Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы. адаптивные и функциональные возможности организма детей и подростков и факторы их характеризующие 12
1.1. Понятие о физической работоспособности 12
1.1.1. PWCiyo - интегративный показатель физической работоспособности 15
1.1.2. МПК - показатель общей выносливости и аэробных возможностей организма. Влияние расширенного двигательного режима на аэробную производительность школьников 17
1.2. Возрастные особенности адаптации детей и подростков к мышечной нагрузке 22
1.3. Влияние двигательной активности на процессы роста, развития и адаптации детей и подростков 25
1.3.1. Роль урока физкультуры в повышении адаптивных воз можностей организма школьников 30
1.4. Физиолого-гигиеническая и психофизиологическая оценка обучения учащихся по развивающей системе Л.В.Занкова и в учреждении нового типа- гимназии 33
ГЛАВА 2. Организация и методы исследования 42
2.1. Контингент обследуемых детей и организация исследования 42
2.2. Методы исследования 45
ГЛАВА 3. Оценка адаптационных и функциональных среды
3.1. Особенности динамики физической работоспособности школьников в условиях вариативных педагогических и физкультурно-оздоровительных технологий 53
3.2. Характеристика общей выносливости организма школьников в условиях вариативных педагогических и физкультурно-оздоровительных технологий 64
3.3. Физиологическая оценка влияния инновационных дидактических программ и расширенного двигательного режима на функциональные и адаптивные возможности школьников 76
3.4. Некоторые особенности организации вегетативного ответа на тестирующие нагрузки организма школьников, обучавшихся в условиях вариативных педагогических и физкультурно-оздоровительных технологий 88
Обсуждение результатов по выводы 128
Практические рекомендации 130
Список использованной литературы 134
Приложение 167
Акты внедрения 177
- МПК - показатель общей выносливости и аэробных возможностей организма. Влияние расширенного двигательного режима на аэробную производительность школьников
- Влияние двигательной активности на процессы роста, развития и адаптации детей и подростков
- Особенности динамики физической работоспособности школьников в условиях вариативных педагогических и физкультурно-оздоровительных технологий
- Физиологическая оценка влияния инновационных дидактических программ и расширенного двигательного режима на функциональные и адаптивные возможности школьников
Введение к работе
Актуальность исследования. Адаптация учащихся к школе - это сложный динамический социально-психофизиологический процесс, сопровождающийся значительным напряжением компенсаторно-приспособительных систем на фоне непрерывных ростовых процессов [6,14,15,18,19,20,23,30,34,35,53, 67,157]. Доказано негативное влияние на здоровье школьников учебного процесса, особенно инновационных обучающих программ. Возникает необходимость тщательного изучения влияния инновационных стратегий и технологий обучения на организм школьников с целью сохранения стабильного уровня работоспособности, повышения функциональных и адаптационных возможностей учащихся.
В этом плане наибольший интерес представляет система Л.В.Занкова. Модель развивающего обучения Л.В.Занкова пришла на смену модели унифицированного образования в 60-е годы, но не получила массового распространения. Опыт ученого был вновь оценен лишь в последние годы. Система Л.В. Занкова является серьёзным достижением в теории умственного развития и, в отличие от традиционного обучения, базируется на методологических принципах - раннее введение теоретических знаний, обучение на высоком уровне трудности, прохождение материала быстрыми темпами. При такой интенсификации учебного процесса ребёнок становится активным субъектом образовательного процесса и, находясь в условиях резкого увеличения количественных и качественных параметров триединого потока сенсорной, вербальной и структурной информации, испытывает значительное функциональное напряжение на фоне низкого адаптивно-приспособительного характера функционирования организма на данном этапе онтогенеза. Важность разрешения указанного противоречия и определяет необходимость поиска более разнообразных и современных форм физического воспитания для улучшения состояния здоровья школьников при обучении по интенсифицирующим педагогическим технологиям. Это привело к появлению новых физкультурно-оздоровительных моделей в инновационных классах, направленных, в первую очередь, на компенсацию по- вышенных психо-эмоциональных и умственных нагрузок, снятие синдрома гиподинамии.
Проблему рационального физического воспитания можно отнести к од- ^ ной из наиболее старых проблем педагогики и школьной медицины. [8,105,161,168,169,171,184,225,261,273,275]. Несмотря на большой объём ис следований по данной тематике, круг нерешённых вопросов, по-прежнему, ос таётся достаточно широк. Требует принципиального решения вопрос о роли двигательного режима при обучении по вариативным педагогическим системам (традиционной и развивающей Л.В. Занкова), а также в образовательных учре ждениях нового типа (школа-гимназия). В этих целях необходимо проведение длительного физиологического мониторинга на одном и том же контингенте л детей, что поможет избежать ошибок при интерпретации результатов физиоло- го-гигиенического обследования и сделает более безупречными рекомендации по организации умственной и физической деятельности детей и подростков. В доступной литературе существуют лишь только отдельные фрагментарные исследования, большинство работ выполнено с помощью однократного исследования.
