Geum.ru

ОптимизаЦиЯ физических нагрузок на основе индивидуальной диагностики адаптивного состояния у занимающихся физической культурой и спортом ( с применением компьютерных технологий) 13.

Вид материалаАвтореферат
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6

В третьей главе «Концепция оптимизации физических нагрузок на основе индивидуальной диагностики адаптивного состояния» изложены материалы, посвящённые решению второй, частично пятой и шестой задач. Представлены основополагающие положения концепции: философско-исторический аспект двигательной активности человека; формирование понятийного аппарата; методологическая основа автоматизированного мониторинга; организационно-педагогические условия, система методов, средств, направленных на оптимизацию физических нагрузок.

Философско-исторический аспект двигательной активности человека заключается в его биосоциальной природе как способе социального бытия человеческого тела, обеспечивающего приспособление к условиям социальной среды и жизнедеятельности, отражённой в общественном и индивидуальном сознании. Изменение приоритетов и ценностей человека XXI века меняет задачи образовательной деятельности в воспитании двигательных навыков и развитии физических качеств. Однако познать психолого-педагогический процесс формирования личности средствами физической культуры и спорта невозможно без рассмотрения теоретического и методологического основания философско-исторической обусловленности двигательной активности человека. Акцентируя внимание на двигательной активности человека в историческом аспекте, мы подчеркиваем значимость движений как закономерного явления на разных этапах жизни и деятельности человека, сформировавших не только систему знаний педагогического процесса по физическому воспитанию, но и ценностного отношения к двигательной активности и повышению спортивного мастерства.


Понятийный аппарат занимает важное место в методологическом арсенале любой науки. Характерной особенностью гуманитарных дисциплин является то, что их понятийный аппарат не является статичным, он формируется и развивается под влиянием множества факторов и в зависимости от методологического подхода, в связи с чем понятия уточняются, расширяются и конкретизируются.

Физическая нагрузка, как правило, рассматривается в целом как двигательная деятельность человека. На наш взгляд, целесообразно физическую нагрузку человека рассматривать в трёх аспектах: первый – в массовой физической культуре как средство улучшения функционального состояния, адаптационных возможностей организма и гармоничного развития морфофункционального типа физического развития; второй – в адаптивной и лечебной физической культуре для профилактики и коррекции заболеваний; третий – в спорте высших достижений для повышения физической работоспособности и оказания стимулирующего воздействия на отдельные органы и системы организма с целью развития специфических качеств в соответствии с видом спорта.

Индивид – человек, который рассматривается в его целостности и полноте как личность. Целостность указывает на единство многообразных функций и механизмов, которые характеризуют его онтогенетические задатки, адаптивные возможности, направленные на личностно-профессиональное развитие и способность к самореализации, выработке психоэмоциональной устойчивости, что обеспечивает его адаптацию к конкретным жизненным условиям и конкурентоспособность.

Системно-структурный подход – представляет совокупность средств, методов, компьютерных технологий, современных методов управления тренировочным процессом для оптимизации физических нагрузок на основе индивидуальной диагностики адаптивных возможностей организма, обеспечивающих реализацию психолого-педагогических принципов здоровьесбережения в массовой физической культуре и спорте высших достижений.

Физическое состояние рассматривается нами, с одной стороны, как процесс формирования структурно-функциональных особенностей организма, с другой – как условная мера дееспособности (способный к действию).

Нейродинамический профиль адаптации – это нейрофизиологические закономерности развития внимания, мыслительной деятельности, памяти, эмоций, поведенческих реакций, пластичности нервных, вегетативных и соматических функций, характеризующих единство био-психо-социальных механизмов индивидуальной адаптации человека.

Донозологическое адаптивное состояние индивида – это интегральная характеристика динамического состояния функционального резерва основных систем организма человека, обеспечивающих его приспособительные функции, что даёт представление о «цене» адаптации физиологических, психофизиологических систем, устойчивости и пластичности нейродинамических процессов, сенсомоторных функций индивида.

