Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Эколого-гигиеническая характеристика влияния комплекса факторов школьной среды на организм учащихся младших классов

РГЯ ОА ; СЕН 1999

На правах рукописи

МОКЕЕВА Марина Михайловна

ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСА ФАКТОРОВ ШКОЛЬНОЙ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМ УЧАЩИХСЯ МЛАДШИХ КЛАССОВ

14.00.07-Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Оренбург - 1999

Работа выполнена в Оренбургской государственной медицинской академии.

Научный руководитель

доктор медицинских наук, профессор

Н.П.Сетко

Официальные оппоненты

доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор

В.М.Боев Л.М. Сухарева

Ведущая организация: Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И.Мечникова.

Защита диссертации состоится «_»_ 1999 г.

в «_» часов на заседании Диссертационного Совета Д 084.51.01

Оренбургской государственной медицинской академии по адресу: 460000, г.Оренбург, ул. Советская, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан «_

1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

о } <) ¿1 < < Г 'г~Ь « - (

М.Н.Воляник

/

»

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Здоровье детской популяции формируется под воздействием сложного комплекса социально-гигиенических, биологических и экологических факторов, поэтому проблема сохранения здоровья детского населения не может быть рассмотрена без учета изменяющихся условий окружающей среды и должна базироваться на комплексном подходе (Кучма В.Р., 1992, Баранов A.A., Сердюковская Г.Н., 1996). Сегодня мы являемся свидетелями процессов, затрагивающих изменения основных социально-экономических условий жизни общества, что неизбежно накладывает отпечаток на существующие системы образования и здравоохранения.

В связи с тем, что в настоящее время одинаковое для всех детей общее образование не гарантирует достаточно интенсивного развития их способностей в той или иной области знаний, возникает множество новых форм обучения (гимназии, лицеи, колледжи, частные школы). В основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы предусмотрено осуществление нормализации учебной нагрузки, устранение перегрузки учащихся, а также выявление индивидуальных особенностей ребенка. Известно, что перегрузка в процессе обучения опасна для здоровья детей, особенно в те периоды, когда организм ребенка наиболее чувствителен к воздействию факторов окружающей среды, особенно при поступлении в школу и в младшем школьном возрасте (Громбах С.М., 1988, Усанова Е.П., 1998, Сухарева JI.M., Куинджи H.H., 1998). Перестройка образования, сопровождающаяся интенсификацией всех форм воспитания и обучения, оказывает влияние на рост заболеваний школьников (Кучма В.Р., Миннибаев Е.Ш., 1992, Баранов A.A., Сердюковская Г.Н., 1996, Сухарева Л.М., 1998).

В настоящее время существуют многочисленные исследования по неблагоприятному влиянию отдельных факторов окружающей среды на здоровье детского населения, и прежде всего, антропотехногенного загрязнения природной среды (М.А.Пинигин, И.К.Остапович, 1989; Г.Н. Сердюковская, 1975, 1979, 1991; К.А.Буштуева, 1987; Л.П.Почуева с соавт., 1990; Е.В.Покшутина, 1990; Н.Г.Веселов, 1994; I.Erkrank, 1983; I.Schwartz, 1988). Достаточно подробно раскрыта зависимость здоровья школьников от учебных нагрузок (И.Л.Усищева, 1971; Н.З.Зубкова, 1972; Г.М.Сапожникова, 1978; А.Г.Хрипкова, М.В.Антропова, 1980, М.В. Антропова, 1988; А.Г.Сухарев, 1991). Предприняты попытки проведения комплексной оценки влияния факторов окружающей среды на население (Р.С.Гильденскиольд, 1993; Г.Л.Туровец с соавт, 1995; Г.Г. Ястребов, 1996; Т.С.Шапкина, 1996; М.П.Захарченко, В.Г.Маймулов, A.B. Шабров, 1997).

Вместе с тем, еще не достаточно работ по комплексной оценке суммарного воздействия факторов внутришкольной и окружающей среды на организм детей младшего школьного возраста с учетом особенностей образа жизни их родителей. Практически отсутствуют исследования по оценке влияния комплекса факторов на уровень функционирования систем организма младших школьников при инновационных формах обучения. Необходимость

проведения целенаправленных физиолого-гигиенических и социально-гигиенических исследований влияния комплекса факторов окружающей среды, условий и организации учебного процесса на организм младших школьников при различных формах обучения, а также явная недостаточность специальных гигиенических данных обосновывают актуальность настоящего исследования.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - исследовать комплексное влияние факторов среды обитания на организм детей младшего школьного возраста на основании чего научно обосновать и разработать систему мероприятий по сохранению и укреплению здоровья учащихся начальных классов при инновационных формах обучения.

В соответствии с поставленной целью исследования были определены следующие задачи:

1. Провести анализ условий обучения и организации учебного процесса учащихся младших классов при различных формах обучения с учетом антропогенного загрязнения окружающей среды в районах расположения исследуемых учебных заведений.

2. Дать социально-гигиеническую характеристику условий и образа жизни младших школьников гимназий и общеобразовательной школы.

3. Проанализировать показатели функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем учащихся начальной школы исследуемых учебных заведений, учитывая условия и форму обучения.

4. Оценить физическое развитие и состояние здоровья младших школьников исследуемых учебных заведений.

5. На основании полученных данных разработать и обосновать комплекс медико-социальных мероприятий по профилактике заболеваемости у детей младшего школьного возраста при инновационных формах обучения.

Новизна исследования. Впервые научно обоснован и разработан комплексный подход к оценке условий обучения и состояния здоровья школьников начальных классов с учетом инновационных форм обучения.

Впервые в Оренбургском регионе выявлены особенности функционирования сердечно-сосудистой и центральной нервной систем в динамике учебного дня и учебного года у школьников младших классов общеобразовательной школы в сравнении с гимназиями.

На основании факторного и дисперсионного анализа установлена структура, количественная взаимосвязь и сила воздействия региональных эколого-гигиенических, медико-биологических и социальных факторов в формированиии функционального состояния организма младших школьников различных образовательных учреждений.

