СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
А-Т ТТ- астено-торакальный тип телосложения
АД - артериальное давление
АДД - диастолическое артериальное давление
АДС - систолическое артериальное давление
АМо - амплитуда моды
АМо/ДХ - индекс вегетативного равновесия
ВНС - вегетативная нервная система
ВРИ - весоростовой индекс
Д ТТ - дигестивный тип телосложения
ДП — двойное произведение
ЖЕЛ - жизненная емкость легких
ИН - индекс напряжения по P.M. Баевскому
ИНПД - индекс накопления пульсового долга
КЖС - кожно-жировые складки
КДО - конечный диастолический объем
КСО - конечный систолический объем
ЛФК - лечебная физическая культура
М ТТ - мышечный тип телосложения
Мо — мода
МОК - минутный объем крови
МПК - максимальное потребление кислорода
ОДА - опорно-двигательный аппарат
ОРУ - общеразвивающие упражнения
ОФП - общая физическая подготовленность
ПД — пульсовой долг
ГШТ - площадь поверхности тела
СИ — сердечный индекс СР - сердечный ритм ССС — сердечно-сосудистая система ОКГ - окружность грудной клетки ОРВИ — острая респираторно-вирусная инфекция УЗИ - ультразвуковое исследование # УОК - ударный объем крови
ФК - физические качества ФР - физическая работоспособность ФП - физическая подготовленность ЧСС - частота сердечных сокращений PWC170 - физическая работоспособность при пульсе 170 уд/мин
А X - вариационный размах
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
Повышение функциональных возможностей организма школьников, сохранение и укрепление их здоровья является важнейшей задачей общества. Однако в последние годы наметилась устойчивая тенденция снижения уровня физической подготовленности современных детей и подростков [212, 250, 266, 317, 396, 397, 412 и др.], сопровождающаяся значительным ухудшением состояния их здоровья [8, 48, 58, 78, 184, 206, 255, 261, 314, 337, 402, 413, 414, 423, 519 и др.].
Такая тревожная тенденция стимулирует поиск новых путей охраны и укрепления здоровья подрастающего поколения, среди которых физическому воспитанию отводится очень важная роль [9, 15, 17, 19, 20, 40, 42-44, 56, 57, 80, 82, 90, 95, 123, 149, 163, 165, 177, 179, 180, 189, 203, 210, 223, 229, 240, 251, 269-273, 282, 288, 302, 303, 310, 319, 320, 324, 336, 338, 346, 358, 364, 366, 382, 394, 399,404,410,418,421,422, 434,437,443,452,453, 476,477,495, 500 и др.].
Российская система физического воспитания всегда базировалась на достижениях ученых, изучавших физиологические механизмы и закономерности мышечной деятельности, особенности развития детей и подростков [59-62, 190-192, 234, 235, 243, 244, 283, 284, 446-449, 451 и др.]. Однако в период становления и начального развития физического воспитания учеными практически не ставился вопрос об учете индивидуально-типологических особенностей школьников в процессе их двигательной активности.
В последнее время ни у кого не вызывает сомнение тезис о том, что для оптимизации физического состояния и укрепления здоровья человека средствами физического воспитания необходимо использование индивидуального подхода [1, 29, 45, 47, 49, 68, 69, 89, 133, 137, 138, 158, 159, 162, 177-179, 181, 182, 202, 225, 238, 239, 248, 323, 328, 332, 334, 351, 380, 384, 395, 407, 428, 445, 473, 481, 490, 491, 496]. При этом до 90-х годов прошлого столетия практически не изучался вопрос о возможности использования в процессе
7
физического воспитания индивидуально-типологического подхода, основанного на учете особенностей телосложения школьников.
В последние годы встречается немало работ [13, 70, 83, 84, 173, 176, 177, 181, 183, 196, 197, 259, 267, 311, 331, 339, 353, 376-379, 425-427 и др.], в которых представлены результаты исследований отдельных сторон
морфофункционального развития и физиологических свойств представителей разных соматических типов. На этой основе в настоящее время делаются попытки создания методик и технологий физической подготовки, учитывающих особенности морфофункциональной конституции детей и подростков [170-172, 268, 389]. Однако комплексные исследования влияния физических нагрузок различной направленности на разные компоненты физического состояния школьников 7-17 лет разных соматотипов не проводились. Тем не менее, новые знания, получаемые в результате такого рода исследований, могут стать теоретическим фундаментом для организации рациональной системы двигательной активности человека.
Большинство специалистов в области физической культуры не готово к использованию инновационных технологий в своей профессиональной деятельности. Одной из причин этого является отсутствие моделей, учебных программ и курсов обучения педагогов современным научно обоснованным физкультурно-оздоровительным технологиям и системам.
