Республиканская научно – практическая конференция

«От исследования – к научному поиску»

Название секции: Естественно - научная

Название работы: «Влияние биоритмов на умственную работоспособность школьников»

Автор работы: Предбаникова Валерия

учащаяся 9 класса

МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко»

Руководитель: Лобинцева Нэлла Ивановна

учитель биологии

МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко»

 Приютное

2018г.

Содержание

Введение ______________________________________________________3-4

1.Основная часть

Глава I. Исследование биоритмов человека в теории и практике

1.1      Анализ литературы по проблеме исследования__________________5-7

1.2    Классификация биоритмов__________________________________ _7-12

Глава II  Методика исследования биоритмов на умственную работоспособность учащихся МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко»

2.1 Определение биологического профиля учащихся_________________ 12-13

2.2 Влияние биоритмов на успеваемость учащихся___________________13-14

Заключение___________________________________________________15-16

Список литературы____________________________________________17

Приложения

Введение

         Данное  исследование актуально в настоящее время, так как современная жизнь, научно-технический прогресс предъявляют серьёзные требования к образованию и обучению в школах. Для того, чтобы соответствовать современным требованиям, нужно много трудиться, обладать активной жизненной позицией, мотивацией к обучению, а также иметь хорошее здоровье и работоспособность. Поэтому человеку важно учитывать свои индивидуальные биоритмы при разработке и обосновании различных режимов деятельности, так как они могут влиять на работоспособность.

       Изучением ритмов активности и пассивности, протекающих в нашем организме, занимается особая наука – биоритмология. Биологические ритмы или биоритмы – это более или менее регулярные изменения интенсивности различных биологических процессов.

       В последние три десятилетия во всем мире отмечается повышенный интерес к изучению ритмической организации процессов в организме в условиях нормы. В нашей стране опубликованы крупные работы, посвященные проблемам биоритмологии.

      Интерес к проблемам биоритмологии вполне закономерен, поскольку ритмы господствуют в природе и охватывают все проявления живого - от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма и даже популяций и экологической системы.

        Но до последнего времени природа и основные физиологические свойства биологических ритмов не выяснены, хотя понятно, что они имеют в процессах жизнедеятельности живых организмов очень большое значение.

      В связи с этим необходимо четко представлять сущность биоритмов, их роль и функции в жизни человека. 

      Проблема исследования заключается в необходимости определять влияние

биологического ритма на  умственную работоспособность обучающихся для построения оптимального режима дня без вреда для здоровья.

      Цель исследования: изучение влияние биологических ритмов на умственную работоспособность учащихся.

      Задачи исследования:

1.     Изучить литературу о влиянии биоритмов на работоспособность учащихся.

2.     Определить к какому типу биологического ритма относятся учащиеся      МКОУ «Приютненского лицея  им. И. Г. Карпенко».

3       Проанализировать полученные  результаты  и разработать  рекомендации для поддержания оптимальной умственной работоспособности.

         Гипотеза исследования. Если исследовать биологические ритмы учащихся, сопоставить с качеством успеваемости,  то тогда можно внести изменения в учебный процесс, предложить школьникам оптимальный вариант труда и отдыха.

Предмет исследования: влияние биологических ритмов на умственную работоспособность учащихся.

Объект исследования: учащиеся МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко»

    Методы исследования: теоретические методы (анализ), практические методы, исследования (тестирование, анкетирование).

   Практическая значимость работы представлена разработкой рекомендаций для поддержания оптимальной умственной работоспособности.

Новизна:  впервые проводится на базе МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко»

База исследования: МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко»

Структура работы: научно – исследовательская работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.

Глава I. Исследование биоритмов человека в теории и практике

1.1           Анализ литературы по проблемам исследования

         О существовании биологических ритмов людям известно с древних времен. Уже в «Ветхом Завете» даны указания о правильном образе жизни, питании, чередовании фаз активности и отдыха. О том же писали ученые древности: Гиппократ, Авиценна и другие. В частности, в Древнем Китае, по данным летописи «Цио-Чжуань» (722-463 гг. до н.э.), при иглоукалывании определённых точек тела учитывали суточную ритмику чувствительности тех или иных органов в зависимости от циркуляции жизненной энергии, последовательно вовлекающей те или иные органы человека.

