Вікова фізіологія з основами шкільної гігієни

10.1. Працездатність учнів різних вікових груп та її зміна у процесі навчальної діяльності

Працездатність. Працездатність – це здатність людини розвинути максимум енергії та економічно витрачаючи її, досягнути поставленої мети під час якісного виконання розумової і фізичної роботи. Це забезпечується оптимальним станом різних фізіологічних систем організму під час синхронної, скоординованої діяльності.

Мірою працездатності є кількість виробленої за певний період часу роботи за заданими кількісними показниками або час, протягом якого людина здатна виконувати роботу без зниження заданих якісних і кількісних показників під час нормального функціонування фізіологічних систем, які забезпечують дібраний тип діяльності (тобто без шкоди для здоров’я). Це визначення стосується як трудової діяльності (перетворення довкілля), так і навчальної (оволодіння засобами пізнання).

Працездатність тісно пов’язана з віком: усі показники працездатності зростають у залежності від росту і розвитку дитини. Працездатність в однієї і тієї ж людини може змінюватися в залежності від часу доби, дня тижня, пори року (сезонні коливання) і стану здоров’я.

В учнів усіх вікових періодів із відхиленнями у стані здоров’я рівень розумової працездатності більш низький у порівняння зі здоровими дітьми і колективом класу в цілому.

Фази працездатності. Працездатність має визначені, закономірні коливання. Спочатку, коли учень тільки приступає до роботи, працездатність відносно невисока і поступово підвищується. Цей період називається фазою входження в роботу. У цей час відбувається, по-перше, налаштування нервових і гуморальних механізмів управління даним видом діяльності; по-друге, поступове формування необхідного стереотипу рухів; і по-третє, досягнення потрібного рівня вегетативних функцій. У дітей, у порівнянні з дорослими, ця фаза дещо коротша, що пояснюється більш високою збудливістю і функціональною рухливістю нервової системи.

Після фази входження в роботу настає фаза оптимальної стійкої працездатності. У цей час дитина вчиться найбільш продуктивно та якісно, всі необхідні фізіологічні механізми повністю приходять у дію. Позитивні зміни вищої нервової діяльності корелюють із показниками, які відбивають сприятливий функціональний стан інших фізіологічних систем.

Природно, що тривалість цієї фази, як і попередньої, індивідуальна і залежить від віку, стану здоров’я, рівня тренованості тощо. Через деякий час працездатність починає знижуватися, розвивається фаза стомлення. Стомлення виявляється спочатку несуттєвим, а потім різким зниженням працездатності. На першому етапі зниження працездатності реєструється дисбаланс процесів збудження і гальмування у бік переважання збуджувального процесу (руховий неспокій) над активним внутрішнім гальмуванням. На етапі різкого зниження працездатності ще стрімкіше погіршується функціональний стан центральної нервової системи: розвивається охоронне гальмування, яке зовнішньо виявляється у дітей і підлітків у млявості, сонливості, втраті інтересу до праці і відмові її продовжувати, часто в неадекватній поведінці.

У період організованого активного відпочинку відновлювальні процеси забезпечують повернення працездатності до початкового, доробочого рівня, вони можуть підняти її вище цього рівня. Разом із цим натренованість виникає тоді, коли чергове навантаження йде за відновленням і закріпленням показників після попередньої роботи.

Хронічне виснаження – коли чергове навантаження відбувається до того, як відновлювання працездатності досягло свого початкового рівня.

Зміна розумової роботи на фізичну, переключення з одного виду діяльності на інший, припинення розумової праці дітей і підлітків у момент початку різкого зниження працездатності (ранньої стадії стомлення) і наступна організація активного відпочинку сприяють поновленню функціонального стану центральної нервової системи. Систематичним виконанням роботи (навчальних занять, трудової діяльності) у межах вікових нормативів тривалості досягається удосконалення розумової працездатності.

Фізіологічна динаміка працездатності учнів. Для діяльності центральної нервової системи, а також для інших органів і їх систем характерним є добовий ритм. Такі закономірні циклічні зміни активності фізіологічних систем знаходять відбиття у денній і добовій динаміці розумової працездатності, температурі тіла, частоти серцевих скорочень і дихання, а також в інших фізіологічних показниках.

