В условиях обновления содержания образования, увеличения объема учебной информации, постоянной модернизации учебных программ, активного использования электронных средств обучения становится важным сохранение работоспособности учащегося, а также минимизации негативного влияния перечисленных факторов на нервно- психические функции учеников [1]. Нерациональная организация учебного процесса особенно значима для здоровья учащихся в связи с длительностью, систематичностью и комплексностью ее действия [2]. В этой связи рациональное построение учебного дня учащихся является важной основой для баланса между процессом обучения и процессами восстановления физических и умственных функций учащихся [3].

Цель — дать гигиеническую оценку учебных нагрузок у учащихся современных образовательных организаций общего образования.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Гигиеническая оценка учебных нагрузок дана путем определения уровня недельной учебной нагрузки, рациональности составления учебных расписаний в соответствии с требованиями СанПиНа 1.2.3685–21 у 280 начальных классов, у 869 классов среднего звена и у 579 классов старшего звена. Для оценки интенсивности обучения проведена оценка напряженности учебного процесса на 3500 уроках городских и сельских школ в условиях естественного эксперимента хронометражным методом в соответствии с Федеральными рекомендациями по оказанию медицинской помощи обучающимся ФР РОШУМЗ-16–2015 (версия 1.1) «Гигиеническая оценка напряженности учебной деятельности обучающихся».

Статистический анализ полученных данных проводился с помощью табличных процессоров MS Excel и компьютерной программы Statistica 9. Программа SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) в среде Windows XP. Статистическая обработка полученного материала проводилась с помощью стандартных методов вариационной статистики с вычислением средних арифметических величин (М), среднеквадратического отклонения (δ), средней ошибки среднеарифметической величины (m), так как предварительное исследование распределений случайных величин, соответствующих анализируемым показателям, выявило их согласованность с законом нормального распределения (в качестве критерия согласия использовали χ-квадрат). Для выявления статистически значимых различий в сравниваемых группах применялись параметрический метод (метод Стьюдента) с расчетом ошибки репрезентативности и коэффициента Стьюдента и непараметрический метод с определением критерия Манна- Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Соблюдение учебной нагрузки является важным фактором в профилактике развития утомления как в течение учебного дня, так и учебной недели, которое установлено во всех исследуемых школах (рис. 1). В то же время анализ недельного объема нагрузки внеурочной деятельности в форме внеклассных часов по предметам, «нулевых» уроков, факультативных занятий показал превышение допустимых значений в 1,5 раза у учащихся старшего звена (рис. 2). При этом максимальное превышение относительно гигиенических нормативов до 18,6 ± 1,5 часов в неделю определено у учащихся старших классов городских школ.

Отличительной особенностью современного школьного образования является то, что его успешность достигается путем интенсификации умственной деятельности учащихся в условиях дефицита учебного времени в сочетании с активным использованием на уроке информационно-к оммуникационных средств обучения, использованием на практике «рабочего расписания», существенно отличающегося от согласованного, которое не учитывает физиологические особенности изменения работоспособности в течение учебного дня и недели у учащихся. Установлено, что расписания составлены нерационально у 35,8 ± 0,04% классов городских и 23,7 ± 0,03% классов сельских школ, где максимальное несоответствие гигиеническим требованиям установлено в расписаниях у 64,5 ± 0,06% старших классов (рис. 3).

Чередование учебных дней с наибольшими и наименьшими суммарными баллами трудности учебных предметов по типу «двугорбой» и «одногорбой» кривой распределения встречались лишь в 33,2 ± 0,04% проанализированных расписаниях городских школ и в 34,3 ± 0,04% учебных расписаниях сельских школ (табл. 1).

В 66,8% городских и 65,7% сельских учебных расписаниях установлена нерациональность их составления. При этом максимальное число учебных расписаний, не соответствующих требованиям, выявлено у учащихся средней и старшей школы. Так, в 38,5 ± 0,06% учебных расписаниях учащихся средних классов городских школ определена максимальная суммарная балльная нагрузка одновременно в период врабатываемости и снижения работоспособности; в 36,3 ± 0,06% и 54,1 ± 0,08% учебных расписаниях старших классов городских и сельских школ выявлена максимальная суммарная балльная нагрузка в период врабатываемости. Дополнительно, у городских учащихся старших классов в 36,7 ± 0,06% учебных расписаниях определена максимальная суммарная балльная нагрузка одновременно в период врабатываемости и снижения работоспособности.

