книги из ГПНТБ / Кореневская, Е. И. Гигиенические вопросы строительства школьных зданий

в Эксплуатации мест хранения учебного оборудования. Существенно возросли требования к школьной мебели. Она должна не только обеспечивать удобную физиоло­ гическую позу детей во время занятий, но и позволять легко изменять ее, свободно вставать с рабочих мест, подходить к доске, демонстрационному столу, удобно размещать индивидуальные пособия, ставить несложные опыты на рабочих местах.

Все изложенное обусловило необходимость проведения научных исследований, направленных на уточнение гиги­ енических и педагогических требований к мебели и пред­ метам оборудования школы, к их размерам и конструк* тивным особенностям, размещению в классе или кабине* те, условиям использования.

Гигиенические обоснования размеров

школьной мебели и поза учащихся

во время занятий

Проблема рациональной позы во время занятий и школьной мебели была предметом изучения специали­

Ф. Ф. Эрисман, 1959; А. Г. Сухарев, 1960; Ц. Л. Уси-

посадке центр тяжести корпуса располагается над пло­ скостью опоры, что делает позу более устойчивой и эко­ номной в отношении энерготрат по сравнению с на­ клонной позой.

Более поздние работы, включавшие физиологические исследования, в частности миографию мышц спины и шеи (Lundervold, 1951; А. Г. Сухарев, 1960; В. С. Гур-

финкель, Я. М. Коц, М. Л. Шик, 1965; Н. Б. Каратаева, 1965; Л. В. Михайлова, Г. А. Шаршаткина, 1970), а также фотогониометрию (Л. В. Михайлова, Г. А. Шар­ шаткина, 1970), внесли существенные коррективы в оп­ ределение физиологической позы.

130

Поза школьников во время занятий при отсутствии строгой ее регламентации характеризуется разнообра­ зием положений туловища, головы и конечностей. Для чтения и письма типичны позы с различной степенью наклона корпуса вперед («передняя поза»). Выпрям­ ленное положение корпуса или отклонение его назад («задняя поза») встречается при выслушивании объяс­ нений, не сопровождающихся записями, рассмотрении демонстрационного материала, в моменты отдыха.

Впроцессе занятий увеличивается наклон туловища

иголовы, что служит проявлением утомления позных мышц спины и шеи, осуществляющих функцию разги­ бания позвоночника и противостоящих гравитационным силам. Кроме того, периодически меняется поза детей,

причем наибольшие изменения отмечаются в положении головы и конечностей.

Исследования позной активности и регуляции позы (В. С. Гурфинкель, Я. М. Коц, М. Л. Шик, 1965) пока­ зали, что характерной чертой удержания активной позы является наличие тремора, а также крупных колебаний центра тяжести. В позах, более выгодных с точки зре­ ния биомеханики, амплитуда колебаний центра тяже­ сти меняется в пределах 0,5—3 мм для мелких и от 3 до 10 мм для основных колебаний. При большом на­ клоне корпуса вперед с существенным смещением цент­ ра тяжести требуются значительные мышечные напря­ жения — величина статических мышечных усилий со­ ставляет по О. А. Зальцгебер 476,4 кг/см2 против 118 кг/см2 в обычной позе. В связи с этим амплитуда мелких ко­ лебаний центра тяжести возрастает до 2—7 мм, круп­ ных— до 5—15 мм.

На основании анализа под этим углом зрения дан­ ных, полученных Л. В. Михайловой и Г. А. Шаршатки-

урока (табл. 15) можно дать объективную оценку раз­ ных поз.

Позы с большим наклоном корпуса, когда угол на­ клона грудной части по отношению к поясничной со­ ставляет около 145°, наиболее утомительны и неустой­ чивы и неблагоприятны для зрительной работы, так как расстояние от глаз до рабочей поверхности сокра­ щается до 27—28 см, а у школьников небольшого ро­ ста— до 22—23 см.

Т а б л и ц а 15

Изменение наклона (I), диапазона колебаний грудной части позво­ ночника (II), расстояния глаз от поверхности стола (III) и откло­ нений центра тяжести ( I V— V) на протяжении опытного урока в различных позах (средние данные)

'Позы с легким и средним наклоном (угол наклона грудной части 160—170°) по биомеханическим свойст­ вам можно характеризовать как благоприятные. Проек­ ция центра тяжести корпуса не выходит за пределы плоскости опоры, отсутствуют значительные сдавления внутреннних органов и крупных сосудов; расстояние от стола до глаз в большинстве случаев соответствует ги­ гиеническим рекомендациям. Эти позы, особенно поза с легким наклоном, отличаются устойчивостью.

Выпрямленная поза не может быть отнесена к благо­ приятной. Учащиеся отмечают неудобство и утомитель­ ность вынужденной прямой позы; наблюдается боль­ шой диапазон колебаний центра тяжести и амплитуды физиологического тремора. Число перемещений корпуса приближается к таковому в позе с большим наклоном

132

Углы наклона в град.

24. Изменение наклона грудной части корпуса в произвольных и за­ данной позах в процессе урока.

