IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние шума на работоспособность и физиологическое состояние школьника

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Презентация
• Наградные документы

Логачёва А.М. 1

---

1НОЧУ "ЦО "Международная гимназия в Новых Вешках"

Толстых С.В. 1

---

1НОЧУ "ЦО "Международная гимназия в Новых Вешках"

Работа в формате PDF

1.8 MB

---

Файл презентации

6.8 MB

---

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяДиплом участника II этапаДиплом за подготовку участника II этапаДиплом лауреата II этапаДиплом за подготовку лауреата II этапа

Введение

С самого раннего возраста нам постоянно говорят и родители, и воспитатели, и учителя о том, чтобы мы, дети, разговаривали вполголоса, не кричали и не шумели. Это одно из правил вежливого, культурного человека, которое является важным условием комфортной работы на уроках, полноценного общения, отдыха и хорошего самочувствия! Однако, не все ребята, даже из моих одноклассников и друзей следуют этой простой рекомендации. Особенно ярко последствие не соблюдения этого простейшего правила можно наблюдать на перемене в гимназии. Я редко выхожу на перемены, потому что испытываю дискомфорт. Даже иногда кажется, что от шума начинает болеет голова. Шум мешает мне отдыхать, не даёт восстановить силы к следующему уроку. И я такая не одна! А на самом деле, проблема! Большинство школьников не задумывается над влиянием шума, который мы сами создаём. Ещё с древних времён шум считается невидимым убийцей. Для меня очень важно быть не только культурным и вежливым человеком, но и узнать, в какой степени шум влияет на успеваемость, физическое состояние человека? И что нужно сделать, чтобы минимизировать шумовое загрязнение?Эти вопросы и определили тему моего исследования. Ценность работы заключается в ознакомлении с нормами допустимого уровня шума, получении и передаче другим обучающимся новых знаний при проведении экспериментов по оценке шумового загрязнения гимназии при сравнении с допустимыми нормами, выявлении значения влияния шума на школьников, выработке мер, при которых сохраняется самочувствие, успеваемость, полноценный отдых и как следствие, здоровье!

Практическая значимость исследования. Разработка практических рекомендацийдля снижения шума до уровней, допустимы правилами СанПин <Приложение 5> и мер контроляза соблюдением школьниками правил поведения. Хотелось бы, чтобы простое правило вежливого и культурного человека-речь в полголоса-стало привычкой в жизни каждого школьника гимназии, а, значит, и способствовало улучшению успеваемости и здоровья. Результаты исследования могут быть использованы как справочный материал при проведении уроков окружающего мира, интересный, познавательный материал во внеурочной деятельности.

Объект исследования: шум как звуковое явление

Предмет исследования: воздействие шума на работоспособность и физиологическое состояние школьника

Цель: изучение влияния шума на обучающегося

Гипотеза: шум негативно влияет на школьника, его физическое состояние, как следствие, снижает работоспособность, ведёт к снижению успеваемости

Задачи:

1.Изучить и проанализировать литературу по теме.

2.Провести анкетирование

3.Проверить остроту слуха у школьников

4.Определить степень шумового загрязнения гимназии в течение рабочего дня

5.Провести сравнительный анализ зарегистрированного шума с предельно допустимым.

6.Исследовать действие шума на внимание, память и производительность труда обучающихся

7.Исследовать действие шума на артериальное давление и частоту пульса

8.Сделать выводы и разработать практические рекомендации защиты от шума

Этапы исследования

1.Поисковый

2.Подготовительный

3.Опытно-экспериментальный

4.Заключительный

Методы исследования

Поисково-теоретический;

Анкетирование;

Эмпирический;

Заключительно-обобщающий

Глава I. Шум как звуковое явление

1.1.Общая характеристика [4 ]

Звук-это то, что мы слышим. Звук существует на Земле помимо человека. С точки зрения физики, звук – это возникновение и распространение колебаний в каком-либо веществе, будь то воздух, жидкость или твердое тело. Источником звука всегда служит какое-либо колеблющееся тело. К шумам относят звуки любого рода, воспринимаемые человеком, как неприятные, мешающие и даже вызывающие болезненные ощущения.

