«Обоснования
нормирования физических нагрузок для детей
школьного
возраста с помощью физиологии »
Парамонов С.
Д.
Учитель
физической культуры МБОУ
«Симферопольская
академическая гимназия»
Школьные годы –
один из важнейших этапов в становлении человека как активного члена общества. В
этот период завершается развитие физиологических систем, в том числе и
двигательного аппарата. Вот почему в эти годы должна быть создана прочная
основа для укрепления здоровья и физического совершенствования человека.
Формирование основных двигательных качеств и навыков в процессе физического
воспитания может быть более успешным при условии обоснованного применения
средств и методов физической культуры, а также интенсификации физических
нагрузок, требующих напряженной деятельности всех физиологических систем.
Однако
при этом
необходимо учитывать возрастно-половые и индивидуальные особенности детей и
подростков, а также резервные возможности их организма на разных этапах
развития. Такой подход оградит практику физического воспитания от применения
недостаточных и наряду с этим чрезмерных нагрузок, опасных для здоровья. В
процессе физического воспитания следует не только повышать двигательную
подготовленность, но и формировать психофизические качества, обеспечивающие
готовность к труду и активной деятельности в условиях автоматизированного
производства. Вот почему для теории и практики физического воспитания учащихся
необходимы данные о переносимости и допустимости физических нагрузок с учетом
адаптационных возможностей организма на отдельных возрастных этапах, о степени
функциональной зрелости физиологических систем, об уровнях развития и
совершенствования двигательных возможностей в процессе направленной тренировки.
Теоретические
аспекты нормирования физических нагрузок в процессе физического воспитания
школьников.
Физиолого-гигиеническому
нормированию подлежат все основные факторы, определяющие состояние и развитие
организма. И естественно ни у кого не возникает сомнений в необходимости обоснования
физиологических норм физических нагрузок в процессе физического воспитания
детей и подростков. Для решения этих задач необходимо разработать критерии нормирования
нагрузок для детей различных возрастных групп. При обосновании и градации
физических нагрузок, адекватных функциональным возможностям исследуемых, как
правило, подходят с тех позиций:
градация
физических нагрузок по отдельным физиологическим показателям, в частности по
ЧСС, потреблению кислорода, легочной вентиляции и др.;
дозировки
интенсивности физической нагрузки в зависимости от максимальной скорости
передвижения;
оценки
интенсивности нагрузки, исходя из максимальных энергетических возможностей
организма.
В физиологии
спорта чаще всего используются две классификации интенсивности физических
нагрузок. Согласно одной из них, интенсивность физических нагрузок оценивается
величиной потребления кислорода и
затраченной
энергии. В другом случае весь диапазон интенсивности физических нагрузок
делится на зоны в зависимости от показателей механической работы, которую
выполняет человек. В. С. Фарфель (1960), анализируя рекорды в различных видах
спорта с циклическим характером движений, обратил внимание на четкую
закономерность между скоростью преодоления дистанций и предельным временем, в
течение которого эта скорость может поддерживаться. Им описаны четыре временные
зоны. К первой зоне отнесены рекорды, укладывающиеся в отрезок времени до 20-30
секунд, ко второй – рекорды, время которых находится в диапазоне от 20-30
секунд до 4-5 минут, к третьей – рекорды от 5 минут до 30-40 минут и к
четвертой зоне – все рекорды, время которых превышает 30-40 минут.
Классифицируют
и физические упражнения и с учетом силы, скорости и продолжительности мышечного
сокращения, подразделяя их на:
силовые,
выполняемые с максимально возможным напряжением мышц в динамическом или
статистическом режимах при малой скорости движения;
скоростно-силовые,
выполняемые в динамическом режиме одновременно с большой скоростью и силой
мышечного сокращения, что обеспечивает большую мощность;
упражнения на
выносливость, при выполнении которых мышцы сокращаются с меньшей силой и
скоростью, но при этом во много раз возрастает во времени их способность
выполнять работу.
При выполнении
физических упражнений разной мощности и продолжительности вклад данных систем,
как правило, неодинаков. В связи с этим физические упражнения подразделяются на
группы с явным преобладанием анаэробного или аэробного путей энергопродукции, а
также смешанного анаэробно-аэробного энергообеспечения. В спортивной физиологии
анаэробно-аэробного энергообеспечения. В спортивной физиологии приводятся
соотношения трех систем энергообеспечения при выполнении анаэробных и аэробных
циклических упражнений.