Практическая значимость. На основании эколого-гигиенических и физиологических исследований разработан комплекс санитарно-гигиенических мероприятий по оптимизации условий обучения в общеобразовательных школах и гимназиях, которые внедрены в практическую дея-

тельность отдела гигиены детей и подростков городского центра санитарно-эпидемиологического надзора (акт N4 от 12.02.99 г.).

Разработаны рекомендации по валеологическим аспектам учебно-воспитательного процесса в школе и оздоровлению детей на базе образовательных учреждений, что нашло свое отражение в информационном письме управления образования администрации г. Оренбурга "Медико-социальные и педагогические аспекты здоровья школьников" (Оренбург, 1996) и в информационно-методическом материале "Валеологические аспекты определения функциональных резервов организма школьников" (Оренбург, 1998).

На основании данных гигиенических исследований разработан комплекс мероприятий по валеологическим аспектам организации учебно-воспитательного процесса на базе общеобразовательных школ и гимназий, которые внедрены в работу городского отдела образования (справка N1 от 04.03.99 г.), а также нашло отражение в информационном письме " Медицинские аспекты валеологии учащихся в школе и дома" (Оренбург, 1999).

Материалы диссертации включены в лекционный курс и практические занятия на кафедре гигиены детей и подростков и кафедре поликлинической педиатрии Оренбургской государственной медицинской академии (справки N1 от 27.01.99, N5 от 25.12.98 г.).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Ведущими факторами, определяющими формирование среды обитания младших школьников исследуемых учебных заведений, являются - нерациональная организация учебного процесса, неблагоприятные условия обучения, социально-гигиенические условия проживания и образа жизни в семье, степень загрязнения окружающей среды, комплексное воздействие которых, в зависимости от количественной и качественной характеристики, может создавать условия для развития нарушений функционального состояния организма у учеников, обучающихся по различным инновационным формам.

2. Выявленный комплекс факторов, различных по силе влияния, оказывает выраженное воздействие на показатели функционального состояния сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, наиболее информативными из которых являются коэффициент умственной работоспособности и скорости обработки информации.

3. Состояние здоровья детей, обучающихся в гимназиях и в общеобразовательной школе, находится в прямой зависимости от влияния комплекса факторов среды обитания и жизнедеятельности.

Апробация работы. Основные разделы диссертации были доложены и обсуждены на региональной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1996, 1997, 1998), Конгрессе молодых ученых Урала и Поволжья "Проблемы региональной экологии" (Оренбург, 1997), на Всероссийской научно-практической конференции "Новое в безопасности жизнедеятельности и

экологии" (Санкт-Петербург, 1996), на августовских конференциях работников образования (1997, 1998).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на ... страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы описания материала и методов исследования, трех глав собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Диссертация иллюстрирована ... таблицами, ... рисунками. Библиографический указатель включает ... источников отечественной и... источников зарубежной литературы.

Содержание работы

Материал и методы исследований. Выбор методических приемов определялся конечными целями в изучении комплексного влияния факторов школьной среды на физическое развитие, функциональное состояние центральной нервной и сердечно -сосудистой систем, состояние здоровья школьников младших классов при инновационных формах обучения.

Исследования были проведены на базе трех школ Южного округа г. Оренбурга, отличающихся по условиям обучения и организации учебного процесса: I учебное заведение - гимназия на шесги-дневном обучении; II учебное заведение - гимназия на пяти-дневном обучении; III учебное заведение - общеобразовательная школа на шес-ти-дневном обучении. Объектом изучения являлись 510 школьников 1-3 классов вышеперечисленных учебных заведений.

Комплекс гигиенических исследований включал определение условий обучения школьников путем измерения параметров микроклимата (температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, расчета эквивалентно- эффективной температуры), освещенности, с использованием стандартных методов и приборов. Исследования микроклимата проводились в холодный и теплый периоды года.

Оценка стандартной школьной мебели соответствующих размеров проводилась в соответствии с ГОСТом 11015-93 " Столы ученические. Типы и функциональные размеры"; ГОСТом 11016-93 "Стулья ученические. Типы и функциональные размеры"; ГОСТом 5994-93 "Парты. Типы и функциональные размеры". Оценка организации учебного процесса была проведена путем исследования суммарной недельной нагрузки, продолжительности перемен, расписания уроков, количества учебных дней в неделю, наполняемости классов в соответствии с СанПиНом 2.4.2.-576-96 - "Гигиенические требования к условиям обучения школьников в различных видах современных общеобразовательных учреждений". Расписание оценивалось с помощью ранговой шкалы трудности уроков по одиннадцати бальной системе Сивкова И.Г. (1975). Структуру и плотность уроков, а также хронометраж уроков оценивали по методу М.В.Антроповой "массовый хронометраж активности учащихся в классе" (1981).

Сравнительная гигиеническая характеристика бюджета времени учащихся 1-3 классов гимназий и общеобразовательной школы, определение степени невротизма, а также социально-гигиеническая характеристика условий и образа жизни младших школьников проводилась при помощи разработанной нами анкеты. Углубленный ретроспективный анализ санитарного состояния приземного слоя атмосферы проводился по данным стационарных постов и маршрутного наблюдения, представленных в отчетах Оренбургского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также городской санитарно-эпидемиологической службы за трехлетний период.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы было охарактеризовано путем изучения основных гемодинамических показателей - частоты сердечных сокращений (ЧСС), уровня артериального давления с последующим расчетом пульсового /ПД/ и среднединамического давления /СДД/, минутного объема крови /МОК/ и ударного объема крови /УOK/), а также был применен метод математического анализа сердечного ритма по Р.М.Баевскому /1984/.

Функциональное состояние центральной нервной системы исследовалось при помощи дозированной работы по таблицам В.Я.Анфимова. Для количественной характеристики внимания производился подсчет коэффициента точности /К/, характеризующий внимание, концентрацию внимания, собранность. Рассчитывался коэффициент умственной работоспособности /У/, определялась скорость обработки информации /С/.

