Содержание к диссертации
Введение
Глава I Состояние вопроса 11
1.1. Особенности физического развития детей среднего школьного возраста (10—13 лет)
1.2. Адаптация детей среднего школьного возраста к физическим нагрузкам 18
1.3. Игра — действенное средство образования и воспитания в области физической культуры
1.4. Влияние среднего школьного образования на здоровье ребенка 38
1.5. Применение тренажерных устройств и средств персонального компьютера в учебно—тренировочном процессе 46
1.6. Адаптивные системы автоматического управления 61
Глава II Методы и организация исследования 64
1 Методы исследования 64
2 Организация исследования 70
Глава III Результаты исследования 73
1 Авторский взгляд на влияние компьютерных технических устройств на физическую подготовленность детей школьного возраста 73
2 Создание искусственно — управляющей игровой среды адаптивного воздействия для улучшения двигательной деятельности детей в структуре педагогического процесса
Глава IV Обсуждение результатов исследования 107
1 Применение и влияние компьютерных технических устройств на физическую подготовленность детей школьного возраста 107
2 Компьютерный игровой комплекс адаптивного воздействия 109
3 Обсуждение результатов педагогического исследования 112
4. Особенности адаптивного изменения нагрузки в процессе исследования 116
Выводы 119
Практические рекомендации 121
Сокращения 122
Литература 123
Приложения 151
- Адаптация детей среднего школьного возраста к физическим нагрузкам
- Применение тренажерных устройств и средств персонального компьютера в учебно—тренировочном процессе
- Создание искусственно — управляющей игровой среды адаптивного воздействия для улучшения двигательной деятельности детей в структуре педагогического процесса
- Компьютерный игровой комплекс адаптивного воздействия
Введение к работе
Актуальность. Социальные изменения, произошедшие в нашей стране, условия жизни человека (наличие аудио- и видеотехники, компьютеров, сотовой связи и др.), интенсификация его деятельности, слабая физическая подготовка детей и подростков, понижение двигательной активности, все возрастающее воздействие на их организм неблагоприятных внешних факторов прямо или косвенно приводят к негативным функциональным изменениям в состоянии здоровья молодых россиян [20, 42, 81, 82].
В настоящее время происходит процесс критического осмысления многих теоретических и практических положений в области физического воспитания подрастающего поколения в рамках образовательной программы. Резкое ухудшение здоровья детей, отмечаемое многими авторами [61, 83,91, 120, 148 и др.], связано именно со школой и является следствием существующей системы образования, сегодняшних стандартов обучения и воспитания [35, 104, 151, 267 и др.].
Необходимость определения реальных механизмов, обеспечивающих укрепление здоровья, гармоничность развития, повышение физической и умственной работоспособности, продиктована поиском неиспользованных резервов для совершенствования физического состояния детей. Известно, что здоровье лишь на 8-12% зависит от развития здравоохранения, на 8-12% - от генетической предрасположенности, на 20-25% - от состояния окружающей среды и на 52-55% - от социально - экономических условий и здорового образа жизни [57, 158].
Универсальным средством сохранения и укрепления здоровья является двигательная активность [133]. Занятия физическими упражнениями оказывают положительное воздействие практически на все системы организма и являются весьма эффективным средством профилактики заболеваний. Однако дети школьного возраста самими условиями школьной жизни ограничены в естественной потребности двигаться столько, сколько нужно для нормального, гармоничного физического развития и здоровья.
Анализ двигательной активности детей школьного возраста показал [5], что он соответствует лишь 35-40% возрастной потребности в движениях. Таким образом, гиподинамия и гипокинезия в сочетании с высокими темпами интенсификации учебного процесса, ухудшением бытовых и социальных условий, несбалансированностью питания, сопутствующим нервно-психическим и эмоциональным стрессом, снижением интереса и способности к обучению и другим причинам способствуют сокращению продолжительности жизни современного человека.
