Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Особенности психофизиологического развития детей младшего школьного возраста под влиянием внешних факторов (обзор литературы) 10
1.1. Особенности психофизиологического развития детей 7—10 лет 10
1.2. Характеристика психофизиологического состояния учащихся младшего школьного возраста на современном этапе 16
1.3. Адаптация организма учащихся младших классов к умственным нагрузкам и методы оценки «цены адаптации» 21
1.4. Влияние занятий шахматами на психофизиологическое развитие детей 36
Глава 2. Организация и методы исследования 41
2.1. Организация исследования 41
2.2. Методы исследования 42
2.3. Статистическая обработка материалов исследования 45
Глава 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 46
3.1. Результаты оценки нейродинамических показателей учащихся младших классов 46
3.2. Результаты исследования активности сегментарного и надсегментарного уровней нейровегетативной регуляции ритма сердца 62
3.3. Особенности нейровегетативной регуляции ритма сердца у детей с различным уровнем внимания и силой нервных процессов 81
Заключение 106
Выводы 117
Список литературы 119
- Особенности психофизиологического развития детей 7—10 лет
- Влияние занятий шахматами на психофизиологическое развитие детей
- Результаты исследования активности сегментарного и надсегментарного уровней нейровегетативной регуляции ритма сердца
- Особенности нейровегетативной регуляции ритма сердца у детей с различным уровнем внимания и силой нервных процессов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Систематические занятия шахматами, представляющих собой интеграцию науки, искусства. спорта [М.М. Ботвинник, 1996], способствуют увеличению познавательных потребностей, самостоятельности мышления, повышению общего уровня развития детей, однако существующие программы обучению шахматам носят в основном педагогический характер, не отражают психофизиологические и физиологические аспекты учебно-тренировочного процесса [Л. Полгар, 1993; М.И. Дворецкий с соавт., 1997; Ю.Л.Авербах, 1999, 2000; С.Д. Неверкович, 2001; М.А. Вернпшин, 2002 и др.]. В настоящее время проводятся соревнования для 6-8-летних детей, все более возрастает объем и интенсивность учебно-тренировочного процесса (более 15-20 часов организованных и самостоятельных занятий в неделю) в связи с широким использованием компьютерных техно логий, Интернета |ДВ. Уманская с соавт., 2002; И.В. Михайлова, 2005]. Наряду с этим, организм ребенка, обучающегося в школе, подвергается широкому спектру воздействий (рост информационных нагрузок, психо-эмоциональное напряжение, гипокинезия), особенно часто отмечается напряжение адаптационных процессов у учащихся младших классов в условиях применеши инновационных педагогических технологий и дополнительных умственных нагрузок [Н.А. Ананьева с соавт., 1993; Н.А. Агаджанян с соавт., 1996; А.А. Баранов, 1999; Н.К Кормилкцьша, 2004; А.П. Исаев с соавт., 2005; Е.В.Быков с соавт., 2006; Н.Н. Гребнева с соавт., 2007; Д.З. Шибкова с соавт., 2008 и др.].
Критериями, характеризующими «цену адаптации» к умственным нагрузкам, являются показатели эффективности, стабильности и надежности ведущих функций, включая такие, как переработка поступающей информации, мнестические функции, вегетативное реагирование [В.В.Матюхин, 1992; О.А. Никифорова с соавт., 1997; Е.В.Быков, 2002; С.В.Зверева, 2005; А.В.Ненашева, 2008; Э.М. Козин с соавт., 2008; И.А. Криволапчук, 2008]. Значимы, но мало исследованы аспекты взаимосвязи психофизиологической адаптации и особенностей нейровегетативной регуляции систем организма при умственных нагрузках
[О.Л. Тарасова с соавт., 1997, П.А. Байгужин, 2005, 200S; Н.Ю. Валькова, 2007; Н.А. Литвинова с соавт., 2005].
Оценка возрастной специфики психофизиологической цепы интеллектуальной деятельности необходима для разработки оптимальных режимов умственного труда и отдыха детей, формирования педагогических технологий, обеспечивающих позитивное влияние приемов обучения и спортивной тренировки на здоровье и развитие учащихся. Исследователи, занимающиеся теоретическими и практическими проблемами шахмат (педагоги, психологи, медики), также полагают, что необходимо комплексно решать проблемы адаптации детей к повышенному уровню интеллектуальных нагрузок [Н.В. Крогиус, 1981; А.А. Котов, 1985; Н.И. Журавлёв, 1986; В.Г.Зак, 1989; Е.Н. Кучумова, 1997; М.А.Вершинин, 2006 и др.]. В этой связи представляется как теоретически, так и практически значимой проблема изучения влияния занятий шахматами на психофизиологическое развитие детей в условиях воздействия на их организм повышенного уровня интеллектуальных и психоэмоциональных нагрузок.