При
нормировании нагрузок рекомендуется учитывать пять компонентов:
продолжительность
упражнения;
интенсивность;
продолжительность
интервалов отдыха между упражнениями;
характер отдыха;
число
повторений упражнения.
При
нормировании выполнения циклических упражнений особое внимание заслуживают
процессы возрастного развития двигательной системы. Изменения физиологических
процессов в связи с выполнением тренировочных занятий обусловлены воздействием
на организм повторяющихся движений. При этом в первую очередь происходят изменения
функционального состояния двигательной системы. Вегетативные процессы
перестраиваются под влиянием раздражений, сигнализирующих о возможной гипоксии,
но главным образом –под влиянием моторно-висцеральных рефлексов. Поэтому при
планировании тренировочных занятий и выборе нагрузок важно учитывать не только обменные
процессы, но и возрастные особенности регуляции движений и освоения техники
моторных навыков.
Нормирование
режима выполнения общеразвивающих упражнений. Одна из целей физиологически
обоснованного нормирования нагрузок на уроках физической культуры заключается в
том, что затраты энергии, число
повторений
упражнений и продолжительность выполнения серий упражнений были оптимальными.
Если затраты энергии и число повторений упражнений малы, то эффект от
упражнений будет понижен вследствие недостаточной мобилизации физиологических
функций. Если же затраты энергии и число повторений и продолжительность
упражнений чрезмерно велики, то эффект от упражнений будет понижен вследствие
ослабления физиологических процессов в связи с истощением веществ, богатых
энергией, и ферментов, а также нервных механизмов регуляции движений. При
выполнении медленного равномерного бега школьниками 10-11 лет потребление
кислорода составляет 771,4 мл/мин. В условиях относительного покоя у
исследуемых школьников этого возраста потребление кислорода равняется 193,0
мл/мин. Следовательно, потребление кислорода нетто на выполнение работы медленного
бега составляет 771,4 – 193,0 = 578,4 мл/мин. В пересчете на кг веса тела
потребление кислорода нетто на выполнение работы медленного бега будет равным 578,4
: 35 = 16,5 мл/мин · кг.
Созданы
необходимые предпосылки для физиологически обоснованного планирования
физических нагрузок при разработке структуры урока. Так, у детей 7-8 лет
потребление кислорода при ходьбе 120 шагов в минуту
составляло
407,3 мл/мин, а а относительном покое – 156,8 мл/мин.
С увеличением
ЧСС возрастает потребление кислорода при переходе от исходного положения к
ходьбе и от ходьбы к бегу. Однако при переходе от ходьбы к игре потребление кислорода
почти не изменяется, а ЧСС заметно увеличивается, а от ходьбы к общеразвивающим
упражнениям потребление кислорода уменьшается, а ЧСС возрастает.
Экспериментальное
обоснование развития выносливости у младших школьников на уроках физической
культуры.
Поиск наиболее
эффективных тренировочных режимов развития двигательных качеств – одна из
главных задач физического воспитания школьников. К настоящему времени
накапливается все больше денных о том, что
физические
качества учащихся следует как можно полнее развивать уже в первые годы
обучения в школе. Подчеркивается возможность целенаправленного развития
выносливости у детей младшего школьного возраста. Для обоснования
тренировочного режима развития выносливости у детей 7-10 лет на первом этапе
исследования мы изучили возрастную картину вегетативных реакций и ряда биомеханических
параметров работы при выполнении велоэргометрических нагрузок разной
интенсивности. Было выявлено, что от 7-8 до 9-10 лет выносливость повышается
только к нагрузкам, выполняемым в режиме аэробного энергообеспечения, т.е. к таким,
предельная продолжительность которых более 2,5 минут. Максимальная
продолжительность работы при 70% нагрузке увеличивается за этот период в
среднем на 2,5 минут, а при 50% нагрузке – на 4 минуты.
Анализ
естественного прироста выносливости к нагрузкам разной интенсивности к 9-10
годам свидетельствует о том, что у мальчиков рассматриваемого возраста
выносливость интенсивнее увеличивается к физическим нагрузкам большой мощности
и меньше – к умеренным нагрузкам.
