Оценка физической работоспособности учащихся

Из числа студентов выбираются испытуемые разной спортивной специализации и тренированности. Сформированные группы студентов контролируют выполнение теста и работают с секундомерами.

Тест выполняется из положения упора присев. По команде испытуемый встает и выполняет хлопок над головой. Затем возвращается в исходное положение. Упражнение выполняется в максимальном темпе в течение 30 с. Фиксируется количество приседаний (КП). Необходимо следить, чтобы учащиеся полностью выпрямляли туловище, ноги в коленях и не делали подскоков. По окончании экспресс-теста подсчитывается ЧСС за 1 минуту. Данные фиксируют в таблице 36.

Уровень физической работоспособности по показателю комплексной оценки (КО) определяется отношением ЧСС к количеству приседаний:

 

КО = ЧССуд/мин / КП, где

 

КО – комплексная оценка уровня физической работоспособности;

ЧСС – частота сердечных сокращений за 1 минуту;

КП – количество приседаний.

Для характеристики уровня физической работоспособности по показателю комплексной оценки (КО) пользуются таблицей 29

 

Таблица 29 – Нормативы оценок показателя экспресс – теста

 

Уровень физической работоспособности	Комплексная оценка
Мальчики	Девочки
Высокий	Ниже 5,2	Ниже 5,4
Средний	От 5,2 до 6,0	От 5,4 до 6,2
Низкий	Выше 6,0	Выше 6,2

 

Из таблицы видно, что чем ниже значение КО, тем выше физическая работоспособность.

 

Таблица 30 – Показатели комплексной оценки физической работоспособности

 

№ п/п	Ф.И.О.	КП	ЧСС	КО	Уровень физической работоспособности

 

Полученные данные заносятся в протокол занятия, и на основе анализа результатов исследования оформляется вывод. В выводе отразить уровень физической работоспособности каждого испытуемого.

Лабораторное занятие

 

Величина максимального потребления кислорода (МПК) зависит главным образом от развития систем дыхания и кровообращения, поэтому Всемирной организацией здравоохранения МПК признано наиболее объективным и информативным показателем функционального состояния кардиореспираторной системы.

Поскольку кислород – основной источник энергии при мышечной работе, то по величине МПК судят о физической работоспособности человека. Величина МПК изменяется с возрастом и неодинакова у лиц разного пола. Наиболее объективным показателем работоспособности человека является величина относительного МПК (мл/мин/кг). Для ее определения делят величину МПК, полученную в эксперименте, на массу тела испытуемого.

Максимальные аэробные возможности организма школьников увеличиваются с возрастом и достигают наибольших величин к 15-18 годам. Относительные величины МПК (мл/мин/кг) у детей очень высоки, близки к показателям нетренированных взрослых лиц (таблица 31).

 

Таблица 31 –Возрастная динамика относительных величин максимального потребления кислорода (по А.А. Гуминскому, 1986)

 

Возраст, лет	МПК мальчиков, мл×мин/кг	МПК девочек, мл×мин/кг
9-10	46,8-44,2	34,8-38,0
11-12	44,6-43,2	37,8-38.3
13-14	45,4-46,5	37,5-34,8
15-18	46,3-45,3	34,2-33,1

 

В настоящее время в связи с гиподинамией наблюдается снижение показателей МПК, что свидетельствует об ухудшении состояния кардиореспираторной системы. Международная биологическая программа рекомендует систематически изучать этот показатель у людей разного возраста, пола и профессии. В научном эксперименте МПК определяют у испытуемого, выполняющего предельную работу на велоэргометре. Такое определение МПК представляет значительные трудности: оно требует специальной аппаратуры, большого навыка эксперимента и главное – предельного мышечного напряжения.

В последние годы разработаны методы косвенного расчета МПК по величине мощности работы и частоте сердечных сокращений. Эти два показателя определяют при физической нагрузке, получившей название «степ-тест» (восхождение на ступеньку высотой 40 см и спуск с нее). Эта физическая работа осуществляется строго по правилам. Восхождение и спуск осуществляется на 4 счета: 1 – левая нога на ступеньке; 2 – приставить правую ногу и стать на ступеньку; 3 – левая нога на полу; 4 – приставить правую (исходная стойка). Эти движения составляют один цикл. Во время работы следует не менее двух раз поменять опорную ногу.

