К вопросу о размещении ПК при использовании ИКТ
в учебном процессе
(*****@***ru)
Педагогический институт Саратовского государственного университета им.
Учебный компьютерный класс (или методический кабинет по информатике), оснащенный ПК и используемый для учебного процесса, создается с целью обеспечения учебного процесса по дисциплинам информатики и другим специальным дисциплинам, использующим компьютеры, а также для выполнения курсовых, дипломных и других видов самостоятельной работы студентов, выполняемой в рамках учебного плана. Компьютерный класс, как правило, являясь методическим центром обеспечения компьютерной компетентности студентов, преподавателей и сотрудников, комплектуется для этого соответствующей оргтехникой, расходными, методическими и учебно-методическими материалами. Организация помещений, рабочих мест и собственно, размещение ПК – регламентируются рядом нормативных документов [5, 7].
Вместе с тем, углубленная подготовка студентов в области педагогического проектирования цифровых учебных материалов и построения учебного процесса в условиях ИКТ-насыщенной образовательной среды (с использованием существующих учебных сред и/или средств разработки общего назначения) приводит к существенному нарушению регламентирующих инструкций. Во время занятий информатикой не соблюдаются не только элементарные санитарно-гигиенические нормы, эргономические параметры, но и другие правила техники безопасности связанные с размещением и эксплуатацией ПК [5, 8]. К негативным факторам можно отнести и существенное снижение эффективности используемых учебно-методических материалов в силу нерационального учёта сформировавшихся реалий при использовании ИКТ.
В последние годы наиболее распространённым вариантом расстановки рабочих мест с ПК в помещении, в отличие от использовавшейся в середине 80-х г. XX в. классической «классной» (рис. 1А), является периметральная компоновка (рис. 1В). Такие помещения часто укомплектованы рабочими столами со стульями для работы без ПК из расчета числа рабочих мест с ПК. Кроме того, в зависимости от количества рабочих мест с ПК дополнительные рабочие столы могут расставляться в один, два или три ряда. Также имеется возможность для проведения групповой работы (2-3 чел.) на одном ПК. Это достаточно удобно на первый взгляд. Однако преимущества связанные с рациональным размещением технического оборудования и мебели на площади, его универсальности (лекция - практика), удобство монтажа и подключения к локальной сети и, наконец, безопасности (задняя часть монитора, системного блока, все сетевые кабели, как и другие токоведущие коммуникации обращены к стене) при ближайшем рассмотрении перечёркиваются двумя основными негативными факторами: санитарно-гигиеническими нормами и новыми подходами преподавания с использованием ИКТ.
На примере двух предложенных компоновок рассмотрим наиболее часто встречающиеся проблемы размещения ПК при использовании ИКТ в учебном процессе:
Санитарно-гигиенические особенности. Работа пользователей в компьютерных классах относится к категории работ, связанных с опасными и вредными условиями труда. Так в процессе работы пользователя на компьютере оказывают воздействие следующие опасные и вредные производственные факторы [6]:
- физические (электромагнитное, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, зашумлённость, уровень освещенности, трибоэлектричество и т. д.); химические (повышенное содержание в воздухе рабочей зоны вредных элементов: двуокиси углерода, озона, фенола, формальдегида и полихлорированных бифенилов и др.); биомедицинские (повышенное содержание в воздухе рабочей области микроорганизмов, скручивание и сжатие дисков позвоночника, «туннельный синдром», деформация внутренних органов брюшной полости и др.); психофизиологические (монотонность операций, напряжение зрения и внимания, интеллектуальные нагрузки и т. д.).
Вентиляция. Требования к организации помещений и рабочих мест, в которых размещаются компьютерные учебные классы, должны оборудоваться в соответствии с Санитарными правилами и нормами «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03» [2]. Помещения с ПК должны оборудоваться системами кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляцией [1]. На практике в качестве «эффективной» приточно-вытяжной вентиляции часто выступают вентиляторы системных блоков (при периметральном размещении ПК) способствующие повышению ПДК вредных веществ за столом, у стен помещений – именно там, где существенно затруднён доступ по уборке помещения.
Освещение. Окна в помещениях, где эксплуатируется вычислительная техника, преимущественно должны быть ориентированы на север и северо-восток, а естественное освещение должно располагаться с левой стороны учащегося (допускается сбоку или сзади от включенного монитора). При периметральном размещении ПК данное условие практически невыполнимо. А при переходе на универсальный вариант (т. е. рассаживание на дополнительные места без ПК) регламентирующие допуски входят в противоречие с другими нормативами освещённости, уже для классов без ПК.
