Влияние компьютера на функциональное состояние организма и здоровье учащегося

Результаты многочисленных исследований факторов воздействия средств новых технологий на здоровье школьника, полученные медиками, физиологами и психологами, позволяют утверждать, что большая часть негативных последствий обусловлена в основном человеческим фактором и связана с невыполнением педагогико-эргономических и физиолого-гигиенических условий организации учебного взаимодействия при эксплуатации систем, реализованных на базе данных технологий.

Медики обеспокоены тем, что среди пользователей ПК выявлен новый тип заболевания — синдром компьютерного стресса (СКС) оператора дисплея, сопровождаемый головной болью, воспалением глаз, аллергией, раздражительностью, вялостью и депрессией.

Симптомы заболевания разнообразны и многочисленны, например:

· физические недомогания: сонливость; утомляемость; усталость (не проходит даже после отдыха); головные боли после работы; головные боли в области глаз (глазные боли); головные боли в области надбровий и лба; головные боли в затылочной, боковых и теменной частях головы; боли в нижней части спины, в области бедер, в ногах; чувство покалывания, онемения; боли в руках, запястьях и кистях; напряженность мышц верхней части туловища (шея, спина, плечи, руки);

· заболевания глаз: быстрая утомляемость; острая боль; жжение; зуд; слезливость; частое моргание; ощущение натертости;

· нарушения визуального восприятия: неясность зрения на дальнем расстоянии сразу после работы за компьютером («пелена перед глазами»); неясность зрения на близком расстоянии (изображение на экране плохо фокусируется зрительной системой); усиление неясности зрения в течение дня; возникновение двойного зрения (изображение на экране двоится); очки становятся «слабыми»;

· ухудшение сосредоточенности и работоспособности (очень часто оказывается следствием визуальных нарушений): сосредоточенность достигается с трудом (невозможно сохранить внимательность в течение длительного времени); раздражительность во время и после работы; сложность фокусировки зрения, пропуски строк, слов, ввод повторных строк; ошибки при заполнении колонок («непопадание»), перестановка цифр местами.

Причинами разнообразных симптомов СКС, по мнению медиков, являются следующие основные факторы:

· неправильная работа глаз и неверное положение тела;

· использование несоответствующих очков или контактных линз;

· неправильная организация рабочего места;

· суммирование физических, умственных и визуальных нагрузок.

Выделим три группы основных факторов, которые могут повлиять на здоровье пользователя персонального компьютера и расположим их по убыванию вредности:

· первая группа факторов определяется визуальными параметрами дисплея в сочетании со световыми характеристиками помещения и оказывает негативное влияние на зрение;

· вторая группа факторов вызвана прежде всего наличием электростатического и электромагнитного полей компьютера, дисплея и других периферийных устройств, электромагнитного поля радиочастот, состоянием воздуха в помещении, что приводит к появлению рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного излучения и электромагнитных полей;

· третья группа факторов вызвана несоблюдением эргономических параметров рабочего места, что, в свою очередь, приводит к скелетно-мышечному дискомфорту.

Первая группа факторов — влияние на зрение. Важнейшей частью персональных компьютеров является дисплей (видео дисплейный терминал (ВДТ), экран, монитор). Люди, работающие на компьютерах каждый день, безусловно, подвержены риску проявления компьютерного зрительного синдрома (общепринятое сокращение — CVS). Фактически CVS стал наиболее широко распространенной проблемой здоровья в мире, связанной с применением ЭВМ.

Многими исследователями уже доказан тот факт, что работа с ВДТ сопряжена со значительным зрительным напряжением; работа с ними тяжелее, чем с бумажными текстами. Картинка на экране монитора по характеристикам не соответствует тому, к чему приспособлены наши глаза; соответственно зрение у сидящих за монитором портится.

Рассмотрим основные отличия печатного текста и текста, представленного на экране монитора. Считывание текста, таблиц, графиков с экрана отличается от чтения той же информации с листа бумаги по нескольким причинам:

· при работе с дисплеем пользователь целиком зависит от положения дисплея, тогда как при чтении печатной продукции легко можно изменить положение листа для наиболее комфортного восприятия информации. Следует также отметить, что расстояние между глазами и экраном и направление взгляда не могут быть изменены по желанию и часто отличаются от условий чтения печатного текста.