Каждый испытуемый выполняет движения с разной скоростью, что связано с его физическим развитием и состоянием кардиореспираторной системы, поэтому количество циклов, выполняющихся в минуту, значительно колеблется (от 18 до 30). Для достижения устойчивого состояния частоты сердечных сокращений (ЧСС) в ответ на мышечную нагрузку рекомендуется выполнять работу в течение 5 мин. Наиболее точные объективные результаты определения мощности работы находятся в пределах 135-155 уд/мин.

На 5-й мин работы подсчитывают точно количество циклов в минуту и сразу по окончании работы (после последнего спуска со ступеньки) пальпаторно или с помощью фонендоскопа определяют ЧСС в течение первых 10 с восстановительного периода.

Зная массу тела испытуемого, высоту ступеньки и количество циклов в минуту, рассчитывают мощность работы по формуле:

W = P × Н × 1,5 × п,

 

где W – мощность работы; Р – масса тела испытуемого; Н – высота ступеньки; п – количество циклов; 1,5 – коэффициент подъема и спуска (1 – оценивает работу на подъем, 0,5 – на спуск, таблица 32),

 

 

Таблица 32 –Коэффициент подъема и спуска для детей

 

Мальчики	Девочки
8-12 лет = Р × Н × n × 1,2	8-12 лет = Р × Н × n × 1,2
13-14 лет = Р × Н × n × 1,3	13-16 лет = Р ×Н × n ×1,3
15-16 лет = Р ×Н × n × 1,4

 

Если, например, масса тела испытуемого 20-летнего возраста 70 кг, высота ступеньки 0,4 м (40 см) и он совершил 20 восхождений и спусков (циклов) в минуту, то мощность выполняемой им работы окажется равной:

 

70 кг × 0,4 м × 20 восхождений × 1,5 = 840 кгм/мин.

 

Пульс, подсчитанный в течение 10 с восстановления, был равен 24 уд/мин, следовательно, ЧСС = 24 × 6 = 144уд./мин.

Определить величину МПК у детей школьного возраста наиболее удобно и достаточно точно можно методом фон Добельна (1967), который учитывает мощность работы в степ-тесте (кгм/мин), пульс в устойчивом состоянии на 5-й мин работы и возраст испытуемого.

 

где W – мощность работы (кгм/кг); Н – пульс на 5-й мин (уд/мин); е – основание натурального логарифма; Т – возраст испытуемого.

Высота ступеньки в зависимости от возраста ребенка должна быть меньше, чем у взрослого. Для ускорения расчетов приводим значения члена уравнения е – 0,00884 × Т для соответствующего возраста (коэффициент К – таблица 33, поправку в формулу при тестировании детей – таблица 34).

 

Таблица 33 – Возрастной коэффициент

 

Возраст (лет)					II					–
К	0,941	0,932	0,924	0,914	0,909	0,900	0,891	0,883	0,818	–
Возраст (лет)
К	0,868	0,860	0,853	0,846	0,839	0,831	0.823	0,817	0,809	0,799

 

Таблица 34 – Поправка в формулу Фон Добельна при тестировании детей школьного возраста

 

Мальчики	Девочки
7-8 лет + 0,5		× К	7-9 лет + 0,89		× К
Н – 30	Н – 30
9-10 лет + 1,11		× К	10-11 лет + 0,95		× К
Н – 30	Н – 30
11 лет + 1,15		× К	12-13 лет + 0,98		× К
Н – 40	Н – 40
12-13 лет + 1,20		× К	14-15 лет + 1,09		× К
Н – 50	Н – 60
16 лет + 1,29		× К	16 лет + 1,10		× К
Н – 60	Н – 430

 

МПК в примере будет равно:

Цель работы: 1) познакомиться с методикой косвенного расчета максимального потребления кислорода; 2) определить максимальное потребление кислорода у юношей старших классов.

Материалы и оборудование: Для проведения работы необходимы: ступенька высотой 40 см, секундомеры, тонометры, фонендоскоп, метроном.