В связи с этим необходима разработка физиологических основ новой стратегии физического воспитания, направленной на преодоление противоречий между уровнем накопленных медико-биологических и психолого-педагогических знаний, с одной стороны, и современной практикой физического воспитания, с другой. Среди принципов этой стратеги должны быть соответствие содержания и форм двигательной активности индивидуальным возможностям детей и подростков, учет сенситивных периодов в развитии двигательных качеств, оценка физической подготовленности на основе типологических нормативов. Эффективная реализация такой стратегии
8
физического воспитания может осуществляться на основе использования возможностей современных компьютерных технологий.
Цель исследования
Выявить особенности возрастной динамики развития морфологических и функциональных свойств организма школьников 7-17 лет разных типов телосложения и физиологически обосновать рациональную систему их физической подготовки с учетом возраста, типа морфофункциональной конституции и чувствительности двигательных качеств к тренирующим воздействиям.
Задачи исследования:
1. Выявить у школьников 7-17 лет разных типов телосложения различия в уровне и возрастной динамике соматических и функциональных свойств, влияющих на реализацию двигательной функции.
2. Определить специфические для каждого из вариантов морфофункциональной конституции возрастные этапы, характеризующиеся сенситивностью к развитию отдельных двигательных качеств.
3. Разработать подходы к оценке физического состояния организма детей и подростков, учитывающие специфические особенности их телосложения.
4. Оценить эффективность влияния различных режимов двигательной активности на уровень развития двигательных качеств, физической работоспособности в разных зонах мощности, состояние регуляции вегетативных функций, заболеваемость и физическое состояние в целом.
5. Физиологически обосновать систему физической подготовки школьников, учитывающую типологические особенности возрастной динамики морфофункционального развития и влияние различных двигательных режимов на физическое состояние.
6. Оценить эффективность физиологически обоснованных компонентов системы физической подготовки при экспериментальном внедрении в практику физического воспитания общеобразовательных школ.
7. Разработать практические методы реализации системы физической подготовки на основе применения компьютерных технологий.
8. Выявить современные тенденции динамики физического развития детей и подростков г. Ульяновска и разработать стандарты и ориентировочные типологические нормативы их физического развития и физической подготовленности.
Гипотеза исследования
Физиологическое обоснование физической подготовки школьников должно опираться на:
- возрастные особенности строения и функционирования двигательного аппарата и систем вегетативного обеспечения мышечной функции;
- специфические для отдельных этапов онтогенеза периоды повышенной сенситивности к воздействию тренирующих факторов;
- специфические для каждого из вариантов морфофункциональной конституции особенности возрастной динамики и сенситивности в развитии двигательных качеств;
JUA,
- комплексные критерии эффективности физической подготовки, учитывающие разнонаправленное воздействие различных двигательных режимов на отдельные компоненты физического состояния.
Рациональная система физической подготовки школьников, направленная на оптимизацию физического состояния, может быть реализована с учетом всех перечисленных факторов на основе использования компьютерных экспертных систем.
Научная новизна
1. В возрастной динамике морфо-функционального развития детей и подростков от 7 до 17 лет выделены четыре этапа:
первый этап - возраст от 7 до 10 лет, характеризующийся высоким естественным приростом физических качеств и сенситивностью к тренирующим воздействиям;
10
второй этап - возраст от 10 до 13 лет, характеризующийся низкими значениями естественных темпов роста физических качеств и малым числом сенситивных периодов;
третий этап - возраст от 13 до 15 лет, характеризующийся вновь повышающимися темпами естественного прироста двигательных качеств и их сенситивности к воздействию тренирующих факторов;
четвертый этап - возраст от 15 до 17 лет, характеризующийся постепенным снижением уровня естественных приростов двигательных качеств и их сенситивности к физическим нагрузкам.
2. Внутри выделенных возрастных этапов выявлены особенности развития организма школьников разных типов телосложения, которые проявляются в различиях:
- темпов физического развития;
- времени начала, продолжительности и темпов естественного прироста физических качеств;
- времени начала, продолжительности и выраженности сенситивных периодов в развитии физических качеств.
3. Различные варианты двигательных режимов по-разному влияют на уровень развития физических качеств, функциональных возможностей организма и состояние здоровья школьников разных морфофункциональных типов. Подтверждено, что в большинстве случаев наиболее эффективными являются двигательные режимы, преимущественно развивающие ведущее для определенного соматотипа двигательное качество. Однако в периоды с высоким уровнем естественного развития двигательных качеств и их сенситивности нередко отмечаются случаи высокой результативности физических нагрузок, направленных на преимущественное развитие отстающих физических качеств. Наименее эффективными являются тренировочные режимы, предусматривающее равномерно-пропорциональное развитие физических качеств.
