Особенности организации и основные психофизиологические характеристики учебного труда студентов

Функции сердечнососудистой системы при умственной работе изменяются незначительно - происходит увеличение кровенаполнения сосудов мозга, сужение периферических сосудов  конечностей и расширение сосудов  внутренних органов, т.е. совершаются  сосудистые реакции, обратные тем, которые  бывают при мышечной работе. Наблюдения за студентами в период экзаменационных  сессий показывают, что частота сердцебиения в это время у них устойчиво  повышается до 88-92 ударов в минуту против 76-80 ударов в период учебных занятий. 
Умственная работоспособность может изменяться в зависимости от самочувствия и настроения студента, понимания им смысла выполняемой работы, интереса к ней, эмоций и волевых усилий.

Малая подвижность, вынужденно однообразная поза при умственном труде  способствуют ослаблению обменных процессов, застойным явлениям в мышцах ног, органах брюшной полости и малого таза, ухудшают снабжение мозга кислородом. Между тем, составляя всего 1,2—1,5 % относительно массы тела, мозг потребляет более 20 % его энергетических ресурсов. Приток крови к работающему мозгу увеличивается в 8—10 раз в сравнении с состоянием покоя, возрастает потребление им кислорода и глюкозы. Содержание глюкозы в крови увеличивается на 1 — 2 ммоль/л (18—36 %), повышается концентрация в крови адреналина, норадреналина и свободных жирных кислот. Возрастает выделение с мочой 17-кетостероидов и других катехоламинов. В мозговой ткани усиливается расход глюкозы, метионина, глютамина и других незаменимых аминокислот, витаминов группы В. Ухудшаются функции зрительного анализатора — острота зрения, устойчивость ясного видения, контрастная чувствительность, зрительная работоспособность. Увеличивается время зрительно-моторной реакции. 
Умственному труду присуща и наибольшая степень напряжения внимания: так, при чтении специальной литературы это напряжение почти в 2 раза выше, чем при вождении автомобиля в городе, и в 5—10 раз выше, чем при выполнении многих видов немеханизированной физической работы.

Интеллектуальная деятельность с позиций физиологии отличается большим мозговым напряжением, обусловленным концентрацией внимания на ограниченном круге явлений или объектов. В силу этого возбудительный процесс в центральной нервной системе (ЦНС) сосредоточен в сравнительно небольшой области нервных центров, что обуславливает их быстрое утомление. Поэтому отличительными чертами умственного труда принято считать высокое напряжение ЦНС и органов чувств при ограниченной двигательной активности. При различных видах умственной работы суточный расход энергии (по сравнению с состоянием покоя) повышается на небольшую величину и составляет 2500-3000 ккал.

Работающий мозг потребляет значительно больше кислорода, чем другие ткани тела. Составляя 2-3% общей массы тела, мозговая ткань в состоянии покоя поглощает до 20% кислорода, потребляемого всем организмом. Наблюдения за человеком, прорабатывающим, трудную книгу показали, что при чтении первых 8 страниц выделение углекислого газа повысилось у него на 12% по сравнению с покоем, после 16 страниц - на 20%,а после 32-на 35%. Обмен веществ и энергии мозга в состоянии покоя составляет в среднем 35 калорий в минуту или всего 3% от общего обмена в организме.

Реакция организма на умственную работу значительно меняется, если она происходит на фоне эмоциональных  переживаний. Неприятности и волнения, гнев и нетерпение, напряженность в условиях дефицита времени сказываются на аппарате кровообращения. Так, до начала работы у группы лиц зафиксирована средняя ЧСС 70,6уд/мин; при относительно спокойной работе - 77,4 уд/мин; умственный труд средней напряженности повышал ЧСС до 83,5%уд/мин; при высокой, до 93,1 уд/мин. У студентов перед входом в аудиторию, где идет экзамен, ЧСС достигает 130-140 уд/мин, артериальное давление (АД) повышается до 135/85 - 155/95мм.рт.ст. против 115/70 в период учебных занятий. Примерно такая же картина наблюдается у оратора перед публичным выступлением. При синхронном переводе у переводчиков ЧСС повышается до 160 уд/мин.