Сучасним науковим дослідженням доведено, що біоритмологічний оптимум розумової працездатності у дітей шкільного віку припадає на інтервал з 10-ї до 12-ї години дня. У цей період спостерігається найбільша ефективність засвоєння учнями навчального матеріалу при найменших психофізіологічних затратах організму. Після цього активність падає і знову підіймається о 16-18 годині, але вже менш виражено. За час неспання криві періодики працездатності та фізіологічних функцій у 80% учнів репрезентують тип коливань з однією або двома вершинами (рис.86).

На початку уроку відбувається поступове входження учнів до робочого стану – на це витрачається на першому уроці близько 10 хвилин, на наступних – близько 5 хвилин. Тривалість стійкого робочого стану залежить від віку: в учнів молодших класів він триває 15-20 хвилин, в учнів середнього шкільного віку – 25-30 хвилин, у старшокласників – 30-35 хвилин. У відповідності до цих закономірностей і треба планувати навчальні заняття. Початкова частина уроку – вступна. Учитель повинен домогтися активізації учнів, їх зосередженості на навчальному матеріалі, концентрації уваги на заняттях. Наступна частина уроку – основна. Тут відбувається аналіз найбільш складного матеріалу – будь то опитування чи пояснення нового. Остання частина уроку – заключна, у цей час закріплюється навчальний матеріал, даються завдання додому тощо. Крім добової періодичності фізіологічних функцій і психофізіологічних показників, у тому числі й працездатності, виражені їх тижневі зміни.

Зміна динаміки працездатності протягом доби

Рис. 86. Зміна динаміки працездатності протягом доби

Найбільша працездатність спостерігається у середині тижня – в середу, до суботи вона знижується (рис.87).

У понеділок в учнів реєструються низькі показники розумової працездатності, збільшений латентний період зорово- і слухомоторних реакцій, велика кількість зривів диференціювальних реакцій. Майже у половини учнів бувають зміни кривих вегетативних функцій. У вівторок і середу учням властивий не тільки більш високий рівень показників розумової і м’язової працездатності, але й більша їх стійкість. Четвер і п’ятниця у більшості випадків виявляються днями зниженої працездатності та найменшої її стійкості. Субота найбільш несприятливий навчальний день. Працездатність дітей і підлітків буває низькою. Однак часто у п’ятницю і суботу спостерігається підвищення позитивної емоціональної налаштованості учнів у зв’язку з майбутнім днем відпочинку, передчуття цікавих справ і розваг, екскурсій, походів тощо. Організм, не звертаючи увагу на стомлення, мобілізує всі ресурси, котрі має, що виражається у відносному підвищенні розумової працездатності, – явище так званого кінцевого пориву.

У дітей, які тільки приступають до систематичного навчання, у період адаптації до навчальних навантажень, нових умов навчання і вимог дисципліни у перші 6-9 тижнів дні оптимальної працездатності, коли узгоджуються між собою відносно високі швидкість і точність роботи, зміщуються від вівторка до четверга. Лише через деякий час встановлюється постійний день найкращої працездатності першокласників – вівторок. В учнів середніх і старших класів оптимум працездатності у більшості випадків припадає на вівторок. У середу реєструється різкий спад усіх показників працездатності, а в четвер спостерігається суттєвий підйом швидкості та точності роботи.

Зміна динаміки працездатності протягом тижня

Рис. 87. Зміна динаміки працездатності протягом тижня

Падіння працездатності у середу вказує на раннє настання втоми, суттєву напругу механізмів регуляції функціонального стану фізіологічних систем і пошук ресурсів для вирівнювання працездатності. У результаті забезпечується відносно високий, але одноденний (четвер) підйом рівнів усіх показників працездатності. Але зміцнення рівнів відсутнє, і в п’ятницю настає погіршення рівноваги між процесами збудження і гальмування у нервових клітинах кори головного мозку, ослаблення активного внутрішнього гальмування.

Дуже часто падіння працездатності до середини тижня і пошук організмом ресурсів для її вирівнювання затягується у старшокласників до п’ятниці. Тоді лише у п’ятницю виявляється відносне підвищення працездатності, але при низький її стійкості. У цих випадках (підвищення у четвер або п’ятницю) тижнева крива працездатності учнів має дві вершини і відповідно два спади.