· при работе с бумажным носителем информации в глаза поступает отраженный свет, а при работе с ВДТ глазами воспринимаются самосветящиеся объекты (точки).

· текст на бумаге является неизменным, изображение непрерывно, при чтении текста отсутствует мерцание, а текст на экране периодически обновляется в процессе сканирования электронного луча по поверхности экрана, изображение на ВДТ дискретно (частота составляет 50...70 Гц и выше). Мерцание вызывает достаточно низкая частота обновления изображений. Нечеткое изображение на экране ВДТ приводит к постоянной под настройке хрусталика глаза, связанной с поиском оптимума зрительного восприятия, что может повлечь за собой переутомление мышечного аппарата глаза и последующее снижение зрения.

· монитор надолго приковывает к себе внимание оператора, что является причиной длительной неподвижности глазных и внутриглазных мышц, в то время как они нуждаются в динамическом режиме работы. Это приводит к их ослаблению. При чтении текста на бумаге мы концентрируем взгляд на поверхности листа, а текст, который мы читаем с экрана компьютера, расположен в глубине экрана, в плоскости, отличной от плоскости экрана.

· длительная работа с персональным компьютером требует повышенной сосредоточенности, что приводит к большим нагрузкам на зрительную систему пользователя. Развивается зрительное утомление (зрительная астенопия), которое способствует возникновению близорукости, головной боли, раздражительности, нервного напряжения и стресса.

Отметим еще несколько негативных аспектов, которые неизбежны при работе с ВДТ и вызывают напряжение зрительных функций:

· необычный контраст между фоном и символами на экране ВДТ;

· символы на экране не имеют такой четкости, как печатный текст;

· символы на экране часто имеют непривычную форму;

· фокусировка горизонтального взгляда труднее, чем взгляда, направленного вниз;

· осознанное или бессознательное восприятие дрожания или мелькания изображения;

· различные отражения на экране, причем негативное влияние этого фактора усиливается, если компьютер установлен неправильно или его поверхность лишена антибликового покрытия.

Эти практически неустранимые факторы существенно затрудняют зрительное восприятие и часто усугубляются качеством используемых машин. Светотехнические параметры монитора, размеры экрана и символов, контраст, цвет, яркость экрана, скорость смены информации, частота смены кадров, месторасположение клавиатуры, вводимой информации, частота перевода взгляда и общая освещенность в помещении влияют на состояние зрения: малые параметры ухудшают восприятие, а слишком большие вызывают раздражение.

Признаком проявления CVS является любой из следующих симптомов: напряжение глаз, головные боли, раздвоение изображение, усталые, красные или сухие глаза, возрастающее раздражение глаз, временная близорукость, случайное «смазывание» изображений на экране, изменение в цветовом восприятии. Отметим еще несколько важнейших характеристик монитора, на которые учителю следует обращать внимание и при покупке компьютеров, и в процессе эксплуатации техники:

· уровни электромагнитного излучения в инфракрасном, микроволновом, ультрафиолетовом, рентгеновском диапазонах;

· уровень общей освещенности экрана;

· характеристики яркости и контрастности изображения;

· четкость и стабильность изображения;

· размер знаков.

Занятия с использованием компьютера могут создавать зрительные перегрузки при той же напряженности и длительности учебной деятельности, которая соответствует гигиеническим нормам, разработанным применительно к традиционным видам учебной нагрузки. Для того чтобы избежать напряжения глаз, экран, тетрадь (учебник) должны располагаться в одной плоскости либо таким образом, чтобы при работе на ЭВМ был обеспечен минимальный по протяженности зрительный маршрут. Оптимальное расстояние глаз учащихся до экрана ПЭВМ или ВДТ должно составлять 60...70 см, допустимое — не менее 50 см.

Если у взрослых пользователей периодический отдых позволяет через некоторое время полностью восстановить зрительные функции, то у детей в возрасте до 14... 15 лет CVS может привести к устойчивой потере зрения (близорукости). Поэтому надо предпринять все меры безопасности при работе с дисплеями.

Вторая группа факторов — рентгеновское, ультрафиолетовое, инфракрасное излучение, электромагнитные поля. Системные блоки компьютеров, электроннолучевые трубки (ЭЛТ) дисплеев, как и телевизионные устройства, а также другие периферийные устройства генерируют рентгеновское, ультрафиолетовое, инфракрасное излучение и электромагнитные поля в широком диапазоне частот. Однако, даже в самых плохих ЭЛТ-дисплеях интенсивность рентгеновского, СВЧ и светового излучения ниже биологически активных уровней.

