Гигиеническое обоснование критериев оценки рисков здоровью, связанных с дистанционным обучением старшеклассников и студентов

Введение. Современный мир невозможно представить без цифровых технологий, которые используются практически во всех отраслях техники, науки и образования. Внедрение использования электронных средств обучения в школах начиная с младших классов показало необходимость регламентации времени их использования для предупреждения таких негативных последствий, как зрительное и общее утомление, снижение показателей умственной работоспособности [1]. Также установлено, что к факторам риска электронного обучения относится не только интенсификация интеллектуальной деятельности учащихся, увеличение зрительной, но также и статической нагрузки. Это приводит к формированию малоподвижного сидячего образа жизни, что способствует дисгармоничному развитию за счет избытка массы тела [2]. При сравнительной оценке разных по степени использования ЭСО (электронных средств обучения) программ обучения школьников младших классов было также показано повышение тревожности и гиперактивности [3]. Результаты выполненных исследования позволили обосновать современную систему охраны здоровья детей и подростков в гиперинформационном обществе, включающую критерии гигиенической безопасности обучения с использованием цифровых средств, предложения в санитарные правила и нормы для обеспечения гигиенической безопасности молодого поколения, федеральные рекомендации по медицинскому обеспечению обучающихся в условиях использования информационно-коммуникационных технологий [4][5]. В зарубежных исследованиях указывается на позитивные возможности использования онлайн-обучения школьников и студентов по дополнительным образовательным и профилактическим программам [6-8]. Результативными были профилактические онлайн-программы для снижения тревожности, употребления алкоголя и курения, формирования стереотипов правильного питания, разработанные для студентов первых курсов колледжей [9-11]. Вместе с тем отмечаются и негативные стороны использования подростками и студентами интернет-пространства: формирование зависимости, нарушение сна, пищевые расстройства, ухудшение успеваемости, агрессивное поведение — буллинг [12-17]. К рискам также относятся проявления зрительного перенапряжения — компьютерный зрительный синдром (КЗС) и симптомы, связанные с длительной позой сидя перед компьютером и работой на клавиатуре, — боли в шее, спине, кистях рук [18-22]. На рост заболеваемости глаза и его придаточного аппарата за счет миопии в структуре заболеваний детей и подростков указывают современных статистические и научные данные, связывая его с избыточным использованием цифровых устройств (гаджетов) [23][24].

Использование информационно-коммуникационных технологий в период пандемии новой коронавирусной инфекции COVID-19 позволило обеспечить дистанционное обучение старшеклассников и студентов, снизило возможность распространения этого заболевания, но сопровождалось рядом негативных последствий для здоровья, связанных с влиянием условий дистанционного обучения [25][26].

Таким образом, в условиях широкого применения дистанционного обучения высокую актуальность приобретает обоснование оптимальной продолжительности применения цифровых средств в учебном процессе и досуге для минимизации возможного негативного влияния на показатели состояния здоровья обучающихся.

Цель исследования: оценка рисков ухудшения нарушений зрения и показателей самочувствия в зависимости от продолжительности использования цифровых средств обучения старшеклассниками и студентами при дистанционном обучении.

Методы исследования. Разработана авторская анкета и проведено единовременное анонимное анкетирование обучающейся молодежи с использованием онлайн-сервиса «Google формы» (2021 г.). Анкета включала 20 вопросов об особенностях организации учебной деятельности и досуга в условиях современной цифровой среды, образе жизни, состоянии здоровья, самочувствии и жалобах на здоровье. Исследование проводилось в марте-апреле 2021 года, когда занятия проводились дистанционно. В исследовании приняли участие 190 человек, в том числе старшеклассники Москвы и Омска (91 чел.), студенты медицинского колледжа (56 чел.), студенты Омского медицинского вуза (43 чел.). Для выявления зависимостей между продолжительностью дистанционного обучения и наличием и частотой тех или иных симптомов со стороны центральной нервной системы, органов зрения и костно-мышечной системы были рассчитаны критерии х², относительный риск (RR) и этиологическая доля (EF). Статистическая значимость различий оценивалась на уровне значимости Р = 0,05.

Результаты. Результаты онлайн-анкетирования обучающихся старших классов, студентов медицинского колледжа и студентов первых курсов медицинского вуза включали данные самооценки отдельных показателей здоровья, в том числе состояния зрения при применении электронных устройств (рисунок).

По данным опроса (ри- сунок) оценили свое здоровье как отличное и хорошее большинство школьников и студентов колледжа, 22-23 и 60-64 % соответственно. Как посредственное его оценили от 16,1 до 18,7 %, чаще это были старшеклассники и студенты вуза. Тем не менее обучающиеся из обеих подгрупп указали на наличие у них хронических заболеваний (27,5 и 21,4 %) и также чаще на это указывали школьники. У студентов вуза были более высокие оценки своего здоровья. Как отличное и хорошее его оценили 37,2 и 44,2 % респондентов. Каждый пятый имел хронические заболевания.

