Умственная деятельность, связанная с обучением, является самой трудной для детей. Нервные клетки коры больших полушарий головного мозга, обладая относительно низкими функциональными возможностями, под влиянием учебной нагрузки могут прийти в состояние истощения. Кроме того, вынужденная статическая поза, преобладающая в течение урока, является дополнительным фактором, способствующим нарушению протекания нервных процессов. Поэтому при интенсивной умственной работе у учащихся и студентов развивается утомление, а иногда и переутомление.
Утомление — это физиологическое состояние организма, проявляющееся в снижении работоспособности и функционирования основных систем организма под влиянием длительной или напряженной работы. Данный процесс обратим. Прекращение деятельности, отдых способны устранить его и восстановить работоспособность.
Утомлению обычно сопутствует субъективное чувство усталости, однако утомление и усталость не всегда совпадают во времени. У детей утомление протекает в две стадии. Сначала ослабевает активное внутреннее торможение, повышается возбудимость в моторных зонах коры, в связи, с чем возникает характерное для этой стадии утомления двигательное беспокойство. Вторая фаза утомления связана с ослаблением возбуждения и усилением процессов торможения и проявляется в снижении силы условных реакций, скорости и точности выполнения работы, удлинении латентного (скрытого) периода рефлекторных реакций.
Поскольку утомление представляет собой естественную реакцию на длительную или напряженную работу, его невозможно избежать, иначе пришлось бы отказаться от деятельности. Физиологическое утомление — необходимый фактор развития организма, всех функциональных систем, в первую очередь центральной нервной системы (ЦНС).
Если из-за чрезмерной нагрузки, недостаточного отдыха, болезни и т. п. функции не восстанавливаются, у человека может развиться переутомление, которое является уже патологическим процессом. Оно выражается в резком снижении умственной работоспособности, расстройстве сна, психических функций, ухудшении памяти, внимания, головных болях, потере аппетита, безразличии к происходящим событиям, уменьшении сопротивляемости организма к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.
Для предупреждения стойкого утомления, переходящего в переутомление, а также сохранения сил и здоровья подростка необходимо гигиеническое нормирование деятельности. В его основе должно лежать обеспечение оптимального состояния организма ребенка в процессе обучения и воспитания. При этом умственная или физическая нагрузка должна не превышать функциональные возможности организма, а выполнять развивающую, тренирующую роль, обеспечивая благоприятное развитие растущего организма.
Режим дня — это рациональное распределение времени суток на все виды деятельности и отдых, и их чередование с учетом возраста, состояния здоровья и индивидуальных особенностей организма.
В основе рационального режима дня лежат условные рефлексы. По мере формирования нервной системы, увеличения периода бодрствования, установления и расширения связей с внешним миром меняется характер деятельности ребенка. Выработанные и закрепленные сложные условные рефлексы на время приема пищи, сна, включения в работу приобретают характер динамического стереотипа, образование которого позволяет правильно и экономно распределять время, плодотворно выполнять работу, эффективно отдыхать.
Динамический стереотип, по И. П. Павлову, — определенный порядок условных и безусловных рефлексов во времени и последовательности. Строгое соблюдение режима дня, выполнение составляющих его компонентов в одно и то же время приводят к возникновению в коре головного мозга прочных условных связей.
Благодаря выработавшемуся рефлексу на время организм ребенка в каждый момент подготовлен к тому виду деятельности, который ему предстоит, все процессы (обучение, питание, засыпание и т. д.) протекают быстрее и легче. В этом заключается большое гигиеническое значение соблюдения режима, сохранения жизненного стереотипа.
С развитием и ростом ребенка, переменой условий жизни в коре большого мозга появляются новые временные связи, затухают и даже полностью исчезают старые, образуется новый динамический стереотип. Процесс его образования длителен и сложен. Ломка установившегося стереотипа тоже небезразлична для ребенка: она оказывает неблагоприятное влияние тем сильнее, чем моложе ребенок.
Режим дня считается правильным, если предусматривает достаточное время для необходимых элементов жизнедеятельности и обеспечивает на протяжении всего периода бодрствования высокую работоспособность. Рационально организованный режим дня создает ровное, бодрое настроение, вызывает интерес к учебной и творческой деятельности, играм, способствует нормальному развитию ребенка. При построении режима дня необходимо предусматривать следующее: 1) различные виды деятельности, их оптимальную продолжительность, рациональное чередование и регулярность; 2) отдых с максимальным пребыванием на свежем воздухе; систематическое и сбалансированное питание; 3) гигиенически полноценный сон.