Оценка физического развития была проведена центильным методом с иполь-зованием региональных центильных таблиц с определением гармоничности и сомато-типа младших школьников исследуемых учебных заведений. Анализ состояния здоровья проводили по данным медицинской карты ребенка /форма 026-у/, были определены группы здоровья, структура хронических заболеваний, частота заболеваний, индекс здоровья.

Результаты были подвергнуты статистической обработке с применением параметрических (критерий Стьюдента) и непараметрических (Вилкаксона-Манна-Уитни) методов, а также проведен дисперсионный и факторный анализ на IBM-совместимом компьютере.

Результаты исследований и их обсуждение

Эколого-гигиеническая характеристика факторов внутришкольной среды

Учебная деятельность школьников младших классов, обучающихся по различным инновационным формам, протекает в условиях комплексного воздействия факторов школьной среды - условий обучения, организации учебного процесса, режима дня школьников и антропогенного загрязнения атмосферного воздуха в районах размещения исследуемых учебных заведений.

В результате эколого-гигиенических исследований условий обучения установлено, что I учебное заведение переуплотнено в 1,05 раза, для обучения школьников младших классов отдельного этажа или блока не выделено. II Учебное заведение переуплотнено в 1,2 раза, для обучения школьников младших классов выделен отдельный блок. III Учебное заведение переуплотнено в 1,6 раза, для обучения школьников младших классов выделен отдельный этаж. Полученные данные не соответствуют санитарным правилам и нормам по наполняемости классов во II и III учебных заведениях, что по всей вероятности, может оказывать отрицательное воздействие на среду обитания учеников III и II учебных заведений.

Проведенные нами исследования показали, что параметры микроклимата в холодный период года во всех учебных заведениях на всех рабочих местах основных учебных помещений находились в пределах зоны комфорта, а в теплый период года более чем на 70% ученических мест регистрировался нагревающий микроклимат. Значения ЭЭТ изменялись в диапазоне: I учебное

заведение - 22,810,35° ЭЭТ; II учебное заведение - 22,6+0,5° ЭЭТ; III учебное заведение - 22,310,49° ЭЭТ; что свидетельствует о возможном напряжении систем терморегуляции у школьников в теплый период года.

При оценке светового режима было обнаружено, что во всех основных учебных помещениях исследуемых школ естественное освещение было боковое, левостороннее. Коэффициент естественного освещения (КЕО %) соответствовал допустимым нормативам во всех учебных заведениях; в I учебном заведении он составлял 1,86±0,22%; во II учебном заведении - 2,3610,23% и в III учебном заведении - 1,610,17%. Параметры искусственного освещения не соответствовали допустимым нормативам в большинстве измерений и составили в I учебном заведении -232,4124,8 лк; во II учебном заведении -260,0125,9 лк и в III учебном заведении - 265,3119,5 лк, что связано с несвоевременной заменой люминесцентных ламп, при выходе из строя. Имеющееся в наличии во II и в III учебных заведениях местное освещение школьных досок в основном не использовалось. В I учебном заведении освещение классных досок отсутствовало.

Во всех учебных заведениях выявлен дефицит стандартной школьной мебели соответствующих размеров. Так, в I учебном заведении обеспеченность школьной мебелью необходимых размеров была на 75%, во II учебном заведении - 87% в III учебном заведении - 64%. Время пребывания учеников в вынужденной позе с наклоном туловища более 30° превышало 30% рабочего времени во всех учебных заведениях.

Оценка организации учебного процесса позволила выявить, что суммарная недельная нагрузка превышала гигиенические нормативы в I и II учебных заведениях (на 4 и 5 час соответственно). В III учебном заведении это превышение составляло 1 час. Продолжительность урока, длительность перемен, структура уроков во всех учебных заведениях соответствовала стандартной схеме. Занятия в I и III учебном заведениях проводились в две смены, а во 11-ом - в одну смену. Интенсивность учебной нагрузки в течение недели при бальной оценке самой высокой была во II учебном заведении и превышала показатели нагрузки первого учебного заведения на 5,4% и Ш-го - на 8,9%. Максимальная учебная нагрузка у первоклассников в I учебном заведении установлена во вторник и пятницу, во II учебном заведении во вторник и среду, а в III учебном заведении в понедельник и четверг. Как "нерациональное" оценивалось распределение учебной нагрузки в течение рабочей недели в Ш-ем учебном заведении.

Основные элементы режима дня (учебные занятия в школе и приготовление уроков дома, отдых на открытом воздухе, сон ночной и дневной, отдых по собственному выбору, приемы пищи и личная гигиена), по данным анкетирования школьников, соблюдались в I учебном заведении в среднем на 85%, во II учебном заведении - на 80%, в III учебном заведении - на 94%.

Исследования загрязнения атмосферного воздуха в районах расположения исследуемых учебных заведений в динамике за три года (1995-97 г.г.) выявили превышение максимально-разовых ПДК по пыли - в 3,5% проб, по

диоксиду азота - в 27,8 % проб, по формальдегиду - в 9,7% проб, по сероводороду - в 7,3% проб во всех исследуемых районах.

Таблица 1.

Показатели загрязнения воздушной среды в районе размещения

исследуемых учебных заведений (в долях ПДК

Класс Химическое У31 УЗ II УЗ III

опасности вещество

III Диоксид серы 0,05±0,01 0,2±0,04 £ 0,2+0,03 *

II Диоксид азота 1,71+0,19 1,5±0,25 1,71+0,05

IV Оксид углерода 0,44+0,16 0,5±0,06 t 0,67±0,023*/i

III Взвешенные вещества 1,37+0,07 1,2+0,1 1,87±0,02

II Сероводород 0,38+0,001 0,56±0,008 * 0,56±0,04 *

II Формальдегид 1,67±0,23 2,0±0,13 2,0+0,1

I Барий 0,35±0,04 0,4±0,06 0,45±0,04

I Свинец 0,53+0,032 0,65+0,05 * 1,1810,3

I Хром 1,47±0,6 1,07+0,33 1,2+0,4

II Марганец 0,05+0,004 0,2±0,04 * 0,210,05 *

II Никель 0,7+0,041 1,610,061 * 1,810,025 *

III Цинк 0,112+0,01 0,05б±0,01 *;# 0,610,01 *>£

II Кадмий 2,2±0,35 1,4+0,25 3,6+0,34

III Олово 0,004±0,001 0,008+0,001# 0,00810,002

P 5,35 4,65 7,14

Обозначения: УЗ - учебное заведение. * - р<0,05 в сравнении с I учебным заведением; # - р<0,05 в сравнении со II учебным заведением.

