Электронная школа: как сохранить здоровье

С наступлением осени начинаются учебные будни. Родителей и врачей волнует не только адаптация ребенка к школе, но и вопрос сохранения и укрепления здоровья. У большинства современных детей и подростков уже через несколько школьных лет диагностируется по 1—3 хронических заболевания — офтальмологических, вертебрологических, гастроэнтерологических.

Качественное школьное обучение трудно представить без цифровой образовательной среды, без использования информационно-коммуникационных технологий и электронных средств. Цифровая трансформация образования обусловливает появление различных электронных средств обучения, арсенал которых постоянно обновляется. Это актуализирует необходимость оценки потенциальных рисков здоровью обучающихся, возникающих при применении новых цифровых средств.¹

Особенности формирования здоровья современных школьников под влиянием новых цифровых факторов школьной среды требуют как совершенствования школьного здравоохранения, комплекса медико-профилактических мероприятий, так и исследования проблем, возникающих в этой связи.²

Для сохранения оптимального функционального состояния организма (ФСО) школьников, предотвращения развития переутомления и профилактики возникновения школьно-обусловленных заболеваний в условиях цифровой среды необходима строгая регламентация использования электронных средств обучения на уроках при соблюдении гигиенически оптимальных условий их эксплуатации и, в частности, интерактивных панелей (ИП).

Многочисленные исследования и комплексный анализ динамики ФСО учащихся в зависимости от различной продолжительности применения электронных средств обучения на уроках позволили обосновать безопасные регламенты использования ИП.⁴ Так, установлено: для первоклассников предельное время применения ИП на уроке — 10 минут, а для учащихся 3—5 классов — 20 минут (см. табл.).⁵

Таблица. Рекомендованное время пользования электронными средствами обучения⁵

<sup>1. Александрова И.Э., Айзятова М.В. Функциональное состояние организма младших школьников при использовании электронных средств обучения. РМЖ. Мать и дитя. 2022, 5 (2), с. 157—163. doi: 10.32364/2618-8430-2022-5-2-157-163.
2. Кучма В.Р., Поленова М.А., Степанова М.И. Информатизация образования: медико-социальные проблемы, технологии обеспечения гигиенической безопасности обучающихся. Гигиена и санитария. 100 (9), 2021, с. 903—909.
4. Степанова М.И., Александрова И.Э., Сазанюк З.И. и др. Гигиеническая регламентация использования электронных образовательных ресурсов в современной школе. Гигиена и санитария. 94 (7), 2015, с. 64—68.
5. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 2 СанПиН 1.2.3685-21. https://fsvps.gov.ru/files/postanovlenie-glavnogo-gosudarstve-3/.</sup>

Преимущества цифровых технологий в школе несомненны. Но наряду с ними цифровизация сопряжена и с потенциальными рисками нарушения здоровья обучающихся, особенно младших классов.1 Увеличение распространенности нарушений здоровья у школьников специалисты объясняют повышенной чувствительностью растущего организма к средовым факторам.^1-4

Анализ распространенности функциональных отклонений и хронических болезней младших школьников в условиях цифрового обучения показал, что ведущими являются функциональные нарушения костно-мышечной системы, органа зрения; их доля в процессе обучения в начальной школе значимо возрастает (см. табл.).⁵ Подобной негативной динамики распространенности данных функциональных отклонений у их сверстников, обучавшихся в традиционной образовательной среде (без электронных устройств), не наблюдается.

* Различия значимы при p ≤ 0,001.
** Различия значимы при p ≤ 0,01.
Таблица. Распространенность функциональных нарушений⁵

Этиология многих функциональных нарушений, по данным специалистов, связана и с воздействием на детский организм цифровых устройств, электронных средств обучения. Так, длительность их использования напрямую связана с нарушением зрения, осанки, сна, с отклонениями в психическом статусе ребенка, с формированием его когнитивных функций, ухудшения умственной работоспособности (УР).^{1, 6-9}

Ежедневное многочасовое нахождение в цифровой среде, в том числе в школе, ассоциировано с нарушениями настроения, внимания, памяти, вербального интеллекта, академической успеваемостью, с импульсивностью поведения ребенка. Это подтверждают и результаты нейроморфологических и нейрофизиологических исследований: при интенсивном использовании гаджетов происходят перестройки мозговых механизмов внимания и памяти, а у детей снижаются темпы созревания корковых зон, отвечающих за речь, внимание, эмоции, подкрепление и исполнительные функции.^10-14

