Анализ физиологических эффектов музыкального сопровождения занятий в высшей школе

Federal budgetary establishment of a science "The Ufa scientific research institute of medicine of workand ecology of the person "

Krasnogorskaia N.N. Federal state budgetary educational establishment of Higher education "Ufa state aviation technical University"

Yarmuhametova L.N. The master of engineering science Federal state budgetary Educational establishment of Higher education "Ufa state aviation technical University"

Nabiullina D.F. The master of engineering science Federal state budgetary Educational establishment of Higher education

"Ufa state aviation technical University"

The: the Publication contains the analysis of results of experiments on influence of music underneath of employment on leading physiological functions of students of technical specialties (bachelors) significant in training - concentration of attention and processing of the visual information. Principles of the rational organization of music underneath of employment in the educational organization of the maximum vocational training are generated.

Key words: Perception of music, working capacity, exhaustion, trainees, proof tests.

Аннотация

Публикация содержит анализ результатов экспериментов по влиянию музыкального сопровождения занятий на ведущие физиологические функции студентов технических специальностей (бакалавры) значимые в обучении - концентрацию внимания и переработку зрительной информации. Сформированы принципы рациональной организации музыкального сопровождения занятий в образовательной организации высшего профессионального образования.

Ключевые слова: Восприятие музыки, работоспособность, утомление, обучаемые, корректурные тесты.

Основная часть

Учебный процесс в любой форме традиционно требует от обучаемых напряжения основных психофизиологических функций, таких как память, внимание (концентрация и её устойчивость), переработка информации [1]. Современная интенсификация образовательных процессов за счёт внедрения средств технического обучения (работа с экранами дисплеев, применение мульти проекторов и пр. [2]) несомненно создаёт дополнительную нагрузку на функции, обеспечивающие успешность обучения.

Сложившаяся ситуация требует новых подходов для разработки и внедрения специальных профилактических мероприятий по сохранению зрения и предупреждению преждевременного развития утомления у обучаемых. Идею применения музыкальных произведений для повышения успеваемости студентов нельзя считать новой [1,3]. Психофизиологической основой для её реализации являются общеизвестные факты того, что, получая через органы слуха закодированную аудиоинформацию, мозг анализирует её, сравнивая со своими ритмами. Именно, сопряжённость частот музыкальных звуков структурному строению тканей и органов человека, а музыкального ритма - ритмам жизнедеятельности приводит к тому, что музыкальное воздействие путём развития акустических резонансов оказывает очень глубокое и многостороннее воздействие практически на все функции человека, а также на эмоции, желания, чувства [4]. Так, "функциональная музыка" [5] способствует снижению утомления, создаёт бодрое настроение, улучшает самочувствие, снижает нервное напряжение и тем самым повышает работоспособность человека. В целом, создавая дополнительные очаги возбуждения в центральной нервной системе, музыка снижает нагрузку работающих участков мозга и способствует повышению тонуса организма, другим позитивным эффектам [1]. Продолжает развиваться особое направление в медицине: музыкальная терапия. Это система психосоматической регуляции функций организма человека из категории лечебно- профилактических процедур, в которых происходит одновременное влияние акустических волн, организованных в музыкальную структуру на психоэмоциональную, духовную сферу и внутренние органы человека [6].

Однако, несмотря на существующие гипотезы и практику применения музыкальных произведений с получением позитивных эффектов - эта область до сих пор не изучена, а существующие методики получения требуемых эффектов во многом эмпиричны.

Цель исследования заключена в попытке изучения влияния музыкального сопровождения занятий на динамику показателей основных психофизиологических функций студентов, актуальных в обучении - концентрацию внимания и переработку зрительной информации для выяснения условий его применения в предупреждении зрительного и общего утомления обучаемых в рамках решения общих задач психофизиологической оптимизации образовательного процесса.

Методы исследований. Эксперименты были организованы в образовательной организации высшего технического профессионального образования. Отбор испытуемых осуществляли на основе добровольности при строгом соблюдении правил конфиденциальности и биологической этики. Каждый из 120 добровольцев оформлял анкету, содержащую вопросы по условиям проживания, доходам, о затратах времени на работу с компьютером, об особенностях отдыха, а также о культурных и музыкальных предпочтениях [7]. В исследованиях регистрировали время начала и конца опыта, длительность сна, ощущение усталости, "выспался - не выспался", а также показатели выполнения тестов.

