1 Общие вопросы гиподинамии человека

Гиподинамия, как явление современной цивилизации возникло сравнительно недавно. Еще в XVIII веке социальное общество не имело об этом понятии ни малейшего представления и только в XX веке оно столкнулось с этим крайне неприятным для себя фактом и приступило к его осмыслению и изучению.

В первую очередь на это отреагировала медицинская наука, одним из приоритетных направлений которой является обеспечение здоровья человека. Затем к этому процессу начали подключаться и другие области человекознания.

В настоящее время изучением гиподинамического синдрома занимаются многие отрасли естественно-нучных и социальных дисциплин. Однако, следует заметить, что все они действуют, как правило, изолированно друг от друга. А между тем актуальность проблемы сейчас такова, что она требует комплексной координации усилий, построенных на системной основе целого ряда наук, которые в наибольшей степени связаны с изучением организма человека и его взаимодействием с окружающим миром.

На современном этапе развития науки применение комплексного и системного подходов является практически неотъемлемой частью любого педагогического исследования. Для каждого исследователя, решающего исследовательские задачи в сфере жизнедеятельности и здоровья человека оба подхода становятся необходимыми и наиболее важными методологическими инструментами.

Гиподинамический и гипокинезический синдром являются следствием научно-технического прогресса. Механизация, автоматизация и компьютеризация современного общества сократили объем мышечных усилий человека в 96 раз. Развитие гиподинамических процессов приводит к широчайшему спектру негативных физиологических и функциональных изменений в организме человека: вызывает серьезные нарушения в деятельности центральной нервной и эндокринной систем, на основе которых возникает эмоциональная неустойчивость, приводящая к расстройству обмена веществ в организме; происходит уменьшение мышечной массы и изменение минеральной насыщенности костной ткани; глубокие изменения наступают в деятельности сердечнососудистой системы, которые обуславливают резкое снижение ее функциональных резервов, что существенно отражается на снижении работоспособности организма; наблюдаются значительные нарушения функции желудочно-кишечного тракта и почек, способствующие возникновению почечнокаменной болезни.

Персональный компьютер заключает в себе ряд негативных потенциалов, которые могут оказывать разрушительное действие на человека. К ним относятся: токсичность, шум, радиация, магнитное излучение, электромагнитное излучение, мерцание изображения, чёткость изображения, неудобная конструкция.

При чрезмерно продолжительной работе на компьютере ухудшается деятельность и возможности зрительного анализатора, возникают различные болезненные проявления с функционированием опорно-двигательного аппарата, мышц и суставов (карпально-туннельный синдром, туннельные невропатии и др.), развиваются эргономические профессиональных болезни программистов, возрастают нагрузки на нервную систему, что в первую очередь негативно отражается на психической деятельности человека. Специфическим феноменом компьютерного воздействия на человека являются информационные нагрузки.

2. 
   Задачи, методы и организация исследования
   

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

- анализ научно-методической литературы, на основе которого выявлялись различные аспекты влияния гиподинамии на организм человека и определение компьютера, как одного из наиболее значимых факторов развития гиподинамического синдрома;

- педагогическое наблюдение за, изменениями состояния здоровья и поведения в ходе экспериментальной работы;

- педагогический эксперимент был направлен на исследование влияния компьютерной техники на различные системы организма и состояние объективных и субъективных показателей здоровья в целом профессиональных пользователей персональных компьютеров и школьников;

- в число педагогических методов исследования и воздействия вошли - анкета на выявление субъективного состояния здоровья, методика проведения видеотренинга с помощью компьютерной программы «Safe Eyes», методика комплексного воздействия системы физических и дыхательных упражнений;

- физиологические методы исследования включали в себя пульсометрию, измерение задержки дыхания на вдохе и выдохе, теппинг-тест, шкалу экспресс-оценки уровня здоровья Г.Л. Апанасенко, по которой вычислялись весоростовой (ВРИ), жизненный (ЖИ), силовой (СИ), кардиологический (КИ) индексы и восстановительная способность организма, тест Руфье для определения физической работоспособности;

- методы математико-статистического анализа включали вычисление: средней арифметической величины (), дисперсии (S²), стандартного отклонения (S_x), параметрического t_-критерия Стьюдента, непараметрического критерия Вилкоксона (Z), корреляционный анализ по Пирсону.