       Основателем хронобиологии - науки о биоритмах, принято считать немецкого врача Христофора Вильяма Гуфелянда, который в 1797 году обратил внимание коллег на универсальность ритмических процессов в биологии: каждый день жизнь повторяется в определенных ритмах, а суточный цикл, связанный с вращением Земли вокруг своей оси регулирует жизнедеятельность всего живого, включая организм человека.

        Первые систематические научные исследования в этой области начали проводиться в начале XX века, в том числе российскими учеными И.П. Павловым, В. И. Вернадским, А.Л. Чижевским и другими.

         К концу XX века факт ритмичности биологических процессов живых организмов по праву стал считаться одним из фундаментальных свойств живой материи и сущностью организации жизни. Но до последнего времени природа и все физиологические свойства биологических ритмов не выяснены, хотя понятно, что они имеют в процессах жизнедеятельности живых организмов очень большое значение. Поэтому исследования биоритмов пока представляют собой процесс накопления информации, выявления свойств и закономерностей методами статистики.

     В результате в науке о биоритмах возникло два научных направления: хронобиология и хрономедицина.

        Советские ученые Ф.И. Комаров и С.И. Рапопорт в своей книге «Хронобиология и хрономедицина» дают следующее определение биоритмов: «Ритм представляет собой характеристику периодической временной структуры. Ритмичность характеризует как определенный порядок временной последовательности, так и длительность отрезков времени, поскольку содержит чередование фаз различной продолжительности».

        Одной из основных работ в этой области можно считать разработанную хронобиологом Ф. Хальбергом 1964 году классификацию биологических ритмов.

       По поводу природы биоритмов было высказано множество гипотез, производились многочисленные попытки определить ещё целый ряд новых закономерностей. Вот некоторые из них.

         Шведский исследователь Э. Форсгрен (E. Forsgren) в опытах на кроликах обнаружил суточный ритм гликогена и желчеобразования (1930).

       Советские ученые Н.Е. Введенский, А.А. Ухтомский, И.П. Павлов и В.В. Парин осуществили попытку теоретически обосновать механизмы возникновения ритмических процессов в нервной системе и показали, что колебания характеристик состояния нервной системы определяются прежде всего ритмами возбуждения и торможения.

       В 1959 году Юрген Ашофф, впоследствии директор Планковского Института физиологии поведения в Андексе (Германия), обнаружил закономерность, которая была названа «правилом Ашоффа» (под этим названием оно вошло в хронобиологию и историю науки): «У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте».

        Им было установлено, что при длительной изоляции человека и дневных животных в темноте, цикл «бодрствование-сон» удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Ю. Ашофф предположил, что именно свет стабилизирует циркадные ритмы организма.

1.2 Классификация биоритмов

            Наш организм – это не простой набор большого числа разных клеток, но    удивительно стройная система сложнейших органов, объединенных между собой сотнями функциональных связей. Для того чтобы этот уникальный механизм всегда работал слаженно, необходима четкая программа действий и точный распорядок работы.

Со дня своего рождения мы находимся под воздействием трех биологических ритмов: физического, эмоционального и интеллектуального. В биологических ритмах различают  «пиковые» дни, когда человек совершенен во всем. Есть критические дни, которые могут сопровождаться различными неудачами и неприятностями в делах. Если произвести расчет своего цикла каждого биоритма, то можно определить, насколько успешным будет определенный вид деятельность в конкретный промежуток времени.

Физический биоритм, характеризуется продолжительностью 23 дня и его должны учитывать люди, которые  занимаются физическим трудом профессионально. Они лучше других ощущают влияние физического биоритма. В высшей фазе физического биоритма человек чувствует себя полным сил, выносливым и физическая работа на данном этапе не требует больших затрат энергии. В критический день физического биоритма у таких людей  могут возникнуть проблемы со здоровьем, любая деятельность будет требовать более высокой концентрации сил.  Для фазы спада физического биоритма характерен постепенный упадок сил, поэтому при физических нагрузках нужно обязательно делать более длительные и частые паузы отдыха.