Согласно данных, представленных в таблице 1, установлено, что в атмосферном воздухе в районе размещения I учебного заведения среднегодовые концентрации в воздухе диоксида азота превышали ПДК в 1,71 раза, формальдегида - в 1,67 раза, пыли - в 1,37 раза, хрома и кадмия соответственно в 1,47 и 2,2 раза. В районе размещения II учебного заведения среднегодовые концентрации в воздухе диоксида азота превышали ПДК в 1,5 раза, формальдегида - в 2,0 раза, пыли - в 1,2 раза, хрома, кадмия и никеля соответственно в 1,07, 1,4 и 1,6 раза. В районе размещения III учебного заведения среднегодовые концентрации в воздухе диоксида азота превышали ПДК в 1,71 раза, формальдегида - в 2,0 раза, взвешенных веществ - в 1,87 раза, хрома - в 1,2 раза, кадмия - в 3,6 раза; никеля - в 1,8 раза; свинца - в 1,18 раза (см. табл. 1).

Современная гигиеническая оценка степени загрязнения атмосферного воздуха по комплексному показателю Р позволила выявить определенные различия между исследуемыми районами. В районе размещения I учебного заведения комплексный показатель Р составил 5,35, в районе размещения II

учебного заведения - 4,65, в районе размещения III учебного заведения - соответственно 7,14 единиц.

Сочетание неблагоприятных антропогенных влияний с большой учебной нагрузкой школьников увеличивает возможность негативных изменений функционального состояния и здоровья учащихся (Буштуева К.А., 1979; Баранов A.A., Сердюковская Г.Н.,1996; Сухарева JI.M., 1998).

Функциональное состояние органов и систем учащихся начальных классов при различных формах обучения

В результате исследования влияния факторов среды обитания на функциональное состояние центральной нервной и сердечно-сосудистой систем организма школьников младших классов исследуемых учебных заведений, установлены более высокие показатели функционирования центральной нервной системы у учеников гимназий.

Согласно данных, представленных в таблице 2, установлено, что у первоклассников в начале года самые высокие значения коэффициента точности (К) и скорости обработки информации (С) были у учеников в I учебном заведении, причем коэффициент К был достоверно выше на 11% как по сравнению со II, так и с III учебным заведением. Самые высокие значения коэффициента умственной работоспособности (У) были получены у учеников 11-го учебного заведения, причем по сравнению с I учебным заведением достоверно выше на 46%.

В середине года у учеников 1-го учебного заведения отмечались самые низкие значения коэффициента точности выполняемой работы (К) по сравнению с данными II и III учебных заведений, (на 14% и 17% соответственно). Достоверно ниже были значения коэффициента У во II учебном заведении, по сравнению как с I, так и с III учебным заведением (на 30% и 36% соответственно). Самым высоким коэффициент У был в III учебном заведении, по сравнению как с I, так и со II учебным заведением (на 27% и 35% соответственно).

В конце года по сравнению со II и III учебными заведениями, в I учебном заведении коэффициент К был достоверно ниже на 42% и 41% соответственно. Коэффициент У был достоверно выше во II учебном заведении, по сравнению как с I, так и с III учебным заведением (на 19% и 30% соответственно). Скорость обработки информации у учеников 1-х классов имела тенденцию к снижению во всех учебных заведениях, достоверности различий в конце года между учебными заведениями не выявлено. Такая динамика показателей свидетельствует о более выраженном утомлении у учеников I учебного заведения.

У учащихся вторых классов исследуемых учебных заведений в начале года самые высокие значения коэффициента точности (К) и скорости обработки информации (С) были во II учебном заведении, причем коэффициент С был достоверно выше на 31% по сравнению с I, и на 59% - с III учебным заведением. Самые высокие значения коэффициента умственной работоспособности (У) были получены в I учебном заведении, причем он был дос-

товерно выше на 30% по сравнению со II учебным заведением и на 33% - с III. В середине года у учеников вторых классов достоверно ниже были значения коэффициента У в III учебном заведении, по сравнению как с I, так и со II учебным заведением (на 51% и 43% соответственно). Самым низким коэффициент С был у учеников в III учебном заведении, по сравнению как с I, так и со II учебным заведением (на 51% и 60% соответственно). В конце года по сравнению со I и III учебными заведениями, во II учебном заведении достоверно выше были коэффициенты К и У (на 14% и 23%; на 47% и 55% соответственно). Скорость обработки информации также самой высокой была во II учебном заведении (достоверно выше на 50% и 55%), что свидетельствует о более благоприятной динамике показателей во II учебном заведении.

Таблица 2.

Показатели функционального состояния центральной нервной системы

по таблицам Анфимова у учащихся первых классов __ исследуемых учебных заведений _

Время исследования УЗ Коэффициент точности выполняемой работы Коэффициент умственной работоспособности Скорость обработки информации (бит/мин)

Начало учебного года I 0,85+0,02 *;& 87,7±3,12 *;& 20,36+0,9

II 0,76±0,04 * 162,2+10,0* 19,6±1,12

III 0,76+0,03 & 145,6±17,6 & 17,2±1,9

Середина учебного года I 0,74+0,04 *;& 211,3+5,36* 19,6±1,8

II 0,86±0,03 * 147,3±10,1*;# 17,5±0,9

III 0,89±0,01 & 231,4±20,4 26,8±1,8

Конец учебного года I 0,5±0,07 *;& 138,2+7,4 * 15,23±1,64

II 0,86±0,02 * 170,8±8,7 *;# 17,4+1,05

III 0,85+0,04 & 119,1+18,3 15,83+4,1

Обозначения: УЗ - учебное заведение; * - р<0,05 для различий между I и II учебными заведениями; # - р<0,05 для различий между II и III учебными заведениями; & -р<0,05 для различий между I и III учебными заведениями.

