Розділ 2 завдання, методи і організація дослідження

2.1. Завдання дослідження

Метою нашого дослідження є науково-теоретичне обґрунтування і пошук найбільш оптимальних шляхів розвитку витривалості у курсантів та студентів університету. З даної мети витікають шляхи її вирішення – завдання дослідження:

1. Проаналізувати літературні джерела з даної проблеми.

2. Визначити рівні вихідного фізичного стану курсантів та студентів.

3. Вивчити стан оперативної готовності провідних фізіологічних систем організму курсантів та студентів до різних видів витривалості.

4. Розробити практичні рекомендації щодо проведення занять з фізичного виховання, методичного забезпечення процесу розвитку різних видів витривалості курсантів та студентів університету.

2.2. Методи дослідження

Для реалізації мети та завдань магістерської роботи використовувались такі методи дослідження:

Аналіз науково-методичної і спеціальної літератури. Для визначення мети, завдань, змісту та методики дослідження нами вивчалася наукова література з теорії і методики фізичного виховання, фізіології, педагогіки і психології, опрацьована класична література з проблем фізичного здоров’я і його залежності від рухової активності, фізичного розвитку, фізичної підготовленості і факторів, від яких вони залежать: фізичного стану, його визначення, оцінки та залежності від якості процесу фізичного виховання у вищих закладах освіти, формування програм по оптимізації управління фізичного стану курсантів та студентів. Аналіз наукових джерел дозволив розкрити зміст основних понять: структура і рівні фізичного стану, рухова підготовленість, фізична працездатність, аеробна і анаеробна продуктивність, кардіореспіраторна система, антропометричний статус, шкали і агреговані індекси для оцінки фізичного стану, терміновий і кумулятивний тренувальний ефект. На основі аналізу і узагальнення літературних джерел були визначені об’єкт, предмет, сформовані мета і задачі дослідження.

Антропометричні і фізіологічні методи. Антропометричні методи використовувались з метою оцінки морфофункціонального стану організму. Для вимірювання довжини тіла використовувався зростомір. Курсант ставав на площадку прямо спиною до шкали, торкаючись до неї потилицею, лопатками, сідницями і п’ятками. Коліна розігнуті, п’ятки прилягали одна до одної, голова фіксувалася так, щоб зовнішні кути очей і слухових ходів були на одній горизонтальній лінії. У момент виміру довжини тіла той, кого вимірювали, робив вдих і затримував дихання. Виміри зросту проводились з точністю до 0,5 см.

Для визначення маси тіла застосовувалась медична вага. Досліджуваний ставав у центр площадки ваги. Зважування проводилося з точністю до 100 г.

Фізіологічні методи використовувались з метою визначення рівня функціонування основних систем організму курсантів та студентів. Для цього вивчались і піддавались оцінці функціональний стан дихальної і серцево-судинної системи, фізичної працездатності, аеробної продуктивності.

До основних параметрів, котрі характеризують дихальну систему курсантів та студентів нами діагностувались наступні показники і проби: життєва ємність легень (ЖЄЛ); бронхіальну провідність оцінювали по максимальній об’ємній швидкості повітряного потоку на вдихові (МОШ вд) і видихові (МОШ вид), затримки дихання на вдиху і видиху (проба Штанге і Генчі).

Методом спірометрії діагностували життєву ємність легень – максимальний об’єм повітря, який можна видихнути після максимально глибокого вдиху. Вимір здійснювали сухим спірометром, перед початком вимірювальну шкалу і нульову її позначку встановлювали напроти стрілки. Обстежуваний робив максимально глибокий вдих, затискуючи пальцем ніс, вставляв мундштук у рот і, не поспішаючи, робив повільний максимально глибокий видих. При цьому він натужував всі дихальні м’язи, включаючи м’язи черевного пресу. Робилося два пробних видихи, потім з 15-секундним проміжком робили три залікових вимірювання. Кращу спробу записували в протокол.

За допомогою пневмотахометра вимірювали максимальну об’ємну швидкість повітряного потоку при вдиху і видиху у курсантів та студентів. Пневмотахометр являє собою диференціальний манометр, на шкалі якого можна визначити швидкість повітряного потоку в л/с. Потужність дихальних м’язів, а також бронхіальну провідність оцінювали за максимальною об’ємною швидкістю повітряного потоку на вдихові (МОШ вд) і видихові (МОШ вид) при диханні форсованому “ривком”. Отримані дані при пневмотахометрії показники прийнято називати потужністю вдиху або видиху.

