Параметризация факторов образовательной среды в организациях среднего профессионального образования

EDN: RZQDDM

Введение. Актуализация и решение гигиенических вопросов, связанных с обучением подростков в организациях среднего профессионального образования (СПО), носят острозначимый характер [1–8]. Многообразность и поликомпонентность факторов учебно-производственной среды в современных образовательных организациях СПО, а также их потенциальный вклад в развитие вариативных морфофункциональных изменений организма обучающихся определяют необходимость интегрального подхода при их гигиенической параметризации [9]. В подростковом возрасте определяется наибольшая чувствительность организма к систематическому воздействию факторов физической, химической и биологической природы [10-12]. В условиях реализации трансформации инфраструктуры в профессиональных образовательных организациях в рамках обучения по самым востребованным профессиям и специальностям своевременные исследования по агрегации и оценке ведущих параметров образовательной среды имеют теоретическое и практическое значение.

Цель - гигиеническая параметризация и интегральный анализ приоритетных факторов учебно-производственной среды в организациях СПО.

Материал и методы. Исследованы ведущие факторы учебно-производственной среды в образовательных организациях железнодорожного и машиностроительного профилей: Саратовском подразделении Приволжского учебного центра профессиональных квалификаций (СП ПУЦПК) и Энгельсском промышленно-экономическом колледже (ЭПЭК) соответственно. Определены фактические значения факторов учебно-производственной среды в рамках требований СП 2.4.3648–20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи» [13], Сан-ПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [14].

Обработка информации выполнена с помощью IBM SPSS Statistics 27. При нормальном распределении переменные представлялись среднеарифметической величиной, стандартным отклонением, значимость различий определяли по t -критерию Стьюдента; различия считали достоверными при р <0,05. Различия по качественным признакам устанавливали по критерию х² Пирсона. Факторный анализ проводили с построением матрицы факторных нагрузок с использованием методов главных компонент, вращения факторов Varimax с нормализацией Кайзера. На основе агрегации параметров образовательной среды, представляющей совокупность количественных и/ или качественных показателей, осуществлен расчет интегрального показателя по наиболее значимым показателям производственной среды по методике Н.И. Новичковой с соавт. 2019 г. [15].

Результаты. Для оценки санитарно-эпидемиологического благополучия в организациях СПО реализована параметризация условий и факторов учебнопроизводственной среды. Определено, что освоение обучающимися «сквозных» профессий железнодорожной отрасли (слесари, помощники машинистов) осуществлялось в слесарных и механических мастерских, во время производственной практики - цехах технического ремонта и обслуживания. Освоение

«сквозных» профессий современного машиностроения (токарь-расточник, токарь на станках с числовым программным управлением) осуществлялось в ремонтных мастерских, во время производственной практики - ремонтных цехах предприятий по производству металлоконструкций.

При факторном анализе в результате суммации всех количественных и дискретных переменных, характеризующих условия производственной среды, создана корреляционная матрица с извлечением компонент. Для дальнейшего анализа использовались факторы, имеющие собственные значения более единицы. По методу анализа главных компонент отобраны 3 ведущих фактора (табл. 1).

Вклад отобранных факторов в суммарную дисперсию показателей, влияющих на формирование санитарно-эпидемиологического благополучия и безопасности производственной среды, был неоднородным и составил 23,8, 19,4 и 18,9% соответственно. Накопленный удельный вклад факторов в суммарную дисперсию составил 65,0%. Данный факт предопределяет существенную долю влияния факторов профессионально-производственной среды, объясняемых собственными значениями извлеченных компонент. При анализе значения меры выборочной адекватности определена адекватность применения развитого корреляционного (факторного) анализа к исследуемой выборке (мера адекватности выборки Кайзера – Мейера – Олкина – 0,786). При анализе многомерного корреляционного распределения переменных также подтверждена применимость осуществления факторного анализа (тест сферичности Бартлетта – 943,88; р <0,001).