Поскольку в наши задачи входило изучение изменений работоспособности значимых для обучения функций - концентрации внимания и переработки информации, то применили корректурный способ Бурдона и тест колец Ландольта [8], требующих некоторым образом в своей процедуре напряжения зрительного анализатора. Часть испытуемых выполняла тест колец Ландольта, другая - тест Бурдона.

Известно, что способность человека выполнять конкретную работу - величина переменная во времени и проявляется в последовательных (фазных) изменениях изучаемых показателей качества и количества результатов труда [1], что можно обнаружить в работах любой длительности. Однако дифференциальная диагностика фазных состояний, в которых один и тот же раздражитель может вызвать неадекватные реакции, затруднена множеством обстоятельств. Исходим из логики: чем больше нагрузка в психофизиологическом тестировании на изучаемую функцию, тем более выражена симптоматика стадий работоспособности [1,9]. Поэтому, основным условием эксперимента при выполнении тестирующих процедур было создание максимально возможной по длительности нагрузки на зрение и восприятие испытуемых для более чёткого выявления фазности изменений работоспособности. Данное обстоятельство и было положено в схему опыта. Она состояла из двух этапов: до начала (D1) и после практического занятия или лабораторной работы (D2). На каждом этапе обследуемые лица выполняли первый тест (D1d1 - D2d1), затем в ходе десятиминутного прослушивания музыкального произведения с пятой минуты - второй тест (D1d2 - D2d2), по окончанию - третий тест (D1d3 - D2d3) - уже без музыкального сопровождения. Длительность процедур тестирования - пять минут с поминутной регистрацией просмотренных знаков.

Эксперименты проводили в учебных аудиториях с обязательными замерами микроклимата, освещённости и акустическими расчётами.

Для получения корректных показателей работоспособности студентов использовали идеологию вычислительного алгоритма, предложенного И. А. Саповым с соавт. [9,10]. Наиболее часто его применяют в спортивной медицине. Известно, что показатели результатов любого психофизиологического тестирования во многом субъективны, поскольку зависят от желания испытуемых участвовать в исследовании и состояния самого исследователя. С другой стороны, есть, и объективные показатели функциональных способностей выполнять работу независимо от желания испытуемых. Чаще всего это возрастные, профессиональные, экономические и иные характеристики выполняемой работы - выработка, объёмы выполненной работы, её качество и т.д.

Преимущество обсуждаемого алгоритма [9,10] состоит в снижении влияния случайных эффектов на результаты психофизиологического тестирования путём объединения субъективных и объективных оценок изменения работоспособности (или иных свойств и качеств личности) в однозначную величину на конец работы отношению к её началу:

где: A - интегральный показатель работоспособности (или утомления) к концу работы в у. ед., a1, a2 - значения косвенных физиологических показателей в начале и в конце работы; R1, R2 - коэффициенты корреляции между рядами объективных и субъективных индексов работоспособности в начале и в конце работы; n - количество применённых тестов (показателей).

Выбор музыкальных произведений исходил из сообщения Посыпкиной с соавт. [11] и из результатов предварительного опроса испытуемых по их музыкальным предпочтениям. Из известных жанров выбрали классическую музыку и Рок - музыку.

В анализе использовали суммарный показатель работоспособности (Ас) представляющий сумму соответствующих индексов всех обследованных на конец занятия. Получив такой суммарный показатель уровней работоспособности (Ас) пытались определить структуру и роль отдельных обстоятельств, обусловленных условиями обучения и быта студентов. Их можно расценивать как дополнительные причины, которые могут повлиять на функциональное состояние студентов при действии музыкального раздражителя.

Использовали расчёт стандартизированных множественных регрессий, в которых коэффициенты при объясняющих переменных отнесены к стандартному отклонению объясняемой величины. В теории, они характеризуют скорость изменения среднего значения зависимой величины по каждой из объясняющих при постоянстве значений остальных составляющих переменных, включённых в анализ [12]. Данное преимущество позволяет получать структуры долей значимых переменных в изменении показателя объясняемого фактора путём перестановок. Итоги таких вычислений показаны в таблице 1.

Результаты. Исследования проведены в 11 студенческих группах 4 курса (бакалавриат) образовательной организации высшего профессионального (технического) образования. Средний возраст обследованных лиц в группах, где изучали скорость переработки информации, составил - 20,2 ±0,2 г. В других группах, в которых изучали способность к концентрации внимания - 20,1 ± 0,2 г. Отсутствие достоверности различий между возрастными групповыми показателями обосновала правомерность дальнейшего сравнительного анализа получаемой функциональной динамики. Отметим, что среди испытуемых преобладали мальчики (67 %), что было также учтено в анализе данных.