Цель исследования: оценка особенностей психофизиологического развития и адаптации к умственным нагрузкам младших школьников, занимающихся шахматами.
Задачи исследований:
Выявить возрастные и гендерные особенности психофизиологического развития учащихся-шахматистов младших классов.
Провести сравнительный анализ возрастных адаптационных изменений нейровегетативной регуляции ритма сердца учащихся-шахматистов при воздействии различных вариантов умственной нагрузки («учебной» и «шахматной»).
Выявить особенности взаимосвязей между уровнем внимания, силой нервных процессов и характеристиками нейровегетативной регуляции ритма сердца у юных шахматистов и их сверстников в состоянии покоя и при пробе с умственной нагрузкой.
Научная новизна. Впервые изучены особенности
психофизиологического развития учащихся младшего школьного возраста, занимающихся шахматами, при долговременной адаптации к повышенному уровню шггеллектуалышх и психоэмоциональных нагрузок.
Выявлены возрастные и тендерные особенности нейродинамических функций у юных шахматистов. Установлено, что мальчики-шахматисты характеризуются более высоким темпом выполнения работы и большим количеством ошибок опережения; у девочек выше точность и концентрация внимания, больше количество ошибок запаздывания. Определено, что учащиеся-шахматисты 4-х классов обоего пола (стаж занятий шахматами более 3 лет) по сравнению со сверстниками и с шахматистами-второклассниками имеют более высокие показатели объема, устойчивости, концентрации внимания и помехоустойчивости, что позволяет считать возрастной период 8-10 лет сенситивным для развития данной психофизиологической характеристики внимания.
Определены особенности нейровегетативной регуляции ритма сердца учащихся младших классов при различных пробах с умственной нагрузкой. Более высокая эффективность выполнения «учебной» умственной нагрузки у шахматистов-четвероклассников по сравнению со сверстниками ассоциировалась с умеренным повышением активности центрального контура регуляции ритма сердца (абсолютной и относительной мощности низкочастотных и очень низкочастотных колебаний). Решение шахматных задач сопровождается более выраженным повышением значимости надсегментарного уровня регуляции по сравнению с «учебной» умственной нагрузкой.
Установлены особенности взаимосвязей силы нервных процессов, уровня внимания и особенностей нейровегетативной регуляции ритма сердца при умственных нагрузках. Более высокий уровень внимания имеют учащиеся с преобладанием активности симпатического отдела автономной нервной системы в состоянии покоя. Показано, что у юных шахматистов со средней силой нервных процессов в ответ на умственную нагрузку наблюдается умеренное повышение активности сегментарного и надсегментарного уровня регуляции ритма сердца; цри средне-слабом типе
нервной системы умственная нагрузка сопровождается зыраженной симпатшсотонией; при слабом типе - пшерсимпатикотонией, либо асимпатикотоюіей.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследования дополняют раздел возрастной психофизиологии об особшшостях развития нейродинамических функций детей младшего школьного возраста с различным уровнем умственных нагрузок, о взаимосвязях силы нервной системы, уровня внимания и активности различных уровней нейровегетатавной регуляции ритма сердца как одного из интегральных индикаторов адаптационных процессов организма человека. Полученные результаты являются фрагментом базы данных нейродинамических показателей, спектральных характеристик ритма сердца учащихся младших классов с различным уровнем умственных нагрузок, уровнем внимания и силой нервных процессов, на основе которой осуществляется мониторинг психофизиологического развития детей, проводится разработка коррекционных мероприятий и оценка эффективности их применения.
Полученные результаты используются в работе МУ ДОД СДЮСИ10Р №9 г.Челябинска; МОУ СОШ №98 и 100 г.Челябинска; в Челябинском городском врачебно-физкультурном диспансере для оценки психофизиологического состояния юных шахматистов; в учебном процессе при преподавании курсов психофизиологии, возрастной физиологии и спортивной медицины на кафедре адаптивной физической культуры и медико-биологической подготовки Южно-Уральского государственного университета.
Положения, выносимые на защиту:
1. Особенности психофизиологического развития шахматистов-учащихся младших классов заключаются в более высоких возрастных темпах повышения объема, концентрации, устойчивости внимания и помехоустойчивости по сравнению со сверстниками. Гендеріше особенности нейродинамических функций характеризуются более высоким темпом выполнения работы и большим количеством ошибок опережения у
мальчиков-шахматистов, более высокой точностью и концентрацией внимания и большим количеством ошибок запаздывания у девочек.
