Parametrization of the educational environmental factors in organizations of secondary vocational education

Актуализация и решение гигиенических вопросов, связанных с обучением подростков в организациях среднего профессионального образования (СПО), носят острозначимый характер [1–8]. Многообразность и поликомпонентность факторов учебно-производственной среды в современных образовательных организациях СПО, а также их потенциальный вклад в развитие вариативных морфофункциональных изменений организма обучающихся определяют необходимость интегрального подхода при их гигиенической параметризации [9]. В подростковом возрасте определяется наибольшая чувствительность организма к систематическому воздействию факторов физической, химической и биологической природы [10–12]. В условиях реализации трансформации инфраструктуры в профессиональных образовательных организациях в рамках обучения по самым востребованным профессиям и специальностям своевременные исследования по агрегации и оценке ведущих параметров образовательной среды имеют теоретическое и практическое значение. Цель – гигиеническая параметризация и интегральный анализ приоритетных факторов учебно-производственной среды в организациях СПО. Материал и методы. Исследованы ведущие факторы учебно-производственной среды в образовательных организациях железнодорожного и машиностроительного профилей: Саратовском подразделении Приволжского учебного центра профессиональных квалификаций (СП ПУЦПК) и Энгельсском промышленно-экономическом колледже (ЭПЭК) соответственно. Определены фактические значения факторов учебно-производственной среды в рамках требований СП 2.4.3648–20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи» [13], СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [14]. Обработка информации выполнена с помощью IBM SPSS Statistics 27. При нормальном распределении переменные представлялись среднеарифметической величиной, стандартным отклонением, значимость различий определяли по t-критерию Стьюдента; различия считали достоверными при р<0,05. Различия по качественным признакам устанавливали по критерию χ2 Пирсона. Факторный анализ проводили с построением матрицы факторных нагрузок с использованием методов главных компонент, вращения факторов Varimax с нормализацией Кайзера. На основе агрегации параметров образовательной среды, представляющей совокупность количественных и/или качественных показателей, осуществлен расчет интегрального показателя по наиболее значимым показателям производственной среды по методике Н.И. Новичковой с соавт. 2019 г. [15]. Результаты. Для оценки санитарно-эпидемиологического благополучия в организациях СПО реализована параметризация условий и факторов учебно-производственной среды. Определено, что освоение обучающимися «сквозных» профессий железнодорожной отрасли (слесари, помощники машинистов) осуществлялось в слесарных и механических мастерских, во время производственной практики – цехах технического ремонта и обслуживания. Освоение «сквозных» профессий современного машиностроения (токарь-расточник, токарь на станках с числовым программным управлением) осуществлялось в ремонтных мастерских, во время производственной практики – ремонтных цехах предприятий по производству металлоконструкций. При факторном анализе в результате суммации всех количественных и дискретных переменных, характеризующих условия производственной среды, создана корреляционная матрица с извлечением компонент. Для дальнейшего анализа использовались факторы, имеющие собственные значения более единицы. По методу анализа главных компонент отобраны 3 ведущих фактора (табл. 1). Таблица 1 Параметры извлеченных компонент при факторном анализе условий производственной среды Номер главной компоненты Собственные значения Удельный вклад в дисперсию, % каждой компоненты накопленный 1 6,232 23,8 23,8 2 4,551 19,4 43,2 3 4,109 18,9 62,1 4 0,980 1,1 63,2 5 0,962 0,95 64,15 6 0,856 0,85 65,0 Вклад отобранных факторов в суммарную дисперсию показателей, влияющих на формирование санитарно-эпидемиологического благополучия и безопасности производственной среды, был неоднородным и составил 23,8, 19,4 и 18,9% соответственно. Накопленный удельный вклад факторов в суммарную дисперсию составил 65,0%. Данный