Условия проживания испытуемых характеризуются тем, что 40 % проживают вместе с родителями, в отдельной квартире - 20 %, в общежитие - 37 % и 3 % - в съёмном жилье. Из 120 обследованных - 58 студентов получают стипендию, подрабатывают - 21 человек. Средний доход на всю когорту составляет 5359 руб. в месяц (без учёта доходов родителей). Эта статистика социального статуса не имеет достоверных групповых различий и опять-таки, позволяет утверждать о приблизительном сходстве соответствующих условий быта испытуемых лиц.

Опрос показал, что затраты личного времени испытуемых на учёбу распределены следующим образом: 44 студента затрачивает до 40 % от личного времени, 57 человек - до 60 %, остальные 19 - до 80 % и более. Данное распределение субъективно и косвенным образом характеризует учебную нагрузку в отношении способности обследованного контингента концентрировать внимание и перерабатывать зрительную информацию. Затраты времени по использованию компьютера в учебных целях составляют в среднем 3,6 часа, затраты на игры - до 1,6 часов и 2.8 часа - затраты времени на другие цели. В распределении времени отдыха обнаружена известная закономерность - большинство из опрошенных лиц чаще всего ходит в кино, только один-два студента периодически ходят в театры и/или посещают музеи.

Среди студентов могли оказаться артистические натуры, личности, обладающие особыми способностями к музыке. Из опроса следует, что участвуют в художественной самодеятельности университета всего 3 студента, в школьной самодеятельности участвовали - 5 обследуемых лиц. Данный факт не может повлиять на общие результаты эксперимента, поскольку доля таких испытуемых в генеральной совокупности незначительна.

Предпочтения по музыкальным жанрам были распределены следующим образом: нравился "Хип-Хоп" - 16,5 %, - "Поп - музыка" - 18,1 %, - "Джаз" - 12,6 %, - "Рэп" - 19,8 %, - "Рок" - 13,7 % и классическая музыка - 19,3 % от всех испытуемых - эти средние величины не имеют достоверных различий между собой, что дополнительно обосновывает правомерность выбора для изучения музыкального влияния только двух жанров: классической музыки и Рок-музыки. [7].

Динамика поминутных абсолютных показателей тестирующих процедур в большинстве случаев (до 79 % от проведённых процедур) обнаруживает достаточно чётко выраженные признаки фазности изменений способности к учебной работе. Первая минута выполнения теста представляет собой "фазу врабатываемости", вторая минута - характеризует "период устойчивой работоспособности". На третьей минуте наблюдается событие, которое отнесли к симптоматике фазы "неустойчивой способности выполнения задания". Несмотря на стандартный размер знаков в используемых тестовых листах, примерно одинаковую освещённость поверхностей учебных столов и прочих равных условий, 87 % испытуемых предъявляли жалобы на утомление зрения именно на указанной минуте с синхронным снижением показателей. Рациональность отнесения этого факта к указанной фазе определена тем, что в целом, на четвёртой минуте тестирования индексы функций возрастают и затем, на пятой минуте снова снижаются. Дифференциальная диагностика от конечной стадии: "спада работоспособности" должна учитывать наличие регистрируемых отказов испытуемых от тестирования именно после третьей минуты. Отсутствие таких жалоб указывает на то, что в опыте испытуемые не перешли в конченое состояние спада способности к учёбе.

Факты такого порядка подтверждают основное условие опыта: создания максимально возможной длительной нагрузки на зрение дополнительно к учебной зрительной нагрузке. При этом влияние на суммарную величину общей работоспособности (Ас) на конец каждой минуты средней тестирующей процедуры - неоднозначно. Доля первой минуты в полученном показателе суммарной работоспособности - 31 %, второй минуты, также - 31 %, третьей минуты - 3 %, четвёртой - 2 % и пятой - 36 %. Такое распределение значимости каждой минуты в пятиминутном исследовании подтверждает высказанные предположения и обосновывает рациональность применения для опыта пятиминутных тестов. Тестирование в течение одной - двух минут выявляет только начальные стадии изменения работоспособности. Поэтому выбор пятиминутной нагрузки на зрительный анализатор позволил выявить и охватить три фазы состояния зрительного анализатора.

