Влияние цифровой образовательной среды на психофизиологическое состояние старшеклассников

Массовое применение цифровых средств обучения в образовательном процессе способствует формированию интегрированной цифровой среды, или цифровой образовательной среды, характеризующейся созданием единого и открытого информационно-образовательного пространства. Информатизация школьного образования оказывает значительное влияние на организацию и проведение современного урока, увеличивает объем информации. Электронные устройства, применяемые в школах, способны обеспечить информационно-ресурсную базу, мобильность, интерактивность, дистанционность. Однако, в свою очередь, это влияет на интенсивность умственной нагрузки учащихся, при несоблюдении гигиенических правил способствует возникновению перенапряжения центральной нервной системы. Целью исследования стало изучение режима учебного дня и условий обучения, психоэмоционального состояния и уровня невротизации учащихся в условиях цифровой образовательной среды. Исследований, посвященных влиянию цифровизации на психофизиологическое здоровье старшеклассников, недостаточно, кроме того, они носят элективный характер: изучаются отдельные вопросы этой проблемы. Влияние интенсивной интеллектуальной нагрузки на состояние здоровья учащихся старших классов в условиях цифрового образовательного пространства требует углубленного изучения и гигиенического осмысления. В статье предпринята попытка рассмотреть вопрос изменения психофизиологического состояния старшеклассников через изучение режима дня и условий обучения в цифровой образовательной среде.

Введение

Необходимость окончательной цифровизации системы школьного образования в стране к 2025 году рассматривается как одна из главных задач государственной политики в области образования [8]. Цифровые средства обучения (ЦСО), применяемые в общеобразовательных организациях, способны обеспечить информационно-ресурсную базу, мобильность, интерактивность, дистанционность [1;12]. Такое образование повышает внутреннюю мотивацию учащихся к обучению, вызывает интерес к знаниям, обеспечивает возможность широкого выбора методов обучения. Однако при несоблюдении установленных гигиенических требований работа с ЦСО воздействует на психофизиологическое состояние ребенка [6;10;11]. Отмечаются такие нарушения, как депрессии, астенические состояния, обсессивно-фобические реакции, нарушения ночного сна. Согласно взглядам В.Д. Аносова и В.Е Лепского продолжительное влияние цифровой среды может неблагоприятно отражаться на эмоционально-волевой сфере человека [2;5]. Это объясняется тем, что характерными особенностями организма детей и подростков являются незрелость психических функций, гибкость, пластичность, подверженность различным влияниям, что делает их легкой мишенью для неблагоприятных воздействий информационной среды [7].

Неблагоприятное влияние школьных факторов усугубляется при комплексном и продолжительном воздействии цифровой образовательной среды. Развитие функциональных и хронических заболеваний школьников в значительной мере связано с интенсификацией учебного процесса, утомлением и переутомлением. Особенно это наблюдается у старшеклассников, которые длительное время проводят в цифровом образовательном пространстве. Влияние интенсивной интеллектуальной нагрузки на состояние здоровья учащихся старших классов в условиях цифрового образовательного пространства требует углубленного изучения и гигиенического осмысления.

Целью исследования стало изучение режима учебного дня и условий обучения, психоэмоционального состояния и уровня невротизации старшеклассников в условиях цифровой образовательной среды.

Материалы и методы исследования

В исследовании приняли участие 102 учащихся 10-11 классов трех общеобразовательных организаций города Нижнего Новгорода, участвующих в реализации федерального экспериментального проекта «Цифровая образовательная среда»: 10-е классы – 50 человек, 11-е классы – 52 человек.

Исследования проводились с помощью АПК «Истоки здоровья “Valeometer”» (свидетельство Роспатента № 2018610137 от 09.01.2018 г.). Эмоциональное состояние учащихся, работающих на уроке с нетбуком (НЕБ) и без него, оценивалось по методике А.Н. Лутошкина «Эмоциональная цветопись». Цель методики заключается в оценке учащимися при помощи цвета своего эмоционального состояния за определенный отрезок времени. Из шести основных цветов (зеленый, красный, оранжевый, желтый, синий и черный) необходимо выбрать один, характеризующий эмоциональное состояние подростка в данный момент. Цветопись не позволяет передать все многообразие оттенков настроения человека – для этого любой предлагаемый набор цветов будет недостаточен. Однако тот или иной цвет способен отразить зону преобладающего настроения. Интерпретация результатов проводилась по распространенности и соотношению цветов: красный – восторг; оранжевый – радость; желтый – приятно; зеленый – уравновешенность; синий – грусть; фиолетовый – тревожность; черный – уныние; белый – неопределенность.