Использование электронных средств значительно увеличивает длительность работы органа зрения, способствуя удержанию внимания обучающихся на экране монитора, повышая зрительную концентрацию.^{1, 15} Это уже совсем иной характер взаимодействия, предполагающий формирование особого динамического стереотипа и дополнительной мобилизации функциональных возможностей организма.¹⁵

Однако применение цифровых образовательных ресурсов в школе является более управляемым фактором, чем использование гаджетов в быту. Это объясняется тем, что для учебного процесса существуют (и постоянно обновляются и дополняются по результатам проводимых физиолого-гигиенических исследований) регламенты использования этих устройств и оптимальные условия их применения.

1. Александрова И.Э., Айзятова М.В. Функциональное состояние организма младших школьников при использовании электронных средств обучения. РМЖ. Мать и дитя. 2022, 5 (2), с. 157—163. doi: 10.32364/2618-8430-2022-5-2-157-163.
2. Kuchma V.R., Fisenko A.P. Medical-preventional directions of strengthening the health of children within the framework of the implementation of the action plan for the decade of the childhood till 2020. Voprosy shkol’noy i universitetskoy meditsiny i zdorov’ya. 2018, 3, p. 4—10.
3. Karkashadze G.A., Namazova-Baranova L.S., Zakharova I.N. et al. Syndrome of high academic loads in school-aged children and adolescents. Pediatric pharmacology. 2017, 14 (1), p. 7—23. doi: 10.15690/pf.v14i1.1697.
4. Setko A.G., Bulycheva E.V., Setko N.P. Peculiarities of prenosological changes in mental and physical health of students from generation Z. Health Risk Analysis. 2019, 4, p. 158—164. doi: 10.21668/health. risk/2019.4.17.].
5. Александрова И.Э., Айзятова М.В., Соколова С.Б., Рапопорт И.К., Мирская Н.Б. О необходимости совершенствования школьного здравоохранения в условиях цифровизации образования. Бюллетень Национального научно-исследовательского института общественного здоровья им. Н.А. Семашко. № 1, 2023, с. 132—137. doi:10.25742/NRIPH.2023.01.022.
6. Novikova I.I., Zubkovkaya N.A., Lobkis M.A., Kuz’menko M.A. Mobile phones at school as a risk factor for health problems in the modern educational environment. In: Proceedings of the XI All-Russian Scientific and Practical Conference with International Participation «Health Risk Analysis — 2021. External, social, medical and behavioral aspects». T. 1. Perm’; 2021, 105—112.
7. Foerster M., Henneke A., Chetty-Mhlanga S., Röösli M. Impact of Adolescents’ Screen Time and Nocturnal Mobile Phone-Related Awakenings on Sleep and General Health Symptoms: A Prospective Cohort Study. Int J Environ Res Public Health. 2019, 12, 16 (3), p. 518. doi: 10.3390/ijerph16030518.
8. Skoblina N.A., Popov V.I., Eryomin A.L. et al. Risks of developing diseases of an eye and its adnexa in students in conditions of the violation of hygienic rules for the use of electronic devices. Hygiene and sanitation. 2021, 100 (3), p. 279—284. doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-3-279-284.
9. Dolotova N.V., Fil’kina O.M., Vorob’yeva Ye.A., Kocherova O.Y. The impact of the use of digital technologies in the educational process on the formation of visual impairment in children. In: Materials of the XXIII Congress of Pediatricians of Russia with international participation «Actual problems of pediatrics». M., 2021.
10. Vyatleva O.A. Influence of use of smartphons on well-being, cognitive functions and morphofunctional state of the central nervous system in children and adolescents (review). Voprosy shkol’noy i universitetskoy meditsiny i zdorov’ya. 2020, 1, p. 4—11.
10. Uncapher M.R.K., Thieu M., Wagner A.D. Media multitasking and memory: differences in working memory and long-term memory. Psychon Bull Rev. 2016, 23 (2), p. 483—490. doi: 11.3758/s13423-015-0907-3.
12. Peng M., Chen X., Zhao Q., Zhou Z. Attentional scope is reduced by Internet use: a behavior and ERP study. PLoS One. 2018,13 (6), e0198543. doi I: 10.1371/ journal.pone.0198543.
13. Liu X., Lin X., Zheng M. et al. Internet Search Alters Intra- and Interregional Synchronization in the Temporal Gyrus. Front Psychol. 2018, 9, p. 260. doi: 10.3389/fpsyg.2018.00260.
14. Dong G., Li H., Potenza M.N. Short-Term Internet-Search Training Is Associated with Increased Fractional Anisotropy in the Superior Longitudinal Fasciculus in the Parietal Lobe. Front Neurosci. 2017, 11, p. 372. PMID: 28706473.
15. Tahchidi H.P., Gracheva M.A., Kazakova A.A. et al. The role of modern information technologies in the educational programs for children with normal visual functions and with ophthalmopathology. Annals of the Russian academy of medical sciences. 2020, 75 (2), p. 144—153. doi: 10.15690/vramn1186.