В 7-8 лет
отмечена несколько более напряженная деятельность систем, обеспечивающих
транспорт кислорода, и менее эффективная его утилизация из вентилируемого
воздуха при нагрузках аэробной направленности.
Меньшая
предельная продолжительность работы у школьников 7-8 лет при выполнении 70%
нагрузки сочетается с менее эффективной кислородной производительностью
дыхательного и сердечного циклов. Таким образом,
результаты
изучения возрастной динамики естественного развития показателей
работоспособности школьников 7-8 и 9-10 лет и особенностей адаптации их систем
дыхания и кровообращения дают основание считать, что использование нагрузок
большой и умеренной интенсивности позволить повысить эффективность уроков физической
культуры, направленных на развитие выносливости младших школьников.
Физиологическая
оценка комплексной системы развития двигательных качеств у подростков и юношей.
В плане поиска
более эффективных форм и средств физического воспитания в течение ряда лет
апробировался экспериментальный режим урочных и внеклассных занятий с
подростками и юношами 7-11 классов. С учетом
возрастных
закономерностей развития моторики и ведущих физиологических систем,
обеспечивающих мышечную деятельность, в содержание занятий включались
упражнения для формирования скоростных, скоростно-силовых
возможностей,
мышечной силы и выносливости в условиях более напряженного
учебно-тренировочного процесса. Помимо двух еженедельных уроков физической
культуры дополнительно вводили один час внеурочных занятий, акцент которых был
сделан на развитие силы и выносливости. Экспериментальный режим обусловил
интенсификацию процесса физического воспитания, повышение моторной плотности
занятий и, естественно, усиление напряжения у школьников физиологических
функций. Поэтому, для того, чтобы объективно оценить, насколько адекватны
использованные нагрузки функциональным возможностям учащихся 7-11 классов.
Параллельно с педагогическим экспериментом проводились комплексные методико-физиологические
исследования. Для оценки физической работоспособности подростков и юношей 7-11
классов ежегодно проводились 2 серии обследований. В 1-й, осенней серии
определяли общую физическую работоспособность мальчиков при двух
велоэргометрических нагрузках – 7 и 3 Вт/кг. Отказ от работы регистрировался
при снижении частоты педалирования на 10% ниже заданной. В процессе работы, в
течение 5 минут регистрировалась ЧСС. Аналогичная серия проводилась весной.
Затем данные обеих серий сопоставлялись соответственно по экспериментальной (ЭГ)
и контрольной (КГ) группам школьников. Еще одна серия – в середине учебного
года была направлена на выявление особенностей гемодинамики у мальчиков при
критической мощности на уровне МПК. В ней участвовали только те испытуемые,
которые успешно справились с нагрузками 1-й серии.
Исследования функций
центральной гемодинамики.
Анализ динамики
ЧСС показал, что у школьников от 13 до 17 лет в состоянии относительного
физического покоя величина этого параметра кровообращения постепенно уменьшается.
Наибольшее снижение ЧСС отмечается к 16-17 годам. Возрастных различий и
различий между КГ и ЭГ в процессе выполнения вышеуказанных нагрузок по ЧСС
выявить не удалось. В восстановительном периоде после нагрузок 3 и 7 Вт/кг
исследуемые группы по этому показателю практически также не различаются.
Вывод:
Исследование
ИНПД показало, что чем выше мощность нагрузки, тем быстрее она накапливается.
Существенный сдвиг в сторону уменьшения ИНПД при исследуемых нагрузках
происходит к 15-17 годам. Представляется интересным, что у мальчиков
контрольной группы при задаваемых нагрузках интенсивность накопления пульсового
долга в большинстве случаев выше.
В состоянии
относительного физического покоя ЧСС с возрастом постепенно уменьшается, а УО,
наоборот, увеличивается. Существенный сдвиг в сторону увеличения УО крови
происходит к 14-15 годам.
У школьников ЭГ
9 класса УО существенно больше, чем в КГ. Очевидно, что в связи с
противоположной возрастной динамикой ЧСС и УО МОК в состоянии относительного
физического покоя в возрасте 13-17 лет увеличивается незначительно. У школьников
КГ МОК меньше, чем у их сверстников ИЗ ЭГ.