Нервно-психическое состояние учащихся изучалось путем определения уровня невротизации с помощью методики, разработанной Братиславским научным институтом превентивной медицины и адаптированной для исследований в школах России. Тест включал две анкеты, одна из которых состояла из 15 вопросов и заполнялась учеником, другая содержала 13 вопросов и заполнялась родителем. В анкетах предлагалось оценить степень выраженности астенических и невротических состояний школьника по трехбалльной шкале. Уровень невротизации определялся по сумме баллов анкет: до 42 баллов – допустимый уровень, от 43 до 56 баллов – повышенный уровень, выше 56 баллов – высокий уровень.

Статистический анализ выполнен с помощью статистического пакета IBM SPSS Statistics, v. 26.0. Оценка соответствия нормальному распределению количественных переменных выполнена с помощью W-теста Шапиро-Уилка. Различия между группами оценивались по критерию χ2 Пирсона. Степень различий оценивалась с помощью коэффициента V Крамера. Интерпретация коэффициента выполнялась в соответствии с классификацией Rea&Parker. Критический уровень значимости определен как p <0,05.

Результаты

Согласно полученным данным 89,0% учащихся нравится работать с НЕБ на уроке: они компактны (малогабаритны), просты в использовании, процесс обучения становится наглядным и динамичным.

По результатам хронометражных наблюдений за учебной деятельностью 102 старшеклассников на 32 уроках математики (алгебра и геометрия), 26 уроках информатики и 24 уроках физики с использованием нетбуков (НЕБ) было обнаружено, что общая продолжительность работы за НЕБ составляла от 38±3 до 42±1 минут, что превышает санитарные требования[1]. Плотность уроков выше 35 минут достигала от 91,2% до 94,9%, что превышает оптимальную. Количество смен видов учебной деятельности составляло 1-2 значения, которые изменялись в течение урока через 18±2 минуты.

Анализировались показатели психоэмоционального состояния учащихся на уроках информатики в начале и в конце занятий с использованием НЕБ (4 урока) и без использования НЕБ (4 урока) с этими же учащимися для контроля. В начале урока с использованием НЕБ в психоэмоциональном состоянии учащихся наблюдается статистически значимо больше грустного, печального состояния и меньше спокойного, ровного (рис. 1). В конце урока наблюдается значимо больше тревожного, тоскливого состояния, при этом меньшая часть спокойного и ровного сохраняется (рис. 2). Причем в начале и в конце урока эта разница одинаковая (V>0,2). При сравнении показателей психоэмоционального состояния учащихся в начале и в конце урока без использования НЕБ отсутствует значимая динамика состояния.

Как показало исследование, на начало урока без использования НЕБ у большей части учащихся наблюдается значимо больше спокойного, ровного состояния. На уроках с использованием НЕБ, в свою очередь, значимо больше учащихся отличаются грустным, печальным состоянием. К концу урока значимо увеличивается количество человек с тревожным, тоскливым состоянием. Динамика по остальным состояниям не отличается заметной разницей на уроках с НЕБ и без НЕБ, и частотные характеристики остаются на соизмеримом уровне. 

Рис. 1. Психоэмоциональное состояние учащихся в начале урока 

Рис. 2. Психоэмоциональное состояние учащихся в конце урока 

Состояние эмоциональной нестабильности у школьников может приводить к возникновению неврозов. Исследуя динамику изменения уровней невротизации учащихся, можно сделать вывод, что за 2022-2023 учебный год повышенный уровень увеличился на 4,0% (рис. 3).

Рис. 3. Уровни невротизации старшеклассников

Обсуждение. Использование электронных устройств в общеобразовательных организациях характеризуется неоднозначным влиянием на организм старшеклассников. Прежде всего, это связано с интенсификацией учебных занятий, объемом получаемой информации. Ускорение темпа работы при работе с НЕБ, увеличение объема предъявляемой учащемуся информации повышают нагрузку на его нервную систему, вероятность выраженного утомления и возникновение психоэмоциональной неустойчивости. Повышенный уровень невротизации свидетельствует о напряжении центральной нервной системы старшеклассников.