При эмоционально напряженной  умственной работе дыхание становится неравномерным, насыщение крови  кислородом снижается в среднем до 80%, нарушается терморегуляция, ведущая к усилению потоотделения - более интенсивному при отрицательных эмоциях, чем при положительных.

2. Динамика работоспособности в процессе учебной и трудовой деятельности, факторы ее определяющие

Работоспособность — это  способность человека выполнять  конкретную деятельность в рамках заданных временных лимитов и параметров эффективности. С одной стороны, она отражает возможности биологической  природы человека, служит показателем  его дееспособности, с другой —  выражает его социальную сущность, являясь показателем успешности овладения требованиями какой-то конкретной деятельности.

В определенной мере работоспособность  в учебной деятельности зависит  от свойств личности, особенностей нервной системы, темперамента. Интерес  к эмоционально привлекательной  учебной работе увеличивает продолжительность  ее выполнения. Результативность выполнения оказывает стимулирующее воздействие  на сохранение более высокого уровня работоспособности. В то же время  мотив похвалы, указания или порицания  может быть чрезмерным по силе воздействия, вызвать настолько сильные переживания  за результаты работы, что никакие  волевые усилия не позволят справиться с ними, что приводит к снижению работоспособности. Поэтому условием высокого уровня работоспособности  является оптимальное эмоциональное  напряжение.

Установка также влияет на эффективность работоспособности. Например, у студентов, ориентированных  на систематическое усвоение учебной  информации, процесс и кривая ее забывания после сдачи экзамена носят характер медленного снижения. В условиях относительно кратковременной  умственной работы причиной снижения работоспособности может стать  угасание ее новизны. У лиц с высоким  уровнем нейротизмa (нейротизм - свойство человека, характеризующееся его повышенной возбудимостью, импульсивностью и тревожностью) обнаружена более высокая способность к усвоению информации, но более низкий эффект ее использования, по сравнению с лицами более низкого уровня нейротизма.  

Высокая работоспособность  обеспечивается только в том случае, если жизненный ритм правильно согласуется  со свойственными организму естественными  биологическими ритмами его психофизиологических функций. Различают студентов с  устойчивой стереотипностью изменения  работоспособности. Студенты, отнесенные к «утреннему» так называемые жаворонки. Для них характерно то, что они встают рано, с утра бодры, жизнерадостны, приподнятое настроение сохраняют в утренние и дневные  часы. Наиболее работоспособны с 9 до 14 ч. Вечером их работоспособность  заметно снижается. Это — тип  наиболее адаптированных к существующему  режиму обучения студентов, поскольку  их биологический ритм совпадает  с социальным ритмом дневного вуза. Студенты «вечернего» типа — «совы» — наиболее работоспособны с 18 до 24 ч. Они поздно ложатся спать, часто  не высыпаются, нередко опаздывают на занятия; в первой половине дня  заторможены, поэтому находятся  в наименее благоприятных условиях, обучаясь на дневном отделении вуза. Очевидно, период снижения работоспособности  студентов обоих типов целесообразно  использовать для отдыха, обеда, если же необходимо заниматься, то наименее трудными дисциплинами. Для «сов»  целесообразно с 18 ч устраивать консультации и занятия по наиболее сложным  разделам программы. 

Под влиянием учебно-трудовой деятельности работоспособность студентов  претерпевает изменения, которые отчетливо  наблюдаются в течение дня, недели, на протяжении каждого полугодия  и учебного года в целом.

Динамика умственной работоспособности  в недельном учебном цикле  характеризуется последовательной сменой периода врабатывания в начале недели (понедельник), что связано  с вхождением в привычный режим  учебной работы после отдыха в  выходной день. В середине недели (вторник—четверг) наблюдается период устойчивой, высокой  работоспособности. К концу недели (пятница, суббота) отмечается процесс  ее снижения.