У учеников 3-х классов исследуемых учебных заведений, установлено, что в начале года самые высокие значения коэффициента умственной работоспособности (У) и скорости обработки информации (С) были у учащихся в I учебном заведении, причем коэффициент У был достоверно выше на 28% по сравнению с данными II, и на 35% - с данными III учебного заведения.

Самые низкие значения коэффициента умственной работоспособности (У) были получены в III учебном заведении, составляя 163,4±11,5, отличаясь на 35% от данных I учебного заведениия. В конце года по сравнению со II и I учебными заведениями, в III учебном заведении коэффициент К у учащихся был достоверно ниже на 21% и 20% соответственно. Самым высоким коэффициент У был у учеников во II учебном заведении, по сравнению как с I, так и с III учебным заведением (на 24% и 69% соответственно). Самые низкие значения коэффициента С в конце года у учеников 3-х классов были в III

учебном заведении, по сравнению с I и II учебными заведениями, на 57% и 62% соответственно. Выявленные данные свидетельствуют о том, что у третьеклассников в начале и в середине года лучшая динамика показателей была в I учебном заведении, тогда как в конце года - во И-ом, и на протяжении всего года худшие показатели были в III учебном заведении.

На основании анализа уровней невротизации у школьников исследуемых учебных заведений были выявлены тенденции к повышению значений повышенной и высокой степени невротизма, от первого класса к третьему в процессе обучения, за счет снижения допустимого уровня невротизации. Причем, в обычной школе процент невротизации повышенного и высокого уровня более высок, чем в гимназиях в среднем на 3-5%; что свидетельствует, по видимому, о более тщательном отборе детей для обучения в гимназиях.

350 300 250 200 150 100 50 0

Рисунок 1. Показатели индекса напряжения работы сердца у учащихся исследуемых учебных заведений в начале учебного года.

Обозначения: I, II, III-учебные заведения.

Сравнение показателей сердечного ритма учеников первых классов исследуемых учебных заведений в динамике учебного года, согласно данных, приведенных на рисунке 1, показало, что в начале учебного года наблюдалось наибольшее напряжение регуляторных систем организма у учеников И учебного заведения, в сравнении с данными I и III учебных заведений. От начала к середине учебного года изменения значений ИН имели тенденцию к снижению во II учебном заведении, а в I и III к повышению. На фоне этих изменений при сравнении учебных заведений достоверно выше были значения ИНна 44% у первоклассников II учебного заведения по сравнению с III учебным заведением (ИНИ - 254,4±41,6; ИН III -150,6+22,7 р<0,05). В конце учебного года изменения значений ИН имели тенденцию к повышению в всех учебных заведениях. На фоне этих изменений при сравнении учебных заведений достоверно выше были значения ИН - на 56% у первоклассников II

— □ 1 nil Bill-

—

-ь

1 кл 2 класс 3 класс

учебного заведения по сравнению с I учебным заведением (ИН1 - 174,1 ±24,9, ИНИ-398,9±56,3; р<0,001). Такие изменения показателей вегетативной регуляции сердечного ритма у учеников 1-х классов II учебного заведения свидетельствуют, вероятно, о значительном утомлении и неудовлетворительной адаптации. В этой связи в процесс управления включаются более высокие уровни управления сердечного ритма, а также происходит значительная централизация управления сердечного ритма у учащихся. У учеников I и III учебных заведений полученные данные свидетельствуют также о развитии утомления и, по-видимому, о значительном повышении физиологической "стоимости" работы сердца.

es

ш

□ I Dil Olli

1 кл

2 класс

3 класс

Рисунок 2. Показатели индекса напряжения работы сердца у учащихся исследуемых учебных заведений в конце учебного года.

Обозначения: I, II, III - учебные заведения.

При сравнении показателей сердечного ритма учеников вторых классов исследуемых учебных заведений в динамике учебного года в начале года, как видно из рисунка 2, наблюдалось наибольшее напряжение регуляторных систем организма, но достоверных различий не выявлено. От начала к середине учебного года изменения значений ИН имели тенденцию к снижению во всех учебных заведениях. На фоне этих изменений достоверно выше были значения ИН (на 44%), у второклассников I учебного заведения по сравнению со II учебным заведением (ИН1 - 233,98±41,9; ИНН -131,4+5 р<0,05). В конце учебного года изменения значений ИН имели тенденцию к повышению в I учебном заведении и к снижению во II и III учебных заведениях. На фоне этих изменений при сравнении показателей различных учебных заведений, достоверно выше были значения ИН на 55% у второклассников I учебного заведения по сравнению со II учебным заведением (ИН1 - 245,4+52,4, ИН II -111,0+22,8; р<0,05). Полученные данные свидетельствуют о том, что вероятнее всего, к концу второго года обучения у учеников II и III учебных заве-

дений наступает адаптация к учебным нагрузкам, тогда как у учеников I учебного заведения все показатели сердечного ритма в течение всего года остаются очень высокими и находятся в состоянии неудовлетворительной адаптации.

При сравнении показателей сердечного ритма учеников третьих классов исследуемых учебных заведений в динамике учебного года, как видно из рисунка 3, в начале учебного года наблюдалось наибольшее напряжение ре-гуляторных систем организма у учеников I учебного заведения, выявлена достоверность различий по сравнению со II учебным заведением -значения ИН выше на 61% ( начало года - ИН1=154,8±21,08; ИНИ=60,0±14,1; р<0,001). В середине года наблюдалось наибольшее напряжение регуляторных систем организма у школьников II и III учебных заведений, но достоверных различий не выявлено. В конце учебного года самые высокие значения ИН были в III учебном заведении, а самые низкие во II учебном заведении. Достоверно выше по сравнению со II учебным заведением были показатели ИН - на 48% (ИНИ=101,0123,5; ИН 111=193,5132,7; р<0,05). У третьеклассников I учебного заведения по сравнению со II учебным заведением (ИН1 - 174,8120,74, ИН II -101,0123,5; р<0,05).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что вероятнее всего, в I и III учебных заведениях как в начале, так и в конце учебного года у учащихся наблюдалось напряжение систем адаптации, которое несколько снижалось в середине учебного года. Во II учебном заведении в начале учебного года наблюдалось парасимпатическое преобладание, свидетельствующее о включении компенсаторно-защитных механизмов организма, тогда как в середине и в конце учебного года отмечалось наличие симпатического преобладания вегетативной нервной системы, которое служит благоприятным фоном для реализации реакции адаптации.