Ход работы

Методика определения и оценка величины максимального потребления кислорода у школьников

 

Испытуемый по сигналу экспериментатора поднимается и начинает работу (восхождение на ступеньку и спуск). Работа осуществляется со скоростью 20 циклов в минуту (метроном устанавливается на 80 уд/мин). Время работы контролируется по секундомеру.

В конце 3-й мин экспериментатор останавливает испытуемого на 10-й с и подсчитывает его пульс. Если он окажется ниже 130 уд/мин, то темп работы необходимо увеличить на 4-5 циклов в минуту. Если же пульс выше 150 уд/мин, количество циклов следует уменьшить.

После соответствующей корректировки темпа работа в степ-тесте продолжается. На 5-й мин точно подсчитывается количество циклов и после последнего шага (спуска со ступеньки) в течение 10 с определяется пульс.

Следует следить за тем, чтобы в процессе эксперимента испытуемый совершал строго вертикальный спуск (не оттягивал ногу далеко назад) и не менее двух раз менял опорную ногу для подъема.

После завершения работы вышеуказанные физиологические показатели фиксируются в таблице в течение 5 мин восстановительного периода.

 

Таблица 35 – Физиологические показатели работы

 

Показатели	Покой	Восстановительный период
ЧСС
СД
ДД
ПД
СОК
МОК
ЧД
ЖЕЛ
МВЛ

 

Результаты работы: Для анализа полученных результатов, учитывая особенности растущего организма, следует рассчитать мощность работы по формуле Фон Добельна и определить величину МПК с поправкой для данного возраста.

Полученные данные заносятся в протокол занятия, и на основе анализа результатов исследования оформляется вывод о физиологических сдвигах, происходящих в организме у юношей старших классов.

Методика проведения работы с детьми 1-3-го класса. Высота ступеньки регулируется так, чтобы угол коленного сустава был прямым или чуть больше 90º. Для детей 1-го класса среднего физического развития высота ступеньки составляет 25 см; 3-го класса – 28 см. Измерить ЧСС в покое (сидя).

Первая нагрузка пробы состоит из 16 циклов в минуту (метроном устанавливают на 64 уд/мин). Продолжительность работы 3 мин.

Не останавливаясь, ребенок сразу переходит на работу в более частом ритме: 25 уд/мин (метроном устанавливают на 100 уд/мин) в течение 2 мин. После окончания второй нагрузки необходимо моментально приложить фонендоскоп к области толчка сердца и определить ЧСС за 5 с, полученный результат умножить на 12 (за 1 мин). По окончании пробы ребенка нужно посадить. Величины исследуемых параметров измерить к концу 1-й, 3-й и 5-й мин восстановительного периода. Рассчитать мощность работы по формуле и рассчитать МПК для взятого возраста. Полученные данные занести в протокол (таблица 36).

Особенность адаптационных возможностей сердечно-сосудистой системы школьников выявляет дополнительная физическая нагрузка. Реакция ЧСС на нее, по данным П.А. Филеши и Т.В. Пачевой, может быть сведена к четырем типам.

I тип – быстрый подъем и возвращение к исходному уровню через5 мин после нагрузки. Это благоприятный тип, показывает оптимальный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы.

II тип – после подъема ЧСС наблюдается снижение, к концу 5-й мин ЧСС остается выше исходного;

III тип – нарастание ЧСС, после чего волнообразное снижение не восстанавливается к концу 5-й мин;

IV тип – подъем ЧСС после нагрузки, затем снижение ниже исходного к концу 5-й мин (восстановление через отрицательную фазу). Это благоприятный тип, наблюдается при преобладании блуждающего нерва.

II и III типы – неблагоприятные, свидетельствующие о дискоор-динации регуляции, неэкономичной работе сердца, недостаточном приспособлении к нагрузке.

 

Таблица 36 –Изменение частоты сердечных сокращений у школьников в ответ на физическую нагрузку

 

	Фамилия	Возраст, лет	ЧСС, уд/мин
покой	После нагрузки	восстановление
1 мин	3 мин	5мин
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
М (ср. арифметическое)
δ (ср. квадр. отклонение)
m (ср. ошибка ср. ариф.)

