Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Состояние физиологических и психофизиологических свойств 16-17-летних школьников при общеобразовательном и инновационном обучении

03.00.13 - Физиология

Бабейко Роман Викторович

Тюмень, 2004

Работа выполнена на кафедре анатомии и физиологии человека и животных Тюменского государственного университета.

Научный

руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор

Владимир Сергеевич Соловьев

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор

Виктор Александрович Демидов

Кандидат биологических наук, доцент

Марина Васильевна Плотникова

Ведущая организация:

Ярославский государственный педагогический университет

Защита состоится «_____» _____________ 2004 года в ______ часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.274.07 в Тюменском государственном университете по адресу: 625043, г. Тюмень, ул. Пирогова, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Тюменского государственного университета.

Автореферат разослан «_____» _________________ 2004 года

Ученый секретарь

диссертационного совета

профессор, доктор биологических наук

Е.А.Чирятьев

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Появление школ с нетрадиционными формами обучения, где структура педагогического процесса во многом отличается от общепринятых форм обучения позволило образовательным учреждениям самостоятельно определять цели и задачи своей деятельности, апробировать и внедрять новые методы и технологии обучения (Ткаченко, 1996; Антропова и др., 1997). К сожалению, эксперимент пошел без должного физиолого-гигиенического сопровождения и привел к негативным последствиям в здоровье детей. Основной системой, которая подверглась перегрузке и частым срывам, явилась умственная работоспособность. Сейчас ситуация исправляется, и многие исследователи обратились к изучению функционального состояния школьников при умственных нагрузках различной интенсивности. Учебный процесс рассматривают как повреждающий фактор по отношению к организму ребенка, создающий предпосылки для развития различных заболеваний (Цукер, 1986, Антропова и др., 1996; 1998; Физиология развития ребенка, 2000).

На современном этапе все вышесказанное в равной мере относится к Республике Казахстан. При этом зачастую используются программы, не прошедшие апробацию по гигиеническим, физиолого-гигиеническим параметрам, составленные без учета возрастных особенностей детей. Большие дневные, недельные, годовые нагрузки на фоне ухудшения социальных условий жизни приводят к умственному утомлению, снижению работоспособности, пониженной активности, ухудшению состояния здоровья детей, возникновению склонности к депрессии. (Антропова и др., 1996, Безгодов и др., 1996; Степанова, Сазанюк, 1996, Выгодский, 1999). По статистике заболеваемость детей в новых образовательных учреждениях в 2,5 раза выше, чем в традиционных (Образование..., 1996). Среди учащихся школ «нового типа» в 1,5-2 раза больше детей со сниженным функциональным резервом, дефицитом массы тела, патологией органов зрения, чем в массовых школах (Физиология развития ребенка, 2000).

Учебная нагрузка не нормируется даже в рамках одного учебного заведения. Недельная и годовая нагрузка значительно превышают установленные нормы, распределяясь неравномерно в одинаковых возрастных группах. Каждый тип учебного заведения осуществляет образовательный процесс по существенно различающимся программам, требованиям, нагрузкам.

Изменить ситуацию в состоянии здоровья школьников возможно при дифференцированном подходе к образовательному процессу, построенному с учетом биологических закономерностей формирования организма. Каждое образовательное учреждение помимо решения педагогических задач должно сообразовывать учебную нагрузку и методы преподавания с возрастными морфофункциональными особенностями детей (Чубирко и др., 1996; Щедрина, 1996).

Менее других возрастных групп изучались школьники старших классов. Дополнительные социальные мотивации, связанные с предстоящим выходом в самостоятельную взрослую жизнь, вызывают высокие психологические перегрузки. Поэтому для реализации задачи повышения эффективности учебного труда на базе конкретных знаний о возрастных особенностях школьников необходимо изучение специфики физиологических и психофизиологических функций старшеклассников.

На этом этапе необходимы разноплановые исследования параметров, которые бы лимитировали успешность адаптации (Щедрина, 1996). Мы сосредоточили свое внимание на учащихся этих классов. Формируя группы обследования, мы отбирали юношей и девушек 16-ти и 17-летнего возраста, когда процесс биологического созревания уже завершен.

Изучение конкретных параметров систем жизнеобеспечения, лимитирующих умственную работоспособность, должно стать основой создания систем непрерывного мониторинга интеллектуальной деятельности ребенка и состояния здоровья в школе независимо от типа учебного заведения.

Цель работы: изучить влияние традиционных и нетрадиционных форм образовательного процесса на морфофункциональные и психофизиологические показатели умственной и физической работоспособности учащихся 16-17 лет г. Петропавловска в динамике учебного процесса.

Задачи исследования:

1. Оценить морфофункциональное состояние учащихся 16-17 лет в зависимости от пола, возраста и типа учебного заведения;

2. Провести анализ умственной работоспособности в динамике учебного дня и недели;

3. Оценить физическую работоспособность учащихся в зависимости от типа учебного заведения;

4. Изучить показатели сердечно-сосудистой и дыхательной систем у учащихся обследуемых групп;

5. Оценить уровень функционального напряжения организма подростков и отдельных систем органов по Р.М. Баевскому (1979);

6. Изучить психофизиологические характеристики учащихся 16-17 лет с учетом возраста, пола и типа учебного заведения.

Научная новизна исследования. Впервые в условиях г. Петропавловска, административного центра Северо-Казахстанской области, были проведены сравнительные системные исследования психофизиологического состояния и работоспособности старших школьников, юношей и девушек 16-17 лет, в течение учебного дня и недели, обучающихся в общеобразовательных и инновационных учебных заведениях. Проведено изучение возрастных параметров систем дыхания и кровообращения у юношей и девушек старшего возраста. Было предпринято детальное изучение исполнительных и регуляторных механизмов важнейших систем жизнеобеспечения юношей и девушек на протяжении обучения в девятом и одиннадцатом классах школы и лицея, который получил наибольшее развитие в г. Петропавловске.