Исследование проводилось в течение 10 лет с 2001 по 2010 годы. В нем принимали участие школьники различных возрастных групп, студенты и взрослые, чья профессиональная деятельность связана с работой на персональных компьютерах. Общее число испытуемых составило более 120 человек.

На первом этапе, проходившем с 2001 по 2002 гг., выполнялся поиск и теоретический анализ литературы по проблеме гиподинамии и ее воздействия на здоровье человека. На основе обобщения результатов научных исследований выявлялись основные факторы, обуславливающие развитие гиподинамии в современном обществе, а также методы и средства ее профилактики с целью оздоровления различных систем организма человека.

На втором этапе, который проходил с 2003 по 2009 годы были, проведены: опрос школьников, студентов и взрослых, касающиеся роли компьютера в их жизни; исследования по разработке и экспериментальной проверке эффективности методики комплексного влияния системы физических и дыхательных упражнений оздоровительной и профилактической направленности для различных мышечных групп с разным контингентом испытуемых; изучение влияния компьютера на различные показатели физических, психофизиологических и функциональных систем организма. В этих исследованиях приняли участие более 120 человек. Результаты исследований оформлялись в виде публикаций: учебного и учебно-методического пособий, статей и тезисов.

Третий этап (2009-10 гг.) включал в себя обобщение результатов, написание и оформление всех разделов диссертации и автореферата в соответствии с требованиями Комитета по контролю в сфере образования и науки.

Исходя из вышесказанного, был проведен ряд экспериментальных исследований, направленных на решение задач, поставленных в диссертационной работе.

Статистический показатель	ЧСС, уд/мин		Задержка дыхания на вдохе, с		Задержка дыхания на выдохе, с		Теппинг-тест, ударов за 40 с
	до	после	до	после	до	после	до	после
женщины
	61	61	23	23,5	19	21,7	304,5	295,8
Sx	2,2	2,2	22,0	0,0	3,6	7,5	34,5	39,5
V%	3,6	3,6	95,6	0,0	18,9	34,5	11,3	13,4
мужчины
	61,7	61,7	24,3	24,3	19	21,7	290,3	283
Sx	1,7	1,7	2,6	2,6	2,1	4,3	40,3	39,7
V%	2,7	2,7	10,7	10,7	11,1	19,8	13,9	14,0

Анализ полученных данных по средним статистическим показателям говорит о том, что выполнение работы на компьютере, не вызвало как у женщин, так и мужчин достоверных изменений ЧСС, времени задержки дыхания на вдохе и выдохе и быстроты движений. Индивидуально обследуемые отличались реакцией системы дыхания. Так, на выдохе задержка дыхания у 71,4 % снизилась на 7-15%, у остальных повысилась.

Таким образом, работа на компьютере оказывает индивидуальное воздействие, вызывая в большей степени снижение анаэробных возможностей организма у 71,4% обследованных сотрудников.

Целью следующего эксперимента стало изучение воздействия компьютерных методов на работоспособность зрительного анализатора людей, связанных с профессиональной интенсивной работой на компьютере. В качестве метода воздействия на зрительный анализатор использовалась компьютерная программа «Safe Eyes».