факт предопределяет существенную долю влияния факторов профессионально-производственной среды, объясняемых собственными значениями извлеченных компонент. При анализе значения меры выборочной адекватности определена адекватность применения развитого корреляционного (факторного) анализа к исследуемой выборке (мера адекватности выборки Кайзера – Мейера – Олкина – 0,786). При анализе многомерного корреляционного распределения переменных также подтверждена применимость осуществления факторного анализа (тест сферичности Бартлетта – 943,88; р<0,001). В результате факторизации первичных переменных проведен метод вращения факторного пространства методом Varimax normalized. Вращение сошлось за 5 итераций. Результаты представлены в виде матричной факторной структуры, в которой на основе оценки тесноты и направления корреляционных связей определены ассоциации между факторами и переменными (табл. 2). Таблица 2 Факторная матрица показателей среды в помещениях профессионально-производственных циклов Показатель Компоненты 1 2 3 4 5 6 Углеводороды 0,782 0,327 0,344 0,301 0,1 0,054 Минеральные масла 0,736 0,125 0,286 0,362 0,151 0,79 Бензол 0,708 –0,332 –0,206 0,024 –0,029 0,095 Толуол 0,690 –0,255 –0,118 0,033 –0,212 0,043 Формальдегид 0,681 –0,19 –0,008 0,008 –0,017 0,029 Шум (100% станков) 0,342 0,715 0,21 0,284 0,185 0,309 Шум (50% станков) 0,418 0,700 0,313 0,21 0,231 –0,015 Шум (вагонный парк) 0,261 0,695 0,339 0,304 0,105 –0,034 Общая вибрация 0,267 0,221 0,718 0,1 –0,062 0,098 Локальная вибрация –0,044 0,155 0,686 0,139 –0,097 0,122 Масса груза 0,065 0,076 0,243 0,302 0,007 –0,087 Стереотипные движения 0,154 0,147 0,309 0,282 0,114 –0,128 Рабочая поза 0,098 –0,023 0,172 0,216 0,065 –0,107 Наклоны корпуса 0,322 0,324 0,365 0,186 0,123 0,01 Монотонность –0,121 –0,101 0,012 0,003 –0,008 –0,045 Цифровое обучение –0,099 0,007 0,009 0,116 0,022 –0,034 Кратность приема пищи –0,018 –0,133 0,102 0,208 –0,09 0,016 Работа с мастером 0,006 0,094 0,216 –0,108 0,211 0,042 Для первой извлеченной компоненты были выявлены высокие прямые связи с химическим загрязнением воздуха рабочей зоны. В связи с этим данная компонента была обозначена как «химический фактор». Вторая компонента объединила параметры, описывающие показатели производственного звукового давления на рабочих местах. Данная компонента была определена как «шумовой фактор». Третья компонента наиболее значимо связана с показателями производственной вибрации и была интерпретирована как «вибрационный фактор». По результатам факторного анализа наиболее выраженными по воздействию производственными факторами при обучении профессиям железнодорожного и машиностроительного направлений являлись химическое загрязнение воздуха рабочей зоны, шум и вибрация. При выполнении обучающимися инструментальных операций на рабочих местах слесарей по ремонту подвижного состава эквивалентный уровень шума на основных местах превышал допустимый уровень (70 дБА) на 15,1% при попеременном режиме работы оборудования слесарного назначения. Работающие одновременно слесарные станки не превышали 5% всего учебного времени занятия. На грузовых и сортировочных участках технического ремонта и обслуживания вагонного парка определен показатель широкополосного непостоянного шума, превышающий допустимый уровень на 13,4–16,8%. Уровни вибрации в экипажной части локомотивов показали превышение на 2–9 дБ в спектре среднегеометрических частот 8, 16 и 31,5 Гц. Корректированное значение виброускорения с учетом октавных поправок составило 110,3±2,0 дБ. Содержание химических веществ в воздухе рабочей зоны в помещениях фильтромоечного отделения пункта технического обслуживания локомотивов позволило категорировать условия обучения будущих железнодорожников по химическому фактору как вредные I степени. Определено превышение предельно допустимых среднесменных концентраций по углеводородам (суммарно) в 4,5 раза, бензолу – в 2,6, толуолу – в 5,1 раза. На учебно-рабочих местах обучающихся по направлению машиностроения при работе станков токарной группы определялся непостоянный широкополосный среднечастотный шум, образующийся в результате суммации с аэродинамическим вентиляционным шумом от соответствующего оборудования. Эквивалентный уровень звука на