Оптимизация физической и тренировочной нагрузки – это кратчайший путь достижения цели за счёт умелого управления имеющимися условиями и ресурсами на основе донозологического адаптивного состояния индивида, выступающего в роли системообразующего фактора – критерия, обеспечивающего конечную цель – результат. Оптимизация предполагает выбор стратегии и тактики при планировании нагрузки. Стратегия – искусство планирования. Она исследует закономерности тренировочного процесса, и на этой основе выбирается тактика. Тактика – часть стратегии, она включает все виды подготовки, средства и методы, контрольные тесты, меняющиеся во времени под влиянием тренировочных воздействий.

Интегральный подход к оптимизации оздоровительных физических нагрузок представляет собой область научного знания о совокупности средств и методов, интегрирующих педагогические и психофизиологические формы физкультурно-оздоровительной направленности, способствующие совершенствованию физических качеств и видов подготовки занимающихся физической культурой.

Компьютерные технологии – это программное компьютерное обеспечение на основе автоматизированного мониторинга. Технология мониторинга ориентирована на получение новых научных сведений в области автоматизированной системы управления адаптивными возможностями организма для интенсификации и индивидуализации учебно-тренировочного процесса разных социальных групп населения и спортсменов.

Здоровьесберегающие технологии – это совокупность научных знаний, средств, методов и приёмов, позволяющих оценить функциональные и психофизиологические параметры здоровья индивида. На основе оценки параметров здоровья подобрать адекватную тренировочную нагрузку, позволяющую повысить функциональные возможности организма с целью перевода его на новый уровень функционирования для сохранения и укрепления творческого потенциала, повышения уровня работоспособности и социальной активности, решения задач спортивной подготовленности.

Методологические основы автоматизированного мониторинга заключаются в создании новой технологии проектирования на базе автоматизированной интегральной системы (АИС), предназначенной для диагностики и педагогического управления адаптивным состоянием человека. Главной методологической особенностью мониторинга (на рис.1) является совокупность составляющих его различных аспектов. Правовой аспект опирается на принятые на федеральном уровне правовые и нормативные акты в области сохранения и укрепления здоровья человека. Организационный зависит от условий и целевых установок организации, внедряющей мониторинг. Информационно-управляющий заключается в обеспечении межведомственной координации деятельности по внедрению мониторинга. Научно-методический опирается на принцип комплексности, который заключается в дифференцированном и здравоохранительном подходах. Дифференцированный позволяет рассматривать различные состояния (физическое, психофизиологическое и т.д.) человека. Его основная функция – адресная реализация педагогических принципов развития физических качеств с учётом возрастной периодизации. Здраво-






Рис. 1. Структурная схема автоматизированного мониторинга


охранительный объектом изучения ставит не болезнь, а здоровье субъекта. Ответственность за поддержание здоровья возлагается на самого человека. Здравоохранительный подход является наиболее конкретным значимым способом внедрения оздоровительных и тренировочных программ по коррекции адаптивных состояний для широких слоёв населения. Информационно-технологический осуществляет децентрализацию диагностической информации с помощью СУБД, что позволяет определять базисные параметры здоровья, выделять группы риска, осуществлять коррекцию адаптивных состояний, проводить динамические наблюдения и прогнозировать состояния. Большое значение уделено кадровому персоналу. Интеграция ведущих специалистов в области педагогики, психологии, физической культуры, социологии, медицинских, психофизиологических и валеологических проблем здоровья позволяет сформировать здоровьесберегающее пространство и создать новую оздоровительную среду.

Функциональная структура АИС «Мониторинг здоровья» позволяет проводить экспресс-диагностику, своевременно распознавать уровни адаптивного состояния, выделять группы риска, формировать «Паспорт здоровья» и аналитические отчеты. Модульная структура АИС объединяет семь модулей. Разнородные по технологии информационные и ЭС, математический аппарат для статистического анализа, АПК выполнены в одной программной среде, что позволяет получить комплексную оценку адаптивного состояния индивида и его психомоторных функций. Предложенная методология и научно-методическое обоснование автоматизированного мониторинга, созданного в полном соответствии с требованиями, предъявляемыми к современному программному обеспечению.