Эмоциональный ритм у человека продолжается 28 дней и  влияет на силу наших чувств, на интуицию и способность творить. Этот биоритм является особо  важным для людей, чьи профессии тесно связаны с общением. В фазе подъема эмоционального биоритма человек очень динамичен, оптимистичен и видит в жизни только приятные стороны. При работе  в контакте с другими людьми, он может добиться  хороших результатов на этой фазе биоритма. Критический день эмоционального  биоритма наступает у человека,  через 14 суток, от того дня недели, в который человек родился, а  иногда на день раньше, особенно, если он родился рано утром. При этом человек становится пессимистом  и ощущает себя ни на что не годным, появляются угнетенность и страхи. Он сильнее ощущает бессмысленность многих вещей. В такие дни, особенно перед концом фазы спада эмоционального биоритма, для человека очень важна самодисциплина. Обычно критические точки эмоционального ритма у человека приходятся на тот день недели, когда он родился.

         Интеллектуальный  ритм у человека продолжается 33 дня и также делится  на «пиковые» и критические дни. В фазе подъема интеллектуального  биоритма человек чувствует недостаток интеллектуальной нагрузки и пытается ее повысить чтением книг, посещением выставок.  Этот период характеризуется легким решением всех умственных задач, а также реализацией самых честолюбивых планов. В критический период у человека активность мозговой деятельности сильно снижается и даже самые простые задачи могут показаться невероятно сложными. Следовательно, биоритмы постоянно влияют на нашу жизнедеятельность, придают нам силы или полностью лишают нас энергии.

       Более 300 процессов, протекающих в наших организмах, подчинены суточному ритму. Суточный биоритм – это закономерная смена таких функциональных состояний человека, как бодрствование, умственная, физическая активность и покой, то есть все функции организма закономерно изменяют свою деятельность в соответствии с этими функциональными состояниями. Биоритмы образуются не все сразу, однако ребенок рождается, уже имея околосуточные и годовые, а затем постепенно начинают формироваться и другие ритмы, например, недельные. Эти ритмы постепенно формируются под влиянием экологической среды (температура воздуха, освещенность, атмосферное давление), а также социальных факторов. Повышенная биологическая активность днем сменяется пониженной ночью. Рассмотрим, как изменяется функциональное состояние человека  в суточном ритме по «биологическим часам», более подробно.

       Ранним утром (4-5 часов) наш организм готовится к пробуждению и  начинается снижение продукции мелатонина. Мелатонин («гормон ночи») - естественный хронобиотик  (регулятор биологического ритма). Он вызывает ночное понижение температуры тела, регулирует продолжительность и смену фаз сна. Вырабатывается, по большей части, эпифизом - в тёмное время суток. Содержание мелотанина в крови - циклично. Ночью наблюдается повышение его содержания в крови, с пиками во время самого глубокого сна, с максимумом, примерно, в 2 часа, который в 30 раз больше, чем днём. Снижение мелатонина происходит во время магнитной бури. Зимой, когда световой день короткий - этого гормона вырабатывается больше, чем в летнее время. Также ранним утром повышается температура тела, в организме начинается подготовка к предстоящему бодрствованию: нарастает продукция «гормонов активности» - кортизола, адреналина. В крови увеличивается содержание гемоглобина,  сахара, учащается пульс, повышается артериальное давление (АД) и углубляется дыхание. Все эти явления усиливаются под действием света, тепла и шума.