Установлено, что на морфологические и функциональные показатели школьников юношеского возраста условия обучения в общеобразовательной школе существенного влияния не оказывают. К напряжению сердечно-сосудистой системы, нарастанию утомления и снижению умственной работоспособности у старшеклассников в конце учебного года ведут интенсивная учебная нагрузка и значительные нарушения в режиме дня в инновационном учебном заведении.

Практическая значимость работы. Данные объективной оценки роста, развития, функционального, психологического состояния и умственной работоспособности школьников использованы в учебных заведениях инновационного типа. Они учтены при планировании мероприятий по сохранению и укреплению здоровья учащихся в общеобразовательных и нетрадиционных учебных учреждениях города Петропавловска. Антропометрические и физиологические показатели старшеклассников используются в практической деятельности медицинских работников для разработки региональных критериев роста и функционального состояния школьников, а данные о психологическом и психофизиологическом состоянии учащихся - для разработки методических рекомендаций по совершенствованию режима умственного труда с исключением перенапряжения и срывов этих форм деятельности.

Положения, выносимые на защиту:

1. Учебно-методическая организация процесса обучения в обследованных школе и лицее носила неудовлетворительный характер, выраженность которого была больше в лицее.

2. Умственная работоспособность, психофизиологические характеристики, показатели физического развития и исходное состояние параметров системы кровообращения и ее регуляции продемонстрировали соответствие возрастным нормам биологического созревания обследованных юношей и девушек.

3. Учебный процесс оказывал влияние на исполнительные и регуляторные механизмы кровообращения, влиял на умственную работоспособность. Негативные последствия воздействия учебного фактора были заметнее у лицеистов. Уровень сдвигов, как показали умственные и физические нагрузочные тесты, не приводил к перенапряжению и срыву работоспособности школьников.

Апробация полученных данных. Материалы диссертации доложены на научно-практической конференции «Эколого-биологические аспекты адаптации организма к воздействию различных факторов внешней среды» (Петропавловск, 2000), на Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и проблемы современного образования» (Тюмень, Петропавловск, 2000), на XXXIX Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2001), на международном научном симпозиуме ЮГРА-ГЕМО (Ханты-Мансийск, 2004), в сборнике трудов факультета естественных наук Курганского государственного университета (Курган, 2004).

Публикации по теме исследования представлены в 9-ти печатных работах, из них: 4 статьи, 3 тезиса, 2 сборника методических указаний.

Общая характеристика работы. Диссертация представлена на 170 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех основных глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 27 таблицами (+26 таблиц в приложении) и 18 рисунками. Указатель литературы включает 282 источника, из них 251 отечественных и 31 иностранный.

Материалы и методы исследования

В исследовании приняли участие 61 девятиклассник (20 юношей и 41 девушка) и 60 одиннадцатиклассников (23 юноши и 37 девушек) в возрасте 16-17 лет. При формировании групп для обследования использовались рекомендации И.Д.Дубинской, И.Р.Голубева (1978).

Использующий нетрадиционные формы образования педагогический лицей был интегрирован в состав Северо-Казахстанского государственного университета. Общеобразовательная школа №2 с традиционными формами образования входила в число городских учебных заведений. Обучение в обоих учебных заведениях велось на русском языке.

Набор в лицей проводился по предварительному отбору, образование дифференцировалось на гуманитарное и естественное направления.

Лицей располагался в корпусах и аудиториях СКГУ, полностью удовлетворяющим санитарно-гигиеническим нормативам СЭС Количество учащихся в классе от 21 до 25 человек, питание осуществляется в студенческой столовой за счет учащихся.

Дисциплины преподавались профессорско-преподавательским составом СКГУ. Учебные занятия проходили по расписанию университета, т.е. парами по 80 минут в первую смену.

В лицее высокая загруженность учебными занятиями составляла 8-10 часов в день при пятидневном обучении. Учащиеся затрачивали на выполнение домашнего задания 4-5 часов в день. Самостоятельная работа занимала 30% рабочего времени. Личное или свободное время не превышало 2-х часов.

В лицее наблюдалось преобладание трудных и очень трудных предметов (до 87%). Каждый класс лицея делился на 2 подгруппы для преподавания иностранного языка или информатики меньшему количеству учащихся. Уроков физической культуры не было.

Средняя школа №2 располагалась в типовом здании общеобразовательной школы, ее учебные аудитории также удовлетворяли санитарно-гигиеническим требованиям, количество учащихся в классах от 28 до 37 человек. Питались учащиеся в школьной столовой за свой счет.

Уроки проходили традиционно по 45 минут. Обучение проходило в первую смену. Обучение пятидневное. Затраты времени на учебные занятия не превышали 7 часов. На выполнение домашнего задания учащиеся затрачивали 2-3 часа (20-30%).

У школьников на трудные и очень трудные предметы приходилось не более 71%. Сложность предметов определяли по принятой классификации (Белецкая, Громова, Голубев, Егорова, 1983; Антропова, Козлова, 1988).

В 11-х классах средней школы также для уменьшения количества учащихся на уроках информатики и казахского языка классы делятся на 2 подгруппы.

В общей учебной нагрузке были различными количество учебных часов в неделю и процент уроков физической культуры.

Антропометрические и функциональные исследования в соответствии с планом эксперимента проводились в первой половине дня.

Пропуски занятий учащимися были по причине простудных заболеваний и не превышали 5-6 дней за учебный год.

Отбирались морфологические и функциональные показатели, наиболее постоянно и полно отражающие возрастные закономерности развития организма.

Физиологические и психометрические исследования проводили дважды - зимой и весной 2001 года, до и после учебных занятий, с понедельника по пятницу, ежедневно на протяжении всего исследования (Антропова с соавт., 1997; Литовченко, 1998).