ности, что делает затруднительным чтение и письмо. Признаки мышечного утомления у школьников отмеча­ ются в выпрямленном положении и по показателям миографии: наблюдается асимметрия миограмм крест­ цово-остистой мышцы правой и левой половины тела и увеличение амплитуды миограмм всех исследованных мышц к 10—12-й мин урока (рис. 25).

Таким образом, нередко предъявляемое в педагоги­ ческой практике требование к учащимся сохранять на уроках неподвижную выпрямленную позу нефизиоло­ гично. Школьникам во время занятий необходимо ме­ нять положение тела. Школьная мебель должна обе­ спечивать удобство позы как при наклоне вперед во время чтения и письма, так и при отклонении корпуса назад во время отдыха и выслушивания объяснений.

Удобство позы во многом зависит от размеров учеб­ ной мебели, которые обосновываются пропорциями те­ ла учащихся. Одним из важных функциональных раз­ меров учебной мебели является высота сиденья. В от-

133

25. Электрическая актив­ ность спинных мышц при на­ пряженной (а) позе.

ношении этого размера рекомендации разноречивы. Некоторые исследователи считают, что высота сиденья должна быть меньше длины голени со стопой в обуви на 1—0 . см (М. И. 'Корсунская, 1928; О. В. Флеров, 1953), на 2,5 см (1 дюйм) (Martin, 1955) и даже на

5 см (Akerblom, 1948). Встречаются мнения противопо­ ложного характера, свидетельствующие о неудобстве заниженных сидений (Lundervold, 1951; Schoberth, 1962).

Это обстоятельство обусловило необходимость специ­ ального изучения позы детей при пользовании стульями разной высоты (Л. В. Михайлова, Г. А. Шаршаткина, 1972) (табл. 16).

Т а б л и ц а 16

Соотношение углов сгибания в тазо-бедренном, коленном и голено­ стопном суставах и амплитуды колебаний центра тяжести при поль­ зовании стульями разной высоты

134

При низких стульях преобладают позы, когда во всех сочленениях конечностей углы сгибания меньше 90°. При высоте сиденья стульев, равной длине голени вме­ сте со стопой в обуви или выше их на 2 см, все иссле­ дуемые углы больше 90°. При пользовании высокими стульями угол сгибания в тазо-бедренном и голено­ стопном суставах снова становится менее 90°, но при этом наблюдаются сползание бедер вперед и как вто­ ричное явление — наклон тазовой области.

При всех исследованных вариантах высоты сиденья стульев отмечается значительная подвижность конеч­ ностей и корпуса. Наименее устойчива поза при край­ них вариантах высоты сиденья. При этих же вариан­ тах школьники жалуются на неудобство позы, чувство

Таким образом, наибольшее удобство позы при чте­ нии и письме за столом обеспечивает высота сиденья, соответствующая длине голени со стопой в обуви. Из­ менения высоты сиденья в пределах 2 см (особенно в сторону его повышения) существенно не влияют на ха­ рактер и удобство позы.

Вторым функциональным размером, влияющим на позу учащегося, является высота стола. Она складыва­ ется из высоты стула и дифференции. В расчетах дифференции существует много расхождений. Ряд авторов (Ф. Ф. Эрисмап, 1959, и др.) рекомендуют при опреде­ лении величины дифференции к значению высоты локте­ вой точки над сиденьем добавлять 2—6 см. М. И. Корсунская (1928), устанавливая дифференцию, измеряла высоту локтя, не прижатого к телу, а выдвинутого впе­ ред на 10 см, и к этой величине прибавляла 2—6 .см. Исследование соотношения углов наклона корпуса, ко­ лебаний центра тяжести и биоэлектрической активно­

что поза детей и функциональные показатели не одина­ ковы при разной величине дифференции (табл. 17).

При работе за высоким столом (дифференция равна высоте локтевой точки плюс 9—10 см) отмечает­ ся большой наклон тазовой области, более сильный на­ клон головы, меньшее расстояние от глаз до рабочей поверхности, чем в средних группах, из-за чего общее положение корпуса приближается к позе с большим на-

135

Т а б л и ц а 17

Углы наклона частей корпуса, расстояние от глаз до поверхности стола и амплитуда колебаний центра тяжести учащихся при работе за столом разной высоты

* Л — высота от сиденья до локтя, прижатого к телу.

клоном. Положение корпуса за низким столом также соответствует позе с большим наклоном. При этом центр тяжести переносится вперед, и в связи с этим возрастает мышечное напряжение для удержания тя­ жести тела, о чем свидетельствует увеличение амплиту­ ды миограмм крестцово-остистой мышцы с середины урока. Как при большой, так и при малой дифференции отмечается неустойчивость позы и неравномерная ам­ плитуда физиологического тремора, асимметрия в по­ ложении плеч.

При высоте столов, где дифференция равна высоте локтя над сиденьем плюс 5—б см, более благоприятны соотношения углов наклона корпуса, более устойчива поза, в 2 раза меньше число случаев асимметрии позы, чем при высоких (дифференция равна Л + 9—10 см) или низких (дифференция равна Л + 1 —2 см) столах.