В начале учебного года процесс  полноценной реализации учебно-трудовых возможностей студентов затягивается до 3—3,5 недель (период врабатывания), сопровождаемый постепенным повышением уровня работоспособности. Затем наступает период устойчивой работоспособности длительностью 2,5 мес. С началом зачетной сессии в декабре, когда на фоне продолжающихся учебных занятий студенты готовятся и сдают зачеты, ежедневная нагрузка увеличивается в среднем до 11—13 ч в сочетании с эмоциональными переживаниями — работоспособность начинает снижаться. В период экзаменов снижение кривой работоспособности усиливается.  

Исследования показывают, что работоспособность у студентов  имеет разные уровни и типы изменений, что влияет на качество и объем  выполняемой работы. В большинстве  случаев студенты, имеющие устойчивый и многосторонний интерес к учебе, обладают высоким уровнем работоспособности; лица с неустойчивым, эпизодическим  интересом имеют преимущественно  пониженный уровень работоспособности.

По типу изменений работоспособности  в учебном труде выделяют усиливающийся, неровный, ослабевающий и ровный типы, связывая их с типологическими особенностями. Так, к усиливающемуся типу относят  преимущественно лиц с сильным  типом нервной системы, способных  длительное время заниматься умственным трудом. К неровному и ослабевающему  типам относят лиц с преимущественно  слабой нервной системой.

Экзамены для студентов  — это критический момент в  учебной деятельности, когда подводятся итоги учебной работы за семестр. Решается вопрос о соответствии студента уровню вуза, получении стипендии, о  самоутверждении личности и др. Экзаменационная  ситуация — это всегда некая неопределенность исхода, что позволяет оценивать  ее как сильный эмоциогенный фактор. Неоднократно повторяемые экзаменационные ситуации сопровождаются эмоциональными переживаниями, индивидуально различными, что создает доминантное состояние эмоциональной напряженности. Экзамены — определенный стимул к увеличению объема, продолжительности и интенсивности учебного труда студентов, мобилизации всех сил организма.

Во время экзаменов  повышается «стоимость» учебного труда  студентов. Об этом свидетельствуют  факты снижения массы тела за период экзаменов на 1,6—3,4 кг. Причем в большей  степени это присуще тем студентам, реактивность которых на экзаменационную  ситуацию повышена.

Согласно данным у первокурсников наблюдается наиболее высокий градиент умственной работоспособности. На последующих  годах обучения его величина уменьшается, что свидетельствует о лучшей адаптации студентов к условиям экзаменационного периода. В весеннюю сессию градиент работоспособности  нарастает по сравнению с зимней сессией.

3. Критерии нервно-эмоционального утомления и переутомления студентов, их профилактика средствами физической культуры

При длительной и достаточно напряженной работе наступает умственное утомление. При умственном утомлении снижается сила памяти, следствием чего возникает "убегание мыслей", быстрое исчезновение из памяти того, что незадолго до этого было усвоено. Умственное утомление - это объективное состояние организма, а умственная усталость - субъективное чувство человека. Умственная усталость может нарастать при неудовлетворенности работой, неудачах в ней. Наоборот, успешное завершение работы или какого-то ее этапа снижает усталость. Чувство усталости можно снять эмоциями, сосредоточением внимания, усилением интереса к работе. В возбужденном состоянии можно не замечать утомления. Так, несмотря на то, что экзамены у студентов проходят в конце семестра, когда они утомлены, эмоциональный подъем в день экзамена бывает настолько большим, что временно снимает чувство усталости. Успешная сдача экзамена еще больше мобилизует студента, неудача может привести к депрессии. 
        Наступающее утомление не всегда обнаруживается в одновременном ослаблении всех сторон деятельности. Снижение работоспособности в одном виде учебного труда может сопровождаться сохранением его эффективности в другом виде. Так, например, устав заниматься вычислительными операциями, можно успешно заниматься чтением. Но может быть и такое состояние общего утомления, при котором, ни занятия математикой, ни чтение литературы, ни даже простой разговор не оказываются по силам - хочется только спать. При систематическом перенапряжении нервной системы возникает переутомление, для которого характерны: чувство усталости до начала работы, отсутствие интереса к ней, апатия, повышается раздражительность, снижение аппетита, головокружение, головная боль. Объективными признаками переутомления являются: снижение массы тела, диспепсические расстройства, лабильность частоты сердцебиения и кровяного давления, потливость, снижения сопротивляемости организма инфекциям и заболеваниям.