        Утром, к 7-8 часам у «сов» происходит  выброс в кровь кортизола ( гормона надпочечников), а  у «жаворонков»  в 4-5 часов, у остальных хронотипов  выброс этого гормона происходит около 5-6 часов утра. Благодаря этому уже в 9 часов утра у нас высокая работоспособность, быстрый счёт, хорошо работает кратковременная память. Поэтому с утра хорошо происходит усвоение новой информации. К 9 - 11 часам у организма повышается иммунитет и до 11 часов утра наш организм в отличной форме. 
      Днем, начиная с 12 часов  активность головного мозга снижается, кровь приливает к органам пищеварения. Начинает постепенно снижаться артериальное давление, пульс и мышечный тонус, но температура тела повышается дальше.  Поэтому к 12 часам необходимо  уменьшить физические нагрузки. С 15 часов хорошо работает долговременная память, поэтому в это время нужно вспоминать и  запомнить необходимую информацию. Подъём работоспособности повышается у организма после 16 часов, а высокий уровень интеллектуальной активности наблюдается после 16 – 19 часов.
        Вечером, после 20 часов психическое состояние  организма стабилизируется, улучшается память. После 21 часа повышается иммунитет, температура тела понижается, продолжается обновление клеток. С 20 до 21 часа для нашего  здоровья полезна лёгкая физкультура, пешие прогулки на свежем воздухе . А после 21 часа наш организм начинает готовится к ночному отдыху, температура тела понижается. Поэтому в 22 часа мы должны ложится спать. Иммунитет усилен, чтобы охранять организм во время ночного отдыха. 
     Ночью, а именно в первой половине ночи, когда преобладает медленный сон, выделяется максимальное количество соматотропного гормона, который стимулирует процессы клеточного размножения и роста. Поэтому говорят, что во сне мы растем. Происходит регенерация и очищение тканей тела. Если в 2 часа ночи мы еще не спим, то возможно в это время состояние депрессии.
С 2 до 4 часов ночи у нас самый глубокий сон. При этом понижена температура тела, уровень кортизола, максимально содержание мелатонина в крови. 

         Среди общих биоритмов, наиболее интересными для рассмотрения являются те, которые составляют индивидуальный портрет ритмической активности человека, именуемые хронотипом.  Хронотип – это характеристика работы организма, его работоспособности и определение пика активности для каждого конкретного человека. Зная свой хронотип, человек может эффективно использовать свои внутренние ресурсы для продуктивной работы и отдыха. Определяют следующие хронотипы человека:

         «Жаворонки» – подъём с рассветом, а уже в 6–7 утра высокая активность; наиболее продуктивная работоспособность до полудня (6-часовой цикл активности), в 21–22 часа — глубокий и быстро наступающий сон. Пик минимальной активности (сонливость) – обеденное время и к концу дня. Два пика интеллектуальной активности: с 8–9 часов утра и до 12–13 часов дня и второй — более короткий приходится на послеобеденное время — с 16 до 18 часов вечера.

         «Голуби» — люди дневного типа. Их циклический  ритм наиболее приспособлен к обычной смене дня и ночи. Период наилучшей умственной и физической активности у них отмечается с 10 до 18 часов. Голуби встают чуть позже жаворонков, весь день достаточно активно трудятся, и отходят ко сну около 23 часов.

           «Совы» - это люди ночного типа. Они предпочитают ложиться спать позже 23—24 часов, но зато им куда тяжелее вставать в ранние, утренние часы. Многим совам импонирует их ночная жизнь. У большинства сов есть три пика интеллектуальной активности. Первый пик (дневной) наблюдается с 13.00 до 14.00, второй (вечерний) — с 18.00 до 20.00 часов и, наконец, третий (ночной) — с 23.00 до 01.00. При этом наиболее полноценным является вечерний период.

Следовательно, зная свой хронотип,  каждый может  выбрать для себя наиболее продуктивное время для качественной работы и хорошего отдыха.                          Независимо от того, к какому типу суточной активности относится данный человек, необходимо помнить следующее: постоянное нарушение ритма труда, учебы, бодрствования, сна, то есть отсутствие режима дня, приводит к снижению трудоспособности, разбитости, сонливости днем, бессоннице ночью и другим неприятным явлениям и заболеваниям. Установлено, что для большинства людей имеются два пика максимальной работоспособности в течение суток: с 10 до 12 часов и с 16 до 18 часов, когда при минимальной затрате сил можно выполнить наибольшую работу.

     Из выше сказанного мы можем сказать, что биоритм человека - это определенная организация работы всего его организма в течение суток.  Поэтому человеку с самого раннего возраста нужно согласовать свой режим труда и отдыха, а для этого необходимо определить свой  биологический тип. Почти все младшие школьники относятся к утреннему типу, а с возрастом дневная оптимальная работоспособность учащихся увеличивается и уже к 17 годам заканчивается формирование хронотипа.