Восприятие музыкальных жанров имеет количественные различия в скорости выполнения тестов. Так, индекс функции усвоения зрительной информации в ходе пятиминутной процедуры изменится на 0,0156 у. ед./мин при влиянии классической музыки и на 0,0037 у. ед./мин - при Восприятие музыкальных жанров имеет количественные различия в скорости выполнения тестов. Так, индекс функции усвоения зрительной информации в ходе пятиминутной процедуры изменится на 0,0156 у. ед./мин при влиянии классической музыки и на 0,0037 у. ед./мин - при влиянии рока. Это означает, что классическая музыка больше влияет на скорость усвоения зрительной информации, чем рок-музыка, что объяснимо: возможно "классика" облегчает своей "ненавязчивостью" способность усвоения информации. Функция концентрации внимания, наоборот, в аналогичной процедуре выявляет следующее: скорость изменений равна 0,0011 у. ед./мин при воздействии классической музыки и 0,0047 у. ед./мин - при влиянии рока. Следовательно, темп рок-музыки сильнее нарушает функцию внимания, чем "классика", очевидно, присущим этому жанру ритмом.

Графики на рисунке 1 описывают частные изменения суммарной работоспособности (Ас). "Кривая работоспособности" в тесте Ландольта при влиянии классической музыки (левый график) варьирует по типу известной смены её фаз: выявляются периоды врабатываемости, устойчивой и неустойчивой способности к зрительной работе. При влиянии рок-музыки на соответствующей кривой левого графика (красный цвет) обнаруживается "провал" характеризующий начало неустойчивой способности к переработке зрительной информации. Поэтому можно думать о том, что классическая музыка лучше предупреждает утомление в зрительном анализаторе.

Суммарная работоспособность по тесту Бурдона выявляет сопряжённую динамику убывающей функции при воздействии той или иной музыки.

При этом обе кривые правого графика обнаруживают чётко выраженный "провал" на третьей минуте с последующим восстановлением и спадом.

Обнаруженные "провалы" на трёх кривых сопряжены с аналогичными явлениями на графиках абсолютных значений тестов. На них подъём "кривых" от третьей до пятой минуты объясняется на 81 % влиянием музыкального сопровождения.

Из прилагаемой таблицы 1 следует, что первые места в снижении работоспособности обследованных лиц принадлежат учёбе, что вполне объяснимо. Также понятно, почему применение компьютеров во внеаудиторной (самостоятельной) работе занимает четвёртое место в изучаемом комплексе. Посещения зрелищных учреждений и чтение художественной литературы, длительность сна купируют утомление, из-за чего этим факторам принадлежат предпоследние места в описываемой структуре. Субъективные ощущения "выспался - не выспался" влияют особым образом на работоспособность, поскольку эти ощущения изменяют целостное восприятие окружающего мира. Роль экономического достатка заключена в повышении работоспособности за счёт уверенности в своём будущем.

Рисунок 1 Средние групповые показатели динамики суммарной работоспособности по тесту скорости усвоения зрительной информации (левый график) и концентрации внимания (правый график) при воздействии классической музыки (синяя кривая - КЛ) и рок-музыки (красная кривая - РОК). По горизонтальным осям - показаны минуты тестирования.

Таблица 1 Влияние комплекса причин и обстоятельств в развитии утомления студента, обусловленного некоторыми условиями обучения и быта

Музыкальные предпочтения не являются значимыми (12 место в перечне таб. 1) в характеристиках показателей работоспособности, поскольку обследованные лица не имеют особых интересов и специальной подготовки в этой области. Данный факт подтверждает ранее описанная статистика опроса по предпочитаемым музыкальным жанрам, а также отсутствие единой "картины" в динамике показателя работоспособности в разных тестах и при воздействии музыки того или иного жанра. На этом фоне, "музыка", как средство поддержания работоспособности и предупреждения преждевременного утомления является только факультативным фактором - позитивный эффект от музыкальных произведений зависит от множества известных и неизвестных влияющих параллельно других причин, и обстоятельств.

Исходя из представленного материала можно сформулировать следующие организационные принципы музыкального сопровождения занятий для предупреждения утомления обучаемых в психофизиологической оптимизации образовательных процессов:

1. Музыкальное сопровождение занятий следует применять только как факультативное средство предупреждения преждевременного утомления из-за того, что на работоспособность обучаемых влияет множество других значимых известных и неизвестных причин и обстоятельств. При этом необходимо учитывать подготовленность аудитории к музыкальному раздражителю.