11
4. При оценке изменений характеристик физического состояния, происходящих под воздействием того или иного двигательного режима, обнаружено, что эти характеристики обладают гетеросенситивностью в зависимости от возраста и типа телосложения. Ни один из использованных двигательных режимов не привел к равномерному и пропорциональному повышению всех характеристик физического состояния, что отражает высокую степень специфичности адаптивного ответа организма на тренирующие воздействия.
5. Разработаны математические модели, позволяющие определить величину PWC170 на основании измерения ряда простых и доступных показателей физического состояния. Эти модели существенно отличаются у школьников разных морфофункциональных типов не только по величине коэффициентов регрессии, но и по набору признаков, включенных в состав уравнений множественной регрессии.
6. Физиологически обоснована рациональная система физической подготовки, учитывающая возрастную динамику морфофункционального развития школьников разных соматотипов, эффективность различных двигательных режимов и направленная на оптимизацию отдельных компонентов физического состояния.
Практическая значимость
1. Разработаны и экспериментально внедрены компоненты системы физической подготовки, основанные на учете возрастной динамики морфофункционального развития школьников разных типов телосложения и позволяющие наряду с повышением физической подготовленности и работоспособности, совершенствованием вегетативной регуляции организма и снижением заболеваемости школьников, решать актуальную проблему мотивации учащихся к занятиям физической культурой и спортом. Это связано с наличием высокого соответствия предлагаемой системы индивидуальным способностям и предпочтениям детей и подростков в занятиях физическими упражнениями.
12
2. Предлагаемая система физической подготовки обеспечена методикой и инструментарием внедрения ее в широкую практику общеобразовательных школ на основе применения компьютерной техники. Разработана компьютерная программа, доступная для использования преподавателями по физической культуре и уже успешно реализуемая на практике.
3. Разработан метод интегральной оценки физического состояния, основанный на использовании математической модели, учитывающей особенности разных типов телосложения. Метод может быть применен в практике функциональной диагностики, врачебного контроля и физического воспитания.
4. Для эффективной реализации предложенной системы физической подготовки разработаны модель повышения квалификации учителей физической культуры и специальные учебные курсы для специалистов по физическому воспитанию, которые используются в Ульяновском институте повышения квалификации и переподготовки работников образования.
5. На материале массовых обследований (более 20000 детей) разработаны стандарты физического развития и физической подготовленности школьников 7 - 17 лет, необходимые для практического применения в мониторинге морфофункционального развития школьников г. Ульяновска, для эффективной организации физической подготовки и врачебного контроля.
Положения, выносимые на защиту
1. Физиологическое обоснование рациональной системы физической подготовки детей и подростков базируется на учете:
- индивидуально-типологических особенностей телосложения, структуры моторики, вегетативного обеспечения мышечной деятельности;
- особенностей возрастной динамики развития моторных функций у представителей разных типов телосложения, проявляющихся во времени начала, степени выраженности и продолжительности сенситивных периодов.
2. В качестве критериев, свидетельствующих об оптимизации физической подготовки, могут выступать
13
- повышение уровня развития двигательных качеств;
- повышение физической работоспособности;
- совершенствование регуляции вегетативных функций организма;
- укрепление состояния здоровья.
Оптимизация физической подготовки по одному из этих критериев не обязательно ведет к оптимизации по другим критериям. Более того, одновременное решение комплекса задач, направленных на повышение функциональных возможностей и укрепление здоровья школьников, в полной мере невозможно.
3. Варианты двигательных режимов должны подбираться в зависимости от цели физической подготовки и дифференцироваться с учетом выбранной цели и соматотипа.
Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы диссертации доложены и опубликованы в материалах двадцати семи международных, всероссийских, региональных конгрессах, конференциях, съездах и симпозиумах в период с -1995 по 2004 год, включая международную научно-практическую конференцию «Актуальные проблемы развития физической культуры и спорта» (Улан-Уде, 1995), международную научно-практическую конференцию «Физическое воспитание в системе гармонического развития личности» (Воронеж, 1998), межрегиональные научно-практические конференции врачей (Ульяновск, 2000-2004), международную научную конференцию «Физиология мышечной деятельности» (Москва, 2000), международную конференцию «Физиология развития человека» (Москва, 2000), XVIII Съезд физиологического общества им. И.П.Павлова (Казань, 2001), симпозиум с международным участием «Актуальные проблемы адаптации к природным и экосоциальным условиям среды» (Ульяновск, 2002), всероссийскую научно-практическую конференцию «Пути повышения социальной значимости физической культуры и спорта» (Казань, 2003), международный конгресс «Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в XXI веке» (Москва, 2004), международную научную конференцию «Физиология
14
развития человека» (Москва, 2004). Результаты выполненных исследований получили широкое распространение в деятельности Ульяновского областного врачебно-физкультурного диспансера, трех вузов г. Ульяновска, семи общеобразовательных школ г. Ульяновска и Ульяновской области, Чайковского государственного института физической культуры, Липецкого государственного учреждения «Информационно-аналитический центр развития физической культуры и спорта».