Индивидуальную оценку физического развития проводили методом «сигмальных отклонений» с использованием регрессионного анализа, морфофункциональное состояние оценивали по трехбалльной системе (Сердюковская с соавт. 1993; Физиология развития …, 2000; Физиология роста и развития …, 2000); степень развития половых признаков определяли с учетом рекомендаций С.В. Соловьевой (2000).

Жизненную емкость легких (ЖЕЛ) определяли с помощью сухого спирометра; рассчитывали должную ЖЕЛ, жизненный индекс (ЖИ).

Измерение систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления осуществляли по методу Короткова, с помощью электронного измерителя артериального давления со звуковым сигналом (Сердюковская, 1993); рассчитывали пульсовое давление (ПД), определяли должные величины АДС, АДД, АДср.

Измерение ударного объема (УО) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) производили с помощью реографа P4-02 (Тищенко, 1970, 1973; Ронкин, Иванов, 1998). Из параметров центральной гемодинамики определяли ударный (систолический) объем и минутный объем кровотока (МОК).

Определяли систолический объем (СО) (Акуель, 1997) и должный минутный объем крови (ДМОК) расчетным методом.

Исследовали состояние регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы по типу саморегуляции кровообращения (ТСК) (Аринчин, Кулаго, 1969); типу реакции сердечно-сосудистой системы на дозированную нагрузку (Дворецкий с соавт., 1992). В качестве функциональной нагрузки применяли также ортостатическую пробу (Карпман и др., 1988).

Для изучения физической работоспособности, рассчитывали PWC₁₇₀ по формуле В.Л. Карпмана (1974). Расчет МПК проводили по формуле Добельна (1967).

Для анализа структуры сердечного ритма использовали методику Р.М. Баевского (1986, 1997) в соответствии с рекомендациями «Математический анализ сердечного ритма как метод оценки функционального состояния организма» ИМБП МЗ СССР (1986).

Наряду с нативными измерениями нами был определен ряд расчетных индексов: периферическое сопротивление сосудов (ПСС), удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС), сердечный индекс (СИ), вегетативный индекс Кердо (ВИК), индекс кровообращения (ИК), «двойное произведение».

Диагностику и оценку эффективности процесса внимания осуществляли по корректурной пробе Бурдона с помощью бланковых таблиц Анфимова ежедневно до и после учебных занятий на протяжении учебной недели (Немов, 1995).

Для оценки свойств личности: нейротизма, экстраверсии, интроверсии - применяли методику Г. Айзенка (1992).

Количественную оценку уровня тревожности проводили по Ч.Д. Спилбергеру, Ю.Л. Ханину, (1976).

Функциональное состояние: самочувствие, активность и настроение - учитывали по методике САН (Доскин с соавт., 1973)

Определение силы нервной системы (НС) по возбуждению вели по теппинг-тесту (Райгородский, 1998).

Для оценки степени умственного утомления использовали электрофизиологические методики: простую зрительно-моторную реакцию (ЗМР), слухомоторную реакцию (СМР) на 90Дб и на 40Дб (Макаренко Н.В., 1991).

Весь цифровой материал был проанализирован с помощью вариационной статистики. Был проведен двухфакторный корреляционный анализ, каждый показатель был в роли аргумента. Корреляционная связь определялась между зависимой переменной и ее аргументами. При коэффициенте корреляции от 1,0 до 0,85 корреляционная связь оценивалась как тесная; от 0,85 до 0,70 - сильная; 0,70 до 0,55 - средняя; ниже 0,55 - слабая (П.А. Рыжов, 1973).

Определяли математическое ожидание, среднеквадратическое отклонение, ошибку средней и достоверность различия (по Стьюденту) (Афифи, Эйден, 1982; Ефимова, Петрова, Румянцев, 1999). Достоверными считались сдвиги при р<0,05 (Сепетлиев, 1968).

Результаты собственных исследований и их обсуждение

1.1 Анализ организации учебного процесса в педагогическом лицее и в средней школе

Величина недельной учебной нагрузки для 9-х классов по утвержденному учебному плану общеобразовательной средней школы составляла 35 часов, для 11-х классов - 32.

По учебному плану лицея величина недельной учебной нагрузки для 9-го класса, гуманитариев, - 36 часов; для 9-го класса, естественников, - 38; для 11-го класса, гуманитариев, - 38; для 11-го класса, естественников, - 38. Объем дневной и недельной учебной нагрузки превышал общепринятые стандарты (Белецкая, Громова, с соавт., 1983; Антропова, Козлова, 1988; Ивлев, 1991).

В учебный план педагогического лицея включены в большом количестве предметы, характеризуемые как «трудные», «очень трудные» и отсутствуют «легкие» предметы (табл. 1).

Таблица 1

Процентное соотношение сложности предметов в расписании учащихся

Сложность предметов	Лицей	Средняя школа
	9Е	9Г	11Е	11Г	9А	11А
Недельная уч. нагрузка, час	38	36	38	38	35	32
«Очень трудные»	57,9%	44,4%	60,5%	51,3%	45,7%	53,1%
«Трудные»	28,9%	22,2%	21,1%	23,7%	25,7%	15,6%
«Средней трудности»	13,2%	33,3%	18,4%	25,0%	17,1%	25%
«Легкие»	0,0%	0,0%	0,0%	0,0%	11,4%	6,3%

В школе и лицее также нарушался принцип чередования уроков.

В расписании учебных занятий классов Петропавловского педагогического лицея все уроки были сдвоены, нарушался принцип чередования уроков по гуманитарным и точным наукам (Громбах, 1974; Антропова, и др., 1984).

1.2 Оценка физического развития и степени полового созревания обследованных учащихся

Учащиеся лицея имели более высокие значения всех показателей.

Анализируя различия морфологических и динамометрических показателей, можно отметить достоверно более высокие значения всех показателей у юношей.