Системный подход к оптимизации физических нагрузок представляет организационно-педагогические условия оптимизации физических нагрузок с учётом функциональных возможностей организма, обеспечивающих реализацию целенаправленной двигательной активности в занятиях оздоровительной физической культурой или спортом.

Оптимизация оздоровительных физических нагрузок. Одной из центральных идей оптимизации оздоровительных физических нагрузок применительно к условиям физического воспитания субъектов образовательного процесса и массовой физической культуры является идея разработки модели оздоровительной инфраструктуры. В высшем учебном заведении эта модель включает в себя четыре взаимосвязанных модуля. Организационно-правовой модуль опирается на приказы министерства и базисные программы. Диагностический модуль предназначен для динамического наблюдения за состоянием здоровья студентов с помощью АМ. Модуль коррекционных программ направлен на повышение адаптивных возможностей организма человека и его психофизиологического потенциала. Модуль научно-образовательной деятельности через теоретико-познавательный компонент позволяет сформировать систему знаний в области физических нагрузок и нетрадиционных средств оздоровления. Научно-поисковая деятельность заключается в разработке, создании и внедрении инновационных технологий, предназначенных для оптимизации двигательных режимов в соответствии с функциональными возможностями организма. Научно-методическая работа осуществляется через разработку дидактического материала, создание демонстрационно-обучающих и презентационных программ, кейса для дистанционного образования. Межвузовская корпоративная сеть представляет мобилизующе-функциональный компонент, позволяющий сотрудничать с другими вузами в рамках коллективного пользования, что способствует более быстрому внедрению новых оздоровительных технологий в образовательный процесс.

Оптимизация тренировочных нагрузок. Вопросы оптимизации в управлении тренировочным процессом многие исследователи, Л.П. Матвеев (1997), С.М. Гордон (1988), А.А. Новиков (1997), Г.С. Туманян (1997), Е.А. Ширковец (1995) и др., рассматривают как одну из наиболее актуальных проблем теории и методики спортивной тренировки. Под оптимизацией тренировочной нагрузки мы понимаем эффективность системы управления, включающей постоянный управляемый объект и управляемые процессы. Объектом управления является субъект. Управление будет оптимальным только в том случае, если сам процесс управления обеспечит достижение цели. Управляемыми процессами являются те, на ход которых можно влиять в той или иной степени. К ним относятся суммарный объём нагрузки, различные сочетания объёма, интенсивности, направленности воздействия применяемых средств и методов. Большое значение придаётся информации о результатах управления состоянием субъекта, который напрямую связан с обратной связью.

Таким образом, предложенная «Концепция оптимизации физических нагрузок на основе индивидуальной диагностики адаптивного состояния» указывает на комплексное решение проблемы оптимизации физических нагрузок. Интегральная оценка донозологического адаптивного состояния (ДАСИ) оценивается совокупностью антропометрических, морфофункциональных, физиологических и психофизиологических параметров, оцениваемых с помощью автоматизированного мониторинга. На основе оценки ДАСИ оптимизируются физические и тренировочные нагрузки не только за счёт подбора средств и методов овладения двигательными навыками и физическими качествами, но и за счёт внедрения здоровьесберегающих технологий, обеспечивающих эффективность образовательного и тренировочного процесса в системе физического воспитания и спортивной подготовки.

