Психофизиологические показатели детей 7-10 лет в начале учебного года образовательного учреждения

Актуальность. В настоящее время Министерство просвещения Российской Федерации в рамках организации процесса физического воспитания в школах рекомендует к внедрению в практику ряд примерных программ. Анализируя эти программы, можно сформулировать следующее. В них, как правило, отражены базовые компоненты физического воспитания – совершенствование состояния здоровья школьников, формирование ряда физических качеств, развитие моторной базы обучающегося и многое др. Вместе с тем практически отсутствуют задачи применения элементов физкультурной деятельности в связи с развитием когнитивной, эмоционально-волевой и др. сфер обучающихся в школе, не учитывается аксиологический аспект концепции физического воспитания [12, c. 153155; 13, c. 45-47], не выстраиваются психофизиологические компоненты формирования организма школьников [4; 5, c. 90-93; 7, c. 44-46] и т.д.

При этом одной из ключевых задач школьной педагогики и возрастной физиологии является определение особенностей функционирования центральной нервной системы и сенсорных систем, основных нейрофизиологических механизмов, которые формируют поведенческие качества детей на различных этапах онтогенеза.

У младших школьников «пластичность» нервных процессов пребывает на сравнительно низком уровне. Однако, по мнению А.С. Солодкова и Е.Б. Сологуб, именно в период второго детства наблюдается тенденция к улучшению функциональной организации ряда видов произвольной деятельности, включая интенсивное развитие сенсомоторных функций [8].

Заинтересованность у исследователей в получении показателей, характеризующих функционирование сенсорных систем у детей этого возрастного периода, весьма высока, поскольку эти параметры, по мнению педагогов и возрастных физиологов, являются наиболее достоверными и репрезентативными в процессе обработки зрительной, слуховой, соматосенсорной информации при выяснении эффекта той функциональной системы, которая находится в основе изучаемой реакции [6, c. 38-40; 14, c. 78-79].

При анализе доступной научной и научно-методической литературы обнаружены фрагментарные исследования, посвященные изучению влияния занятий физической культурой на функциональное состояние сенсорных систем: времени двигательного реагирования, формирование концентрации и устойчивости внимания у младших школьников и др. [4; 5, c. 90-91; 10, c. 35-44; 11, c. 327-333; 9, c. 356-357].

Цель исследования заключалась в изучении ряда психофизиологических показателей у детей младшего школьного возраста в начале учебного года.

Организация и методы исследования. Наблюдение осуществлялось на базе муниципального общеобразовательного учреждения гимназии №18, средней общеобразовательной школы № 63 муниципального образования г. Краснодар, лаборатории кафедры анатомии и спортивной медицины ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма». В исследовании приняли участие 311 школьников (149 мальчиков и 162 девочки), возраст которых соответствовал периоду первого и второго детства.

Для получения фактических данных использовали аппаратно-программный компьютерный комплекс «НС-ПсихоТест» фирмы «НейроСофт» (г. Иваново), который включал в себя пульт-тестер управления, совмещающий индикатор для предъявления световых раздражений, и аппарат для нажатия при поступлении сигнала, обеспечивающий автоматические демонстрации различного рода раздражителей по заданным программам, а также IBM-совместимый персональный компьютер.

У наблюдаемого контингента была исследована простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР), которая является одним из наиболее распространенных показателей при тестировании скорости и быстроты реагирования и относится к классической методике хронорефлексометрии, характеризующей лабильность в деятельности нервных центров [2]. Исследуемому школьнику на тестере демонстрировали 30 красных световых сигналов в случайном порядке (чтобы не вырабатывался рефлекс на время, и в то же время достаточно регулярно, чтобы каждый очередной сигнал был ожидаем), во время возникновения которых он должен был максимально быстро нажимать кнопку на аппарате.

