Энергетическая стоимость студенческого труда

умственный труд студентов

Установлено, что в студенческом возрасте завершается формирование организма, поэтому молодые люди обладают большими возможностями для серьезного физического труда, учебы, занятий спортом. Близок к завершению и процесс совершенствования двигательных функций. Энергетические затраты на единицу массы тела составляют 22-24 ккал/кг в сутки, то есть как у взрослого человека. Работа, связанная с умственной деятельностью, сопровождается изменением функционального состояния различных органов и систем организма. Мозговая ткань потребляет значительно больше кислорода, чем другие ткани тела. Если принять средний вес человека за 70 кг, а вес головного мозга -1,5-2 кг, что составляет 2-3% от веса тела, то потребление кислорода мозговой тканью достигает до 20% от общего потребления его всем организмом в покое. При этом мозг человека потребляет 40-50 кубических сантиметров кислорода в минуту.

Первичным и обязательным источником энергии для мозга является окислительный обмен глюкозы, потребление которого составляет около 80 мг в минуту. Необходимо знать, что в состоянии сна накапливаются богатые энергией фосфорные соединения, а при умственной работе они расщепляются, что проявляется в повышенном гликолизе и усиленном образовании молочной кислоты.

Учёными определено, что суточный расход энергии при умственной работе составляет в среднем 2500-3000 ккал. Интересны некоторые данные о расходах энергии во время умственной деятельности (по сравнению с состоянием покоя), представленные в таблице 6.3.

энергетическая стоимость труда

Завершается формирование топографии силы различных групп мышц, которое типично для взрослых людей, увеличиваются максимальные показатели силы (на 1 кг веса тела), скорости движений и другие уровни физических качеств. Однако формирование показателей быстроты и силы мышечных сокращений идёт не одновременно. Относительная величина силы различных мышечных групп формируется к 17 годам, а быстрота — к 15-летнему возрасту. К18-20 годам завершается формирование вегетативных функций и достигается высокий уровень их взаимодействия. К этому времени выносливость, одно из важнейших двигательных качеств, определяющих общую работоспособность человека, достигает высокого уровня. Поэтому в студенческом возрасте необходимо уделять большое внимание развитию различных форм выносливости.

Главным же источником энергии для мозга является окислительный процесс обмена глюкозы, потребление которой составляет приблизительно 80 мг в одну минуту. Метаболическая активность зависит от его функциональной деятельности. В состоянии сна накапливаются богатые энергией фосфорные соединения, а при усиленной умственной работе они расщепляются, что проявляется в повышенном содержании гликозы и усиленном образовании молочной кислоты. Возбуждение ЦНС приводит к увеличению образования аммиака, а угнетение ЦНС — к уменьшению его содержания в мозговой ткани. Изменение некоторых показателей газообмена может характеризоваться напряженностью умственной работы.

Так, наблюдения, проводимые над студентами, работающими с трудным материалом (книга, конспект — в период подготовки к экзаменам), привели к следующим результатам: при работе над первыми 8-ю страницами выделение углекислоты повысилось на 12% (по сравнению с состоянием покоя), после 16 страниц — на 20%, после 32 страниц — более чем на 35%.

Представляет интерес и динамика сердечно-сосудистой системы (ССС). При умственной работе увеличивается наполнение кровью сосудов мозга, происходит сужение периферических сосудов конечностей, расширение сосудов внутренностей, то есть сосудистые реакции обратны тем, которые характерны при мышечной нагрузке. Кратковременный интенсивный умственный труд усиливает частоту сердечных сокращений, особенно когда работа сопровождается нервно-эмоциональным напряжением, резко разрушающими факторами, условиями дефицита времени (а когда студенту «хватало времени»?!), отрицательного влияния внешних разрушителей и т. п. При долговременной умственной работе частота сердечных сокращений замедляется.

По исследованиям автора, показатели пульса в течение семестра, в день экзамена и после него в течение 2-3 дней представлены следующими данными: 70-74 уд./мин., 120— 150, 78-82. Изменения наблюдались и с показателями артериального давления: 118/75 мм рт. ст., 170/95 и 128/75. Такая закономерность говорит о том, что еще длительное время «рабочая доминанта» не угасает, не исчезает полностью, вызывая утомление. Исследования зарубежных ученых в определенной мере подтверждают наши данные: так, из 145 студентов Оксфорда, прекративших в учебном году занятия в университете из-за болезней, половина оказались психически неполноценными. При обследовании 90 тыс. студентов ФРГ психические и психоневрологические расстройства были обнаружены у 9,5%. В России более трети студентов страдают заболеваниями нервной системы, более 20% — гипертоники, не менее 80% школьников-старшеклассников имеют заметные отклонения в состоянии здоровья и недостаточное физическое развитие. Не менее половины требуют врачебного вмешательства для нормализации своих функциональных возможностей.