Адаптационные реакции на умственную нагрузку у юных шахматистов характеризуются меньшим напряжением сегментарного и надсегментарного уровня регуляции нейровегетативной регуляции ритма сердца по сравнению со сверстниками. При воздействия «шахматных» умственных нагрузок по сравнению с «учебными» выше степень активизации надсегментариого уровня регуляции.
Долговременная адаптация к повышенным интеллектуальным нагрузкам определяет особенности взаимосвязей уровня внимания, силы нервных процессов и характеристик нейрогуморальной регуляции ритма сердца в состоянии покоя, а также ее адаптационные изменения при умственной нагрузке у юных шахматистов по сравнению со сверстниками.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на II Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (г. Челябинск, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Интеграция инновационных систем и технологий в процессе физического воспитания молодежи» (г. Ульяновск, 2008), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Здоровая образовательная среда - здоровое поколение» (г. Тюмень, 2009), областной научно-практической конференции «Актуальные вопросы оздоровления, реабилитации и спортивной медицины» (г. Челябинск, 2009), научных конференциях факультета физической культуры и спорта ЮУрГУ (Челябинск, 2007-2009 г.г.).
Работа выполнена при поддержке Грантов Правительства Челябинской области (№014.04.06-07.БХ) и фонда И.М. Бортника (№0120.0503992, проект №7034,2007г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ (в том числе 2 в рекомендованных ВАК изданиях).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 149 страницах печатного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и
списка литературы (цитируется 276 источников, в том числе 42 -иностранных авторов). Работа иллюстрирована 20 рисунками и 31 таблицей.
Особенности психофизиологического развития детей 7—10 лет
Одним из важнейших периодов жизни ребенка является 7-летний возраст, когда качественные перестройки морфофункционального созревания базовых мозговых процессов приходятся на период резкой смены социальных условий, связанных с началом обучения в школе [М.М. Безруких с соавт., 2000], поэтому данный возрастной отрезок называют периодом «первичной социализации», готовности к началу школьного обучения.
Переход к обучению в школе ведет к существенному повышению нагрузки на нервную систему и психическую сферу ребенка, требует мобилизации психической активности в связи с адаптацией к новым условиям со сменой ведущей деятельности, высокого уровня произвольной организации деятельности: умения подчинять свое поведение требованиям учителя, усваивать и удерживать программу деятельности, контролировать ее выполнение [Н.К. Корсакова, 1997; О.А. Никифорова с соавт., 1997]. С одной стороны, данный возраст характеризуется появлением у нормально развивающегося ребенка внутренних условий, позволяющих ему соответствовать этим требованиям: считается, что к семи годам необходимые для успешной учебы базовые психические функции становятся произвольными по способу своего осуществления, что имеет важное значение в обучении в младшем школьном возрасте [Т.С. Колосова с соавт., 1997; Р.И. Мачинская с соавт., 1997; Н.Н. Полонская с соавт., 1998; Т.В.Ахутина, 2001; Н.Н.Полонская, 2003; J.W. Lazar et al., 1998; Т.Н. Snow,1998; Т. Heiland, et al, 2000; M.W. Kirhvood, et al, 2001 и др]. С другой, вектор психофизиологического развития детей имеет значительные индивидуально-типологические черты, зависящие от пола ребенка (тендерные особенности) [И.Е. Мельникова, 2004, О.Ю. Герасимова, 2006; И.А. Якубовская, 2008], характера асимметрии (леворукость и праворукость) [М.М. Безруких с соавт., 2007], от психотипа [П.А. Байгужин, 2005], темпов развития (гетерохрония) [Т.Г. Бетелева с соат., 2007], уровня физических и умственных нагрузок, применения оздоровительных технологий [И.В. Криволапчук, 2004] и других. В этих условиях недостаточно сформированные и закрепленные составляющие психических функций оказываются уязвимыми в первую очередь, что приводит к нарушениям адаптации и проявляется в виде школьной неуспеваемости, отклонениях в психофизиологическом развитии. Так, наиболее «ранимыми» функциями под влиянием отягощенного анамнеза у праворуких мальчиков- является организация деятельности и зрительно-пространственное восприятие, а у леворуких — мелкая моторика и речевое развитие [М.М. Безруких с соавт., 2007]. По данным П.А. Байгужина (2005) высокий уровень произвольной регуляции движений (по результатам теста «Координациометрия по профилю») имеют лишь 15,6% учащихся с преобладанием процессов торможения и 6,5% учащихся с преобладанием процессов возбуждения.