Также проводилось исследование реакции на движущийся объект (РДО), представляющее собой разновидность сложной сенсомоторной реакции (помимо сенсорного и моторного периодов включает период относительно сложной обработки сенсорного сигнала центральной нервной системой (ЦНС). В данном случае сложность состоит в необходимости проявления зрительной экстраполяции – пространственно-временного предвидения того, в какой точке и в какой момент окажется перемещающийся предмет. Сущность данной методики состоит в предъявлении исследуемому на экране монитора двух концентрических окружностей белого цвета. На окружностях имелись две отметки: красного и зеленого цвета. Начиная от красной отметки, слева направо, распространялась заливка красного цвета со скоростью 15 мм/с. В момент прохождения границы заливки через отметку зеленого цвета исследуемый должен был быстро нажать на кнопку пульта управления. Всего на экране компьютера предъявляли 15 сигналов. При проведении тестирования основное значение имела своевременность ответа на раздражительность. Оценка заключалась в сравнении количества опережающих и запаздывающих реакций (И.Н. Мантрова, 2008): «преобладают опережающие реакции, запаздывающие составляют менее 10,0% – преобладание возбуждения в деятельности нервных центров; количество опережающих и запаздывающих реакций отличается не более чем на 10,0% – уравновешенность нервных процессов; преобладают запаздывающие реакции, опережающие составляют менее 10,0% – преобладание процессов торможения в деятельности ЦНС» [2].

При исследовании психофизиологических показателей школьников 7-10 лет также использовали методики: «реакция различения» и «реакция выбора».

Время реакции различения (ВРР), являясь разновидностью сложной сенсомоторной реакции, служит для измерения подвижности нервных процессов в ЦНС. Обследуемому последовательно предъявлялись разноцветные световые сигналы. В ответ на демонстрацию каждого из световых сигналов определенного цвета обследуемый должен быстро нажать на соответствующую кнопку, стараясь не допускать ошибок. Последовательность цветов также случайна. Основным цветом сигнала, требующим реакции, выбирался красный. Кроме того, учитывали и число ошибок, и показатель коэффициента точности.

При определении времени реакции выбора (ВРВ) последовательно предъявляли 30 красных и зеленых световых сигналов в хаотичном порядке. В ответ на предъявление сигнала основного цвета («красный») исследуемый максимально быстро нажимал на левую кнопку пульта управления, второстепенного («зеленый») – правую.

По мнению И.Н. Мантровой (2008), у детей 7-10 лет норма скорости сенсомоторных реакций составляет: ПЗМР-227,0-353,0 мс; ВРВ-408,0-604,0 мс [3].

Методикой «оценка внимания» устанавливали концентрацию и устойчивость этого качества. Исследуемому последовательно демонстрировали световые стимулы красного цвета в центре экрана монитора, при этом ему нужно было как можно быстрее нажатием кнопки среагировать на появление сигнала. Концентрация внимания тем выше, чем ниже коэффициент, устойчивость внимания, наоборот, – чем выше коэффициент. В тесте «помехоустойчивость» оценивали свойства, характеризующие способность сопротивляться воздействию помех. Методика аналогична предыдущей, но во время ее выполнения на экране появлялись зрительные помехи.

Исследования проводились многократно. Для каждого школьника оформляли протокол.

В исследовании дети принимали участие на добровольной основе, от их родителей получено письменное информированное согласие.

Обработка полученных в ходе исследования экс- периментальных данных проводилась по стандартным математико-статистическим методам на IBM-совместимых компьютерах [1].

Результаты исследований. В начале учебного года у наблюдаемого контингента были проведены исследования по изучению ПЗМР. При анализе полученных данных (таблица 1) установлено, что у мальчиков 7 лет зарегистрированы более высокие значения времени реакции в сравнении со школьниками 8, 9 и 10 лет (Р_1-2<0,01; Р_1-3<0,001; Р_1-4<0,0001). Самую большую скорость при тестировании показали школьники 9-10 лет, хотя достоверных различий между полученными результатами наблюдаемых групп не зарегистрировано (Р_3-4>0,05). Также не было значимых различий во время исследования ПЗМР у мальчиков 8-9 лет, при достоверных изменениях рассматриваемых показателей школьников 8-10 лет.

Анализ полученных результатов ПЗМР у девочек показал сходную закономерность (таблица 2). Так, медленнее всего на световой стимул реагировали школьницы 7 лет по сравнению с 9-летними и 10-летними (Р1-3<0,001; Р1-4<0,0001), при этом разницы в показателях с 8-летними девочками не отмечены (Р1-2>0,05).