Под утомлением понимают процесс  временного снижения функциональных возможностей организма, возникающий вследствие длительной (интенсивной) работы и выражающийся в ухудшении количественных и  качественных показателей работы и  нарушении физиологических функций. Субъективно оно проявляется чувством усталости, объективно — снижением работоспособности. Утомление — это сложный физиологический процесс, определяемый изменениями, происходящими преимущественно в центральной нервной системе, а также в мышцах и других органах и системах. При утомлении, прежде всего, снижается функциональная работоспособность нервных центров. Меняются биохимический состав и свойства внутритканевой жидкости и крови, нарушается нормальная деятельность сердца и органов дыхания. Ухудшается и снижается способность удерживать внимание, формировать новые полезные навыки, понятия, расстраиваются старые автоматические навыки, ухудшается условно-рефлекторная деятельность, снижается творческая активность. При сильном утомлении нарушается характер ответной реакции организма на внешние раздражители.

Утомление, не компенсируемое полноценным отдыхом и рациональной организацией повседневного труда, может перейти в переутомление. Это состояние следует рассматривать уже как серьезное нарушение нормального физиологического функционирования организма. При умственном труде состояние переутомления характеризуется отсутствием полного восстановления работоспособности к очередному рабочему дню, нарушениями сна (вплоть до стойкой бессонницы), астенией, снижением сопротивляемости к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, повышением нервно-эмоциональной возбудимости. Такое состояние может приводить к ухудшению течения (обострениям) сердечнососудистых, бронхолегочных, эндокринных, желудочно-кишечных и многих других хронических заболеваний, создает благоприятные условия для возникновения острой сердечнососудистой патологии (гипертонических кризов, инфаркта миокарда, острых нарушений мозгового кровообращения), декомпенсации сахарного диабета и др.

Очень важно, и это должен помнить и учитывать каждый, что  при умственном труде состояние переутомления не столь демонстративно, как при физическом. В отличие, от напряженного физического труда занимающийся умственным трудом, даже находясь в состоянии переутомления, способен длительное время выполнять свои обычные профессиональные обязанности без заметного снижения обычного уровня трудовой активности и продуктивности. Избежать переутомления помогает рациональная организация труда. Глубоко заблуждаются те студенты, которые полагают, будто многочасовое, едва ли не круглосуточное сидение над книгами и конспектами обеспечивает эффективное усвоение учебного материала. Известный ученый-физиолог Н. Е. Введенский неоднократно обращал внимание на то, что при умелом распределении умственного труда, возможно, развить громадную по своей продуктивности работу, но притом сохранить на долгие годы, а быть может и на всю жизнь, умственную работоспособность и общий тонус своей жизнедеятельности. Физиологической основой продуктивной умственной работы являются следующие сформулированные им гигиенические требования: постепенное вхождение в труд, мерность и ритмичность труда, соблюдение привычной последовательности и систематичности в трудовой деятельности, правильное чередование различных форм труда и отдыха, общественная полезность труда и благоприятное отношение к нему общества.

К основным средствам профилактики утомления и переутомления людей умственного труда относятся физические упражнения. Они приводят в действие естественные резервы человека, создавая и поддерживая основу высокой работоспособности, возможность к длительному напряжению наиболее сложных функций нервной системы.

К "малым формам" физической культуры в режиме учебного труда студентов относятся утренняя гигиеническая гимнастика, физкультурная пауза, микропаузы в учебном труде студентов с использованием физических упражнений (физкультминуты).