Заключение

Школьный этап обучения учащихся совпадает с периодом их роста и развития. Именно в это время детский организм наиболее чувствителен к неблагоприятным факторам окружающей среде [3;9]. Нерациональное распределение компонентов режима дня увеличивает риск развития отклонений в состоянии их здоровья, что требует поиска здоровьесберегающих форм обучения, профилактической работы с учащимися в общеобразовательных организациях и домашних условиях. Недостаточный уровень подготовки педагогов по возрастной психофизиологии, гигиене детей и подростков, основам здоровья и здорового образа жизни вызывает у них затруднения при решении проблем когнитивного и психоэмоционального характера [4;13]. Таким образом, психолого-педагогико-гигиенические исследования, касающиеся цифровизации школьного образования, позволяют выявить проблемы, связанные с режимом, условиями обучения и психофизиологическим состоянием учащихся. 

1. Александрова И.Э. Гигиенические принципы и технология обеспечения безопасных для здоровья школьников условий обучения в цифровой образовательной среде // Вопросы школьной и университетской медицины и здоровья. 2018. № 3. С. 23-33.
2. Аносов В.Д., Лепский В.Е. Исходные посылки проблематики информационно-психологической безопасности // Проблемы информационно-психологической безопасности. Сборник статей и материалов конференции / Под ред. А. В. Брушлинского, В. Е. Лепского. М.: Изд-во Ин-та психологии РАН, 1996. С. 7-11.
3. Богомолова Е.С., Лангуев К.А., Котова Н.В. Некоторые аспекты состояния здоровья учащихся в связи с применением дистанционных образовательных технологий // Гигиена и санитария. 2022. № 3. С. 317-322.
4. Денисов Э.И. Роботы, искусственный интеллект, дополненная и виртуальная реальность: этические, правовые и гигиенические проблемы // Гигиена и санитария. 2019. № 1. С. 5-10.
5. Ежевская Т.И. Психологическое воздействие информационной среды на современного человека // Психопедагогика в правоохранительных органах. 2009. № 2. С. 38-41.
6. Кучма В.Р. Научные основы и технологии обеспечения гигиенической безопасности детей в «цифровой школе» // Гигиена и санитария. 2019. № 98. С.1385-1391.
7. Лангуев К.А. Гигиеническая оценка влияния цифровых средств обучения на умственную работоспособность и психоэмоциональное состояние старшеклассников общеобразовательных организаций // Материалы XIII Всероссийского съезда гигиенистов, токсикологов и санитарных врачей с международным участием, посвященного 100-летию основания Государственной санитарно-эпидемиологической службы России «Развивая вековые традиции, обеспечивая «Санитарный щит» страны» (г. Москва, 26–28 октября 2022 г). Мытищи: Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана, 2022. С. 40-43.
8. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 02.12.2019 г. № 649 «Об утверждении Целевой модели цифровой образовательной среды», зарегистрированный Министерством юстиции Российской Федерации от 24.12.2019 г. № 56962.
9. Суворова А.В. Якубова И.Ш. Медицинское сопровождение школьников в общеобразовательных организациях при внедрении в учебный процесс инновационных технологий обучения // Профилактическая и клиническая медицина. 2018. № 3. С. 34-41.
10. Шибкова Д.З. Влияние технологий цифрового обучения на функциональные и психофизиологические ответы организма: анализ литературы // Science for Education Today. 2021. № 3. С. 125-141.
11. Cassidy-Bushrow A.E. Time Spent on the Internet and Adolescent Blood Pressure // J Sch Nurs. 2015. № 31. P. 374-84.
12. Krumsvik R.J. Everyday Digital Schooling – implementing tablets in Norwegian primary school: Examining outcome measures in the first cohort // Nordic Journal of Digital Literacy. 2018. № 13. P.152-176.
13. Languev K.A., Langueva Е.V., Bogomolova E.S. Una vision del entorno digital a look at the digital environment from a hygienic point of view //Trends in the development of sciense and Global challenges: Themed collection of papers from Foreign International Scientific Conference, Managua (Nicaragua), 15 апреля 2023 года. Managua (Nicaragua): INIH «Desarrollo nacional», 2023. P. 37-40.