Одно из наиболее распространенных цифровых средств обучения — электронные доски, заменяющие традиционные меловые. Последнее поколение электронных досок — интерактивные панели (ИП). ИП — это большие мультисенсорные ЖК-дисплеи со встроенной операционной системой, которые реагируют на прикосновения пользователя, обрабатывают полученные команды, выводят данные.

То есть современная ИП — полнофункциональное устройство с процессором, специальным программным обеспечением и ресурсом памяти, поэтому не нуждается в дополнительном оборудовании, в отличие от интерактивной доски проекционного типа, при работе с которой требуется настройка проектора и компьютера, а изображение на поверхность выводится с помощью светового луча.¹

Активное внедрение ИП в школе, включая младшие классы, вызвали большой интерес педиатров, физиологов, гигиенистов к изучению их влияния на детский организм. И первые же результаты оказались настораживающими.^2-3 Результаты, полученные в ходе исследований влияния ИП, проведенных сотрудниками НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков, вполне сопоставимы с данными более ранних работ, относящихся к регламентации использования ноутбука, персонального компьютера, ИП проекторного типа.⁴

Так, анализ комплекса факторов внутришкольной среды при использовании современных ИП показал, что параметры микроклимата (температуры, относительной влажности воздуха) и аэроионного состава воздуха в классах с ИП имели более выраженную негативную динамику в течение учебного дня, чем в кабинетах с традиционной меловой доской.^1-2

Динамика параметров микроклимата в классах, оборудованных ИП, к пятому уроку:⁵

• температура на 1,0—1,5 °С выше, чем в кабинетах с меловой доской;
• показатели относительной влажности воздуха изменялись с 54,8 ± 9,3% до 31,7 ± 2,6%, (t = 2,0; р < 0,05) становясь ниже нормируемых величин; в классах с обычной доской с 54,4 ± 10,2% до 41,9 ± 2,1% — в пределах гигиенической нормы;
• концентрация (p+) менялась с 940 ± 80 ион/см³ до менее 100 ион/см³, концентрация (p-): с 1250 ± 95 ион/см³ до 210 ± 2 0 ион/см³. В классах с обычной доской: (p+) — с 980 ± 90 ион/см³ до 390 ± 70 ион/см³; (p-) — с 1280 ± 115 до 630 ± 55 ион/см³ (в диапазоне нормируемых).

Таким образом, подчеркивая роль ИП в повышении мотивации и работоспособности учащихся, исследователи обращают внимание врачей, родителей и педагогов на то, что при нерегламентированном использовании цифровых средств обучения наблюдается негативная динамика параметров микроклимата в классной комнате.