Значения индекса Вервека-Воронцова колебались от 0,82±0,03 у юношей 11Е класса лицея до 0,91±0,02 у девушек 9А класса средней школы. У большинства учащихся встречался мезоморфный тип телосложения. Умеренная брахиморфия наблюдалась у юношей 9Е и 11Е класса.

Преобладающее число детей соответствовало среднему уровню развития. Избыток массы тела имели 17,3% и 18,9% юношей и девушек 17-ти летнего возраста.

Степень полового созревания юношей 17-ти летнего возраста оказалась достоверно выше 16-ти летних (р=0,009982) (табл. 2).

Девушки 16-ти и 17-ти лет имели равную степень полового созревания.

Таблица 2

Степень полового созревания учащихся г. Петропавловска в возрасте 16-17 лет

Степень полового созревания, балл.
16 лет	17 лет
Юноши	Девушки	Юноши	Девушки
10,45±0,59 у=2,63	10,34±0,26 у=1,68	12,39±0,43** у=2,08	10,92±0,26 у=1,57

Примечание: достоверность различий в зависимости от возраста: * - Р<0,05; ** - P<0,01; *** - P<0,001;

Появление менархе к 16-ти годам наблюдалось у 98,72% девушек. Полноценный менструальный цикл среди девушек 16-ти лет наблюдался в 53,6%, среди девушек 17-ти лет в 78,37%.

1.3 Состояние физиологических показателей у лицеистов и школьников

Функциональное состояние кардиореспираторной системы

Анализ возрастных отличий выявил более высокие значения ЖЕЛ у 17-ти летних учащихся.

Анализируя отличия показателя ЖЕЛ среди учащихся лицея с разным уклоном обучения, можно отметить, что среди юношей 9-х и 11-х классов изучаемый показатель был выше у учащихся естественного направления. У девушек наблюдалась обратная картина: показатель ЖЕЛ выше у гуманитариев. Отличия показателя у юношей 16-ти лет являются достоверными.

Показатель ЖЕЛ имел достоверно более высокое значение у юношей. 17- летние учащиеся также имели более высокую ЖЕЛ, по сравнению с 16-летними. Показатель ЖЕЛ не зависел от типа учебного заведения. Наименьшая величина ЖИ 45,19±1,95 мл/кг - наблюдалась у девушек 9Е класса, наибольшая - 65,35±2,45 - у юношей 11А класса.

При сравнении фактического жизненного индекса с должным, мы обнаружили, что данный показатель находился в пределах нормы.

В зависимости от типа учебного заведения ЖИ был выше у учащихся общеобразовательной школы. Достоверные отличия наблюдались у учащихся 17-ти лет.

Параметры центральной и периферической гемодинамики обследованных учащихся

В покое величина ЧСС колебалась от 69,00±5,88 уд/мин у юношей 9А класса до 79,88±2,65 уд/мин у девушек 9Г класса в группе учащихся 16-ти лет и от 70,44±2,40 уд/мин у юношей 11А класса до 78,80±2,86 уд/мин у девушек 11Е класса. Обнаружилась тенденция более высоких показателей ЧСС у девушек, по сравнению с юношами, во всех обследованных группах.

Физические нагрузки применялись в виде ортостатической пробы и пробы Мартине.

Ортостатический индекс во всех группах учащихся, за исключением юношей школы 9А класса (индекс равен 81,25±6,57), находился в пределах низких значений. Усредненные значения индекса для обоих типов учебных заведений были выше у юношей.

Достоверно более высокие показатели ортостатического индекса наблюдались у девушек.

У юношей независимо от типа учебного заведения ортостатический индекс в 16-ти летнем возрасте имел более высокое значение, чем у 17-ти летних.

Дозированная физическая нагрузка в виде пробы Мартине приводила к закономерному увеличению ЧСС у всех учащихся. Среди юношей наименьший прирост ЧСС после нагрузки был у учащихся 9Г класса лицея, наибольший - у учащихся 11А класса школы, составляя соответственно 89,00±9,98 уд/мин и 102,62±3,81 уд/мин. У девушек наименьший показатель ЧСС после нагрузки был зафиксирован у учащихся 9А класса средней школы, наибольший - у учащихся 9Г класса лицея, составляя соответственно 110,14±3,62 уд/мин и 123,31±3,05 уд/мин.

Прирост ЧСС у девушек был больше, чем у юношей. Прирост ЧСС у юношей школьников был выше, чем у лицеистов, тогда как у девушек ЧСС после нагрузки был выше у учащихся лицея.

Во всех обследованных группах учащихся фактически измеренное АДС юношей не отличалось от рассчитанного по уравнениям регрессии с учетом индивидуального физического развития по рекомендациям Е.Н. Заниной с соавт. (1979). Во всех группах наблюдалась тенденция превышения расчетного АДС над фактическим.

У 16-ти летних АДС было достоверно ниже, чем у 17-ти летних, АДС у юношей было достоверно выше в сравнении с аналогичным показателем у девушек.

АДС у юношей лицеистов, обучающихся на гуманитарном направлении, в сравнении с лицеистами-естественниками и учащимися школы было достоверно ниже.

На наш взгляд, это связано с тем, что естественники чаще бывают на природе, более подвижны.

У юношей 9-го класса лицея естественного направления АДС было выше нормы у 37,50% учащихся.

В группах 16-летних учащихся преобладающее большинство учащихся имело АДС ниже нормы, в то время как в группах 17-летних - преобладающее большинство учащихся имело АДС в пределах нормы.

Физическая нагрузка привела к увеличению АДС во всех группах обследованных учащихся. Прирост АДС среди юношей колебался от 11,71% в 9Г до 26,02% в 11Г, среди девушек - от 18,45% в 11Е до 25,45% в 9А. Кроме того, прирост АДС у лицеистов оказался меньше прироста АДС у школьников.

