Полезные материалы за все 6 курсов / Учебники, методички, pdf / Физиология_человека_Солодков_А_С_,_Сологуб_Е_Б_2018

ских нагрузок. Лишь в этом случае возможно обеспечить плано мерное нарастание спортивного мастерства, не ухудшая процес сов роста и развития и сохраняя на высоком уровне здоровье юного спортсмена.

4. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УРОКА ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ В ШКОЛЕ

Впоследние годы наряду с общеобразовательными школами появились новые учебные заведения (гимназии, лицеи), в том числе и частные, которые характеризуются возросшим объемом общей учебной нагрузки и снижением внимания к занятиям физической культурой. Это приводит к существенному ухудше нию функций организма, развитию преморбидных состояний

иповышению уровня заболеваемости учащихся.

Вфизкультурных и педагогических вузах России студенты знакомятся с некоторыми положениями педагогического контро ля и особенностями функций организма школьников на уроках физической культуры. Однако в методических указаниях по дан ной проблеме отсутствуют сведения о влиянии занятий физиче скими упражнениями на состояние здоровья детей. Параллельное рассмотрение этих вопросов педагогами, тренерами и физиолога ми будет способствовать всестороннему взаимодополнению

иболее глубокому анализу влияния физических нагрузок на орга низм учащихся.

Хорошо известно, что достаточное и правильно организованное физическое воспитание становится действенным средством сохра нения и укрепления здоровья, улучшения физического и функцио нального развития детей и подростков. С другой стороны, анализ существующей системы педагогического и медицинского контро ля за уроками физической культуры свидетельствует о том, что такие занятия проводятся без достаточного учета физиологиче ских особенностей организма и работоспособности школьников.

4.1.ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НОРМИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Одной из важнейших задач возрастной физиологии явля ется н о р м и р о в а н и е физических нагрузок для детей с уче

том их возраста.

530

Обоснование физических нагрузок, адекватных функциональ ным возможностям организма, обычно осуществляется по трем параметрам:

1)величина сдвигов физиологических констант и прежде всего частота сердечных сокращений, уровень артериального дав ления, потребление кислорода и легочная вентиляция;

2)биоэнергетические затраты организма;

3)интенсивность физических упражнений (сила, скорость передвижения).

В физиологии спорта чаще всего используются две классифи кации интенсивности физических упражнений. Согласно одной из них, интенсивность физических нагрузок оценивается вели чиной потребления кислорода и количеством затраченной энер гии. В этом случае упражнения делят на группы с преобладанием аэробных, анаэробных или смешанных (анаэробно аэробных) путей энергопродукции. При этом подчеркнем, что удовлетворе ние энергетических запросов организма обеспечивают три энер гетические системы: 1) анаэробная фосфагенная (АТФ, КрФ), она же алактатная; 2) анаэробная лактатная (гликолитическая);

3)аэробная (окислительное фосфорилирование).

В другом случае весь диапазон интенсивности физических

нагрузок делится на зоны мощности, в зависимости от показа телей механической работы, которую выполняет человек. Впер вые такую классификацию осуществил А. Хилл (1926), более детально ее рассмотрел В.С. Фарфель (1947), которым была ус тановлена четкая зависимость между скоростью преодоления дистанции и предельным временем, в течение которого эта ско рость может поддерживаться. Им обоснованы четыре зоны отно сительной мощности: максимальная, субмаксимальная, большая и умеренная.

Считается, что тренировочная нагрузка любого занятия физи ческими упражнениями должна обеспечивать не только нужную величину и направленность срочного эффекта, но и его взаимо

действие с тренировочными эффектами предшествующего и последующего занятий (чистый фон или предшествовало какое то упражнение). Исходя из этого, отмечают три типа взаимо действий, при которых нагрузка предшествующих упражнений влияет на функциональные сдвиги, вызванные нагрузкой после дующего упражнения: 1) положительное взаимодействие (сдвиги функций увеличиваются); 2) отрицательное (сдвиги уменьшают ся); 3) нейтральное (изменения функций не существенны).