Рентгеновское излучение возникает в результате столкновения пучка электронов с внутренней поверхностью экрана электроннолучевой трубки. Обычно стекло кинескопа непрозрачно для рентгеновского излучения. У нормально работающего дисплея уровни излучения не превышают уровень обычного фонового излучения и намного ниже допустимого уровня. По мере удаления дисплея доза излучения уменьшается в геометрической прогрессии. Жители гор всю жизнь подвергаются более сильному рентгеновскому излучению, чем те, кто работает на компьютере с дисплеем.

Источник электростатического поля — положительный потенциал, подаваемый на внутреннюю поверхность экрана для ускорения электронного луча. С наружной стороны к экрану притягиваются отрицательные частицы из воздуха, которые при нормальной влажности обладают некоторой проводимостью. Если внешняя поверхность экрана заземлена, то отрицательный заряд на ней снижает напряженность электростатического поля на О... 50 % для сухого воздуха и более чем на 50 % для влажного.

Современный человек постоянно находится под воздействием электромагнитных полей. Любой электрический бытовой прибор создает переменные электромагнитного поля.

Рассмотрим влияние на организм человека электромагнитных полей. Доказано, что электромагнитное излучение низкой частоты в первую очередь негативно влияет на центральную нервную систему, вызывая головные боли, головокружение, тошноту, депрессию, бессонницу, отсутствие аппетита, возникновение стресса. Причем нервная система реагирует даже на короткие по продолжительности воздействия относительно слабых полей: изменяется гормональное состояние организма, нарушаются биотоки мозга. Особенно страдают от этого процессы обучения и запоминания. Низкочастотное электромагнитное поле может явиться причиной кожных заболеваний, стимулировать болезни сердечнососудистой системы и кишечно-желудочного тракта.

Уровни электромагнитных излучений мониторов, считающиеся безопасными для здоровья, регламентируются нормами Шведского национального комитета по измерениям и испытаниям, которые считаются базовыми. Российский нормативный документ Госкомсанэпид надзора «Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам и ПЭВМ и организация работ» полностью совпадает в части уровней электромагнитного излучения с требованиями Шведского национального комитета.

На современном рынке самыми безопасными считаются дисплеи с установленной защитой по методу замкнутого металлического экрана. Этот физический принцип реализуется путем создания дополнительного металлического внутреннего корпуса, замыкающегося на встроенный защитный экран. В результате таких мер электрическое и электростатическое поля удается понизить до фоновых значений уже на расстоянии 5... 7 см от корпуса, а в сочетании с системой компенсации магнитного поля такая конструкция обеспечивает максимальную безопасность для пользователя.

Жидкокристаллические мониторы можно назвать подлинно зелеными устройствами, сберегающими здоровье людей и потребляющими значительно меньше энергии (в 5 раз меньше), чем их электроннолучевые «собратья». Такие мониторы имеют гораздо меньший спектр излучений, причем основная его часть приходится на видимый свет. Без особых опасений за здоровье с ними могут работать и дети. Идеально плоская поверхность позволяет избежать искривления линий, мерцания, поэтому нагрузка на зрение пользователя будет ниже, а продуктивность — выше. Жидкокристаллические мониторы удобно использовать в условиях высокой запыленности воздуха или, наоборот, в помещениях с повышенными требованиями к чистоте, поскольку такие мониторы не накапливают вокруг себя пыль, которую усердно собирают ЭЛТ благодаря электростатическому полю.

При гигиеническом обследовании кабинетов информатики ученые обратили внимание на насыщенность их полимерными, синтетическими и лакокрасочными материалами. Это приводит к дополнительному загрязнению воздушной среды помещений вредными химическими веществами, особенно при повышении температуры и изменении влажности воздуха, которые обусловливаются работой компьютеров.

Результаты исследований внешней среды в помещениях, где находятся компьютеры, показали, что к концу занятий концентрация углекислого газа в 2 раза превышает допустимый показатель концентрации, а количество нетоксичной пыли увеличивается в 2 —4 раза сверх допустимого уровня. Увеличивается и содержание аммиака в воздухе.

