И функционального состояния организма

Уровень работоспособности учащихся можно иссле­довать разнообразными физиологическими методами, которые определяют функциональное состояние различ­ных органов и систем организма в процессе его деятель­ности. Методики, используемые для оценки работоспо­собности школьников, не должны нарушать педагогиче­ского процесса, отнимать много времени и утомлять детей. Кроме того, они должны адекватно отражать из­менения функционального состояния организма детей, возникающие под влиянием доминирующего фактора или совокупности раздражителей.

Дозированные работы во времени позволяют полу­чать количественные и качественные показатели так на­зываемой общей умственной работоспособности. Для это­го используют специально составленные комплексы арифметических примеров или диктанты и корректурные таблицы.

Арифметические задания должны состоять из определенного количества примеров на все четыре действия.

Примерное задание (для учащихся 3-го клас­са):

 

69 + 63 =	15 х 6=
93—37 =	81: 3 =
23 х7 =	36+62 =
136: 8 =	102—15 =
66 + 47 =	16 x 5 =
94—36 =	56: 2 =
24 х 6 =	44 х18 =
96: 6 =	57—19 =
27 + 35 =	23 х 6 =
83-25 =	72: 6 =

Перед началом урока учащимся раздают листы бу­маги с написанными параметрами. Подается команда «Начинайте» и учащиеся приступают к выполнению за­дания. В течение 5 мин они решают устно примеры и за­писывают окончательный ответ. По истечении заданно­го времени подается команда «Кончайте». Учащиеся кончают решать и отдают листы исследователю. То же проделывается в конце урока. Затем учитывают количе­ство правильно решенных примеров как до начала уро­ка, так и в конце. Число правильно решенных примеров до начала учебных занятий принимается за 100%. Умень­шение процентного соотношения правильно решенных примеров от начала занятий к их концу расценивается как снижение работоспособности, увеличение —как по­вышение ее.

Работа, дозированная во времени, исследуется при помощи буквенных корректурных таблиц А. Г. Иванова-Смоленского и В. Я- Анфимова.

Можно проводить исследования по буквенным табли­цам в модификации НИИ физиологии детей и подростков АПН СССР и НИИ гигиены детей и подростков МЗ СССР.

Порядок проведения задания:

1. Завести секундомер и поставить на 0.

2. Раздать таблицы и попросить школьников напи­сать класс, фамилию, имя, возраст.

3. Дать указания и инструкцию по выполнению зада­ния:

а) взять ручку или карандаш и поставить правую руку на локоть;

б) внимательно просматривать каждую строчку (сле­ва направо, как читают книгу) и вычеркивать буквы X и И одной косой чертой (написать буквы на доске и за­
черкнуть их).

4. Спросить детей, понятно ли им задание. После поло­жительного ответа попросить 2—3 учеников повторить задание. Затем подать команду «Начали работу» и вклю­чить секундомер. Стереть все с доски, наблюдать, что­
бы все работали.

5. Через 2 мин командой «Стоп» остановить работу детей; сбросить стрелки секундомера на 0.

6. Дать указание поставить уголок на том месте строчки, где каждого застал сигнал «Стоп» (нарисовать уголок на доске).

7. Снова дать детям указание поставить правую ру­ку на локоть и внимательно слушать дальнейшую ин­струкцию: продолжать вычеркивать буквы X и И во всех
случаях, кроме тех, когда перед буквой X будет стоять буква В, а перед буквой И — буква Е. В этих случаях ВХ и ЕЙ надо подчеркивать (написать все варианты на
доске).

8. Спросить, понятно ли детям задание (вторая часть). После утвердительного ответа попросить 2—3 учеников повторить задание. Затем дать сигнал «Начали работу от поставленного уголка», включить секундомер,
стереть все с доски. Повторить 1—2 раза задание.

9. Через 2 мин командой «Стоп» остановить работу. Дать снова задание, поставить уголок там, где каждого работающего застал сигнал «Стоп», и подвести черту под всей выполненной работой.

10. Собрать таблицы.

