Книга: Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

4.4. Физиолого-педагогический контроль за занятиями физической культурой и физиологические критерии восстановления организма школьников

4.4. Физиолого-педагогический контроль за занятиями физической культурой и физиологические критерии восстановления организма школьников

Для эффективного нормирования и управления уроком физической культуры необходим комплексный физиолого-педагогический контроль, на основании которого оценивается эффект нагрузки и функциональное состояние организма.

Зарегистрированные в процессе контроля параметры функционального состояния и эффектов нагрузки сопоставляются с количественными и качественными ее характеристиками, на основании чего составляется конспект урока и методические рекомендации по его проведению. Используются три вида контроля: оперативный, текущий и этапный.

Оперативный контроль предназначен для регистрации одного упражнения, серии упражнений и урока в целом, а также функциональных изменений организма. Анализ результатов контроля основан на оценке зависимости типа «доза-эффект», где дозой является величина и время нагрузки, а эффектом – степень выраженности и направленность функциональных сдвигов. Установлено, что наибольшее потребление кислорода, более эффективное функционирование различных органов и систем отмечается при средних по величине объемах нагрузок. Малые нагрузки не вызывают необходимого физиологического эффекта, большие – угнетают деятельность кислородтранспортной системы, снижают функциональные резервы и работоспособность учащихся.

Оперативная оценка физиологической стоимости упражнений имеет большое значение при выборе рациональной последовательности их выполнения и продолжительности на уроке. Нагрузку на уроке нужно распределять так, чтобы получить заданное (положительное или отрицательное) взаимодействие срочных эффектов, которое должно проявляться в увеличении или в уменьшении функциональных сдвигов, вызванных предшествующей энерготратой и последующей работой. Если во время урока используется много различных упражнений, оценка величины и направленности срочных эффектов каждого из них позволяет установить их нагрузочную стоимость и оптимизировать последовательность выполнения. Установлено, что частота сердечных сокращений при выполнении упражнений на различных гимнастических снарядах практически одинакова. Однако если определять частоту пульса только в начале нагрузок, то наибольшие сдвиги при этом наблюдаются при выполнении вольных упражнений, а наименьшие – во время прыжков. Особенно важен оперативный контроль за динамикой функциональных сдвигов в игровых частях урока, когда упражнения выполняются одновременно группой школьников.

Текущий контроль предусматривает регистрацию нагрузок и их влияние на организм за несколько уроков (5-10). В основе текущего контроля лежат данные регистрации показателей каждого урока, их сопоставление с результатами контрольных занятий и с показателями текущего функционального состояния школьников. Анализ данных текущего контроля проводится на основе оценки восстановления основных функций организма в зависимости от объема выполненной нагрузки. Полученные данные о характеристике восстановительных процессов служат основой для планирования нагрузки на ближайшие уроки при обязательном улете гетерохронности восстановления различных функций. Поэтому подбор упражнений должен осуществляться таким образом, чтобы одинаковые по направленности нагрузки задавались через достаточные интервалы времени для восстановления ведущих функций организма.

Этапный контроль нагрузки заключается в регистрации ее параметров и их анализе на протяжении нескольких месяцев и даже всего учебного года. Количество этапов зависит от возраста, пола, подготовленности школьников и педагогических задач урока. Главными задачами этапного контроля являются анализ спортивных результатов, физического развития, функционального состояния и определения наиболее эффективных нагрузок, обладающих выраженным развивающим воздействием. Рассчитав соотношение нагрузок разной направленности, следует сопоставлять полученные результаты с показателями кумулятивного эффекта нагрузки. Надежность полученных при этом данных зависит прежде всего от информативности тестов этапного контроля, к числу которых относят энерготраты организма и показатели физической работоспособности школьников. Наиболее доступными методиками для определения энерготрат являются различные расчетные показатели.

Энерготраты в состоянии абсолютного покоя (основной обмен) рассчитывают по формуле Рида:

Е = 0,75 (ЧСС + 0,74 ? ПД ? 72),

где Е – энерготраты в ккал/сут; ПД – пульсовое артериальное давление в мм рт. ст.

Широкое распространение для этих целей получила формула Брейтмана:

Е = 0,75 ? ЧСС + 0,5 ? ПД-74,

где Е – энерготраты в % от стандартов Гарриса и Бенедикта.

В физиологии труда и спорта общие энерготраты организма (Е_общ.) рассматривают как сумму энергетических расходов в покое (Е_пок.) и при нагрузке (Е_нагр.): Е_общ.= Е_пок. + Е_нагр..

При этом энерготраты в покое рассчитывают по формуле:

Е_пок. = W_исх. ? 0,014,

где Е_пок. – мощность энерготрат в покое, ккал/мин; W_исх.– исходная мощность функционирования организма в Вт; 0,014 – коэффициент пересчета Вт в ккал/мин.

Энерготраты при выполнении физических нагрузок определяют по формуле:

Е_нагр. = W_нагр. ? 0,014 ? 5,

где W_нагр. – мощность функционирования организма в процессе физической работы в Вт; 5 – коэффициент перерасчета энерготрат организма при выполнении работы на велоэргометре с КПД = 20 %.

