того, что используемые упражнения должны обеспечить упражняемость всех мышечных групп. Более того, упражнения общего воздействия позволяют оказывать разнообразное развивающее и тренирующее воздействие на защитные аппараты мозга. Например, бег, вызывающий при каждом шаге легкое сотрясение головы, ходьба на лыжах, сопровождающаяся размашистым покачиванием туловища и головы, а также другие виды напряжения в определенной степени тренируют амор­тизирующие устройства мозга. С такой же целью хорошо использовать маятникообразные упражнения, когда при качании туловища под действием сил мозг будет стремиться переместиться к одной из сторон черепа. Упражне­ния, при выполнении которых усиливаются раздражение вестибулярного аппарата (кувырки, перевороты, кружения, вальсирования и др.) способствуют расширению сосудов мозга, а после их выполнения сосуды возвращаются к исходному положению.

Следует добавить, что для работников умственного труда в двигательном режиме обязательными должны быть упражнения для тренировки сосудов головного мозга, так как именно от их эластичности и проходимости зависит кровоснабжение головного мозга - важнейшее обстоятельство, поскольку клетки мозга не имеют, в отличие от всех других, запасов питательных веществ и кислорода. При напряженной же мыслительной деятельности недостаточная эластичность этих сосудов относительно быстро вызывает их спазм, влекущий за собой закономерное снижение работоспособности.

Формы занятий физическими упражнениями, тренировок очень разнообразны. Чаще всего это самостоятельные, групповые (игры, походы) или индивидуальные (бег, плавание) занятия. На самостоятельных занятиях нагрузка дозируется естественно - редко когда человек совсем не ощущает меры нагрузки. На коллективных занятиях иногда подводит эмоциональная увлеченность.

2.Экспериментальная часть.

2.1. Определение состояния здоровья школьников.

Для решения этой задачи я использовала методику определения состояния здоровья по изменению кровяного давления до физической нагрузки и после неё. Перед уроком физкультуры давление учащихся соответствовало норме. Это говорит о том, что школьный труд является обычной нагрузкой для организма учащихся. После физкультуры у учащихся кровяное давление резко повышается и это нормально, т.к. при повышении активности мышечной деятельности, мышцы человека нуждаются в большом количестве питания и кислорода, и в ответ на это кровоснабжение мышц увеличивается. Это влечет за собой учащение сердцебиения и увеличение давления в кровеносных сосудах. Через 2 часа после эксперимента выделилось три группы учащихся.

Таблица 7

У первой группы давление понизилось, у второй – нормализовалось, у третей – повысилось. Тот факт, что у большинства учащихся кровяное давление отклонилось от нормы, объясняется тем, что они имеют ослабленные адаптивные способности к физическим нагрузкам, проблемы сердечно-сосудистой системы, пониженный уровень здоровья. В процессе анкетирования эти учащиеся признались, что они часто болеют ОРЗ и имеют проблемы с состоянием здоровья. На основании проведенных исследований можно сделать вывод о том, что у 70% учащихся адаптивные способности понижены.

2.2.  Определение зависимости максимального потребления кислорода (МПК) от двигательной активности детей.

Определив уровень потребления кислорода (МПК), можно оценить физическую работоспособность организма. Для этого я использовала без инструментальный метод определения МПК. Это так называемый «метод предсказания» максимального потребления кислорода по данным частоты сердечных сокращений, мощности выполняемой работы, зарегистрированной при ее выполнении. Эти два показателя -частота сердечных сокращений и мощность выполняемой работы, я определяла по числу восхождений на гимнастическую скамейку и спусков с нее.

В спортивном зале стоят гимнастические скамейки. Всех испытуемых учим подсчитывать по команде собственный пульс.

Каждый испытуемый в течении 4 мин выполняет работу, совершая 20 подъемов и спусков. После последнего спуска по команде измеряется пульса течении 10 секунд, а затем, умножается полученная величина на 6, рассчитывая ЧСС в 1 минуту. Записав массу каждого ученика и его ЧСС, приступаем к расчетам.