Прокладка сетей. При проектировании помещений для размещения компьютерного оборудования и прокладке локальной сети рекомендуется исходить из нормативных международных стандартов EIA/TIA 568A "Создание телекоммуникационных сетей в офисных зданиях", EIA/TIA 569 "Каналы телекоммуникационные в офисных зданиях", EIA/TIA 606 "Администрирование телекоммуникационной инфраструктурой в офисных зданиях", а также ISO/IEC 11801 "Создание структурированных кабельных систем в зданиях" и др. Вместе с тем, периметральное размещение ПК предопределяет в основном одну сетевую типологию – магистральную. Тогда как классическая «классная» компоновка, позволяет использовать любую другую типологию структуры сети (многосвязная, кольцевая, древовидная, звездообразная и др.), за исключением магистральной. Нельзя сказать, что это строго предписано для обеих компоновок, но экономия денежных средств здесь является существенным фактором.
Длительность работы. Длительность работ в компьютерном классе студентов во время учебных занятий определяется курсом обучения, характером и сложностью выполняемых заданий. Оптимальное время учебных занятий при работе на ПК для студентов высших учебных заведений не должно превышать 2-х часов. Для преподавателей высших учебных заведений установлена длительность работы в компьютерных классах не более 4-х часов в день с обязательным соблюдением регламентированных перерывов (15-20 мин. через каждый час работы на компьютере). Но на практике регламентированный режим работы не соблюдается. Противоречие возникает при подсчёте эффективной загруженности помещений для работы пользователей ПК. Кроме плановых курсов, как правило, проводятся и дополнительные занятия: семинары, практикумы, презентации, самоподготовка и др. Поэтому реальная длительность работы в классе оборудованного ПК превышает регламентированные нормы в 2-3 раза, как для студентов, так и для преподавателей.
Психофизиологические особенности. Работая за ПК, рекомендуется соблюдать следующие правила [5, 9]:
- расстояние от экрана монитора до глаз пользователя должно составлять около 70-80 см (расстояние вытянутой руки); сидеть нужно так, чтобы поясница была расположена к бедрам под прямым углом (вертикально прямая спина); плечи опущены и расслаблены; ноги на полу и не скрещены; локти, запястья и кисти рук на одном уровне; высота расположения клавиатуры должна составлять примерно 65-75 см над полом; локтевые, тазобедренные, коленные, голеностопные суставы под прямым углом.
Однако за несколько часов непрерывного сидения за ПК проблематично соблюсти все рекомендательные нормы. Наиболее сильно страдают глаза, позвоночник и руки пользователя. Так известный синдром запястного канала, который иначе называют «туннельным синдромом» (иногда, «синдромом программиста»), причиной заболевания которого является отек или сдавливание срединного нерва в запястном канале, в отдельных случаях может привести к инвалидности. Говорить о массовом «проникновении» синдрома запястного канала в учебные организации пока не приходится. Но глаза подвержены изменениям. В результате длительной работы за компьютером подсыхает слезная плёнка на поверхности роговицы – глаза становятся практически сухими (синдром сухого глаза). Комплектация учебных классов жидкокристаллическими мониторами (эффективно влияющие на компоновку помещения и др.), несколько сглаживают ситуацию - хотя и тут есть отрицательные стороны. В этом случае усиливается световое и цветовое утомление, которое тоже ведет к нарушению зрению. Однако самая существенная проблема – позвоночник. Большинство людей, много времени проводящих за компьютером, жалуются на боли в шее и спине. Это может быть признаком остеохондроза или заболеваний позвоночника. Учитывая, что основным контингентом компьютерных классов является молодые люди, то очевидно, насколько ответственным необходимо принимать решения в сторону профилактики, непосредственно связанными со спецификой преподавания курса информатики и ИКТ и планировкой учебных классов с ПК.
Эргономика. В идеале учащиеся должны, сидя за компьютером, держать спину прямо. Причём сидеть за ПК учащиеся должны в специальном компьютером кресле: его сиденье должно быть достаточно жестким, а спинка – иметь изгиб в области поясницы. В реальности таких компьютерных кресел (стульев) в учебных классах нет, а компьютерные классы комплектуются совершенно не приспособленной к занятиям мебелью (т. е., столами, стульями и пр.).