Уже в XIX в. известный бактериолог Роберт Кох предсказал, что «...когда-нибудь человеку придется ради своего существования столь же упорно бороться с шумом, как он сейчас борется с холерой и чумой».

Сегодня шум — один из важнейших факторов вредного влияния на окружающую среду и человека и опасен не менее чем загрязнение атмосферы и гидросферы.

1.2. Измерение силы звука и шума [1]

Шум имеет определенную частоту, или спектр, выражаемый в герцах, и 

интенсивность - уровень звукового  давления,  измеряемый  в  децибелах (дБ ). Белл в переводе с английского означает «колокольчик», а «деци» значит десять. Получается, что один децибел равен звуку десяти колокольчиков. Мы узнали, что был ученый по фамилии Белл <Приложение 1>. Он изобрел телефон. Благодаря этому люди научились передавать звуки на расстоянии. В честь ученого Белла названа единица измерения силы звука.

Для измерения уровней шума широкое распространение получили приборы шумомеры [3].Это приборы <Приложение 2>, реагирующие на звук аналогично человеческому слуху и обеспечивающие объективное и воспроизводимое измерение уровней звука или звукового давления. В этих приборах шум воспринимается с помощью широкополосного микрофона, который преобразует звуковые колебания в электрические. Последние усиливаются и подаются на выпрямитель стрелочного прибора (измеритель). Шумомер может быть отдельным ручным прибором сприсоединенным микрофоном и встроенным устройством отображения. Шумомер может состоять из отдельных частей в одном или более корпусах. В состав шумомеров могут входить компьютеры общего назначения, устройств регистрации, печатающие и другие устройства.

1.3.Уровни восприятия шума [7]. В настоящее время в ряде стран установлены предельно допустимые уровни по СанПин [6], <Приложение 3> шума для предприятий, отдельных машин, транспортных средств. Мы проанализировали разные источники звуков и шума, таблицы. С гигиенических позиций относительно комфортным считается акустический режим при уровне звука до 60 дБ, для нервной системы вреден шум свыше 60 дБ, а при уровнях выше 80 дБ начинается область максимального дискомфорта. Уровень интенсивности шума на уроках находится преимущественно в пределах от 50 до 80 дБ.

1.4.Влияние шума на организм человека [2]

Воздействие звука, шума на функции организма изучает целая отрасль науки – аудиология. В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Шум – такой же медленный убийца, как и химическое отравление. Его вредное воздействие на организм совершается незаметно. Нарушения в организме обнаруживаются не сразу. К тому же организм человека против шума практически беззащитен. Итак, каково же воздействие шума?

Снижение слуха, а затем его потеря. По статистике сегодня 20 из 150 млн россиян страдают тугоухостью.

Влияние на самочувствие (звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости)

Увеличение содержания в крови гормонов стресса, способных вызвать сердечную недостаточность, приступ стенокардии, высокое кровяное давление и проблемы с иммунитетомЭти перегрузки – причина каждого, по крайней мере десятого инфаркта.

Шум, даже когда он невелик, создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на неё психологическое воздействие, что ведёт к стойкой бессоннице, нервным заболеваниям, неврозам, атеросклерозам.

Шум рассеивает внимание человека, существенно влияет на его трудоспособность и результативность труда.

Известно и о лечебном воздействии звуков. Специально подобранная, очень негромкая, мелодичная музыка используется для снятия напряжения, восстановления работоспособности в кабинетах психологической разгрузки, релаксации.