У 16-летних юношей и девушек - лицеистов уровень АДД был выше, чем у школьников. У юношей и девушек 17-летнего возраста уровень АДД был выше у школьников.

Наименьший процент учащихся с таким вариантом АДД выявился среди юношей 11Е класса лицея - 49,20%. Среди них отмечался и самый высокий процент учащихся с уровнем АДД выше нормы - 40,68%. Наибольший процент девушек с вариантом АДД ниже нормы был установлен в 11Е классе лицея - 30,00%.

После физической нагрузки АДД, во всех группах учащихся, за исключением девушек 11А класса средней школы, закономерно снижалось.

Во всех обследованных группах среднее артериальное давление было выше нормы.

17-летние учащиеся имели более высокие показатели среднего артериального давления. Достоверная разница наблюдалась между 16-ти и 17-летними девушками-школьницами (р<0,05).

У лицеистов-юношей естественного направления, как 16-ти так и 17-ти лет, АД_ср был выше, чем у девушек.

Уровень ПД у юношей 16-ти и 17-ти лет был достоверно выше, чем у девушек соответствующего возраста.

Расчет показателя ПД после физической нагрузки выявил однозначно достоверное увеличение показателя во всех группах обследованных учащихся (р<0,001).

Прирост среднего значения ПД у лицеистов был выше, чем у школьников (р<0,05).

Физическая нагрузка не во всех группах учащихся приводила к увеличению СО. Среди 16-летних учащихся увеличение СО наблюдалось у юношей 9Г класса лицея на 31,36%, и юношей 9А класса средней школы 5,54%.

Среди учащихся 17-летнего возраста также наблюдалась неоднозначная картина. Повышение изучаемого параметра наблюдается только у девушек 11Е класса лицея на 14,56%.

Анализ показателя МОК в зависимости от пола выявил следующую картину: среди учащихся-юношей лицея естественного направления как 16-ти, так и 17-ти лет МОК был выше. Среди учащихся лицея гуманитарного направления и среди школьников МОК был выше у девушек.

Механизм достоверного увеличения МОК в разных группах учащихся обоего пола 16-ти и 17-ти лет не был одинаковым (табл. 3).

Увеличение МОК происходило с преобладанием хронотропного механизма. Среди лицеистов чистый хронотропный механизм наблюдался у юношей и девушек 9Е класса, у юношей 11Е и 11Г и у девушек 11Г класса.

Таблица 3

Физиологический механизм увеличения МОК при физических нагрузках у юношей и девушек 16-17 лет

Возраст	Класс	Юноши	Девушки
		Чистый хронотропный	С преобладанием хронотропного	С преобладанием инотропного	Чистый инотропный	Чистый хронотропный	С преобладанием хронотропного	С преобладанием инотропного	Чистый инотропный
16 лет (n=61)	9Е (n=20)	+				+
	9Г (n=21)			+			+
	9А (n=20)		+				+
17 лет (n=60)	11Е (n=20)	+					+
	11Г (n=20)	+				+
	11А (n=20)		+			+

До определенного предела волемический механизм является более выгодным для организма (Меерсон, Пшенникова, 1998).

Общий анализ данных выявил разнообразие усредненных значений реакций сердечно-сосудистой системы у различных групп учащихся:

1. юноши 9Е класса лицея - условно неблагоприятная;

2. юноши 9Г класса лицея - дисрегуляторная реакция;

3. юноши 9А класса сш. - условно неблагоприятная;

4. девушки 9Е класса лицея - дисрегуляторная реакция;

5. девушки 9Г класса лицея - дисрегуляторная реакция;

6. девушки 9А класса лицея - дисрегуляторная реакция;

7. юноши 11Е класса лицея - благоприятная реакция;

8. юноши 11Г класса лицея - дисрегуляторная реакция;

9. юноши 11А класса сш. - дисрегуляторная реакция;

10. девушки 11 класса лицея - дисрегуляторная реакция;

11. девушки 11Г класса лицея - дисрегуляторная реакция;

12. девушки 11А класса лицея - дисрегуляторная реакция.

Соответствие биологическим потребностям выраженности реакции организма в данный момент мы оценивали по должным величинам. Вычисленный ДМОК подтвердил некоторую несостоятельность нативных механизмов, т.к. во всех возрастных группах у юношей фактический МОК был ниже должного (р<0,001).

Мы определяли фактический и должный ПСС. Во всех группах обследованных школьников и лицеистов должное ПСС было ниже фактически определенного.

Считаем, что и наличие гиперкинетического типа у девушек и малая его встречаемость у юношей отражает не только низкую устойчивость регуляции кровообращения, но и несостоятельность регуляторных механизмов организма в целом.

Преобладание ВИК у юношей-гуманитариев, по нашему мнению, зависит от организации учебного процесса: количество уроков высокой сложности составляло в неделю 66,6%, тогда как количество уроков средней сложности - 33,3.%, а легких не было вообще.

Подытоживая состояние исчисления расчетных показателей гемодинамики у юношей и девушек 16-ти лет, констатируем, что индекс ИК и СИ, а также ВИК у девушек в большинстве групп всегда были выше, чем у юношей, а УПСС, наоборот, ниже.

Семнадцатилетние юноши и девушки были нами отобраны среди одиннадцатиклассников. Небольшое - 1 год - отличие девятиклассников и одиннадцатиклассников позволяет нам считать производимые сравнения очень близкими и говорит о хорошей информативности выполненных нами наблюдений. В то же время отличия, выявленные при сравнении 16-ти и 17-летних, как мы рассчитывали, должны были помочь разобраться в возможных воздействиях образовательного, т.е. социального фактора в регуляции вегетативной функции.

Отрицательные гигиенические характеристики учебного процесса у естественников выразились в большей величине напряжения, чем у других учащихся, деятельности сердца, которая сохраняется у них и в 11-м классе. Высокий сердечный индекс у юношей 11-х классов согласуется с антропометрическими данными и объясняется большей потребностью кровообращения больших масс тела.