В результате факторизации первичных переменных проведен метод вращения факторного пространства методом Varimax normalized. Вращение сошлось за 5 итераций. Результаты представлены в виде матричной факторной структуры, в которой на основе оценки тесноты и направления корреляционных связей определены ассоциации между факторами и переменными (табл. 2).

Для первой извлеченной компоненты были выявлены высокие прямые связи с химическим загрязнением воздуха рабочей зоны. В связи с этим данная компонента была обозначена как «химический фактор».

Вторая компонента объединила параметры, описывающие показатели производственного звукового давления на рабочих местах. Данная компонента была определена как «шумовой фактор».

Третья компонента наиболее значимо связана с показателями производственной вибрации и была интерпретирована как «вибрационный фактор».

По результатам факторного анализа наиболее выраженными по воздействию производственными факторами при обучении профессиям железнодорожного и машиностроительного направлений являлись химическое загрязнение воздуха рабочей зоны, шум и вибрация.

При выполнении обучающимися инструментальных операций на рабочих местах слесарей по ремонту подвижного состава эквивалентный уровень шума на основных местах превышал допустимый уровень (70 дБА) на 15,1% при попеременном режиме работы оборудования слесарного назначения. Работающие одновременно слесарные станки не превышали 5% всего учебного времени занятия. На грузовых и сортировочных участках технического ремонта и обслуживания вагонного парка определен показатель

Таблица 1

Параметры извлеченных компонент при факторном анализе условий производственной среды

Номер главной компоненты	Собственные значения	Удельный вклад в дисперсию, %
		каждой компоненты	накопленный
1	6,232	23,8	23,8
2	4,551	19,4	43,2
3	4,109	18,9	62,1
4	0,980	1,1	63,2
5	0,962	0,95	64,15
6	0,856	0,85	65,0

Таблица 2

Факторная матрица показателей среды в помещениях профессионально-производственных циклов

Показатель	Компоненты
	1	2	3	4	5	6
Углеводороды	0,782	0,327	0,344	0,301	0,1	0,054
Минеральные масла	0,736	0,125	0,286	0,362	0,151	0,79
Бензол	0,708	–0,332	–0,206	0,024	–0,029	0,095
Толуол	0,690	–0,255	–0,118	0,033	–0,212	0,043
Формальдегид	0,681	–0,19	–0,008	0,008	–0,017	0,029
Шум (100% станков)	0,342	0,715	0,21	0,284	0,185	0,309
Шум (50% станков)	0,418	0,700	0,313	0,21	0,231	–0,015
Шум (вагонный парк)	0,261	0,695	0,339	0,304	0,105	–0,034
Общая вибрация	0,267	0,221	0,718	0,1	–0,062	0,098
Локальная вибрация	–0,044	0,155	0,686	0,139	–0,097	0,122
Масса груза	0,065	0,076	0,243	0,302	0,007	–0,087
Стереотипные движения	0,154	0,147	0,309	0,282	0,114	–0,128
Рабочая поза	0,098	–0,023	0,172	0,216	0,065	–0,107
Наклоны корпуса	0,322	0,324	0,365	0,186	0,123	0,01
Монотонность	–0,121	–0,101	0,012	0,003	–0,008	–0,045
Цифровое обучение	–0,099	0,007	0,009	0,116	0,022	–0,034
Кратность приема пищи	–0,018	–0,133	0,102	0,208	–0,09	0,016
Работа с мастером	0,006	0,094	0,216	–0,108	0,211	0,042

Таблица 3

Интегрированная оценка соответствия факторов производственной среды гигиеническим требованиям в организациях среднего профессионального образования

Организация Фактор Оценка количественная качественная отн., % абс., балл СП ПУЦПК Химический 41,5 2,4 Неудовлетворительно Шум 84,9 1,18 Удовлетворительно Вибрация 85,4 1,17 Удовлетворительно ЭПЭК Химический 49,5 2,02 Неудовлетворительно Шум 68,3 1,46 Удовлетворительно Вибрация 82,8 1,2 Удовлетворительно широкополосного непостоянного шума, превышающий допустимый уровень на 13,4–16,8%.

