Ергономічні основи навчального процесу в професійній освіті

Актуальність та доцільність дослідження полягає в тому, що у зв'язку з докорінною реформою вищої освіти України, якісно новими вимогами, які ставить життя до випускника вузу в умовах ринкової економіки, зростання тенденції технізації та комп'ютеризації навчального процесу, назріла гостра необхідність в ергономічних дослідженнях стосовно завдань удосконалення навчального процесу, проектування і впровадження нових навчальних технологій. Таким чином, зміна характеру і змісту діяльності головних діючих осіб навчального процесу - викладача і студента, а також характеру вузівського навчального середовища вимагають принципово нових підходів дослідження педагогічного процесу вищої школи. У педагогіці та психології до нинішнього часу накопичений значний фонд, який розкриває закономірності процесу навчання.

Його психологічні механізми обґрунтовані в теоріях особистості, діяльності та спілкування: про інтегральні характеристики особистості, механізми її персоналізації і розвитку в діяльності; про діяльність та її суб'єкт; про психологічне як діяльність; про індивідуальність та її розвиток; про спілкування і стосунки особистості. Педагогічні основи вдосконалення навчання набули розвитку в роботах, присвячених сутності процесу навчання і умовам, які забезпечують його цілісність, формуванню змісту освіти, оволодінню діяльністю і розвиткові особистості. Наукові уявлення про процес навчання істотно збагачують дослідження, пов'язані з активізацією самостійної пізнавальної діяльності тих, хто навчається, з удосконаленням методів навчання, з оптимізацією процесу навчання, з науковою організацією навчального процесу і педагогічною ергономікою. Разом із тим, у практиці вищої школи донині залишаються недостатньо вивченими сутність і зміст педагогічної ергономіки, ергономічні основи організації та управління навчальним процесом; система ергономічних факторів, які впливають на формування умов педагогічної діяльності викладачів і навчальної діяльності студентів; відповідність діяльності викладачів і студентів фізичним та психологічним можливостям людини на фоні втоми, стресу, емоційного стану; оптимізація затрат фізичної енергії, нервового напруження і часу людиною в навчальному процесі; ергономічні умови вдосконалення діяльності викладачів і студентів у навчальному процесі. Це суперечить потребам соціальної та педагогічної практики. З урахуванням зазначеної суперечності, з метою розгляду названих проблем обрано тему нашої роботи, яка сформульована так: «Ергономічні основи навчального процесу у професійній освіті».

Об'єктом дослідження даної роботи є навчальний процес у вищій школі як соціотехнічна система.

Предмет дослідження - сутність і зміст ергономічного підходу до організації та управління навчальним процесом у вищому навчальному закладі.

Мета дослідження полягає в розробці й експериментальній апробації теоретичної моделі ергономізації процесу навчання в сучасній професійній освіті. Концепція дослідження. Ергономізація навчального процесу є складовою організації та управління навчальним процесом у ПО. Ефективність навчального процесу безпосередньо залежить від вирішення багатьох проблем як традиційно дидактичних, так і тих, котрі належать до галузі педагогічної ергономіки. Спираючись на це, ми розглядаємо педагогічну ергономіку як новий напрям сучасної педагогіки. В основу організації та управління навчальним процесом у професійній освіті закладено теоретичну модель ергономізації процесу навчання. Модель являє собою проектування навчального процесу з урахуванням ергономічних вимог; вивчення і проектування діяльності викладачів і студентів з позиції ергономічних критеріїв; організацію навчального середовища на основі ергономічних вимог і рекомендацій. Модель визначає мету і зміст ергономізації навчального процесу на основі об'єктивних потреб покращання його ефективності. Системоутворюючим фактором є достатня ступінь ергономізації праці викладачів і студентів, а також відповідність стану навчального середовища ергономічним вимогам. Провідна ідея дослідження полягає в тому, що ергономізація навчального процесу має бути спрямована на створення оптимальних умов праці, побуту і відпочинку всім учасникам навчального процесу. Вона забезпечує високу якість навчання, розвиток творчих здібностей студентів, створює передумови для гармонійного, всебічного розвитку особистості.

Методологічну основу дослідження становлять положення і категорії діалектики, праці філософів, психологів і педагогів у галузі дослідження систем, філософські та соціально-психологічні положення, які розкривають багатоаспектну природу діяльності людини.

Теоретичну основу дослідження становлять:

- методологія комплексного дослідження і системний підхід до діяльності педагогічних систем;

- концепція педагогічної технології;

- положення про ієрархічну структуру досягнення найвищого результату в навчанні;

- подання технології навчання як процесу управління навчально-пізнавальною діяльністю;

- особистісно орієнтований підхід до навчання;

- системно-діяльнісний підхід до визначення кінцевої мети підготовки фахівців;

- цілісний підхід до об'єктів і явищ діяльності, які вивчаються;

- ергономічний підхід до навчання у професійній освіті.

1. Педагогічна ергономіка як галузь педагогіки

У людини від природи існує потреба працювати, адже праця є необхідністю здорового людського організму. Праця в широкому розумінні є цілеспрямованою діяльністю людини. Аналіз структури будь-якої трудової діяльності, крім суб'єкта праці та процесу праці, включає ще такі компоненти, як засоби, предмет праці, умови її здійснення. Одним із найважливіших способів досягнення високої продуктивності трудової діяльності є підвищення її ефективності та якості. Тому виникла необхідність у науковому дослідженні проблем трудової діяльності людини, яке було б спрямоване на полегшення і оздоровлення праці, а також підвищення її ефективності та якості. По мірі накопичення знань про трудову діяльність почали виникати контакти між науками, в кожній з яких вона розглядалася під різними кутами зору. І це зрозуміло, адже в реальній трудовій діяльності психологічні компоненти невіддільні від фізіологічних, гігієнічних або соціальних.