Нередко для практических целей при расчете энерготрат спортсменов используют применяемое в физиологии и гигиене труда сопоставление энергетических характеристик определенных этапов физических упражнений с представленными в литературе константами, полученными при аналогичных видах деятельности методом прямой и непрямой калориметрии. Такая методика не является абсолютно точной, но при оценке энерготрат в динамике она вполне допустима.

При оценке физической работоспособности существуют различные методические подходы. Прежде всего используют ее прямые показатели, которые позволяют оценивать профессиональную (спортивную) деятельность как с количественной (метры, секунды, килограммы, очки и т. д.), так и с качественной (надежность и точность выполнения конкретных физических упражнений) сторон.

К косвенным критериям работоспособности относят различные клинико-физиологические, биохимические и психофизиологические показатели, характеризующие изменения функций организма в процессе работы. Другими словами, косвенные критерии работоспособности представляют собой реакции организма на определенную нагрузку и указывают на то, какой физиологической ценой для человека обходится эта работа, т. е. чем, например, организм спортсмена расплачивается за достигнутые секунды, метры, килограммы и т,д. Кроме этого установлено, что косвенные показатели работоспособности в процессе труда ухудшаются значительно раньше, чем ее прямые критерии. Это дает основание использовать различные физиологические методики для прогнозирования работоспособности человека, а также для выяснения механизмов адаптации к конкретной профессиональной деятельности, оценке развития утомления и анализа других функциональных состояний организма.

В физиологии спорта определение физической работоспособности осуществляется также путем применения различных нагрузочных тестов (проба Летунова, Гарвардский степ-тест, PWC₁₇₀, МПК и др. – см. раздел 5.3 в «Спортивной физиологии»).

Доступными и в достаточной мере информативными показателями, характеризующими влияние нагрузок на организм школьников и эффективность восстановительных процессов, являются частота сердечных сокращений и уровень артериального давления, особенно пульсового. Достаточную информацию дает частота пульса, подсчитанная в течение 10 с троекратно после окончания урока: 0-10 с, 30–40 с, 60–70 с. В результате получают три показателя пульса (П₁, П₂, П₃), которые подвергаются дальнейшей математической обработке и анализу. Считается, что величина П₁ характеризует реактивность сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, П₂ и П₃ – эффективность ее восстановления. Комплексную оценку состояния сердечно-сосудистой системы осуществляют на основании суммы трех показателей (П₁ + П₂+ П₃).

Более достоверные данные о динамике восстановительных процессов в организме школьников дают два индекса восстановления пульса (ИВП₁ и ИВП₂) после окончания урока, которые рассчитывают по формулам:

Чем больше величины ИВП₁ и ИВП₂, тем быстрее происходит восстановление сердечно-сосудистой системы и тем экономичнее школьник выполняет физические нагрузки на уроке.

Большой информативностью обладают константы, характеризующие потребление кислорода, кислородный долг, уровень молочной кислоты в крови, кислотно-щелочное состояние и порог анаэробного обмена. Для их определения требуются соответствующие специалисты, необходимые условия и оборудование и выполняются они, как правило, с целью научных исследований.

Одной из важнейших задач любого вида контроля за занятиями физической культурой является оценка выраженности функциональных сдвигов и характеристика восстановительных процессов у школьников. Во время мышечной деятельности в организме учащихся происходят связанные друг с другом анаболические и катаболические процессы, при этом диссимиляция преобладает над ассимиляцией. После окончания занятий в организме усиливаются процессы ассимиляции, когда восполняются израсходованные энергоресурсы, ликвидируется кислородная задолженность, удаляются продукты распада, нормализуются нейроэндокринные, анимальные и вегетативные системы, стабилизируется гомеостаз.

При характеристике восстановительных процессов следует исходить из учения И.П. Павлова о том, что процессы истощения и восстановления в организме (деятельном органе) тесно связаны между собой и с процессами возбуждения и торможения в центральной нервной системе. Специальными исследованиями последних лет показано, что чем выше энергетические траты во время работы, тем интенсивнее процесс их восстановления. Однако если истощение функциональных потенциалов в процессе работы превышает оптимальный уровень, то полного восстановления не происходит. В этом случае физическая нагрузка вызывает дальнейшее угнетение клеточного анаболизма.

Большинство исследователей (Луговцев В.П., 1988; Волков В.М., 1990; Солодков А.С., 1990, 1992; и др.) сводят основные физиологические закономерности восстановительных процессов к следующему: их неравномерности, гетерохронности, фазовому характеру восстановления работоспособности, избирательности восстановления и ее тренируемости. Как и всякие системы с обратной связью, восстановительные процессы вследствие морфофункциональных перестроек приводят к супервосстановлению. Это явление составляет одну из важнейших физиологических основ физкультурных занятий, которое, расширяя функциональные резервы организма, обеспечивает рост силы, быстроты и выносливости.

Знание медико-биологических особенностей изменения функций организма и восстановительных процессов, его реализация в практике физической культуры будут способствовать улучшению физического и функционального развития и самое главное – сохранению здоровья учащихся.