Потенциальный резерв здоровье-сберегающей составляющей организации образовательного процесса, заключенный не только в гигиенически оптимальной структуре учебного расписания, но и в степени напряженности учебных занятий, от которой может зависеть поддержание на высоком уровне работоспособности, оптимальное функционирование состояния организма, отсутствие чрезмерного утомления и гармоничное развитие школьников [4]. Учебная деятельность у городских учащихся была напряженной первой степени (класс 3.1) и составляла 2,9 ± 0,05 баллов, за счёт напряженной первой степени интеллектуальных нагрузок (3,3 ± 0,01 баллов), сенсорных нагрузок (3,2 ± 0,07 баллов), монотонности (3,6 ± 0,03 баллов) и режима (2,9 ± 0,05 баллов) учебной работы (табл. 2). У сельских учащихся учебная деятельность была допустимой (2 класс), суммарная оценка которой составила 2,4 ± 0,03 баллов и где напряженность первой степени установлена только по двум критериям, таким как сенсорные нагрузки (2,7 ± 0,5 баллов) и монотонность учебной работы (2,9 ± 0,03 баллов).

У городских учащихся определено шесть показателей, которые оценены как напряженные второй степени (класс 3.2), к ним относились один показатель интеллектуальных нагрузок — «восприятие сигналов и их оценка» (3,8 ± 0,02 баллов); два показателя сенсорных нагрузок — «плотность информационных сообщений за 40 минут работы» (3,8 ± 0,02 баллов) и «тип и количество используемых в течение урока средств обучения» (3,6 ± 0,05 баллов); два показателя монотонности работы — «число элементов, необходимых для реализации простого задания» (3,7 ± 0,05 баллов) и «время активных действий» (3,8 ± 0,25 баллов); и один показатель режима учебной работы — «фактическая продолжительность учебного времени с учетом всех видов деятельности» (3,6 ± 0,02 баллов). У сельских учащихся показатели, характеризующиеся напряженностью второй степени, не выявлены.

Максимальный класс напряженности учебной деятельности (класс 3.2) у учащихся 5-х классов установлен по алгебре (3,7 ± 0,10 баллов) за счет напряженных второй степени (3.2 класс) интеллектуальных нагрузок (3,8 ± 0,10 баллов), сенсорных нагрузок (3,7 ± 0,12 баллов) и напряженных первой степени монотонности учебной деятельности по предмету (3,2 ± 0,10 баллов) (табл. 3).

Напряженная второй степени учебная деятельность установлена также у учащихся 10-х классов по двум предметам: по литературе (3,7 ± 0,10 баллов) за счет напряженной второй степени сенсорных нагрузок (3,8 ± 0,10 баллов) и режима работы (3,7 ± 0,10 баллов) и напряженной первой степени монотонности работы (2,7 ± 0,12 баллов); и по алгебре (3,7 ± 0,11 баллов) за счет напряженной второй степени сенсорной нагрузки (3,7 ± 0,12 баллов) и напряженной первой степени интеллектуальной нагрузки (3,3 ± 0,11 баллов) и режима работы (3,3 ± 0,12 баллов).

У учащихся 11-х классов напряженная второй степени учебная деятельность определена по пяти предметам: по русскому языку (3,7 ± 0,11 баллов), литературе (3,8 ± 0,11 баллов), алгебре (3,6 ± 0,11 баллов), геометрии (3,7 ± 0,11 баллов) и иностранному языку (3,3 ± 0,10 баллов). При этом по исследуемым предметам у одиннадцатиклассников напряженность учебной деятельности по всем показателям, а именно интеллектуальным, сенсорным, эмоциональным, монотонности и режиму учебного труда соответствовала только 3 классу, т. е. напряженному, что свидетельствует о повышении риска неблагоприятного влияния высокой напряженности учебного процесса на организм учащихся 11-х классов.