Крім того, діяльність людини не можна зрозуміти, не вивчивши її у взаємодії з функціонуванням обладнань у конкретному робочому середовищі. Ергономіка виникла в 1920-х роках у зв'язку із значним ускладненням техніки, якою повинна користуватися людина в своїй діяльності. Перші дослідження з ергономіки почали проводитися у Великобританії, США та Японії. Термін «ергономіка» (ergonomics) набув поширення у Великобританії з 1949 року, коли група англійських учених започаткувала Товариство з ергономічних досліджень (The Ergonomics Research Society). Розмах діяльності Товариства сприяв об'єднанню вчених багатьох країн, проведенню міжнародних семінарів, симпозіумів, на яких всебічно обговорювалися проблеми ергономіки. У СРСР в 20-ті роки пропонувалася назва «ергологія». У США вживалося власне найменування молодої науки - дослідження людських чинників, а у Німеччині -- антропотехніка, але в даний час найбільшого поширення набув англійський термін. Останнім часом ергономіка відходить від класичного визначення і перестає бути строго пов'язана з виробничою діяльністю. У 2007 році Міжнародна Ергономічна Асоціація (The International Ergonomics Association) прийняла нове визначення ергономіки: «Ергономіка - це сфера використання наукових знань про людину у проектуванні предметів, систем та навколишнього середовища, якими вона користується».

Термін "ергономіка" походить від двох грецьких слів ergon (робота, діяльність) та nomos (закон природи, правило, принцип). Ергономіка - наукова дисципліна, яка комплексно вивчає виробничу діяльність людини з метою її оптимізації. Першим спеціалістом з ергономіки можна вважати італійського лікаря Бернардіно Рамацінні (1639-1714), який активно досліджував причини хвороб та ушкоджень людини у зв'язку з її трудовою діяльністю. Польський натураліст Войцех Ястшембовський ще у 1857 році одним із перших запропонував термін «ергономія», під яким мав на увазі науку про працю, яка базується на закономірностях науки про природу. Ергономіка як наука сформувалася всього кілька десятиліть тому, хоча можна вважати, що ергономічне мислення було притаманне людині з давніх давен.

Ще первісні люди, виготовляючи примітивні кам'яні знаряддя, намагалися надавати їм зручної форми, щоб вони не вислизали з рук і мали відповідні робочі поверхні в залежності від призначення. Американський вчений Дж. М. Крістенсен відносить передумови виникнення професії ергономіста до часів первісної людини і вважає, що цим можуть пишатися спеціалісти з ергономіки. «Спеціально відібране каміння, кістяні ложки, найпростіші знаряддя і посуд є результатом специфічних усвідомлених реакцій на взаємодію між людиною та середовищем. Різниця між первісною епохою і нашим часом полягає, головним чином, у ступені складності. Ця складність, - підкреслює вчений, - є основою для існування ергономіки». Протягом багатьох віків предмети побуту і знаряддя праці вдосконалювалися людиною, набуваючи більш раціональної форми.

педагогічний історичний професійний

1.1.2 Сучасний стан ергономічної науки

На початку третього тисячоліття ергономіка посіла гідне місце в науковій теорії та практиці. Дослідження проблем трудової діяльності, які спрямовані на оздоровлення праці та підвищення її ефективності, охоплюють фактично всі аспекти життєдіяльності людини. Стрімке поширення ергономічних досліджень у різних галузях діяльності людини призвело до утворення нових напрямків, таких як авіаційна ергономіка, виробнича ергономіка, медична ергономіка, педагогічна ергономіка тощо. На сучасному етапі розвитку ергономіки визначилися такі пріоритетні напрямки наукових досліджень: - ергономіка робочого місця; - психофізіологічне забезпечення діяльності; - інтерфейс «користувач - комп'ютер»; - офтальмоергономіка (галузь ергономіки, яка займається комплексним вивченням зорової системи людини в умовах трудової діяльності); - екоергономіка (всебічне врахування факторів навколишнього середовища, що діють на людину як у процесі виробничої діяльності, так і в невиробничій сфері);

- ергодизайн (комплексні ергономічні дослідження «людського чинника» у зв'язку з дизайнерськими розробками). У межах ергономіки визначилися три основні напрямки досліджень, які детальніше вивчають специфічні особливості людини та характеристики її взаємодії з оточуючим середовищем: фізична ергономіка, когнітивна ергономіка та організаційна ергономіка. Фізична ергономіка розглядає антропометричні, анатомічні, фізіологічні, біомеханічні характеристики та їх вплив на фізичну діяльність людини. До питань цього напряму відносяться робочі пози, вантажні роботи, монотонні рухи, робота, яка викликає розлади опоно-рухової системи, організація робочого місця, безпека та здоров'я людини. Когнітивна ергономіка вивчає розумові процесами - сприйняття, пам'ять, мислення, моторні реакції, оскільки вони найбільшою мірою впливають на взаємодію людини з іншими елементами системи діяльності. Предметами досліджень цієї галузі ергономіки є також розумова діяльність, процеси прийняття рішень, діяльність, яка вимагає високої кваліфікації, особливості взаємодії між людиною та комп'ютером, професійний стрес, надійність людського організму. При цьому наголошується на безперервному навчанні людини у зв'язку з постійним удосконаленням соціотехнічних систем. Організаційна ергономіка спрямована на оптимізацію соціотехнічних систем, включаючи їх організаційну структуру, особливості внутрішньої та зовнішньої діяльності. Питаннями організаційної ергономіки є комунікація, управління трудовими ресурсами, проектування діяльності, проектування робочого часу, колективна робота, нові парадигми організації праці, віртуальні організації, дистанційна робота і управління якістю.