Акцент на изучение в лонгитюдинальном режиме адаптивных возможно стей организма учащихся при вариативных формах организации умственной и двигательной деятельности не только значительно повысит прикладное значе ні' ниє полученных результатов, но и откроет перспективы для решения теорети ческих аспектов онтогенеза. В частности, получит теоретическое обоснование постановка проблемы формирования, развития и сохранения функций организ ма в онтогенезе в условиях различных образовательных сред.
Цель работы: оценка адаптивных и функциональных возможностей рас тущего организма в условиях интеграции инновационно-образовательных и физкультурно-оздоровительных технологий, определение оптимальных регла ментированных двигательных режимов в условиях интенсификации учебного <' процесса.
Задачи исследования: -изучить в процессе лонгитюдинальных исследований динамику общей l> физической работоспособности и выносливости у учащихся 1-6 классов в усло- виях интенсификации обучения, установить периоды их сопряжённой изменчивости, выявить эффективность влияния различных режимов двигательной активности на уровень физических возможностей организма; -проследить динамику показателей функционального состояния сердеч но-сосудистой системы учащихся 1-6 классов в условиях развивающей системы Л.В.Занкова и школы - гимназии, определить с помощью нагрузочного тести рования изменение стратегии адаптации при введении в недельный цикл учеб- /\ ных занятий дополнительных уроков физической культуры с приоритетной тренировочно-образовательной и оздоровительно-реабилитационной направленностью; -на основе выявленных изменений функционального и адаптивного раз вития детей и подростков в условиях инновационно-образовательной и- физ культурно-оздоровительной среды определить критерии, факторы и механиз мы, влияющие на адаптационные и функциональные возможности; разработать рекомендации, направленные на коррекцию и регламентацию умственных и физических нагрузок. у Положения, выносимые на защиту:
1 .Разработанная комплексная система динамического мониторинга функционального состояния и адаптивных возможностей учащихся в условиях вариативных образовательных сред.
2.Физиологическая оценка адаптации к школьной нагрузке учащихся 1-6 классов в условиях использования интенсифицирующих педагогических технологий.
3.Изменение стратегии адаптации к учебным и тестирующим нагрузкам у v детей и подростков в условиях интеграции инновационных образовательных и физкультурно-оздоровительных технологий.
84.Эффективность экспериментального учебного режима, предусматри вающего переход на 4-х летнее начальное обучение и введение 3-его урока фи зической культуры с приоритетной оздоровительно-реабилитационной направ- Ц ленностью.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:
Исследования проходили в лонгитюдинальном режиме на одной и той же популяции детей с использованием системного подхода.
Показано, что у учащихся 1-6-х классов занятия по системе развивающего обучения Л.В.Занкова в начальном звене школы, а затем в школе-гимназии приводят к прогрессирующему снижению показателей общей выносливости и работоспособности, нерациональному характеру функционирования fe> сердечно-сосудистой системы, особенно в конце учебного года в 3-ем и в 6-ом классах. - Экспериментально доказано, что использование ежедневных регламен тированных занятий физической культурой при инновационных системах орга низации учебного процесса делают более логичным и адекватным характер адаптации к систематическим учебным занятиям у девочек. У мальчиков, на против, возникает эффект гипердинамии, усиливается системная реакция'орга низма на утомление. - Получены новые дополнительные факты, о том что модификация дидак- jy тических систем традиционного и развивающего обучения, варьирование объё ма и времени занятий физической культурой в недельном цикле учебного рас писания приводят у учащихся к конструктивным изменениям в параметрах PWCpo и МПК, к улучшению основных показателей состояния сердечно сосудистой системы не только в процессе собственного умственной деятельно сти, но и под влиянием нагрузочного тестирования.
Теоретическая значимость работы. Данное исследование даст объек тивную возможность концептуально шире посмотреть на процессы роста, раз- ' вития и адаптации в условиях дидактических инноваций, получить более уг- лублённые представления о роли эндогенных и экзогенных факторов в ходе он-
9 тогенеза, создать структурно-функциональную модель онтогенетического развития организма школьников в информационной и сенсорно-моторной обогащенной среде, спрогнозировать степень риска возникновения перенапряжения организма на отдельных этапах его обучения, определить, что при этом является ведущим фактором выявленных изменений: естественные процессы роста и развития или неадекватность учебных нагрузок; конкретизировать по срокам периоды, когда организм обладает высокими функциональными и адаптивными возможностями; разработать рекомендации, направленные на коррекцию организации учебного процесса, оптимизацию двигательного режима.