До 6-летнего возраста преобладает вклад эмоциональной активации в процесс внимания (документируется на ЭЭГ увеличением амплитуды и наличием 0- и а-колебаний) — ведущую роль играет лимбическая активационная система, затем происходит усиление блока анализа и обработки информации в процессе внимания (кортикализация внимания, зрелый тип активации в виде блокады а-ритма, отражающий усиление информационного компонента регуляции), повышение роли лобных областей коры в управлении активационными процессами [Н.В. Дубровинская с соавт., 1990]. В возрасте 7 лет происходит бурное развитие внешне опосредованных форм психической деятельности, в том числе развитие интеллекта, продолжающееся до 10-11 лет [Л.С. Выготский, 1984]. Согласно Л.С.Выготскому (1984), с началом школьного обучения мышление становится центром сознательной деятельности ребенка. Развитие словесно логического, рассуждающего мышления, происходящее в ходе усвоения знаний, перестраивает и все другие познавательные процессы.
Психофизиологическое развитие ребенка, реализация функций произвольной регуляции деятельности и в конечном итоге - успешность обучения - в этот возрастной период зависят от уровня сформированности фронто-таламической регуляторной системы в результате сложных морфо-функциональных перестроек во фронтальной коре в 7—8 лет, с возрастанием специализации лобных областей и усилением их роли в реализации психических функций [Д-А. Фарбер, 2003], с формированием специализированных систем ее связей с другими структурами мозга, преимущественно по так называемым коротким избирательным связям «левополушарного» типа [Л.К. Семенова с соавт., 1990; Р.И. Мачинская с соавт., 1996; Р.И. Мачинская, 2004; R.W.Thatcher, 1992; P.R. Huttenlocher et al., 1997].
В 7—8-летнем возрасте уровень развития познавательной деятельности определяет функциональная организация коры головного мозга: учащиеся 1-го класса с высоким уровнем познавательной деятельности имели более зрелый тип реакции активации с вовлечением передне-ассоциативных отделов коры по сравнению со сверстниками с более низким уровнем познавательной деятельности [Н.В. Дубровинская с соавт., 1990]. По данным Т.Г. Бетелевой с соавт. (2006) у 7-летних детей лобные механизмы внимания в ответ на предупреждающий стимул являются незрелыми, в то время как теменные — зрелыми в значительной степени; отсутствует характерная для взрослых полушарная специализация увеличения степени синхронизации а— колебаний областей в соответствии с модальностью ожидаемого стимула [Р.И. Мачинская с соавт., 1996].
Фронто-таламическая регуляторная система играет ключевую роль в развитии механизмов избирательной модуляции активности корковых зон при подготовке к когнитивной деятельности [Р.И. Мачинская, 2004]. Незрелость фронтоталамической регуляторной системы, вывляемой по данным ЭЭГ у 60-80% неуспевающих детей, негативно влияет на состояние практически всех компонентов программирования, регуляции и контроля деятельности, что проявляется либо в повышенной импульсивности, либо в инертности, трудностях переключения с программы на программу, в снижении устойчивости усвоенной программы [О.А. Семенова с соавт., 2001, 2005; Р.И. Мачинская, 2004].
Развитие коры и подкорковых регуляторных структур - взаимно-обусловленные процессы: в возрасте от 5 до 8 лет созревание регуляторных систем создает условия для структурно-функционального формирования нейронных сетей коры, которая в свою очередь, посредством эфферентных влияний осуществляет контроль над процессами регуляции [Р.И. Мачинская с соавт., 1997]. Функциональная зрелость коры больших полушарий и регуляторных систем мозга определяют уровень развития отдельных компонентов (зрительно-моторные интеграции, зрительный анализ-синтез) и зрительного восприятия в целом, что имеет важнейшее значение в успешности реализации обучения в школе [Н.В. Звягина с соавт., 2005].
Следующий возрастной отрезок, приходящийся на обучение в начальной школе - 9-10 лет — является новым качественным этапом развития как мозга в целом, так и его отделов, в частности — лобных: возрастает роль фронтальных зон коры в произвольной деятельности, при подготовке и формировании двигательного навыка в 9-10 лет фокус мозговой активности переносится со зрительной системы в передне-ассоциативные структуры мозга, при выполнении движений происходит усиление межцентрального взаимодействия между лобными областями коры правого и левого полушарий [М.М. Безруких, 1997, 1998]. В этом возрасте повышается эффективность движений, но не за счет улучшения их качества, а за счет увеличения скорости. Аналогичные данные приведены Н.В. Дубровинской с соавт. (1990), показавших вовлечение передне-ассоциативных областей коры больших полушарий при произвольном внимании у 10-летних детей; в период предстимульного внимания мозговая организация у детей 9-10 лет сопровождается вовлечением в процесс длинных связей в правом полушарии [Р.И. Мачинская,2001].