При длительном и направленном умственном труде наступает утомление — объективное состояние организма, при котором деятельность внешних органов чувств аномально: может возникнуть резкое кратковременное повышение или ослабление реакции организма до крайности: почти мгновенно исчезает из памяти только недавно усвоенное, снижается сила памяти, что ведет к состоянию, при котором представления, образы становятся расплывчатыми, «мысли убегают», пропадает желание трудиться, состояние организма длительно не восстанавливается.

Часто состояние утомления отождествляют с усталостью — субъективным чувством индивидуума, для которого характерны практически все перечисленные выше признаки, но они кратковременны, причины их известны: неудовлетворенность сделанным, неудачи, условия плохой организации мыслительного труда, эмоциональный подъем (к примеру: получение высокой оценки в день экзамена) и т. д. Необходимо особо отметить, что, к примеру, успешная сдача экзамена может еще больше мобилизовать студента, а «провал» может привести к депрессивному состоянию.

Умственный труд проходит в условиях недостаточной двигательной активности, что способствует развитию процессов торможения в коре больших полушарий и, как следствие, ухудшению общего самочувствия, понижению работоспособности, утомлению. Обратим внимание на признаки незначительного, значительного и резкого утомления (табл. 6.4).

Проявление первых признаков значительного, особенно резкого утомления — биологически необходимая защита от развития истощения организма, сигнал для прекращения работы, для реакции.

Волевым усилием можно заставить организм продолжать работу, что только отдалит (не ликвидирует!) утомление или, что намного опаснее, приведет к состоянию переутомления. Переутомлению присущи постоянное чувство усталости до начала работы, отсутствие интереса, апатия, повышенная неадекватная реакция, головная боль, головокружение, снижение аппетита, снижение веса тела, потливость, снижение сопротивляемости организма инфекциям и т. п.

внешние признаки утомления

Изменение умственной работоспособности, наблюдения в течение дня, недели, семестра и учебного года отражают соответствующие поставленным целям, задачам корреляционно связанные с состоянием организма периоды врабатывания, стабильной, высокой работоспособности в период ее снижения.

Начало учебного дня не отличается высокой эффективностью учебного труда. Период врабатывания — в пределах 10-30 минут. За этот период в коре головного мозга образуется рабочая доминанта. Важное значение имеет соответствующая установка — мотивация. Период высокой оптимальной работоспособности обычно не превышает 3 часов (1,5-3 часа). Изменения функционального состояния организма соответствуют содержанию, форме, виду, объему учебного труда. Далее наступает период снижения работоспособности или ее продолжение на требуемом уровне за счет волевых усилий в силу созданных условий деятельности. Объяснение этого явления кроется в суточной ритмике и связывается в основном с психическим настроением волевого характера (табл. 6.5).

показатели степени переутомления

Любая человеческая деятельность, а интеллектуальная особенно, психологически увязывается с влиянием жизненных, обусловленных требованиями трудового процесса ритмов и свойственных организму биологических колебаний. Для человека наибольшее значение имеют так называемые суточные ритмы, в процессе которых изменяются более пятидесяти (!) физиологических функций организма. В период бодрствования, активной деятельности показатели функционального состояния сердечно-сосудистой, эндокринной, мышечной, выделительной и других систем достигают самого высокого уровня, а в период отдыха, сна реализуются на необходимом уровне восстановительные процессы.

Достаточно многими исследованиями установлено деление студенческого контингента на студентов, отнесенных к «утреннему» типу, так называемых «жаворонков», отличающихся наиболее приподнятым настроением, высокой работоспособностью в утреннее и дневное время, и студентов «вечернего» типа — «сов», несколько заторможенных в первой половине дня, высокий уровень работоспособности которых начинается с 17-18 часов.