Дослідження виконувалося в положенні стоячи. Досліджуваний щільно охоплював мундштук пневмотахометра губами і виконував максимально швидкий дихальний маневр (вдих або видих). Кожну операцію повторювали 5 разів. Показники зчитували на зовнішній шкалі пневмотахометра з датчиком діаметром діафрагми 20 мм для дорослих. Середні показники максимальної об’ємної швидкості вдиху у чоловіків знаходяться в межах 4,7-7,0 л/с, у жінок – 3,5-5,0 л/с.

Проба Штанге належить до найпростіших способів контролю функціонального стану дихальної системи. Після звичайного вдиху учасник випробування затримував дихання настільки, наскільки міг, затиснувши ніс пальцями. Після вдиху включали секундомір і виключали його після затримки дихання з точністю до 0,1 с. Затримка дихання в середньому знаходиться в межах 55-60 с.

Проба Генча визначає функціональний стан дихальної і серцево-судинної систем. Після звичайного видиху досліджуваний затримував дихання якомога довше, затискуючи ніс. Після видиху викладач включав секундомір, при наступному вдиху виключав. Тривалість затримки дихання на видиху на 40-50 % менша, ніж на вдиху.

Основними параметрами, які характеризують серцево-судинну систему курсантів та студентів, стали показники і функціональні проби: частота серцевих скорочень (ЧСС) уд/хв, систолічний і діастолічний артеріальний тиск, мм рт. ст., ударний об’єм серця, мл, хвилинний об’єм серця, л. Частота серцевих скорочень (ЧСС) вимірювалася за допомогою пальпації. Для цього накладали 2-4 пальці на долонну поверхню передпліччя лівої руки біля великого пальця і злегка притискували протягом 30 с з відповідним перерахунком за 1 хв.

Для оцінки артеріального тиску служив метод Короткова (ауксультативний), заснований на вловлюванні звукових явищ (судинних тонів) на плечовій артерії нижче місця її стискання у сидячому положенні. Учасник оголював ліву руку і йому на плече накладалася манжетка. Головка фонендоскопа встановлювалася на артерію в ділянці ліктьової впадини. Ритмічним натискуванням нагнітальника створювали у манжеті тиск вищий, ніж очікували. Повільним поворотом регулятора проти годинникової стрілки забезпечували плавне зниження тиску в компресорній манжеті. У момент виявлення першого тону фіксувався систоличний, а під час зниження – діастоличний артеріальний тиск. Вимірювання проводилося два рази з інтервалом не менше 5 хв. Фіксувався середній результат у мм рт. ст.

Після реєстрації частоти серцевих скорочень, артеріального тиску (систолічного і діастолічного) розраховували пульсовий тиск (ПТ) і середньодинамічний тиск (СрТ), систолічний об’єм крові (СОК) і хвилинний об’єм крові (ХОК).

ПТ = Ст – ДТ;

СрТ = 0,5 ПТ + ДТ;

СОК = 100 + (0,5 ПТ) – (0,6 ДТ) – (0,6 В);

ХОК = СОК · ЧСС;

СТ – систолічний тиск, мм рт. ст.; ДТ – діастолічний тиск, мм рт. ст.; В – вік обстежуваного (роки).

За допомогою Гарвардського степ-тесту кількісно оцінювали відповідні процеси в серцево-судинній системі і працездатність організму після дозованої важкої м’язової роботи. Індекс Гарвардського степ-тесту (ІГСТ) може визначатися у здорових і фізично підготовлених людей. При проведенні дослідження нами, а також В.А.Romanenko (1995) найбільш оптимальний для студентів віком 18-20 років є трьоххвилинний модифікований варіант. Індекс його виражається у вигляді такого рівняння:

9000_____

ІГСТ = (f₁ + f₂ + f₃)

У Гарвардському степ-тесті фізичне навантаження задається у вигляді сходжень на сходинку. Висота сходинки вибиралась залежно від статі, віку і поверхні тіла учасника тестування. Для дівчат висота сходинки – 40 см. У юнаків попередньо визначалась поверхня тіла за номограмою Дюбуа, якщо поверхня тіла менша 1,85 м² – висота сходинки 50 см. Темп сходження був постійний і дорівнював 30 циклам за одну хвилину. Кожний цикл складався з чотирьох кроків: 1 – підйом однієї ноги на сходинку; 2 – студент ставав на сходинку обома ногами, набуваючи вертикального положення; 3 – опускав ногу на підлогу, з якої щойно почав сходження; 4 – опускав другу ногу на підлогу. Темп рухів задавався метрономом. Він дорівнював 120 ударам за хвилину. В цьому випадку кожний рух відповідав одному удару метронома, Після виконання тесту обстежуваний сідав на стілець і потім протягом перших 30 секунд 2-, 3-, 4-ї хвилин відновлення у нього рахували пульс.