 

В школьный период развитие процессов аэробной энергопродукции наблюдается в подростковом возрасте. Бурное увеличение мышечной массы, преобладание в мышцах медленных волокон окислительного типа, нарастание в мышцах количества митохондрий, повышение активности окислительных ферментов, улучшение утилизации приносимого кровью кислорода, а также совершенствование механизмов регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем – все это приводит к повышению аэробных возможностей организма и величины МПК. В препубертатном периоде и во II стадии полового созревания (у девочек в 12-13 лет, у мальчиков – в 13-14 лет) наблюдается их резкое увеличение. На этой стадии прирост МПК (л/мин) у мальчиков составляет примерно 28 %, у девочек – 17 %. У юных спортсменов прирост МПК еще больше. Максимальных значений абсолютные величины МПК достигают в возрасте 15-18 лет.

Примерные тематики рефератов

 

1 Динамика физической работоспособности (PWC₁₇₀) и МПК в недельном и месячном циклах тренировки у спортсменов избранной специализации.

2 Динамика ЧСС в покое и после специальной нагрузки у спортсменов в выбранной специализации в недельном и месячном циклах тренировочного процесса.

3 Сравнительная характеристика общей физической работоспособности детей среднего и старшего школьного возраста, активно занимающихся и не занимающихся спортом.

4 Динамика индекса физической работоспособности (ИГСТ) в Гарвардском степ-тесте в недельном и месячном циклах тренировки у спортсменов выбранной специализации.

5 Сравнительная характеристика функционального состояния нервно-мышечного аппарата у спортсменов различных специализаций и квалификации по данным миотонометрии.

6 Характеристика показателей внешнего дыхания (ЧД, время произвольной задержки дыхания) в покое и после работы различной мощности.

7 ЧСС и АД при работе в разной мощности мощности.

8 Физиологическая характеристика предстартовых состояний по выраженности реакций АД и ЧСС в зависимости от значимости соревнований.

9 Физиологическая характеристика предстартовых состояний по выраженности реакции ЧД и времени произвольной задержки дыхания в зависимости от значимости соревнований.

10 АД и ЧСС в предстартовом состоянии в зависимости от вида разминки.

11 Влияние дозированных физических нагрузок па степень насыщения артериальной крови кислородом (оксигемометрия).

12 Изменение некоторых гемодинамических констант (ЧСС, АД, УОК, МОК) при выполнении стандартной физической нагрузки (степ-тест).

13 Некоторые константы вегетативной нервной системы как показатели тренированности организма (орто-, клиностатическая пробы, вегетативный индекс Кердо).

14 Адаптивные изменения некоторых функциональных показателей органов дыхания при физических нагрузках (ЖЕЛ, МОД, пробы Штанге и Генча).

15 Психофизиологическая диагностика в спортивном отборе.

16 Оценка функционального состояния ЦНС у спортсменов.

17 Оценка состояния регулирования сердечного ритма по данным вариационной пульсометрии.

18 Влияние соревновательных нагрузок на характер регулирования сердечного ритма.

19 Динамика активности нервно-мышечного аппарата (по показателям кистевой динамометрии, миотонометрии, теппинг-теста) у представителей выбранной специализации в годичном цикле тренировочного процесса.

20 Сравнительная характеристика двигательных способностей у представителей выбранной специализации по времени двигательной реакции.

21 Динамика ЧСС у представителей выбранной специализации на стандартную специальную нагрузку в отдельные периоды годичного цикла тренировки.

22 Изменение частоты дыхания в микроцикле в зависимости от объема тренировочных нагрузок.

23 Динамика реакции на движущийся объект в зависимости от мощности выполненной нагрузки.

24 Психофизиологические особенности спортсменов в избранном виде спорта.

25 Значение индивидуально-типологических особенностей для выбора стиля соревновательной деятельности спортсмена.

26 Влияние индивидуальных биоритмов на работоспособность спортсмена в избранном виде спорта.

27 Определение энерготрат при выполнении конкретных упражнений в избранном виде спорта.

28 Энергетическая, пульсовая и эмоциональная стоимость работы у спортсменов разных специализаций.

29 Определение уровня общей работоспособности у спортсменов разных специализаций.