Практическая значимость работы. Предложенный подход к исследованию проблемы адаптации детей и подростков к школьной среде позволит с помощью доступных для массового обследования методик оперативно на системном уровне проводить скрининговую диагностику функционального состояния организма учащихся, объективно изучить реакции срочной и долговременной адаптации к учебным и физическим нагрузкам, создать на основе полученных данных эффективные педагогические технологии, в системе инновационного обучения, выявить группы риска, внести коррективы в нормирование учебной и физической нагрузок, ориентируясь на реальные адаптивные и функциональные возможности учащихся.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на международной студенческой конференции, посвященной 275-летию Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург, 1999), на ежегодных научных конференциях в АГУ, на Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Л.В.Занкова (Москва, 2001); Международной научно-практической конференции «Биосфера и человек» (Майкоп, 2001); Международной научной конференции «Современные проблемы развития физической культуры и биомеханики спорта» (Майкоп, 2001); XIX - XXII региональных психолого-педагогических чтениях «Развитие личности в образовательных системах Южно-Российского региона (Майкоп, 2000; Ставрополь, 2001; Нальчик, 2002; Сочи, 2003); в XXX научной конферен-
10 ции студентов и молодых ученых вузов Юга России (Краснодар, 2003; Пятигорск, 2004; Майкоп, 2005); XIX съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (Екатеринбург, 2004); Международной конференции «Физиология развития человека», посвященной 65-летию Института возрастной физиологии РАО (Москва, 2004); I съезде физиологов СНГ (Дагомыс, 2005).
По итогам Открытого конкурса на лучшую научную работу по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Российской Федерации в 2000г. автором получен диплом за лучшую научную работу по разделу «Физическая культура и спорт» (базовый вуз - Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма).
Внедрение результатов исследования. Работа выполнена в рамках НТП Минобрнауки РФ «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» по подпрограмме «Научное и научно-методическое обеспечение индустрии образования» (код проекта 23.3(00.0)311.076, № гос. регистрации 01.200.2.05878), «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» по подпрограмме «Технология живых систем» (код проекта 04.01.033, № госрегистрации 01.200.205876), а также по тематическому плану научно-исследовательских работ, проводимых в вузах РФ по заданию Федерального агентства по образованию (код ГРНТИ 14.01.21,34.39.51).
Рекомендации и практические результаты комплексной оценки функциональных и адаптивных возможностей школьников в процессе их обучения в инновационных классах при различных режимах регламентируемой двигательной активности внедрены в практику работы школ г.Майкопа и Республики Адыгея. Результаты и выводы используются при отборе и обучении детей по системе развивающего обучения Л.В. Занкова и для динамического мониторинга за работоспособностью школьников при обучении в школе-гимназии.
По материалам диссертации опубликовано 18 научных работ.
Объём и структура диссертации. Работа изложена на 185 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания ор- ганизации и методов исследования, глав собственных наблюдений, обсуждения результатов исследований, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована - 13 рисунками, включает - 25 таблиц. Указатель литературы содержит 297 источников, из них 28 иностранных авторов.
МПК - показатель общей выносливости и аэробных возможностей организма. Влияние расширенного двигательного режима на аэробную производительность школьников
Классические труды A.V. НШа (1912-1927) произвели своего рода рево люцию в мышечной физиологии, поставив в центр поля зрения исследователей те внутренние биохимические процессы, которые позволяют мышце, не будучи тепловой машиной, совершать активную внешнюю работу с необычайно высо ким для механических систем коэффициентом полезного действия [296]. Имен но A.V. Hill ввел в научный оборот представление о «кислородном потолке», или «максимальном потреблении кислорода». Одно из наиболее выдающихся ч исследований в этом направлении было выполнено шведским физиологом P.O. Astrand [291], который получил гигантский фактический материал о величинах максимального потребления кислорода (МПК) у лиц мужского и женского пола в возрасте от 5-6 до 70 лет. Предположение A.V. НШа о том, что спортивные достижения во многом связаны с величиной МПК, получило вполне научное объяснение благодаря успехам биоэнергетики. Возникло целое направление в спортивной физиологии, занятое исследованием разнообразных феноменов и оценок, связанных с максимальным потреблением кислорода (МПК).
Если в период новорожденности, грудного возраста, раннего и, частично, первого детства развитие должно характеризоваться преимущественно динами 18 кой линейных и весовых показателей (рост протоплазматической массы), то в более старшем возрасте это должны быть показатели структурно-энергетического потенциала. Как правило, уже с 7-летнего возраста для оценки физического развития необходимо переходить к оценке энергопотенциала [225].
В рамках одного возраста, а также при сравнении детей разных возрастных групп уровень МІЖ довольно хорошо коррелирует с реальной работоспособностью и в целом можно утверждать, что более высокий уровень МПК означает более высокий уровень физической работоспособности на этом основании строятся многие оценочные шкалы состояния физического здоровья [115,186,292].
