Основы физической работоспособности у школьников

Для того, чтобы оценить  степень адаптации, необходимо знать  исходное состояние тренированности. Степень адаптации к физической работе имеет индивидуальный характер. У одного и того же человека она  зависит от характера и величины (объема) физической нагрузки.

Тренировка на выносливость вызывает отчетливые изменения многих физиологических показателей [4].

Из них наиболее резко  выражено увеличение сердечного объема (дилатация сердца) и массы сердца (гипертрофия мускулатуры стенки). У спортсменов, тренирующихся на выносливость, происходит также отчетливое повышение жизненной емкости легких (ЖЕЛ). Главный фактор в работоспособности, требующей выносливости, - это адекватное поступление кислорода в мышцы, которое определяется максимальным сердечным выбросом.

2. Особенности физической работоспособности школьников

В настоящее время среди  специалистов в области физического  воспитания широко обсуждаются вопросы  формирования психофизических качеств  ребенка. Их развитие — важная задача физического воспитания. Анализ специальной  литературы свидетельствует, что проблема физического развития ребенка в  значительной мере определяется развитием  его двигательных качеств в разные периоды детства, которые пока еще  недостаточно изучены. В настоящее  время широко обсуждаются вопросы  генетической и социальной обусловленности  уровня работоспособности организма  ребенка, его двигательных качеств: выносливости, силы, быстроты, гибкости и т.д. Это тема многих исследований, потому довольно распространенной является точка зрения о взаимообусловленности  социальных и биологических факторов в развитии детей. Согласно такому утверждению, психофизические качества представляют собой проявления двигательных возможностей человека, которые во многом зависят  от его врожденных анатомо-физиологических, биохимических, психологических особенностей. Но при этом нельзя не учитывать  тот факт, что под влиянием систематического, целенаправленного процесса воспитания и обучения можно существенно  влиять на развитие этих качеств [7].

Развитие основных психофизических  качеств происходит в тесной связи  с формированием двигательных навыков. Упражнения, направленные на развитие психофизических качеств, применяются  в строгой последовательности, включаются в разные формы двигательной деятельности, в том числе в самостоятельную двигательную деятельность ребенка на прогулке.

Активность обеспечивается прежде всего работой мышц. В свою очередь мышечная деятельность требует  активизации многих функциональных систем организма, особенно дыхательной  и сердечно-сосудистой систем. Значительно  ускоряются также, процессы обмена веществ, процессы выделения, особенно потоотделение. Физические нагрузки способны стимулирующее  влияние на саму опорно-двигательную систему, совершенствовать двигательные качества. Но следует помнить, что  стимулирующее и тренирующее  воздействие на развитие детей способны осуществлять только такие физические нагрузки, соответствующие возрастным возможностям и, прежде всего, возрастным возможностям опорно – двигательного  аппарата детей [4].

В дошкольном возрасте двигательные качества и особенно выносливость мышечной системы относительно низкие и дети не способны долго выполнять динамическую и статическую работу. Способность  выдерживать физические нагрузки в  некоторой степени начинает формироваться  у детей в возрасте 6-9 лет. В 11-12 лет наиболее интенсивно развивается  мышечная работоспособность. Так, как  в 10 лет дети способны выполнять  динамической работы на 50% больше, чем  в 7 лет, то в возрасте 14-15 лет уже  на 300-400%. Мощность возможной работы за период с 7 до 11 лет растет всего  на 30%, а в период с 11 до 16 лет –  более чем на 200%. В этот же период у детей стремительно нарастает  работоспособность к статическим  нагрузкам, хотя общий ее уровень  и в 16 лет не превышает 70% таковой  у взрослых людей.

По данным А. Г. Хрипкова возрастные особенности мышечной работоспособности  неотъемлемо связаны с особенностями  высшей нервной деятельности, что  происходит на процессах тренировки. Так, тренировки по одинаковому виду работы нуждается в 14-летних подростков в 2 раза больше времени, чем у взрослых. Мощность работы подростков не превышает 70% той, что могут выполнять взрослые, тогда как время на отдых и восстановление функций после этой работы подросткам погребной в 4 раза больше, чем взрослым.

При динамической работе утомляемость как парней, так и девушек одной  возрастной группы развивается почти  с одинаковой скоростью. В то же время  сила и выносливость мышц у девушек  в среднем ниже, чем у ребят. Девушки способны также выполнять  значительно меньшую по объему работу, чем их сверстники – ребята, причем функциональные нарушения в организме  девушек в следствие работы в  подавляющем числе случаев более  существенные, что требует большего времени на отдых. У девочек медленнее  происходит адаптация к физическим нагрузкам (тренировок), быстрее падает работоспособность в процессе физических нагрузок [9]. Недостаточный срок отдыха детей как после длительного умственного, так и физического (во время тренировок в спортивных секциях) нагрузок приводит к накоплению утомления и даже до хронического переутомления, признаками которого являются снижение работоспособности, активности, снижение защитных сил (иммунитета), функциональные расстройства ворганизме и т. п.