Влияние занятий шахматами на психофизиологическое развитие детей
В последние годы отмечается рост интереса к внедрению шахмат в учебный процесс [Приказ МО РФ №2211 от 18.05.2004]. Систематические занятия шахматами способствуют увеличению познавательных потребностей, самостоятельности мышления, повышению общего уровня развития детей, однако исследования, посвященные влиянию умственных нагрузок на психофизиологическое развитие детей-шахматистов, представлены в немногочисленных публикациях; большая часть работ посвящена методологическим и педагогическим вопросам подготовки юных шахматистов, отраженных в учебниках, методических рекомендациях, сборниках комбинаций и упражнений [И.З. Бондаревский, 1960; Г.К.Каспаров, 1989; М.И. Дворецкий с соавт., 1997; Ю.Л.Авербах, 1999, 2000; А.Е.Карпов с соавт., 1999; С.Д. Неверкович, 2001; М.А.Вершинин, 2002].
В настоящее время стремление достичь высоких результатов заставляет шахматистов больше тренироваться и особенно играть — до 200 партий в год - в то время как М.М. Ботвинник (1975) считал, что игрокам высшего уровня достаточно в год 60-70 партий. Шахматные соревнования стремительно омолаживаются: проводятся соревнования для 6-8-летних детей, все более возрастают объем и интенсивность учебно-тренировочного процесса (более 15-20 часов организованных и самостоятельных занятий в неделю) в связи с широким использованием компьютерных технологий, Интернета [И.В. Уманская с соавт., 2002; И.В. Михайлова, 2005]. Ни один вид спорта не может сегодня сравниться с такими затратами энергии на протяжении нескольких лет и даже десятилетий, как в шахматах, где соревнования продолжаются 7—10 дней по 4—7 часов, сочетаясь со значительными затратами времени на подготовку к следующей партии (дополнительно еще 2-3 часа). Помимо этого, на здоровье шахматистов отрицательно сказывается малоподвижный образ жизни. По мнению Е.П. Линовицкого с соавт. (1998) оптимизация их труда и отдыха в настоящее время - проблема номер один для специалистов, работающих в области спорта.
Исследователи, занимающихся теоретическими и практическими проблемами шахмат (педагоги, психологи, медики) полагают, что решать указанные проблемы необходимо с первых шагов занятий шахматами [Н.В. Крогиус, 1981; Н.Г.Алексеев с соавт., 1984; А.А. Котов, 1985; Н.И.Журавлёв, 1986; В.Г. Зак, 1989; Е.Н. Кучумова, 1997; М.А.Вершинин, 2006 и др.]. Однако, несмотря на проводимые в этом направлении исследования, методики построения тренировочного процесса с учетом возрастных физиологических изменений и профилактики переутомления юных шахматистов практически не существует. Так, Н.В. Крогиус в своих монографиях (1975, 1981), посвященных особенностям психологической подготовки шахматистов, рассматривает только возрастные различия, остальные вопросы затрагивают чисто шахматные аспекты (индивидуальный стиль игры в дебюте или миттельшпиле, расходование времени, поведение в игровой ситуации).
В последние годы все чаще объектом исследований становится взаимосвязь психоэмоционального состояния шахматистов и эффективности их мыслительной деятельности [P.M. Загайнов, 1991; В.А. Бологан, 1996; Е.П. Линовицкий с соавт., 1998]. Большинство исследователей приписывают эмоциям регулирующую роль в процессе творчества. Е.П. Линовицкий с соавт. (1998) определили значимость психорегуляции в повышение эффективности тренировочной деятельности юных шахматистов. Исследование показало, что только при определенном уровне психического возбуждения (по КЧСМ) и биоэнергетики (по КГР) — терминология известного отечественного психолога П.К. Анохина, - юные шахматисты показывают высокую эффективность тренировочной работы. В результате были установлены границы показателей кожно-гальванической реакции и критической частоты световых мельканий, при которых испытуемые достигают наиболее высоких результатов при игре в шахматы. P.M. Загайнов (1991) для повышения психологической устойчивости и специальной (шахматной) работоспособности шахматисток считал возможным использовать физические нагрузки. Следовательно, управление функциональным состоянием спортсмена — один из важных резервов, который может быть использован для повышения спортивных результатов и сохранения здоровья. Однако, несмотря на очевидность практической значимости проблемы функционального состояния, методы диагностики и, что особенно важно, оптимизации функционального состояния шахматистов, остаются недостаточно изученными, ибо это представляет немалую практическую сложность.