1.5. «Школьный» шум. [5]

Одним из видов шума является так называемый «школьный шум». Уровень интенсивности шума на уроках находится преимущественно в пределах от 50 до 80 дБ. Шум до 40 дБ не вызывает отрицательных изменений, они становятся выраженными при воздействии шума в 50 и 60 дБ. Решение арифметических примеров требует при шуме в 50 дБ на 15%, а в 60 дБ — на 81% больше времени, чем до воздействия шума. При шуме в 65 дБ у школьников отмечено снижение внимания на 12-16%. Уровень шума свыше 80–100 дБ способствуя увеличению числа ошибок в работе, снижая производительность труда примерно на 10 – 15% и одновременно значительно ухудшая его качество.

Как и любое другое учреждение, школа страдает от шумового загрязнения — внешнего и внутреннего, и еще неизвестно, что наносит больший вред.

От чрезмерного уровня шума усиливается состояние дискомфорта: на переменах школьное здание гудит, на уроке, в связи с большой наполняемостью классов, детям приходится напрягать слух. Учителю также приходится работать с повышением голоса. К концу учебного дня устают и те, и другие. Уровень шума в школе снижается, когда уменьшается поток учеников — основного «источника» шума. А до этого времени на переменах стоит шум, бегают дети, раздается громкий смех, крики. Тут не то, что отдохнуть — устать можно! В результате к концу дня ученики чувствуют себя совершенно утомленными, у некоторых может болеть голова. В таблице приведены допустимые уровни звука на территориях школ при различных видах деятельности. <Приложение 4>.

Выводы по I главе:

1.В честь ученого Белла названа единица измерения силы звука.

 2.Сегодня шум-важнейший фактор вредного воздействия на человека.

3.Школьники из-за своего незнания недооценивают вред и опасность, которые влекут за собой чрезмерные шумовые воздействия, не обращаются вовремя к специалисту.

Глава II. Практическая часть

2.Анкетирование. Анкета <Приложение 5>. В ходе нашей работы был проведено анкетирование по теме среди обучающихся 2-х классов гимназии -18 человек. Цели–изучение информированностиобучающихся о своём состоянии слуха, влиянии шума на здоровье, а также выявление воздействия шумового загрязнения гимназии на детей на уроках и переменах. При ответе на первый вопрос «Хороший ли у Вас слух? 17 человек (94%) ответили положительно. Ответ «нет» не был выбран. Только 1 человек (6%) не знал ответа. Из этого следует, что практически все дети уверены, что у них хороший слух, но так ли это на самом деле покажет дальнейшее исследование.

На второй вопрос: «Мешает ли Вам шум на уроках? 16 человек, а это 88%ответили: «Да, он меня отвлекает» и всего 2 человека, что соответствует 11% ответили: «Нет, я к нему привык». Не было ни одного человека, кто бы выбрал ответ: «Не знаю, не обращаю внимания». Из ответов на второй вопрос следует, что шум мешает большинству обучающихся на уроках.

При ответе на третий вопрос: «Мешает ли Вам шум отдыхать на переменах? 9 человек (50%) ответили: «Да, он меня очень раздражает», 2 человека (12%) выбрали отрицательный вариант ответа: «Нет, на переменах не так уж и шумно» и ответ: «Не знаю, не обращаю внимания выбрали 7 человек (39%). Таким образом-половине детей шум мешает и на переменах.

При ответе на последний четвёртый вопрос анкеты: «Оказывает ли шум влияние на здоровье?» 9 человек (50%) ответили утвердительно,5 человек (28%) отрицательно и 4 человека (22%) не знали ответа на вопрос. Вероятно, половина детей не знает, как именно шум влияет на наше здоровье.

На основании проведённого анкетирования можно сделать вывод о том, что большая часть респондентов ощущает на себе уже в начальной школе воздействие шума, но не знают точно, как именно шум влияет на здоровье и умственные способности.