Компенсации этих недостатков кроется в ответах на вопросы: как заинтересовать дитей физическими упражнениями, как повысить работоспособность учащихся, как открыть для них мир физической культуры?
Ответы на данные вопросы следует искать в реализации межпредметных связей физической культуры с другими предметами, входящими в программу школьного обучения [87].
Детей в настоящее время увлекают компьютерные игры. Игра для детей - мир, где они реализуют свои мечты и потребности. Своеобразную черту игры вкделила Н. В. Козлова: "Игра - это свобода самораскрытия, саморазвития о опорой на подсознание, разум и творчество. Продукт игры -наслаждение ее процессом, конечный результат - развитие реализованных в ней способностей" Д02]. Использование игровых элементов при проведении занятий [42, 122, 244] помогает удовлетворять индивидуальные запросы каждого ребенка в учебной деятельности при высоком эмоциональном уровне.
Повсеместное распространение компьютерных игр [36, 166, 286], интерес к которым не ослабевает вследствие поступления к потребителям все более новых и совершенных компьютерных программ, явилось побудительным мотивом поиска таких условий участия в компьютерных играх, при которых игровые взаимодействия с программой могли бы осуществляться не через нажатие кнопок на клавиатуре и джойстике, а посредством выполнения различных двигательных действий на тренажерных устройствах, преобразующих движения в управляющие сигналы взаимодействуя с компьютером [46, 213].
Возможность смены искусственных реальностей и условий взаимодействия с ними в процессе выполнения двигательных заданий на тренажерных стендах, созданных для реализации идей концепции "искусственная управляющая среда", получила обоснование в работах И.П. Ратова [188, 189]. Он развил новое направление в создании компьютерных игр ("двигательные компьютерные игры"), отличительной особенностью которых стала замена традиционных органов мануального управления компьютерами и компьютерными телевизионными приставками в форме джойстиков и кнопок такими управляющими приемами, какие являются следствиями регламентируемых двигательных действий.
Многие исследователи (И. П. Ратов [190], Ю. Т. Черкесов [242], Г.П. Иванова [91], Е. В. Гамаль [47], А. П. Съедугин [213], С. А. Харенко [234], Е. В. Пискунова [173], Д. А. Вишникин [34]) утверждают, что использование тренажеров и различных тренажерных комплексов в педагогическом процессе весьма привлекательно и полезно. С их помощью становится возможным создание различных "искусственных сред и пространств" с регулируемыми параметрами для решения учебно-воспитательных и реабилитационных задач для более полного развития и реализации интеллектуального и физического потенциала, заложенного в человеке.
Широкое распространение компьютерной техники в последние годы способствует созданию автоматизированных обучающих систем с использованием адаптивного управления, что позволяет создавать эффективные технологии тренировки. В физической культуре и спорте известны работы Ю.Т. Черкесова, В.В. Афанасенко, Н.Ю. Хажилиева и др. о применении "Машины адаптивного воздействия" в велоспорте [246, 247, 248]. В диссертационном исследовании Е.Д. Ломакина [130] успешно применила метод адаптивного управления нагрузкой в циклических упражнениях на занятиях физической культурой студентов. Это направление сейчас развивает В. Г. Свечкарёв [200, 202].
Однако в доступных нам источниках информации мы не обнаружили работ, посвященных разработке тренажеров, регулирующих нагрузку в адаптивном режиме по ответной реакции организма, для детей среднего школьного возраста в условиях компьютерной игры.
Цель исследования. Обосновать эффективность влияния и закономерности изменения физической подготовленности детей среднего школьного возраста в условиях использования компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия.
Рабочая гипотеза. Учитывая две противоположные особенности влияния компьютерных игр на школьников: повышенный эмоциональный фон деятельности, с одной стороны, гиподинамия и гипокинезия, с другой, мы пришли к следующему предположению. Эффективность физического воспитания может быть существенно повышена на основе использования новых форм и технологий проведения занятий, предусматривающих возможность взаимодействия с персональным компьютером путем преобразования двигательных действий посредством силового джойстика в сигналы управления перемещением объекта в компьютерной игре. Величина сопротивления нагрузки (силового джойстика) при этом должна регулироваться в адаптивном режиме к изменяющемуся психофизическому состоянию ребенка. В целом такой подход будет способствовать повышению уровня физической подготовленности и улучшению уровня здоровья детей.