Для обработки буквенных таблиц подсчитывают объем выполненной работы, т. е. количество просмотрен­ных знаков за все 4 мин — это количественный показа­тель работоспособности. Для этого подсчитывают полное количество просмотренных строк, умножают на 40 (в строке 40 букв) и прибавляют количество букв неполной строки.

Пример. Строк 13; 13X40 = 520. Знаков неполной строки 9.

Всего 529.

Первая половина работы: строк 7; 7X40 = 280. Знаков неполной строки 27. Всего 307.

Разделив весь объем работы на количество букв, просмотренных в первые 2 мин до введения дифференцировочного раздражителя, получаем показатель К.

К=---------------- =1, 72.

Расчет показателя К записывают на полях таблицы спра­ва.

После того как количественный показатель и показа­тель К подсчитаны и проставлены на каждой работе, приступают к установлению качественных показателей работоспособности. Для этого используют специальный экран с подсветом (такого типа, как экран для просмот­ра рентгеновских снимков) и приготовленный трафарет буквенной таблицы. Все строчки и буквы таблицы про­веряемого задания совмещают со строчками и буквами трафарета и ставят на стекло экрана. Включают свет. Просматривая каждую строчку, выявляют общие ошиб­ки (пропуски, исправления, неправильно зачеркнутые буквы) и ошибки на дифференцировку во второй части работы. Общие ошибки подчеркивают одной красной чертой, а ошибки на дифференцировку — двумя чертами. Просмотрев задания и подчеркнув ошибки, снимают проверяемую работу с экрана и ставят работу другого ученика.

Под количеством просмотренных знаков записывают справа на полях количество ошибок всего (общих + на дифференцировку) и ошибок на дифференцировку.

Пример. Всего ошибок (ОШ) 10 " (общих ошибок 7, на диф­ференцировку 3), на дифференцировку (Д) 3.

Закончив выявление ошибок и поставив их справа на полях (ОШ—10, Д — 3), производят стандартизацию ошибок общих (пересчет на 500 знаков) и ошибок на дифференцировку (пересчет на 200 знаков).

Пример. Ученик просмотрел всего 529 знаков, сделал 10 оши­бок; на вторую часть работы приходится 222 знака (вся работа 529 знаков минус 307 знаков — первая часть работы). Расчет: 529—10

500 — х

х=-------------------------=9, 5

Ош_ст =9, 5 – записывают слева на полях

222-3

200-х

200х3

х =----------------------= 2, 7

 

Дст = 2, 7 — записывают на полях.

Рассчитывают коэффициент продуктивности Q:

(а: 10)²

Q=------------------

(а: 10) +В

где а — объем работы (количество просмотренных зна­ков за 4 мин); В — количество общих ошибок без пере­счета на 500 знаков (одна ошибка приравнивается к 10 не просмотренным знакам)

Перед статистической обработкой полученных данных для каждой возрастной группы составляют список (по фамилиям на буквенных таблицах) и проставляют все индивидуальные величины показателей работоспособ­ности. В конце списка-таблицы подсчитывают сумму просмотренных знаков, сумму ошибок общих, сумму оши­бок на дифференцировку, сумму коэффициентов К, сум­му коэффициентов продуктивности Q.

Для учащихся подготовительных классов (дети 6 лет) и дошкольников (воспитанники детских садов) следует использовать фигурные таблицы.(рис.1) Рабо­та с помощью фигурных таблиц выполняется детьми в течение 2 мин. Предварительно детям дают указание: «Просматривайте внимательно все фигурки, отыскивай­те среди них три фигурки: треугольник, кружок, флажок; в треугольнике ставьте черточки (минус), в кружке — крестик (плюс), во флажке — точку. Задание следует на­рисовать на доске и спросить детей, как они поняли за­дание. Несколько детей попросить повторить содержание задания. После этого все нарисованное с доски стереть и дать команду «Начали работу». Через 2 мин работу при останавливают, таблицы с выполненным заданием соби­рают.