Испытуемый	Возраст, лет	Количество штрих-квадратов			Испытуемый	Возраст, лет	Количество штрих-квадратов
		перед началом работы	до тренинга	после тренинга			перед началом работы	до тренинга	после тренинга
мужчины (n = 11)					женщины (n = 9)
А-в	32	24	22	24	С-ва	25	17	12	16
Ж-в	25	20	17	18	Д-ва	31	18	15	15
Жн-в	27	20	19	21	А-ва	28	22	19	23
Ан-в	21	22	24	23	К-у	45	24	21	24
Д-в	27	19	16	19	П-ко	21	24	18	23
М-н	28	23	19	24	С-ва	28	22	22	24
В-в	31	24	15	19	Н-ва	42	23	14	23
К-в	33	22	19	20	Ам-ва	27	22	16	23
Т-в	45	23	20	23	Ж-ва	48	22	15	22
Д-в	46	22	16	22			21,6	16,9	21,4
У-в	37	23	17	23	Sx		2,46	3,33	3,43
		22,0	18,5	21,5
Sx		1,67	2,73	2,16

Сравнительный анализ работоспособности мужчин показывает, что у них после трех часов работы количество штрих-квадратов в проведенном тест-контроле перед началом сеанса видеотренинга ( = 18,5) уменьшилось по сравнению с тем количеством, которое было зафиксировано перед началом рабочего дня ( = 22,0). Статистическая достоверность различия среднеарифметических показателей (t = 5,07; P < 0,001) говорит о том, что у мужчин появилось выраженное утомление зрительного анализатора, другими словами, его работоспособность упала на 15,9%.

Результаты тест-контроля после проведения видеотренинга свидетельствуют о том, работоспособность зрительного анализатора мужчин практически вернулась на исходный уровень, который был перед началом рабочего дня ( = 21,5). Увеличение количества замеченных штрих-квадратов также оказалось значимым (t = 2,91; P < 0,01). Таким образом, использование видеотренинга оказывает положительное влияние на повышение работоспособности зрительного анализатора мужчин.

Переходя к анализу изменений работоспособности зрительного анализатора женщин, заметим, что здесь ситуация почти такая же как у мужчин. После 3 часов работы утомление зрительного анализатора достоверно возросло (количество штрих-квадратов уменьшилось с = 21,6 - исходный уровень перед началом работы, до = 16,9 - перед проведением видеотренинга) и работоспособность снизилась на 21,8%. После видеотренинга работоспособность восстановилась до первоначального уровня. Возрастание работоспособности оказалось достоверным (t = 2,83; P < 0,05). Следует обратить внимание, что падение работоспособности у женщин на 5,9% выражено больше чем у мужчин. И хотя здесь достоверных различий между мужчинами и женщинами нет, можно все же предположить, что зрительный анализатор у женщины в большей мере подвержен отрицательному воздействию компьютера, нежели у мужчин. Но эта гипотеза требует тщательной экспериментальной проверки.

В целом же результаты статистического анализа доказывают позитивное воздействие видеотренинга на увеличение работоспособности зрительного анализатора женщин.

Изучение возрастных особенностей работоспособности зрительного анализатора показывает, что категория сотрудников в возрасте от 21 до 30 лет демонстрирует перед началом работы меньший уровень дееспособности, чем сотрудники, возраст которых превышает 30 лет. Это видно из таблицы 3, где представлены показатели работоспособности каждой из возрастных групп в процессе эксперимента, и рисунка 1, на котором показана динамика их изменения. После трех часов работы в обеих возрастных группах произошло достоверное снижение работоспособности. В младшей группе с = 21,1 до = 18,2 штрих-квадратов. Достоверность снижения находится на уровне 95% (t = 2,34; P < 0,05).

В старшей группе с = 22,5 до = 17,4 штрих-квадратов. Достоверность падения работоспособности на уровне 99,9% (t = 4,77; P < 0,001).

Интересно и то, что падение работоспособности старшей группы (17,4) после трех часов работы выражено больше, чем в младшей группе (18,2).

Рисунок 1 – Динамика показателей работоспособности в разных

возрастных группах во время эксперимента
Хотя различия в снижении работоспособности между группами нет, но очевидна тенденция, что старшая группа в большей степени подвержена утомлению, чем младшая, учитывая, что трудность выполняемой работы в обеих группах примерно одинаковая.