1.1.3 Предмет ергономіки та її завдання

Вище вже говорилося, що ергономіка займається комплексним вивченням та проектуванням трудової діяльності людини з метою оптимізації знарядь, умов та процесу праці, а також удосконалення професійної майстерності. Її предметом є трудова діяльність людини, а об'єктом досліджень - системи «людина - знаряддя праці - предмети праці - виробниче середовище». Ергономіка, як і будь-яка інша наука, має свою мету - вивчення властивостей та можливостей людини в процесі трудової діяльності в певному трудовому середовищі для створення таких умов, методів і форм праці, які б сприяли продуктивній, прогнозованій, безпечній для здоров'я людини праці і в той же час забезпечували всебічний розвиток особистості. Однак треба зазначити, що серед фахівців у галузі ергономіки все ще продовжуються дискусії з приводу її змісту та предмета дослідження. Відмінності у поглядах на ергономіку пов'язані, передусім, з різними сферами використання ергономічних послуг. Сьогодні визначилися численні нові напрямки цієї науки - промислова ергономіка, авіаційна ергономіка, космічна ергономіка, медична ергономіка, когнітивна ергономіка, педагогічна ергономіка тощо. Звичайно, невдовзі в кожній з цих галузей ергономіки буде створено своє специфічне понятійне забезпечення, і суперечності зникнуть. Визначальним завданням ергономіки є всебічне врахування людських факторів при модернізації діючої та створенні нової техніки і технології, а також відповідних умов діяльності. Це дозволяє визначити ергономіку як науково-проективну дисципліну з такими основними компонентами: людина або група людей; функціональні можливості людини або групи людей; засоби праці: знаряддя, предмети парці; умови діяльності людини або групи людей. З погляду на це сучасну ергономіку поділяють на три розділи: мікроергономіку, мідіергономіку та макроергономіку.

Основним принципом ергономіки є принцип системності, який полягає у визначенні сукупності всіх компонентів трудової діяльності як цілісної системи. Нижче представлені специфічні принципи ергономіки:

1) принцип раціональної організації діяльності людей в людиномашинних системах управління та обробки інформації;

2) принцип доцільності, який передбачає правильний розподіл функцій між людиною і технічним засобом;.

3) принцип надійності забезпечує покращення функціонування системи через підвищення надійності, точності та оперативності людини;

4) принцип оптимізації полягає в інформаційному забезпеченні та прийнятті адекватного рішення в системах управління;

5) принцип цілісності передбачає, що вивчення виробничої системи повинно здійснюватися як вивчення єдиного функціонального цілого.

Для повноти характеристики ергономіки необхідно також визначити ергономічні показники трудового процесу, які забезпечують ефективність, безпеку та комфортність праці: - антропометричні та біомеханічні (відповідність знарядь праці розмірам, формі тіла, силі робочих рухів); - фізіологічні та психофізіологічні (відповідність трудових процесів швидкісним, енергетичним, зоровим і слуховим можливостям); - психологічні (відповідність трудових процесів закріпленим і сформованим навичкам, можливостям сприйняття, пам'яті та мислення);

- гігієнічні (температура, фізико-хімічний склад повітря, освітлення, шуми та інші завади); - естетичні (реалізуються в художньо-структурних рішеннях робочих місць, знарядь праці та виробничих середовищ).

1.1.4 Ергономіка та її місце в системі наук

Назву «ергономіка» було вибрано у зв'язку з тим, що нова галузь знань не належала повністю до жодної з відомих наук. Нова наукова дисципліна виникла в результаті двох одночасно діючих процесів - диференціації та інтеграції. Диференціація знайшла своє відображення у відокремленні ергономіки із наук про трудову діяльність людини, а інтеграція - у використанні областей знань, суміжних з трудовою діяльністю людини. Таким чином, виникнення ергономіки - це процес взаємопроникнення декількох наук, при якому і відбувається міждисциплінарний комплексний підхід до вивчення трудової діяльності людини. Основний перелік наукових галузей, із яких ергономіка запозичає знання, методи досліджень та практику проектування, відображено на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Зв'язок ергономіки з іншими науками

Інженерна психологія досліджує процеси та способи інформаційної взаємодії між людиною та технічними засобами її трудової діяльності. Психологія праці є розділом прикладної психології, який вивчає психологічні особливості трудової діяльності людини та закономірності формування трудових умінь та навичок. Когнітивна психологія досліджує пізнавальні процеси людської свідомості. Дослідження в цій галузі пов'язані з питаннями пам'яті, уваги, відчуттів, трактування інформації, логічного мислення, уяви, здатності приймати рішення. Гігієна праці є складовою частиною профілактичної медицини.

Вона вивчає вплив трудової діяльності та оточуючого середовища на організм людини і розробляє наукові основи та практичні заходи, спрямовані на забезпечення здорових умов праці. Під охороною праці мається на увазі комплекс правових, організаційних, технічних, економічних і санітарно-гігієнічних заходів, спрямованих на забезпечення безпеки праці та збереження здоров'я працюючих; Наукова організація праці (НОП) являє собою процес удосконалення організації трудового процесу на основі сучасних досягнень науки, техніки та технології. Завдання, що вирішуються НОП, умовно можна розділити на три основні групи: економічні, спрямовані на досягнення високого рівня продуктивності праці за рахунок підвищення ефективності використання робочої сили та засобів праці; психофізіологічні, які полягають у забезпеченні найбільш сприятливих умов для здійснення трудового процесу; соціальні, спрямовані на забезпечення всебічного і гармонійного розвитку людини, підвищення змістовності та привабливості праці. Проектування являє собою процес створення проекту, прототипу, прообразу передбачуваного або можливого знаряддя праці, технологічного процесу чи умов трудового середовища..