Основными элементами школьного режима являются:
1) продолжительность учебного года и каникул в течение календарного года;
2) организация приема детей в школу;
3) распорядок занятий в течение учебного года и недели;
4) продолжительность урока и правильное его построение в гигиеническом отношении;
5) организация перемен между уроками.
Работоспособность, т. е. способность человека выполнять работу в течение длительного времени при сохранении ее качественных и количественных показателей, изменяется в течение дня и недели. Если жизненный ритм согласуется со свойственными организму биологическими ритмами, то деятельность протекает на высоком уровне работоспособности.
Зона биоритмического оптимума имеет индивидуальные колебания. У взрослых существуют утренние и вечерние типы биологических ритмов ("совы", "жаворонки"). У детей младшего школьного возраста средней полосы России, выявлено 5 биоритмов. У большинства из них в течение дня отмечаются два подъема функциональных показателей — в первую и во вторую половины дня; у части детей — только в середине дня.
У учащихся младших классов наивысшая работоспособность наблюдается на 2-м уроке, у средних и старших — на 2—3-м. На 4-м она снижается, на 5-м благодаря включению компенсаторных механизмов наблюдается временное улучшение работоспособности с резким ее падением на 6-м уроке. Динамика дневной работоспособности учащихся 10—11-х классов отличается отсутствием периода повышения работоспособности на 5-м уроке. Второй подъем работоспособности отмечается с 16 до 18 часов. Это время должно отводиться на выполнение домашнего задания.
Работоспособность изменяется и в течение недели. В понедельник, когда происходит "врабатывание", она несколько ниже, чем во вторник и среду, — дни наибольшей работоспособности, четверг — день относительно высокой работоспособности, а с пятницы она падает и достигает самого низкого уровня в конце недели. Исходя из этого контрольные работы и диктанты необходимо проводить в периоды наивысшей работоспособности. Недопустимо организовывать их в пятницу, субботу, а также на последних уроках.
Физиологи выделяют 5 фаз работоспособности:
1) переход на новый уровень — врабатывание;
2) установление максимального уровня работоспособности;
3) оптимальная работоспособность;
4) неустойчивая работоспособность;
5) падение работоспособности.
Учителю следует первые три четверти урока уделять внимание наиболее трудному материалу, который необходимо усвоить и запомнить, а в конце урока давать более легкую работу, например, повторение пройденного, запись в тетради, на доске и т. п.
В течение урока обязательно чередование различных видов деятельности, так как продолжительное влияние одного и того же раздражителя вызывает торможение тех участков коры мозга, куда направлены эти сигналы. Поэтому объяснение нового материала следует перемежать с записями в тетрадях, рассказ — с показом наглядных пособий, решение задач — с чтением. Это переключает внимание, ведет к возникновению возбуждения в различных участках коры мозга, что позволяет сохранить работоспособность на высоком уровне более длительное время.
Наступление утомления у учащихся во время урока можно отдалить физкультурной паузой. Она должна начинаться с „потягиваний" (с поднятием рук вверх и глубоким дыханием), затем упражнения для туловища (наклоны, повороты) и одно — для ног (приседания). В завершение несколько глубоких вдохов с отведением плеч и сближением лопаток. Продолжительность физкультурной паузы — 3—4 мин. Наиболее рациональное время для нее — конец третьего и каждого последующего урока.
Для сохранения высокого уровня работоспособности на протяжении всего учебного дня большое значение имеет правильная организация отдыха между уроками — перемен, во время которых восстанавливается функция корковых нейронов, снимается утомление.
В процессе отдыха различают два периода (по Г. Ф. Вольборту): 1) восстановление функций; 2) упрочение восстановленного уровня. Если новое возбуждение приходится на первый из них, то работоспособность снова очень быстро падает и утомление продолжает нарастать, если же на 2-й, то она повышается. Отсюда следует, что перемены должны быть достаточно длительными, чтобы обеспечить оба этапа отдыха.
Установлена следующая продолжительность перемен: 10 — 30 — 10 — 10 минут или 10 — 20 — 20 — 10 минут. Перемены менее 10 минут в школе не разрешаются: они не дают достаточного эффекта и восстанавливают работоспособность не полностью даже после относительно небольшого утомления. Большие перемены рекомендуется проводить для учащихся младших классов после второго, а для подростков — после третьего урока. С гигиенической точки зрения более целесообразно вместо одной большой 30-минутной перемены установить две 20-минутные.
Желательно, чтобы дети проводили перемены, особенно большую, на свежем воздухе в подвижных играх. Однако надо избегать излишней двигательной активности, так как не исключено сильное перевозбуждение и в таком случае перемена приведет не к отдыху, а к утомлению.
Не следует использовать перемены для шумных игр, чтения литературы, игры в шахматы, повторения уроков.