531

Для развития тренированности важно положительное взаимо действие, которое достигается в следующих случаях:

–в начале занятия выполняются анаэробные алактатные уп ражнения (скоростно силовые), а затем анаэробные гликолити ческие (упражнения на скоростную выносливость);

–сначала выполняются алактатные анаэробные упражнения,

азатем аэробные (упражнения на общую выносливость);

–сначала выполняются анаэробные гликолитические, затем аэробные упражнения.

При другом сочетании упражнений добиться положительного взаимодействия трудно, а подчас и невозможно. Так, если внача ле выполнять аэробные, а затем анаэробные упражнения, то вза имодействие энергетических систем будет отрицательным, а тре нировочные занятия будут мало эффективными.

При нормировании нагрузок также рекомендуется учитывать следующие компоненты:

1) продолжительность упражнения;

2) его интенсивность;

3) продолжительность интервалов отдыха между упраж нениями;

4) характер отдыха (активный, пассивный);

5) число повторений упражнений.

Анализ и учет всех этих компонентов позволяет, с одной сто роны, регулировать интенсивность нагрузок, а с другой – прогно зировать величину и характер функциональных сдвигов у зани мающихся.

На уроках физической культуры должны выполняться упраж нения как циклического характера (ходьба, бег, приседания), на правленные прежде всего на развитие быстроты и выносливости, так и ациклического характера (прыжки, метания, гимнастиче ские упражнения), развивающие силу и ловкость. Необходимость ациклических движений подтверждается большим их представи тельством при выполнении трудовых и бытовых двигательных действий.

При нормировании нагрузок в упражнениях циклического характера первостепенное значение приобретает оценка энерго трат на данную работу, степень функциональных сдвигов при ее выполнении и скорость их восстановления. При нормировании интенсивности ациклических упражнений главное значение при обретает оценка уровня устойчивости двигательного динамичес кого стереотипа разучиваемого движения, степень совершенства

532

коррекций движений и их конечные результаты и в меньшей мере – показатели функциональных изменений и скорость их нормализации.

Одна из задач физиологически обоснованного нормирования нагрузок на уроках физической культуры состоит в том, чтобы затраты энергии, число повторений упражнений и продолжитель ность выполнения серий упражнений были оптимальными. Если затраты энергии и число повторений упражнений малы, то эф фект занятий будет понижен вследствие недостаточной мобили зации физиологических функций. Если же затраты энергии, чис ло повторений и продолжительность упражнений чрезмерно велики, то эффект упражнений будет также снижен, но в резуль тате ослабления физиологических процессов в связи с истощени ями энергоресурсов, ферментов и нарушениями механизмов ре гуляции функций.

В настоящее время считается, что затраты энергии детей млад шего и среднего школьного возраста на уроках физической куль туры должны составлять 20–30% МПК. Продолжительность се рий упражнений не должна превышать той, при которой появляются признаки нарушения согласованного ритма физио логических процессов (Любомирский Л.Е., 1989). Проведенный автором анализ экспериментальных показателей работоспособно сти школьников от 7 до 11 лет и особенностей адаптации их сис тем дыхания и кровообращения дает основание считать, что использование чередования нагрузок большой и умеренной ин тенсивности позволяет повышать эффективность уроков физи ческой культуры, направленных на развитие выносливости уча щихся.

4.2. ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Физиологическое обоснование нагрузок на уроках физиче ской культуры прежде всего обусловлено необходимостью изуче ния двигательной деятельности на уроке с учетом интенсивности нагрузок и времени их выполнения, а также оценкой функцио нального состояния организма в ответ на эти нагрузки. Исходя из этих основных положений, в настоящее время общепринятой является с т р у к т у р а у р о к а физической культуры, состоя

щая из трех взаимосвязанных частей: вводной (подготови тельной), основной и заключительной. Продолжительность

533

каждой части урока должна определяться направленностью и характером учебной деятельности, возрастом и полом школь ников, их физическим и функциональным развитием. В общеоб разовательных школах в соответствии с существующими реко мендациями по проведению урока физической культуры время его каждой части довольно четко регламентировано.

