DOI:
DOI: 10.18413/2313-8971-2018-4-4-0-5
Образовательная световая среда профессионального учебного заведения
Aннотация
Современная система образования предусматривает самостоятельную учебную работу с применением персональных компьютеров с жидкокристаллическими мониторами, которые по спектру излучаемого светового потока и принципу действия излучателя можно отнести к светодиодным источникам света. Появление новых источников света, которые некоторым образом могут повлиять на успеваемость обучающихся, и, с другой стороны, получение новых экспериментальных данных в сфере инновационного образования воплотилось в идею создания нового метода обучения. Проект предполагает разработку экспресс-метода и аппаратно-программного комплекса для комплексного изучения влияния спектральных особенностей светодиодного освещения на внимание, работоспособность, психоэмоциональное состояние и эффективность усвоения учебного материала. Основу экспресс-метода составляет комплексное экспресс-тестирование обучаемых субъектов учебного процесса с помощью аппаратно-программного комплекса с применением бланковых методик, без отрыва от непосредственного учебного процесса. Испытуемые будут находиться в условиях специально созданного светового микроклимата со светодиодными источниками света. На данный момент в России применяют модели и методы обучения, отражающие подходы к организации взаимодействия лишь между обучающим и обучаемым субъектами учебного процесса без учета всевозрастающего вероятностного влияния на учебный процесс светового излучения светодиодного освещения, жидкокристаллических мониторов персональных компьютеров и мобильных средств связи. Соответственно, методы оценки этого влияния в педагогической науке отсутствуют. Проект направлен на решение этой проблемы. Разработанный экспресс-метод и прибор позволит более детально изучать социальные аспекты проблем обучения, воспитания и педагогической психологии, проявляющиеся под действием кардинально изменившейся световой среды в учебных заведениях и жилых помещениях.
Ключевые слова: процесс обучения, световая среда, цветовая температура, психоэмоциональное состояние, технология и методика образовательного процесса, эффективность усвоения материала обучаемыми субъектами учебного процесса
Введение. В Концепции модернизации российского образования на период до 2020 года приведение содержания в соответствие с современным уровнем развития науки, техники и технологии; разработка и внедрение новых информационных технологий определены как безусловные приоритеты. Результатом преобразований должно стать повышение качества образования. Именно этот показатель является главным критерием оценки деятельности всех учебных заведений. В связи с Федеральным законом от 23.11.09 № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ» (изм. и доп. вступ. в силу с 01.01.18), внедрение энергоэффективных источников света в образовательных учреждениях позволит создать уникальную световую среду, способную вывезти процесс обучения на новый уровень образования. В этих условиях разработка и внедрение современных технологий и методик организации процесса образования становится актуальной задачей педагогической науки и практики.
Основная часть. В классическом понимании процесс обучения заключается во взаимодействии учителя и ученика. Качество обучения определяется эффективностью усвоения учебного материала и зависит от педагогического мастерства учителя и личностных качеств ученика. Личностные качества ученика не могут отличаться стабильностью и обеспечивать высокую эффективность усвоения учебного материала. Световая среда является некоторой константой, прописанной в соответствующих СанПиН и СНиП. Действительность такова, что современные достижения в области светотехники – светодиодные светильники, сильно отличающиеся по своим физическим характеристикам от привычных источников света вынуждают включить в этот тандем третью переменную, а именно световой микроклимат, как новый фактор, способный повлиять на внимание, работоспособность, психоэмоциональное состояние и эффективность усвоения учебного материала обучаемыми субъектами учебного процесса, то есть, в целом, на познавательную деятельность человека.
Современная система образования предусматривает самостоятельную учебную работу с применением персональных компьютеров с жидкокристаллическими мониторами, которые по спектру излучения и принципу действия можно отнести к светодиодным источникам света. Результаты некоторых исследований последнего десятилетия свидетельствуют о том, что внедрение светодиодного освещения, имеющего в своем спектральном составе коротковолновую часть видимого диапазона спектра может привести к ускорению биохимических процессов, приводящих к деградации зрительных функций, что, естественно, может сказаться на внимании, работоспособности, психоэмоциональном состоянии, познавательной деятельности человека.
На данный момент в России применяют модели и методы обучения, отражающие подходы к организации взаимодействия лишь между обучающим и обучаемым субъектами учебного процесса без учета всевозрастающего влияния на учебный процесс светового излучения светодиодного освещения, жидкокристаллических мониторов персональных компьютеров и мобильных средств связи (Буркальцева, Цёхла, Тюлин, 2016: 113-115). Методы оценки этого влияния в педагогической науке отсутствуют, целью статьи является решение этой проблемы.