Проведение дисперсионного анализа позволило выявить, что наиболее сильное влияние на на индекс напряжения работы сердца оказывают факторы микроклимата (особенно в теплый период года), организации учебного процесса (количество часов в неделю, наполняемость классов), класс (возраст); а также сочетанное влияние комплекса двух признаков - школа+класс. На коэффициент точности (К) - количество часов в неделю, наполняемость классов, класс (возраст); на коэффициент умственной работоспособности (У) -микроклимат, количество дней и часов в неделю, наполняемость классов, класс (возраст); на скорость обработки информации (С) - микроклимат, количество дней и часов в неделю, наполняемость классов, класс (возраст).

Установлено, что наиболее чувствительными из результирующих параметров являются коэффициент умственной работоспособности и скорость обработки информации.

Таким образом, выявлена определенная зависимость отдельных физиологических показателей у младших школьников от воздействия комплекса факторов внутришкольной среды, уровня учебной нагрузки и особенностей организации учебного процесса. Причем, функционирование центральной нервной и сердечно-сосудистой систем в динамике учебного года имело у 12

учащихся различных типов учебных заведений волнообразный характер, повышалась и понижалась в зависимости от качественной и количественной характеристики исследуемых факторов, вызывая тем самым напряжение процессов адаптации.

Состояние физического развития и здоровья школьников, обучающихся в различных учебных заведениях

В результате сравнительного анализа физического развития и состояния здоровья младших школьников исследуемых учебных заведений, установлено, что гармоничное физическое развитие имели менее половины обследуемых детей, причем в 1-ом учебном заведении гармонично развитых детей было на 24% больше, чем во И-ом (I - 54,5+1,77%; II - 41,33+2,27%, р<0,001).

При сравнении показателей соматотипа в исследуемых учебных заведениях, выявлено, что детей с пахисомией в I учебном заведении было на 61% больше, чем во 11-ом (1-23,4+3,42%; Н-9,13±1,84%, р<0,001), в остальных случаях достоверных различий между учебными заведениями не выявлено.

При комплексной оценке состояния здоровья установлено, что с I группой здоровья в I учебном заведении было 40,7+0,46% школьников, со II группой - 54,8+1,6%, с III - 4,511,94% учеников. Во II-ом учебном заведении I группа здоровья была у 40,4+3,43% школьников, II группа - у 55,9±4,56%; III группа - 3,7±1,15%. В III учебном заведении детей с I группой здоровья было 26,1+8,51%, со II группой - 64,5+8,9%; с III -9,5±4,3% школьников, достоверных различий между исследуемыми учебными заведениями не выявлено. При этом установлено, что индекс здоровья достоверно выше был у учащихся в III учебного заведения (1-45,5±3,83; И-40,86±3,25; Ш-60,9+0,86, р<0,001), причем в I и II учебном заведении он был примерно одинаков. Анализ показателей частоты случаев заболеваний выявил, что эти показатели достоверно ниже были в III учебном заведении (в I учебном заведении - 80,4+10,1 случаев на 100 детей, во II - 89,1+9,2 случаев, в III - 43,3±4,6 случаев на 100 детей (р<0,01) и дней болезни: в I учебном заведении - 645,71116,4; во II -767,1+130,4 ; в III - 332,3+25,4 на 100 детей (р<0,01), при этом достоверных различий между I и II учебными заведениями выявлено не было.

Общая заболеваемость у учащихся младших классов 1-го учебного заведения составила 788,8 на 1000 детей; II учебного заведения - 860 на 1000 детей; Ш-го учебного заведения составила 573,3 на 1000 детей.

В структуре заболеваемости детей младшего школьного возраста не установлено существенных различий в зависимости от учебных заведений. Показано, что на I месте находятся заболевания органов дыхания (I учебное заведение - 64,0±11,69%; II - 63,87+3,32%; III - 50,013,39%, причем обнаружена достоверность различий между II и III учебными заведениями (р<0,01); на II месте - болезни нервной системы и органов чувств (в I учебном заведении - 11,3+1,14%; во II - 12,9+3,31%; в III - 13,8+3,8%); на III месте -болезни костно-мышечной системы; ( в I учебном заведении - 9,917,21%; во

II - 6,8+2,6%; в III - 7,4±3,25%); на IV месте - болезни органов кровообращения (в I учебном заведении - 8,5+4,95%; во II - 4,7±2,17%; в III - 7,25±2,33%); на V - болезни органов пищеварения (в I учебном заведении - 3,0711,34%; во II - 4,52±1,03%; в III - 5,35±2,19%), что также согласуется с данными научной литературы ( Баранов A.A., 1996, Ананьева H.A., Ямпольская Ю.А., 1993). Более высокая заболеваемость учащихся I и II учебных заведений, очевидно, связана с их повышенной учебной нагрузкой, вследствие чего они меньше бывают на свежем воздухе, меньше спят, а во II учебном заведении - перенаполненностью классов.

В результате проведенного факторного анализа выделены 5 значимых факторов, позволяющих достаточно подробно описать условия обучения и состояние организма учащихся младших классов в исследуемой выборке (см. рис.3 и 4).