Стомлення. Після тривалої, напруженої, одноманітної роботи настає стомлення. Стомлення – природний фізіологічний стан організму, який розвивається через напружену або довготривалу роботу і виявляється в зниженій працездатності.

Розвиток стомлення пов’язаний зі змінами, які відбуваються в центральній нервовій системі, порушенні проведення нервових імпульсів у синапсах. При цьому нервові клітини поступово на деякий час втрачають здатність сприймати із зовнішнього середовища сигнали, необхідні для продовження праці, а також сигнали від працюючого органа. Зменшується можливість нервових клітин диференціювати необхідні та випадкові сигнали, відрізняти потрібний сигнал від перешкод. У результаті їх здатність здійснювати регулюючу функцію різко падає, розвивається охоронне, тобто те, що виникає від роботи за межами наявних можливостей, гальмування. Стомлення спрямоване на запобігання значної витрати енергії, що могло б призвести до пошкодження працюючого органа або системи органів.

Особливо характерно ознаки стомлення виявляються в учнів молодших класів. Із появою втоми дитина починає відволікатися від роботи, не може на ній зосередитися, її увагу починають привертати сторонні предмети, незначні події, які мають місце в приміщенні класу чи поза ним; вона починає дивитися у вікно тощо. У деяких учнів виникає рухове занепокоєння: вовтуження, потягування, а то і вставання. Зміни положення тіла, – рухове занепокоєння, яке реєструється в учнів на уроках, - є захисною реакцією організму. Кількість рухів, тривалість збереження відносно сталості пози, частота використання кришки парти як додаткової опори для тіла також об’єктивно відбивають зростання стомлення учнів і зниження їх працездатності. Статичний компонент навчальної діяльності (збереження змушеного положення тіла) інтенсифікує розвиток стомлення і зменшення працездатності більшою мірою наприкінці роботи, ніж на її початку. В учнів середнього і старшого віку рухове занепокоєння, як прояв стомлення, що починається, може бути відсутнім завдяки кращому самоконтролю.

На початковій фазі стомлення учень починає поспішати, почерк у нього погіршується, у роботі з’являється все більше описок, помилок. На початку стомлення зауваження вчителя ще може на деякий час «заспокоїти» учня, тимчасово покращити якість виконуваної ним роботи. Але якщо незабаром не переключити його на інший вид діяльності (наприклад, перейти від письма до читання, від вивчення віршів до малювання), або не зробити фізкультурної паузи, то у нього настане друга фаза стомлення: подальше зростання збудження або навпаки розвиток гальмування з млявістю, сонливістю, байдужістю до оточуючого, до повного припинення здатності до роботи. Характерні ознаки прояву стомлення подані у таблиці 20.

Учні класу тією чи іншою мірою розрізняються за типами вищої нервової діяльності. У зв’язку з цим їхня стійкість до стомлення і характер явищ, які спостерігаються під час його розвитку, різні. В учнів з переважанням у центральній нервовій системі процесів гальмування над процесами збудження з самого початку стомлення може виявитися ознаками гальмування без супроводження проявів збудження.

Навпаки, в учнів з переважанням у центральній нервовій системі процесів збудження як перша, так і друга фази стомлення проявляються збудженням, у другій фазі – надмірним. Учитель обов’язково повинен дати учням відпочинок або переключити їх на інший вид навчальної діяльності. Стан, коли людина за своїми функціональними можливостями ще може працювати, але припиняє свою діяльність при перших відчуттях стомлення, називається ранньою втомою.

Причин ранньої втоми у школярів може бути багато: дитина голодна, не виспалася, не повністю одужала після перенесеної хвороби, знаходиться у стані початку захворювання тощо. Педагогічні спостереження показують, що досить часто, окрім перерахованих причин, у школярів рання втома розвивається як наслідок відсутності звички до систематичної праці.

Першочергове стомлення може бути подолане за рахунок вольового зусилля завдяки якомусь стимулу до діяльності. У його прояві важливе місце має психічний механізм волі.