Объектом исследования является процесс совершенствования двигательных возможностей детей среднего школьного возраста.
Предмет исследования — педагогические и биомеханические влияния игровой среды с обратной связью на совершенствование двигательных возможностей детей.
Задачи исследования:
1. Разработать игровой тренажерный комплекс и методику адаптивного управления нагрузкой, реализующие принцип искусственной управляющей среды и способствующие повышению двигательной активности детей во внеурочное время.
2. Выявить закономерности изменения биомеханических характеристик двигательных действий в условиях использования компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия у детей 10-13 лет.
3. Обосновать эффективность методики применения компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия во внеурочное время.
Теоретическая значимость. Результаты, полученные в данной работе, углубляют знания в области физической рекреации при использовании компьютерных игр и технологии адаптивного управления тренировочньш процессом (процессом физического совершенствования) по ответной реакции организма.
Практическая значимость. Разработана, апробирована и внедрена в практику физического воспитания для детей среднего школьного возраста здоровье сберегающая технология с применением компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия, позволяющая регулировать вели1 ину нагрузки в автоматическом режиме на основе обратной связи по ответной реакции организма.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
- разработан компьютерный игровой тренажерный комплекс адаптивного воздействия, позволяющий автоматически регулировать нагрузку по ответной реакции организма;
- разработана технология организации и проведения внеурочных занятий с детьми среднего школьного возраста в условиях использования компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия;
-исследованы биомеханические особенности выполнения упражнений с помощью компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия;
- обоснована эффективность применении технологии адаптивного управления физической нагрузкой на внеурочных занятиях с детьми среднего школьного возраста в условиях использования компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия.
Основные положения, выносимые на защиту:
• использование компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия, позволяющего управлять физической нагрузкой по ответной реакции организма;
• изменение биомеханических особенностей выполнения движений в условиях применения компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия позволяющего регулировать величину нагрузки;
• разработанная технология внеурочных занятий на компьютерном игровом тренажерном комплексе адаптивного воздействия является эффективной.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на кафедре научных основ физической культуры и спорта Кабардино-Балкарского государственного университета, докладывались на методических объединениях учителей информатики и физической культуры (г. Майкоп, 2004), опубликованы в ряде изданий различного уровня.
Достоверность результатов исследования обеспечивается достаточным объемом вьіборіш испытуемых, корректным применением методов математической статистики, использованием устройств получения объективной информации.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций, списка сокращений; содержит 5 таблиц, 29 рисунков, список литературы, включающий 303 источника, в том числе 30 — на иностранном языке и 13 — из сети Интернет. Общий объем работы -152 страницы.
Адаптация детей среднего школьного возраста к физическим нагрузкам
Раскрытие функциональных возможностей человека при выполнении физической работы разного характера необходимо как для понимания закономерностей многих биологических явлений (адаптация, гиподинамия и другие), так и для практических целей, связанных с обоснованием эффективных режимов труда и отдыха, спортивной тренировки, повышением производительности труда [138, 157].
Актуальность проблемы адаптации организма детей и подростков к физическим нагрузкам определяется тем обстоятельством, что нередко в практику физического воспитания детей переносятся принципы использования физических нагрузок, принятые в спорте. Тенденция к применению нагрузок большой мощности, интенсивности и продолжительности характерна в настоящее время для подготовки не только взрослых, но и юн).їх спортсменов [96]. Между тем данные, накопленные возрастной физиологией, свидетельствуют, что на разных этапах онтогенеза диапазон приспособляемости физиологических функций различен. Поэтому объективное определение резервных возможностей растущего организма при мышечной деятельности, обоснование интенсивности и продолжительности нагрузок, вызывающих напряжение функций в физиологически допустимых пределах, приобретают важное научно-практическое значение.