Публикации. По тематике диссертации опубликовано 107 научных и научно-методических работ. В том числе 3 монографии, 7 методических пособий, 58 статей и материалов научных конференций, 39 тезисов научных и научно-практических конференций и съездов.
Структура и объем диссертации. Диссертация представляет собой рукопись объемом 300 страниц, содержит 54 таблицы, 48 рисунков, состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 540 наименований, и приложений.
15
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Основные направления совершенствования процесса физической подготовки школьников
Многочисленные исследования свидетельствуют, что повысить уровень физической подготовленности школьников можно за счет: 1) методически правильно организованной системы урочных занятий — использования тренирующего эффекта физических упражнений [205, 333, 417 и др.]; 2) развития физических качеств с учетом индивидуальных и возрастных особенностей занимающихся [33, 54, 66, 100, 125, 170-172, 175, 279, 281, 292, 293, 304, 331, 355, 483, 484 и др.]; 3) эффективного использования дополнительных внеурочных форм занятий [46, 86, 98, 107, 108, 131, 146, 193, 278, 306, 363, 432, 464, 466 и др.]; 4) внедрения научно обоснованных программно-нормативных требований [75, 242, 371]; 5) совершенствования системы педагогического контроля и использования современных компьютерных технологий [143, 183, 257, 258, 275, 277, 338, 287, 459, 505 и др.]. Некоторые из этих направлений мы рассмотрим подробнее.
Система классно-урочных занятий — это основа школьного, в том числе физкультурного образования [76, 77, 205, 211, 227]. Для большинства учащихся урок физической культуры является основной и часто единственной формой физического воспитания [417, 441, 454, 494]. Это подтверждается и неудовлетворительным состоянием внеклассной работы, хотя использование средств физической культуры во внеурочное время по-прежнему широко пропагандируется [98, 131, 192, 193]. Между тем известно, что даже в относительно «благоприятные» 80-е годы лишь 20 % школьников занимались физической культурой и спортом после занятий [92, 205, 441, 454]. К тому же
16
ранняя спортивная специализация, по мнению В.А. Кабачкова [204], не обеспечивает должного уровня общей физической подготовленности.
Существует мнение о том, что 2 урока в неделю не могут
• компенсировать дефицит двигательной активности школьника [2, 108, 118, 128, 286, 441, 454, 291], и повышение уровня физической подготовленности за счет обязательных форм занятий, проводимых в объеме Государственной Программы, практически не реально совсем [103, 108, 291]. Вместо 68 традиционных уроков в год Ю.А. Пеганов [347], например, предлагает проведение 107 занятий.
Другие авторы считают эту позицию малоубедительной, ибо их практический опыт подтверждает, что при правильной организации учебного процесса двух уроков в неделю вполне достаточно. Правильная организация, в первую очередь, предусматривает относительно высокую интенсивность нагрузки и большую моторную плотность [205, 333, 417], что при соблюдении принципов систематичности и постепенности исключает возможность физических перегрузок. Существует мнение, что эта задача очень актуальна
# для школьных занятий [76, 77, 359, 417, 509, 515, 518] и даже увеличение объема физических упражнений (количества часов, предназначенных для уроков физической культуры) не будет эффективным без повышения интенсивности нагрузки [35, 108,120, 128,160, 285, 388, 405, 417, 444, 531].
На важность и необходимость повышения интенсивности проведения основной формы физического воспитания - школьного урока физической культуры - указывает и ряд других авторов [289,400].
Самая низкая моторная плотность (6-15 %) свойственна гимнастическим урокам [91, 482]. По некоторым данным, в целом моторная плотность на уроках физической культуры в старших классах составляет в среднем 20-25% даже в том случае, если урок проводит опытный
преподаватель [205]. На занятиях легкой атлетикой ее величина составляет 40 %, а средняя ЧСС - 130 уд/мин. Оптимальной же большинство авторов [2, 205,
17 |