Изменения дифференции от средней (Л + 5 —6 см) на ±2 см практически на позу школьников не влияют. . - Удобство позы в большой мере зависит от формы и конструкции спинки и сиденья стула. Еще в прошлом веке в работах Fahrner (1863),Meyer (1867), Ф. Ф. Эрис-

мана (1959) на основе изучения формы поясничной ча­ сти позвоночника для школьной парты была предложе­

136

на крестцово-поясничная спинка. М. И. Корсунская (1928) рекомендовала в качестве спинки закругленный брусок высотой 6—8 см, расположенный в области по­ ясничного лордоза.

По данным Л. В. Михайловой и Г. А. Шаршаткиной (1971), для школьной мебели наиболее удобны профи­ лированная поясничная и пояснично-подлопаточная спинка с отклонением верхней ее части на 12—18° и горизонтальное профилированное сиденье. Удобство по­ зы определяется также соотношениями в положении сто­ ла и стула по горизонтали, т. е. характером и величи­

на 6—8 см в больших номерах.

Уже в первых работах по обоснованию размеров ме­ бели был принят ростовой принцип подбора мебели (М. И. Корсунская, 1928; О. В. Флеров, 1953).

Анализ данных антропометрических исследований по­ следних лет, охвативших более 10 тыс. школьников (Л. В. Михайлова, 1968), выявил выраженную корреля­ тивную зависимость размеров тела, определяющих функ­ циональные размеры мебели, от роста учащихся. Пря­ мую тесную связь с длиной тела имеют высота голени (коэффициент корреляции +0,96) и высота локтевой точки над сиденьем (+0,78). Эти данные подтвердили правильность ростового принципа подбора мебели.

До 1971 г. выпускалась школьная мебель семи номе­

«Столы ученические»; ГОСТ 11016-64 «Стулья учениче­ ские»), Изучение практики производства и использо­ вания школьной мебели показало, что в школы постав­

это касалось столов и стульев. Большие трудности со­ здавались при оборудовании мебелью кабинетов. Так как рост учащихся 5—10-х классов варьирует в преде­ лах 135—185 см, для обеспечения учащихся мебелью в соответствии с ростом при ростовом интервале между номерами мебели в 10 см в кабинетах необходимо иметь от четырех до пяти номеров мебели. В 5-м, 7-м и 10-м классах процентное распределение одних и тех же ро­ стовых групп совершенно различно. При наличии в шко­

137

ле одного кабинета, даже при оборудовании его че­ тырьмя номерами мебели, несоответствие мебели росту учащихся составляет 40—'60%. При наличии двух но­ меров мебели (что чаще встречается в практике обору­ дования кабинетов) несоответствие доходит в отдель­ ных классах до 80%.

Выходом из данной ситуации могло быть использо­ вание для оборудования кабинетов трансформируемой мебели с. тем, чтобы каждый учащийся до начала за­ нятий мог привести высоту сиденья и стола в соответ­ ствие со своим ростом. Однако до настоящего времени не разработано сколько-нибудь удовлетворительной кон-" струкции школьной мебели, которая позволяла бы про­ сто и надежно менять размер (3—4 раза за одий учеб­ ный день), обладала бы при этом должной прочностью, устойчивостью и не выходила из лимита стоимости ра­ бочего места школьника. Большинство образцов уни­ версальной мебели рассчитано на изменение' размеров 1—2 раза на протяжении учебного года — при измене­ нии контингента учащихся в данной школе и по мере их роста.

Все это неизбежно привело к укрупнению ростовых групп. Для выяснения допустимости и гигиенической целесообразности -изменения ростовой группировки школьной мебели был проведен анализ данных антро­ пометрических и физиологических исследований, посвя­ щенных этому вопросу (М. В. Антропова, Л. В. Михай­ лова, 1971). Сравнение основных анатомических вели­

влечет за собой существенного увеличения их вариа­

не выходит за пределы 2,2 см. По данным Л. В. Ми­ хайловой (1972), средние квадратические отклонения высоты голени при группировках по 10 см меняются от 1,23 до 2,1, а при группировке по 15 см варьируют в пределах 1,64—2,03; сигмальные отклонения высоты локтя над сиденьем меняются соответственно от 1,36 до 2,2 и от 1,5 до 2,1. Это свидетельствует о том, что как при старой, так и при новой группировке практически

138

одинаковому проценту детей при правильном подборе мебели обеспечивается соответствие функциональных размеров ее анатомическим параметрам, варьирующим в пределах ± 2 см (табл. 18).

Т а б л и ц а 18

Средние величины некоторых антропометрических показателей в ростовых группах школьников (в сантиметрах)

Анализ длины тела более чем 6000 учащихся различ­ ных областей Р1СФСР и других республик выявил, что для оборудования всех классов мебелью, соответству­ ющей росту, при интервале ростовых групп 15 см, с уче­ том полного диапазона изменения длины тела школь­ ников в возрасте от 7 до 17 лет необходимо пять раз­ меров мебели. Минимальный рост учащихся 1-х клас­ сов составляет 115—116 см, поэтому первая ростовая группа с учетом интервала 15 см включает детей ро­

139