Фенотипический механизм адаптации к обучению при большом разбросе показателей может считаться не только подтверждением высокой вариативности обеспечения жизнедеятельности, но и свидетельством большого объема резервов системы кровообращения и ее регуляции.

Переходя к рассмотрению данных о состоянии гемодинамических индексов у девушек, мы зарегистрировали ряд заметных отличий исследованных параметров у девятиклассниц. У школьниц существенно возрос индекс Робинсона, тогда как индекс Кердо и СИ не претерпели заметных изменений. Как и у юношей, высокие индивидуальные колебания имеют ДП, УПСС и ВИК. У девочек гуманитариев и школьниц усредненный ВИК оказался очень близок к гомеостатическому. Это можно было бы считать положительным фактом, если бы не значительно возросший индивидуальный размах различий. Стандартное отклонение у школьниц достигло 32,58.

Физическая работоспособность и максимальное потребление кислорода

Анализ показателя PWC₁₇₀ среди учащихся разного пола выявил достоверно более высокие показатели у юношей.

Во всех группах показатели PWC₁₇₀ и PWC₁₇₀/кг выше у 17-летних учащихся.

Анализ показателей PWC₁₇₀ и PWC₁₇₀/кг у учащихся различных типов учебных заведений выявил тенденцию более высоких параметров PWC₁₇₀ среди юношей у лицеистов, а среди девушек - у школьниц. Показатель PWC₁₇₀/кг сохранял аналогичную направленность.

Расчет показателя МПК, проводимый по формуле Добельна (1967), и МПК/кг показал достоверно более высокое значение у юношей как 16-ти, так и 17-летнего возраста, по сравнению с девушками того же возраста.

Значения показателей МПК и МПК/кг в зависимости от возраста сохраняли абсолютно такую же направленность, что и показатели PWC₁₇₀ и PWC₁₇₀/кг.

Физическая работоспособность во всех сравниваемых группах была выше у юношей. Возрастные отличия показали, что работоспособность у юношей выше в 16 лет, у девушек - в 17 лет. В то же время у юношей-лицеистов работоспособность выше, чем у школьников, тогда как среди девушек - она выше у школьниц.

Оценка вариабельности сердечного ритма

Усредненные значения индекса вегетативного равновесия (ИВР) в лицее показывают, что у лицеистов показатель выше у 16-летних, в то время как в школе - у 17-летних учащихся.

У 16-летних лицеистов, как у юношей, так и у девушек показатель ИВР выше у лицеистов, в то время как у 17-летних - у школьников.

Анализ показателя в зависимости от уклона обучения показал, что у учащихся 16-ти лет и у юношей 17-летнего возраста ИВР выше у гуманитариев, у девушек 17-ти лет - у естественников.

У девушек вегетативный баланс в большей мере был смещен в сторону преобладания симпатического отдела.

У юношей и девушек 16-ти лет вегетативный показатель ритма (ВПР) выше у лицеистов. У юношей и девушек 17-ти лет ВПР выше у школьников.

Анализ показателя в зависимости от направления обучения показал, что у учащихся 16-ти лет и у юношей 17-летнего возраста ИВР выше у гуманитариев, у девушек 17-ти лет - у естественников.

Индекс напряжения регуляторных систем (ИН) отражает степень централизации управления сердечным ритмом.

ИН у юношей и девушек школы и лицея не выходил за рамки удовлетворительного состояния, что говорит о достаточно благополучном уровне регуляции вегетативных функций у обследованных учащихся.

Индекс функциональных изменений (ИФИ) (А.П. Берсенева, 1986, 1991), также показал состоятельность регуляторных и исполнительных механизмов обеспечения учебной деятельности школьников и лицеистов независимо от пола и возраста (табл. 4).

Во всех группах, за исключением юношей 11Г класса лицея и девушек 11А класса средней школы преобладает равновесие между СНС и ПСПС.

Таблица 4

Процентное распределение учащихся по встречаемости ИФИ

Возраст	Класс	Юноши	Девушки
		Группа 1	Группа 2	Группа 1	Группа 2
16 лет (n=61)	9Е (n=20)	75	25	100	0
	9Г (n=21)	100	0	81,25	18,75
	9А (n=20)	100	0	84,62	15,38
	Лицей (n=41)	83,3	16,7	88,46	11,54
	Уср. знач. (n=61)	88,9	11,1	87,18	12,82
17 лет (n=60)	11Е (n=20)	62,5	37,5	66,67	33,33
	11Г (n=20)	100	0	93,33	6,67
	11А (n=20)	88,9	11,1	40	60
	Лицей (n=40)	75	25	83,33	16,67
	Уср. знач. (n=60)	80,5	19,05	70,59	29,41

Для уточнения адаптационных возможностей организма учащихся мы изучили частоты сердечных сокращений и систолического артериального давления в системе координат гемодинамических показателей (Баевский, 1994). Анализ показателей ЧСС и АДС у учащихся выявил следующую общую картину: у всех обследованных нами юношей точки пересечения координат (ТПК) попадают во второй квадрант; у девушек-лицеисток ТПК попадает во второй и в третий квадрант, у школьниц - только во второй квадрант. Частота встречаемости ТПК в третьем квадранте у девушек лицея в 17 лет выше, чем у 16-летних, и составляет 25% и 19,23% соответственно. При этом величина r у 17-летних девушек достоверно выше 16-летних.

Адаптационные возможности организма в целом у школьников выше, чем у лицеистов.

Состояние психофизиологических параметров учащихся

Как показали результаты изучения индивидуально-психологических черт личности учащихся, у них преобладали показатели экстраверсии.

Показатели нейротизма превышали норму у юношей - школьников 9А и 11А средней школы и у девушек - лицеисток.