Первый фактор, объединил признаки, характеризующие состояние микроклимата, степень загрязнения атмосферного воздуха, уровень учебной нагрузки, кроме того, в этот фактор вошли также переменные, являющиеся отражением социально-гигиенической характеристики условий и образа жизни младших школьников и их семей. Подобное "универсальное" сочетание признаков, включающие параметры самых различных типов средовых воздействий, позволяет охарактеризовать его как наиболее общий гипотетический фактор, описывающий эколого-гигиеническую ситуацию в исследуемой выборке. В связи с этим первый фактор был нами назван "фактором среды обитания". Интересно, что в формировании первого фактора приняли участие признаки, связанные с принадлежностью учеников к I и III учебным заведениям, диаметрально противоположные по знаку и почти равные по модулю факторные нагрузки этих признаков указывают на существенные различия по конкретным параметрам между этими учебными заведениями (см. рис.3).

Второй фактор, включал показатели организации учебного процесса, показатели микроклимата и уровня загрязнения атмосферного воздуха. Наибольшие значения факторных нагрузок отмечены для показателя наполняемости классов и количеством учебных часов в неделю. Сочетание в одном факторе учебной нагрузки с показателями микроклимата позволило назвать данное объединение признаков " фактором внутришкольной среды". По отношению к нему обследуемые учебные заведения распределились в соответствии с различиями в наполняемости классов, количеством учебных часов, и дней в неделю: I и III учебные заведения в одной группе, II учебное заведение - в другой.

Третий фактор, положительно коррелировал прежде всего с возрастом ребенка (классом обучения) и показателями функционирования центральной нервной системы, и отрицательно с индексом напряжения регуляторных систем. Несмотря на очевидность взаимосвязи возраста (класса) с умственной работоспособностью, точностью и скоростью обработки информации, при отрицательной связи с индексом напряжения работы сердца, нам не удалось предложить однозначное название этого фактора, т.к. указанные взаимосвязи могут объяснятся как адаптацией к школьной среде, так и физиологическим 14

взрослением организма учащихся (см. рис.4).

функциональное состояние учащихся.

Обозначения: 1-3 - учебные заведения; 4 - класс; 5 - пол; 6 - индекс напряжения; 7-9

- коэффициенты точности, умственной работоспособности и скорости обработки информации; 10 - комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха (Р); 11-12

- эквивалентные эффективные температуры в холодный и теплый периоды года; 1314 - количество учебных дней и часов в неделю; 15 - наполняемость классов; 16 - болезни матерей во время беременности; 17 - осложнения в родах; 18-19 - заболевания ребенка при рождении и на первом году жизни; 20 - искусственное вскармливание; 21

- закаливание; 22 - полнота семьи; 23 - неблагоприятное материальное положение; 24

- наличие отдельной квартиры; 25 - характер жилищно-бытовых условий; 26 - полезная площадь проживания; 27-28 - образование матери и отца; 29-30 - курение и употребление алкоголя родителями; 31-32 - наличие завтрака дома и обеда в школе; 33 -время, затрачиваемое на приготовление домашних заданий; 34 - время пребывания на свежем воздухе; 35 - занятие физическими упражнениями. По осям ординат - значения факторных нагрузок.

влияющих на функциональное состояние учащихся.

Обозначения см. к рисунку 3.

Четвертый фактор ассоциировал воздействие социально-гигиенических условий жизни младших школьников. В связи с этим данный фактор был назван фактором "социального статуса". Пятый фактор определял состояние медико-биологических показателей, в связи с чем данному фактору было дано название - "медико-биологический".

Таким образом, данные, полученные методом факторного анализа позволили установить структуру взаимосвязей физиологических, эколого-гигиенических, социальных и медико-биологических показателей в формировании функционального состояния организма младших школьников исследуемых учебных заведений.

Повторное применение метода главных компонент для анализа отдельных матриц данных, собранных в исследуемых учебных заведениях, позволило идентифицировать в каждой школе по 2 значимых фактора, достаточно подробно описывающих условия обучения и состояние организма учащихся младших классов в соответствующих выборках. Количество выделенных для

анализа факторов было обусловлено как их собственными значениями, так и возможностью их интерпритации в рамках существующих принципов и взглядов гигиены (рис.5).

5f ■< 4 ;г Фактор 1 ОФакт ЕЙ ор 2 |

1 II III

Рисунок 5. Выраженность факторов, идентифицированных в исследуемых учебных заведениях.

Обозначения: I, II, III (ось абсцисс) - учебные заведения. По оси ординат - собственные значения факторов.

Выявленные факторы характеризовались близостью структур и соотношений собственных значений. При этом первые факторы, в наибольшей степени отражающие адаптацию организма к учебным нагрузкам или взросление школьников, были наполнены такими признаками как класс обучения (возрастом ребенка), коэффициент умственной работоспособности, скорость и точность обработки информации и индекс напряжения регуляторных систем. Кроме того, во II и III учебных заведениях в реализации первых факторов участвовали параметры, отражающие интенсивность учебной нагрузки.

Второй фактор во всех исследуемых школах ассоциировал воздействие социально-гигиенических условий жизни младших школьников, в связи с чем был назван фактором "социального статуса".

Выводы

1. Ведущими факторами определяющими формирование среды обитания младших школьников исследуемых учебных заведений являются - нерациональная организация учебного процесса, неблагоприятные условия обучения, социально-гигиенические условия проживания и образа жизни в семье, уровень загрязнения окружающей среды. На основании дисперсионного и факторного анализа установлена зависимость между количественной и качественной характеристикой этих факторов, а также уровнем функционирования центральной нервной, сердечнососудистой системами и развитием заболеваемости у учащихся.

2. Учащиеся начальных классов исследуемых учебных заведениях подвергаются влиянию неблагоприятных факторов внутришкольной среды, которое характеризуется действием нагревающего микроклимата в теплый период года; недостаточностью искусственного освещения 5070% от общего количества учебных мест в общеобразовательной школе и соответственно - 70- 80% в гимназиях; низкой обеспеченностью мебелью необходимых размеров, а также высокой наполняемостью классов - от 30 человек (III учебное заведение) до 38-40 человек (II учебное заведение).

3. Установлено несоответствие организации учебного процесса гигиеническим нормативам во всех исследуемых учебных заведениях по уровню учебной нагрузки в неделю с превышением от 1 (III учебное заведение) до 5 часов (II учебное заведение), а также ее распределению в динамике учебного дня и недели.

