Физиология умственной работоспособности детей младшего школьного возраста

Понятие «умственная работоспособность»

Под работоспособностью принято понимать способность человека развить максимум энергии и, экономно расходуя ее, достичь поставленной цели при качественном выполнении умственной или физической работы. Это обеспечивается оптимальным состоянием различных физиологических систем организма при их синхронной, скоординированной деятельности. Выделяют физическую и умственную работоспособность.

Умственная работоспособность — это способность воспринимать и перерабатывать информацию, потенциальная способность человека выполнить в течение заданного времени с максимальной эффективностью определенной количество работы, требующей значительной активации нервно-психической сферы субъекта (6, с.257).

Физиологические и биоритмологические основы умственной работоспособности

Умственная работоспособность тесно связана с возрастом: все показатели умственной работоспособности возрастают по мере роста и развития детей. За равное время работы дети 6−8 лет могут выполнить 39−53% объема заданий, выполняемых 15−17-летними учащимися. При этом и качество работы у первых на 45−64% ниже, чем у вторых.

Темп прироста скорости и точности умственной работы по мере увеличения возраста нарастает неравномерно и гетерохронно, подобно изменению других количественных и качественных признаков, отражающих рост и развитие организма.

Годичные темпы нарастания показателей умственной работоспособности от 6 до 15 лет колеблются в пределах от 2 до 53%.

Скорость и продуктивность работы за первые три года обучения нарастают одинаково на 37 — 42% по сравнению с уровнем этих показателей при поступлении детей в школу. За период от 10 — 11 до 12 — 13 лет продуктивность работы увеличивается на 63%, а качество — точность ее лишь на 9%. В 11 — 12 лет (V — VI классы) наблюдается не только минимальный темп прироста качественного показателя (2%), но и ухудшение его в значительном числе случаев по сравнению с предыдущими возрастами. В 13 — 14 (девочки) и 14 — 15 лет (мальчики) темп нарастания скорости и продуктивности работы снижается и не превышает 6%, в то время как прирост качества работы возрастает до 12%. В 15 — 16 и 16 — 17 лет (IX — Х классы) продуктивность и точность работы возрастают на 14 — 26%.

Во всех возрастах учащимся с отклонениями в состоянии здоровья присущ более низкий уровень умственной работоспособности по сравнению со здоровыми детьми и коллективом класса в целом.

У здоровых детей 6 — 7 лет, поступающих в школу с недостаточной готовностью организма к систематическому обучению по ряду морфофункциональных показателей, работоспособность также оказывается ниже и проявляет меньшую устойчивость по сравнению с детьми, готовыми к обучению, быстро к нему адаптирующимися и успешно справляющимися с возникающими трудностями. Однако устойчивость работоспособности у этих детей, в отличие от ослабленных школьников, повышается обычно уже к концу первого полугодия (31, с.97−98).

Во всякую работу, в том числе и в умственную, организм человека и особенно ребенка включается не сразу. Фаза мобилизации — исходное, предрабочее, «предстартовое» состояние. Содержание этой фазы — подготовка к выполнению конкретной задачи и мобилизация функциональных возможностей организма.

Необходимо некоторое время вхождения в работу. Это фаза врабатывания. В эту фазу количественные (объем работы, скорость) и качественные (количество ошибок — точность) показатели работы часто то асинхронно улучшаются, то ухудшаются, прежде чем каждый из них достигнет своего оптимума. Подобные колебания — поиск организмом наиболее экономичного для работы (умственной деятельности) уровня — проявление саморегулирующейся системы.

За фазой врабатывания следует фаза оптимальной работоспособности, когда относительно высокие уровни количественных и качественных показателей согласуются между собой и изменяются синхронно. Положительные изменения высшей нервной деятельности коррелируют с показателями, отражающими благоприятное функциональное состояние других физиологических систем.

Спустя некоторое время, меньшее у учащихся 6 — 10 лет и большее у подростков, юношей и девушек, начинает развиваться утомление и проявляется третья фаза работоспособности. Утомление проявляется сначала в несущественном, а затем в резком снижении работоспособности. Этот скачок в падении работоспособности указывает на предел эффективной работы и является сигналом к ее прекращению. Падение работоспособности на первом ее этапе выражается снова в рассогласовании количественных и качественных показателей: объем работы оказывается высоким, а точность — низкой. На втором этапе снижения работоспособности согласованно ухудшаются оба показателя. На первом этапе снижения работоспособности регистрируется дисбаланс возбудительного и тормозного процессов в сторону преобладания возбудительного процесса (двигательное беспокойство) над активным внутренним торможением.

На этапе резкого снижения работоспособности еще стремительнее ухудшается функциональное состояние центральной нервной системы: развивается охранительное торможение, которое внешне проявляется у детей и подростков в вялости, сонливости, в потере интереса к работе и отказе ее продолжать, часто в неадекватном поведении.

Развивающееся утомление — естественная реакция организма на более или менее длительную и интенсивную нагрузку. Нагрузка, вызывающая утомление, необходима. Без этого немыслимо развитие детей и подростков, их тренировка, адаптация к умственным и физическим нагрузкам. Но планирование и распределение этих нагрузок необходимо проводить квалифицированно, с учетом возрастно-половых, морфофункциональных особенностей школьников (31, с.99−101).

В период организованного активного отдыха восстановительные процессы не только обеспечивают возвращение работоспособности к исходному — дорабочему уровню, но могут поднять ее выше этого уровня. Вместе с тем тренированность возникает тогда, когда очередная нагрузка следует за восстановлением и упрочением показателей после предыдущей работы, хроническое же истощение — когда очередная нагрузка следует до того, как восстановление работоспособности достигло своего исходного уровня. Чередование умственной работы с физической, переключение с одного вида деятельности на другой, прекращение умственной работы детей и подростков в момент начавшегося резкого снижения работоспособности (недалеко еще зашедшей стадии утомления) и последующая организация активного отдыха способствуют восстановлению функционального состояния центральной нервной системы.

Систематическим выполнением работы (учебных занятий, трудовой деятельности) в пределах возрастных нормативных границ продолжительности достигается совершенствование умственной работоспособности.

Умственная работоспособность определяется и биологическим ритмами. Так, если человек «жаворонок», то наивысший уровень умственной работоспособности у него приходится на первую половину дня, утро; если же — «сова», то умственная работоспособность особенно высока во вторую половину дня, вечером, иногда даже ночью.

Так, согласно биологическим ритмам, к середине сентября все показатели работоспособности школьников 7 — 18 лет достигают значительно более высокого уровня по сравнению с тем, который был в мае, перед окончанием учебного года. Одна и та же дозированная умственная работа у школьников одного и того же возраста влечет осенью меньшую степень утомления, чем весной. При этом осенью оказывается также выше сопротивляемость утомлению и степень ее восстановления. Зимой уровень работоспособности низкий, по сравнению с весной и осенью.