Конструювання з позицій ергономіки передбачає створення таких умов, процесів та знарядь праці, які максимально забезпечують збереження здоров'я людини та зростання продуктивності праці. У цій сфері ергономіка працює у тісному зв'язку з дизайном, чим вирішує практичні задачі естетичного оформлення знарядь праці, умов трудового середовища, а також виробів, що сприяє збереженню здоров'я працюючих та підвищенню продуктивності праці. Щоб дати можливість людині найкраще застосовувати свої здібності, використовувати свої можливості, ергономіка спирається на знання будови та розмірів людського тіла, функціонування окремих систем і організму в цілому. Внаслідок цього анатомія та фізіологія є основою ергономіки. Фізіологія дає можливість досліджувати енергетичне забезпечення функціонування опорно-рухової та нервової системи людини. Вона надає науковій організації праці фізіологічне обґрунтування, що забезпечує тривалу фізичну та розумову працездатність людини на необхідному рівні. Антропологія - наука про людину, її походження, расовий та етнічний склад, розповсюдження на Землі, а також властивості і характеристики тіла людини. Ергономіка пов'язана з фізичною антропологією, що вивчає характеристики людського тіла, кількісні (вага, зріст і т.п.) та якісні (колір шкіри, тип волосся, група крові тощо) антропометричні показники - розміри та межі руху частин тіла, сила м'язів тощо. Це надзвичайно важливо для нормального функціонування системи «людина - машина», де розбіжності в кілька сантиметрів стають критичними. Розміри тіла людини мають важливе значення при проектуванні інструментів, обладнання, робочих місць, предметів широкого вжитку тощо. Теорія групової діяльності досліджує характер та рівень ефективності функціонування груп, ступінь міжособистісних стосунків у групі, які б відповідали змісту та меті спільної трудової діяльності. Теорія управління, або кібернетика вивчає загальні закономірності процесів управління та передачі інформації у різноманітних системах - машинах, живих організмах, виробничих системах, суспільстві тощо.

Ергономіка пов'язана з усіма науками, предметом дослідження яких є людина як суб'єкт праці. Але коло дисциплін, що входять в цей комплекс, остаточно не визначено, що створює на шляху розвитку ергономіки цілий ряд проблем методологічного характеру. Сучасний статус ергономіки визначається тим, що вона, користаючись даними інших наук, трансформує їх, розробляє свої наукові поняття та методику досліджень, переслідує власні цілі та завдання, які пов'язані з організацією і проектуванням засобів, способів та умов діяльності людини.

1.2 Теоретико-методологічні основи педагогічної ергономіки

1.2.1 Загальна характеристика педагогічної ергономіки

Не дивлячись на те, що педагогічна ергономіка цілком сформувалася як окрема галузь ергономіки, все ще остаточно не визначено зміст цього поняття. Різні автори висловлюють свої уявлення про те, що ж вивчає педагогічна ергономіка. Одні з них вважають, що педагогічна ергономіка - це наука про фізіологічні та психофізіологічні механізми оптимального функціонування організму учня в середовищі навчання (В.П. Нестеренко). Інші розцінюють її як напрямок в сучасній педагогіці, який займається комплексним вивченням і проектуванням навчальної діяльності викладача і студента з метою забезпечення її ефективності (С.А. Скидан). (Приклади визначення зарубіжних авторів). Але найповніше визначення педагогічної ергономіки подає «Український педагогічний словник»: «Педагогічна ергономіка - це розділ педагогіки, який вивчає проблеми оптимізації матеріальних умов шкільної праці; робочих місць учня й учителя; оптимізації дидактичних засобів, проблеми техніки безпеки та гігієни праці, умови відпочинку, а також естетику школи та її оточення». Порівнявши висловлювання різних авторів, можна окреслити два основні аспекти педагогічної ергономіки. Перш за все, вона вивчає діяльність суб'єктів навчального процесу в системі «учень - викладач - засоби навчання - навчальне середовище», а також закономірності фізіологічних і психофізіологічних процесів, які лежать в основі цієї діяльності. Крім того, педагогічна ергономіка здійснює проектування технологій, засобів та середовища навчання з метою їх оптимізації.

Таким чином, педагогічну ергономіку можна визначити як новий розділ сучасної педагогіки, який здійснює комплексні міждисциплінарні дослідження навчального процесу в системі «учень (студент) - учитель (викладач) - засоби навчання - навчальне середовище» з метою оптимізації інформаційно-предметного середовища навчального закладу. На основі такого визначення можна стверджувати, що предметом педагогічної ергономіки є навчально-виховна діяльність учителя і пізнавальна діяльність учня в процесі взаємодії із засобами навчання і в умовах суттєвих факторів навчального середовища, а система «учитель - учень - засоби навчання - навчальне середовище» становить об'єкт дослідження у педагогічній ергономіці.

На сучасному етапі розвитку педагогічної ергономіки виокремилися її основні завдання:

1) дослідження особливостей трудової діяльності учнів і учителя у процесі навчання та виховання;

2) вдосконалення та проектування таких матеріальних засобів і умов навчання, які б максимально задовольняли потреби педагогічного процесу;

3) оптимізація навчальної діяльності учителя та учнів шляхом пристосування до неї матеріальних засобів і умов навчального процесу. Практичним результатом педагогічної ергономіки повинно бути створення відповідних інтер'єрів шкільних приміщень, їх раціональне оснащення таким обладнанням, яке максимально задовольняє особливості педагогічного процесу та його учасників як за конструкціями, так і за інформаційним наповненням.

Адже добре відомо, що неестетичні та незручні меблі, класи, засоби навчання, невідповідність характеристик навчального середовища нормативним вимогам, недостатня завантаженість учнів (автоматичне виконання певних дій, одноманітність діяльності, обмеженість засобів навчання) або перевантаженість (швидкий темп уроку, невідповідність труднощів завдань віковому рівню розумового розвитку) викликають стан функціонального дискомфорту, що спричинює різке зниження ефективності навчання.

1.2.2 Методи досліджень у педагогічній ергономіці

Методологічною основою досліджень у педагогічній ергономіці є системний підхід і комплексність. Системний підхід передбачає, що предметом аналізу є численні фактори, які визначають характер взаємодії в системах «учитель, учень - засоби навчання - середовище». Взаємодії в такій системі можуть бути визначені лише шляхом всебічного комплексного аналізу з позицій педагогіки, психології, фізіології, гігієни тощо. Більше того, недостатньо використовувати окремі рекомендації перелічених дисциплін, а необхідно узгодити їх між собою, визначити їх взаємне підпорядкування і пов'язати в єдину систему вимог до навчальної діяльності та умов її здійснення. Враховуючи той факт, що ми маємо справу зі школярами, які характеризуються рядом анатомо-фізіологічних і психологічних особливостей, педагогічна ергономіка повинна базуватися на засадах вікової анатомії, фізіології, психології та гігієни. Крім того, сама взаємодія учня з інформаційно-предметним середовищем школи має бути педагогічно керованою, організованою учителем та іншими працівниками школи, а також зазнавати впливу з боку учнівського колективу.