При составлении расписания уроков необходимо учитывать трудность предмета и преобладание статического и динамического компонентов во время занятий. Динамический компонент доминирует на уроках физкультуры, труда, производственной практики, пения. Деление предметов на легкие и трудные относительно: оно зависит от индивидуальных способностей учащихся, от уровня преподавания данного предмета в школе.
Условно предметы в порядке убывания их трудности можно распределить следующим образом: математика, иностранный язык, физика, химия, родной язык и литература, география, биология, черчение, физическая культура, трудовое обучение, музыка и пение.
Наблюдения, проведенные в НИИ гигиены детей и подростков РАН, показали, что предметы, с которыми учащиеся впервые встречаются при обучении, оказывают наиболее выраженное утомляющее действие. В младших классах таковыми являются чтение, природоведение, история, в средних — география, история, математика, физика, химия, в старших — физика, химия, математика, география, литература.
Рациональное распределение уроков достигается прежде всего правильным чередованием предметов: уроки, требующие большого умственного напряжения, участия второй сигнальной системы, нужно сменять уроками, построенными в основном на использовании сигналов первой сигнальной системы. При составлении расписания следует избегать сдваивания уроков, последовательного расположения уроков, сходных по характеру рабочих операций, таких, как физика и математика, история и география, русский и иностранный язык. Нецелесообразно сдваивание уроков труда, так как длительное действие однообразных раздражителей приводит к более выраженному утомлению и неблагоприятно скажется на последующих занятиях.
Установлено, что в дни, когда проводятся занятия по труду и физической культуре, отмечаются наилучшие функциональные показатели высшей нервной деятельности (ВИД). Наиболее благоприятную динамику работоспособности обеспечивают уроки при проведении их на 3-м или 4-м часу, т. е. при появлении начальных стадий утомления.
Самые трудные предметы следует включать в расписание вторыми или третьими уроками, а не первыми и последними, т. е. давать их в период наиболее высокой работоспособности учащихся. Рациональное чередование естественно-математических и гуманитарных предметов с уроками физкультуры, труда, пения, рисования дает возможность учащимся переключаться с умственной деятельности на физическую. Такое переключение служит активным отдыхом и обеспечивает более высокую работоспособность на протяжении дня и всей учебной недели.
На динамику работоспособности в течение дня заметно влияют способ преподавания, использование технических средств обучения (ТОО). Они активизируют учебный процесс, углубляют представления о предмете, вызывают заинтересованность, эмоциональное восприятие нового материала. Применение ТСО должно быть строго регламентировано с учетом возраста учащихся.
Для гигиенической оценки школьного расписания можно воспользоваться ранговой шкалой трудности (И. Г. Сивков, 1975):
математика,
русский язык для национальных школ — 11 баллов,
иностранный язык — 10,
физика, химия — 9,
история — 8,
родной язык и литература — 7,
естествознание, биология, география — 6,
физическая культура — 5,
труд — 4,
черчение — 3,
ИЗО — 2,
пение — 1.
Для оценки школьного расписания подсчитывают сумму баллов по дням недели. Например, в 6-м классе сумма баллов по ранговой шкале трудности составляет в отдельные дни недели 36, 47, 40, 35, 32, 28. Эти цифровые данные изображают графически: на оси X откладываются дни недели (1 — 6, или понедельник — суббота), на оси У — сумма баллов. Полученные точки соединяются. Образованная кривая представляет собой графическое изображение распределения нагрузки в течение недели (рис. 2).
Рис. 2
Школьное расписание оценивается положительно в том случае, если образуется кривая с одним подъемом — во вторник или в среду или с двумя — в среду и в пятницу, и как нерациональное при наибольшей сумме баллов в понедельник или субботу, а также при равномерном распределении нагрузки в недельном цикле.
К внеклассной и внешкольной работе учащихся относят занятия в кружках и спортивных секциях, посещение кино, музеев, театров, участие в туристических походах и т. д. Во избежание перегрузок она должна строго регламентироваться и составлять для учащихся 1 — 3-х классов не более одного-двух, 4 — 7-х — трех-четырех, 8 — 11-х — четырех-пяти часов в неделю.
Внеклассную и внешкольную работу следует проводить в учебные дни с минимальным количеством уроков, после обеда и небольшой прогулки, а также в выходные дни и каникулы. Каждый школьник должен быть занят не более чем в двух условии, что один учебный, а другой художественный или спортивный. В старших классах кружковые занятия следует устраивать не чаще одного-двух раз в неделю продолжительностью 35 — 45 минут для младших школьников и 50 — 60 минут — для старшеклассников.
При организации внеклассной работы следует учитывать принцип разнообразия.