Ситуация парадоксальная. С одной стороны учебные классы комплектуются современными высокоэффективными (эргономическими) компьютерными системами с жёсткими ограничениями по излучению и др. экологическим показателям. А с другой – мебель, которая никак не связана с санитарно-гигиеническими требованиями и не вписывается в современную концепцию развития эргономических технологий в образовательном процессе (рис. 2А, В, С). Использование стульев с поворотной осью не решает проблему «усидчивости» или позвоночника (рис. 2А), а ортопедические – слишком дороги. Реальной альтернативой укомплектования учебных помещений с ПК должны бы стать эргономические кресла (стулья) для ПК (рис. 2С), однако они практически неизвестны в общеобразовательной среде. Вместе с тем при той посадке, которую формирует такое кресло (рис. 2С), восстанавливается естественная S образная форма спины, которая ближе к профилю спины в стоячем положении. Это происходит за счет увеличения угла между осью туловища и осью бедер, при котором уменьшается нагрузка на межпозвоночные диски и позвоночник начинает работать на изгиб, а не на сжатие и деформацию дисков. Восстановлению правильного профиля изгибов позвоночника способствует смещение оси нагрузки в центр тела. Важно отметить, что использование таких кресел-стульев также способствует более рациональному использованию площадей в компьютерном классе (рис. 2D).
Педагогические аспекты. Преподавание по дисциплинам информатики и другим специальным дисциплинам, использующим компьютеры, а также использование методических компьютерных классов в качестве демонстрационной площадки по применению новейших разработок в области использования ИКТ в учебном процессе - напрямую связано с компоновкой ПК и организацией рабочих мест. Схемы размещения рабочих мест с ПК (рис.1, рис.2) должны учитывать расстояния между рабочими столами с видеомониторами, а управление всеми функциями класса должно быть реализовано с рабочего места преподавателя (например, с помощью программного обеспечения Rinel-Lingo или с помощью специализированного пульта управления). Демонстрация изображения в учебном компьютерном классе с рабочего места преподавателя при использовании компоновки на рис.2D (их два: фронтальное, для лекционного курса и тыловое, для обеспечения практических занятий) на рабочие места учащихся, имеет перед другими вариантами существенные преимущества:
- учащемуся удобнее смотреть изображение на проекционном экране и одномоментно, повторять или вносить изменения на своем мониторе, проекционный экран располагается прямо «лицом к лицу», и в этом случае ученику не придется каждый раз поворачиваться от своего монитора, чтобы посмотреть на проекционный экран, все изображения с экранов мониторов находятся в поле зрения и преподавателю не нужно постоянно периметрально проходить от одного пользовательского экрана к другому, передача изображение с монитора преподавателя на мониторы учащихся реализуется аппаратными методами по специально выделенной видео-сети, не вмешиваясь в программную и аппаратно-вычислительную среду ПК.
Изменяя функциональные и качественные характеристики учебного помещения с помощью новейших разработок в области ИКТ, позволит в ближайшем будущем внести кардинальные, позитивные изменения в учебный процесс общеобразовательной и высшей школы, в структуру нового интегрированного образования.
Литература
1. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. СанПиН 2.2.2.542-96. Утв.14.07.96. ГКСЭН.
2. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
3. ГОСТ Р 50948-96. Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности. Введ. 01.07.1997.
4. ГОСТ Р 50949-96. Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерения и оценки эргономических параметров и параметров безопасности. Введ. 01.07.1997.
5. ГОСТ Р 50923-96. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения. Введ. 01.07.1997.
6. Сингатулин, взаимодействия человека с физическими полями / , // Мат. Всерос. симпозиума «Морфологические проблемы пульмонологии». Тез. докл. - Саратов: СГМУ. - 1998. - С. 35-36.
7. Рекомендации по использованию компьютеров в начальной школе. Министерство образования Российской Федерации. Письмо от 01.01.2001 г. № 000/13. - www. . - 2007.
8. Санитарно гигиеническая характеристика компьютерных классов школ г. Кургана. - www. . - 2006.
9. Чепыжов, В. Компьютеры в школе и дома / В. Чепыжов, А. Лушникова // Наука и жизнь. - № 5. - 1998.
Рис. 1. Размещение ПК в «классном» варианте (А) и в периметральном варианте (В)
Рис.2. Виды посадок для работы с ПК (А, В, С) и рациональное размещение оборудования и рабочих мест для проведения занятий (D)