Утренняя гигиеническая  гимнастика (УГГ) является наименее сложной, но достаточно эффективной формой для ускоренного включения студентов в учебно-трудовой день. Она ускоряет приведение организма в работоспособное состояние, усиливает ток крови и лимфы во всех частях тела и учащает дыхание, что активизирует обмен веществ и быстро удаляет продукты распада, накопившиеся за ночь. Систематическое выполнение зарядки улучшает кровообращение, укрепляет сердечнососудистую, нервную и дыхательную системы, улучшает деятельность пищеварительных органов, способствует более продуктивной деятельности коры головного мозга. Ежедневная УГГ, дополненная водными процедурами,- эффективное средство повышения физической тренированности, воспитания воли и закаливания организма.

Физкультурная пауза является действенной и доступной формой. Она призвана решать задачу обеспечения активного отдыха студентов и повышения их работоспособности. Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что после второй пары учебных часов умственная работоспособность студентов начинает снижаться. Спустя 2-3 часа после завершения учебных занятий работоспособность восстанавливается до уровня, близкого к исходному в начале учебного дня, а при самоподготовке вновь отмечается ее снижение.

С учетом динамики работоспособности студентов в  течение учебного дня физкультурная пауза продолжительностью 10 мин. рекомендуется после 4-х часов занятий и продолжительностью 5 мин. - после каждых 2-х часов самоподготовки, т.е. в периоды, когда приближаются или проявляются первые признаки утомления. Проводиться она должна в хорошо проветриваемом помещении. Физические упражнения подбираются так, чтобы активизировать работу систем организма, не принимавших участие в обеспечении учебно-трудовой деятельности.

Исследования показывают, что эффективность влияния физкультурной паузы проявляется при 10-минутном ее проведении в повышении работоспособности на 5-9%, при 5-минутном - на 2,5-6%.

Микропаузы в учебном труде студентов с использованием физических упражнений (физкультминуты) полезны в связи с тем, что в умственном труде студентов в силу воздействия разнообразных факторов возникают состояния отвлечения от выполняемой работы, которые относительно непродолжительны 1-3 мин. Чаще это обусловлено усталостью в условиях ограничения активности скелетной мускулатуры, монотонным характером выполняемой работы и др. Наиболее часто подобные явления наблюдаются при самоподготовке студентов, выполняемой на фоне шести, а порой и восьмичасовых аудиторных занятий.

В этих условиях полезными бывают микропаузы, заполненные динамическими (бег на месте, приседания, сгибание и выпрямление рук в упоре и т.п.) или позотоническими упражнениями, которые состоят из 5-ти циклов энергичного сокращения и напряжения мышц - антогонистов - мышц сгибателей и разгибателей конечностей и туловища (рис.1).

При продолжительной  напряженной умственной работе рекомендуется через каждые 30-60 мин. использовать позотонические упражнения, через каждые 2 часа проводить динамические упражнения, например, бег на месте с глубоким ритмичным дыханием.

Рис.1. Комплекс позотонических упражнений.

Использование "малых  форм" физической культуры в учебном труде студентов играет существенную роль в оздоровлении его условий, повышении работоспособности и профилактике утомления.

Для повышения двигательной активности, психологической разгрузки, снятия умственного напряжения широко используются велосипедные проулки, гребля, катание на коньках, спортивные игры, ходьба (норма двигательной активности современного человека - 10-14 тысяч шагов в день, примерно 7-10 км), бег, плавание, лыжи.

Заключение 

Результаты исследований свидетельствуют о том, что здоровье человека напрямую связано с его  работоспособностью и утомляемостью. От состояния здоровья во многом зависит  успешность учебной и производственной деятельности студента. Очевидно, что  имеющее тенденцию к росту утрачивание резервных возможностей, сопротивляемости организма человека к внешним и внутренним, негативным факторам, а также наличие широкого перечня отрицательных диагнозов ведут к существенному снижению эффективности обучения и дальнейшей профессиональной деятельности. В студенческие годы такая негативная тенденция опасна.

Обучение в высшей школе  требует от студентов значительных интеллектуальных и нервно-эмоциональных напряжений, доходящих в период экзаменационных сессий до пределов возможного.