Характеристика
функциональных показателей учащихся с разными стадиями полового созревания.
При анализе у
подростков с разными стадиями полового созревания параметров центральной
гемодинамики при выполнении нагрузки ступенчато возрастающей мощности отмечена
разнонаправленность изменений. ЧСС в
процессе
полового созревания уменьшается. Однако существенные различия выявляются только
при работе предельной и околопредельной мощности (4 и 5 ступени нагрузки) между
школьниками на 1 и 4, а также 1 и 5 стадиях
полового
созревания.
Таким образом,
процесс полового созревания не оказывает существенного влияния на
хронотропную функцию центрального кровообращения при нагрузках умеренной и
большой мощности. При нагрузке в зоне максимальной
мощности,
соответствующей уровню МПК, ЧСС ниже, чем у подростков с начальными стадиями
полового созревания. УО крови по мере полового созревания нарастает. Его
различия более выражено отличаются при работе
в зоне большой
мощности у подростков с 3-й стадией полового созревания.
Однако при
работе критической мощности эти различия сглатываются из-за снижения УО при
увеличении мощности нагрузки.
У подростков с
4-5 стадиями полового созревания УО становится достоверно выше во время выполнения
нагрузок всех диапазонов.
Изучение
кинетики КО крови в процессе выполнения различных физических нагрузок
свидетельствует о том, что максимальные значения его регистрируются при работе
умеренной и большой мощности. При выполнении
предельных
нагрузок УО крови у подростков имеет тенденцию в уменьшению. Причем с
увеличением стадии полового созревания степень и число случаев уменьшения УО
крови снижается. Вопреки сложившемуся представлению о том, что наибольшие
значения УО крови наблюдаются при ЧСС 110-140 уд/мин, мы регистрировали
увеличение УО крови при значительно большей ЧСС. В процессе выполнения
подростками нагрузки ступенчато возрастающей мощности наибольшие значение УО
крови нередко отличались при ЧСС более 170 уд/мин.
Интегральный
параметр центральной гемодинамики МОК изменяется в процессе полового
созревания в состоянии относительного физического покоя мало. При работе в
зонах умеренной и большой мощности у подростков
с 3 стадией
полового созревания он больше, чем у подростков с 1 и 2 стадиями. Во время
работы в зоне критической мощности достоверных различий не выявлено. Наиболее
выраженные изменения в кинетике МОК при
работе в
различных зонах мощности определяются к концу периода полового созревания.
Таким образом,
изучение динамики параметров кровообращения при мышечной деятельность
показано, что в процессе полового созревания адаптация функций центрального
кровообращения к физическим нагрузкам происходит
главным образом
за счет увеличения УО крови. Переход на более экономичную форму адаптации
кровообращения к физическим нагрузкам в процессе полового созревания
сказывается и на физической работоспособности. Так, подростки с 5-й стадией
полового созревания по показателям мощности работы в зоне большой мощности
работы превосходят подростков с 1-й стадией в 1,7 раза, а в зоне субмаксимальной
- в 1,4 раза. Обращает на себя внимание отсутствие в процессе полового созревания
прироста времени работы в зоне большой мощности, что, по-видимому, связано с
недостаточным развитием способности удержания стабильного уровня кровообращения
при переходе на новый уровень функционирования.
Вывод
Изучение
адаптации физиологических систем к физическим нагрузкам разной мощности у детей
школьного возраста имеет большое значение для понимания возрастно-половых
закономерностей функционирования регуляторных систем при мышечной деятельности
и нормирования нагрузок.
В период от 7-8
лет к подростковому возрасту значительно увеличиваются функциональные
возможности двигательного аппарата. Об этом свидетельствуют повышение мощности
и объема выполняемых нагрузок, рост величины максимального темпа движений,
предельной продолжительности работы, быстрое восстановление после нагрузок
функционального состояния нейромоторного аппарата.