У девочек 8 лет результаты, полученные в ПЗМР, существенно отличались только при сравнении с 10-летними школьницами (Р2-4<0,05). Различий в полученных данных между девочками 9 и 10 лет не обнаружено (Р3-4>0,05).

При исследовании РДО было установлено (таблица 1), что время реакции у мальчиков 7 лет было выше (Р_1-3<0,05; Р_1-4<0,001), при этом различия по времени с мальчиками 8 лет не зарегистрированы (Р_1-2>0,05) у школьников 9-10 лет. В свою очередь значения данного показателя не отличались (Р 3-4 > 0,05) у школьников 9-10 лет. То есть мальчики 10 лет обнаруживали наиболее точную по времени РДО, что демонстрирует сбалансированный вариант нервных процессов.

Как показал анализ результатов, полученных в РДО у девочек (таблица 2), достоверные различия во времени имели место между школьницами 7, 9 и 10 лет (Р1-3<0,05; Р1-4<0,001).

При исследовании сложных сенсомоторных реакций (таблица 3) различения (использовали реакцию на один определенный стимул из нескольких) и выбора (применяли несколько субъективных реакций на предлагаемые стимулы) получены следующие данные: самые большие по времени значения ВРР отмечены у мальчиков 7 лет, низкие – у школьников 9 и 10 лет (Р_1-3 < 0,001; Р_1-4<0,001). Что касается достоверности различий в этом тесте, то она зарегистрирована и между 8-летними и 10-летними (Р_2-4 < 0,01).

При анализе результатов ВРР у девочек (таблица 4) отмечается следующее: меньше времени при тестировании показали школьницы 10 лет по отношению к 7-летним (Р1-4<0,01). При сравнении остальных возрастных групп достоверных различий в показателях обнаружено не было.

У наблюдаемых младших школьников были прове-

Таблица 1

Время простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) и реакция на движущийся объект (РДО) у мальчиков 7-10 лет в начале учебного года (М±m)

Показатели	Единица измерения	7 лет n=41	8 лет n=38	9 лет n=36	10 лет n=35
ПЗМР	мс	342,4±10,4	301,8±12,5	275,1±9,7	264,3±11,4
			P1-2<0,01 r=2,50	P1-3<0,001 r=4,73	P1-4<0,0001 r=5,06
				P2-3>0,05 r=1,69	P2-4<0,01 r=2,22
					P3-4>0,05 r=0,72
РДО	мс	92,3±5,1	80,8±7,3	76,2±4,5	62,7±3,9
			P1-2>0,05 r=1,29	P1-3<0,01 r=2,34	P1-4<0,0001 r=4,61
				P2-3>0,05 r=0,54	P2-4<0,01 r=2,19
					P3-4<0,01 r=2,27

Примечание:

P1-2 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у мальчиков 7 и 8 лет P1-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у мальчиков 7 и 9 лет P1-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у мальчиков 7 и 10 лет P2-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у мальчиков 8 и 9 лет P2-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у мальчиков 8 и 10 лет P3-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у мальчиков 9 и 10 лет

Таблица 2

Время простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) и реакция на движущийся объект (РДО) у девочек 7-10 лет в начале учебного года (М±m)

Показатели	Единица измерения	7 лет n=43	8 лет n=42	9 лет n=39	10 лет n=37
ПЗМР	мс	321,5±10,6	298,4±13,3	279,8±11,4	251,6±9,2
			P1-2>0,05 r=1,36	P1-3<0,001 r=2,68	P1-4<0,0001r=4,95
				P2-3>0,05 r=0,16	P2-4<0,05 r=2,89
					P3-4>0,05 r=1,93
РДО	мс	96,2±8,7	84,4±7,6	75,6±4,9	64,7±6,9
			P1-2>0,05 r=1,02	P1-3<0,05 r=2,06	P1-4<0,001 r=2,84
				P2-3>0,05 r=0,97	P2-4>0,05 r=1,92
					P3-4>0,05 r=1,29

Примечание:

P1-2 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у девочек 7 и 8 лет P1-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у девочек 7 и 9 лет P1-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у девочек 7 и 10 лет P2-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у девочек 8 и 9 лет P2-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у девочек 8 и10 лет P3-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ПЗМР» и «РДО» у девочек 9 и 10 лет