Обзор периодических изданий (Аверьянов, 2011: 13-16; Архангельский, 2015: 104-108; Papastergiou, 2013, Vowles, 1990) свидетельствует о заметном влиянии цветовой температуры светового потока источников света на циркадные ритмы человека – циклические колебания интенсивности биологических процессов, связанных со сменой дня и ночи. Принято считать, что отдыху и подготовке ко сну способствует освещение «теплых» тонов, для работы рекомендуется «нейтральная» (около 4000К) цветовая температура, а более «холодные» тона с цветовой температурой выше 4000К провоцируют к более высокой умственной активности (Аверьянов, 2011: 13-16; Матющенко, 2014: 74-76). Эти общеизвестные постулаты базируются, в основном, на результатах научных достижений прошлого столетия, когда объектом научных исследований в сфере светотехники служили тепловые источники, лампы накаливания и газоразрядные источники света. Светодиодное освещение по спектру, коэффициенту пульсации и другим светотехническим параметрам сильно отличается от излучения ламп накаливания и газоразрядных источников света (Grewal, Mehta, Kardes, 2000: 233-252). Чрезвычайная сложность процессов зрительного восприятия человека предполагает недопустимость присваивать одним источникам света свойства, присущие другим. В медицинских центрах для оценки психоэмоционального состояния человека применяют автоматизированные системы, объединенные в единый комплекс, включающий в себя нейровизор, для регистрации и анализа биоэлектрических потенциалов головного мозга, систему RED, для регистрации направления взора и другое дорогостоящее оборудование (Agarwal, Prasad, 1998: 204-215; Moore, Kearsley, 1996: 37-39).
Известны и менее затратные способы оценки эмоционального состояния человека (Kraevskii, 2006: 37-71), например, методика А. Уэссмана и Д. Рикса «Самооценка эмоциональных состояний». Согласно описанию этого метода, испытуемому предлагают 40 утверждений, объединенных в четыре раздела, характеризующие эмоциональные состояния человека. Затем анализируют выбранные человеком словесные характеристики, отражающие его состояние с использованием шкалы баллов (Christensen, 2006: 1161-1182; Hirschman, 1980: 283-295). В отечественной практике при оценке общей умственной работоспособности применяют различные дозированные задания и специальные таблицы «корректурные пробы» А.Г. Иванова-Смоленского, В.Я. Анфимова, Бурдона (Закиева, 2018: 1836-1843).
К известным методам также относится экспресс-диагностика свойств нервной системы по психомоторным показателям – теппинг-тест. Этот тест позволяет отслеживать временные изменения максимального темпа движений кистью руки человека. Этот метод привлек наш интерес, поскольку с одной стороны, движения кистью несложно зарегистрировать, а с другой стороны, именно рука является орудием физического и интеллектуального труда. При этом максимальная частота движений, выполняемых кистью руки человека, может измеряться различными способами.
Экспериментальные исследования проводилось при участии студентов ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет». В качестве испытуемых в учебных аудиториях с разными типами освещения, а именно при естественном освещении (рис. 1), с люминесцентными светильниками типа ЛВО (рис. 2) и светодиодными светильниками (рис. 3 и рис. 4) с изменяемой цветовой температурой светового потока от «холодного» (Тц = 5800К) до «теплого» (Тц = 2800К). Целью исследования было изучение возможности применения «Темпинг-тест» для оценки влияния освещения на психомоторную деятельность человека (Закиева, 2018: 43-47).
Изменения в результатах тестирования при разных режимах освещения для каждого испытуемого было индивидуальным. При люминесцентном освещении графики «разношерстные». При светодиодном освещении (Тц = 5800К) просматривается тенденция к снижению интенсивности моторной деятельности в следствия утомления. При светодиодном освещении (Тц = 2800К) наблюдается более плавное снижение количества точек.
С целью снижения вероятности возникновения подобных ошибок нами будет создано мобильное приложение максимально приближенное к описанному экспресс тесту. Приложение будет подсчитывать количество касаний за время в определенных площадках. Остальные квадраты в это время будут не активны. По окончанию времени, отведенного на тест, приложение выдаст звуковое сообщение и прекратит подсчет касаний. Затем на экране отобразятся результаты теста в виде таблицы и диаграммы (рис. 5).
В наших исследованиях мы планируем использовать четыре вида тестовых задания. Оценку внимания, работоспособности, утомляемости планируется осуществлять с помощью корректурных проб и теппинг-теста, а оценку эмоционального состояния – с помощью опросника САН.