Інструментом забезпечення методології будь-якої науки є метод, який являє собою сукупність способів вивчення певних предметів та явищ, одержання нової наукової інформації про них з метою визначення закономірностей їх будови та функціонування і створення наукової теорії. Базуючись на системному підході, ергономічні дослідження в педагогіці здійснюються за допомогою методів різноманітних суміжних наук. Звичайно при цьому має місце певна трансформація використовуваних методів, що призводить до виникнення нових методичних прийомів дослідження. У педагогічній ергономіці використовуються методи дослідження, які склалися в психології, фізіології, медицині, гігієні, соціології тощо. При цьому головною проблемою є координація різних методичних прийомів при вирішенні конкретної ергономічної задачі і синтез одержаних за їх допомогою результатів.

Ергономічний підхід до вивчення та оптимізації навчальної діяльності, як і будь-якої діяльності взагалі, має свою специфіку. З методичного боку це виражається в наступних положеннях. По-перше, спрямованість педагогічної ергономіки на проектування навчальної діяльності потребує використання не тільки експериментальних, але й аналітичних (описових) методів. По-друге, потреба в узагальнених показниках активності, напруженості та комфортності діяльності учителів і учнів передбачає використання спеціальних математичних розрахунків. По-третє, ергономічне дослідження чи оцінка завжди повинні бути системними, що є можливим лише за умови одночасного використання різних методів, які відображають взаємозв'язки між компонентами і основними властивостями системи «учитель,учень - засоби навчання - середовище». Оскільки ергономіка є досить молодою наукою і перебуває в стані становлення, чіткої класифікації методів дослідження в педагогічній ергономіці, як і в ергономіці взагалі, все ще бракує.

Більшість сучасних спеціалістів з ергономіки користуються принципами класифікації, яка запропонована Б.Г. Ананьєвим у галузі людинознавства. Згідно з цією класифікацією, усі методи дослідження поділяються на чотири основні групи: - організаційні, що являють собою систему методологічних засобів, які забезпечують комплексний підхід у дослідженні; - емпіричні, які об'єднують спостереження, експерименти, діагностування (тести, анкети, інтерв'ю, бесіди тощо); - прийоми математичного та логічного аналізу, а також інтерпретації отриманих результатів.

2. Реалізація ергономічного підходу в навчальному процесі

2.1 Ергономічні особливості розумової діяльності

2.1.1 Сутність понять «функціональний стан» та «функціональний комфорт»

Ергономічні дослідження свідчать, що успішність будь-якої діяльності людини залежить від її функціонального стану. Функціональний стан людини визначається як інтегральний комплекс особистих характеристик тих функцій і якостей людини, які прямо або опосередковано обумовлюють виконання робочих функцій. З позицій системного підходу функціональний стан можна досить повно уявити за допомогою цілісної багатокомпонентної характеристики зовнішніх поведінкових і внутрішніх (органічних) функцій людини, які дозволяють оцінити притаманний їй в даний момент рівень активності вищих психічних функцій та функціональних фізіологічних систем, які обумовлюють виконання трудової діяльності. При виборі критерію оптимізації діяльності людини в науковий обіг було введено поняття «функціональний комфорт».

Функціональний комфорт - це оптимальний функціональний стан, при якому досягнуто відповідність засобів і умов праці функціональним можливостям людини, яка працює. Основним показником функціонального комфорту є психофізіологічна ціна діяльності, яка визначається як сукупність змін, що відбуваються у функціональному стані організму людини в результаті його цілеспрямованої діяльності протягом певного часу. При визначенні цього показника істотно важливим є питання про те, чи приводить діяльність до виходу хоч би одного з фізіологічних параметрів організму людини за допустимі межі. Важливим критерієм психофізіологічної ціни діяльності є рівень функціонального напруження центральної нервової системи.

Мінімальна психофізіологічна ціна діяльності сприяє збереженню високоефективної працездатності людини протягом тривалого часу без шкоди для її здоров'я. Це, в свою чергу, сприяє позитивному ставленню до роботи, віддаляє настання втоми. При адекватному рівні мобілізації психофізіологічних функцій та створеному сприятливому фоні для діяльності, працююча людина одержує внутрішнє задоволення. Така форма внутрішніх і зовнішніх зв'язків породжує функціональний комфорт, що сприяє збереженню тривалої працездатності і досягненню високої ефективності навчання.

2.1.2 Динаміка працездатності

Людина працює завдяки двом своїм властивостям: здатності формувати цілеспрямовану діяльність і працездатності, яка дозволяє реалізувати цю діяльність. Працездатність - це здатність індивіда виконувати цілеспрямовану діяльність на заданому рівні ефективності протягом конкретного часу. В залежності від форм трудової діяльності розрізняють розумову і фізичну працездатність. На відміну від фізичної, розумова діяльність характеризується значно меншим, часто незначним і нерегулярним застосуванням рухового апарату, що сприяє уповільненню обмінних процесів, застійним явищам, перш за все, у м'язах ніг, погіршенню постачання мозку киснем і т.п.. Складаючи всього 1,2-1,5% маси тіла, мозок потребує більше 20% його енергетичних ресурсів. На працездатність учнів впливають особистісні та організаційні чинники. До особистісних чинників відноситься тип нервової діяльності, вік, стать, стан здоров'я, емоційний стан, тренованість, мотивація.