рабочих местах станочников превышал допустимый уровень на 17,2%. Источниками общей технологической и локальной вибрации являлись токарный станок и его рукоятки и панель управления соответственно. Эквивалентно корректированные значения виброускорения колебались в пределах 50–70 дБ. В воздухе рабочей зоны производственных помещений определены аэрозоли смазочно-охлаждающих жидкостей на разных основах (углеводороды, минеральные масла, формальдегид), превышающие допустимые концентрации в 2–3,5 раза. Полученные результаты легли в основу обоснования величины интегрированной нагрузки по наиболее значимым факторным показателям производственной среды в организациях СПО. В результате деления долженствующего параметра на фактическую величину показателя (%) определена возможность перевода количественных значений факторов производственной среды к их безразмерным балльным величинам (табл. 3). Таблица 3 Интегрированная оценка соответствия факторов производственной среды гигиеническим требованиям в организациях среднего профессионального образования Организация Фактор Оценка количественная качественная отн., % абс., балл СП ПУЦПК Химический 41,5 2,4 Неудовлетворительно Шум 84,9 1,18 Удовлетворительно Вибрация 85,4 1,17 Удовлетворительно ЭПЭК Химический 49,5 2,02 Неудовлетворительно Шум 68,3 1,46 Удовлетворительно Вибрация 82,8 1,2 Удовлетворительно Результаты комплексного (количественного и качественного) подхода к гигиенической оценке и прогнозированию безопасности учебно-производственной среды в организациях СПО железнодорожной и машиностроительной отраслей показали, что ведущим неблагоприятным фактором является химическое загрязнение воздуха рабочей зоны в помещениях профессионально-производственных циклов обучения. Обсуждение. Гигиеническая параметризация факторов учебно-производственной среды в организациях, реализующих профессиональную подготовку по профессиям железнодорожной направленности и машиностроения, позволила выявить ведущие приоритетные параметры – химический и виброакустический, требующие активного и динамического мониторинга в процессе профессионального обучения подростков. По данным факторного анализа накопленный удельный вклад всех факторов в суммарную дисперсию составил 65,0%. При дифференциации значимости факторов на основе расчета интегрированной нагрузки определено, что производственный шум и вибрацию в процессе производственной подготовки обучающихся можно категорировать как условно значимые профессионально-производственные факторы. В то же время установлено, что химический фактор имеет неудовлетворительную степень соответствия современным гигиеническим требованиям. Подобные тенденции отмечены в предыдущих исследованиях, проведенных в других организациях СПО [16]. Однако вызывают тревогу показатели производственного риска у лиц рабочих профессий даже при минимальном стаже труда, что определяется ростом заболеваемости органов дыхания, периферической нервной системы, увеличением частоты потери слуха [17]. По всей вероятности условия обучения в СПО могут влиять на донозологические критерии здоровья, что предопределяет в будущем риск для здоровья работников технических групп профессий. Именно поэтому важно обеспечить гармоничное и безопасное с гигиенической точки зрения вхождение молодых специалистов в процесс конкурентоспособной трудовой среды. Заключение. Предложенный подход к гигиеническому управлению рисками, формирующимися в образовательной среде организаций СПО, имеет перспективное направление. В современных реалиях параметризация гигиенических условий обучения и подготовки подростков в сочетании с факторным анализом, интегрированной оценкой значимости факторов могут использоваться для прогноза безопасности учебно-производственной среды, формирования мероприятий по гигиеническому регулированию факторов риска, способствующих сохранению здоровья подростков в образовательных организациях, реализующих программы СПО. Вклад авторов. Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Bibliography:
1. Shubochkina EI, Ibragimova EM, Ivanov VYu. Hygienic aspects of professional education and labor activity of adolescents: Health risks, reduction technologies. Problems of School and University Medicine and Health. 2019;(1):32-40.