В самом широком смысле под адаптацией принято понимать приспособление организма к природным, производственным, бытовым и другим условиям. Этим общим термином обозначают все виды приспособительной деятельности, протекающей на клеточном, органном, системном и органвзменном уровнях, соизмеримой по продолжительности с существованием ряда поколений, жизнью индивида или ее отдельным периодом [96, 141]. У человека адаптация выступает как свойство организма, которое обеспечивается автоматизированными (самонастраивающимися, саморегулирующимися) системами (сердечно-сосудистой, дыхательной, энергетической и др.) [229]. Физиологическое содержание адаптации - это эффективная и экономная, адекватная приспособительная деятельность организма к воздействию фіакторов внешней среды [237]. В адаптации можно выделить две противоборствующие тенденции. С одной стороны, это отчетливые изменения, затрагивающие в той или иной мере все системы организма, с другой - сохранение гомеостаза, перевод организма на новый уровень функционирования, но при непременном условии - сохранении динамического равновесия. Как утверждал еще в 30-х годах Э. С. Бауэр [18], организм в любых условиях обеспечивает сохранение устойчивого "неравновесного состояния". Согласно представлениям П. К. Анохина [7], адаптацию следует рассматривать как формирование новой функциональной системы, в которой заложен приспособительный эффект. Сама функциональная система выступает как сложный физиологический механизм, сущностным содержанием которого является получение полезного приспособительного результата. Адаптация к физической нагрузке — типичный пример адаптации на системном уровне.
Системная организация адаптивных реакций предполагает возможность их осуществления и на уровне физиологически и морфологически незрелого организма. Концепция системогенеза П. К. Анохина [8] дает этому следующее объяснение: в ходе индивидуального развития ребенка адаптируются системы, обеспечивающие его выживание. При оценке адаптивных возможностей детей и подростков к физической нагрузке необходимо выделять не столько абсолютные сдвиги в работе отдельных систем и органов, сколько показатели их согласованности, интегративной функции, обеспечивающей сам адаптационный эффект. Чем выше уровень интеграции, координированности сложных регуляторных процессов, тем эффективнее адаптация.
Для большинства адаптационных процессов характерны два этапа: срочной и долговременной адаптации. Срочная адаптация на какой-либо раздражитель, например, одноразовую физическую нагрузку, выражается в еще несовершенных и нередко чрезмерных физиологических ответах центрально-нервных, вегетативных, гормональных и эндокринных систем организма. При этом обычно включаются врожденные, наследственно обусловленные приспособительные механизмы, далеко не в полной мере обеспечивающие адаптационный эффект [142].
Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного, многократного воздействия факторов внешней среды. Такая адаптация к физическим нагрузкам характеризуется повышением мощности и резервных возможностей соответствующих физиологических систем. Переход от срочной к долговременной адаптации обеспечивается новым, более совершенным уровнем регулирования и взаимодействия функциональных систем. При этом достигается эффект не только повышения и стабильности физической работоспособности, но и усиления защитных иммунных сил организма, что способствует лучшей адаптации организма к трудным, необычным и подчас экстремальным условиям и воздействиям среды [141].
Применение тренажерных устройств и средств персонального компьютера в учебно—тренировочном процессе
Слово "тренажер" - это явный неологизм, продукт 20-го века, хотя само понятие, которое в нем заключено — некое устройство для обучения человека и создания у него определенных навыков, - применялось, наверняка, еще на заре цивилизации. При этом в доиндустриальном обществе тренировка осуществлялась, в основном, по принципу - "делай как я", хотя, если напрячь фантазию и освежить в памяти литературные и иные источники, мсжно представить "приспособления", которые использовались нашими далекими и не очень далекими предками для воспитания и обучения. В первую очередь это, конечно, куклы, которые сопровождают человечество со времен Адама и Евы [302].