4. Выявлено, что в районах размещения исследуемых учебных заведений имеет место загрязнение атмосферного воздуха, комплексный показатель которого колебался от 4,65 (И учебное заведение) до 7,14 единиц (III учебное заведение).

5. У младших школьников, обучающихся в общеобразовательной школе (III) и гимназиях (I-II) в динамике учебного года установлены изменения функционального состояния центральной нервной системы, проявляющиеся снижением к концу учебного года значений коэффициента точности выполняемой работы от 20% до 32%; показателя умственной работоспособности от 18% до 25%; и скорости обработки информации от 38% до 50%. При этом, у учеников 2-3-х классов II учебного заведения отмечалось оптимальное функционирование центральной нервной системы с тенденцией повышения перечисленных выше показателей, наиболее информативными из них были коэффициент умственной работоспособности и скорость обработки информации.

6. Изменения в функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы в динамике учебного дня и года у учащихся младших классов характеризовались увеличением индекса напряжения работы сердца от 10% до 25 % к концу дня и от 30% до 50% к концу года у первоклассников всех типов учебных заведений (особенно в III учебном заведе-

нии) за счет включения более высоких уровней управления сердечным ритмом и снижением у учащихся вторых и третьих классов (особенно во И учебном заведении) за счет включения компенсаторно-защитных механизмов организма.

7. Комплекс факторов, формирующих среду обитания, оказывает влияние на состояние здоровья младших школьников исследуемых учебных заведений, что проявляется увеличением общей заболеваемости в среднем на 25% у учащихся гимназий по сравнению с общеобразовательной школой, и снижением в 3 раза индекса здоровья. В структуре заболеваемости всех типов школ на I месте были заболевания органов дыхания, на II - болезни нервной системы и органов чувств, на III -болезни костно-мышечной системы).

8. Материалы эколого-гигиенических и физиологических исследований послужили обоснованием для разработки научно-практических рекомендаций по оптимизации обучения учеников младших классов при организации гимназического обучения и их оздоровлении, внедрение которых позволит повысить резервные возможности организма детей и сохранить их здоровье.

_Основные предложения для внедрения в практику_

На основании проведенных исследований разработан комплекс мероприятий по оптимизации обучения школьников младших классов при организации инновационных форм образования, который включал следующие направления:

1. Улучшение санитарно-гигиенических условий обучения (оптимизация температурного режима, воздушной среды классных помещений, нормализация светового режима);

2. Рационализация организации учебного процесса (оптимизация продолжительности уроков, учебного дня и недели, каникул, расписания уроков и перемен, структуры уроков);

3. Создание валеологических служб в образовательных учреждениях, основными принципами которых являются неприрывность, комплексность, региональность.

Основными направлениями работы валеологических служб школ являются:

• валеологическое образование через включение в программу изучение предмета валеологии или путем межпредметной интеграции традиционных уроков;

• диагностику уровня физического, нервно-психического и социального здоровья школьников;

• установление соответствия условий учебно-воспитательного процесса требованиям валеологических подходов к организации образования школьников;

• проведение на базе школ оздоровительных мероприятий по следующим направлениям:

а) оздоровление часто болеющих детей;

б) профилактика возникновения и прогрессирования миопии;

в) коррекция нарушений опорно-двигательного аппарата;

г) профилактика рецидивов заболеваний;

д) профилактика и коррекция отклонений в нервно-психическом здоровье детей;

• проведение работ по формированию у школьников мотивации здоровья и поведенческих навыков здорового образа жизни.

_Список работ, опубликованных по теме диссертации_

1. Гигиеническая характеристика организации учебного процесса в различных школах г. Оренбурга //Научно-практическая конференция "Молодые ученые - здравоохранению": Тез. докл. - Оренбург, 1995. - С.23-24. (Соавт. В.П.Савин, К.В.Попков)

2. Роль эколого-гигиенических факторов в формировании здоровья младших школьников г. Оренбурга. // Региональная конференция молодых ученых и специалистов: Тез. докл. - Оренбург, 1996. - 4.2. - С. 107-108. (Соавт. Шереметьева Э.М., Злобина В. А.)

3. Особенности адаптации младших школьников к физическим и учебным нагрузкам при различных формах обучения в школах г. Оренбурга. //Всероссийская конференция "Научно-методические основы формирования физического и психического здоровья детей и молодежи": Тез. докл. - Екатеринбург, 1996. - 4.2. - С. 106-107. (Соавт. Савин В.П.)

4. Экологические аспекты влияния факторов школьной среды на организм детей. //Научно-практическая конференция с международным участием "Новое в безопасности жизнедеятельности и экологии": Тез. докл. - С.-Пб., 1996. - С. 247-249. (Соавт. Сетко Н.П.)

5. Влияние эколого-гигиенических факторов на состояние здоровья школьников г. Оренбурга //Проблемы региональной экологии. Материалы Конгресса молодых ученых Урала и Поволжья. Вертикаль: вестник молодой науки Урала. Оренбург, 1997.-Т.Н. -N2.-С. 17-19.

6. Особенности изменения уровней невротизации младших школьников под влиянием различных форм обучения. // Региональная конференция молодых ученых и специалистов: Тез. докл. - Оренбург, 1998. - Ч.З. - С. 76-77.

7. Сравнительная характеристика готовности к обучению учащихся первых классов при различных формах обучения //Научно-практическая конференция "Молодые ученые - здравоохранению": Тез. докл. - Оренбург, 1998. - С. 18-20. (Соавт. Савин В.П., Шереметьева Э.М.)

8. Внугришкольная среда как фактор риска развития патологии у школьников //Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием "Медико-биологические и эколого-гигиенические проблемы оценки прогнозирования воздействия факторов окружающей среды": Тез. докл. - С.-Пб., 1998. - С. 45-46. (Соавт. Сетко Н.П., Шереметьева Э.М.).

9. Комплексное влияние факторов школьной среды на здоровье детей. // Гигиена и санитария. - N1. - 1999,- С. 29-31. (Соавт. Сетко Н.П.).