Использование ИП также значительно повышает интенсификацию учебной деятельности, риск переутомления школьников, обусловливает появление ряда жалоб на нарушение самочувствия учащихся и педагогов. Имеются исследования, описывающие возникновение подобных жалоб у участников образовательного процесса при применении ИП.⁶

1. Александрова И.Э., Айзятова М.В., Лашнева И.П., Березина Н.О., Мирская Н.Б. Обоснование гигиенических регламентов использования интерактивной панели на школьном уроке. Санитарный врач. № 8, 2022, с. 574—581.
2. Александрова И.Э., Айзятова М.В. Функциональное состояние организма младших школьников при использовании электронных средств обучения. РМЖ. Мать и дитя. 2022, 5 (2), с. 157—163. doi: 10.32364/2618-8430-2022-5-2-157-163.
3. Айзятова М.В., Александрова И.Э., Мирская Н.Б. и др. Влияние использования интерактивных панелей в процессе учебных занятий на основные параметры внутришкольной среды. Здоровье населения и среда обитания. ЗНИСО. 2021, 2 (335), с. 17—23. doi: 10.35627/2219- 5238/2021-335-2-15-21].
4. Степанова М.И., Александрова И.Э., Сазанюк З.И. и др. Гигиеническая регламентация использования электронных образовательных ресурсов в современной школе. Гигиена и санитария. 2015, 94 (7), с. 64—68.
5. Айзятова М.В., Александрова И.Э., Мирская Н.Б. Гигиенические аспекты использования интерактивной панели на школьных уроках. https://certificate.by/sites/default/files/2ayzyatova.pdf.
6. Степанова М.И., Березина Н.О., Поленова М.А., Александрова И.Э. Оценка самочувствия школьников на учебных занятиях с применением интерактивных панелей. Вопросы школьной и университетской медицины и здоровья. 2020, 1, с. 22—27.

При изучении влияния использования интерактивных панелей (ИП) на самочувствие обучающихся были установлены:^1-3

• повышенная утомляемость младших школьников;
• негативное влияние яркого света от ИП;
• повышение температуры воздуха;
• жалобы на боль в области глаз, головную боль, ухудшение самочувствия и т. п.

Некомфортность ряда параметров внутришкольной среды, обусловленная в том числе нерегламентируемым применением ИП на уроках, способствует повышению рисков нарушения здоровья школьников и актуализирует вопросы физиолого-гигиенического обоснования и регламентации использования ИП на уроках для обеспечения безопасных для здоровья школьников условий обучения в цифровой среде.

Изучение влияния использования ИП в процессе урока на функциональное состояние организма (ФСО) младших школьников показало, что при нерегламентированном применении ИП регистрировалась более негативная динамика показателей умственной и зрительной работоспособности первоклассников по сравнению с занятиями, на которых использовалась традиционная меловая доска.

Таблица 1. Дневная динамика показателей умственной работоспособности (УР, интегральный показатель ФСО) и критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) у учеников первых классов с использованием ИП и без использования¹

Таблица 2. Средненедельные показатели умственной работоспособности (УР, интегральный показатель ФСО) и критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) у учеников первых классов с использованием ИП и без использования¹

Таблица 3. Показатели умственной работоспособности (УР, интегральный показатель ФСО) и критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) у учеников первых классов с различной продолжительностью использования ИП¹

 Так, комплексный анализ динамики функционального состояния организма ФСО учащихся в зависимости от различной продолжительности применения электронных средств обучения на уроках позволил обосновать безопасные регламенты использования ИП.4 Так, установлено: для первоклассников предельное время применения ИП на уроке — 10 минут. Его превышение значительно уменьшает количество просмотренных знаков в тестах и увеличивает долю детей, имеющих неблагоприятные сдвиги в динамике УР, а также значимо ухудшает показатели КЧСМ.1, 5-7

Продолжительность использования интерактивной панели на уроке для учащихся 3—5 классов составляет не более 20 минут.7 При этом рекомендуется чередовать учебную деятельность с перерывами для отдыха глаз от зрительной работы. Также не следует использовать на одном уроке более двух различных электронных средств обучения.