Таблиця 20. Зовнішні ознаки стомлення при розумовій праці

Об’єкти спостереження

Стомлення незначне

Стомлення значне

Стомлення різке

Увага

Нерегулярні розслаблення

Розсіяна

Послаблена, реакція на нові подразники (нові словесні вказівки)

відсутні

Поза

Непостійна, розслаблення ніг і випрямлення тулуба

Часта зміна поз,

повороти голови у різні боки,

підтримка голови руками

Прагнення покласти голову на стіл, витягнутися, відхилившись на спинку стільця

Рухи

Точні

Невпевнені,

з затримкою

Метушливі рухи рук і пальців (погіршення

почерку)

Інтерес

Живий

інтерес, бажання ставити питання

Слабкий інтерес, відсутність

питань

Повна відсутність

інтересу, апатія

Якщо учень не вчиться вольовим зусиллям подолання початкових ознак втомлення, не тренує свою працездатність, не збільшує її у часі, то згодом потрапляє до категорії «відстаючих».

Стомлення є сигналом для організму про необхідність відпочинку. Суб’єктивним виявом стомлення є втома – комплекс суб’єктивних переживань, які супроводжують розвиток стану стомлення. Це відчуття супроводжується слабкістю, безсиллям, відчуттям фізіологічного дискомфорту, усвідомленням порушень у протіканні психічних процесів, байдужістю до роботи, перевагою мотивацій на припинення діяльності, негативними емоційними реакціями. Втома може виникати і при довгочасному виконанні одноманітної роботи.

Втома не обов’язково і не завжди свідчить про наявність стомлення. Розрізняють парадоксальну втому, яка не пов’язана зі стомленням. Крім цього, втома може бути відсутня в об’єктивно стомленої людини.

Перевтома. Якщо інтенсивність роботи або її обсяг були надмірними, а людина через якісь причини не могла припинити роботу, а відпочинок після роботи був недостатнім для повного відновлення фізіологічних можливостей організму, стомлення поступово, а іноді навіть різко може перейти в патологічний стан – перевтому. Це стан організму між здоров’ям і хворобою. Він виявляється в багатьох порушеннях: погіршеннях психічних функцій (послаблення пам’яті, зниження уваги, утруднення мислення, підвищення збудливості, поява байдужості до оточуючого); порушеннях сну (стає неглибоким і тривожним), у зниженні апетиту, в загальній слабкості і в’ялості, у головних болях тощо. При цьому спостерігається також і зниження стійкості організму до різних захворювань, у першу чергу, до інфекційних хвороб, застуд, несприятливих чинників зовнішнього середовища. Кожен ступінь перевтоми (початковий, легкий, виражений, важкий) має свою специфічну симптоматику (табл 21).

Для запобігання перевтоми у школярів поряд із дотриманням вимог, які стосуються організації самої роботи (обсяг і складність завдання, темп і ритм виконання, ступінь різноманітності конкретних дій тощо), важливе значення має і забезпечення її умов (чіткий режим дня, повноцінний сон, харчування, яке відповідає енергетичним витратам, хороша вентиляція приміщення тощо). Уникнути втоми, що виникає внаслідок навчальної діяльності, неможливо. Щоб втома згодом не перетворилася на перевтому, навчання треба організувати так, щоб за час, відведений на відпочинок, учень поновив свої сили. Надзвичайна роль у цьому належить раціональному розподілу навчального навантаження протягом дня, тижня, року за рахунок правильно складеного розкладу уроків, режиму дня

Таблиця 21. Основні симптоми при різних ступенях перевтоми

Симптоми

Ступінь перевтоми

початковий

легкий

виражений

важкий

Зниження

дієздатності

Незначне

Помітне

Підвищене

Різке

Поява раніше відсутньої втоми

При

посиленому

навантаженні

При

звичайному навантаженні

При

полегшеному навантаженні

Без усілякого навантаження

Компенсація зниження

дієздатності вольовим

зусиллям

Не вимагається

Повна

Часткова

Незначна

Емоційні зрушення

Часом

зниження

інтересу

до роботи

Часом

нестійкість настрою

Роздратованість

Пригнічений стан, різка роздратованість

Розлади сну

Важче

прокидатися або засинати

Набагато

важче

виспатися

Сонливість

Безсоння

Зниження розумової працездатності

Немає

Важко зосередитися

Погіршення пам’яті

Помітне

послаблення уваги і пам’яті

Заходи корекції

Упорядкованість відпочинку, заняття фізкультурою

Чергова відпустка і відпочинок

Тривала відпустка і організований відпочинок

Лікування