3. Определение остроты слуха с помощью механических часов [7]

Выполняя нашу работу, мы провели исследование остроты слуха обучающихся 2 классов по тесту. Острота слуха — это минимальная громкость звука, которая может быть воспринята ухом испытуемого. Нормальным слухом считается такой, при котором тиканье ручных часовсреднего размера слышно на расстоянии 10-15 см. Тест «Определение остроты слуха». Определение остроты слуха (фото)

Оборудование: механические часы, линейка.

Порядок работы:

1.Приближали часы до тех пор, пока не услышали

звук. Измерили расстояние от уха до часов в см.

2.Приложили часы плотно к уху и отводили от себя до тех пор, пока не исчез звук. Опять определили расстояние до часов.

Для оценки расстояния слышимости мы взяли среднее арифметическое двух расстояний. Результаты проведенного исследования представлены в таблице.

Проанализировав результаты эксперимента мы пришли к выводу, что из 10

обучающихся нормальный слух имеют 8 человек, что составляет 80%. У 2 обучающихся, т.е. 20% - слух снижен и приравнивается к показателям слуха людей 45-55 летнего возраста. Это подтверждает наше предположение, что не все дети владеют сведениями о состоянии своего слуха и говорит о том, что мы должны и при малейших нарушениях посещать такого специалиста, как ЛОР.

4. Оценка шумового загрязнения гимназии с помощью «Шумомера» прибора для измерения уровня шума. [[3]Источники шума в нашей школе. Нами проведены замеры уровня шума в различных местах школы с помощью прибора для измерения уровня шума шумомера. Фото. Исследования шума в помещениях гимназии.

Данные замеров занесли в таблицу. Таблица. Оценка шумового загрязнения гимназии. Результаты

Из данных в таблице видно, что на уроках в классе отсутствует шумовое загрязнение. Однако, шум на переменах постепенно нарастает вплоть до 6 урока. Уровень шума практически равен уровню шума метро, косилки для газонов, мотоцикла или трактора (100 дБ). В спортивном зале при проведении подвижных и спортивных игр, а тем более, соревновательного характера шумовое загрязнение - 100 дБ и более. В гардеробе во время ухода, прихода обучающихся в гимназию, переодеванию на урок физкультуры уровень шума составляет 84 дБ, а это уровень уличного шума или движения автомобиля (80-90 дБ). Даже в столовой во время принятия пищи шум не прекращается 87дБ. Не удивительно, что очень часто гимназисты и преподаватели возвращаются домой утомлённые и нередко с плохим настроением. Вывод. Измерение уровня шума в школе и сравнение с нормами представили на диаграмме.

Диаграмма. Сравнение уровня шума в помещениях гимназии с нормами

Таким образом, проведя измерения с помощью шумометра, мы выяснили, что на уроках в классе шумовое загрязнение отсутствует. Но шум превышает нормы: на 32дБ во время приёма пищи, на 35дБ на переменах, на 45дБ на уроках физкультуры.

5.Исследование влияния шума на работоспособность человека

5.1.Влияние шума на память путём заучивания стихотворных строф с постепенным увеличением уровня шума[8]

Какое воздействие может оказать шум на нашу память?

Чтобы убедиться в негативном влиянии шума на память провели следующий эксперимент. Мы учили наизусть в классе по 1 строфе из стихотворения И. Сурикова Детство» <Приложение 6> (всего 4 строфы) следующим образом: 1строфу при обычной рабочей обстановке- 50дБ, а остальные 3 строфы при записанном в нашей гимназии шуме на переменах с постепенным увеличением громкости (2 строфу при 65 дБ, 3 строфу при 75дБ и 4 строфу при 85 дБ. Фото.

Ф ото. Заучивание стихотворения.