Из 400 обследованных немецким ученым Хампом было установлено, что у 35% тип «деловой активности» имеет смысл отнести к «вечерним», 17% — к «утренним», 485 — к «аритмичным» типам. Нет единого мнения по вопросу: «Заложены ли эти особенности в генетической программе или формируются на протяжении жизненных периодов?» Всегда надо помнить, что любой труд, а умственный особенно, и отдых в своем биоритме — залог не только высокой эффективности, но и сохранения высокого уровня здоровья. Идеальный вариант расписания -отдельно для «жаворонков», отдельно для «сов» — составить невозможно, и поэтому студенты-«совы», занимающиеся на дневной форме обучения, и студенты-«жаворонки», занимающиеся на вечерней, находятся в условиях высокого уровня мотивации и «волевого синдрома».

Известно, что мотив в деятельности человека — осознанное проявление активности, направленное на выполнение поставленных задач, что подтверждается исследованиями М. Я. Виленского (1992). Студентам предлагалось выполнять вычислительные операции в принудительном темпе. Одни требовали логики мышления, другие были менее сложными.

Условием эксперимента было продолжение работы до предела возможностей каждого испытуемого. В конечном итоге студенты, проявившие избирательное отношение вследствие интереса, эмоциональности, выполняли работу значительно дольше по времени, чем те, у которых этот мотив отсутствовал. Не менее интересен и результат другого эксперимента, в процессе которого студенты постоянно находились под влиянием воздействия информации о результатах их работы. Качественная эффективность выполняемых действий была лучше у тех, кто такую информацию получал.

Также важны результаты обследования студентов, ориентированных на систематическое усвоение и запоминание учебной информации (А), и тех, кто достаточно бессистемно работал в семестре, не выполнял общей установки, психологической настройки обучения в учебном заведении (Б). В период подготовки к экзаменам студенту Б необходимо более, чем в два раза «выложиться на финише», чем студенту А. Умственная работоспособность студентов изменяется в зависимости от психофизиологического состояния организма до начала работы, особенностей самой работы, ее организации и других причин. Независимо от времени деятельности (будь то академический час, учебный день, неделя, семестр, учебный год) учебный труд характеризуется различными периодами эффективности: врабатывания, устойчивой (оптимальной) работоспособностью и периодом ее снижения.

Учебный день: период врабатывания — до 15-30 минут. Этот период характеризуется образованием рабочей доминанты. Особое значение имеет установка, психологическая настройка. Второй период, длительностью 1,5-3 часа, обладает высокой степенью эффективности, который характеризуется максимальным использованием функциональных возможностей и изменениями в организме, которые адекватны требованиям учебной деятельности. Третий период — период полной компенсации начальных признаков утомления волевыми усилиями и положительной мотивацией. Далее наступает период несбалансированной компенсации, нарастает утомление (нарушается работа анализаторов, устойчивость внимания, оперативной памяти и др.). Следующий этап характеризуется прогрессирующим снижением работоспособности, резким снижением продуктивности и угасанием рабочей доминанты.

Рабочий день студента не заканчивается аудиторными занятиями: он включает время на самоподготовку. Второй подъем работоспособности объясняется не только суточной ритмикой, но и мотивацией, психологической установкой и использованием «волевого синдрома».

Учебная неделя: период врабатывания — понедельник; вторник-четверг — высокий уровень работоспособности, пятница-суббота — период ее снижения. Естественно, что эта закономерность изменится при вмешательстве различных факторов нервно-эмоционального направления, связанного, например, с выполнением ответственного задания, подготовкой к контрольной, семинару, зачету и т. п.

Работоспособность студентов в течение семестра, учебного года также подчинена изменениям в периодах врабатывания, оптимальной деятельности, снижения. Студенты обычно «входят в форму» (период пребывания) 3- 3,5 недели. Устойчивый характер работоспособности с высокой эффективностью длится приблизительно 10 недель. В декабре в периоды увеличения ежедневной нагрузки до 11-13 часов и более в сочетании с нервно-эмоциональным состоянием и переживаниями в периоды зачетной и экзаменационной сессий наблюдается снижение работоспособности. Ее высокий уровень достигается психологическим настроем, целевой мотивацией и, естественно, волевыми усилиями.

Зимние каникулы — период восстановления работоспособности. У спортсменов, в группах организованного активного отдыха работоспособность восстанавливается полностью. В группах отдыха самостоятельными формами — только на 60-70% от исходных данных. Период врабатывания во втором семестре — соответственно 5-7 дней и 12-16 дней. Устойчиво высокая работоспособность сохраняется почти до конца апреля. Снижение ее в конце апреля объясняется накоплением в течение учебного года многих отрицательных факторов и их кумулятивным негативным воздействием.

