【提要】
本研究通過在教室安裝空氣負離子裝置前后，對學生數項腦力作業能力指標和考試成績的分析，認為空氣負離子有明顯地改善學生大腦工作能力，防止和恢復疲勞作用。對改善學生學習環境有一定的應用前景。
學生在學習過程中，由于學習內容的難度、腦力負荷沉重，學習時間延長、教學方法不當、以及學習時環境不佳等因素的影響，會出現以腦力作業能力下降為主的疲勞現象。圍繞學習疲勞問題，國內外采取了許多預防疲勞措施，如減輕學生學習負擔，安排好課表、調節課時、做課間操、眼保健操、講究教學方法、加強人工照明、美化校園環境等，但很少從改善教室空氣質量，防止和盡快恢復疲勞入手。
空氣離子不但具有凈化空氣的作用，而且還有調節中樞神經興奮與抑制、改善大腦皮質功能、縮短感覺及運動時值.增加肺活量，促進組織生物氧化還原過程等效應。實驗表明吸入空氣負離子可增強意識行為的正常生理節律，加快單純時間反應，提高大腦及海馬中鋅含量，調節大腦中5-HT消長，因而收到增進學習記憶、提高工作能力、減少工作錯誤率等良好效益。
1實驗對象
以西安醫科大學子弟小學四年級兩個班學生分別為實驗、對照組。隨機分組、雙盲對照(四一班為實驗組，四二班為對照組)。
2實驗條件
每試驗日學生在校學
習負荷時間為4小時40分鐘。除早讀30分鐘外，每節課45分鐘，上午第一節課后休息20分鐘，其余課間休息l0分鐘。兩班課表安排完全一致，試驗期間授課老師固定不變。
3測試內容
3.1劑量作業試驗
用安菲莫夫字母表，令受試者在兩分鐘內完成簡單的刪字任務。作業能力指標為作業能力指數(AYP)，閱字數，錯誤率人平均值及疲勞率。
3.2短時記憶測定
每2秒顯示1個，每次顯示20個互無概念聯系的，為受試者所熟悉的漢字后，令學生在60秒內默寫出記住的字。短時記憶測定腦力作業能力指標，用人平均默對率表示
。
3.3閃光融合臨界頻率
用北京大學電子儀器廠生產的數字亮點爍儀，兩班各選12名學習成績居中的學生進行測試，測試條件始終保持一致。腦力作業能力指標用人均H2表示。
固定測試人員，每種方法正式試驗前均經五次以上預測，使受試者熟悉其方法，以盡量減少使用方法上的誤差。
3.4 向兩班班主任收集吹離子前后兩班學期末考試成績，兩班學生考試時間統一，命題一致。
4測試時間
在試驗日，于早讀前，第一、三節課后，下午課前，末節課后各測一次，供日作業能力動態分析;試驗周，從周一至周六于早讀前，第一節課后，下午末節課后各測一次，供周作業能力動態分析;劑量作業試驗和短時記憶測定，分別在兩周內進行。
第一次基數測試完成后，在兩教室同時安裝便攜式負離子發生器，但四二班負離子發生器內切斷電源，不發射負離子，作為雙盲對照。四一班安裝后，空氣中負離子濃度從28個/cm3上升到3073個/cm3。過了四個月，第二次測試之后即用統計學方法處理兩次測試結果。l2月至4月期間反復測定各項環境條件多次，都做好記錄。
5結果
5.1日作業能力動態分析 在實驗條件下，四一班安裝空氣負離子裝置前后，兩次試驗日兩班學生各項測定值的差值比較如表所示。
兩班學生作業能力日變動差值對比結果表明：四一班安裝負離子裝置以后，所測各項指標均比四二班明顯改善。劑量作業試驗評價指標工作能力指數
(AYP)、閱字數實驗班(四一)勻比對照班(四二)明顯增加，錯誤率在四二班大多增加的情況下，而四一班則明顯減少。
短時記憶評價指標默對率，除第五節課后，實驗班(四一)吹空氣負離子后均有不同程度的增加，但對照班(四二)則有所減少，或者雖有增加。但增加值小于實驗班。
閃光融合臨界頻率兩次測定結果的差值除課前、第三節課后兩次四一班與四二班之間無顯著性差異外(P<0.05)，余所有數表明四一班吹離子后臨界頻率增加，作業能力上升。四二班則大多臨界頻率減小，作業能力下降，或者上升不明顯。
作者也對用劑量作業試驗測定疲勞率改變情況做了分析，上午各測點四一、四二班兩次變化均很小或無變化。但下午兩測點四一班吹空氣負離子后疲勞率有所降低，降低率為3.2%
和7.56%，四二班則有所增加或降低率低于四一班。
5.3學生考試成績分析
四年級兩個班雙盲對照安裝空氣負離子裝置前后兩個學年末考試成績比較如表所示。
語文考試成績四二班第二次的明顯下降(P<0.05)。且成績分布不均，標準差為士15.48。在同樣的考試條件下四一班則兩次考試成績無差異
(P>0.05)數學考試成績第二次兩班均明顯提高(P<0.01)。但四一班提高值大于四二班.且成績分布較均勻，標準差為士3.64。
6討論
為探討利用空氣離子的生物學效應改善學生學習疲勞、提高學習效率的可能性，進行了較長時間的系統觀察。在保持兩個班級其它基本環境條件相對穩定情況下，提高其中一個教室(四一班)空氣中負離子濃度(從28個/cm3
升到3073個/cm3)，利用常用的學習疲勞研究方法，如教育心理學方法的短時記憶法;間接生理學方法的臨界閃光融合頻率;直接生理學邊緣方法的校字法，從各個不同的角度研究空氣負離子的教室效應，結果表明：空氣負離子具有明確地改善教室空氣質量，提高學生大腦工作能力，減輕學生疲勞的作用。
試驗組(四一班)在安裝了空氣負離子裝置以后，無論是劑量作業試驗的大腦工作能力指數指標、閱字數、錯誤率、疲勞率，還是短時記憶力的默對率，及閃光融合頻率臨界指標的日動態、周動態變化都呈好的趨勢。與對照組四二班相比，各項指標都有不同程度的改善，或者改善幅度大于四二班。
由于教室空氣離子化，學生大腦工作能力得到了改善，學生的學習成績也在學習負荷條件不變的情況下相對提高。因此，作者認為提高教室空氣負離子水平對于提高學生學習作業能力，減輕和防止疲勞發生方面有一定的作用和廣闊的應用前景。JZX
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