Отмечено, что с
уменьшением интенсивности, но одновременно с увеличением времени выполнения
физической нагрузки и объема работы у мальчиков и девочек увеличивается период
восстановления функционального состояния нервно-мышечного аппарата. Однако и по
данному показателю у мальчиков после большинства нагрузок период восстановления
величины ЛВ ЧМП короче, чем у девочек. Анализ показателей центральной
гемодинамики при физической работе свидетельствует о том, что у всех
исследованных детей с возрастанием мощности нагрузки происходит увеличение МОК,
который достигает своих максимальных значений при нагрузке 50% и при дальнейшем
повышении мощности работы меняется незначительно. У мальчиков 7-10 лет ЧСС
равномерно растет от нагрузки 20 до 50%, а у девочек, наоборот, реакция ЧСС
менее дифференцирована. Пульс достигает у них высоких
величин при
выполнении умеренных по интенсивности нагрузок уже к 13-14 годам.
Выявленные
возрасто-половые особенности центральной гемодинамики при мышечной деятельности
можно связать с разными факторами. Более ограниченные пределы возрастания МОК у
женского организма при физической нагрузке объясняют меньшими объемами сердца и
крови у них по сравнению с мужчинами. В возрасте от 7-8 до 13-14 лет происходит
совершенствование механизмов адаптации системы кровообращения к физическим
нагрузкам. Однако в процессе становления гемодинамических реакций в
рассматриваемый возрастной период у мальчиков и девочек наблюдаются
существенные различия. К 9-10 годам у мальчиков расширяются адаптационные
возможности центральной гемодинамики, в то время, как у девочек в большей
степени выражено совершенствование регионарных сосудистых реакций в ответ на
физическую нагрузку. К 13-14 годам уже у девочек более выражено
совершенствуются функции центральной гемодинамики. Это особенно четко
проявляется в реакциях на нагрузки,
энергетическое
обеспечение которых осуществляется за счет аэробно-анаэробных процессов.
Особенности
координационной структуры и регуляции движений предопределяли методический
подход к нормированию соответствующих упражнений. Нормирование нагрузок при
упражнениях типа ходьбы и бега обычно основывается на оптимизации процессов
энергообеспечения и процессов кислородного режима. Факторы, ограничивающие
нагрузку для упражнений подобного типа, - развитие гипоксии и процессов,
затрудняющих доставку кислорода и богатых энергией веществ к месту их
потребления в организме. По этим физиологическим параметрам классифицируются
нагрузки ходьбы и бега в зависимости от возраста. При таком нормировании допустимо
применение показателя ЧСС. Для нормирования циклических упражнений,
используемых на уроке физической культуры, важно выделить такую умеренно
напряженную мышечную деятельность, которая может поддерживаться в течение продолжительного
времени без значительного увеличения кислородного долга. Нагрузка 50% от
максимальной может поддерживаться длительное время. Для оценки влияния
физических нагрузок на организм школьников можно пользоваться классификацией
нагрузок, включающей 5 зон:
Зона низкой интенсивности
(20-30%).
Здесь работа
может выполняться очень длительное время. При этом все физиологические функции
организма не испытывают напряжения, ЧСС не превышает 100-120 уд/мин. Сюда
относятся режимы выполнения упражнений с
низкой
интенсивностью и малой скоростью (ходьба, велосипед, прогулки на лыжах и т.д.)
Зона умеренной
интенсивности (50% от максимальной нагрузки).
Режим
выполнения физических упражнений в этой зоне способствует развитию общей
выносливости. Величина пульса при выполнении нагрузок достигает 130-160 уд/мин.
Работа в этой зоне способствует установлению
взаимодействия
между функциями сердечно-сосудистой системы, дыхания и двигательного аппарата.
Зона большой
интенсивности (70%).
Вызывает
напряжение физиологических функций в организме школьников при мышечной работе.
Выполнение нагрузки в этой зоне не превышает 4-5 минут у младших школьников, и
10 минут – у старших.
Зона
субмаксимальной или высокой интенсивности (80%).
Соответствует
режиму выполнения упражнений (бег на короткие дистанции, скоростно-силовые
упражнения, статические нагрузки и др.), при котором работа мышц, сердца и др.
Органов и тканей обеспечивается в основном
анаэробными
источниками энергии. Предельная продолжительность выполнения циклических
нагрузок у младших школьников – 50 с., а у старших – 1 мин. и более.
Зона максимальной
интенсивности (100%).
Соответствует
выполнению физических упражнений с максимальной скоростью, предельным темпом и
усилением предельного времени выполнения нагрузок до 10 сек. За столь малое
время функциональные сдвиги сердечно-сосудистой системы, дыхания и других
функций не достигают высоких величин.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.