Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Исследование динамики физического развития школьников (обзор) 9
1.1. Предпосылки 9
1.2. Возрастная периодизация 10
1.3. Динамика морфологических показателей в детско-юношеском возрасте 13
1.4. Динамика двигательных качеств и границы варьирования показателей работоспособности 16
1.5. Факторы, определяющие структуру физической работоспособности 23
1.6. Возрастные аспекты адаптации к физическим нагрузкам 28
1.7. Заключение 32
Глава 2. Задачи, методы и организация исследования 34
2.1. Цель и задачи исследования 34
2.2. Методы исследования 34
2.2.1 .Анализ специальной литературы..'. 35
2.2.2.Тестирование параметров физического развития 36
2.3. Организация исследований и испытуемые 37
2.4. Математико-статистические методы 39
2.5. Заключение 41
Глава 3. Результаты исследований возрастной динамики физического развития школьников 43
3.1. Предисловие 43
3.2. Результаты тестирования школьников, различающихся по возрасту, полу и физической активности 44
3.3. Корреляционный анализ результатов тестирования 60
3.4. Заключение 73
Глава 4. Анализ результатов исследования динамики показателей физической работоспособности 75
4.1. Возрастная динамика показателей физического развития 75
4.1.1. Динамика морфологических показателей 75
4.1.2. Динамика времени преодоления различных дистанций бега 78
4.1.3. Динамика скоростно-силовых показателей 83
4.1.4. Динамика показателей гибкости 88
4.1.5. Возрастная динамика эргометрических показателей 91
4.2. Заключение 94
Глава 5. Обсуждение результатов исследования возрастной динамики структуры физических качеств 95
5.1. Предисловие 95
5.1.1. Обоснование выбора метода факторного анализа 95
5.2. Динамика факторной структуры физической работоспособности в зависимости от возраста, пола и физической активности 99
5.2.1. Возрастная динамика факторной структуры работоспособности в группах мальчиков 100
5.2.2. Возрастная динамика факторной структуры работоспособности в группах девочек 111
5.3. Заключение по результатам серии факторных анализов 122
Выводы 126
Практические рекомендации 130
Литература 132
Акты внедрения 149
- Предпосылки
- Цель и задачи исследования
- Результаты тестирования школьников, различающихся по возрасту, полу и физической активности
- Возрастная динамика показателей физического развития
Введение к работе
Актуальность. Вопросы факторной структуры физической работоспособности являются одной из основных проблем теории и методики детско-юношеского спорта. Оптимальное развитие физических качеств обусловлено индивидуализацией этого процесса в соответствии с генетической предрасположенностью к определенному роду физической деятельности. Поэтому одним из актуальных является вопрос о возрастной динамике факторной структуры работоспособности.
Актуальность выбранной тематики подтверждается тем обстоятельством, что детско-юношеский возраст является важнейшим этапом развития, в котором закладываются основы для дальнейшего совершенствования человека (В.К. Бальсевич, Н.Ж. Булгакова, А.А. Гужаловский, Ю.Г. Травин, В.П. Филин, Н.А. Фомин). В этом возрасте реализуются основные предпосылки для создания фундамента физической и интеллектуальной работоспособности.
При определении структуры физической работоспособности применяются педагогические тесты, позволяющие оценить функциональное состояние и двигательные способности детей. При этом предпочтение отдается тем тестам, которые характеризуют двигательные способности, которые отвечают метрологическим требованиям.
В комплексной методике спортивного отбора одним из главных вопросов является изучение уровня физического развития на основании количественных характеристик физических качеств и типа телосложения. В процессе спортивной деятельности происходит естественный подбор индивидуумов, морфофункциональный тип которых способствует эффективному выполнению избранного вида двигательной деятельности.
Цель исследования - выявление факторной структуры физической работоспособности школьников в зависимости от возраста, пола и физической активности.
Научная гипотеза. При определении тематики исследования исходили из предположения, что в процессе возрастного развития школьников структура физической работоспособности зависит от уровня их физической активности, а также возраста и пола. Ее основные черты определяет некоторое число обобщенных факторов, отражающих закономерности динамики физических качеств испытуемых.
Предмет исследования. Обобщенные параметры, определяющие физическую работоспособность школьников разного возраста, пола и с разным уровнем физической активности.
Объект исследования. Количественная характеристика факторной структуры физической работоспособности в динамике возрастного развития.
Задачи исследования:
1. Изучить динамику показателей физического развития и работоспособности школьников различного возраста и пола.
2. Выявить обобщенные факторы, определяющие физическую работоспособность в каждой возрастной группе.
3. Исследовать влияние различных режимов двигательной активности на факторную структуру работоспособности школьников 8-17 лет.
Методы исследования. В работе применялись следующие методы:
• Анализ научной и методической литературы.
• Педагогические наблюдения.
• Исследование динамики морфологических показателей.
• Исследование возрастной динамики физических качеств.
• Эргометрические методы.
• Математико-статистические методы.
Организация исследований. В основу сравнительного анализа возрастных изменений структуры работоспособности были положены многолетние педагогические исследования. Работа осуществлялась в процессе комплексных обследований.
Проблема подбора групп испытуемых школьников различного возраста из генеральной совокупности решалась с учетом правил, общих для педагогических экспериментальных исследований. Основной педагогический эксперимент продолжительностью 3 года осуществлялся в соответствии со следующим планом:
I этап - изучение возрастной динамики морфологических показателей и физических качеств школьников 8-17 лет.
II этап - изучение возрастной динамики структуры специальной работоспособности испытуемых различного возраста, пола и уровня физической активности.
Анализ планирующей документации школьных программ по физическому воспитанию, а также планы проведения работ в спортивных секциях служили основой изучения и обобщения величины и характера применяемых тренировочных нагрузок с различным воздействием на организм.
Всего было подвергнуто тестированию 1131 испытуемых обоего пола в возрасте 8-17 лет, из них 614 мальчиков и 517 девочек. Для проведения педагогического эксперимента по выявлению различий возрастной динамики работоспособности в зависимости от уровня физической активности испытуемые были разделены на подгруппы.
Научная новизна работы заключена в следующих положениях:
1) определены и проанализированы возрастные особенности структуры двигательных способностей школьников 8-17 лет; выявлены взаимосвязи различных параметров физической подготовленности, физического развития и морфологических данных;
2) дан анализ значимости показателей двигательной подготовленности в зависимости от возраста, пола и уровня двигательной активности;
3) выявлены достоверные критерии физической работоспособности, позволяющие всесторонне характеризовать взаимосвязи различных физических качеств на разных этапах индивидуального развития;
4) апробирована методика компьютерного использования разновидностей факторного анализа для анализа динамики факторной структуры физической работоспособности;
5) разработана модель факторной структуры работоспособности для различных возрастных групп школьников, различающихся по уровню физической активности.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы для следующих целей:
1) выявления факторов, лимитирующих физическую работоспособность при оценке индивидуальных физических качеств испытуемых;
2) оценки относительной значимости различных проявлений двигательных качеств при отборе в спортивные секции;
3) текущего и этапного контроля за уровнем развития физических возможностей в детско-юношеском периоде развития;
4) комплексной педагогической оценки двигательных качеств, а также факторной структуры работоспособности в соответствии с решаемыми педагогическими задачами спортивного отбора.
Основные положения, выносимые на защиту;
1. Закономерности проявлений показателей быстроты, силы, выносливости и эргометрических параметров в детско-юношеском возрасте обусловлены уровнем физической активности испытуемых.
2. Корреляционная структура параметров физической работоспособности в динамике возрастного развития школьников 8-17 лет отражает тренд взаимосвязи физических качеств в зависимости от внешних воздействий.
3. Исследования структуры работоспособности с использованием компьютерных программ приводят к обобщенной характеристике факторов, определяющих функциональное состояние школьников.
4. Анализ факторной структуры физических качеств выявляет их динамику в зависимости от возраста, пола и уровня физической активности.
Апробация работы.
Основные положения работы систематически докладывались на научно-практических и методических конференциях, а теоретические и методические положения внедрены в практику работы общеобразовательных школ и ДЮСШ
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ.
Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Диссертация включает 148 страниц машинописного текста и содержит 48 таблиц, 60 рисунков. Список литературы содержит 203 источника, из них 140 - на русском, 63 - на иностранных языках.
Предпосылки
Детско-юношеский возраст является важнейшим этапом развития, в котором закладываются основы для дальнейшего совершенствования человека. В этом возрасте реализуются основные предпосылки для создания фундамента физической и интеллектуальной работоспособности [15,20,23]. Очевидно, что упущения во всесторонней подготовке и целенаправленном стимулировании развития физических качеств уменьшают вероятность достижения оптимальных результатов в избранном виде спорта [5,46,88,111,118,121].
В исследованиях по данному вопросу отмечалось, что развитие физических качеств имеет специфические особенности и зависит от возраста, наследственных факторов, стажа занятий определенным видом спорта и многих других причин [3,11,19,24,39,77,113].
Совершенствование процессов физического воспитания основывается на изучении и установлении взаимосвязей морфофункциональных параметров с развитием двигательных функций [1,78,191]. При этом одним из важных вопросов является определение функциональной нормы [56]. Индивидуальная норма складывается в результате взаимодействия двух факторов: а) нормы реакции на внешние воздействия, б) изменения внутренней среды в процессе онтогенеза. Они формируют организм из реализуемой части фонда наследуемых признаков, определяющих генотип человека [22,63,87,136,147,153,178].
В ряду факторов, определяющих высокую работоспособность, принято выделять степень физической и технической подготовленности, психическую устойчивость в ходе спортивных соревнований, стратегическое и оперативное управление процессом тренировки [35,92,107,158]. Тренировочный процесс основывается на принципах прогрессирования нагрузок, варьировании интенсивности и регулярном комплексном использовании различных методов и средств нагрузок и восстановительных мероприятий [2,71,105,137,186].
По современным представлениям, многолетняя тренировка мышечной выносливости базируется на повышении мышечной способности к утилизации кислорода. В спортивной практике в настоящее время хорошо изучен вопрос о кинетике потребления кислорода во время работы и в восстановительном периоде [41]. Среди различных факторов повышения функциональной подготовленности выделяют мощность, подвижность, экономичность и способность к реализации потенциала энергетических систем в процессе соревновательной деятельности [9,32,37,76,122].
Цель и задачи исследования
Цель исследования - выявление факторной структуры физической ра- ботоспособности школьников в зависимости от возраста, пола и физической активности. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Исследовать динамику показателей физического развития и работоспособности школьников различного возраста и пола. 2. Выявить обобщенные факторы, определяющие физическую работоспособность в каждой возрастной группе. 3. Исследовать влияние различных режимов двигательной активности на факторную структуру работоспособности школьников 8-17 лет. В практике педагогических исследований термин «метод» подразумевает совокупность действий, которые предпринимает исследователь, чтобы в заданных условиях решить поставленную проблему. При этом условия проведения экспериментов должны обеспечивать возможность достижения цели. Эти условия включают: стандартизацию дей- ствий и внешних параметров, количественную характеристику признаков ис- следуемых объектов в динамике их развития, проведение сравнений с заданными эталонами, доказательство или опровержение принятых гипотез[180]. В предпринятом исследовании постановка и определение границ эксперимента основывалось на следующих положениях: а) предварительный анализ, как основа создания предпосылок эксперимента, отработки гипотезы и постановки задач; б) лабораторные исследования для предварительной проверки рабочих гипо тез, тестирующих процедур и разработки основного педагогического экспе римента; в) математико-статистическое моделирование, с помощью которого проверя ется надежность результатов экспериментальных работ и выявляется фактор ная структура работоспособности изучаемого контингента испытуемых. При приведении исследований в данной работе применялись следующие методы: анализ научной и методической литературы, педагогические методы, исследование динамики морфологических показателей, исследование возрастной динамики физических качеств, эргометрические методы, матема-тико-статистические методы обработки результатов. Анализ специальной литературы В результате проведенного обзора научно-методической литературы по вопросам исследования динамики физической работоспособности детей и подростков выявлены тенденции развития перечисленных критериев. Рассмотрены вопросы возрастной периодизации и границы варьирования показателей работоспособности. Дан обзор работ, касающихся проблем определения факторной структуры работоспособности, а также различных аспектов адаптации к физическим нагрузкам в детско-юношеском возрасте. В диссертации цитируется 203 публикации, из которых 140 на русском и 63 - на других языках. Анализ специальной литературы показал, что вопросы, изучаемые в данной работе, до настоящего времени разработаны недостаточно. Отсутствуют данные, систематически отражающие возрастные тенденции динамики факторов, представляющие в обобщенном виде физические качества испытуемых в ювенильном и пубертатном периодах развития. Отсюда вытекает необходимость проведения исследований, которые при соответствующей математико-статистической обработке дали бы возможность решить поставленные задачи. На первом этапе при анализе динамики показателей физического развития школьников применялся генерализирующий метод, когда в результате динамических обследований больших по численности контингентов испытуемых появляется возможность выявления общих тенденций изменения исследуемых параметров. На втором этапе исследований, при проведении серии педагогических экспериментов, изучалась степень физической активности испытуемых. Далее, при получении соответствующих экспериментальных данных, исследовалась динамика структуры специальной работоспособности школьников различного возраста и пола в соответствии с уровнем их физической активности. Эргометрические испытания дают стандартизированные результаты показателей, которые сравнительно стабильны. В связи с этим испытания проводились, как правило, два раза в год.
Результаты тестирования школьников, различающихся по возрасту, полу и физической активности
Результаты, полученные после первичной статистической обработки, обобщены в следующих четырех таблицах (3.1-3.4). Основные параметры описательной статистики (средние, их ошибки и стандартные отклонения) приведены отдельно для каждой группы испытуемых, которые были разделены по полу и уровню физической активности. Разделение по уровню физической активности производилось по факту систематических занятий в спортивных секциях (далее эти испытуемые именуются - спортсмены), или занимающиеся только в рамках школьных программ (не спортсмены).
Из результатов комплексного тестирования здесь рассматриваются основные морфологические показатели, а также данные, относящиеся к различным проявлениям двигательной активности. Подробное описание процедур тестирования дано во второй главе. В приводимых ниже таблицах, графиках и корреляционных матрицах анализируются следующие параметры: длина и масса тела, время преодоления дистанций бега от 20 м до 2 км, максимальное число подтягиваний в висе на перекладине, однократный и восьмикратный прыжки в длину, а также приседания на одной ноге (сумма приседаний на правой и левой).
Таким образом, приведенные табличные данные показывают средний уровень результатов по каждому виду тестирований в выделенных группах испытуемых в возрасте от 8 до 17 лет. Ошибки средних дают представление об отношении выборочных средних к параметрам генеральной совокупности, а стандартные отклонения - границы варьирования показателей.
Поскольку по табличным данным трудно оценить темпы и особенности возрастной динамики показателей, то следующий этап компьютерной обработки экспериментальных данных предусматривал создание гистограмм, которые наглядно отражают изменение параметров от года к году.
Для каждого ряда динамики в следующей серии гистограмм методом наименьших квадратов подбиралась наиболее подходящая линия тренда (по максимальной величине коэффициента достоверности аппроксимации - R) и соответствующие уравнения регрессии. Все эти данные приведены на графиках.
Приведенные на гистограммах данные показывают, что средние значения длины тела в сравниваемых группах мальчиков младшего возраста статистически не различаются. В старших возрастных группах у занимающихся спортом показатели несколько выше, чем в контрольных группах соответствующего возраста (Р 0,05). В целом динамика длины тела в обеих группах с высокой достоверностью описывается линейными уравнениями.
В группах девочек зависимость анализируемых показателей также линейна. Достоверность аппроксимирующих уравнений здесь несколько ниже, поскольку в старших возрастных группах заметно замедление темпов прироста длины тела. Различия показателей сравниваемых групп статистически неразличимы во всем возрастном диапазоне.
На гистограммах 3.3 и 3.4 дана картина динамики средних показателей массы тела в различных возрастных группах мальчиков и девочек. В группах мальчиков изменения массы тела с возрастом описываются полиномами третьей степени, причем нелинейное ускорение особенно выражено начиная с 10-летнего возраста. В старших возрастных группах показатели массы тела выше у занимающихся спортом, а в младших эти параметры выше в контрольных группах, однако эти различия статистически недостоверны.
В группах девочек динамика возрастных изменений массы тела описывается линейной зависимостью, и различия показателей сравниваемых групп статистически неразличимы во всем возрастном диапазоне. Линейные уравнения достоверно отражают анализируемые данные, хотя в контрольных группах 13 и 15 лет средние показатели отклоняются от средних темпов прироста показателя. При сравнении динамики показателей в группах мальчиков и девочек половой диморфизм отчетливо проявляется в различиях характера прироста массы тела - выраженное ускорение в первом случае, и линейность данной функции - во втором.
При анализе следующих гистограмм, отражающих динамику результатов бега на различных дистанциях, следует учитывать тот очевидный факт, что везде приведены показатели времени, а не скорости на дистанциях. Поэтому снижение численной величины показателя отражает прирост результативности в данных видах тестирований.
Возрастная динамика показателей физического развития
На графиках рис. 4.1 и 4.2 даны результаты обработки показателя длины тела у мальчиков и девочек в возрасте от 8 до 17 лет. Для сравнения идентичных параметров здесь и далее на рисунках рядом приводится возрастная динамика показателей мальчиков и девочек, выполнявших в большинстве случаев однотипные задания.
Графики на рис. 4.1 показывают, что возрастные изменения длины тела описываются линейными уравнениями с незначительными различиями средних показателей учеников трех школ.
Следует отметить, что индивидуальные кривые приростов данного параметра имеют более сложную форму, что обусловлено пубертатным ускорением развития. Но поскольку у разных испытуемых этот процесс протекает в различные сроки, то при обработке больших массивов данных (генерализующий метод) индивидуальные отклонения сглаживаются. В итоге на графике наблюдается линейная зависимость длины тела от возраста, которая правомерна только для диапазона от 8 до 17 лет, пока не наступает замедление темпов прироста показателя.
Иной характер изменений длины тела выявлен в группах девочек (Рис.4.2). В данном случае наиболее подходящей формой кривых, описывающих экспериментальные данные, являются полиномы третьей степени. Такая форма линии тренда обусловлена более выраженным для рассматриваемых групп испытуемых ускорением прироста в начальной стадии пубертатного периода, и замедлением темпов прироста показателя в возрасте 16-17 лет.
Во всех приведенных графиках прироста длины тела показатель достоверности аппроксимации R2 = 0,96-0,99, что указывает на малую вариативность средних показателей в анализируемом диапазоне. Возрастные изменения массы тела для мальчиков и девочек показаны на графиках Динамика массы тела у мальчиков в возрасте 8-17 лет наиболее точно описывается экспоненциальными уравнениями с достоверностью 0,97-0,99 (Рис. 4.1). Для данной зависимости характерно постепенное увеличение темпов прироста показателя по мере взросления испытуемых. В изучаемом возрастном диапазоне ускорение темпов прироста происходит с 12-13 лет.
Для описания возрастной динамики показателя массы тела в группах девочек (Рис.4.4) наиболее подходят линейные уравнения, которые отражают равномерный прирост массы тела в возрасте 9-17 лет в среднем с 25 кГ до 60 кГ. Достоверность приведенных на графиках формул и в этом случае составляет 0,97-0,99.
Сравнение динамики двух рассмотренных морфологических показателей выявляет особенности полового диморфизма, который отражает форма выявленных зависимостей. Приведенные на графиках объективные данные дают представление о различиях возрастных изменений показателей в группах мальчиков и девочек трех школ, различающихся по статусу и месторасположению.