Оптимальным возрастом для  начала систематических физических тренировок (занятий спортом) считается  возраст 9-10 и 13-14 лет, что обусловлено  возрастными периодами наиболее интенсивного формирования двигательной системы и двигательных качеств. Высокие спортивные достижения (особенно в гимнастике, танцах, катании на коньках и т. д.) дети могут проявить уже в подростковом возрасте, но следует помнить, что этот период связан с половым созреванием  и глубокими функциональными  перестройками в организме детей, поэтому мало тренированных детей  следует ограниченно нагружать  работой, которая требует максимальной силы и выносливости [5].

Физические упражнения являются эффективным средством совершенствования  двигательного аппарата, поскольку  именно они лучше всего способствуют формированию двигательных умений и навыков. Физиологический смысл тренировочных упражнений заключается в образовании динамического стереотипа. В начале выполнения тех или иных неизвестных упражнений возбуждения в коре мозга и в двигательных центрах очень распространено, поэтому движения могут иметь не скоординированный характер, выглядеть уравновешенными и не адекватными, что обусловлено сокращением многих мышц, которые даже не имеют ни какого отношения к определенного двигательного акта. Вследствие этого развивается общее торможение, что быстро приводит к общему усталости [8].

Впоследствии, за счет последующих  тренировок, возбуждения в коре локализуются и активизируют лишь ограниченное количество мышц, непосредственно связанных  с тем или иным двигательным актом. Постепенно движения становятся более  четкими, свободными, координированными  и экономными, что достигается  образованием стереотипов (автоматизма) тех или иных двигательных действий. Продолжая соответствующие тренировки можно достигать увеличения мощности и силы именно тех мышц, которые  выполняют определенные упражнения, проявляет такую ​​закономерность их развития, как системогенеза.Именно в этом и заключается эффект тренировки. Вместе с развитием конкретных функций, физические тренировки положительно влияют на развитие многих других систем, обеспечивающих жизнь: сердечно-сосудистой, дыхательной и так далее. В результате одну и ту же работу тренированный человек выполняет с меньшими функциональными потерями. При физической нагрузке у спортсменов обычно растет не только частота сокращений сердца, а и мощность их работы; не только частота дыханий, а и их глубина – что в целом лучше обеспечивает организм обменными процессами при меньших общих затратах энергии и силы. В этом реализуются такие закономерности развития, как “системогенеза” и “энергетическое правило мышц”.

Физические тренировки детей  развивают не только их физическую силу и выносливость, но и способствуют укреплению общего здоровья, положительно влияют на общее физическое и умственное развитие и психическое состояние.

Наиболее интегральный показатель физического развития детей является оценка их физической работоспособности, которую можно определить, например, по методике Степпа-теста. Эта методика не требует сложных приспособлений и может быть реализована в  любых условиях [6].

Известно, что наиболее адекватным показателем тяжести физической нагрузки является частота сердечных  сокращений (или частота пульса), которая находится почти в  прямой зависимости от мощности передатчика. Линейный участок такой зависимости  наблюдается в пределах от начального (до рабочего) пульса до уровня 170 ударов в минуту. Если уровень нагрузки будет продолжать расти, то более 170 ударов в минуту пульс уже будет увеличиваться по экспоненте, то есть не линейно.

В разных лиц (в зависимости  от возраста, пола, тренированности) пульс  достигает 170 ударов в минуту при  разной мощности работы. На этом основании  разработан тест определения физической работоспособности PWC170 (Physical Working Capasity -170).

Смысл теста PWC170 заключается  в том, чтобы определить, какой  мощности работу (в килограмометрах  за минуту – кГм / мин.) Может развить  индивидуально каждый человек при  пульсе 170 ударов в минуту, что и  принимается, уровня работоспособности. На практике принято приводить этот показатель до одного критерия у всех обследованных, например, определять в  пересчете на 1 кг массы тела[4].

Кроме того, если принять  частоту пульса за критерий уровня физической или умственной нагрузки, то пульс 170 ударов в минуту соответствует  субмаксимальной уровню такой нагрузки. Таким образом, с помощью теста PWC170 можно определить, какая работа для любой человека будет субмаксимальной. 