Наиболее простыми и доступными критериями, позволяющими характе ризовать резерв энергообразования, являются результаты тестирования физиче ской работоспособности. При этом следует учитывать, что только общая вы носливость характеризует максимальные аэробные способности индивида (МПК), и педиатр может получить наиболее точную информацию-о состоянии физического развития и здоровья ребенка от специалиста по физическому вос питанию.
Согласно данным, имеющимся в литературе, наиболее ценными критериями энергопотенциала является состояние резервов сердечно-сосудистой системы сердца [29]. Абсолютные показатели МПК (мл/мин/кг) находятся в прямой зависимости от размера (веса) тела испытуемого. Оценка относительных показателей МПК (мл/мин/кг) позволяет нивелировать влияние массы тела на МПК. Именно такой способ определения МПК считается на сегодня наиболее объективным. Проблема возрастных преобразований энергетического и вегетативного обеспечения мышечной деятельности исследуется физиологами уже свыше 50 лет, начиная с работ S.Robinson [302], который впервые исследовал возрастную динамику максимального потребления кислорода. Тем не менее, ее актуальность не только не утрачивается, но продолжает возрастать. Это обусловлено той ключевой ролью, которую играют энергетические процессы в организме при мышечной деятельности и их изменения в процессе развития физических качеств детей и подростков.
При анализе возрастных аспектов в динамике показателей МПК в литературе выявлены некоторые противоречия. Особенно это касается показателей МПК в детском возрасте.
Большой интерес представляют данные И.А. Корниенко с соавт. [140,144,148], позволяющие количественно охарактеризовать величину МПК в разные возрастные периоды интенсификации или торможения прироста параметров аэробной производительности. Самый высокий уровень МПК зарегистрирован у мальчиков именно в возрасте 9-Ю лет (45,7 ±1,6 мл/мин/кг). Затем наблюдается снижение МПК от 9-Ю к 12-13 годам (до 38,6±1,3 мл/мин/кг) и вновь его временное повышение в 14 лет (до 43,0±1,5 мл/мин/кг).
Полученные результаты И.А. Корниенко с соавт. [144] позволяют заключить, что у мальчиков в возрасте 9-Ю лет степень обеспеченности выполняемой нагрузки аэробными процессами выше, чем у подростков. Это логично, поскольку на данном этапе онтогенеза, в так называемый период «расцвета» аэробных возможностей [140] , складывается достаточно высокий уровень интеграции вегетативных систем и систем энергетического обеспечения мышечной работы. Главным механизмом расширения аэробных возможностей организма в этом возрасте является резкое увеличение содержания цитохрома «а» в связи с усилением развития митохондринального аппарата скелетных мышц [140], что повышает эффективность биологического окисления в митохондриях, изменяет энергетический статус организма и увеличивает длительность времени выполнения интенсивной работы.
Естественно предположить, что в 10 лет складывается оптимальная физиологическая ситуация для интенсивной учебной и физической деятельности. Имеется противоположная точка зрения на развитие аэробной производительности у детей. Например, согласно результатам исследований А.З. Колчин-ской [135] кислородные режимы организма ребенка 8-11 лет менее экономичны при мышечной деятельности, чем в более старшем возрасте. По мнению А.Б. Гандельсмана [81], СВ. Хрущева [260], у детей данного возраста, вообще, самая низкая аэробная производительность, а это значит, что до развития утомления они выполняют меньшую по объему работу в зоне умеренной мощности, т.е. достигают МПК уже на более низкой ступени нагрузки, быстрее развивается фаза утомления. Все это дает основание вышеуказанным авторам считать, что для детей младшего школьного возраста характерны большая напряженность функций кровообращения и дыхания и менее экономичное расходование энергетического потенциала при мышечных нагрузках, чем у более старших учащихся. У них также ниже способность выполнять мышечную работу в ги-поксических условиях. Дети этого возраста не способны продолжать динамическую работу даже при незначительной артериальной гипоксии и прекращают ее на фоне небольшого кислородного долга.
