Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ЕГО ИОНОВ В УЧЕБНОЙ АУДИТОРИИ НА УМСТВЕННУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И АКАДЕМИЧЕСКУЮ УСПЕВАЕМОСТЬ СТУДЕНТОК

Андреев И.В.
Представлены результаты исследования влияния здоровьесберегающих изменений воздушной среды учебной аудитории на умственную работоспособность, концентрацию внимания и эффективность усвоения учебного материала. Получены достоверные различия и положительный сдвиг этих показателей (р≤0,05) в случае поддержания на нормальном уровне концентрации кислорода и еще более выраженное воздействие в случае сочетания поддержания на нормальном уровне концентрации кислорода с генерацией его отрицательных ионов.

В процессе реформирования системы высшего профессионального образования все большее место занимает дистанционная технология. Она основана на идее реализации педагогического процесса с помощью электронных и телекоммуникационных средств при значительном пространственном и временном удалении друг от друга его субъектов [1]. Однако проводя много времени в работе с компьютером, студент дистанционного обучения подвергает свое здоровье существенному риску [2]. И в этом плане немаловажную роль в здоровьесбережении субъектов педагогического процесса играет экологичность рабочего места. Д. Рапп даже вводит такое понятие как «болезни, вызванные окружающей средой» (environmental illness) [3]. Значительную роль в развитии этих расстройств играет снижение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе.

Значение кислорода для умственной деятельности давно доказано, и необходимость полноценного воздухообмена закреплена в гигиенических требованиях, предъявляемых к учебным аудиториям [4] в том числе компьютерным и видеодисплейным [5]. Нормальная концентрация кислорода - 21%. Кроме того, кислород должен быть в активной форме - в виде отрицательных ионов. Оптимальное значение лёгких отрицательных аэроионов в воздухе 10000-30000 в 1 см3 [6]. Фактически же их содержание в закрытых помещениях равно нулю, особенно в компьютерных классах, вредность работы в которых уже не подвергается сомнению [7-8].

Тем более актуальна аэроионофикация (насыщение воздуха отрицательными ионами кислорода) для повышения обучаемости. В трудах самого А.Л. Чижевского [9], и во многих исследованиях [6;10] отмечается, что аэроионофикация способствует уменьшению тревоги, улучшению настроения, снятию усталости, повышению физической и умственной работоспособности, что является весьма перспективным для оптимизации учебного процесса [6;9-10].

Одним из наиболее приемлемых способов повышения концентрации кислорода в воздухе является, на наш взгляд, применение бытовых генераторов (концентраторов) кислорода Twin Oxilife, Atmung, моделей др. производителей или кондиционеров с возможностью генерации кислорода и его отрицательной ионизации.

Но повышает ли их применение обучаемость и успеваемость субъектов педагогического процесса? Для получения ответов на эти вопросы нами было предпринято специальное исследование.

В нашем исследовании был использован кондиционер Panasonic XE-12DKE в котором наружный воздух пропускается через специальную кислородообогащающую мембрану. Это позволяет создать в комнате более комфортную атмосферу с уровнем кислорода от 21% и выше в зависимости от времени года. Кроме того, он имеет ионизатор воздуха, позволяющий получать высокие концентрации аэрионов до 10000-30000 в 1 см3, что подтверждено в независимых исследованиях [6].

Моделью учебной аудитории было помещение исследовательской лаборатории, с общим объемом 60 м3, в котором на трех персональных компьютерах с LCD мониторами студентки в течение двух академических часов (80 минут) просматривали видеолекцию, а затем им предлагался 30 минутный контрольный тест по ее материалам. Объем помещения соответствует требованиям пункта 4.4 СанПиН 2.2.2.542-96 [4] площадь на одно рабочее место с ВДТ или ПЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6,0 кв. м, а объем - не менее 20,0 куб. м.

Психологические особенности обучаемости испытуемых оценивались с помощью методики диагностики работоспособности (теста Э. Ландольта в адаптации Сысоева) [11]. Оценивались 3 параметра: S - скорость переработки информации, Рт - средняя продуктивность и Ат - средняя точность работоспособности (концентрация внимания) во многом определяющие обучаемость. Также оценивалась успешность контрольного тестирования по пройденным учебным материалам.