З іншого боку, умови навчання, організація робочого місця і робочої пози, відповідність засобів навчання ергономічним вимогам, режим праці та відпочинку є організаційними чинниками. Працездатність учнів протягом дня чи уроку не є величиною стабільною, для неї характерний фазовий розвиток. Основними фазами працездатності учнів є входження, оптимальна працездатність і стомлення. Динаміку працездатності учнів можна зобразити у вигляді кривої нормального розподілу (рис. 2.1). Цікаво, що при деяких видах діяльності крім названих фаз виявляється ще так званий кінцевий порив.

Психофізіологічні особливості мають значний вплив на мінливість фізичної працездатності, як дня, тижня, так і навчального року. До того ж, чим молодші школярі, тим більш помітні коливання динаміки їх працездатності, що потрібно враховувати при планування навчально-виховної роботи. Перша фаза динаміки працездатності (фаза входження) включає функціональну підготовку нервових і гуморальних механізмів управління майбутнім видом діяльності, поступове налаштування на потрібний динамічний стереотип, досягнення необхідного рівня вегетативних функцій організму. Тривалість фази входження залежить від характеру діяльності. Вважається, що, чим енергетично напруженіша робота, тим коротшою є означена фаза. Так, при важкій фізичній роботі фаза входження триває 20-25 хвилин, а при розумовій роботі - 1,5-2,5 години. У дітей, порівняно із дорослими, ця фаза набагато коротша, що пояснюється більш високою збудливістю та функціональною рухливістю нервової системи. Наступною є фаза оптимальної стійкої працездатності. За своєю фізіологічною характеристикою вона принципово відрізняється від фази входження, коли відбувається формування та нарощування працездатності. Цей період характеризується здійсненням необхідного робочого динамічного стереотипу, ефективною руховою або розумовою діяльністю, стійким достатнім рівнем вегетативних функцій та оптимальними результатами діяльності.

Тривалість цього періоду залежить також від віку, стану здоров'я, характеру роботи, її інтенсивності. За сприятливих умов період оптимальної стійкої працездатності може тривати 70-75% усього робочого часу. По мірі виконання тієї чи іншої діяльності працездатність організму починає поступово спадати. Розвивається фаза стомлення (зниження працездатності), який характеризується зменшенням показників ефективності виконуваної роботи, погіршенням функціонального стану організму і розвитком утоми. Тому останні 5-10 хвилин роботи є часом поступового зниження працездатності. За деяких видів діяльності, крім названих фаз, виявляється ще так звана фаза кінцевого пориву. Фаза кінцевого пориву виникає тоді, коли робота закінчується у фазі оптимальної працездатності або під час її завершення. Вона характеризується терміновою мобілізацією через мотиваційну сферу додаткових сил організму, емоційним підйомом, гамуванням відчуття втоми та підвищенням працездатності. Чим сильніші заохочувальні стимули діяльності, тим більш вираженою є фаза кінцевого пориву. У цьому випадку характер природної динаміки працездатності суттєво змінюється.

2.2 Ергономічний аналіз навчального процесу

Ергономічний аналіз навчального процесу в сучасній вищій школі показав, що вивчення діяльності викладачів і студентів, а також навчального середовища, як єдиної функціональної системи з метою її оптимізації є раціональним та ефективним. Незважаючи на те, що елементи системи розглядаються в єдності і взаємодії, це не виключає, а передбачає вивчення її складових компонентів окремо для виявлення їхнього змісту, функціональних зв'язків. Структура педагогічної діяльності охоплює п'ять основних видів діяльності: педагогічну, наукову, кваліфікаційну, громадську й нерегламентовану. Звісно, в реальному житті ці види являють собою єдине ціле, тому рівномірність в оволодінні й цілісному поєднанні різних видів діяльності одна з найважливіших умов продуктивної творчості викладачів. Проте з метою наукового аналізу вони розглядалися автономно. Удосконалення організації викладацької діяльності, які є завданнями педагогічної ергономіки: нормування праці; чітка регламентація структури педагогічної діяльності; розподіл і кооперація праці; зміцнення матеріально-технічної бази кафедр; поліпшення інформаційного обслуговування викладачів; створення сприятливих умов для різнобічного підвищення кваліфікації викладачів; створення резерву викладачів на кафедрі.

Системне вирішення названих проблем веде до інтенсифікації навчального процесу, створює передумови для оздоровлення праці викладачів. Доведено, що в діяльності викладача як елемента системи найважливішими є вирішення таких завдань: розвиток у студентів інтересу до навчання, потреби у знаннях; впровадження навчання, що розвиває;впровадження виховного навчання; формування у студентів умінь і навичок навчальної праці; планування і проектування навчального заняття і практичне вирішення їх; підтримка активної працездатності студентів протягом заняття; аналіз і самооцінка викладачем своєї роботи на занятті. Перед педагогічною ергономікою стоїть суттєве завдання - розробка норм викладацької праці.

Параметрами трудових норм і нормативів є:

- норми часу, пов'язані з виконанням функціональних обов'язків працівниками професорсько-викладацького;

- навчально-виховного й адміністративно-господарського складу;

- нормативи кількості студентів на одного викладача;

- нормативи чисельності тих чи інших працівників за категоріями;

- норми й нормативи завантаженості та зайнятості працівників у навчальному процесі та в структурі інших видів діяльності. Аналіз структури діяльності студентів - друга не менш важлива проблема. Ключове питання в цьому плані - удосконалення структури їхньої діяльності, котра, з огляду на її цілі й завдання, складається з численних елементів, які мають певну форму і зміст, функціонують у певний час і спрямовані на здобування, обробку, осмислення і зберігання певної інформації.

У педагогічній літературі є немало публікацій, в яких за допомогою соціологічних методів дослідження отримані різні функціональні схеми діяльності студентів. Розроблена в літературі структурно-функціональна схема праці студентів базується на чотирьох основних видах діяльності: учбовій, аутогогічній, громадській та нерегламентованій. В основу запропонованої схеми увійшли чотири передумови: місце, час, форма, методи й способи перевірки результатів діяльності.