Как только поднятием руки обучающийся

сигнализировал о выученной строфе, мы с

ним выходили из класса и испытуемый

воспроизводил четверостишие. Заучивание стихотворения (уровень шума, время на 1 строфу и кол-во ошибок при воспроизведении) занесли в таблицу. Таблица. Влияние шума на память. Результаты

Из таблицы следует,что в обычном режиме, когда шум находится в пределах нормы, у обучающихся высокая степень воспроизведения выученного при небольшой затрате времени. В дальнейшем, при увеличении уровня шума время на заучивание стихотворения увеличивается, а с ним и возрастает количество ошибок при воспроизведении Таким образом уровень шума прямо пропорционален скорости заучивания и количеству ошибок. Вывод: шум отрицательно влияет на скорость запоминания стихотворения и прочность, следовательно, на память.

5.2.Влияние на концентрацию внимания путём решения примеров с постепенным увеличением уровня шума [9].Фото.

Влияние шума на внимание. Решение примеров.

Для того чтобы выяснить, как влияет уровень шума на успеваемость, мы предложили обучающимся 2 класса решить примеры по математике на сложение и вычитание в столбик в пределах 100 с переходом через разряд при различных условиях:

в режиме обычной рабочей  обстановки  в  классе при уровне шума до 55дБ;

при записанном в нашей гимназии шуме на переменах с постепенным увеличением громкости, что уже использовали в предыдущем эксперименте; уровень шума-65дБ и 75дБ;

Учащиеся должны были решить правильно как можно больше примеров. На выполнение работы мы отводили не более 5 минут. О выполнении задания испытуемые сигнализировали поднятием руки. Время всех, кто справился с решением примеров менее чем за 5 мин, мы также фиксировали.

Таблица. Влияние шума на внимание. Результаты

Анализируя полученные данные, можно сделать выводы о том, что в 

режиме рабочей атмосферы 8 обучающихся из 10 (80%) полностью справились с заданием. Причём 50% из них за половину отведённого времени. При увеличении уровня шума на 15дБ т.е. при 65дБ правильно решили примеры, не допустив ни одной ошибки уже 3 обучающихся из 10. А это только 30%. Половина детей-50% потратили одинаковое количество времени как при допустимом уровне шума, так при превышении уровня на 10дБ. При шумовом загрязнении в 75дБ, т.е. увеличении выше нормы на 20дБ также 3 человека (30%) правильно выполнили решение примеров и 6 детей (60%) не увеличили в сравнении с предыдущим решением своё время на выполнение задания. Диаграмма. Влияние шума на внимание. Сравнение.

Вывод. Таким образом. При увеличении шума выше нормы на 10 или 20дБ качество работы падает на 50%. Шум негативно влияет на концентрацию внимания и успеваемость!

6 . Исследование влияния шума на физиологическое состояние человека путём измерения артериального давления и частоты пульса с помощью прибора «Тонометра» [2] Фото. Влияние прослушивания музыки на физиологическое состояние.

Для того, чтобы выявить влияние звуков на физиологическое состояние, в частности на изменение пульса и артериальное давление, провели следующие исследования.Приборы: механические часы, прибор для измерения давления (тонометр), наушники (музыка).

Ход работы.

1. Измерили тонометром давление и пульс до прослушивания музыки.

2. Прослушали громкую музыку в течение 5 минут.

4. Измерили давление и пульс после прослушивания музыки.

Результаты исследования занесли в таблицу.

Таблица. Влияние шума на физиологическое состояние. Результаты.

Сравнили с нормами <Приложение 7>. Таблица. Из таблицы видно, что в спокойном состоянии артериальное давление и пульс у испытуемых находился в норме. После 5 минут прослушивания громкой музыки артериальное давление и число сердечных сокращений у испытуемых увеличилось. Вывод. Таким образом, звук негативно влияет на физиологическое состояние, что и приводит к головным болям, гиперактивности, раздражительности, неврозам.

Выводы по II главе:

1.Школьники из-за своего незнания недооценивают вред и опасность, которые влекут за собой чрезмерные шумовые воздействия, не обращаются вовремя к специалисту.

2.Наша гимназия страдает от шумового загрязнения. Шум превышает нормы: на уроках физкультуры, в столовой, на переменах.