П о д г о т о в и т е л ь н а я ч а с т ь у р о к а , продолжительностью 8–10 мин, включает ходьбу с построением, бег со средней скоро стью и вольные упражнения. Упражнения подготовительного этапа урока направлены на достижение врабатывания организма школьников к основной его части. Врабатывание различных органов и систем осуществляется неравномерно (вначале – быст ро, затем медленнее) и неодновременно (гетерохронно) – двига тельная система (10–30 с), вегетативные органы (3–5 мин). С фи зиологических позиций в период врабатывания происходит перестройка нервных и гуморальных механизмов регуляции ани мальных и вегетативных систем, формирование необходимого двигательного стереотипа и улучшение координации движений, а также достижение требуемого уровня функций вегетативных органов и систем, оптимально обеспечивающих данную мышеч ную деятельность.

О с н о в н а я ч а с т ь у р о к а , продолжительностью около 30 мин, включает бег, ходьбу, прыжки в длину и высоту и направ лена прежде всего на развитие быстроты и выносливости. Физио логический интерес состоит в том, что в этой части урока следует ожидать наиболее выраженные функциональные изменения.

З а к л ю ч и т е л ь н а я ч а с т ь у р о к а (5–7 мин) включает ходьбу, прыжки на двух и одной ноге, бег со средней скоростью, ходьбу с глубоким дыханием. Все упражнения в этой части урока должны выполняться в замедленном темпе, способствуя расслаб лению мышц, нормализации функций организма и активизации восстановительных процессов. Заключительная часть урока дол жна способствовать постепенному переходу от активной мы шечной деятельности к обычному двигательному режиму школь ника.

Как же изменяются функции организма на различных этапах урока? Во время подготовительной части урока функциональ ные изменения характеризуются преобладанием процессов воз буждения в ЦНС, повышением возбудимости сенсорных, мотор ных и вегетативных нервных центров, улучшением работы желез внутренней секреции. Все это ведет к усилению функций раз

534

личных органов и систем и, в частности, проявляется ускорени ем сенсомоторных реакций, увеличением скорости проведения импульсов по нервным и мышечным волокнам; увеличивается скорость метаболических процессов в мышцах, растет содержа ние в крови катехоламинов и кортикостероидов, повышается температура тела.

Со стороны вегетативных органов и систем отмечаются тахи кардия, повышение артериального давления и скорости кровото ка, увеличиваются ударный и минутный объемы крови, ее веноз ный возврат, улучшается микроциркуляция скелетных мышц, миокарда, кожи. Увеличиваются частота и глубина дыхания, минутный объем дыхания, растет коэффициент использования кислорода, повышается количество лейкоцитов, эритроцитов и ге моглобина, отмечается сдвиг кривой диссоциации оксигемогло бина вправо и растет кислородная емкость крови, увеличивается потоотделение и др. Физиологический смысл всех этих изме

нений заключается в переходе различных органов и систем на новый уровень функционирования, onmuмальный для конкретной мышечной деятельности.

Существующие «Методические рекомендации по проведению урока физической культуры» предусматривают максимальные

сдвиги физиологических функций в основной части урока

ивозвращение их к исходному состоянию в заключительной части. Как показали специальные исследования В.С. Фарфеля с сотрудниками (1949) и других специалистов, отмечаются зна чительные отклонения фактических данных от методических рекомендаций. В частности, было установлено существенное увеличение частоты сердечных сокращений даже в подгото вительной части урока (160–180 уд./мин, а рекомендуется увеличение не более, чем в 1,5–2 раза от исходного); иногда в подготовительной части урока изменения функций происхо дят в сторону увеличения по сравнению с основной; в заключи тельной части урока показатели не всегда достигают исходных величин.

Содной стороны, это свидетельствует о неправильном распре делении физических нагрузок, урок не всегда достигает своей це ли – повышения выносливости и тренированности, сохранения

иукрепления здоровья учащихся. С другой стороны, это указывает на необходимость более глубокой и всесторонней физиолого пе дагогической оценки урока физической культуры и внесения соответствующих коррективов в его проведение.

535

4.3. ВЛИЯНИЕ ЗАНЯТИЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ НА ФИЗИЧЕСКОЕ, ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ,

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ШКОЛЬНИКОВ

Уроки физической культуры должны повышать устойчи вость организма школьников к физическим нагрузкам и быть направлены на улучшение физического и функционального развития, увеличение работоспособности, сохранение и ук репление здоровья учащихся. Медико биологической основой этих процессов являются физиологические, биохимические и мор фологические изменения, возникающие во время занятий физи ческими упражнениями, а также совершенствование нервной и гуморальной регуляции функций организма учащихся.