В четвёртой главе «Системное исследование адаптивного состояния» изложены материалы, посвящённые решению третьей, четвёртой и пятой задач. В главе представлены результаты многолетних исследований адаптационных возможностей организма разных социально-демографических групп населения и спортсменов высокого класса. Системное исследование предусматривает описание целого комплекса медико-биологических, психофизиологических и психологических параметров, которые носят гетерогенный характер. При этом формируется значительный уровень априорной неопределенности. Системное исследование осуществлено с помощью метода компьютерной диагностики, разработанного автором. Предложенный метод отличается от ранее существующих (Ф.В. Викторов, 1990; В.В. Кудрявцев, 1993; D. B. Caler, 1957; T. P. Mansurova, 1994 и др.) следующими особенностями. Во-первых, основу метода составляет информационно-технологический аспект АИС (см.с.20). Во-вторых, база данных обрабатывается с помощью автоматической классификации непараметрических методов, что позволяет анализировать множество параметров с последующим установлением взаимосвязи между ними с целью выделения критериев индивидуальной нормы различных состояний. В третьих, разработана модель системного исследования.

Модель системного исследования донозологического адаптивного состояния индивида предназначена для целостной оценки разнородных показателей, характеризующих уровень ДАСИ, и включает три основных компонента: физиологический, нейро-психофизиологический и сенсомоторный. Их значимость неоценима при выборе физической нагрузки и двигательного режима.

Исследование физиологического компонента. Для оценки физиологического компонента адаптивного состояния исследовали уровень физического состояния (УФС), функциональное состояние ССС и вегетативного гомеостаза как наиболее объективных параметров, раскрывающих физиологические механизмы адаптации организма к физическим нагрузкам. Исследования проводились у разных групп населения, в том числе и спортсменов.

Критерии оценки физического состояния определялись учёными в основном в Европейской части страны (Ф.В. Викторов, В.В. Зайцева и др.) и на Украине (С.А. Душанин, Е.А. Пирогова и др.). На первом этапе исследования, создавая АСУ «Здоровье студента», мы взяли критерии оценки физического состояния по Г.Л. Апанасенко (1985). Однако в процессе бета-апробации системы при обследовании студентов (5000 чел.) не найдено достоверной корреляционной зависимости между УФС и сдачей контрольных нормативов на беговых дистанциях по дисциплине «Физическая культура». Из 350 студентов, имеющих высокий УФС, только 55 % сдали норматив на «отлично», в то же время 7 % в норматив не уложилось. Из 1250 студентов, имеющих УФС выше среднего, на «отлично» сдали 15 %, в норматив не уложились 19 %. Из 3000 студентов со средним УФС норматив сдали на «отлично» 32 %, в норматив не уложились 6 %. Из 400 студентов с низким УФС норматив на «отлично» сдали 4 %, в норматив не уложились 18 %. Отсутствие корреляции между сдачей контрольных нормативов и УФС, даёт основание считать, что разработанные Г.Л. Апанасенко общепринятые критерии оказались неинформативными для контингента, проживающего в условиях Сибирского региона.

Чтобы выяснить несоответствие между УФС и сдачей контрольных нормативов, нами была проведена обработка базы данных с целью дифференциации уровней физического состояния. В качестве математического аппарата применены непараметрические методы и теория классификации, позволяющая устанавливать взаимосвязи между подмножествами и элементами пространства (А.В. Лапко, 1993; А.С. Востротина, О.Н. Московченко, 1995). Под УФС принята некоторая «компактная» область в пространстве показателей характеризующих данное состояние, которая соответствует одномодальному фрагменту плотности вероятности и является интегральным показателем, характеризующим количественную оценку каждого УФС или класс.

В результате проведенной классификации выделено семь классов, характеризующих различные УФС. Первый класс характеризует область «низких» величин исследуемых показателей. Его составляют испытуемые с одинаковой длиной тела (176–180±2 см) по сравнению с другими классами, но значительно сниженными антропометрическими показателями и повышенной массой тела по отношению к возрастной норме, неудовлетворительной адаптацией функциональных возможностей ССС к физической нагрузке. Второй класс характеризуется величинами «ниже средних» значений тех же исследуемых показателей по отношению к возрастным нормам. Третий класс – область «средних» значений. Четвертый класс – область «выше средних» значений. Пятый класс – область «высоких» значений. Шестой класс не идентифицирован, т.е. лица, отнесенные к данному классу (7,5 %), имеют неопределенный тип физического состояния, который не соотносится ни с одним из выделенных классов, что важно учитывать при сдаче контрольных нормативов по физической культуре. Седьмой класс характеризует область «очень высоких» величин. Его составляют испытуемые с высоким ростом (180-196±2 см), но значительно сниженными или повышенными антропометрическими показателями по отношению к возрастной норме, неудовлетворительной адаптацией функциональных возможностей ССС к физической нагрузке.