Примерный перечень вопросов к экзамену

 

1 Спортивная физиология как научная и учебная дисциплина. Цели, задачи, методы исследования.

2 Динамика функций организма при адаптации и ее стадии.

3 Срочная и долговременная адаптация.

4 Функциональные системы адаптации.

5 Понятия о физиологических резервах организма, их характеристика и классификация.

6 Современная физиологическая классификация физических упражнений.

7 Особенности протекания физиологических процессов при циклической работе максимальной мощности.

8 Особенности протекания физиологических процессов при циклической работе субмаксимальной мощности.

9 Особенности протекания физиологических процессов при циклической работе большой мощности.

10 Особенности протекания физиологических процессов при циклической работе умеренной мощности.

11 Особенности протекания физиологических процессов при ациклической работе (собственно-силовые, скоростно-силовые, прицельные).

12 Особенности протекания физиологических процессов при выполнении ситуационных упражнений.

13 Роль эмоций при стартовой деятельности.

14 Предстартовые реакции, изменения функционального состояния различных систем.

15 Разминка и ее значение для заблаговременного приспособления организма к предстоящей основной мышечной работе.

16 Процесс врабатывания, постепенная мобилизация физиологических функций, повышение работоспособности.

17 Изменение функционального состояния организма при «мертвой точке» и «втором дыхании».

18 Характеристика устойчивого состояния.

19 Физиологические механизмы возникновения утомления.

20 Физиологическая локализация утомления.

21 Особенности утомления при различных видах физических нагрузок.

22 Предутомление, хроническое утомление и переутомление.

23 Физиологическая характеристика процессов восстановления.

24 Закономерности процессов восстановления.

25 Физиологические мероприятия повышения эффективности восстановления. Активный отдых.

26 Физиологическое обоснование применения средств эргогенных средств, ускоряющих процессы восстановления

27 Эрголитические средства, их влияние на восстановление и спортивную работоспособность.

28 Гормональные средства, их влияние на восстановления и повышение физической работоспособности.

29 Наследственное влияние на морфофункциональные особенности и физические качества.

30 Физиологические механизмы развития силы, феномен Лингарда-Верещагина.

31 Физиологические механизмы развития быстроты

32 Физиологические механизмы развития выносливости

33 Двигательный навык как сложный комплекс условных двигательных рефлексов.

34 Физиологические механизмы и закономерности формирования двигательного навыка.

35 Стереотипность и изменчивость двигательного навыка.

36 Стадии формирования двигательного навыка.

37 Физиологические основы совершенствования двигательных навыков.

38 Физиологическое обоснование принципов обучения спортивной технике.

39 Физиологические показатели тренированности.

40 Физиологические основы развития тренированности.

41 Физиологическая характеристика перетренированности и перенапряжения.

42 Влияние повышенной температуры и влажности на спортивную работоспособность.

43 Тепловая адаптация и питьевой режим.

44 Влияние пониженной температуры и влажности на спортивную работоспособность.

45 Влияние пониженного барометрического давления на спортивную работоспособность.

46 Влияние повышенного барометрического давления на спортивную работоспособность.

47 Спортивная работоспособность при смене поясно-климатических условий.

48 Эффекты тренировки, пороговые тренирующие нагрузки.

49 Специфичность и обратимость тренировочных эффектов, тренируемость.

50 Физиологические изменения в организме при плавании.

51 Морфофункциональные особенности женского организма.

52 Изменение функций женского организма в процессе тренировок.

53 Влияние биологического цикла на работоспособность женщин.

54 Роль физической культуры в жизнедеятельности современного человека.

55 Понятия гиподинамии и гипокинезия. Влияние на функции организма недостаточной двигательной активности.

56 Влияние оздоровительной физической культуры на функциональное состояние и неспецифическую устойчивость организма человека.

57 Физиологические особенности урока физической культуры, обоснование нормирования физических нагрузок для детей школьного возраста.

58 Влияние занятий физической культурой на физическое, функциональное развитие, работоспособность школьников.

59 Возрастные особенности и динамика состояния организма при спортивной деятельности.

60 Реакция тренированного и нетренированного организма на стандартные и предельные нагрузки.

 

 

Приложение 1

 

ДОЛЖНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ НЕКОТОРЫХ