Одно из основных физиолого педагогических требований урока физической культуры состоит в получении т р е н и р о в о ч н о г о э ф ф е к т а . В физиологическом отношении трениро вочный эффект заключается прежде всего в повышении функци ональных возможностей различных органов и систем и развитии адаптации организма к физическим нагрузкам.

Тренировочный эффект возникает, если нагрузка достигает или превышает пороговую величину, которая всегда должна быть выше обычной повседневной (бытовой) нагрузки. Выбирая ве личину пороговой нагрузки, следует учитывать функциональные возможности организма, возраст и пол школьников. Одна и та же нагрузка может быть выше или ниже пороговой для школьников разного возраста (младший, средний, старший) и разного пола. Для решения различных задач урока (вводная, основная, заклю чительная) величина пороговых нагрузок также должна быть различной. Из сказанного следует, что для правильного и гра мотного проведения занятий педагогу необходимо знать и учи тывать целый ряд методических и медико биологических поло жений.

В соответствии с фазовым протеканием адаптационных изме нений тренировочный эффект физических упражнений может

быть различным: срочным, отставленным (пролонгирован ным) и кумулятивным.

С р о ч н ы й э ф ф е к т н а г р у з к и проявляется функциональ ными изменениями в организме во время или вскоре после окон чания нагрузок (до 30–60 мин). Главная физиологическая особенность срочного эффекта заключается в том, что он форми руется на основе готовых, ранее образованных механизмов регу

536

ляции и программ приспособления и характеризуется избыточ ной активацией различных органов и систем.

О т с т а в л е н н ы й т р е н и р о в о ч н ы й э ф ф е к т наблюдает ся на поздних фазах восстановления и в физиологическом отно шении представляет собой продолжительную деятельность различных органов и систем на повышенном уровне их функцио нирования. Именно отставленный эффект способствует развитию в организме явлений суперкомпенсации.

Ку м у л я т и в н ы й э ф ф е к т возникает как результат после довательного суммирования срочных или отставленных и фор мируется на основе вновь создаваемых программ и механизмов приспособления. В кумулятивном эффекте возникают изменения, связанные с усилением синтеза нуклеиновых кислот и белков, способствующих развитию долговременной адаптации. Кумуля тивный эффект выражается в улучшении физического и функцио нального развития, повышении работоспособности и вызывает две основные физиологические перестройки: а) увеличение функцио нальных резервов организма; б) повышение экономичности (эф фективности) деятельности различных органов и систем.

Продолжительность упражнений тесно связана со скоро стью их выполнения и определяется характером энергообеспече ния. Так, при выполнении упражнений в максимально возмож ном темпе в течение 3–10 секунд энергообеспечение осуществля ется по креатинфосфатному механизму, при работе от 20 секунд до 3–5 минут – по гликолитическому (лактатному) и при умерен ной нагрузке в течение десятков минут и нескольких часов раз вертываются аэробные реакции.

Существенное значение имеет продолжительность интер вала отдыха между нагрузками. Если нагрузки невелики и отдых между ними достаточен, то школьники работают при аэроб ном энергообеспечении; если нагрузки большие, а отдых мал – при анаэробном энергообеспечении.

Увеличение числа повторений упражнений в аэробных условиях повышает функциональные возможности кислородтран спортной системы и физическую работоспособность, а при уве личении числа повторений в анаэробных условиях – наступает истощение механизмов энергообеспечения и снижаются функцио нальные возможности организма.