Тренажеры в современном понимании могли появиться и появились только в индустриальном обществе, когда возникла необходимость массовой подготовки специалистов для работы либо на однотипном оборудовании, либо со схожими рабочими действиями, и уж, конечно, в первую очередь для военных нужд. Тренажерные технологии сегодня — это не только спортивные тренажеры, с которыми в основном связано это понятие в общепринятом восприятии, это сложные комплексы, системы моделирования и симуляции, компьютерные программы и физические модели, специальные методики, создаваемые для того, чтобы подготовить личность к принятию качественных и быстрых решений, что станет весьма серьезной задачей и даже проблемой в 21 веке [301].
В современных тренажерах и в программах подготовки и обучения, на них основанных, закладываются принципы развития практических навыков с одновременной теоретической подготовкой, т. е. тренажер способен развиваться вместе с обучаемым. Реализация такого подхода стала возможна в связи с бурным развитием и удешевлением электронно-вычислительной техники и прогрессом в области создания машинного зрения, виртуальной реальности и т. п. На базе этих технологий разработаны многочисленные тренажеры для военного применения, позволяющие имитировать боевые действия с высочайшей детальностью в реальном времени; создано множество приложений технологии виртуальной реальности для медицины, позволяющих проводить операции электронному пациенту с высокой степенью достоверности и т. д. и т. п., при этом области применения тренажерных технологий постоянно расширяются [297].
Тренажерные технологии к настоящему времени сформировались в успешно развивающуюся отрасль мировой индустрии. Среди наиболее известных мировых лидеров можно назвать: Raytheon Trainin (США), обеспечивающую нужды подготовки специалистов и тренировочные продукты для военных и коммерческих организаций во всем мире; Thomson Training & Simulation является лидером среди мировых производителей тренажеров для гражданской авиации; Drake Electronics Limited (Великобритания) производит симуляторы танков, самолетов; в компании MedSim Advanced Medical Simulations создан очень реалистичный и постоянно совершенствуемый медицинский тренажер для отработки навыков диагностики и соответствующих действий медицинского персонала [301].
Поэтому в настоящее время успехи педагогики, медицины, физической культуры немыслимы без различных технических средств. Электронные приборы стали одним из основных исследовательских и контрольных методов при наблюдениях за состоянием человека в период тренировки или соревнований [213, 217, 224]. Применение в этих целях миниатюрных датчиков, компактных приборов значительно увеличивает возможности тренера и дает в руки исследователя методы объективной оценки состояния человека. Современные технические средства и инструментальные методы контроля используются практически во всех видах спорта, они являются одним из важнейших факторов, способных существенно повысить эффективность обучения.
На протяжении многих лет отечественные и зарубежные специалисты разрабатывают и широко внедряют различные технические средства (тренажеры), датчики, преобразователи сигналов, средства аудио-, видео- и компьютерной техники, тренажерные комплексы, машины управляющего воздействия в учебно-тренировочный процесс с целью повышения его эффективности [92, 105, 192, 218, 263, 268, 285, 288].
Использование тренажеров и различных тренажерных комплексов в педагогическом процессе весьма привлекательно, ибо с их помощью становится возможным создание различных "искусственных сред и пространств" с регулируемыми параметрами для решения учебно-воспитательных задач и для более полного развития и реализации интеллектуального и физического потенциала, заложенного в человеке [154].
В работах И. П. Ратова [191, 192] были сформулированы основные положения концепции "искусственной управляющей среды". Им осуществлено широкое обобщение возможностей и перспектив повышения эффективности обучения движениям и развития двигательных способностей, а также была высказана мысль о возможности сопряжения физической и интеллектуальной деятельности в условиях искусственной управляющей среды. Разработан компьютеризированный силовой джойстик (рисЛ), основанный на базе обычного компьютерного джойстика и дополненный специальным нагрузочным узлом, с помощью которого можно менять величину сопротивления по мере приложения внешних усилий спортсмена.