Такий підхід дав змогу конкретизувати зміст елементів системи, чіткіше дослідити функціональні зв'язки в системі, без чого неможливо розглядати навчання та виховання як цілісний процес. З ергономічного погляду в підході до структури загальнолюдської діяльності, діяльність студента характеризується такими показниками:

1) антропометричними та біомеханічними (відповідність предметів праці й навчального устаткування розмірам, формі, вазі тіла, силі й спрямуванню рухів);

2) кінетичними (відповідність поз і рухів швидкісним, енергетичним, зоровим та іншим можливостям людини);

3) естетичними (оформлення робочих місць і предметів праці у відповідності з естетичними потребами людини).

Такі базові умови було закладено в основу комплексного формуючого експерименту в процесі дослідження теоретичної моделі ергономізації процесу навчання. Людина, зайнята певним видом діяльності, перебуває під складним впливом середовища. В загальне поняття середовища входять як соціальні, культурні, економічні, ергономічні фактори, так і природні умови.

2.3 Ергономічні основи організації та управління педагогічним процесом

Всі методи, за допомогою яких продуктивно досліджується педагогічна ергономіка, доцільно поділити на три групи: системно-структурний метод, загальні методи комплексу наук про навчальну діяльність у системі освіти і зокрема методи, притаманні педагогічній ергономіці. Дві перші групи методів досить відомі як ефективні інструменти проведення досліджень. Проте у вирішенні конкретних завдань педагогічної ергономіки ефективними виявилися саме такі методи ергономіки: вивчення особистих документів, техніко-психологічне обстеження системи вищого навчального закладу, спостереження за структурою трудової діяльності викладачів і студентів, бесіда з учасниками педагогічного процесу, анкетування та експертна оцінка, аналіз виконаної роботи, ергономічний експеримент.

Найповніше уявлення про структуру діяльності викладачів і студентів, як правило, може бути отримане шляхом поєднання прямого збору інформації про трудовий процес (вияв психічних та фізіологічних процесів, котрі становлять зміст діяльності) з побічними (реєстрація змін в організмі людини, які виникають у результаті виконання ним відповідної роботи). Основою навчальної діяльності, як відомо, є зовнішні та внутрішні інформаційні процеси. Зовнішні процеси характеризують взаємозв'язок викладача і студента із джерелом інформації, в тому числі з технічним. Внутрішні ж характеризують психофізіологічну сторону навчання психічні процеси сприйняття, переробку й зберігання людиною інформації.

Для педагогічної ергономіки важливим є виявлення взаємин людини, яка навчається, та джерел інформації, на фоні яких відбувається викладацька та навчальна діяльність. Об'єктивна сторона цих стосунків залежить від фізичних характеристик джерел інформації, а суб'єктивна - від властивостей аналізаторів реципієнта, які піддаються подразненню джерелами інформації. Експеримент на основі зовнішнього зв'язку дав можливість об'єктивізувати інтегральні показники емоційності студентів, їхнього загального вдоволення заняттями, ступені їхньої адаптації до занять та інших. При аналізі результатів проведеного експерименту виявилося, що оцінки задоволення лекціями у студентів з усіх дисциплін дуже відрізняються. Середній бал задоволення лекціями у відмінників вищий, у невстигаючих - нижчий на 20% у порівнянні з середнім балом оцінок усіх студентів.

Це свідчить про суб'єктивність оцінок, що спричинюється різним рівнем знань з певної дисципліни й загального розуміння лекції; в 70% випадків спостерігається відповідність між балом (оцінкою) екзамену та середньою оцінкою лекцій. Отже, всебічно сприйнята лекція сприяє підвищенню знань у студентів; у 80% випадків спостерігається кореляція між середньою величиною пропущених лекцій і середнім балом якості лекцій. Таким чином, метод зовнішнього зворотного зв'язку допомагає визначити загальний рівень лекції і може слугувати для викладача безпосереднім сигналом до виправлення допущених недоліків. Такий метод цілком доцільний для формування самооцінки педагогічної праці.Активізація педагогічної діяльності не може обійтися без удосконалення кінетичних актів (відповідних рухів, жестів, поз, локомоцій, комунікативних засобів), які сприяють економії енергії і часу викладача, активізують сприйняття студентами інформації, підвищують їхній емоційний тонус. Таким чином, закріплення стійкості робочих поз і раціональних рухів, загалом сприяє вдосконаленню навчального процесу. Результати ергономічних досліджень поведінки викладачів і студентів під час занять підтвердили ефективність та раціональність даного методу дослідження. З його допомогою досліджуються такі ключові проблеми, як ергономічні умови удосконалення діяльності викладачів і студентів у навчальному процесі; відповідність діяльності викладачів та студентів фізичним та психологічним можливостям людини на фоні втоми, стресу й емоційного напруження. Зручність робочих місць оцінювалась за допомогою антропометричних обстежень людини на основі фізичних вимірів геометрії приміщення, мікроклімату і деяких фізичних факторів середовища (шум, освітлення, циркуляція повітря і т.д.).

Проведене дослідження показало, що комплексне, системне вивчення різних аспектів педагогічної праці на підставах сприяє підвищенню ефективності педагогічної діяльності. Активізація діяльності викладачів під час навчальних занять означає підвищення якості праці (вдосконалення технології занять) за допомогою відмови від зайвих його елементів (передання функцій, що не потребують високої кваліфікації викладача допоміжному персоналові, або використання відповідних технічних засобів), запровадження нових методів та способів навчання та контролю. Зосередження у вищому навчальному закладі працівників різноманітних спеціальностей і відповідний розподіл матеріальної бази (в лабораторіях, лекційних аудиторіях, обчислювальних центрах, бібліотеках, майстернях, друкарні та інших місцях) вимагає чіткої організації та управління цією складною системою. Більше того, людські й матеріальні ресурси мають бути керовані не тільки з метою досягнення основного завдання - підготовки й виховання висококваліфікованих спеціалістів, а й з метою їх накопичення, оновлення й раціонального розподілу. Головний системотворчий та взаємодіючий елемент у вузівській управлінській системі - елемент "викладач - студент", їхня педагогічна і навчальна діяльність залежить в основному від кваліфікації, педагогічної майстерності, від загальної професійної спрямованості викладачів, а також від індивідуальних особливостей, мотивів навчання, цілеспрямованості студентів. Організація та управління навчальним процесом на підставах педагогічної ергономіки спрямовані до зміни на краще реального навчально-виховного процесу як частини педагогічної дійсності, а це не є можливим без адекватного відображення фактів і зв'язків, що існують у цій дійсності.