Глава II. Методика исследования биоритмов на умственную работоспособность учащихся МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко»

2.1 Определение биологического профиля учащихся

        Данное исследование проводилось в  МКОУ «Приютненский лицей  им. И. Г. Карпенко». В лицеи обучается 372 учащихся. Мы рассмотрели  их  портфолио и выяснили, что у  школьников   8- 11 класса увеличивается учебная нагрузка, больше времени отводится на выполнение домашних заданий. Одновременно увеличивается время, затраченное на внеклассные и внешкольные занятия (творческая деятельность, общественно полезный труд), которые выбираются по собственному желанию и потребностями  школьника.

     Для того, чтобы определить, действительно ли биоритмы человека влияют на его работоспособность, нами было проведено исследование на определение биологического профиля учащихся. Для этого исследования был использован тест для определения индивидуального биологического профиля по Остбергу в модификации С.И. Степановой (сокращенный). Учащимся необходимо было ответить на ряд вопросов,  с выбором ответов, наиболее подходившие для своего профиля. (приложение 1)

      В результате обследования учащихся 8-11 классов МКОУ «Приютненский лицей им. И. Г. Карпенко» из 70 учащихся было выявлено следующее(см. таблицу 1).

Таблица 1.

      Анализ полученных результатов показал, что   у  учащихся выявлено три хронобиологических типа:  «Совы»,  «Жаворонки» и «Голуби». Из  70 опрошенных учащихся, большинство учеников относятся к хронотипу «Голуби» (78%) это учащиеся  10 классов, хронотип «Жаворонки»  (44%) имеют учащиеся 8  класса,  хронотип «Совы» (11%) – 10, 11 классы.
Результаты анкетирования обработаны и сведены в диаграмму.(приложение 2)

2.2 Влияние биоритмов на успеваемость учащихся.

       Мы решили выяснить, влияют ли биоритмы на работоспособность учащихся. Проанализировав успеваемость учащихся 8 -11 классов, мы узнали количество отличников, хорошистов, троечников.  Из 70  школьников 13 отличников, 27 хорошистов, 30 удовлетворительно. (см. таблицу 2).

Таблица 2.

  По данным таблицы, можно судить о влиянии биоритмов на успеваемость учащихся нашего лицея. Как показывают данные, большая часть хорошистов и отличников являются «голубями». Такой же результат наблюдается среди троечников. Также мы видим, что 3 хорошиста являются «совами» и 2 троечника относятся к «совам». Поэтому мы делаем вывод, что биоритмы не оказывают существенного влияния на успеваемость школьников.(приложение2).

По результатам работы мы рекомендуем: 

1. После окончания учебных занятий рекомендуется в течение получаса побыть на воздухе

2. Стремитесь к правильному распределению умственной и физической нагрузки в течение дня:

-  К выполнению домашнего задания старайтесь приступать не позже 19ч.

- Для рационального обучения советуем учитывать трудность предметов.

- Соблюдайте режим продолжения сна (не менее 8-8,5ч.) и правильного времени отхода ко сну (не позже 23ч.)

    3.Типовой режим дня рассчитан на «голубей», они легко настраивают себя по социальным часам: и встают, когда надо, и вовремя заснут.

    4. Распорядок дня «жаворонков» и «сов» нуждается в корректировке, которая будет грамотно сочетать природные пики работоспособности с нагрузками социальными. И, прежде всего, с учебой.

   5. Рекомендации для «ГОЛУБЕЙ»: Не сбивать свои идеальные биологические часы. Наибольший объем работы выполнять в пик максимальной работоспособности – в интервалах между 10-12 и 16-18 часами

  6. Рекомендации для «СОВ».  Соблюдать режим дня:

Сон – не позднее 22-23 часов

Обязательно завтракать с утра

Утренняя разминка (5-10 минут)

Хронометраж дня, вести рабочий ежедневник, учитывать все дела на день

     7. Рекомендации для «ЖАВОРОНКОВ». Соблюдать режим дня:

Не оставлять сложные дела на вечер

Чередовать  труд и отдых, всякую работу делать ритмично.