Оценка знаний, умений и навыков должна быть объективной, соответствовать истинному уровню успеваемости учащихся, не зависеть от межличностных отношений учителя и ученика. Такой учет позволяет управлять процессом усвоения знаний, формирования умений и навыков. Он позволяет управлять последовательностью умственных и практических действий, вносит по необходимости в деятельность учителя и учащихся коррективы и служит средством совершенствования и повышения эффективности процесса обучения.
Значение непрерывности учета успеваемости велико и не теряет своей актуальности в работе с учащимися любой возрастной категории. Специфика учета знаний состоит в том, что он имеет обучающее и воспитательное значение.
Анализируя полученные показатели учета, учитель и его ученики должны принять решение о том, какой должна быть их последующая работа и на что необходимо направить основные усилия. Проверяя усвоение учебного материала учащимися, учитель должен заботиться о прочности его запоминания, о развитии памяти, воспитании у них привычки к работе, что весьма проблематично при наличии большого контингента на массовых учебных занятиях, характерного для ВУЗов. Учет успеваемости, являясь диагностическим компонентом профессионально-педагогической деятельности, требует соблюдения следующих принципов:
- регулярности и системности;
- надежности и валидности;
- сочетания констатирующей и корректирующей функций;
- последовательности и преемственности систем диагностики;
- доступности диагностических методик и процедур;
- прогностичности диагностики;
- оптимизации форм и методов диагностики;
- комплексности диагностики.
Предлагаемый нами метод экспресс-тестирования в профессиональной подготовке студентов удовлетворяет всем названным выше принципам. В рамках данной работы в качестве метода дидактической диагностики рассматривается метод экспресс-тестирования. В данной работе под экспресс-тестированием понимается метод оценки профессиональной подготовки студентов с минимальной затратой времени, в автоматизированном режиме, с индивидуальной или групповой обработкой результатов, обеспечивающий систематический контроль и объективное оценивание качества подготовки обучающихся в течение всего процесса обучения с использованием индивидуальных мобильных устройств связи. С помощью экспресс-тестирования можно одновременно протестировать не только всю учебную группу и учебный поток, но и курс. При этом преподаватель имеет возможность управлять процессом обучения, а также реализовывать свои авторские идеи, совершенствоваться профессионально. Программное обеспечение дает возможность не только быстро протестировать студентов и получить результаты мгновенно, но и в режиме реального времени обрабатывает, сохраняет и выводит на экран оценочные результаты. Детальные отчеты помогают преподавателю анализировать ответы учащихся и наиболее полно и объективно оценить уровень их знаний.
Заключение. Таким образом, в рамках данного проекта будет разработан экспресс-метод и аппаратно-программный комплекс для комплексного изучения влияния спектральных особенностей светодиодного освещения на внимание, работоспособность, психоэмоциональное состояние и эффективность усвоения учебного материала. Основу экспресс-метода составляет комплексное экспресс-тестирование обучаемых субъектов учебного процесса с помощью аппаратно-программного комплекса с применением бланковых методик («Корректурная проба» - три вида, опросник САН, «Теппинг-тест», экспресс-тестирование усвоения учебного материала), с применением разработанных нами компьютерных программных продуктов, совместимых с операционными системами типа Android и мобильных средств связи, без отрыва от непосредственного учебного процесса.
Руководствуясь необходимостью доказательства гипотезы о наличии влияния спектральных особенностей светодиодного освещения на работоспособность, психоэмоциональное состояние и эффективность усвоения учебного материала качестве испытанного приема был применен выборочный метод. С целью получения статистически достоверного результата – отличия или эффекта, выборки являлись репрезентативными и многочисленными, объемом до 100 человек, что позволило осуществить не менее 50000 измерений за один учебный год. Возрастная группа от 18 до 23 лет.
Испытуемые находились в условиях специально созданного светового микроклимата со светодиодными источниками света. Параметры светового микроклимата были ограничены с учетом сохранения зрительных функций обучаемого субъекта. Световая температура излучения светодиодных светильников для контрольной и опытной групп были различными, а именно принимали значения 3000К и 5000К, соответственно.
Анализ и математическая обработка результатов исследований осуществлялись с применением статистических методов. Интерпретацию результатов педагогических и психологических тестов выполняли соответствующие специалисты.
Разработанный экспресс-метод и прибор позволил более детально изучать социальные аспекты проблем обучения, воспитания и педагогической психологии, проявляющиеся под действием кардинально изменившейся световой среды в учебных заведениях и жилых помещениях.
Список литературы