Полученные данные частично соотносятся со шкалой трудности предметов и, вероятно, это связано с тем, что ранг трудности предмета универсален и не учитывает степень сложности преподавания предмета в зависимости от профиля обучения, тогда как учителя в общеобразовательных учреждениях у старших классов отмечают, что именно профиль обучения определяет степень трудности предмета. Так, биология в химико- биологических классах значительно «труднее», чем преподавание биологии в физико- математическом классе. Данное предположение нашло свое подтверждение в данных сравнительного анализа напряженности учебной деятельности по предметам в зависимости от профиля обучения (рис. 4). Так, напряженность профильных предметов была в 1,6–2,2 раза выше, чем напряженность этих же предметов в непрофильных классах.

Учитывая вышеизложенное, становится очевидной важная гигиеническая проблема научного обоснования дифференцированного подхода определения трудности предметов в зависимости от профиля обучения применительно к старшим классам. В этой связи на основании кратности разности в напряженности предметов в зависимости от профиля обучения предлагается внести поправочные коэффициенты при расчете ранга трудности предметов, что позволит более рационально на практике конструировать учебное расписание с учетом реальной трудности предметов, которая существенно зависит от профиля, на котором преподается предмет (табл. 4).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Проблема сохранения здоровья учащихся во многих исследованиях связывается с учебными нагрузками, рациональностью их распределения, а также появлением новых факторов риска, таких как внедрение электронных средств обучения [1–4].

Полученные данные о соответствии учебной нагрузки в течение недели гигиеническим нормативам практически не согласуются с опубликованными данными других авторов [5]. Вероятно, это связано с тем, что в данном исследовании проводился дифференцированный подход в оценке учебной недельной нагрузки в учебное время и внеурочное время, а не суммарная их оценка. И, если в учебное время количество часов не превышало допустимые нормы, то уже анализ учебной нагрузки во внеурочное время у учащихся старших классов превышал в 1,5 раза регламентированный объем. Факт о высокой учебной нагрузке во внеурочное время согласно опубликованным данным связан с тем, что в старшем школьном возрасте значительное число учащихся начинают активно углубленное изучение ряда предметов, активно посещают факультативные занятия [6–7].

Выявленная проблема нерационального распределения недельной учебной нагрузки с учетом трудности предметов согласуется с данными других авторов, а систематическая публикация таких результатов свидетельствует об актуальности данного вопроса [8–10].

В последние годы все чаще уделяется внимание вопросу интенсификации учебного процесса, которая признается важным фактором в формировании у современных школьников переутомления, стресс- индуцированных функциональных расстройств органов и систем, дисгармоничного физического развития, формирования хронической патологии [11–16]. Установленная напряженность учебного процесса в значительной степени определяется интеллектуальными, сенсорными и эмоциональными нагрузками. При этом у городских учащихся напряженность учебного процесса выше, чем у сельских. Полученные данные по напряженности учебного процесса в целом и по предметам согласуются с данными других исследователей [7]. Однако в данном исследовании впервые предпринята попытка сопоставления трудности предметов с напряженностью учебного процесса. Известно, что начиная с 10-го класса учащиеся начинают обучаться по профилям и одни и те же предметы по напряженности в различных профилях неодинаковы. Эта гипотеза нашла свое отражение в приведенных данных и определила перспективу изучения реальной трудности предметов в старших классах и научному обоснованию корректировке балльной оценки учебных предметов.

ВЫВОДЫ

Организация учебного процесса в современных образовательных организациях характеризуется увеличением продолжительности внеурочной деятельности, особенно у старших классов, нерациональностью составления учебных расписаний без учета динамики физиологической кривой работоспособности, а также высокой напряженностью учебной деятельности за счет интеллектуальных, сенсорных нагрузок на фоне монотонности и нерационального режима организации учебной деятельности. Указанные факты могут являться факторами риска формирования и нарастания утомления у учащихся, которое может стать предиктором ухудшения состояния здоровья школьников, особенно в сложившихся условиях активного внедрения цифровой образовательной среды.