Фізична підготовленість оцінювалася за значеннями отриманого індексу. При ІГСТ меншому 55 фізична підготовленість оцінювалася як слабка, при 55-64 – нижча середньої, при 65-79 – як середня, при 80-89 – як добра і при 90 і більше – як відмінна.

Оцінку аеробної продуктивності, тобто величину максимального поглинання кисню (МПК) визначали непрямим методом по модифікованому Т.А.Юримяе і А.А.Віру (1982) тесту Купера, що враховує напруженості функцій організму. Тест Купера виконували досить просто: після старту учасники тестування намагалися подолати якомога більшу дистанцію за 12 хв бігу. Використовували тест після підготовки двотижневих занять. Перед тестом проводили невеличку розминку. Визначення довжини дистанції, яку пробіг учасник за 12 хв, вимірювали з точністю до 1 м.

Індекс його виражається у вигляді такого рівняння:

L · 100______

ІМТК = 2 (F1 + F2 + F3)

де ІМТК – індекс модифікованого тесту Купера, од; L – довжина дистанції, що подолав учасник тесту, м; F1 + F2 + F3 – ЧСС за перші 30 с на 2-, 3- і 4-ій хвилинах відновлення.

Визначення фізичної працездатності встановлювали по розроблених стандартизованих шкалах оцінки модифікованого тесту Купера для молодих чоловіків і жінок.

ІФС 1 = – 9851/х1 + 25,0 (2/225,0 + 3,95/х3 + 0,1 х4) + 15,3 (х5/50,0 + 23,2/х6) + 0,19 х7

де ІФС 2 = – 13850/х1 + 2,2 (х2/169,0 + 5,2/х3 + х3 + х4/8) + 22,0 (х5/45,0 + 27,3/х6) + 0,19 х7

де ІФС 1-2 індекс фізичного стану, од; х1 – індекс Кетле, г/см; х2 – стрибок у довжину з місця, см; х3 – біг 30 м з ходу, с; х4 – згинання і розгинання рук на гімнастичній лаві (для юнаків – підтягування на перекладині), кількість разів; х5 – індекс Гардварського степ-тесту трьоххвилинної модифікації, од; х6 – човниковий біг 120 м (4 х 30), с; х7 – затримка дихання на видиху, с.

Розрахунок показника ІФС 1-2 на значній (n > 100) показав, що його значення практично розподіляється відповідно з нормальним значенням.

Педагогічне тестування включало комплекс методик, що спрямовані на визначення фізичної підготовки курсантів та студентів.

Фізична підготовленість оцінювалась за результатами контрольних вправ, що передбачені державними тестами і нормативами оцінки фізичної підготовленості населення України та системою загальноєвропейських тестів для оцінки фізичного стану людини. Тестувалися різні види витривалості курсантів та студентів.

Рівень сили кисті і спини у юнаків і дівчат визначався за результатами: кистьової і станової динамометрії, кг; статичної витривалості м’язів кисті і спини – час утримання 50 % зусиль кисті, с, час утримання 50 % зусиль спиною, с, час утримання 100 % зусиль кисті, с, час утримання 100 % зусиль спиною, с; силової динамічної витривалості – підтягування на перекладині, згинання та розгинання рук в упорі лежачи у юнаків (згинання та розгинання рук в упорі на гімнастичні лаві – дівчата).

Сила м’язів кисті вимірювалась на ручному динамометрі ДРП – 90. Динамометр захоплювався кистю так, щоб пальці розташовувались на опорі, а циферблат був зовні. Стискування динамометра проводилося плавно і з максимальним зусиллям. Не дозволялося при цьому виконувати різних махів рукою. Результат фіксувався за шкалою в кг.

Для вимірювання сили розгиначів спини використовували динамометр В.М.Абалакова в модифікації Б.М.Рибалко. Досліджуваний із положення нахилу вперед, ноги і руки прямі, плавно (без ривків) розвивав, а потім протягом 3 с утримував досягнуте максимальне зусилля. Результат фіксувався за шкалою в кг.