Рис. 1 фигурная таблица

 

Оценку каждого выполненного задания проводят пи объему работы — количеству просмотренных фигур, ка­честву работы — количеству допущенных ошибок, в перерасчете на 100 просмотренных фигур. Высчитывают коэффициент продуктивности Q по формуле:

с²

Q=------------------

с+d

где с — количество просмотренных строк; d — количест­во ошибок (одна ошибка приравнивается к одной строч­ке); ошибки в этом случае не стандартизируются.

Каждую пропущенную строчку исключают из обще­го числа просмотренных строк, но считают за одну допу­щенную ошибку и прибавляют к общему числу ошибок. В течение дня дают только одно задание, в следующий день — другое и т. д. На 7-й день можно снова приме­нить задание, использованное в первый день.

Хронорефлексометрия — методика, широко применя­емая для оценки функционального состояния нервной си­стемы. Она позволяет определить скрытое время двига­тельной реакции обследуемого на зрительный или слуховой раздражитель. Для этого используют многока­нальный хронорефлексометр, состоящий из трех частей: измерительной части, блока раздражителей и специаль­ного «запоминающего» устройства, которое дает воз­можность проводить измерения одновременно у несколь­ких человек. Датчиками прибора служат кнопочные уст­ройства, которые нажимают обследуемые. В момент предъявления того или иного раздражителя они снима­ют руки с кнопок. Прибор регистрирует время от мо­мента предъявления раздражителя до начала двигатель­ной реакции обследуемых.

Перед началом работы датчики-кнопки подключают к прибору. Прибор включают в сеть переменного тока. Тумблер верхней части прибора справа ставят в положе­ние «Вкл.» и прибор прогревается 3—5 мин. Далее уста­навливают диапазон измерений: от 0 до 0, 25 с или от 0 до 0, 5 с. Определяют вид раздражителя и специаль­ный тумблер ставят в положение «Свет» или «Звук». После этой подготовительной части основной переклю­чатель «Сброс — работа» ставят в положение «Работа».

Прибор готов к работе. Обследуемые, получив предва­рительно инструкцию, плотно нажимают свои кнопки. Обследующий кнопкой «Пуск» подает соответствующий раздражитель (эту кнопку следует нажимать в течение 0, 5—1 с). После этого снимают показания поочередно на каждом канале: 1-м, 2-м, 3-м, 4-м, 5-м, 6-м. После этого производят сброс показаний, поставив ручку «Сброс — работа» в положении «Сброс». При возврате ручки в по­ложение «Работа» прибор вновь готов для повторного цикла измерений. В процессе каждого исследования про­изводят три измерения и средняя величина их принимает­ся за показатель скрытого времени реакции. Отсчет вре­мени производят в тысячных долях секунды. Реакция мо­жет считаться измененной, если разница между отдель­ными показаниями одного обследуемого составляет ±0, 01 с.

По этой методике определяют не только величину скрытого времени условной двигательной реакции, но и состояние дифференцировки. Для этого вводят два раз­дражителя: либо свет различного цвета либо звук раз­личной частоты. Чаще используется зрительно-моторная реакция. Обычный свет служит положительным раздра­жителем, при появлении которого обследуемый должен как можно быстрее снять палец с кнопки прибора; свет другого цвета является отрицательным (дифференциро-вочным) раздражителем — при его появлении обследуе­мый должен держать палец на кнопке. В каждом иссле­довании оба раздражителя подаются не менее 3 раз с интервалом 10—12 с. Срывом дифференцировочной реак­ции считают случай, когда обследуемый отпускает кноп­ку при подаче отрицательного раздражителя. Исследо­вание обычно проводят в соответствии с отдельными пе­риодами деятельности (в начале и конце урока, учебного дня, недели и т. д.). По динамике величины латентного периода и уменьшению или увеличению случаев срыва дифференцировки судят о функциональных измерениях высшей нервной деятельности, об улучшении или ухуд­шении подвижности нервных процессов. Удлинение ла­тентного периода и увеличение количества случаев сры­вов дифференцировки к концу учебных занятий свиде­тельствует о снижении общей умственной работоспособ­ности учащихся.