М.М.Ботвинник (1996) определил четыре «кита», на которых базируется мощь шахматиста: шахматный талант, характер, здоровье и специальная подготовка, которой и уделяется основное внимание в современном учебно-тренировочном процессе. Существенные изменения в методику тренировки шахматистов вносят информационные и компьютерные технологи [М.М. Ботвинник, 1975; И.В. Уманская с соавт., 2002; И.В. Михайлова, 2005; С. Shannon, 1950; A. Binet, 1984]. По данным И.В. Уманской с соавт. (2002) специальная подготовка юных шахматистов на современном этапе претерпевает существенные изменения по форме и получает дополнительные возможности, которые ранее невозможно было технически реализовать (наличие персональных компьютеров, повышение интенсивности занятий по решению тренировочных и контрольных заданий, расширение возможности подачи учебного материала, существенно углубилась их дифференцированность по уровню сложности и тематической направленности, использование всемирной сети Интернет).
И.В. Уманская с соавт. (2002), И.В. Михайлова (2005) рекомендуют планировать индивидуальные занятия с учетом стиля, турнирных результатов и перспективных задач, увеличить «игровой» компонент подготовки за счет участия в темпотурнирах с контролем времени 10-25 минут на партию. Однако автор не приводит физиологического обоснования и конкретных практических рекомендаций по регламентации времени для организованных и самостоятельных учебно-тренировочных занятий (сколько часов в день, в неделю).
С целью разработки методов совершенствования процессов обучения юных шахматистов С.Д. Неверкович с соавт. (1996) предложили использовать концепцию развивающего обучения, опираясь на исследования развития учебной деятельности у младших школьников [А.С. Волчек, 1986; Н.И. Журавлёв, 1986], способов реализации психологических функций рефлексии в игровой и учебной деятельности [А.А. Котов, 1970, 1985; Н.В. Крогиус, 1981; В.Б. Малкин, 1983; Н.Г.Алексеев с соавт., 1984], механизмов формирования рефлексии у учеников, разработанном в рамках концепции развивающего обучения [В.В. Давыдов с соавт., 1990]. Рефлексия как умственное действие представляет собой действие по выделению учащимся существенных оснований собственной мыслительной деятельности, у психолога-исследователя появляется возможность диагностировать развитие рефлексии у детей — производятся регулярные диагностические срезы, на основании которых формулируются выводы о психолого-педагогической эффективности данной формирующей программы.
Таким образом, данные литературы свидетельствуют о том, что обучение в школе носит стрессовый характер, а в критические периоды возрастного развития сопровождается напряжением адаптационных механизмов с последующим снижением функциональных резервов. В доступной литературе отсутствуют сведения о психофизиологическом развитии детей-шахматистов. Учитывая интенсификацию обучения, широкое внедрение в учебный процесс компьютеров, интеллектуальных игр (прежде всего - шахмат), необходимым условием дальнейшего продвижения инновационных педагогических технологий является организация мониторинга за состоянием здоровья детей, оценка «цены адаптации» к повышенному уровню умственных и психоэмоциональных нагрузок. В значительной мере это относится к учащимся-шахматистам, которые подвержены воздействию значительного дополнительного (к учебным занятиям) информационного потока, а также психо-эмоциональным нагрузкам, связанным с подготовкой и участием в социально-значимых соревнованиях, начиная с дошкольного и младшего школьного возраста.
Результаты исследования активности сегментарного и надсегментарного уровней нейровегетативной регуляции ритма сердца
Нами были изучены особенности нейровегетативной регуляции PC юных шахматистов при различных пробах с различными вариантами умственной нагрузки («учебная» и «шахматная»). Как известно, спектральный анализ медленоволновой вариабельности ритма сердца рассматривается как интегральный индикатор адаптационных реакций организма на воздействие средовых факторов [P.M. Баевский с соавт., 2003].
В таблице 11 представлены результаты спектрального анализа медленноволновой вариабельности ритма сердца 2-классников в состоянии покоя и после проведения пробы с умственной нагрузкой.
В группах сравнения исходная величина ЧСС, а также общей мощности спектра не имели достоверных различий. Не было выявлено также тендерных различий указанных показателей в основной и контрольной группах.
Наиболее высокая мощность уровень ультранизкочастотных колебаний (УНЧ), являющихся маркером активности метаболических (по данным некоторых авторов — внутрисердечных) факторов регуляции, зафиксирована у мальчиков основной группы, их мощность была на 40% выше, чем у сверстников и у девочек, но без наличия достоверной степени различий.