Таким образом, студенческий период является самым благоприятным этапом поступательного возрастного развития физических качеств и формирования двигательных умений и навыков, психофизическим оптимумом человека, когда результативность воздействия физических упражнений на организм оказывается весьма высокой. Вот почему физическая культура и спорт в этот период становятся важнейшим средством укрепления здоровья, природной биологической основой для формирования человека, эффективного учебного труда, овладения наукой.

В студенческом возрасте осуществляется и становление целостности интеллекта, происходит наиболее активное развитие сенсорно-перцептивных, психомоторных, речемыслительных и других функций, завершается основной цикл соматического формирования человека. В этот период отмечается наивысшая активность оперативной памяти и скорости переключения внимания.

Учебный процесс в вузе в значительной мере отличается от его школьной организации. В вузе нет повседневного контроля за выполнением заданий. Студенты имеют большую свободу в ведении самостоятельной работы, что создает определенные сложности при адаптации к учебно-трудовой деятельности. Кроме того, основными причинами, вызывающими трудности при переходе на вузовские формы обучения у студентов 1-го курса, являются: переход на лекционные формы обучения и необходимость конспектирования лекций; сложность практических и лабораторных занятий; работа с литературой; большой объем научной информации и отсутствие навыка обработки его, скорости чтения и конспектирования, систематизации материала, определения главного и второстепенного, схематичности изложения и т. д.

Регламентированное учебное время студентов, предусмотренное расписанием, находится, как правило, в пределах 6-8 часов. Время, затрачиваемое на самоподготовку, зависит от навыка интеллектуальной работы, уровня базовых знаний, умения организовать свой труд, а также психофизических характеристик личности (характера, темперамента, мотивационноценностных отношений к будущей профессии, физического состояния, работоспособности).

Установлено, что определённая часть студентов, особенно первокурсников, не умея правильно планировать свой бюджет времени, занимаются самостоятельной подготовкой и по выходным дням, что хорошо успевающие студенты в среднем затрачивают на самоподготовку на полтора-два часа больше, чем плохо успевающие студенты. Отличники начинают регулярно заниматься с начала семестра, все остальные долго «раскачиваются».

Особую значимость в бюджете времени студентов имеет свободное время. Согласно исследованиям, в среднем оно составляет от двух до трёх часов в день, используется по личной инициативе, а содержание его определяется интересами и склонностями личности.

Каждый семестр в вузе завершается зачётно-экзаменационной сессией, в процессе которой проверяется качество усвоения изучаемых предметов. При подготовке к экзаменам студенты не только повторяют и дорабатывают материал курсов, но и обобщают полученные знания, осмысливают методологию предмета, его систему, выделяют в нём основное и главное, воспроизводят общую картину и т. д. Учебно-трудовая деятельность в этот период проходит в условиях напряжения воли и сознания при значительном отвлечении от повседневной жизни.

Особенностью сдачи зачётов является то, что они проводятся на фоне продолжающихся учебных занятий. Это определяет повышение интенсивности учебного труда студентов на 30-50% по отношению к периоду обычных занятий. В период экзаменов, при средней продолжительности самоподготовки по 6-9 часов в день, интенсивность умственного труда студентов возрастает ещё больше — на 85-100%.

Следующий за экзаменами каникулярный отдых предусматривает восстановление сил студентов. И в этом случае лучшей формой является переключение с умственной деятельности преимущественно на физическую.

Изменение показателей газообмена, в определённой степени характеризующих, напряжённость умственной деятельности человека, прорабатывающего трудный учебный материал, показали, что при чтении первых восьми страниц выделение углекислоты возросло на 12% (по сравнению с состоянием покоя), после 16 страниц — на 20%, а после 32 — на 35% (В. М. Коган).

Между тем при умственной работе функции сердечно-сосудистой системы изменяются незначительно, с одновременным увеличением кровенаполнения сосудов мозга происходит сужение периферических сосудов конечностей и расширение сосудов внутренностей, то есть сосудистые реакции обратны тем, которые бывают при мышечной работе.