Результаты опроса старшеклассников Москвы и Омска (91 человек) показали, что распространенность нарушений зрения среди современных подростков очень высока. Так, не имели нарушений зрения всего 42,9 % старшеклассников, имели нарушения, но не носили очки, еще 22 %. Очки или линзы для коррекции зрения носили 32.5 % старшеклассников. В современных условиях обучения, когда интенсивное использование электронных средств обучения стало обычным явлением, на ухудшение зрения за последний календарный год указали 47,3 %. Близкие данные по состоянию зрения были получены среди студентов медицинского колледжа (56 человек). Не имели нарушений зрения 51,8 %, имели такие нарушения, но без коррекции очками, еще 17,9 %, носили очки 30,4 %. Ухудшение зрения за последний год отметили 41,1 %. Среди студентов первых курсов медицинского вуза (43 человека) не имели нарушения зрения всего 37,2 %, еще 18.6 % их имели, но не носили очков и линз. Нуждались в коррекции и носили очки 44,2 %. На ухудшение зрения за год указали 48,8 %.

Оценка рисков ухудшения зрения с увеличением возраста (от школы к вузу) по числу лиц с сохранным зрением показала величину относительного риска RR = 1,26 (95 % CI = 2,18-0,72). Этиологическая доля EF составляет 20,42 %,что говорит о слабой связи с увеличением возраста в оцениваемый интервал.

Численность обучающихся дистанционно распределялась следующим образом: 11,6 % обучались менее 3 часов, 3 часа - 14,2 %, 4 часа - 27,4 %, 5 часов - 30,5 % и 16,3 % - 6 часов и больше. Было оценено влияние онлайн-обучения разной продолжительности (от менее 3 до 6 и более часов) на проявление симптомов ухудшения зрения за последний год (рисунок). Доказано, что соотношение шансов ухудшения зрения составило OR = 3,3 (95 % CI = 1,3l—8,48). Относительный риск составил: RR = 1,67 (95 % CI = 1,12—2,48). Этиологическая доля EF составляет 40 %, что указывает на сильную связь с фактором большей длительности онлайн-обучения.

Для определения допустимой продолжительности онлайн-обучения была выбрана длительность обучения, после которой значительно и достоверно возрастает число жалоб на утомление, ухудшение зрения, появление раздражительности, головных болей и болей со стороны костно-мышечной системы (табл. 1, 2, 3).

Результаты показали, что самочувствие обучающихся ухудшается с увеличением времени онлайн-занятий. Однако число школьников и студентов с жалобами на усталость при 6 и более часах занятий по сравнению с 4—5 часовым временем увеличивалось недостоверно. При этом на высокую степень утомления (очень устал) жаловалось большее число обучающихся в подгруппе 6 и более часов и достоверно меньшее в подгруппе 4—5 часов. Риск появления выраженной усталости соответственно составил RR = 3,0 (95 % CI = 1,48—6,24), с высокой силой связи EF = 67,12 %.

Как видно из табл. 2, не было получено достоверной связи появления сухости в глазах в конце учебных и домашних занятий с разной частотой (редко и часто) при увеличении продолжительности работы онлайн. Однако отсутствие симптомов сухости у обучающихся уменьшалось последовательно после 3 часов к 6 часам работы. Для другого характерного симптома «усталости» глаз не было доказано рисков ухудшения при увеличении продолжительности работы.

Оценивалось число учащихся, испытывающих раздражительность и головные боли после онлайн-занятий (табл. 3). Результаты опроса показывают примерно одинаковое число частых жалоб на раздражительность в четырех первых сравниваемых группах, и видна та же закономерность — увеличение числа жалоб после 5-часовой продолжительности обучения в подгруппах с высокой продолжительностью (6 часов и более). Риск появления частых жалоб в группах с большей продолжительностью по сравнению с 5-часовой длительностью онлайн-занятий составил RR = 3,43 (95 % CI = 1,35—8,71) при этиологической доле EF = 70,85 %, что указывает на высокую причинную связь симптомов раздражительности с продолжительностью онлайн-обучения 6 и более часов. Подобная связь обнаруживалась и для другого характерного симптома утомительности «цифровых» занятий, а именно головных болей. Риск частого появления головной боли после занятий 6 часов и более был выше и составил по сравнению с 5-часовой продолжительностью: RR = 2,06 (95 % CI = 0,88—4,8) с этиологической долей Ef = 51,4 %.

Были получены также подтверждения роста частоты известных симптомов (боли в шее), связанных с длительной работой за компьютерами и другими ЭСО, используемыми учащимися, с увеличением времени онлайн-работы (табл. 3). Распространенность жалоб на редкие боли в шее росла при увеличении продолжительности работы RR = 2,38 (95 % CI = 1,16—4,88) с высокой этиологической долей EF = 58,0 %. Частые боли в шее в конце учебных занятий отсутствовали при разной продолжительности обучения.

Жалобы на боли в спине были меньше распространены, в том числе отмечены и частые боли. Тем не менее не было получено связи их распространенности с продолжительностью онлайн-занятий. Так, при продолжительности онлайн-обучения 5 часов жалобы на частые боли в спине в конце учебных занятий указали 13,8 % респондентов (из 58 человек). Тогда как при 6 часах занятий на частые боли в спине после окончания занятий указали 25,8 % из 31 человека. Но риски оказались недостоверными.