Проведение видеотренинга и последующий тест-контроль свидетельствуют о том, что восстановление работоспособности зрительного анализатора было более эффективным в старшей группе. Увеличение средних показателей в младшей группе составило 3,2, а в старшей группе 4,1 штрих-квадрата. В то же время необходимо заметить, что в младшей группе работоспособность после сеанса восстановилась настолько (21,4), что превысила исходный уровень, (21,1 штрих-квадрата), а в старшей группе после сеанса наблюдается скорее эффект недовосстановления, поскольку перед началом работы показатель работоспособности составлял 22,5 штрих-квадрата, а после сеанса видеотренинга 21,5. Однако достоверного различия между показателями нет, поэтому можно лишь предполагать, что это лишь тенденция, предварительным выводом из которой может быть необходимость проведения видеотренинга для старшей группы с целью более качественного восстановления работоспособности зрительного анализатора.

Таким образом, проведение видеотренинга с помощью компьютерной программы «Safe Eyes» улучшает работоспособность зрительного анализатора сотрудников отдела информационных технологий. Различий в снижении и восстановлении работоспособности зрительного анализатора между мужчинами и женщинами не обнаружено. Что касается динамики изменения работоспособности в связи с возрастными различиями, то можно отметить следующее. В возрастных группах от 21 до 30 лет и свыше 30 лет снижение и восстановление работоспособности происходит одинаковым образом, однако имеется явно выраженные тенденции к большему утомлению после 3 часов работы и эффекту недовосстановления старшей по возрасту группы.

Основной эксперимент, направленный экспериментальную проверку методики комплексного воздействия системы физических и дыхательных упражнений профилактической и оздоровительной направленности был проведен со взрослыми пользователями, для которых работа на компьютере является их профессиональной деятельностью.

Методика организации и проведения эксперимента, представлена в таблице 4. Из числа сотрудников отдела информационных технологий на добровольной основе было отобрано 28 человек (12 женщин и 16 мужчин), которые затем на основе метода случайных чисел были распределены на экспериментальную (14 человек: 6 женщин и 8 мужчин) и контрольную (14 человек: 6 женщин и 8 мужчин) группы. Возраст испытуемых находился в диапазоне от 22 до 47 лет. Эксперимент проводился в течение 9 месяцев, с 1 сентября 2007 года по 31 мая 2008 года. До начала эксперимента испытуемые ответили на вопросы адаптированной Г.Л. Апанасенко анкеты, в которой они на основе собственных субъективных ощущений оценили состояние своего здоровья.

Изменения объективных показателей в уровне соматического здоровья экспериментальной и контрольной групп до и после эксперимента

Показатель соматического здоровья	До эксперимента		После эксперимента		t	P
		Sх		Sх
экспериментальная группа
весоростовой индекс, гр/см	431,4	52,03	429,5	51,44	0,095	-
жизненный индекс, мл/кг	48,4	4,13	49,5	4,27	-0,077	-
силовой индекс, %	63,9	10,25	65,6	9,0	-0,127	-
кардиологический индекс, уд/мин	83,9	10,77	79,6	6,60	0,306	-
восстановление ЧСС, с	90,1	28,6	83,7	18,49	0,421	-
суммарный балл	9,9	2,57	12,3	2,09	-2,744	0,05
контрольная группа
весоростовой индекс, гр/см	423,5	54,3	422,3	55,03	0,059	-
жизненный индекс, мл/кг	49,3	4,24	50,6	4,07	-0,682	-
силовой индекс, %	65,8	12,35	65,6	11,9	0,047	-
кардиологический индекс, уд/мин	79,1	11,57	78,6	8,72	0,148	-
восстановление ЧСС, с	98,4	14,74	96,8	16,57	0,277	-
суммарный балл	10,8	8,76	11,3	3,85	-0,196	-

Из всех показателей здоровья экспериментальной группы только по суммарному баллу выявлено достоверное различие (t = -2,744; P < 0,05). Об этом свидетельствует гистограмма, представленная на рисунке 2.