Влияние двигательной активности на процессы роста, развития и адаптации детей и подростков
Современная школьная среда имеет ряд специфических особенностей, отрицательно влияющих на состояние здоровья учащихся: ограничение двигательной активности (гиподинамии), интенсификация, однообразие и монотонность учебной деятельности, увеличение удельного веса статических и локальных нагрузок, уменьшение времени активного отдыха на открытом воздухе, перегрузка различными формами учебной работы, постоянные стрессогенные и эмоциональные воздействия, увеличение нагрузки на зрительный анализатор, а также неблагоприятные гигиенические условия. В связи с этим развитие и совершенствование физиологических систем организма ребёнка в процессе обу чения и физического воспитания, а также поиск путей и средств сохранения высокой работоспособности детей и подростков составляют важнейшую про Q блему прикладной физиологии. Многочисленные исследования показывают, что уже около 25-30% детей, приходящих в первый класс, имеют те или иные отклонения в состоянии здоро вья, у 12-15% первоклассников нарушена речь, у 6-12% отмечена задержка психического развития, 30-35% при поступлении в школу имеют хронические заболевания. [18,23,27,28,30]. Как правило, отбор детей для обучения по инно вационным развивающим программам проводится без учета их физического развития и состояния здоровья. Следовательно, уже на данном этапе необходи , і мо ставить вопрос о соответствии морфофункционального статуса ребенка тем нагрузкам, которым он подвергается в условиях раннего интенсивного обучения, и приложить максимальные усилия для развития и улучшения адаптивных и функциональных возможностей школьников с момента начала учебы в школе.
Утомительность учебной нагрузки резко возрастает в условиях гиподинамии. Удельный вес гиподинамии, как неблагоприятного фактора процесса учебы в школе, настолько велик, что превратился в самостоятельную проблему. К наиболее специфическим проявлениям гиподинамии можно отнести (- , уменьшение энергообмена и потребности в пище, развитие детренированности сердечно-сосудистой системы, в частности миокарда [85,126,219,247], дистрофию мышечной ткани, перестройку жирового обмена с тенденцией к увеличению доли жирового компонента в массе тела, деминерализацию костной ткани [64]. При низкой ДА отчетливо выступают адренергические черты гомеостаза и угнетение холинэргических механизмов, в связи с чем снижается биологическая надежность и устойчивость организма при функциональных нагрузках и воздействиях неблагоприятных факторов окружающей среды, ограничиваются рабочие возможности организма на фоне нерациональной траты энергетического фонда [150,182,203]. Оказывая неспецифическое действие, мышечная деятельность вызывает повышение тонуса коры головного мозга, создавая таким образом благоприятные условия не только для функционирования уже имеющихся связей, но и выработки новых [278].
Вместе с тем, применительно к детям младшего школьного возраста мы можем говорить лишь об относительной гиподинамии, так как определенный минимум ДА ребенком реализуется в повседневной жизни. В то же время недостаточная ДА неблагоприятно сказывается на процессах роста и дифферен-цировки даже в этом периоде онтогенеза, поскольку энергозатраты организма на рост, развитие и осуществление функций претерпевают качественные изменения. Наряду с гиподинамией при чрезмерных физических нагрузках в условиях расширенного двигательного режима у школьников может возникнуть обратное состояние -гипердинами и. Оно появляется, если функциональная активность не обеспечивается полноценными восстановительными процессами. Чрезмерная двигательная активность вредна не менее, чем гиподинамия. А.Г. Сухарев [234] регистрировал состояние гипердинамии при увеличении ДА у школьников на 10-30 % сверх гигиенической нормы на фоне дистрофических изменений в миокарде, повышения артериального давления. В исследованиях А.В. Шахановой [281] показано, что при достаточно длительных и сильных тренировочных воздействий, особенно в период интенсивного развития, происходит, дестабилизация ранее установленной нормы морфофункционального развития организма школьников и смещение во времени узловых периодов, предопределенных нормальным ходом онтогенеза. Многочисленные исследования показали неоднозначность влияния, физических упражнений на память, умственную работоспособность. Имело место, как положительное, так и отрицательное влияние. Исследования отдельных авторов показали, что не только различные физические упражнения, но и один и тот же вид упражнений в течение разных периодов времени может давать разные психофизиологические и психогигиенические эффекты [11]. Н.Г. Журавлёва [102], O.K. Калашникова [126], определили, что в период последействия физических нагрузок протекание психических процессов может улучшаться или ухудшаться. Это зависит, главным образом, от характерных особенностей физических нагрузок, степени адаптированности к ним испытуемых, промежутка времени прошедшего после нагрузки, времени суток.
Доказано, что рациональное использование средств физической культуры и спорта в образе жизни школьников, позволяет ему легче переносить значительные умственные нагрузки, быстрее восстанавливаться, меньше болеть, реже пропускать уроки [10,16]. Но в реальной жизни физическая культура не всегда является насущной потребностью человека. Одной из главных причин этого, по мнению В.И. Лях с соавт. [173] является смещение акцентов при её формировании на двигательный компонент (физическое развитие). Поэтому в процессе формирования потребности в занятиях физической культурой необходимо решительное смешение акцептов с двигательного компонента, на реабили-тационно-оздоровительный.