3.Школьный шум негативно влияет на память и концентрацию внимания обучающихся, как следствие, снижается успеваемость.

4. Шум негативно влияет на    физическое состояние, увеличивая давление и ритм, тем самым усиливая нагрузку на сердце, ухудшая самочувствие.

5.Необходимо предпринять меры по уменьшению уровня шума в школе, убедить обучающихся, что шум вреден для здоровья и снижает успеваемость.

Полностью оградить себя от шума невозможно, но мы можем сами уменьшить его влияние на себя и окружающих.

Заключение

Исходя из вышеизложенного можно утверждать, что цель работы достигнута: мы изучили воздействие влияния шума на человека. Наша гипотеза полностью подтвердилась. Шум негативно влияет на человека, его физическое состояние, как следствие, снижает работоспособность, ведёт к снижению успеваемости. Проведя исследование, мы ознакомили с его результатами гимназическое сообщество, предложили ряд практических рекомендации для снижения шумового загрязнения. Для детей мы оформили и раздали рекомендации в ф орме буклета.

На данный момент часть наших рекомендаций уже реализована. Родители и администрация приобрели различные игры в том числе настольные. И уже есть первые результаты. Уровень шума на переменах снизился в среднем на 15 дБ! В будущем мы планируем расширить список имеющихся игр.

В следующем году хотелось бы продолжить исследование и узнать, насколько страдает наш посёлок, как и гимназия от шумового загрязнения и выработать меры по защите от шума.

Список литературы и интернет-источников

1.Буянова Н.Ю. Я познаю мир: Детская энциклопедия. М. ООО «Издательство АСТ-ЛТД», 1997 – 246 с.
2. Гакаев Д. А. Влияние шума и инфразвуков на организм человека. М. — 2015.- 264с.

3.Кузнецов В.Н. Справочные и дополнительные материалы к урокам экологии. -М: Дрофа, 2002. - 134с.

4.Леонович А.А. Я познаю мир: Физика: Детская энциклопедия. М.: ООО «Издательство АСТ2002 — 327с.

5. Носова Л.В. Шум и здоровье человека. Журнал «Биология в школе» №2, 1999. -28с.

6. СанПиН №2.01.007-99.Гигиенические требования к условиям обучения школьников в различных видах современных общеобразовательных учреждении.

7. Экологический практикум. Журнал «Биология в школе» №7, 2000. -22с.

8. https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-vliyanie-shuma-na-zdorove-cheloveka-438

9. https://nsportal.ru/ap/nauchno-tehnicheskoe-tvorchestvo/library/2016/05/26/kak-shum-vl

Приложения

<Приложение 1> Александр Белл <Приложение 2> Шумомер

<Приложение 3> Уровни шумов от различных источников и реакция организма на акустические воздействия (в дБ)

<Приложение 4> Допустимые уровни звука в помещениях жилых и общественных зданий

<Приложение 5> Анкета

У Вас хороший слух?

Да

Нет

Не знаю

Мешает ли Вам шум на уроках?

Да, он меня отвлекает  

Нет, я к нему привык

Не знаю, не обращаю внимания

Шум на переменах мешает тебе отдыхать?

Да, он меня очень раздражает

Нет, на переменах не так уж и шумно

Не знаю, не обращаю внимания

Оказывает ли шум влияние на здоровье?

Да

Нет

Не знаю

<Приложение 6> И. Суриков «Детство»

Вот моя деревня:
Вот мой дом родной;
Вот качусь я в санках
По горе крутой;

Вот свернулись санки,
И я на бок — хлоп!
Кубарем качуся
Под гору, в сугроб.

И друзья-мальчишки,
Стоя надо мной,
Весело хохочут
Над моей бедой.

Всё лицо и руки
Залепил мне снег…
Мне в сугробе горе,
А ребятам смех!

<Приложение 7> Сравнение с нормами

Нормальные показатели давления у ребенка

Частота сердечных сокращений ЧСС (пульса) у детей.