У мальчиков основной группы также наиболее высока мощность очень низкочастотных колебаний (ОНЧ), отражающих активность надсегментарного уровня вегетативной регуляции ритма сердца, наиболее низкие их значения зарегистрированы у девочек контрольной группы.
Величина ВЧ-колебаний, также характеризующих влияние сегментарного уровня вегетативной регуляции на PC, была наибольшей в основной и в контрольной группе девочек (в первой достоверно больше, чем во 2-й) и достоверно больше, чем у мальчиков. По данным Д.А. Дмитриева с соавт. (2004), в указанный возрастной период наблюдается нарастание парасимпатикотонии; судя по представленным нами результатам, оно у девочек происходит на более раннем этапе развития.
Представленные на рис. 5 показатели относительной мощности колебаний демонстрируют высокую долю ОНЧ-колебаний и значимость надсегментарного уровня регуляции у мальчиков основной группы - только у них этот показатель превышал 30% ОМС. На наш взгляд, это может быть связано с влиянием характера их деятельности (занятия шахматами). В то же время, в этой подгруппе учащихся абсолютные значения мощности ОНЧ колебаний, как показано выше, достоверно не превосходили ее величину у других детей.
Нами установлено, что активность надсегментарного уровня регуляции PC была наиболее высокой у мальчиков основной группы и девочек контрольной (мощность в ОНЧ-диапазоне спектра выше по сравнению с мощностью колебаний в других диапазонах). У мальчиков контрольной группы значения влияние сегментарного и надсегментарного уровня равнозначны (величины ОНЧ- и НЧ-колебаний равны), у девочек основной группы превалирует активность сегментарного уровня регуляции (наиболее высока мощность НЧ-колебаний). На наш взгляд, заслуживает внимания анализ частоты превалирования различных колебаний в спектре ритма сердца 2-классников. Наиболее высокие значения мощности НЧ колебаний PC, наряду с величиной относительной их мощности, отмечены у девочек основной группы, они были достоверно выше, чем у сверстниц (рис. 6).
Следовательно, у девочек-учащихся 2-х классов определяется исходная симпатикотония, что согласуется с данными Н.И. Шлык (2003), основанных на результатах кардиоритмографии, согласно которым число детей младшего школьного возраста с симпатикотонией (около 50%) почти в 2 раза превышает количество детей с преобладанием парасимпатикотонии в регуляции PC (30%). По данным Н.А. Игошиной с соавт. (2004) в возрасте 7-8 лет регуляторные системы не сформированы окончательно, встречается как симпатикотония, так и парасимпатикотония.
У мальчиков нами выявлена эйтония (баланс влияний симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы), что подтверждается расчетом вагосимпатического индекса (НЧ/ВЧ). Следует отметить тендерные различия этого показателя. Так, у мальчиков основной группы он составил 1,10±0,20, контрольной группы - 1,05±0,16 усл. ед., у девочек соответственно 0,82±0,18 и 0,53±0,24.
Проведение пробы с умственной нагрузкой привело к несущественному повышению ЧСС, за исключением девочек контрольной группы, где сдвиги были статистически достоверны. Повышение ОМС у мальчиков составило 30%, девочки обеих групп реагировали достоверно значимым возрастанием - на 60% в основной группе и более 95% в контрольной. Такие сдвиги во всех группах были следствием повышения активности симпатического отдела (судили по увеличению мощности НЧ-колебаний, р 0,05). Наряду с этим, у девочек увеличивалась также активность и надсегментарного уровня регуляции, что документировалось ростом мощности очень низкочастотных колебаний (р 0,05).
Следует отметить, что во всех группах умственная нагрузка сопровождалась увеличением мощности ВЧ-колебаний как следствие повышения влияний парасимпатического отдела. Таким образом, наблюдалось симвантное повышение активности сегментарного уровня регуляции PC под воздействием умственных нагрузок.
При анализе относительной мощности колебаний установлено, что после проведения УН несколько снизилась доля ОНЧ-колебаний, она составила от 22,5% у мальчиков основной группы до 26,2% у девочек-шахматисток (рис. 7).
Таким образом, у большинства учащихся при проведении пробы с умственной нагрузкой увеличение мощности ОНЧ-колебаний происходило на фоне снижения их доли в структуре ОМС ритма сердца. В конечном итоге, относительная мощность ОНЧ-колебаний была наибольшей у лиц основной группы, но различия со значениями группы контроля незначительны.
Аналогичной была динамика изменений ВЧ-колебаний (повышение абсолютной мощности при снижении относительной) у девочек обеих групп (рис. 8).