Оценивая изменения двигательной активности с возрастом, следует прежде всего обратить внимание на детей, поступающих в первый класс. До этого. свободно проявляемая и автоматически саморегулируемая двигательная активность сменяется в семилетнем возрасте состоянием гиподинамии [32,33]. J. Nocker в 1955 г. отмечал, что для ребенка начало школьного возраста является критическим периодом, когда «играющий ребенок» превращается в «сидящего ребенка». По одним данным, двигательная активность с поступлением в школу падает почти на 50% [272], а по другим - на 90% [134]. Ограничение двигательной активности, возникающее во время уроков, в полной мере не компенсируется увеличением нерегламентированных движений вне школы [235]. За сутки, правильно развивающиеся и хорошо успевающие школьники первого класса, совершают ежедневно в среднем 12 тыс. локомоций [274,275]. Такая явно недостаточная двигательная активность неблагоприятно сказывается на росте и развитии учащихся, если не предпринимать меры по сохранению их прежней дошкольной двигательной активности [122,123,234, 256,257,294,301].
Особенности динамики физической работоспособности школьников в условиях вариативных педагогических и физкультурно-оздоровительных технологий
Возрастное развитие адаптивных особенностей детского организма четко отражаются в такой биологической реакции как реакция приспособления организма к физической нагрузке мощностью PWC o, которая проявляется, прежде всего, в адаптации кардиореспираторной системы. При этом следует учитывать, что реакция сердца на физическую нагрузку формируется в соответствии с состоянием центральной и вегетативной нервной системы ребенка и подростка. Логично, что посредством оценки реакции сердца на физическую нагрузку мощностью PWCno мы косвенно определяем уровень возбудимости и степень утомления ЦНС конкретно ребёнка в конкретной ситуации образовательного процесса.
При анализе полученных в ходе эксперимента данных, обращает на себя внимание тот факт, что у всех обследуемых, независимо от характера обучения, уровень относительных показателей PWC170 достоверно ниже принятых в спортивной практике нормативных данных.
Интегральный мониторинг в течение ряда лет за школьниками, обучавшихся в начальном звене школы по системе Л.В. Занкова, а в среднем звене школы в гимназическом классе в условиях традиционного (ТДР) (2 урока физической культуры) и расширенного двигательного режима (РДР) (5 уроков физической культуры), показал, что у мальчиков из класса с ТДР отмечались неблагоприятные изменения уровня PWCno от 3-го к 6-му классу (табл.7). Несмотря на регулярные мышечные нагрузки, у мальчиков из класса с РДР отмечалась тенденция к резкому снижению уровня PWCno: с 17,6±0.9 кгм/мин/кг осенью 3 класса до 10,2±0.9 кгм/мин/кг весной 6 класса (р 0.01) (табл. 7). Очевидно, что немалую роль в этом играют реальные условия обучения, когда дети не успевают за темпом подачи информации, её усвоением и установление относительно устойчивой долговременной адаптации спустя определённое время начинает сопровождаться нарастанием утомления. При этом самые неблагоприятные сдвиги в уровни работоспособности имели место в конце 3-го класса, когда на конечном этапе начального звена обучения уровень PWCno У мальчиков с РДР в течение учебного года снижался с 17,6±0,9 до12,4±1,0 кгм/мин/кг (р 0,01), а у мальчиков с ТДР - с 16,1 ±1,0 до 13,4±0,6 кгм/мин/кг (р 0,01). Вторая волна падения работоспособности пришлась на весну 6-го класса. Именно в этот период зарегистрированы самые низкие показатели PWCno (10,2±0,9 кгм/мин/кг - у мальчиков при РДР и 11,0±0,5 кгм/мин/кг - у мальчиков при ТДР) (табл.7). Несмотря на однонаправ-ленность реакций организма мальчиков на тестирующую нагрузку мощностью PWCno, У мальчиков из класса с ТДР количественные изменения уровня PWCno в конце третьего и шестого года обучения были не столь выражены.
Изменения показателей физической работоспособности в годовой динамике 3-го класса у девочек носили аналогичный характер (табл.7). Вместе с тем, если у девочек из класса с РДР уровень PWCno снизился к концу третьего года обучения в 1,2 раза, составив 11,8±1,0 кгм/мин/кг (р 0,05), а с ТДР - в 1,1 раза, составив также 11,8±1,0 кгм/мин/кг (р 0,05), то у мальчиков степень снижения работоспособности в динамике данного периода обучения была более выражена (в 1,4 раза у мальчиков из класса с РДР и в 1,2 раза у мальчиков из класса с ТДР). Как мы видим, у мальчиков, особенно при РДР, более чётче прослеживался негативный характер динамики изменения физической работоспособности, адаптация проходила острее и регистрировалось уже к весне 3 класса явно выраженное утомление.
При рассмотрении траектории динамики физической работоспособности следует обратить внимание на то, что исходно в начале 3-го класса у мальчиков отмечался более высокий по сравнению с девочками уровень PWCno, но уже к концу 6-го класса на фоне более выраженных неблагоприятных сдвигов в уровне PWCno мальчики из класса с РДР имели хуже, чем у девочек при аналогичном режиме двигательной активности, показатели физической работоспособности. Это ещё раз подчёркивает, что суммарный объём интенсивных умственных и физических был более утомителен для мальчиков.