Таблица 3

Время реакций различения (ВРР) и выбора (ВРВ) у мальчиков 7-10 лет в начале учебного года (М±m)

Показатели	Единица измерения	7 лет n=41	8 лет n=38	9 лет n=36	10 лет n=35
ВРР	мс	438,8±14,3	411,2±11,6	387,6±8,9	369,5±12,4
			P1-2>0,05 r=1,50	P1-3<0,001 r=3,04	P1-4<0,001 r=3,66
				P2-3>0,05 r=1,61	P2-4<0,01 r=2,46
					P3-4>0,05 r=1,19
ВРВ	мс	465,3±16,5	458,4±13,2	446,8±6,7	431,3±9,2
			P1-2>0,05 r=0,33	P1-3>0,05 r=1,04	P1-4>0,05 r=0,74
				P2-3>0,05 r=0,78	P2-4>0,05 r=0,44
					P3-4>0,05 r=0,40

Примечание:

P1-2 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у мальчиков 7 и 8 лет P1-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у мальчиков 7 и 9 лет P1-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у мальчиков 7 и 10 лет P2-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у мальчиков 8 и 9 лет P2-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у мальчиков 8 и 10 лет P3-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у мальчиков 9 и 10 лет

Таблица 4

Время реакций различения (ВРР) и выбора (ВРВ) у девочек 7-10 лет в начале учебного года (М±m)

Показатели	Единица измерения	7 лет n=43	8 лет n=42	9 лет n=39	10 лет n=37
ВРР	мс	441,5±15,5	418,9±14,3	396,4±17,7	378,7±18,2
			P1-2>0,05 r=1,07	P1-3>0,05 r=1,92	P1-4<0,01 r=2,63
				P2-3>0,05 r=0,99	P2-4>0,05 r=1,74
					P3-4>0,05 r=0,70
ВРВ	мс	471,3±17,1	449,4±12,6	451,6±9,7	454,8±14,7
			P1-2>0,05 r=1,03	P1-3>0,05 r=1,0	P1-4>0,05 r=0,73
				P2-3>0,05 r=0,14	P2-4>0,05 r=0,28
					P3-4>0,05 r=0,18

Примечание:

P1-2 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у девочек 7 и 8 лет P1-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у девочек 7 и 9 лет P1-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у девочек 7 и 10 лет P2-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у девочек 8 и 9 лет P2-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у девочек 8 и 10 лет P3-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах оценка «ВРР» и «ВРВ» у девочек 9 и 10 лет

Таблица 5

Устойчивость и концентрация внимания у мальчиков 7-10 лет в начале учебного года (М±m)

Показатели	Единица измерения	7 лет n=41	8 лет n=38	9 лет n=36	10 лет n=35
Оценка внимания	мс	358,2±2,6	342,4±9,8	332,6±6,2	321,4±9,2
			P1-2>0,05 r=1,56	P1-3<0,001 r=3,85	P1-4<0,001 r=3,63
				P2-3>0,05 r=0,85	P2-4>0,05 r=1,56
					P3-4>0,05 r=1,01
Помехоустойчивость	мс	396,7±8,7	389,5±7,3	376,4±9,0	361,8±8,7
			P1-2>0,05 r=0,88	P1-3<0,005 r=2,12	P1-4<0,001 r=5,14
				P2-3>0,05 r=1,11	P2-4<0,01 r=2,4
					P3-4>0,05 r=1,16

Примечание:

P1-2 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у мальчиков 7 и 8 лет

P1-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у мальчиков 7 и 9 лет

P1-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у мальчиков 7 и 10 лет

P2-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у мальчиков 8 и 9 лет

P2-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у мальчиков 8 и 10 лет

P3-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у мальчиков 9 и 10 лет

Таблица 6

Устойчивость и концентрация внимания у девочек 7-10 лет в начале учебного года (М±m)