 1. Александрова И.Э., Айзятова М.В. Функциональное состояние организма младших школьников при использовании электронных средств обучения. РМЖ. Мать и дитя. 2022, 5 (2), с. 157—163. doi: 10.32364/2618-8430-2022-5-2-157-163.
2. Айзятова М.В., Александрова И.Э., Мирская Н.Б. и др. Влияние использования интерактивных панелей в процессе учебных занятий на основные параметры внутришкольной среды. Здоровье населения и среда обитания. ЗНИСО. 2021, 2 (335), с. 17—23. doi: 10.35627/2219-5238/2021-335-2-15-21].
3. Степанова М.И., Березина Н.О., Поленова М.А., Александрова И.Э. Оценка самочувствия школьников на учебных занятиях с применением интерактивных панелей. Вопросы школьной и университетской медицины и здоровья. 2020, 1, с. 22—27.
4. Степанова М.И., Александрова И.Э., Сазанюк З.И. и др. Гигиеническая регламентация использования электронных образовательных ресурсов в современной школе. Гигиена и санитария. 94 (7), 2015, с. 64—68.
5. Тахчиди Х.П., Грачева М.А., Казакова А.А. и др. Роль современных информационных технологий в реализации образовательных программ для детей с нормальным состоянием зрительных функций и с офтальмопатологией. Вестник РАМН. 75 (2), 2020, с. 144—153. doi: 10.15690/vramn1186.
6. Kang Y.Y., Wang M.J., Lin R. Usability evaluation of e-books. Displays. 2009, 30 (2), p. 49—52. doi: 10.1016/j.displa.2008.12.002.].
7. Постановление Главного государственного санитарного врача
РФ от 28.01.2021  № 2 СанПиН 1.2.3685-21. https://fsvps.gov.ru/files/postanovlenie-glavnogo-gosudarstve-3/.

Активное применение цифровых технологий в школе, с одной стороны, позволяет повышать эффективность обучения, но с другой — обладает целым комплексом потенциальных факторов риска для здоровья детей. Среди них: интенсификация умственной деятельности обучающихся в условиях дефицита учебного времени, высокие зрительные и статические нагрузки и др.

С учетом полученных за последние годы данных о росте числа отклонений и хронических болезней учеников младших классов, ассоциированных с цифровым обучением, НМИЦ здоровья детей Министерства здравоохранения России были разработаны методические рекомендации по безопасному применению в учебных заведениях интерактивных панелей (2024, октябрь).¹

Новый документ содержит рекомендации по режиму занятий с электронной доской, стандарту их размещения и продолжительности занятий. Так, согласно методике, все применяемые интерактивные панели (ИП) должны иметь сертификаты, подтверждающие их соответствие требованиям Технических регламентов Таможенного союза и ЕАЭС и подтверждение безопасности для здоровья учащихся.²

Вместе с интерактивной панелью возможно применение еще одного электронного средства обучения (при необходимости и не более двух). Яркость ИП должна настраиваться и регулироваться педагогом в течение занятия. При яркости экрана от 115 до 125 кд/м² риск возникновения жалоб на нарушение самочувствия обучающихся регистрируется значительно меньше. При завершении работы с доской ее необходимо отключать, чтобы экран не оставался в рабочем (светящемся) состоянии. Также важно, чтобы окна в классах с ИП были оборудованы светорегулируемыми устройствами.

Так как в классах с ИП микроклимат (показатели температуры, относительной влажности воздуха) ухудшается, эксперты рекомендуют применение увлажнителей и/или ионизаторов воздуха с функцией увлажнения, а также регулярное проветривание помещения в отсутствие детей.

Интенсивность учебной деятельности определяется по показателю общей плотности урока (отношение времени, в течение которого обучающийся занят учебной работой, ко времени всего занятия, выраженное в процентах). Рекомендуемая плотность урока для начальных классов, согласно методическим рекомендациям, — 60—80%, для 5—9 классов — не более 90%.

Еще один важный показатель урока — число смен видов деятельности (письмо, чтение, ответ у доски и др.). Рекомендуемое экспертами число смен — не более 7. На состояние органа зрения и на снижение утомительности учебной работы хорошо влияет чередование зрительной работы и перерывов для отдыха. В перерывах между напряженной зрительной работой авторы методических рекомендаций подчеркивают положительное влияние проведения физкультминуток.³

1. Методические рекомендации по обеспечению условий безопасного для здоровья обучающихся использования интерактивных панелей в образовательном процессе. https://minzdrav.gov.ru/documents/9799-metodicheskie-rekomendatsii-po-obespecheniyu-usloviy-bezopasnogo-dlya-zdorovya-obuchayuschihsya-ispolzovaniya-interaktivnyh-paneley-v-obrazovatelnom-protsesse
2. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» On safety of low-voltage equipment; Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств».
3. Упражнения, рекомендуемые для включения в физкультурные минутки. https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/410400262/#3000