Записав данные каждого ученика, я провела расчет.

Зная массу (Р) тела испытуемого, высоту (h) ступеньки (0,35м) и количество (п) циклов , можно рассчитать мощность (W) работы по формуле:

где 1,5 — коэффициент подъема и спуска для взрослых людей. Для школьников внесены поправки в формулу (таблица 1)

Поправки в формулу Добельна для расчета МПК

Таблица 1.

Результат эксперимента:

Используя полученные данные, рассчитываю МПК по формуле Добельна:

Расчет производится по формуле Добельна:

W – мощность,

H – ЧСС,

K– возрастной коэффициент

Возрастной коэффициент для формулы Добельна.

Таблица 2.

Проведя исследования, я сравнила полученные данные с таблицей 3.

Оценка физической работоспособности школьников по показателю МПК

Таблица 3

Вывод: 70 обучающихся имеют отличную работоспособность, 30% - удовлетворительную,0 % - неудовлетворительную.

Снижение МПК , как пишут в литературе, в основном связано с гиподинамией.

Для того, чтобы обосновать полученные результаты, я провела опрос испытуемых об их образе жизни. Результаты опроса были следующие: 30% обучающихся занимаются в спортивной секции, делают физическую зарядку по утрам, много гуляют, 70% занимаются в кружке по экологии, вокальному пению, любят смотреть телевизор, играть в компьютерные игры, мало бывают на свежем воздухе, то есть ведут малоподвижный образ жизни. В этом небольшом исследовании просматривается взаимосвязь между нарушением физической работоспособности и гиподинамией. Этот вывод подтверждается рядом литературных источников.

«Двигательная активность влияет на сохранение и укрепление здоровья человека. Физические нагрузки воздействуют как на организм в целом, так и на системы органов: сердечно-сосудистую, нервную, пищеварительную и др. Физические упражнения повышают общий тонус и работоспособность, а также стимулируют защитные силы организма - возрастает устойчивость к неблагоприятным воздействиям окружающей среды, поэтому лечебная физкультура широко применяется в медицинской практике». «С развитием цивилизации человеку приходится затрачивать меньше мышечных усилий. Это ведет к снижению двигательной активности - гиподинамии. У новорожденных тугое пеленание, ограничивающее движения, нарушает образование связей между чувствительными и двигательными центрами мозга. В раннем детском возрасте сильны взаимосвязи между мышечными движениями и психическим развитием. Опыты и наблюдения позволили доказать, что мелкие движения пальцев рук при рисовании и лепке способствуют развитию речи. В раннем школьном возрасте гиподинамия снижает тонус мышц и ведет к нарушению осанки. Гиподинамия у детей способствует быстрой утомляемости и расстройствам в деятельности нервной системы. Недостаточная мышечная активность может явиться причиной наращивания избыточной массы тела за счет отложений жира».

Проводя данное исследование, я убедилась в том, что гиподинамия является одной из основных причин низкой работоспособности школьников.

Для того чтобы повысить двигательную активность школьников предлагаю следующие мероприятия:

- разнообразие спортивных секций( волейбол, баскетбол, лыжи и др)

- увеличить число спортивных мероприятий;

- проводить сезонные однодневные походы;

- ежедневно проводить утреннюю зарядку (за 15 мин до занятий).

Литература:

1. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. Учебное пособие.  М. Высшая школа, 1985г.

2. Лукьянов В.С. О сохранении здоровья и работоспособности. М. Медгиз, 1992г.

3. Николаев В.Н. В движении – жизнь.  М. Физкультура и спорт, 1990г.

4. Сердюковская Г.Н. Социальные условия и состояние здоровья школьников. М. Медицина, 1999г.

• Фомин Н.А. Физиологические основы двигательной активности. М. Высшая школа, 1985г.

• Вавилов Ю.Н. Физиологические основы двигательной активности. – М.: Физкультура и спорт, 1991, 224 с.

• Кочкарова М.Х. Потребление кислорода как биохимический критерий гиподинамии.-М.: Биология в школе,№4 2004,46с.

26