Это может быть связано с тем, что при нахождении дома, вне класса или аудитории у обучающихся имеется возможность менять позу, вставать и даже двигаться при необходимости. Тем не менее на симптомы мышечного утомления (боли в шее и спине), связанные с позой, указывало достаточное число человек: почти каждый четвертый-пятый жаловался на редкие боли в шее. Еще больше было жалоб на редкие и особенно частые боли в спине. Риски были повышены, но оказались недостоверными (р > 0,05).

Было оценено, какие электронные средства чаще используются при онлайн-обучении. Оказалось, что 55 % обучающихся используют два вида ЭСО, из них половина — ноутбук и смартфон, каждый пятый — персональный компьютер и смартфон. Есть вероятность того, что появление мышечных болей может быть связано не столько с длительностью онлайн-занятий, сколько с использованием двух видов ЭСО, когда трудно сохранять правильную позу, особенно при использовании смартфонов [22].

Обобщая полученные данные, можно считать 5 часов онлайн-обучения критериальной допустимой величиной. После увеличения продолжительности дистанционного обучения свыше этой существенно повышаются риски появления выраженного утомления, жалоб на ощущение сухости в глазах, раздражительность, головные боли, частые боли в спине после окончания занятий.

Заключение. Результаты полученных материалов позволили получить новые данные показателей состояния здоровья, распространенности нарушений зрения и других симптомов в условиях цифровой среды у современных старшеклассников, студентов медицинского колледжа и медицинского вуза по результатам самооценки при дистанционных формах обучения. Большинство школьников и студентов колледжа оценили свое здоровье как отличное (22—23 %) и хорошее (60—64 %). Обучающиеся из обеих подгрупп указали на наличие у них хронических заболеваний (27,5 и 21,4 %), чаще это были старшеклассники. У студентов вуза были более высокие оценки своего здоровья: отличное и хорошее было у 37,2 и 44,2 % респондентов соответственно, каждый пятый имел хронические заболевания.

Обращает на себя внимание высокая распространенность нарушений зрения среди всех групп обучающихся. Так, не имели нарушений зрения всего 42,9 % старшеклассников, имели нарушения, но не носили очки еще 22 %, очки носил каждый третий. Близкие данные по состоянию зрения были получены среди студентов медицинского колледжа: не имели нарушений зрения 51,8 %, имели нарушения, но не носили очков еще 17,9 %, нуждались в коррекции и носили очки треть студентов. Среди студентов первых курсов медицинского вуза не имели нарушения зрения только 37,2 %, еще 18,6 % их имели, но не носили очков и линз, носили очки 44,2 %. Установлено, что в современных условиях обучения, когда интенсивное использование электронных средств обучения и гаджетов стало обычным явлением, на ухудшение зрения за последний год указали 47,3 % школьников, 41,1 % студентов колледжа и 48,8 % студентов вуза. Такие данные соотносятся с тенденциями роста заболеваний зрительного анализатора [23-25] и позволяют предположить связь с продолжительностью использования электронных средств в условиях дистанционного и обычного обучения [4][29]. Оценка онлайн-обучения разной продолжительности (от менее 3 до 6 и более часов) показала достоверный риск появления симптомов ухудшения зрения за последний год, что говорит о необходимости регламентации длительности онлайн-обучения. По данным других авторов, в период дистанционного обучения студентов более половины из них обучались более 6 часов, что негативно сказывалось на их образе жизни, зрении, нервно-психическом состоянии [5]. Для определения допустимой продолжительности онлайн-обучения была выбрана продолжительность, после которой значительно возрастало число жалоб на ухудшение зрения и другие сопутствующие симптомы [4][26][27]. Было установлено, что после 5 часов онлайн-занятий возрастает риск появления выраженного утомления, жалоб на сухость глаз, раздражительность, головные боли, боли в спине в конце занятий. Таким образом, результаты исследования позволяют считать допустимой продолжительность онлайн-занятий 5 часов для минимизации негативного влияния интенсивного использования электронных средств во время дистанционного обучения старшеклассников и студентов. Следует отметить, что гигиеническая регламентация основных факторов риска здоровью обучающихся, определение технологий обеспечения их гигиенической безопасности в цифровой среде [28-30] рассматриваются как ведущая проблема в современных условиях. В настоящее время таких нормативов по продолжительности дистанционного обучения в современных санитарных правилах нет.

Вместе с тем, в силу того, что работа выполнена на сравнительно небольшой выборке молодых людей, обучающихся по разным образовательным программам (среднего, среднего профессионального и высшего образования), обучающиеся в колледжах и вузах были представлены только медицинским профилем образовательных программ, следует продолжать подобные исследования для повышения надежности полученных результатов. Также полученные результаты следует использовать для гигиенического обучения учащихся по таким вопросам дистанционного обучения, как организация рабочего места, зрительная гимнастика и т. п.