Следовательно, из семи выделенных классов один не идентифицируется, первый и седьмой допускают агрегирование (объединение) в один класс, так как соответствующие им показатели (дисгармоничное физическое развитие, неудовлетворительные адаптивные возможности ССС) попарно достоверно не отличаются. Обобщенный класс, или таксон, составляют первичные классы, не отличающиеся друг от друга попарно достоверно по определенным признакам. Несмотря на то, что первый класс характеризует область очень низких величин, а седьмой – очень высоких, они имеют достоверную корреляционную зависимость (r = 0,88-0,92 при p = 0,01; 0,001) с низким УФС. Лица, отнесённые к данным классам, входят в группу повышенного риска. И те, и другие нуждаются в строго дифференцированной физической нагрузке. Дальнейшее ранжирование признаков позволило дифференцировать УФС в соответствии с требованиями ВОЗ: высокий, выше среднего, средний, ниже среднего и низкий.

Параллельно с выделением УФС выделено пять морфофункциональных типов физического развития (МФТФР). Первый тип характеризуется значительным отставанием в весе от возрастной нормы, слабо развитой мускулатурой, низкими показателями ЖЕЛ, кистевой и становой динамометрии. Данный тип близок к классическому понятию астенического типа телосложения. Второй тип характеризуется средними значениями изучаемых показателей, соотносится с классическим понятием средней нормы и нормостеническим типом телосложения. Третий тип имеет высокие и выше средних значения исследуемых параметров и соотносится с классическим понятием мышечного типа телосложения. Четвертый тип не соотнесён ни с одним классическим понятием, характеризующим какой-либо тип телосложения. Пятый тип отличается значительным избытком массы тела, неадекватно развитой мускулатурой, высокими значениями ЖЕЛ и соотносится с классическим понятием гиперстенического типа телосложения. Отмечена высокая корреляционная зависимость (r = 0,97-0,99 при p = 0,001) между УФС и МФТФР. Учитывая, что взаимосвязь МФТФР с УФС очевидна, мы исследовали влияние климатических условий и двигательной деятельности на формирование морфотипа. Сравнительный анализ МФТФР представлен в табл. 2.

Соотношение МФТФР обусловлено местом проживания. У студентов Красноярска и Томска I тип составляет от 15,8 до 25 %, в то время как у молодежи За-

Таблица 2

Сравнительный анализ МФТФР у обследуемого контингента


Обследуемый

Контингент
Пол
Количество обследован-ных (чел.)
Морфофункциональные типы физического развития, %