Уровни вибрации в экипажной части локомотивов показали превышение на 2–9 дБ в спектре среднегеометрических частот 8, 16 и 31,5 Гц. Корректированное значение виброускорения с учетом октавных поправок составило 110,3±2,0 дБ.

Содержание химических веществ в воздухе рабочей зоны в помещениях фильтромоечного отделения пункта технического обслуживания локомотивов позволило категорировать условия обучения будущих железнодорожников по химическому фактору как вредные I степени. Определено превышение предельно допустимых среднесменных концентраций по углеводородам (суммарно) в 4,5 раза, бензолу – в 2,6, толуолу – в 5,1 раза.

На учебно-рабочих местах обучающихся по направлению машиностроения при работе станков токарной группы определялся непостоянный широкополосный среднечастотный шум, образующийся в результате суммации с аэродинамическим вентиляционным шумом от соответствующего оборудования. Эквивалентный уровень звука на рабочих местах станочников превышал допустимый уровень на 17,2%.

Источниками общей технологической и локальной вибрации являлись токарный станок и его рукоятки и панель управления соответственно. Эквивалентно корректированные значения виброускорения колебались в пределах 50–70 дБ.

В воздухе рабочей зоны производственных помещений определены аэрозоли смазочно-охлаждающих жидкостей на разных основах (углеводороды, минеральные масла, формальдегид), превышающие допустимые концентрации в 2–3,5 раза.

Полученные результаты легли в основу обоснования величины интегрированной нагрузки по наиболее значимым факторным показателям производственной среды в организациях СПО. В результате деления долженствующего параметра на фактическую величину показателя (%) определена возможность перевода количественных значений факторов производственной среды к их безразмерным балльным величинам (см. табл. 3).

Результаты комплексного (количественного и качественного) подхода к гигиенической оценке и прогнозированию безопасности учебно-производственной среды в организациях СПО железнодорожной и машиностроительной отраслей показали, что ведущим неблагоприятным фактором является химическое загрязнение воздуха рабочей зоны в помещениях профессионально-производственных циклов обучения.

Обсуждение. Гигиеническая параметризация факторов учебно-производственной среды в организациях, реализующих профессиональную подготовку по профессиям железнодорожной направленности и машиностроения, позволила выявить ведущие приоритетные параметры – химический и виброаку-стический, требующие активного и динамического мониторинга в процессе профессионального обучения подростков. По данным факторного анализа накопленный удельный вклад всех факторов в суммарную дисперсию составил 65,0%. При дифференциации значимости факторов на основе расчета интегрированной нагрузки определено, что производственный шум и вибрацию в процессе производственной подготовки обучающихся можно категорировать как условно значимые профессионально-производственные факторы. В то же время установлено, что химический фактор имеет неудовлетворительную степень соответствия современным гигиеническим требованиям.

Подобные тенденции отмечены в предыдущих исследованиях, проведенных в других организациях СПО [16]. Однако вызывают тревогу показатели производственного риска у лиц рабочих профессий даже при минимальном стаже труда, что определяется ростом заболеваемости органов дыхания, периферической нервной системы, увеличением частоты потери слуха [17]. По всей вероятности условия обучения в СПО могут влиять на донозологические критерии здоровья, что предопределяет в будущем риск для здоровья работников технических групп профессий. Именно поэтому важно обеспечить гармоничное и безопасное с гигиенической точки зрения вхождение молодых специалистов в процесс конкурентоспособной трудовой среды.

Заключение. Предложенный подход к гигиеническому управлению рисками, формирующимися в образовательной среде организаций СПО, имеет перспективное направление. В современных реалиях параметризация гигиенических условий обучения и подготовки подростков в сочетании с факторным анализом, интегрированной оценкой значимости факторов могут использоваться для прогноза безопасности учебно-производственной среды, формирования мероприятий по гигиеническому регулированию факторов риска, способствующих сохранению здоровья подростков в образовательных организациях, реализующих программы СПО.

Вклад авторов. Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.