Добір педагогічних кадрів і студентського контингенту, предметних зв'язків, форм, методів і способів роботи з метою підготовки висококваліфікованих спеціалістів відповідно до державного стандарту вищої освіти за час, регламентований навчальним планом, а також вибір найекономніших способів діяльності, спрямованих на звільнення педагогів і студентів від монотонних та непродуктивних робіт. - усе це в дослідженнях входить у поняття організації й управління навчальним процесом.

Під управлінням навчальним процесом ми розуміємо цілеспрямований вплив на педагогічний і студентський колективи, на окремих їхніх членів шляхом здійснення сукупності заходів з метою організації, регулювання, координації їхньої діяльності, раціонального використання енергії, часу і засобів. Удосконалення організації та управління педагогічним процесом на основі ергономічного підходу, як показують наші дослідження, пов'язане здійсненням таких заходів:

- удосконалення педагогічної майстерності викладачів і активізація навчальної діяльності студентів;

- удосконалення бюджету часу викладача та студента;

- удосконалення морально-психологічної атмосфери і фізичного середовища;

- технізація й автоматизація навчального процесу як засобу забезпечення високої розумової працездатності викладачів та студентів.

Результати численних психолого-педагогічних і ергономічних експериментів доводять, що удосконалення навчальної діяльності студентів неможливе без нормування тривалості їх робочого дня (з тенденцією його скорочення), розробки нових форм і методів навчальної діяльності (впровадження колективних форм занять, підсилювальних мотивацією навчальної праці та послаблюючих перевантаження і втому; проблемно-розвиваюче і програмне навчання. Поліпшення роботи бібліотек, удосконалення навчально-матеріальної бази вузу (згідно з принципами ергономіки). Розумова праця, яка відрізняється високою нервово-емоційною напругою, складна, специфічна і багатогранна.

Протікаючи на фоні дедалі зростаючого статичного навантаження, вона негативно впливає на рівень працездатності, підвищує втому, сприяє зростанню захворювань викладачів. Для запобігання подібних небажаних явищ, як показують результати нашого дослідження, необхідно впровадити в практику такі заходи: медичні (регулярні медогляди, профілактика голосового апарату і зору), техніко-ергономічні (забезпечення сприятливим мікрокліматом, зручно обладнаним робочим місцем, сприяння рухової активності під час перерв і чергувань різних видів діяльності та ін.), організаційні (вдосконалення розкладу занять, нормування денного, тижневого, місячного і річного навантаження).

Висновок

Виникнення ергономіки зумовлено необхідністю системного дослідження людини в процесі праці. Ергономіка як комплексна наука вивчає можливості та особливості людини під час праці в певному робочому середовищі для створення таких умов, методів і форм роботи, котрі сприяють продуктивній, надійній та безпечній для здоров'я праці і разом з тим всебічному розвитку особистості. Оперуючи результатами, які отримано в інших науках, ергономіка трансформує їх, розробляючи свої вихідні уявлення та засоби. Передумовою виникнення й розвитку педагогічної ергономіки є об'єктивна необхідність в ергономічному підході до вивчення навчального процесу як складного системного об'єкту. Доведено, що педагогічна ергономіка виникла й розвивається на основі наукових розробок виробничої ергономіки, а також досягнень наукової організації праці та наукової організації навчального процесу.

Теоретична модель ергономізації процесу навчання включає науково обґрунтовані структури і механізми її функціонування. Модель визначає мету і зміст ергономізації навчального процесу на основі об'єктивних потреб покращання його ефективності. Вона являє собою проектування навчального процесу з урахуванням ергономічних вимог; вивчення і проектування діяльності викладачів і студентів з позиції ергономічних критеріїв; організацію навчального середовища на основі ергономічних вимог і рекомендацій

З позиції педагогічної ергономіки навчальне середовище розглядається в двох планах: зовнішнє (фізичне середовище, яке оточує людину) і внутрішнє (яке виховує людину - психологічний клімат, спілкування гоню). Предметно-матеріальну частину навчального середовища становлять: вузівська територія, будівлі, навчальні приміщення і робочі місця, де розміщені технічні засоби навчання. ЕОМ, навчально-виробниче устаткування, меблі, наочні прилади, освітлювальна апаратура і тлі.

Методи, за допомогою яких продуктивно вивчається діляться на три групи: системно-структурний метод, загальні методи комплексу наук про учбову діяльність у системі освіти і зокрема методи, що притаманні педагогічній ергономіці. До останньої групи методів, які широко й ефективно використовувалися у вирішенні конкретних завдань, ми відносимо: вивчення особистих документів, техніко-психологічне обстеження системи вищого навчального закладу, спостереження за структурою трудової діяльності викладачів та студентів, бесіда з учасниками педагогічного процесу, анкетування й експертна оцінка, аналіз виконаної роботи, ергономічний експеримент.

Активізація педагогічної діяльності не може обійтися без удосконалення кінетичних актів. Удосконалення рухових актів (жестів, поз, відповідних рухів і локомоцій) сприяє економії енергії та часу викладача, активізує сприйняття студентами інформації, підвищує їхній емоційний тонус.

До перспективних напрямків дослідження педагогічної ергономіки ми відносимо:

- підвищення ефективності навчального процесу на основі комплексного дослідження різноманітних аспектів педагогічної праці;