Создание искусственно — управляющей игровой среды адаптивного воздействия для улучшения двигательной деятельности детей в структуре педагогического процесса
Разработанный нами компьютерный игровой тренажерный комплекс адаптивного воздействия (рис.10) помогает развитию координационных (точность воспроизведения и дифференцирование пространственных, временных и силовых параметров движений, равновесие, быстрота и точность реагирования на изменяющуюся ситуацию, согласование движений, ориентирование в пространстве) и кондиционных (скоростных, скоростно-силовых, выносливости) способностей учащихся. Он сочетает в себе достоинства игры и занятий на тренажерах.
Программа имеет файл с настройками под аппаратные средства и условия тренировки. Программный продукт состоит из 3-х исполняемых файлов и одной динамически загружаемой библиотеки (рис.12). Исполняемый файл "ring, ехе" - это основная программа тренажерного комплекса, где регистрируются игроки и обеспечивается процесс тренировки.
Исполняемый файл "config. ехе" настраивает тренажер-игру, уменьшая возможность внесения ошибки в настройки. Исполняемый файл "playershow. ехе" используется для индивидуального задания требуемой скорости прохождения колец и ведения педагогического контроля тренировок. Динамически загружаемая библиотека "portex. dll" управляет электродвигателем, который регулирует физическую нагрузку, испытываемую игроком во время тренировки.
Изменение угла наклона манипулятора фиксируется программой как смещение мыши. Суммируются движения в положительном и в отрицательном направлении отдельно для каждого направления. Суммируется общий путь, пройденный джойстиком. На его основе с учётом нагрузки в дальнейшем можно определить механическую работу, совершаемую школьником во время игры на тренажёре. Для этого необходимо умножить путь, пройденный рукоятками джойстика, на соответствующую создаваемую нагрузочным устройством силу сопротивления. Другие накапливаемые показатели (время пребывания на уровне, изменение уровней, пути, пройденные по каждой оси в двух направлениях) могут быть полезны для ведения педагогического контроля занятий. Разработанный нами компьютерный игровой тренажерный комплекс адаптивного воздействия (рис.13) содержит: металлическую платформу 10, на которой закреплен блок регуляции нагрузки 2 с реверсивным электроприводом. Он позволяет изменять величину тренировочной нагрузки и перемещать бегунок 5 вверх или вниз до концевых датчиков верхний концевой датчик, 4 - нижний концевой датчик)); и силовой манипулятор (джойстик) 1 в виде велосипедного руля на шарнире, имеющий ход в продольном и поперечном направлении (вращение вокруг собственной оси игнорируется, г оэтому следует измерять смещение джойстика по двум координатам). К основанию джойстика крепятся две нити 8, тянущиеся в перпендикулярных направлениях и проходящие через валики стандартного манипулятора типа "мышь" 7. Джойстик при смещении тянет прикреплённые к нему нити, натяжение которых обеспечивают резиновые нити 9, находящиеся на их противоположных концах. Нити переброшены через валики мыши. Смещение джойстика приводит к вращению валиков мыши, которая является устройством сбора информации (биомеханических параметров движения). Мышь дешевле специальных датчиков и не требует никаких дополнительных устройств. Мышь имеет достаточную скорость и точность опре іеления смещения джойстика для управления в компьютерной игре, т. к. мышь является стандартным устройством ввода для большинства компьютерных игр.
Манипулятор типа "мышь" подключался к системному блоку компьютера через интерфейс USB (Universal Serial Bus). Силовой трансформатор и электрическая схема, управляющая электродвигателем, изолированы в специальный железный корпус 6.