Статичну витривалість м’язів кисті і спини щодо підтримування 100 % зусилля і рівного 50 % до максимальної довільної сили вимірювали ручним динамометром і модернізованим динамометром В.А.Абалакова з “падаючою” стрілкою. Фіксували час утримання заданого зусилля до відхилення стрілки приладу в сторону зменшення на одне ділення. Пробу проводили один раз.

Підтягування у висі виконувалося на високій перекладині. Учасник хватом зверху брався за перекладину і, згинаючи руки, підтягувався до такого положення, аби підборіддя було над перекладиною. Потім повністю випрямляв руки, опускаючись у вис. Вправа повторювалася стільки разів, скільки в учасника вистачало сил.

Згинання і розгинання рук в упорі лежачи (юнаки) проводилось на рівному дерев’яному майданчику. Учасник тестування приймав положення упору лежачи, руки прямі на ширині плечей, кисті вперед, тулуб і ноги утворювали пряму лінію, пальці стоп упиралися об підлогу. За командою учасник починав ритмічно з повною амплітудою згинати і розгинати руки. При згинанні рук необхідно було торкатися опори стегнами, міняти пряме положення тіла і ніг, перебувати у вихідному положенні та із зігнутими руками більше як 3 секунди, лягати на підлогу, розгинати руки почергово, розгинати і згинати руки не з повною амплітудою. Згинання і розгинання з допущеними помилками не зараховувалося.

Дівчата виконували тест згинання і розгинання в упорі на гімнастичну лавку. Опис проведення тестування, загальні вказівки і зауваження такі ж, як і у юнаків.

Швидкісну витривалість оцінювали за допомогою бігу на 100 м (с). Біг проводився на стадіоні згідно з правилами змагань. У забігах брали участь по чотири учасники. Результат визначався з точністю до десятої частини секунди.

Потужність і ємність гліколітичного механізму енергозабезпечення оцінювали в контрольних бігових тестах: човникового бігу 4 х 30 м, с (юнаки, дівчата); бігу 500 м, с – дівчата, бігу 1000 м, с – юнаки.

Човниковий біг 4 х 30 м тестували легкоатлетичній біговій доріжці. З положення високого старту учасник за командою “Руш!” пробігав 30 метрів, торкався покриття за лінією повороту, повертався кругом і таким же чином пробігав ще 3 відрізки по 30 метрів. Результатом тестування був час, витрачений на випробування з точністю до десятої секунди. Кожний учасник тестування мав одну спробу.

Умови тестування бігу на 500 (для дівчат) і 1000 м (для юнаків) однакові. Тестування проводили на легкоатлетичній доріжці. За командою “На старт!” учасники тестування ставали перед стартовою лінією у положення високого старту. За командою “Марш!” починався біг. Курсанти та студенти намагалися пробігти дистанцію якомога швидше. Виконувалася тільки одна спроба. Час подолання дистанції фіксувався з точністю до 1 с.

Аеробну витривалість оцінювали за допомогою бігових тестів: біг 2000 м – дівчата, біг 3000 м – юнаки. Опис і умови тестування такі ж, як і в попередньому тесті при бігові на 500 та 1000 метрів.

Педагогічне спостереження проводилося з метою визначення нових організаційних форм фізичного виховання, уточнення змісту навчального матеріалу, методики проведення занять, відповідність об’єму та інтенсивності навантажень, інтервалів відпочинку в процесі занять фізичними вправами. Під час дослідження зверталася увага на індивідуально-типологічні особливості студентів, реакцію організму на здані фізичні навантаження, підбір оптимальних навантажень відповідно до індивідуальних можливостей курсантів та студентів. Узагальнені результати педагогічних спостережень були використані при розробці методики по оптимізації системи управління фізичним станом курсантів та студентів у процесі занять з фізичного виховання.

Педагогічний експеримент складався із двох частин: констатуючої і формуючої. У процесі констатуючого експерименту було визначено рівні вихідного фізичного стану студентів-першокурсників, вивчено стан оперативної готовності провідних фізіологічних систем організму студентів до різних видів витривалості, розроблено практичні рекомендації щодо проведення занять з фізичного виховання, спрямованих на розвиток різних видів витривалості.

Формуючий експеримент визначав ефективність розробленої програми навчання.

Методи математичної статистики. Результати досліджень оброблялися методами математичної статистики, що забезпечують кількісний і якісний аналіз показників за допомогою персонального комп’ютера.

Визначалися такі статистичні характеристики:

середнє арифметичне, Х;

стандартне відхилення, S;

найменше значення X min;

найбільше значення X max.