Следовательно, педагогическая эффективность регламентированных ежедневных занятий физической культурой в совокупности с статическим компонентом в ходе интенсивной умственной работы была невысока и цель, ради которой и планировалось проводить эти дополнительные занятия физической культурой, скорее всего, не достигнута. При этом физиологическая цена, которую организм мальчиков заплатил за такую организацию занятий, была неоправданно высокой.
Парадоксально, но уровень показателей PWC)7o У мальчиков класса с традиционным двигательным режимом, несколько выше, чем у мальчиков, обучавшихся в условиях расширенного двигательного режима (табл. 7). Подобная закономерность характерна и для показателей МПК в данной группе обследуемых. Это еще раз свидетельствовало о том, что расширенный двигательный режим с приоритетной физкультурно-образовательной направленностью в объёме 5 часов в неделю до начала занятий неблагоприятно отражался на физическом состоянии мальчиков, вызывая синдром перенапряжения организма. Позиция эта чрезвычайно важна как методологическая основа подходов к формированию личности ребёнка, включая и физический компонент. Вместе с тем, обращает на себя внимание тот факт, что практически во все обследуемые периоды, учащиеся из класса с традиционной системой обучения имели более высокие параметры PWC]7o в сравнении с экспериментальными группами обследуемых (табл. 8, рис. 1). Однако нельзя априори не учитывать фактор генетической и социальной детерминированности, поскольку в традиционной школе обучались в основном дети военных, более благополучной социальной группы. У всех обследуемых, в том числе и у обучавшихся по традиционной программе общего и физического образования, уровень PWCno снижался к весне 6-го класса (исключение составляли лишь девочки из гимназического класса с РДР). С большей вероятностью это может быть отражением разбалансирован-ности регуляторных систем организма на фоне постоянного утомления, которое сопровождает учебную на грузку не только при инновационной, но и традиционной системах обучения.
Физиологическая оценка влияния инновационных дидактических программ и расширенного двигательного режима на функциональные и адаптивные возможности школьников
Тест Руфье является одним из показателей оценки изменения состояния организма в процессе работы и связан с анализом «следовых» явлений, наблюдаемых после прекращения активной двигательной деятельности (восполнение кислородного дефицита, появление избытка СО2 и пр.). С этим связана и поддерживаемая некоторое время после работы избыточность кровотока и дополнительная деятельность сердца (пульсовой дефицит / долг).
В практике тестирования тест Руфье используется как фактор надежности адаптации к условиям, предъявленным средой, в том числе и школьной, и отражает результат деятельности сердечно-сосудистой системы. Высокий уровень адаптивных возможностей является своеобразным фундаментом, физиологическим стержнем для развития благоприятной динамики умственной и физической работоспособности. Высокая надежность адаптации обеспечивает возможность реализовать потенциальные способности в реальных условиях учебной деятельности. Вполне очевидно, что величина показателей теста Руфье во многом зависит от организации функции сердечно-сосудистой системы, от устойчивости и вариабельности её параметров, сонастраиваемости физиологических функций соответственно требованиям нагрузки. Сочетание высокой функциональной мощности сердца и сосудов с меньшими затратами энергии на работу и быстрыми восстановительными процессами определяет результативный уровень адаптивности. Это означает, что тест Руфье является не только надежным способом оценки реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, но и своеобразным фактором экономизации, хотя соответствие суммы-пульса с кислородным долгом, а также с интенсивностью мышечного кровотока далеко не полное [145].
Тестирование работоспособности по тесту Руфье в основном основано на факте обратно-пропорциональной зависимости между хронотропной реакцией сердца и физической подготовленностью ребенка: чем чаще сердечный ритм, чем выше «пульс-сумма восстановления» после физической нагрузки, тем в большей мере выражена недостаточная мощность миокарда, тем ниже работоспособность, а, следовательно, адаптивные и функциональные возможности сердца. В силу этого показатель теста Руфье является своеобразным базисом для развития способности к длительному выполнению умственной и физической деятельности без снижения ее эффективности.
Несмотря на то, что индекс Руфье часто используют в оценочной практике возрастной физиологии, к сожалению, не разработаны нормативные данные, отражающие возрастно-половой характер адаптации. Это, на наш взгляд, несколько снижает достоинства данной функциональной пробы, так как при интерпретации фактических показателей мы в большей мере можем говорить лишь о динамике и тенденциях изменения функционального состояния ССС в различных образовательных средах.
