Крахмаль Ю.С - Финансовый Университет при Правительстве РФ
advertisement
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО УРОВНЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И СНИЖЕНИЯ УТОМЛЯЕМОСТИ ШКОЛЬНИКОВ И СТУДЕНТОВ Крахмаль Ю.С. ФГОБУ ВПО «Финансовый университет при правительстве РФ» Научный руководитель – А.Н. Варнавский, к.т.н. Учеба является ярким примером умственного труда, к которому можно отнести работы, связанные с приемом и переработкой информации и требующие напряжения сенсорного аппарата, памяти, активизации процессов мышления, эмоциональной сферы. Для обеспечения высокого качества обучения студентов Вузов и школьников необходима их активная учебная и познавательная деятельность, связанная с изучением большого объема информации. Это приводит к информационной перегрузке, которая отрицательно отражается на здоровье и физическом состоянии учащихся. Здоровье человека утомляемостью. напрямую Особенностью связано с умственного его работоспособностью труда является и сильное возбуждение головного мозга в сравнительно небольшой области нервных центров, что приводит к их быстрому утомлению, напряжение в органах чувств и в то же время ограничение двигательной активности. Зависимости работоспособности человека в течение дня от времени и скорости реакции от состояния человека представлены на рисунках: Рис.1: Зависимость работоспособности учащегося от времени Рис.2: Зависимость усвояемости материала от психоэмоционального состояния Горизонтальный участок на рис.1 характеризует оптимальное состояние работоспособности. Для повышения качества обучения и увеличения объема усваиваемой информации необходимо удерживать работоспособность на наиболее высоком уровне, а сам учащийся должен находиться в состоянии психоэмоционального напряжения, которое характеризуется увеличением объема и устойчивостью внимания, способностью концентрации на поставленной задаче и повышением переключаемости, как можно дольше. По этой причине, работа, посвященная разработке способов и средств повышения успеваемости и работоспособности является актуальной. Целью работы является исследование и разработка технологий для поддержания оптимального уровня работоспособности и снижения утомляемости школьников и студентов. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: 1. Выбор биоэлектрических сигналов и разработка способа их анализа. 2. Выбор воздействий, влияющих на состояние учащегося. 3. Исследование влияния световых воздействий. 4. Проведение психофизиологических тестов для оценки влияния световых воздействий на работоспособность учащегося. 5. Создание микропроцессорного устройства на основе полученных результатов. В качестве воздействий, влияющих на состояние ученика были выбраны цвето - световые воздействия. Однако в литературе нет четких указаний какой величины должны быть воздействия: их периодичность, длительность и т.д. Для выбора воздействий и их значений были проведены исследования, заключающиеся в оценке изменения состояния учащегося при воздействии световых воздействий различных цветов и длительности. Оценка функционального состояния производилась по анализу временных и частотных характеристик вариабельности сердечного ритма. Выбирался мигающий источник света у которого можно было регулировать цвет (красный, зеленый, синий), длительность и частоту мигания. Испытуемый в течение 5 минут должен смотреть на вышеуказанный источник, в течение этого времени снимался его электрокардиосигнал. По истечении этого времени, осуществлялся расчет показателей вариабельности сердечного ритма как временных, так и частотных. Таблица 1. Выводы по результатам эксперимента Цвет Пульс Восстановление Расходование Баланс энергетического энергетическог расхода потенциала сбережения о потенциала энергии Красный Незначительн Уменьшение Увеличение ое Незначительн ое увеличение увеличение Синий Увеличение Уменьшение Увеличение Увеличение Зеленый Увеличение Значительное Увеличение Значительное уменьшение увеличение Для оценки действия цвета на работоспособность обучаемого была проведена серия опытов с использованием модифицированного теста Крепелина. Результат опыта показал, что при воздействии зеленым цветом количество выполняемых математических операций увеличилось в среднем на 10%, при воздействии синим цветом - на 8%, а при воздействии красным цветом- изменений не наблюдалось. Для оценки работоспособности и текущего психоэмоционального состояния учащегося в LabView был разработан виртуальный прибор съема кожно-гальванической реакции, который выделял тоническую и фазическую составляющие кожно-гальванической реакции. Использование этого прибора показало, что тоническая составляющая характеризует общее состояние испытуемого, уровень его утомления, а фазическая- его текущее состояние. Это позволяет предложить использовать данный прибор и способ съема кожногальванической реакции для оценки влияния свето-цветовых воздействий на испытуемого. Можно предложить принцип реализации устройства, для поддержания работоспособности обучаемого: снимается КГР учащегося, анализируется величина тонической составляющей КГР и число фазических составляющих в единицу времени. В зависимости от полученных значений формируется управляющий сигнал для источника света с заданным цветом, частотой и длительностью. При возвращению состояния к оптимальному уровню воздействие прекращается. Таким образом фактически реализуется принцип биологической обратной связи.