Определение устойчивости ясного видения основано на способности глаза периодически различать под очень маленьким углом зрения то ясно, то неясно очертания деталей или букв, между которыми имеется не­большое расстояние. Для

рис. 2 Обследуемый во время определения устойчивости ясного видения

проведения этого рис.2 Обследуемый во время определения устойчивости ясного видения иссле­дования обследуемый са­дится за парту или стол на расстоянии 2, 5 м от белого экрана (лист бу­маги), на котором изоб­ражено черное кольцо с разрывом с одной сторо­ны (кольцо Ландольта). Кольцо имеет следующие размеры: наружный диа­метр 3, 5 мм, разрыв и толщина 0, 7 мм. Экран должен быть равномерно и достаточно освещен (100—150 лк). Условия освещен­ности должны оставаться постоянными. Голову обсле­дуемого фиксируют при помощи специальной подстав­ки (рис. 2).

 

По указанию обследуемый начинает внимательно смотреть в кольцо. Кольцо бывает видно то ясно и отчет­ливо, то расплывается и очертания его теряют ясность. При исчезновении разрыва в кольце обследуемый гово­рит: «Не вижу» или нажимает рычаг регистрирующего прибора; при появлении разрыва в кольце говорит: «Ви­жу» или отпускает рычаг; длительность ясного и неясно­го видения регистрируется с помощью секундомера или кимографа. Наблюдения проводят в течение 2 мин. По­казателем устойчивости ясного видения служит процент­ное отношение всего времени ясного видения к общему времени наблюдения. Отклонения в пределах ±10% считают снижением или увеличением показателя.

Определение электрической возбудимости глаза осно­вано на том, что при пропускании через глаз переменно­го тока небольшой силы (до 100 мкА) или при замыка­нии и размыкании цепи постоянного тока в глазу появ­ляется ощущение свечения — так называемый фосфен. Ток наименьшей силы, вызывающий фосфен, называется пороговым. Величина, обратная этой пороговой силе то­ка, и составляет электрическую возбудимость глаза.

Электрическую возбудимость глаза определяют с помощью прибора. Прибор состоит из микроамперметра (цА), потенциометра (R) и двух серебряных электродов (Е₁ и Е₂). Вся эта установка питается постоянным током от бата­реи с электрическим напряжением 8 В.

Электрическую возбудимость глаза измеряют при темновой адаптации. Для этого перед началом опыта глаза обследуемого покрывают темной плотной повяз­кой, электроды (E₁ и Е₂) обертывают ватой, смоченной в изотоническом растворе хлорида натрия. После адап­тации меньший электрод подводят под повязку и при­кладывают к веку закрытого правого глаза, другой элек­трод (больший) дают обследуемому в левую руку. В на­чале опыта ориентировочно определяют фосфен. Для этого вращают рукоятку потенциометра, замыкая и раз­мыкая цепь ударами ключа, посылая одиночные раздра­жения различной силы. Записывают показание гальва­нометра, когда возникает фосфен. Затем троекратно оп­ределяют пороговую силу тока. Из трех замеров вычис­ляют среднюю арифметическую.

Электрическая возбудимость глаза — величина, об­ратная пороговой силе тока. Ее определяют по формуле:

I х 1000

Е=-------------------

I

где Е — электрическая возбудимость глаза, I — порого­вая сила тока, мкА. Числитель в формуле умножают на 1000, чтобы не было дробных чисел. Электрическая воз­будимость глаза выражается в условных единицах. По­вышение электрической возбудимости глаза свидетельствует о повышении воз­будимости центральной нервной системы.

Динамометрия — опре­деление силы и выносли­вости мышц рук по пока­зателям статической ра­боты. Позволяет судить о функциональном состоя­нии нервно-мышечного ап­парата. Для этого исполь­зуют портативный ртут­ный динамометр конст­рукции В. В. Розенблата или гидродинамометр. Схема устройства прибо­ра следующая: резиновая груша, заполненная водой, сообщается с верхним резервуаром прибора, ко­торый сверху закрыт винтом, а снизу через резиновую мембрану соприкасается с поршнем. С другой стороны поршня имеется заполненный ртутью или водой резерву­ар, который сообщается с манометрической трубкой. При сдавливании груши вода давит на поршень, давление передается дальше на ртуть, которая, поднимаясь по трубке, указывает величину усилия.