Известно, что работа видеотерминалов способствует появлению озона. Концентрации его, как правило, не превышают допустимой концентрации для воздуха рабочей зоны. Однако установлено, что в плохо проветриваемых помещениях концентрации озона могут быть равны допустимым показателям и даже превышать их.

Доказано, что по бактериальному составу воздух учебных помещений, как правило, оказывается практически чистым — общее микробное число не превышает допустимых величин.

Возможное комбинированное воздействие всех перечисленных факторов на человека. Обобщая различные данные, можно сделать вывод о том, что даже малая интенсивность каждого фактора при наложении их влияний может привести к непредсказуемым последствиям.

Третья группа факторов — скелетно-мышечный дискомфорт. Любая работа или деятельность, требующая фиксированной позы в течение длительного времени, может приводить к скелетно-мышечному дискомфорту. Основные рабочие элементы: монитор, клавиатура, мышь, рабочая поверхность, рабочая мебель, общая освещенность и микроклимат в помещении.

Нередко у людей, работа которых связана с интенсивным применением клавиатуры и мыши, возникает боль в запястьях (в том числе из-за неправильной позы — локти и колени должны находиться под углом 90°), предплечье и шее. Это заболевание мягких тканей, оно связано с повторяющимися движениями, фиксированным положением тела, неудобной позой и чрезмерной нагрузкой.

Заболевания включают в себя болезни нервов, мышц и сухожилий в области кистей, запястья, предплечья и локтевого сустава, плеч, шейного и поясничного отделов позвоночника из-за неизменной рабочей позы.

Уменьшить или даже полностью устранить такой дискомфорт можно эргономический правильный выбор конструкции рабочего места, применением регулируемой мебели (кресла, стола для дисплея, подставки для ног) с закругленными краями опорных поверхностей, правильной установкой дисплея и клавиатуры, а также соответствующим оборудованием рабочего места.

Другой важный объект эргономической оптимизации — клавиатура. Для младших школьников разработаны специальные типы клавиатур, соответствующие анатомо-физиологическим особенностям детского организма.

Выделим следующие общие требования к клавиатуре:

· форма клавиш должна соответствовать анатомическому строению пальцев рук школьника (с вдавленной поверхностью в центре клавиши);

· размер клавиш должен быть не менее 13 мм, а более целесообразен — 15 мм;

· расстояние между клавишами должно быть одинаковым, при слишком малых расстояниях увеличивается вероятность совместного нажатия или «проскока» клавиши;

· сопротивление хода всех клавиш должно быть строго нормированным и, самое главное, одинаковым;

· поверхность клавишей должна быть защищена от стирания и иметь антибликовое покрытие.

Имеются данные и о том, что улучшаются функции концентрации внимания школьников после работы за дисплеем длительностью до 40 мин.

Обобщив приведенные ранее материалы, приведем рекомендации для пользователей ПЭВМ, с которыми следует ознакомиться учителям, проводящим занятия в кабинете информатики.

Общие рекомендации пользователям.

1. Отрегулируйте яркость и контрастность экрана (если можно) до получения приятного вам и комфортного вида изображения.

2. Экран дисплея должен быть расположен так, чтобы вы смотрели прямо и слегка вниз.

3. Расположите экран дисплея под прямым углом к окнам и не прямо под источниками верхнего освещения, для того чтобы избежать бликов и отражений.

4. Выключайте монитор, когда вы не используете его.

5. Отрегулируйте свое кресло так, чтобы оно поддерживало вашу спину и не оказывало давления на подколенный сустав, в то время как ваши ноги будут прочно расположены на полу или на подставке для ног.

6. Положите свои рабочие материалы так, чтобы их легко было достать.

7. Отрегулируйте клавиатуру так, чтобы ваши руки были расслаблены и удобно расположены при работе.

8. Расположите руки так, чтобы избежать перегибов запястья при нажатии на наиболее часто используемые клавиши.

9. Пользуйтесь специальными принадлежностями — подставками для ладоней или запястий, подставками для ног и т.д.

10. Включите проверку зрения в вашу персональную программу охраны здоровья.

11. Часто моргайте, чтобы защитить глаза от сухости.

12. Время от времени переводите взгляд от экрана на удаленные объекты и обратно.

13. В течение дня вставайте и потягивайтесь или изменяйте позу.

14. Содержите экран дисплея в чистоте.