I
II
III
IV
V

Студенты красноярских вузов
Ж
320
25,0
44,50
17.34
3,7
9,46

М
1007
18,27
41.95
26.23
7,05
6,50

Студенты Томского политехн. университета
Ж
236
21,80
45.25
15,00
3,00
15,00

М
629
15,80
41.78
21.00
5,86
15,56

Молодежь студенческого возраста БАМа
Ж
36
3,46
39,32
25,20
7,42
24,60

М
21
3,62
37,80
34,60
5,28
18,70

ИТР г. Комсомольска-на-Амуре
Ж
156
2,40
55.98
10.28
5,58
25,72

М
22
1,87
55.95
11.80
8,88
17,50

ИТР

г. Красноярска
Ж
122
5,42
59.32
14.20
7,78
13,28

М
141
5,28
50.99
26.00
6,13
11,60

ИТР

БАМа, г. Усть-Кут
Ж
72
0,50
31.46
30.50
6,74
30,80

М
67
0,65
39.26
28.00
12,13
21,02

Спасатели МЧС
М
20



20
80






Спортсмены циклических видов спорта
М
196
2
20
75
3



Спортсмены – борцы
М
78



4
62
15
19


падного участка БАМа он встречается реже в 4-8 раз (p < 0,002). Среди взрослого населения к I типу отнесено от 3,62 до 0,50 %. Следовательно, I тип является менее адаптивным к природным условиям Сибири, что согласуется с исследованиями Т.И. Алексеевой (1986). Незначительную вариативность в зависимости от места проживания имеет IV МФТФР. Наибольший процент V МФТФР отмечен у моло дежи и ИТР БАМа, у ИТР г. Комсомольска-на-Амуре. У студентов Красноярска он составил от 6 до 9,4 %, у студентов Томска – 15-15,6 %.Среди факторов, влияющих на МФТФР, можно выделить двигательную активность человека. В связи с этим проведен анализ МФТФР у 20 спасателей МЧС (кандидаты и мастера спорта), 196 спортсменов циклических и 76 – силовых видов спорта. Среди спасателей МЧС к III типу соотнесено 80 %, ко II – 20 %. У спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, также преобладают III и II типы (p < 0,01). У спортсменов-борцов превалируют III, IV (p < 0,01 и p < 0,001) и V типы (p < 0,01). Причем среди спортсменов, отнесенных к V типу, только у 2,6 % отмечалось увеличение жировой массы, сочетающейся с низкими показателями силы кистей рук и спины. У 81 % превышение веса сочеталось с хорошо развитой силой мышц спины, кистей рук, что свидетельствовало о преобладании мышечной, а не жировой массы. Взаимосвязь морфофункциональных показателей с весовыми категориями у борцов греко-римского стиля представлена на рис.2.

Л
– легкая, С – средняя, Т – тяжелая категория

Рис. 2. Взаимосвязь морфофункциональных показателей с весовыми категориями


В соответствии с МФТФР индивидуализировалась величина нагрузки для дифференцированного воздействия на отдельные морфофункциональные параметры телосложения с целью формирования «типа борца». Коэффициенты корреляции

между морфофункциональными параметрами и весовыми категориями варьировали в диапазоне от 0,75 до 0,83 при высоком уровне достоверности (р > 0,001).

Тренер, учитывая морфофункциональные параметры в соответствии с весовой категорией, нестандартно решал вопросы технической подготовки спортсмена, рационально использовал его преимущества, более целенаправленно «шлифовал» техническое и тактическое мастерство, прогнозировал оптимальную тактику ведения поединка с учётом телосложения соперника.

Исследование функционального состояния ССС и вегетативного гомеостаза проведено с целью проверки надёжности дифференцированных УФС. Комплексная оценка функционального состояния центрального и периферического звеньев системы кровообращения, сократительной способности миокарда, ритма сердца и его вегетативной регуляции позволили выявить достоверную корреляционную зависимость между показателями, характеризующими функциональное состояние ССС и УФС (r = 0,89 ÷ 0,82; при p = 0,01) (рис. 3).

К

Р Г: Нормотонический тип

Симпатикотонический

Перенапряжение

К И Г: Эйтония

Парасимпатикотония

Симпатикотония

Рис. 3. Сопоставление анализа сердечного ритма с УФС


Между показателями КРГ и КИГ, характеризующими функциональное состояние ССС, существует достоверная корреляционная зависимость с уровнем физического состояния. Чем выше УФС, тем больший процент обследуемых лиц имеет хорошие компенсаторные возможности ССС, тем большее количество студентов сдали зачет на «отлично» и «хорошо» (рис 4).





Рис. 4. Взаимосвязь дифференцированных УФС с контрольными нормативами

Таким образом, оценка УФС по критериям, разработанным автором с учётом региональных особенностей, позволила получить наиболее объективные показатели сдачи контрольных нормативов студентами на беговых дистанциях.