2. Методика определения физической работоспособности у школьников

Определение физической работоспособности  может быть проведено с помощью  целого ряда тестов, однако они, как  правило, требуют наличия той  или иной аппаратуры. Подкупает своей простотой Гарвардский степ-тест.

Во время тестирования обследуемый человек поднимается  на ступеньку (высота которой подбирается соответственно возрасту и полу) и спускается с нее в темпе 30 раз в минуту в течение заданного времени. Для мужчин высота ступеньки составляет 50,8 см, время восхождений 5 минут; для женщин соответственно 43 см, 4 минуты; для детей младше 8 лет высота ступеньки — 35 см, время восхождения — 2 минуты; для 8—12-летних высота ступеньки 35 см, время восхождений — 3 минуты; для мальчиков — юношей (12—18 лет) высокого роста — высота ступеньки 50,8 см, для низко­рослых — 45 см, время восхождения 4 минуты, для девочек— девушек (12—18 лет) соответственно 40 см и 4 минуты [7].

При выполнении теста руки совершают те же движения, что при  обычной ходьбе. Пробу удобнее  проводить под метроном. Один цикл движений (подъем и спуск) совершается  на четыре счета. Подъем и спуск со ступеньки должны начинаться с одной  и той же ноги, вторая приставляется, выпрямляются ноги и спина, то есть фиксируется вертикальное положение. При спускании со ступеньки сначала  делается шаг назад той ногой, с которой начинается восхождение, затем приставляется вторая нога [10].

Сразу после выполнения теста  обследуемый садится, и у него трижды определяется частота пульса по 30-секундным отрезкам. Первое определение  осуществляется в восстановительном  периоде спустя 1 минуту (от 1 минуты восстановления до 1 минуты 30 секунд), второе на 3-й минуте (от 2 минут до 2 минут 30 се­кунд) и третье определение на 4-й минуте (от 3 минут до 3 минут 30 секунд восстановительного периода). Расчет индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ) осуществляется по формуле:

ИГСТ = (t*100) / (f1+f2+f3)*2

Если обследуемый из-за усталости прекратил выпол­нение  теста раньше, чем следовало, то расчет произво­дится по другой формуле:

ИГСТ = t*100 / f1*5.5

где f1, f2 и f3 — частота  пульса за 30 секунд соответст­венно  на второй, третьей и четвертой  минутах восста­новительного периода: t — время выполнения пробы в секундах [5].

При массовых обследованиях  процедуру тестирования можно упростить  и после пятиминутного нашагивания  на ступеньку подсчитывать пульс  лишь на второй мину­те отдыха (за 30 секунд без перевода на минуту, то есть определяя значение f), расчет ИГСТ производится по формуле. Ошибка при этом будет небольшой (обычно в пределах 2—5 единиц), и если в после­дующем при динамических определениях ИГСТ использовать этот же способ тестирования и расчета, то ошибкой можно пренебречь.

Чем большее значение индекса  Гарвардского степ-теста будет получено, тем, следовательно, выше уровень физической работоспособности. При наличии  ИГСТ ни­же 54 физическая работоспособность  оценивается как плохая, при 55—64 — ниже средней, 65—79 — средняя, 8.0—89 — хорошая, 90 и выше — отличная. Наибольшие величины индекса Гарвардского степ-теста отмеча­ются у спортсменов, тренирующихся на выносли­вость, —  лыжников, бегунов, велосипедистов (100—120 и более) [9].

Приспособляемость к нагрузке можно оценить с помощью простейшей пробы, заключающейся в выполнении 20 глубоких и равномерных приседаний за 30 секунд (приседая — вытянуть руки вперед, вставая — опустить). До проведения пробы необходимо 3 — 5 минут отдохнуть. После этого определяете частоту пульса 10-секундными интервалами. Получив три-четыре, одинаковых или отличающихся на один удар значения, подсчет, прекращаете. Далее следует, выполнение 20 приседаний. По окончании их необходимо, сразу же сесть и сосчитать пульс 10-секундными интервала­ми в течение трех минут. Если восстановление пульса наступит к концу первой минуты — приспособляемость к нагрузке отличная, на второй — хорошая, на треть­ей — удовлетворительная. Обычно при этом пульс учащается не более чем на 50—70 процентов от исходной величины. Если в течение трех минут пульс не восстановился — оценка приспособляемости неудовлетворительная. При этом может быть учащение пульса на 80 процентов и более по сравнению с исходной величиной, что также будет указывать на снижение функционального состояния сердечно-сосудистой системы. По мере улучшения функционального состояния приспособ­ляемость к нагрузке улучшается. Это будет выражаться в относительно меньшем учащении пульса после про­бы и в сокращении времени восстановления его [8].