    Важнейший принцип корректировки типового режима - не ломать природный ритм школьника, а действовать в такт с ним. Грамотно составленный распорядок дня сбережет не только время, но и энергию психическую и физическую.

Заключение

          Окружающий нас мир построен на биоритмах. Поэтому биоритмология – это наука будущего. Громадные возможности открывает биоритмология в повышении производительности труда. В часы максимального подъема всех жизненных функций человек может сделать очень много, а правильное сочетание напряженного физического труда и активного отдыха принесет громадную пользу.

В ходе исследовательской работы, мы выяснили следующее:

1.У учащихся  лицея  было выявлено три хронобиологических типа:  «Совы»,  «Жаворонки» и «Голуби».

2.. Анализируя проделанную работу по выявлению взаимосвязи биоритмов и умственной работоспособности, было выявлено, что они незначительно влияют на успешное освоение учебного материала школьником.

  Это подтверждает выдвинутую гипотезу.

      На основе полученных данных были разработаны рекомендации по улучшению умственной работоспособности обучающихся с учетом их биоритмов.

Список литературы.

1. Антропова М. В. Работоспособность учащихся и ее динамика в процессе учебной и трудовой деятельности. – М.: Просвещение, 1967. – 215 с.

2. Бюннинг Э. Ритмы физиологических процессов. – М.: Мир, 1969. – 75 с.

Голиков А. П. Сезонные ритмы в физиологии и патологии – М.: Медицина, 1973. – 120 с.

3. Детари Л. Биоритмы / Л. Детари, В. Карцаш – М.: Мир, 1984. – 160 с.

4. Доскин В. А. Биологические ритмы растущего организма / В. А. Доскин,  Н. Н. Куинджи. – М.: Медицина, 1989. – 224 с.

5. Доскин В.А., Лаврентьева Н.А. Ритмы жизни. – М.: Медицина, 1991. –

176 с.

6. Куприянович Л. И. Биологические ритмы и сон. – М.: Наука, 1976. – 66 с.

7. Фролов М. П., Смирнов А. Т., Литвинов Е.Н. Основы безопасности жизнедеятельности: 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений  – М.: АСТ: Астрель, 2006. – 255 с.

8.  Харабуга С.Г. Суточный ритм и работоспособность. – М.: Знание, 1976. – 144 с.
9. http://www.zvezda-zd.ru/chronotype.php - Биоритмология (хронобиология). Хронотип человека.

10. http://nbazanovainfo.narod.ru/info_cherepaha_bioritmi.htm - Следуем биоритмам. Ритмы часа рождения: "жаворонки", "голуби" и "совы".

 Приложение1

Тест для определения индивидуального биологического профиля по Остбергу в модификации С.И. Степановой (сокращенный)

1.Вам по утрам трудно просыпаться ?

А) Да, почти постоянно

Б) Иногда

В) Редко

Г) Очень редко

2.В какое время вы предпочтете ложиться спать при возможности выбора?

А) Ночью после 01:00

Б) 23:00 - 01:00

В) В 22:00 - 23:00

Г)До 22:00

    3)Завтрак, предпочитаемый вами в первый час после подъёма?

А) Плотный

Б) Не очень плотный

В) Могу ограничиться одним вареным яйцом

Г) Кофе или чай

4.В какое время чаще всего у вас случаются возможные размолвки и конфликты дома или на работе?

А) В первую половину дня

Б) Во вторую половину дня

5.Вы легко откажетесь от:

А) Утреннего кофе или чая

Б) Чая или кофе вечером

6.Точность отсчитывания времени для 1 минуты

А) У меня получается меньше минуты

Б) Я отсчитываю больше минуты

7.Во время поездок и отпуска вы легко изменяете своим привычкам , связанным с едой?

А) Очень легко

Б) Без особых проблем

В) С трудом

Г) Никогда не меняю

8.Вам предстоят важные мероприятия , на сколько раньше вы ляжете спать?

А) Больше чем на 2 часа

Б) Лягу на 1-2 часа раньше

В) Менее часа

   Г) Лягу как обычно

Приложение 2

Определение хронобиологического типа учащихся 8-11 классов

Приложение 3

Определение умственной работоспособности учащихся