Особенности нейровегетативной регуляции ритма сердца у детей с различным уровнем внимания и силой нервных процессов
Представленные выше результаты оценки нейродинамических показателей не позволяют дифференцировать степень напряжения адаптационных механизмов для достижения необходимого положительного результата у учащихся с различными вариантами психофизиологического развития. Наиболее важными для шахматистов представляются нейродинамические показатели, отражающие силу нервных процессов и развитие внимания. В связи с этим нами был проведен анализ нейродинамических и спектральных характеристик PC, отражающих активность различных уровней нейровегетативной его регуляции как интегрального показателя адаптации организма к воздействию внешних факторов, а также осуществлена дифференцированная оценка особенностей нейровегетативной регуляции ритма сердца у детей с различным уровнем внимания в состоянии покоя и выявлены особенности динамики изменений спектральных характеристик в ответ на умственную нагрузку.
Нами были выявлены корреляционные взаимосвязи различной силы между результатами теста «Оценка внимания» и нейровегетативными показателями PC (общая мощность спектра, мощность спектра в различных диапазонах) - от г=0,28 (р 0,05) до г=0,87 (р 0,001).
В таблице 15 представлены результаты спектрального анализа медленноволновой вариабельности ритма сердца детей-второклассников основной и контрольной группы с различным уровнем внимания (выше и ниже среднего) по результатам теста «Оценка внимания».
В исходном положении максимальные величины ЧСС и ОМС отмечены у девочек контрольной группы с уровнем внимания ниже среднего; межгрупповых и тендерных различий данных показателей не было выявлено.
Спектральный анализ медленноволновой вариабельности ритма сердца позволил наряду с определением абсолютной и относительной мощности колебаний в диапазонах спектра дифференцировать степень активности сегментарного и надсегментарного уровня регуляции ритма сердца: наиболее высокая мощность низкочастотных колебаний установлена у лиц с высоким уровнем внимания, за исключением мальчиков контрольной группы: вагосимпатический индекс составлял в основной группе 1,15±0,10 усл. ед. у девочек и 1,38±0,12 усл. ед. у мальчиков.
Можно полагать, что повышенный тонус симпатического отдела автономной нервной системы обеспечивает мобилизацию организма к выполнению предстоящего теста.
Максимальная величина НЧ-колебаний выявлена у мальчиков основной группы с уровнем внимания выше среднего, показавших наилучший результат в предложенном тесте. Наряду с этим у большинства учащихся с уровнем внимания ниже среднего мощность высокочастотных колебаний превышала величину низкочастотных - вагосимпатический индекс составлял 0,69±0,11 усл. ед. (мальчики основной группы), 0,73±0,13 и 0,61±0,09 усл. ед. (девочки основной и контрольной группы соответственно).
У детей, имевших уровень внимания выше среднего, вагосимпатический индекс был более высоким: 1,38±0,17 усл. ед. (мальчики основной группы, р 0,01 по сравнению с подгруппой с низким уровнем внимания), 1,45±0,19 усл. ед. (мальчики контрольной группы), 1,15±0,14 усл. ед. (девочки основной группы, р 0,05 по сравнению с подгруппой с низким уровнем внимания).
Необходимо отметить как тендерную особенность спектральных характеристик PC, что только у девочек независимо от уровня внимания доля высокочастотных колебаний в состоянии покоя была выше 30% (рис. 16).
По данным, приведенным Д.А. Дмитриевым с соавт. (2004), относительная парасимпатикотония характерна для детей раннего школьного возраста — учащихся 1-2-х классов.
В таблице 16 представлены результаты спектрального анализа PC после умственной нагрузки.
Умственная нагрузка привела к существенному повышению ЧСС у девочек основной группы с уровнем внимания ниже среднего (до 103,36±2,45 уд/мин), что было обусловлено выраженной активизацией симпатического отдела автономной нервной системы: у лиц этой подгруппы значительно повысилась мощность низкочастотных колебаний (с 8,20±1,96 усл. ед. до 33,59±3,63 усл. ед., р 0,001).
В целом, повышение тонуса симпатического отдела автономной нервной системы имело место во всех подгруппах (судя по величинам абсолютной и относительной мощности НЧ-колебаний), но максимальный рост мощности низкочастотных колебаний выявлен у учащихся с уровнем внимания ниже среднего. У этих же учащихся определена наиболее высокая относительная мощность (доля) колебаний в этом диапазоне спектра (рис. 17). Так, у девочек и мальчиков контрольной группы с уровнем внимания ниже среднего доля НЧ-колебаний составила соответственно 49,83±3,02% и 40,91±2,93%.