Показатели экстраверсии преобладали практически во всех группах учащихся за исключением юношей 11-го класса средней школы. Мы сопоставили уровень учебной нагрузки с показателем нейротизма у обследованных юношей и девушек. В классах с высоким уровнем учебной нагрузки показатель нейротизма был наименьшим у юношей и наибольшим у девушек.

У девушек в этом возрасте наблюдается естественное и закономерно повышенное эмоциональное возбуждение с соответствующим гипоталямо-вегететивным обеспечением. У девушек Тюменской и Северо-Казахстанской популяции 15-19 лет повышенное психоэмоциональное состояние обнаруживали О.Г. Литовченко (1999), М.В. Плотникова (1998), Р.Л. Нифонтова (2001), С.В. Соловьева (2000).

У учащихся как педагогического лицея, так и общеобразовательной школы величина показателя реактивной тревожности соответствует низкому уровню.

Реактивная тревожность 16-летних учащихся выше, чем у 17-летних.

Уровень тревожности лицеистов и школьников не выходил за пределы нормы.

У лицеистов и у школьников 9-х и 11-х классов к концу занятий показатели самочувствия и активности снижались.

Наименьшие показатели САН, наблюдались у лицеистов 9Е и 11Е класса.

Максимальное значение показателей работоспособности во вторник и среду сочеталось с падением в четверг. Но в пятницу опять наблюдался подъем показателей.

Таким образом, к середине недели стимулирующий эффект обучения падал, параметры нормализовались, чтобы в пятницу вновь нарасти, демонстрируя положительные психоэмоциональные эффекты ожидания отдыха в субботу и воскресенье.

Анализ умственной работоспособности учащихся

Наиболее высокий балл обнаруживался у учащихся 9-х (529,379,51) и 11-х (582,789,82) классов педагогического лицея гуманитарного уклона. При этом недельная учебная нагрузка составляла 128 баллов в 9Г и 142 балла в 11Г классе.

Высокая учебная нагрузка у «естественников» 9-го (153 балла) и 11-го (153 балла) класса педагогического лицея сопровождалась более низкой работоспособностью в сравнении с «гуманитариями»: в 9-м классе - 490,868,88 баллов, в 11-м классе - 555,469,69 баллов.

Однако еще более низкая учебная нагрузка в 9А и 11А классе средней школы (123 и 118 баллов) в сравнении с 9Г и 11Г классами лицея также сопровождалась сниженной работоспособностью.

Необходимо также отметить, что уровень работоспособности юношей как в 9-х, так и в 11-х классах был ниже уровня работоспособности девушек (р<0,01). учащийся физиологический психофизиологический

После занятий мы выявили снижение уровня работоспособности. Так в 9-х классах работоспособность снизилась с 501,006,98 до 491,878,12 (1,8%), в 11-х классах - с 555,137,42 до 549,728,38 (0,97%).

Динамика умственной работоспособности в течение недели в 9Г классе показала увеличение работоспособности к концу рабочего дня в понедельник, более значительное увеличение в пятницу, в день с минимальной учебной нагрузкой. В остальные дни рабочей недели уровень работоспособности после занятий снижался.

В течение рабочей недели у учащихся школы и лицея умственная работоспособность постепенно повышалась. Особенно заметной была разница между понедельником и пятницей.

Можно сделать предварительное заключение, что учебная нагрузка в исследованных классах находилась в допустимых пределах и не вызывала утомления нервных аппаратов, признаков перенапряжения и срыва.

Умственная работоспособность соотносилась с уровнем учебной нагрузки по принципу обратной корреляционной зависимости средней тесноты у учащихся лицея: чем выше был уровень учебной нагрузки, тем ниже оказывался показатель умственной работоспособности после занятий.

Анализ психомоторной деятельности учащихся

Мы исследовали динамику показателей темпа психомоторной деятельности и коэффициента волевого усилия (Кв) в течение дня и недели по результатам теппинг-теста.

Анализ Кв учащихся 9-х классов показал значительно более высокие показатели у учащихся лицея (р<0,001).

Аналогичная картина наблюдалась в динамике состояния показателя среднего темпа психомоторной деятельности. Данный показатель у лицеистов выше, чем у школьников (p<0,001) и составлял 26,870,10 у юношей и девушек лицея, 26,050,16 у юношей и 27,240,13 у девушек, у школьников соответственно - 24,80,16; 25,160,38; 24,660,16.

Кв у учащихся 11-х классов лицея был ниже, чем у учащихся школы. Показатель среднего темпа психомоторной деятельности был выше у лицеистов (p<0,001) и составлял 27,220,10 у юношей и девушек.

Наши данные совпадают с результатами работ Э.Б Аюровой (1986), З.Б. Искаковой (1991).

Анализируя недельную динамику показателей Кв и ПСТПД необходимо отметить наличие отрицательной корреляционной связи между показателем среднего темпа психомоторной деятельности и уровнем учебной нагрузки среди 9-х классов - средней тесноты, среди 11-х классов - сильной тесноты.

Зрительные и слуховые моторные реакции учащихся 16-17 лет

Анализ возрастных отличий моторных реакций обнаружил достоверные отличия усредненного показателя СМР(40Дб) между юношами и девушками лицея (16-летние учащиеся - 208,51±5,59 мс, 17-летние - 191,60±3,83 мс), а также между юношами и девушками всех типов учебных заведений 16-ти и 17-ти лет, и соответственно составил 217,72±5,04 мс и 202,00±5,08 мс.

При рассмотрении групп учащихся всех типов учебных заведений у учащихся 16-ти лет во всех отдельно взятых группах ЛП девушек оказывался выше, чем у юношей.

У 16-ти и 17-летних лицеистов (9 и 11 классы), наблюдалось превышение ЛП у юношей, по сравнению с девушками.

У лицеистов 9-х и 11-х классов (16-ти и 17-ти лет соответственно) ЛП всех типов моторных реакций достоверно ниже такового у учащихся средней школы №2.