При проведении исследования обследуемый дважды с максимальной силой сжимает грушу динамометра. Наи­большее показание принимается за исходное. Выносли­вость мышц определяют по времени, в течение которого обследуемый удерживает столбик ртути на уровне, со­ставляющем ¹/₂ максимальной силы сжатия кисти, и дер­жит до полной невозможности продолжать усилие такой интенсивности. Полученный показатель достаточно пол­но отражает статистическую выносливость двигательного анализатора. Укорочение времени, в течение которого обследуемый способен удерживать показания маномет­ра, расценивается как указание на снижение мышечной выносливости.

Эргография — определение силы и выносливости мышц рук по показателям динамической работы. Осу­ществляется с помощью пальцевого эргографа. Этот прибор дает возможность одновременно измерять мы­шечную силу и выносливость, а также определять сте­пень утомления. Исследование производят таким обра­зом. Обследуемый садится на табурет возле стола, на краю которого укреплен эргограф, охватывает I, III, IV и V пальцами стержень эргографа, II палец вкладывает в петлю на конце троса и по команде в такт метронома начинает сгибать этот палец до отказа и разгибать его. При сгибании II пальца поднимается груз и одновремен­но смещается подвижная часть прибора, которая произ­водит запись (эргограмма) на движущейся ленте. Вели­чина груза должна составлять ¹/₈-¹/₁₀ средней для дан­ного возраста силы сжатия кисти руки. Производящий исследование фиксирует время работы, подсчитывает общее число сокращений и измеряет амплитуду эргограмм. Время выполнения работы рассматривается как показатель выносливости, максимальная высота подъе­ма (в миллиметрах) — как показатель максимальной силы.

Обработка эргограмм производится по способу М. В. Лейника. Этот способ, кроме выносливости и мак­симальной силы, позволяет определить степень утомле­ния (в процентах) по формуле:

(а-б)

-------------------х 100

а

где а —высота первого подъема; б —высота последнего подъема на 60-й секунде.

Эта методика позволяет получить характерные изме­нения работоспособности учащихся.

Актография — объективная регистрация «двигатель­ного беспокойства». Позволяет определить раннее утом­ление, выражающееся в охранительном возбуждении. Для проведения исследования на сиденье и спинке стула и на внутренней поверхности крышки стола монтируют пневмодатчики, соединенные резиновыми трубками с капсулами Моррея.

Изменения давления в системе, возникающие при каждом движении учащегося или при использовании им дополнительной опоры (крышка стола), регистрируются на равномерно движущейся ленте. Записи обычно ведут­ся в течение всего учебного дня. На актограмме регист­рируются колебания разной амплитуды. Колебания ма­лой амплитуды соответствуют движениям, связанным с учебным процессом, а колебания большой амплитуды связаны с изменением положения тела. Таким образом, по частоте колебаний и величине амплитуды можно су­дить о динамике «двигательного беспокойства» от нача­ла к концу занятий.

Треморометрия — определение координации и точно­сти движений. Позволяет установить изменение функ­ционального состояния нервно-мышечного аппарата мелких мышц кисти рук. Исследования проводят на фонотремометре ФТ-2В конструкции Ю. Н. Верхало, состо­ящем из металлического планшета с фигурными отвер­стиями, счетчика импульсов и металлического щупа в виде тонкой спицы.

При проведении исследования обследуемый удержи­вает металлическую спину электрощупа в отверстии па­нели прибора (диаметр отверстия 5 мм) в течение 30 с, стараясь не касаться стенок отверстия. Рука обследуе­мого находится на весу в вытянутом горизонтальном по­ложении. Каждое касание регистрируется электросчет­чиком. Определяют общее количество касаний за 30 с. Существенное нарастание тремора указывает на небла­гоприятные функциональные изменения в центральной нервной системе.