2. Popov VI. Hygienic characteristics of approaches, characterizing the age futures and health indicators of children, adolescence and youth. Health Care of the Russian Federation, Russian Journal. 2019;63(4):199-204. DOI:10.18821/0044-197X-2019-63-4-199-204
3. Shkarin VV, Latyshevskaya NI, Zub AV, et al. Gender aspects of the quality of life of medical college students. Sanitary Doctor. 2022;(10):759-66. DOI:10.33920/med-08-2210-05
4. Spirin VF, Milushkina OYu, Eliseeva YuV. Socio-hygienic and behavioral trends touching upon the quality of life of adolescents. Gigiena i Sanitariya = Hygiene and Sanitation, Russian journal. 2022;101(6):683-7. DOI:10.47470/0016-9900-2022-101-6-683-687
5. Shkarin VV, Zub AV, Latyshevskaya NI, et al. Functional status of medical college students majoring in orthopedic dentistry. Public Health and Life Environment – PH&LE. 2023;31(8):48-56. DOI:10.35627/2219-5238/2023-31-8-48-56.
6. Voitovich AA. Analysis of behavioral risks in adolescents with health limitations and with different anxiety levels. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2019;27(4):468-74. DOI:10.23888/PAVLOVJ2019274468-474
7. Shubochkina EI, Blinova EG. Contemporary aspects of training in vocational secondary schools and students’ health. Public Health and Life Environment – PH&LE. 2021;29(10):53-9. DOI:10.35627/2219-5238/2021-29-10-53-59
8. Onishchenko GG, Zhukova ТV, Gorbacheva NА, et al. Lifestyle factors in risks of chronic non-communicable diseases in young people (literature meta-analysis). Health Risk Analysis. 2024;(4):187-202. DOI:10.21668/health.risk/2024.4.16.eng
9. Voitovich AA. Scientific substantiation of the influence of educational environment on adaptive processes in the body of adolescents. Sanitary Doctor. 2020;(1):54-9. DOI:10.33920/med-08-2001-07
10. Dubrovina EA, Goryachkina AA. Modern educational technologies in teaching students with disabilities. Methodology and Technology of Continuous Professional Education. 2023;3(15):33-41. DOI:10.24075/MTCPE.2023.015
11. Shkarin VV, Latyshevskaya NI, Tihonova EN, et al. Pressing issues of medical assistance of students receiving secondary medical education. Russian Bulletin of Hygiene. 2024;(1):4-8. DOI:10.24075/rbh.2024.086
12. Spirin VF, Eliseeva YuV, Pichugina NN. Railway work: Risks to adult workers and adolescents. Occupational Health and Human Ecology. 2022;1(29):133-43. DOI:10.24411/2411-3794-2022-10109
13. On approval of the sanitary regulations 2.4.3648–20 “Sanitary and epidemiological requirements for organizations providing upbringing and education, recreation and health improvement of children and youth”: Decree No.28 dated September 28, 2020 by the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation (with amendments and additions). URL: https://base.garant.ru/75093644/?ysclid=mimx8pccd8929333301 (15 Apr 2025).
14. On approval of the hygienic rules and sanitary norms 1.2.3685–21 “Hygienic standards and requirements for ensuring safety and/or harmlessness to humans of environmental factors”: Resolution No.2 dated January 28, 2021 by the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202102030022?ysclid=mimwzfhx78203767715 (15 Apr 2025).
15. Novichkova NI, Ershova TN, Sobolevskaya OV, et al. Complex assessment of sanitary and hygienic welfare in educational organizations with a health saving position. Health Care of the Russian Federation, Russian Journal. 2019;63(2):86-91. DOI:10.18821/0044-197X-2019-63-2-86-91
16. Kiyok OV, Pokrovskiy VM. Dynamics of the regulatory adaptive status of students training working occupations. Gigiena i Sanitaria = Hygiene and Sanitation, Russian Journal. 2019;98(3):314-8. DOI:10.18821/0016-9900-2019-98-3-314-318
17. Vilk MF, Kaskov YuN, Kaptsov VA, Pankova VB. Dynamics of industrial risk and indicators of occupational morbidity of railway transport workers. Occupational Health and Human Ecology. 2020;1(29):49-59. DOI:10.24411/2411-3794-2020-10105