В общей сложности было обследовано 15 студенток в возрасте 19-21 года. Учитывая отмеченные нами в более ранних исследованиях влияние на когнитивные процессы памяти и внимания гормонального состояния женщин, связанного с фазовым обменом половых гормонов [12] для минимизации этих влияний обследование проводилось в период овуляции, когда наблюдается их максимальная продуктивность. Исследование включало три этапа. На каждом этапе проводилось 2 обследования - первое при обыкновенных условиях воздухообмена (концентрация О2 снизилась в среднем до 20,1%), с температурой воздуха 21оС и относительной влажностью в пределах 40-60%, второе - при измененных условиях воздухообмена. На первом этапе оно проводилось при включенной генерации кислорода (концентрация О2 была равна в среднем 22,1%), на втором этапе - при включенной ионизации, но сниженной в процессе двух часового пребывания концентрации кислорода и на третьем этапе - при нормальной концентрации кислорода и высокой аэрионификации помещения. Исследование проводилось весной-летом.

Статистическая достоверность различий оценивалась расчетом U критерия Манна-Уитни. Uкр.=64 (при n=15; р≤0,05). Различия достоверны при Uэмп ≤Uкр. Статистическая оценка сдвига значений уровня показателей внимания, работоспособности и баллов за контрольное тестирование в зависимости от концентрации кислорода и уровня отрицательной ионизации воздуха оценивалась расчетом T-критерия Вилкоксона. Ткр.=30 (при n=15; р≤0,05). Сдвиг значений достоверен при Тэмп≤Ткр. Расчеты проводились с применением SPSS-14.0.

При оценке влияния на субъекта концентрации кислорода статистическая достоверность различий и сдвиг значений изучаемых параметров наблюдается по всем оцениваемым характеристикам. S выше среднего при низкой концентрации кислорода и высокая при нормальной его концентрации (М=1,3, σ=0,29 и М=1,56, σ=0,19, соответственно; Uэмп=52; Тэмп=17), Рт выше среднего и высокий (М=274,8, σ=62,78 и М=345,5, σ=55,94, соответственно; Uэмп=44,5; Тэмп=3), Ат в зависимости от уровня концентрации кислорода на среднем и высоком уровне (М=0,85, σ=0,01 и М=0,96, σ=0,04, соответственно; Uэмп=24,5; Тэмп=2), и балл за тестирование в случае сниженной концентрации кислорода ниже среднего, а в случае ее нормального значения выше среднего по 36 бальной системе (М=24,2, σ=5,56 и М=29,5, σ=4,52; Uэмп=49,5; Тэмп=4).

В случае сниженной концентрации отрицательных ионов при обедненном кислородом воздуха помещения статистическая достоверность различий и сдвиг значений изучаемых параметров наблюдается по всем оцениваемым характеристикам, кроме концентрации внимания и контрольного тестирования, только улучшений состояния здесь не происходит, а наоборот оно ухудшается. Так по показателям скорости переработки информации и продуктивности наблюдается классическая кривая утомления. S здесь ниже средненормативного, как при низкой, так и при высокой концентрации ионов (М=1,28, σ=0,11 и М=1,17, σ=0,17, соответственно; Uэмп=46). Только сдвиг значений здесь отрицательный (Тэмп=0), как и во всех остальных случаях данного этапа исследования. Рт выше среднего при сниженной концентрации ионов и среднее при высокой их концентрации (М=266, σ=26,96 и М=230,2, σ=32,84; Uэмп=43,5; Тэмп=0), Ат на среднем уровне и при низкой концентрации ионов кислорода и при высокой, различия и сдвиг здесь не достоверны (М=0,85, σ=0,07; М=0,87, σ=0,07; Uэмп=86,5; Тэмп=53,5), а балл за тестирование ниже среднего при средней концентрации ионов и при высокой по 36 бальной системе (М=25,5, σ=4,27 и М=24,7, σ=2,66; Uэмп=95; Тэмп=42).

При исследовании комбинированного воздействия генерирования кислорода и отрицательных ионов кислорода обнаружены статистическая достоверность различий и сдвиг значений изучаемых параметров по всем оцениваемым характеристикам. S здесь ниже средненормативного при низкой, и высокая при высокой концентрации ионов (М=1,17, σ=0,17 и М=1,64, σ=0,23, соответственно; Uэмп=6,5; Тэмп=0). Рт выше среднего при сниженной концентрации ионов и среднее при высокой их концентрации (М=239,26, σ=33,13 и М=357,0 σ=49,69; Uэмп=2; Тэмп=0), Ат на среднем уровне и при низкой концентрации ионов кислорода и при высокой (М=0,84, σ=0,07; М=0,97, σ=0,01; Uэмп=0; Тэмп=0), а балл за тестирование ниже среднего при средней концентрации ионов и при высокой по 36 бальной системе (М=25,13, σ=3,06 и М=30,73, σ=3,24; Uэмп=20; Тэмп=3,5).

Как мы видим из полученных результатов изменение уровня концентрации кислорода приводит к улучшению умственной работоспособности, концентрации внимания и успеваемости.