2. Музыкальное сопровождение занятий должно предусматривать их проведение в помещениях, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям с улучшенной акустикой и освещённостью.

3. Применение музыкального сопровождения требует предварительных психофизиологических исследований с целью выявления показаний и предварительного решения задач организации психофизиологической оптимизации обучения.

Заключение

Эксперимент по изучению влияния музыкального сопровождения занятий на ведущие физиологические функции студентов технических специальностей (бакалавры) значимые в обучении - концентрацию внимания и переработку зрительной информации позволил выработать с известной долей условности принципы рациональной организации музыкального сопровождения занятий в образовательном процессе.

музыкальный физиологический студент обучение

Список литературы

1. Руководство по физиологии труда / Под ред. З.М. Золиной, Н.Ф. Измерова. - М.: Медицина, 1983,328 с. [Электронный ресурс]. URL: http://ru.b- ok.org/book/778096/2d3202 (Дата обращения 15.05.18).

2. Максимов Г.Г., Загидуллина А.Ш., Красовский В.О., Азаматова Г.А., Батыршин Р.А. Влияние зрительной нагрузки при использовании проекторов С DLP- И 3LCD-технологиями на состояние зрительной сенсорной системы обучающихся // Медицинский вестник Башкортостана. - 2017. - Т. 12. - № 2 (68). - С. 145-149. [Электронный ресурс]. URL: https://elibrary.ru/item.asp? id=29411520 (Дата обращения 12.05.2018).

3. Дубровина О.И. Психология труда. Инженерная психология: учебное пособие. Электронное издание. Тюмень. Издательство Тюменского государственного университета. 2015, 224 с. [Электронный ресурс]. URL: http://tmnlib.ru/jirbis/files/upload/books/ PPS/ Dubroina_202_Psih_truda_2015.pdf

4. Красникова Е.И. Обзор зарубежных работ по проблеме восприятия музыки //Вопросы психологии. №2 - 1981. С. 150-155. [Электронный ресурс]. URL: http://www.voppsy.ru/issues/1981/812/812150.htm (Дата обращения 12.05. 2018).

5. Кан Е.Л., Чикова Е.Б. Функциональная музыка как средство снятия утомления и сохранения здоровья на производстве // Гигиена и санитария. - 2001.- №3.- С.52-54 [Электронный ресурс]. URL: http://www.fesmu.ru/elib/Article. aspx?id=59537 (Дата обращения 12.05. 2018).

6. Шушарджан С.В. Руководство по музыкальной терапии. - М., изд-во "Медицина", 2005, 450 с. [Электронный ресурс]. URL: http://kazgik.ru/kcon- tent /main/conferen-ce_competition/electronic_confer- ences/materialy-k-konferentsii-art-terapiya/9_4.pdf (Дата обращения 12.05.2018).

7. Полянская Е.Н., Беляева А.В. Музыкально-стилевые предпочтения студентов с разным уровнем музыкальной подготовки // Здоровье и образование в XXI веке. - 1997 г.

8. Горшков С.И. Методы исследований в физиологии труда / С.И. Горшков, З.М. Золина, Ю.В. Мойкин.- М.: Медицина, 1974.- 311 с.

9. Красовский В.О. / Прогноз безвредного стажа работающих во вредных условиях / Красовский В.О., Максимов Г.Г., Азнабаева Ю.Г. // Под научной редакцией профессора Максимова Г.Г. / LAP LAMBERT Academic Publishing is a trademark of: OmniScriptum GmbH & Co. KG. - 2014 - 224 c. ISSN 978-659-59365-9: URL: www.lap-publishing.com [Электронный ресурс]. URL: https://www.lap-publishing.com/site/home/10 (Дата обращения 24.05.2018).

10. Сапов И.А., Солодков А.С. Состояние функций организма и работоспособность моряков. Л.: Медицина, Ленинградское отделение, 1980. - 192 с.: ил.

11. Посыпкина Я.В., Шигабетдинова Г.М. Влияние музыки различных жанров на работоспособность человека // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 2 [Электронный ресурс]. [Электронный ресурс]. URL.: http://web.snauka.ru/issues/2016/02/64377 (Дата обращения 12.05.2018).

12. Фёрстер Э., Рёнц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа: Руководство для экономистов / Пер. с нем. и предисловие В.М. Ивановой. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 302 с., ил. - (Библиотечка иностранных книг для экономистов и статистиков).

Размещено на Allbest.ru