С увеличением возраста школьников, которые регулярно зани маются физическими упражнениями, функции организма и работоспособность улучшаются. С другой стороны, достоверно

537

установлено, что количество занятий физическими упражне ниями для адекватного развития организма школьников,

предусмотренное существующим ныне учебным планом, не достаточно. В частности, специально выполненными исследо ваниями под руководством Л.Е. Любомирского (1989), школьни ков разных возрастных групп (7–10 классы) при обычном занятии физической культурой (2 часа в неделю) и дополнительном вве дении одного внеурочного часа установлено, что у лиц экспери ментальной группы были лучшие показатели гемодинамики, внешнего дыхания, энергообеспечения и выше уровень физиче ской работоспособности по данным велоэргометрии. Было также показано, что у школьников в стадии завершения полового со зревания как в состоянии покоя, так и при различных физиче ских нагрузках (по сравнению с лицами препубертатного перио да) показатели функций организма более экономичны и у них существенно выше работоспособность.

Известно, что в странах Западной Европы, США и Японии на занятия по физическому воспитанию школьников отведено от 3 до 6 часов в неделю. И даже при таком положении дел в ФРГ, например, «более 60% школьников страдают заболеваниями, ко торые раньше считались “привилегией” лиц пожилого возраста». В США, по данным Президентского совета по физической подго товке и спорту, «... в начале 80 х годов лишь 0,1% школьников выполняли спортивные нормативы, установленные советом» (Жарова Л., Станиславская Е., 1987). Есть все основания пола гать, что физическое и функциональное развитие школьников нашей страны и состояние их здоровья – не лучше.

По данным доклада в Государственной думе в 1993 г. о состо янии здоровья населения Российской Федерации, 60% детей в возрасте от 3 по 7 лет отнесены к практически здоровым, но имеющим различные функциональные нарушения. В частности, у 30–40% детей младшего и у 20–30% – старшего дошкольного возраста отмечены невротические нарушения, у 35% – отклоне ния со стороны опорно двигательного аппарата и пр.

С 1960 по 1993 г. численность практически здоровых школь ников (I–II группы здоровья) снизилась в первых классах с 61% до 46%, в восьмых – с 60% до 48%. С переходом из класса в класс здоровье детей ухудшается. За время обучения в школе число абсолютно здоровых детей снижается в 4–5 раз, особенно в 4–5 классах, когда совпадают периоды полового созревания и повы шенной учебной нагрузки. К 8 классу в 5 раз возрастает частота

538

нарушений со стороны органа зрения, в 1,5–2 раза – нервно пси хических расстройств, в 2–3 раза – нарушения осанки.

По данным Первого съезда практических психологов (1994), около 80% школьников заканчивают учебу с отклонениями в состоянии здоровья, 45% из них являются хроническими боль ными. Причины такого состояния – издержки школьного обу чения.

Высокая интенсивность школьного обучения и недостаточ ная двигательная активность приводят к резкому снижению эмоционального и психического тонуса учащихся, повышению уровня тревожности и снижению их умственной работоспо собности.

Гипокинезия, вызывая нарушения обменных процессов и из быточное отложение липидов, способствует заболеванию детей ожирением. У таких детей чаще возникают травмы, в 3–5 раз выше простудная заболеваемость. На протяжении школьного обучения у 14–18% школьников развивается гипертоническая болезнь, а 20–25% детей из числа отстающих в учебе по состоя нию здоровья становятся второгодниками. Как указывают авто ры, школьные уроки физической культуры (2 часа в неделю)

восполняют двигательный дефицит только на 11%.

На протяжении десяти лет под нашим руководством прово дились комплексные обследования детей дошкольного возраста, школьников и студентов в различных регионах России (Калинин град, Кемерово, Краснодар, Курск, Санкт Петербург, Шуя, Уссу рийск). Результаты этих исследований, значительная часть кото рых уже завершена и защищена в виде кандидатских и докторских диссертаций, позволили нам сформулировать и реализовать не которые теоретические и прикладные проблемы профилактиче ского, диагностического и оздоровительного характера.

Выполненные комплексные исследования по оценке функцио нального состояния ЦНС, сердечно сосудистой, дыхательной и сенсорных систем, органов выделения, энергообеспечения и фи зической работоспособности у школьников и студентов в процес се регулярных занятий физическими упражнениями позволили установить некоторые особенности в проявлении вышеназванных физиологических реакций по сравнению с аналогичными показа телями у лиц, не занимающихся физическими упражнениями.

В частности, у последней категории обследованных перестройка регуляторных приспособительных механизмов и мобилизация физиологических резервов осуществляется, как правило, с повы

539