Насыщение учебной аудитории отрицательными ионами кислорода при сниженной его концентрации не приводит к улучшению психологических переменных, что объясняется недостаточностью кислорода как такового. Даже переходя в активную форму, его концентрации все равно не хватает для восстановления нервной системы. На этом этапе исследования выявлено снижение скорости переработки информации и продуктивности, причем с явными признаками умственного утомления. Точность работоспособности (концентрация внимания) и балл контрольного тестирования не претерпели существенных изменений видимо из-за кратковременности учебной нагрузки (всего 2 академических часа) и еще возможной поддержки ее на достаточном уровне за счет произвольной регуляции деятельности. Вероятно при более длительном нахождении в учебной аудитории со сниженными показателями концентрации кислорода и аэрионофикации, например, в течение всего учебного дня, видимо произойдет снижение и точности работоспособности (уровня концентрации внимания) и успешности учебных тестовых процедур. Это бесспорно требует дополнительных исследований.

В случае же насыщения отрицательными ионами кислорода помещения с высокой концентрацией кислорода происходит существенное улучшение всех изучаемых показателей. И даже учебная нагрузка существенно не влияет на работоспособность. Состояние испытуемых значимо улучшается и по скорости, и по продуктивности и по точности, и по успешности учебных контрольных тестовых процедур. В данном случае можно говорить о комбинированном воздействии носящим комплексный взаимоусиливающий характер.

Таким образом, на основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

  • 1. Повышение концентрации кислорода в учебной аудитории до нормального уровня позволяет улучшить умственную работоспособность, концентрацию внимания и академическую успеваемость.
  • 2. Повышение уровня отрицательных ионов кислорода при сниженной концентрации кислорода не имеет смысла, так как не влияет на умственную работоспособность, концентрацию внимания и учебную успеваемость.
  • 3. Комплексное улучшение воздушной среды учебной аудитории за счет повышения концентрации кислорода и уровня отрицательных ионов в значительной мере способствует повышению умственной работоспособности, концентрации внимания и улучшению усвояемости учебного материала, что отражается более высокими, баллами контрольного тестирования по пройденным материалам. Причем все изменения носят более выраженный характер, в сравнении с мономодальным воздействием на воздушную среду путем лишь генерации кислорода.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  • 1. Средства дистанционного обучения. Методика, технология, инструментарий / Под ред. З.О. Джалиашвили. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 336 с. ISBN 5-94157-241-7.
  • 2. Андреев И.В. Изучение уровня нервно-психического напряжения студентов дистанционной технологии // Высшая школа Казахстана, 2006, №1, с. 79-83.
  • 3. Rapp DJ. Is This Your Child's World? New York, NY: Bantam Books, 1996. - 501 р. ISBN0-553-10513-2.
  • 4. СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы». - М., 1996.
  • 5. СанПин 2.2.4 1294-03. Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений. - М., 2003.
  • 6. Панов В. Люстра Чижевского - прибор долголетия. СПб.: Питер, 2006. - 157 с. ISBN 5-91180-124-8.
  • 7. Жураковская А.Л. Влияние компьютерных технологий на здоровье пользователя // Вестн. Оренбург. гос. ун-та. 2002. №2(12). С.169-173. ISSN1814-6457.
  • 8. Кураев Г.А., Войнов В.Б., Моргалев Ю.Н. Влияние электромагнитных излучений персональных компьютеров на организм человека // Вестн. Томск. гос. ун-та. 2000. N269. С.8-14. ISSN1561- 7793.
  • 9. Чижевский А.Л. Проблема аэроионофикации в народном хозяйстве. М.: Госпланиздат, 1960. - 750 с.
  • 10. Гольдштейн Н.И. Активные формы кислорода как жизненно необходимые компоненты воздушной среды. // Биохимия.- 2002. - Т. 67. - Вып. 2. - С. 194-204. ISSN0320-9725.
  • 11. Сысоев В.П. Методика диагностики работоспособности. Тест Э. Ландольта: Руководство по использованию. - СПб.: ГП «ИМАТОН», 1996. - 29 с.
  • 12. Андреев И.В. Влияние обмена половых гормонов в процессе овариально-менструального цикла на вербальную память и эффективность обучения студенток-психологов // Третья международная конференция по когнитивной науке. Москва, 20-25 июня 2008 г. - М.: Художественно-издательский центр, 2008. Т. 1: - 292 с. С. 185-186. ISBN 5-91086-004-3.

Библиографическая ссылка

Андреев И.В. ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ЕГО ИОНОВ В УЧЕБНОЙ АУДИТОРИИ НА УМСТВЕННУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И АКАДЕМИЧЕСКУЮ УСПЕВАЕМОСТЬ СТУДЕНТОК // Современные проблемы науки и образования. – 2009. – № 3.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=1170 (дата обращения: 06.08.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074