Схематично игровой тренажерный комплекс можно представить в виде двух взаимосвязанных контуров управления первого и второго уровня, что позволяет отнести его к классу адаптивных систем автоматического управления. Схема адаптивного управления представлена на рис. Адаптивное управление тренировочной нагрузкой в условиях компьютерной игры могло быть реализовано только с применением персонального компьютера, потому что было необходимо использовать качественную трёхмерную графику, работать с базами данных и иметь возможность работы с нестандартными внешними устройствами. Эти требования определили выбор системы на базе персонального компьютера.
Требования к компьютеру. Компьютер с установленной ОС Windows 9х (из-за ограничений доступа к аппаратной части ЭВМ из других ОС) и параллельным портом ввода-вывода. Процессор не ниже Celeron 1,0 ГГц. Не меньше 128 Мбайт ОЗУ. Необходима видеокарта с ЗБ-ускорителем не хуже NVIDIA GeForce2 MX с 32 Мбайт видео памяти.
Компьютерный игровой комплекс адаптивного воздействия
Исходя из шхгожения о том, что одним из стимулирующих факторов физического самссовершенствования человека является организация обучения и воспитания в условиях игровой, соревновательной деятельности, при которой происходит максимальная мобилизация его физических способностей, игра должна использоваться как мотив, стимул, которые способны развивать физические качества детей. Компьютеризация, предполагающая многоцелевое использование компьютера в учебном процессе, изменила взгляды на существующие средства обучения.
Особое внимание к учебным играм с помощью компьютера мы, как и многие специалисты [30, 37, 41, 148, 211, 214 и др.], связываем с тремя обстоятельствами: во-первых, использование компьютера является качественно новым этапом применения игры в учебном процессе, которая традиционно занимала ведущее место среди активных методов обучения; во-вторых, важнейший результат игры — это радость и эмоциональный подъем. Именно благодаря этому замечательному свойству игры, особенно с элементами соревнования, больше, чем другие формы физического воспитания, адекватны потребностям организма в движении; в-третьих, становление и развитие учебной игры с помощью компьютера во многом перекликается с широким распространением электронных и компьютерных игр, которые стали "популярным элементом культуры подрастающего поколения" [148].
Анализируя выше сказанное и реализуя возможности современных информационных технологий, было разработано тренажёрное устройство, сочетающее адаптипную психофизическую нагрузку с увлекательной игрой. Тренировка проходила во время игры на компьютерном игровом тренажерном комплексе адаптивного воздействия, который регулирует нагрузку каждого ребенка по ответной реакции организма. Если психофизическое состояние игрока, оцениваемое результатами игры, высокое, то нагрузка увеличивалась, если нет, то уменьшалась.
В тренажёр-игре для вывода игровой сцены используется современная, качественная трёхмерная графика, где в качестве объекта управления выбрана бабочка. Игра эстетически привлекательна, красочно оформлена, имеет простой, но очень занимательный сюжет и очень динамична. Занятия на компьютерном игровом тренажерном комплексе адаптивного воздействия развивают физические качества в игровой форме с высокой мотивацией учащихся, которая только нарастала в ходе занятий.
Программа управления специально разработана для использования в индивидуальных заданиях с адаптивной системой регулирования нагрузки и ведения педагогического контроля занятий в очень удобную базу данных.
После занятия появляется форма с результатами игры, из которой играющий узнает, на каком уровне он сейчас находится. После этой формы появляется другая форма с таблицей, в которой указаны все игроки, отсортированные по занимаемым местам. Это важно для повышения мотивации к занятиям на тренажёре. У занимающегося ребенка возникает желание играть лучше и подняться на более высокий уровень, что очень ценится в среде подростков. Это послужило стимулом некоторым учащимся исследуемой группы заняться ОФП самостоятельно в домашних условиях, предварительно получив консультацию у нас или учителя физической культуры, некоторые стали посещать тренажерные залы. Отмечена учителем физической культуры повысившаяся активность на его уроках.
Кроме того, произошедшие изменения уровня физической подготовленности отмечены самими учащимися. У них появился интерес к себе, к своим физическим показателям. Видя наглядно, что положительные сдвиги вполне возможны при систематических занятиях физической культурой, они начали ещё подробнее интересоваться различными методиками и системами физического воспитания.