В ходе проведенных динамических исследований установлено, что у мальчиков из занковского класса с РДР зарегистрированы во 2-м классе самые худшие показатели индекса Руфье (J) из всех обследуемых групп (J=19,0±0.9 -осенью и 17,2±1,5 - весной). Такая приспособляемость к нагрузкам оценивается при контроле за работоспособностью как «неудовлетворительная». Осенью 3 класса у данного контингента мальчиков показатели J улучшались и приспособляемость к нагрузкам носила удовлетворительный характер. К весне 3-го класса вновь происходили неблагоприятные сдвиги в адаптации. Это свидетельствует о низких функциональных возможностях сердечно-сосудистой системы на завершающем этапе обучения в начальной школе и является ещё одним из доказательств о развитии утомления к весне 3-го класса у мальчиков, обучавшихся по инновационным программам в условиях РДР. С другой сторо 80 ны полученная динамика J в процессе обучения в начальном звене школы характеризует адаптивность волнообразной изменчивостью и неустойчивостью. Весной 5 класса у мальчиков из гимназического класса с РДР J достигал значений 8.2±1.4 и приспособляемость к нагрузке оценивалась на «хорошо». После 5 класса показатели J резко ухудшались (табл. 14, рис. 7), хотя и оставались в диапазоне средних нормативных величин (табл. 2).
Результаты исследования индекса Руфье у мальчиков из занковского класса при ТДР свидетельствуют о более высоких функциональных возможностях ССС в пределах нормативного уровня и более благоприятном «посредственном» характере адаптации к нагрузкам во 2-м классе в сравнении с мальчиками с РДР. Надо полагать, что цель, ради которой планировались эти дополнительные занятия физической культурой, не достигнута на начальном этапе обучения в.школе. Напротив, они ещё больше усугубили ситуацию. Если в условиях ТДР приспособленность к нагрузкам оценивалась как «посредственная», то у мальчиков в условиях РДР она оценивалась как «неудовлетворительная». Несомненно, это уже является достаточно тревожным симптомом и свидетельствует о неадекватности суммарного объёма учебных и физических нагрузок.
Вместе с тем, у мальчиков, занимавшихся по занковской программе при ТДР, отмечалось аналогичное с мальчиками из класса с РДР развитие утомления в 3-м классе в начале и особенно в конце обучения в 3-м классе, когда степень адаптации к нагрузке оценивалась как «слабая» на фоне низких функциональных возможностях сердечно-сосудистой системы. Однако степень утомления была, всё-таки, в меньшей мере выражена, чем у мальчиков из класса с РДР. В дальнейшем в 5-м классе ситуация у них улучшалась, равным образом, как и у мальчиков при РДР, но затем вновь обострялась в 6-м классе, особенно в конце года. Однако, находясь при этом всё время в звене средних нормативных значений функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Идентичную закономерность мы имели в динамике МПК и PWCno- Это ещё больше убеждают нас, что учебная нагрузка, в контексте которой интенсивная умственная деятельность сочетается с ежедневными занятиями физической культурой, оказалась слишком утомительной, несоответствующей функциональным возможностям у мальчиков.
Анализ показателей индекса Руфье у учащихся 2-6-х классов, обучавшихся по инновационным программам при различных двигательных режимах также показал (табл.14, рис.7), что уже изначально в 2-ом классе наблюдался большой разрыв в характере адаптации между детьми, обучавшимися по системе Л.В. Занкова при расширенном и традиционном двигательных режимах. Надо полагать, что ещё на начальных этапах формирования расширенного двигательного режима в объёме 5 часов в неделю возникал у мальчиков нерациональный и малоэффективный характер адаптации. Аналогичная ситуация складывалась и у девочек из занковского класса при РДР (табл. 14), хотя в целом у них несколько лучше ситуация, особенно к концу 2-го класса. При этом основным типом адаптации сердца является его хронотропная реакция. Отсюда пульс-сумма восстановления после физической нагрузки больше, чем у учащихся с традиционным двигательным режимом. По оценочным таблицам приспособляемость к физическим нагрузкам в классе с РДР оценивалась как «неудовлетворительная», а функциональные возможности сердечно-сосудистой системы как «низкие» - у мальчиков, а у девочек - в пределах нижней границы нормы. Тогда как исходный уровень адаптации у мальчиков и девочек из занковского класса при традиционном двигательном режиме оценивался как «посредственный» и был адекватен нормальному уровню функционирования сердечно-сосудистой системы. Все это позволило нам сделать вывод о снижении адаптационных возможностей организма в условиях предложенным школой физкультурно-оздоровительных мероприятий, показать, что регламентированные в объеме 5-ти часов в неделю нагрузки на начальных этапах обучения в школе вызывали состояние напряжения механизмов адаптации. При этом состояние неудовлетворительной адаптации при ежедневных регламентированных формах физических нагрузок более четко обозначено осенью 2-го класса, к весне ситуация несколько улучшалась.