Показатели	Единица измерения	7 лет n=41	8 лет n=38	9 лет n=36	10 лет n=35
Оценка внимания	мс	351,3±7,2	344,5±8,8	327,3±6,9	318,6±7,4
			P1-2>0,05 r=0,6	P1-3<0,01 r=2,41	P1-4<0,005 r=3,17
				P2-3<0,05 r=2,32	P2-4<0,05 r=2,25
					P3-4>0,05 r=0,86
Помехоустойчивость	мс	408,2±6,5	401,5±4,9	390,5±5,2	387,4±7,3
			P1-2>0,05 r=0,82	P1-3<0,005 r=2,13	P1-4<0,05 r=2,13
				P2-3>0,05 r=1,54	P2-4>0,05 r=1,6
					P3-4>0,05 r=0,35

Примечание:

P1-2 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у девочек 7 и 8 лет

P1-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у девочек 7 и 9 лет

P1-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у девочек 7 и 10 лет

P2-3 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у девочек 8 и 9 лет

P2-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у девочек 8 и 10 лет

P3-4 – достоверность различий между показателями, полученными в тестах «оценка внимания» и «помехоустойчивость» у девочек 9 и 10 лет дены также тесты: «оценка внимания» и «помехоустойчивость». Анализ полученных данных показал (таблица 5) сравнительно низкие значения приема и передачи зрительной информации у мальчиков 7 лет (358,2±2,6) в сравнении с 9- и 10-летними (Р1-3<0,001; Р1-4<0,001). Высокая скорость данной реакции регистрировалась в группе 9- и 10-летних, при этом различий между полученными результатами в этих группах не было (Р3-4>0,05). Рассматриваемые показатели у 8-летних мальчиков не имели различий между 7, 9 и 10-летними школьниками.

При оценке скорости приема и переработки зрительной информации у девочек (таблица 6) была отмечена та же тенденция, что и у мальчиков, с одной особенностью. У 8-летних девочек были получены показатели, которые отличались (Р2-3<0,05-0,001; Р2-4<0,05-0,001) от результатов 9- и 10-летних школьниц.

Согласно данным, полученным при исследовании помехоустойчивости (таблица 5), у лиц исследуемого контингента была выявлена аналогичная закономерность. Так, высокие показатели были зарегистрированы у мальчиков 7 лет при сопоставлении с возрастом 9-10 лет (Р1-3<0,05-0,001; Р 1-4<0,05-0,001), в группе девочек семилетние школьницы реагировали несколько медленнее, чем в возрасте 9-10 лет (Р1-3<0,05; Р1-4<0,05). То есть коэффициенты концентрации и устойчивости внимания у школьников и школьниц 9-10 лет были выше, чем у детей 7 лет, что характеризует их сравнительно высокий уровень помехоустойчивости.

Согласно полученным данным можно заключить, что у детей в период первого и второго детства значимо изменяются механизмы корковой организации в ходе реализации процесса двигательных актов, которые имеют взаимосвязь со сложными зрительно-моторными действиями.

Полученные показатели в простой зрительно-моторной реакции могли быть обусловлены анатомическими особенностями анализатора, свойствами нервных процессов, психофизиологическим состоянием организма и двигательно-координационным потенциалом обследуемого. Из чего следует, что период сенсомоторной реакции по мере взросления уменьшается, объяснением этому явлению служит процесс созревания центральных структур мозга и совершенствование функционального состояния нервно-мышечного аппарата.

Показатели сложной сенсомоторной реакции на движущийся объект демонстрировали, что у детей 9-10 лет степень сбалансированности процессов возбуждения и торможения по силе выше, это свидетельствует об уравновешенности нервных процессов и стабильности функционирования нервной системы в этом возрасте.

Выявленные показатели в «реакции различения» и «реакции выбора» свидетельствуют о подвижности нервных процессов, с возрастом у детей происходит значительное уменьшение количества запаздывающих и опережающих реакций, обусловленное интенсивным развитием центральных механизмов.

Очевидно, что для объективной оценки скорости приема и переработки зрительной информации, а также помехоустойчивости, у детей младшего школьного возраста необходимы дополнительные исследования в конце учебного года.

Таким образом, результаты, приведенные в работе, обладают теоретической и практической значимостью, поскольку могут участвовать в формировании процессуально-технологического решения, применяемого во время осуществления задач физического воспитания в школе.