В процессе исследования не было пропусков занятий на компьютерном игровом тренажерном комплексе адаптивного воздействия, занимающиеся приходили заранее, чтобы посмотреть, как занимаются их товарищи, делились своими достижениями и "секретами". Понаблюдав за товарищами, они начинали выполнять на компьютерах заданные домашние задания, консультировались с учителем и предлагали свои способы решения задач. Занятия на тренажерном комплексе вызывали большой интерес у учащихся контрольной группы и других школьников. После завершения исследований мы разрешали "поиграть" на комплексе учащимся, которые имеют хорошую успеваемость на наших занятиях по информатике. Это еще больше повысило успеваемость и активность на уроках. Так межпредметная связь уроков информатики и физической культуры сказалась на улучшении учебного процесса и положительно повлияла на физическое развитие учащихся. С учетом всех требований по технике безопасности электрическая часть, занимающая блок регуляции нагрузки, и реализующая функции управления направлением движущейся части тягового электродвигателя, изолирована в специальный железный корпус. , Основными факторами, подтверждающими эффективность применения компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия на развития физических качеств детей среднего школьного возраста, являются, прежде всего, результаты педагогического исследования. Они демонстрируют позитивные изменения показателей физической подготовленности занимающихся и уровня изменения медико-биологических показателей и интереса к обучению.
Результаты проведенного нами исследования детей по уровню развития физических качеств перед началом и после проведения педагогического исследования продемонстрировали следующее:
При сгь бании и разгибании рук в упоре лежа выявлено, что учащиеся исследуемой группы (ИГ) после занятий в условиях использования компьютерного игрового тренажерного комплекса адаптивного воздействия опережают своих сверстников из контрольной группы (КГ) по уровню прироста. Прирост результатов у учащихся ИГ составил 16,4%, что больше, чем у учащихся КГ, где прирост составил 10,8%; Применив тесты прыжок в длину с места и приседания, мы хотели узнать, на сколько при занятиях на тренажерном комплексе задействованы мышцы ног. Полученные результаты показали, что в КГ изменения произошли минимальные или совсем не произошли (тест «прыжок в длину»), а прирост в исследуемой группе - 5,5% и 12,5%, соответственно. Это говорит о том, что дети из исследуемой группы активно использовали мышцы ног. В тестах подъем ног до угла 90 в висе на гимнастической стенке и подъем туловища из положения лежа на спине нами обнаружен минимальный прирост между контрольной и исследуемой группами. Видимо, это связанно с естественным физическим развитием на уроках физкультуры, однако в ИГ он выше на 1,9% и 1,02% по сравнению с контрольной группой. Результаты кистевой динамометрии показали, что произошел прирост в ИГ (правая рука - 2,05%; левая рука — 6,75%) и КГ (правая рука -1,76%; левая рука — 4,47%), который свидетельствует об улучшении преимущественно показателей в исследуемой группе. В тесте сгибание и разгибание рук из положения виса зафиксировано ухудшение показателей в контрольной группе: до исследования 25±2,6 раза, а после исследования 22,2±2,75 раза. При этом в исследуемой группе прирост составил 47,6 %. Мы объясняем это тем, что дети в течение 20 минут сжимали рукоягку руля и активно двигали ею во всех направлениях. Особый результат получен в движениях, где участвуют мышцы плечевого пояса, эг.о относится к броску медицинского мяча стоя из-за головы. В этом тесте у детей контрольной группы не наблюдаются большие изменения показателей, а у детей ИГ - большой прирост показателей, что говорит об укреплении мышц плечевого пояса. Прирост результатов теста бросок баскетбольного мяча двумя руками в стенку на точность за 1 мин в исследуемой группе (14,9%) по сравнению с контрольной (3,3%) свидетельствуют о положительном влиянии предлагаемой технологии на развитие точности выполнения двигательных действий у детей.