Анализ корреляции между показателем среднего темпа психомоторной деятельности (ПСТПД) и моторными реакциями показал наличие достоверной (р<0,001) обратной связи со всеми типами моторных реакций.

Между моторными реакциями и уровнем учебной нагрузки выявилось наличие отрицательной корреляции средней тесноты. Наиболее высокий (достоверный) показатель отмечался между уровнем учебной нагрузки и ЛП ЗМР и ЛП СМР(90Дб) (-0,73 и -0,62).

Степень реактивности анализаторных систем зрения и слуха у лицеистов была ниже, что может быть связано с большей напряженностью умственного труда в этой группе.

Выводы

1. Величина недельной учебной нагрузки в лицее превышала установленные нормативы. В школе в 9-х классах она была выше нормативной и только в 11-х классах соответствовала положенной. Во всех лицейных классах выраженность превышения нагрузки была выше, чем в школе. В школе и лицее нарушался принцип чередования уроков по трудности, по расположению в расписании уроков по гуманитарным и точным наукам, допускались сдвоенные уроки. В лицее имело место отсутствие легких предметов и уроков физической культуры.

Умственная работоспособность, психофизиологические характеристики, показатели физического развития и исходное состояние параметров системы кровообращения и ее регуляции соответствовали возрастным нормам биологического созревания обследованных юношей и девушек.

2. Умственная работоспособность в течение учебной недели имела фазовый характер и зависела от уровня учебной нагрузки. От понедельника к пятнице работоспособность постепенно повышалась.

Физическая работоспособность по PWC₁₇₀ была выше у юношей.

3. В классах с высокой недельной учебной нагрузкой выраженность экстраверсии и нейротизма повышались у девушек и снижались у юношей.

4. У лицеистов и школьников к концу учебного дня показатели САН снижались.

5. Интегральный показатель оценки состояния физиологических механизмов обеспечения умственного труда - индекс функциональных изменений - у школьников и лицеистов находился на удовлетворительном уровне.

6. Реакции центральной гемодинамики у школьников и лицеистов на физическую нагрузку в 9-ти из 12-ти обследованных групп имели характер дисрегуляторных, в 2-х группах - условно неблагоприятные.

У девушек механизмы регуляции кровообращения были менее устойчивы, чем у юношей. Последнее подтверждается частой встречаемостью у девушек гиперкинетического типа реакции артериального давления на нагрузку.

ИВР наоборот был выше у девушек.

7. К концу учебного дня у обследованных лицеистов наблюдались признаки утомления. В пятницу появлялся пик увеличения работоспособности, что может быть связано с положительной психоэмоциональной мотивацией ожидания дней отдыха.

Напряжение ряда функциональных показателей у лицеистов был выше, чем у школьников. У лицеистов были выше коэффициенты волевого усилия и темпа психомоторной деятельности.

При стандартной физической нагрузке у лицеистов был более заметен прирост пульсового давления.

8. У учащихся общеобразовательной школы по сравнению с лицеистами были выше жизненный индекс, при ортостатической пробе - прирост ЧСС, при стандартной физической нагрузке - прирост АДС.

Список печатных работ,опубликованных по теме диссертации

1. Бабейко Р.В. Состояние некоторых гемодинамических показателей учащихся педагогической школы-лицея 15-17 лет и их физическое развитие / Р.В. Бабейко, Н.Н. Семенов // Материалы научно-практической конференции «Эколого-биологические аспекты адаптации организма к воздействию различных факторов внешней среды». - Петропавловск, 2000. - С. 47-54.

2. Бабейко Р.В. Комплексный подход в изучении применения компьютерных технологий в учебном процессе / Р.В. Бабейко // Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и проблемы современного образования». - Тюмень, Петропавловск, 2001. - С.301-302.

3. Бабейко Р.В. Некоторые гемодинамические показатели и физическое развитие учащихся специализированных и общеобразовательных школ г. Петропавловска / Р.В. Бабейко // Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и проблемы современного образования». - Тюмень, Петропавловск, 2001. - С.303-305.

4. Бабейко Р.В. Морфофункциональное состояние учащихся специализированного и обычного образовательного учреждения г. Петропавловска / Р.В. Бабейко // Материалы XXXIX Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс». Новосибирск, 2001. С.90-91.

5. Бабейко Р.В. Антропометрические параметры и уровень физического развития учащихся 16-17 лет г. Петропавловска / В.С. Соловьев, Р.В. Бабейко // Сборник трудов факультета естественных наук Курганского государственного университета. Курган, 2004. - С.25-29.

6. Бабейко Р.В. Физиологические механизмы увеличения минутного объема крови при физических нагрузках у юношей и девушек 16-17 лет Петропавловского педагогического лицея и общеобразовательной школы №2 / Р.В. Бабейко // Сборник научных трудов международного научного симпозиума ЮГРА-ГЕМО. - Ханты-Мансийск, 2004. - С.285-287.

7. Бабейко Р.В. Показатели частоты сердечных сокращений у учащихся Петропавловского педагогического лицея и общеобразовательной школы №2 / Р.В. Бабейко // Сборник трудов факультета естественных наук Курганского государственного университета. - Курган, 2004. - С18-20.

8. Методические указания «Методы исследования показателей гемодинамики» / Составитель Бабейко Р.В. // Петропавловский филиал Карагандинского государственного университета, 2004. - 24с.

9. Методические указания «Методы определения психофизиологических показателей» / Составитель Бабейко Р.В. // Петропавловский филиал Карагандинского государственного университета, 2004. - 20с.

Подписано в печать 24.05.2004 г.

Формат А5 (148х210). Ризография.

Объем 1,38 усл. печ. л. Тираж 100 экз.

Заказ № 538. Бумага книжно-журнальная.

Отпечатано в типографии «ЭТОК»

ул. Театральная, 42

Размещено на Allbest.ru

...