Кратковременная интенсивная умственная работа вызывает учащение сердечных сокращений, длительная работа, если она связана с эмоциональными факторами, нервно-психическим напряжением — замедление. При спокойной умственной деятельности частота пульса повышается на 7-8 уд./мин. Работа средней степени напряжённости повышает в среднем пульс на 10—13 уд./мин., а при сильном напряжении — до 23 уд./мин.

Наблюдение за студентами в период экзаменационных сессий показывает, что частота сердцебиения у них в это время устойчиво повышается до 88-92 уд./мин., против 76-80 уд./мин. в период учебных занятий. В день экзамена перед входом в аудиторию, где проходит экзамен, частота сердцебиения нарастала до 118-144 уд./мин. Артериальное давление повышалось до 135/85-155/95 мм против 115/70 мм в период учебных занятий. Психофизическое состояние студентов существенно изменяется даже в процессе ожидания экзамена. Частота пульса за 30-70 минут увеличивается на 20-23 уд./мин. Давление возрастает на 10-13 мм.

При эмоциональном напряжённом умственном труде дыхание становится неравномерным, может учащаться и углубляться, наблюдаются его кратковременные остановки. Насыщение крови кислородом снижается на 80%.

Изменяется морфологический состав крови — до 8-9 тысяч повышается количество лейкоцитов, уменьшается скорость свертывания крови (В. А. Колаев и др.). Нарушается терморегуляция организма, ведущая к усиленному потоотделению — более интенсивному при отрицательных эмоциях (страх, тревога), чем при положительных; усиливается обмен веществ (К. В. Володина).

В процессе относительно продолжительной работы снижается величина условных реакций, сглаживаются реакции на различные по силе раздражители, увеличивается время реакции, снижается устойчивость внимания. Наблюдается повышение возбудимости зрительного анализатора после небольшой и понижение после большой по интенсивности работы. Наибольшему напряжению подвергаются системы непосредственного запоминания и сосредоточения внимания.

При длительной и достаточно напряжённой работе наступает утомление, при котором деятельность органов чувств или ненормально повышается, или до крайности ослабляется; снижается сила памяти, следствием чего возникает «убегание» мыслей и быстрое исчезновение из памяти того, что незадолго было усвоено.

Умственная деятельность отличается ещё одной немаловажной особенностью — даже после её завершения мысли о ней не покидают человека, рабочая доминанта полностью не угасает, вызывая более длительное утомление.

По сути, утомление — это объективное состояние организма, а усталость — субъективное чувство индивидуума. Усталость может нарастать при неудовлетворенности работой, неудачах в ней. Наоборот, успешное завершение работы или какого-то её этапа снижает усталость. Чувство усталости снимается эмоциями, настроем, сосредоточением внимания, усилением интереса к работе.

Например, эмоциональный подъём в день экзамена бывает настолько большим, что временно снимает чувство усталости. Успешная сдача экзамена мобилизует студента, неудача же может привести к разочарованию и депрессии.

Бывают состояния усталости, при которых ещё можно совершать умственную работу, но в ней уже не обнаруживаются творческие начала, она становится шаблонной. Затем наступает другой период, сопровождаемый чувством напряжения, когда для выполнения работы необходимо волевое усилие. Дальнейшее продолжение работы приводит к появлению чувства неудовольствия, нередко носящего оттенок раздражения.

Известно, что снижение работоспособности в одном виде умственной деятельности может сопровождаться сохранением его эффективности в другом виде, но может быть и такое состояние общего утомления, при котором, например, ни занятия точными науками, ни чтение литературы, ни даже простой разговор оказываются не по силам — только неотвратимо хочется спать.

Следует учесть также, что умственный труд протекает в условиях малой двигательной активности. Это, в свою очередь, способствует развитию процессов торможения в сфере больших полушарий; возникают условия для повышенной утомляемости, снижения работоспособности, ухудшения общего самочувствия.

Повышение умственной работоспособности за счёт функционального перенапряжения весьма опасно для организма и, как правило, оказывает длительное неблагоприятное последствие.

При систематическом перенапряжении нервной системы возникает переутомление, для которого характерны: чувство усталости до начала работы, отсутствие интереса к ней, апатия, повышенная раздражительность, снижение аппетита, головокружение и головная боль. Объективными и глубокими признаками сильного переутомления являются: снижение веса, нарушение частоты сердцебиения и артериального давления, потливость, зуд кожного покрова, снижение сопротивляемости организма инфекциям, заболеваниям различного характера.

Еще несколько похожих статей с нашего сайта: