Введение к работе
Актуальность исследования. Научно-технический прогресс во многом зависит от здоровья подрастающего поколения, так как быть квалифицированными специалистами, соответствовать требованиям времени и решать задачи современности может только здоровое поколение. В связи с этим на данный момент ключевой проблемой общества является сохранение и укрепление здоровья детей и подростков, обучающихся в общеобразовательной школе. Особенности адаптации школьников к учебной и физическим нагрузкам - приоритетное направление в исследованиях физиологов, педиатров и педагогов, поскольку переутомление детей в связи с интенсификацией обучения, ростом гиподинамии, суточной десинхронизацией физиологических процессов и другими факторами (в том числе изменение социально-экономического уровня жизни, усиление психоэмоционального напряжения, повышение калорийности питания, снижение физических нагрузок) требует напряжения адаптационных механизмов, истощает приспособительные возможности и, как следствие, негативно сказывается на здоровье школьников [Н.Э.Александрова, 2003; В.А.Беляков, 2005; СМ. Громбах, 1981; С.Д. Поляков, 2002].
По информации Минздрава РФ за 2012 год, среди школьников, прошедших диспансеризацию, к первой группе здоровья относятся лишь 16,4%, ко второй - 54,3%, к третьей причислены 24,2% учащихся, у которых выявлены хронические заболевания.
Современная система образования ведет к возрастанию нагрузок на организм учащихся: у школьников отмечаются выраженное напряжение функционального состояния организма, снижение работоспособности, утомление, вызванные расстройством координационных механизмов ЦНС [Е.К. Глушкова, 1983; СМ. Громбах, 1988; Е.С. Голыпмидт, 1997; СИ. Изаак, 2006; В.Р. Кучма, 2001; Н.Ю.Лаврова, 2003; Б.Х. Ланда, 2002; Л.И. Лубышева, 2003; В.И. Медведев, 1998; Ф.Г. Ситдиков, 2000, 2001].
Используя медико-биологические технологии в учебном процессе общеобразовательной школы и индивидуальный подход с учетом разного функцио-
нального класса организма школьников, можно повысить уровень физического развития детей [А.А. Баранов, 2000, 2003; СИ. Изаак, 2005; В.Р. Кучма, 2002, 2003; С.Д. Поляков, 2002].
Эффективность учебного процесса во многом зависит от индивидуальных особенностей вегетативной реактивности и вегетативного обеспечения организма школьника (т. е. преобладающего типа регуляции - автономного или центрального), их выявление позволяет обнаружить на ранних этапах дизрегу-ляторные проявления, которые могут стать причиной снижения адаптивных возможностей организма и степени переносимости учебных нагрузок [P.M. Баевский, 1979, 2003; А.Р. Галеев, 1999, 2002; Л.Н. Игишева, 2006; Е.Н. Сапожникова, 2003; Е.Д. Синяк, 2003; Н.И. Шлык, 2005, 2006, 2007, 2009].
Учителям физической культуры чрезвычайно важно следить за степенью переносимости физических нагрузок не только по частоте сердечных сокращений, но и по состоянию регуляторных систем [P.M. Баевский, 2009; Н.И. Шлык, 1999, 2003, 2004].
Актуальность этого направления трудно переоценить, в связи с тем что воспитание здорового и физически подготовленного поколения является не только важной государственной задачей, но и одним из ведущих средств борьбы с демографическим кризисом [P.M. Баевский, 2009].
Вышеизложенное свидетельствует о необходимости проведения исследования, направленного на теоретическое и экспериментальное обоснование применения современных медико-биологических технологий для обеспечения физического воспитания школьников.
Гипотеза исследования: предполагается, что использование различных режимов двигательной активности учащихся во время урока физической культуры способствует оптимизации функционального состояния организма школьников и адаптации психофизиологических показателей учащихся.
Цель исследования: теоретически и экспериментально обосновать эффективность применения современных медико-биологических технологий в
общеобразовательных школах для повышения оздоровительной направленности учебного процесса.
Основные задачи исследования:
-
Определить тип вегетативной регуляции, расположение центроидов в квадрантах по типам вегетативной регуляции, степень напряжения регулятор-ных систем у школьников, занимающихся по программе «Спортивный выбор» и обучающихся по обычной учебной программе.
-
Изучить особенности адаптации организма учащихся с применением разных уровней двигательной активности во время урока физической культуры с учетом определенного типа вегетативной регуляции и функционального состояния регуляторных систем.
-
Определить уровень физического развития, отклонения в состоянии здоровья школьников с помощью автоматизированной компьютерной программы «Экспресс-оценка физического здоровья школьников» и разработать научные принципы индивидуализации занятий ФК.
-
Изучить особенности перераспределения индексов (Кетле-2, Робинсона, Скибинского, Шаповаловой, Руфъё) с учетом применения индивидуализированных физкультурно-оздоровительных программ для учащихся к области приближения к центроидам в квадрантах, которые характеризуют показатели физической работоспособности.
-
Исследовать особенности адаптации психофизиологической сферы школьников (оценивая их внимание, мышление, память, скорость и точность выполнения задания), занимающихся по программе «Спортивный выбор» и обучающихся по обычной учебной программе.
6. Изучить воздействие афферентации с рецепторов дыхательных путей
и дыхательных мышц при выполнении дыхательной гимнастики и точечного
массажа на основные свойства центральной нервной системы школьников.
Методологическую основу исследования составляют основные положения теории и методики физической культуры (Б.А. Ашмарин,
В.К. Бальсевич, B.C. Кузнецов, Л.П. Матвеев, Ж.К. Холодов); медико-
биологические основы физической культуры (P.M. Баевский, Н.А. Меркулова, B.C. Мерлин, В.Д. Небылицын, В.М. Русалов, Б.М. Теплов, В.Е. Якунин); идеи моделирования педагогических и оздоровительных технологий (С.Д. Поляков, А.М.Соболев, С.В.Хрущев и др.); закономерности адаптации к внешним и внутренним воздействиям (И.В. Гуштурова, А.П. Жужков, Т.В. Красноперова, Е.Н. Сапожникова, Н.И. Шлык, И.И. Шумихина).
Организация исследования. Исследование проводилось в течение 1999-2011 гг. и состояло из трех последовательных этапов.
Первый этап исследования (1999-2001 гг.) был посвящен теоретическому анализу научно-методической литературы в рамках изучения причин утомления учащихся в период школьного обучения и повышения механизмов физиологической адаптации, а также поиску новых методов для использования их в медико-биологической практике для снятия утомления и активизации учебной деятельности школьников во время учебных занятий в общеобразовательной школе. Была определена система критериев для оценки уровня оптимизации учебных нагрузок и их соответствия функциональным резервам. Проведен поиск способов коррекции физиологического и психофизиологического состояний организма школьников. Кроме того, разработаны комплексы дыхательных упражнений и упражнений для коррекции физического развития и отклонений в состоянии здоровья. Установлены нормы оценок типа вегетативной регуляции. Подготовлены индивидуальные развивающие физические программы для школьников, а также сформулированы гипотеза, цель и задачи исследования.
На втором этапе (2002-2009 гг.) на базе школы № 33 г. Тольятти проводился эксперимент по изучению влияния афферентации с рецептивных полей тройничного нерва и дыхательного аппарата на основные свойства ЦНС школьников (2002-2004 гг.). В исследовании были задействованы 270 участников. В одинаковых условиях рассматривались физиологические и психофизиологические показатели учащихся 5-7 классов (10, 11, 12 лет) в двух
группах: контрольной (70 девочек, 50 мальчиков) и экспериментальной (80 девочек, 70 мальчиков).
При изучении типов вегетативной регуляции были исследованы 288 учащихся 5-10 классов (11-16 лет) на базе школ № 90 и 5 г.Тольятти в 2005-2008 гг. На этих объектах нами проведено апробирование распределения школьников по преобладающему типу регуляции сердечного ритма на уроках физической культуры. Проведен анализ различных адаптивных реакций на нагрузку и разработаны коррекционные физические упражнения.
Определение и оценка уровня физического развития (низкий, ниже среднего, средний, выше среднего, высокий) и отклонений в состоянии здоровья были осуществлены по программе «Экспресс-оценка физического здоровья школьников» на базе школ № 90 и 72. Данные мониторинга 926 обучающихся в этих школах (2007-2008 гг.) посредством автоматизированной скрининговой программы послужили основой составления индивидуализированных физкультурно-оздоровительных программ на весь период обучения в школе.
Психофизиологические показатели были зафиксированы у 50 мальчиков и 65 девочек в двух группах - контрольной и экспериментальной.
На третьем этапе (2009-2011 гг.) разработанные нами медико-биологические технологии апробированы в учебном процессе школ № 5, 72, 90, 91, 93 г. Тольятти, что подтверждено актами внедрения. Осуществлены обработка и анализ полученных результатов исследования. Сформулированы выводы и результаты, оформлена диссертация.
Научная новизна исследования состоит в том, что: - впервые показано перераспределение центроидов групп по типам вегетативной регуляции к оптимальным результатам с применением разных режимов двигательной активности на уроке физической культуры, что свидетельствует об оптимизации функциональных показателей школьников; при этом выявлен более выраженный вариационный размах психофизиологических показателей в экспериментальной группе, что характеризует меньшее напряже-
ниє адаптационных показателей о достаточно значимых вариативных физиологических характеристиках учащихся;
дополнены представления о разной степени напряжения механизмов вегетативной регуляции сердечного ритма с учетом центрального или автономного контура у мальчиков и девочек в возрасте 11-16 лет с применением различного уровня двигательной активности. Зафиксированы качественно отличные сдвиги показателей вариабельности сердечного ритма на уроке физической культуры;
раскрыты и уточнены особенности оптимизации функционального состояния организма учащихся с использованием индивидуализированных физкультурно-оздоровительных программ, которые способствуют перераспределению индексов (Кетле-2, Робинсона, Скибинского, Шаповаловой, Руфъё) в область приближения к центроиду по дискриминантной функции, определяющих хорошую физическую работоспособность;
раскрыты и уточнены изменения психофизиологических состояний школьников в условиях применения различных уровней двигательной активности в процессе учебной деятельности в общеобразовательной школе;
впервые определен физиологический механизм, объясняющий изменения умственной работоспособности школьников и показателей свойств нервной системы, зафиксирована функциональная лабильность ЦНС с учетом усиления активирующего влияния ретикулярной формации (РФ) и структур дыхательного центра, влияющая на кору больших полушарий головного мозга.
Теоретическая значимость исследования заключается в научном обосновании принципов индивидуального подхода к организации занятий физической культурой на основе изучения возрастных особенностей детей и подростков, их роли в адаптации к изменяющимся условиям среды, физическим и умственным нагрузкам, а также в необходимости придерживаться аргументированного подхода при разработке разнообразных индивидуализированных оздоровительных режимов двигательной активности для учащихся всех групп здоровья (в том числе с различными отклонениями), способствующих сохранению
и укреплению здоровья и предупреждению переутомления детей на уроках физической культуры.
Практическая значимость исследования состоит в разработке научно обоснованного учебно-методического обеспечения по физическому воспитанию, направленного на корректировку нагрузки, способствующего повышению уровня физического развития как здоровых учащихся, так и с отклонениями в состоянии здоровья (с артериальной гипертензией или гипотонией, ожирением или дефицитом массы тела и т. д.).
Если использовать показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) при выполнении разных физических нагрузок, то корректируется учебный процесс и не допускается переутомление школьников. Применение силовых нагрузок и упражнений на расслабление способствует активизации автономной регуляции, и наоборот, выполнение скоростных и скоростно-силовых нагрузок вызывает напряжение центральных структур регуляции, что позволяет предупреждать дезрегуляторные проявления. С учетом состояния регуляторных систем совершенствуются кардиорегуляторные механизмы и мобилизуются функциональные резервы организма школьников.
Внедрение в практику образовательных учреждений индивидуализированной оздоровительно-физкультурной программы «Экспресс-оценка физического здоровья школьников» значительно повышает оздоровительную эффективность физического воспитания учащихся, мотивацию их к занятиям физкультурой и физическому самосовершенствованию. Каждому из обследованных школьников рекомендуется получать выданную компьютером карту здоровья, в которой имеется многосторонняя характеристика ФЗ, индивидуализированные физкультурно-оздоровительные рекомендации для самостоятельных занятий в домашних условиях и на уроке физической культуры.
Показана активность мозговых структур по результатам электроэнцефалографических исследований, показавших, что после выполнения дыхательной гимнастики и точечного массажа происходит повышение активности клеток
коры головного мозга, вследствие чего свойства нервной системы оптимизируются, повышается работоспособность учащихся.
Материалы исследования, прошедшие многолетнюю апробацию и доказавшие свою научно обоснованную пригодность, могут быть полезны учителям физической культуры, гигиенистам, физиологам, специалистам по адаптивной физической культуре, а также тем, кто занимается проблемами состояния здоровья учащихся.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Установленная двигательная активность на уроке физической культуры для учащихся с разной степенью напряжения регуляторных систем позволяет добиться оптимизации функционального состояния организма школьников.
-
У школьников с различным типом вегетативной регуляции двигательная активность на уроке физической культуры вызывает качественно разные смещения показателей вариабельности сердечного ритма, чем и обусловлена необходимость иного подхода к проведению урока физической культуры.
-
Использование автоматизированных скрининговых систем оценки физического здоровья, таких как «Экспресс-оценка физического здоровья школьников», позволяет составлять индивидуализированные физкультурно-оздоровительные программы не только для ослабленных, но и для практически здоровых школьников с опорой на функциональные классы их физического здоровья.
4. Использование индивидуализированных физкультурно-
оздоровительных программ для учащихся способствует перераспределению индексов (Кетле-2, Робинсона, Скибинского, Шаповаловой, Руфъё) в область приближения к центроиду по дискриминантной функции, определяющих хорошую физическую работоспособность, что способствует оптимизации функционального состояния организма учащихся.
5. Применение разных двигательных режимов во время урока физиче
ской культуры приводит к адаптации психофизиологических показателей уча
щихся.
6. Выполнение дыхательной гимнастики и точечного массажа рецептив
ных зон тройничного нерва воздействует на рецепторы дыхательных путей и
дыхательных мышц и способствует оптимизации основных свойств централь
ной нервной системы школьников.
Апробация работы. Основные теоретические положения и практические рекомендации диссертационного исследования докладывались на расширенных заседаниях кафедры психологии и физиологии Тольяттинского филиала Самарского государственного педагогического университета (Тольятти, 2000), Тольяттинского государственного университета (ТГУ) (Тольятти, 2001), на кафедре нормальной физиологии Самарского медицинского университета (2000), на кафедре физиологии человека и животных Самарского государственного университета (2001), на 18 съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2001), на заседании Самарского отделения физиологического общества им. И.П. Павлова (2001), на Всероссийской научно-практической конференции (Тольятти, 2003), на Международной научной конференции Волжского университета им. В.Н. Татищева (Тольятти, 2005), на 12 конгрессе педиатров России (Москва, 2008), на межвузовской научно-методической конференции Поволжского государственного университета сервиса (Тольятти, 2009), на Международной научно-практической конференции ТГУ (Тольятти, 2010), на 15 конгрессе педиатров России с международным участием (Москва, 2011), на научно-методической конференции ТГУ (Тольятти, 2011), на межвузовской конференции кафедры тяжелой атлетики и гимнастики, кафедры адаптивной физической культуры МГЛУ -ПИФК (Москва, 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 52 работы, в том числе 1 монография, 15 работ в изданиях, рекомендованных ВАК, 34 статьи и доклада в научных журналах, сборниках и материалах конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Текст работы изложен на 320 печатных страницах, содержит 67 таблиц, 74 рисунка. Список литературы включает 347 источников, из них 82 на иностранном языке. К диссертации прилагаются 5 актов внедрения результатов исследования в практику.