По весоростовому (t = 0,095), жизненному (t = -0,077), силовому (t = -0,127), кардиологическому (t = 0,306) индексам и восстановлению ЧСС (t = 0,421) фактическое улучшение показателей не достигает необходимого уровня значимости.

В контрольной группе также нет различий между объективными характеристиками здоровья и суммарным баллом до начала эксперимента и после него. По всем показателям (ВРИ, ЖИ, СИ, КИ, восстановление ЧСС и суммарный балл) t_{-критерий} Стьюдента не достигает необходимого уровня значимости.

Рисунок 2 – Гистограмма показателей суммарного балла уровня здоровья экспериментальной и контрольной групп до и после эксперимента

Рисунок 3 – Гистограмма показателей субъективной оценки

состояния здоровья экспериментальной и контрольной

групп до и после эксперимента

Следует также отметить, что субъективная оценка здоровья экспериментальной группы значимо отличается от оценки контрольной группы. Показатель t_{-критерия} Стьюдента (2,518), превысивший критическое значение (2,06) на уровне достоверности P < 0,05, свидетельствует о том, что участники экспериментальной группы, выполнявшие программу эксперимента, субъективно почувствовали достоверное улучшение своего здоровья.

После завершения эксперимента в экспериментальной группе обнаружены достоверные положительные корреляции между самооценкой состояния по опроснику и жизненным (r = -0,785; P < 0,01), кардиологическим (r = 0,673; P < 0,01) индексами, восстановлением ЧСС (r = 0,668; P < 0,01), суммарным баллом (r = -0,670; P < 0,01). Достоверность полученных корреляционных связей свидетельствует о том, что с улучшением объективных показателей здоровья у испытуемых экспериментальной группы улучшается и субъективная оценка собственного здоровья.

Целью второго эксперимента стала проверка методики комплексного воздействия на учащихся среднего школьного возраста, где вместо комплекса упражнений для глаз, использованного в эксперименте со взрослыми пользователями, применялся «комплекс зрительной гимнастики школьника».

После завершения эксперимента, получены результаты, отличающиеся от первоначальных в каждой из вышеназванных групп. В экспериментальной группе испытуемых с высоким уровнем здоровья осталось двое, но зато возросло число испытуемых с уровнем выше среднего (2 человека) и со средним уровнем - 11 человек. Выявление различия между первоначальными и конечными показателями здоровья c помощью критерия Вилкоксона (Z) свидетельствует о том, что после эксперимента уровень здоровья экспериментальной группы достоверно улучшился (Z =15 > 0; Р < 0,01).

В контрольной группе после эксперимента тоже изменились показатели здоровья, но эти изменения были как в сторону ухудшения (2 человека), так и в сторону улучшения (6 человек). Кроме того, результаты 7 школьников остались без изменения. Вычисление критерия Вилкоксона говорит о том, что, несмотря на некоторое улучшение у части группы состояния здоровья, в целом, у всей группы улучшение здоровья оказалось недостоверным (Z = 5 < 9; Р > 0,05).

Наглядно эти изменения продемонстрированы на рисунке 4.

Рисунок 4 – Гистограмма показателей состояния здоровья школьников экспериментальной и контрольной группы до и после эксперимента

Подводя итоги эксперимента, есть основание сделать вывод о том, что применение методики комплексного воздействия, привело к повышению уровня здоровья испытуемых экспериментальной группы, количественно выраженного величиной суммарного балла. У 12 испытуемых (80%) улучшились показатели здоровья и лишь у 3 испытуемых (20%) они не изменились. Достоверность улучшения по критерию Вилкоксона (Z =15 > 0; Р < 0,01).