Обоснование батареи тестов для оценки физической работоспособности детей 7-12 лет в полевых условиях

ОБОСНОВАНИЕ БАТАРЕИ ТЕСТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТЕЙ 7-12 ЛЕТ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

И.А. Криволапчук1 *, М.Б. Чернова *, А.А. Герасимова *, В.В. Мышъяков ** *ФГБНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования»,Россия Москва **Учреждение образования «Гродненский государственный университет

имени Янки Купалы», Белоруссия, Гродно

Анализ показателей физического состояния детей 7-8, 9-10 и 11-12 лет позволил выявить наиболее значимые факторы, определяющие физическую работоспособность и двигательную подготовленность. На этой основе определена факторная информативность показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности детей в различные возрастные периоды и сформирован гетерогенный комплекс тестов, пригодный для оценки рабочих возможностей детей в «полевых» условиях во всем диапазоне доступных нагрузок.

Ключевые слова: факторная информативность, гетерогенная батарея тестов, физическая работоспособность и двигательная подготовленность, полевые условия.

Rationale for a group of tests used to evaluate physical work ability in 7-12-year-old children. Analysis of the physical condition of 7-8, 9-10 and 11-12-year-old children revealed the most significant factors, determining physical performance and motor readiness. As a result, there was determined factor importance ofphysical performance and motor readiness in children at different age periods. There was formed a heterogeneous set of tests, suitable for evaluating work abilities in children in the "field" cond i-tions within the whole range of available work.

Key words: factor importance, heterogeneous set of testst, physical performance and motor readiness, field conditions.

Известно, что полевые тесты в спортивной практике применяются гораздо реже, нежели лабораторные и это, в первую очередь, связано с трудностью обеспечения стандартности процедуры и условий тестирования. Вместе с тем точное воспроизведение реальной соревновательной обстановки приводит к тому, что данные тесты до сих пор широко используются в практической деятельности [1; 4; 11]. Мало того, в настоящее время арсенал полевых тестов, применяемых в «естественных» условиях учебно-тренировочных занятий в различных видах спорта постоянно расширяется [9; 10; 13; 14].

Для управления процессом физического воспитания школьников необходим постоянный контроль эффективности педагогических воздействий в отношении функциональных возможностей детей. С этой целью, также как и в спорте, применяются не только лабораторные методики, но и тестирование непосредственно

1 Контакты: Криволапчук И.А. - E-mail: <i.krivolapchuk@mail.ru>

в ходе учебных занятий. Последнее связано с тем, что мышечная деятельность в лаборатории значительно отличается от тестирования в полевых условиях. Важно подчеркнуть, что результаты, полученные в лаборатории, не всегда достоверно отражают уровень работоспособности, проявляемый в естественных условиях. В то же время в лабораторных исследованиях процедура тестирования тщательно контролируются в отличие от исследований в полевых условиях, где ряд переменных - температура, влажность воздуха, аэродинамическое сопротивление, условия скольжения и т. д. - могут повлиять на результаты [1; 7; 11].

Поэтому наряду с определением физической работоспособности детей в стандартных лабораторных условиях, часто возникает необходимость оценить их функциональные возможности в «полевых условиях». В этой связи для практики физического воспитания большое значение имеет расширение набора эффективных тестов, пригодных для использования в полевых условиях. В контексте изложенного, проведение исследований, направленных на обоснование комплекса тестовых процедур для определения физической работоспособности детей в естественных условиях учебного процесса по физическому воспитанию, представляется вполне актуальным, имеющим большое практическое значение.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие дети 7-12 лет (п=286), отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе. Работа проводилась в соответствие с требованиями Хельсинской декларации.

В процессе исследования использовали функциональные и эргометриче-ские тесты оценки физической работоспособности. Определяли максимальное потребление кислорода (МПК) [2], интенсивность накопления пульсового долга (ИНПД) [5], ватт-пульс (ВтП), мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWC170) [2], максимальную силу (МС) и предельное время работы (О, t4) при выполнении «до отказа» нагрузок мощностью 2 и 4 Вт/кг [3]. На основе уравнения Ми11ег по данным выполнения работы «до отказа» определяли величины мощности нагрузок, максимальное время реализации которых составляло 1 ^1), 40 ^40), 240 ^240), 400 ^400), 900 с ^900), коэффициенты, отражающие емкость аэробного (Ь) и соотношение возможностей аэробного и анаэробно-гликолитического источников (а) [5].

Комплекс контрольных упражнений состоял из показателей, характеризующих уровень развития кондиционных физических качеств: 1) бег 20 метров с хода; 2) прыжок в длину с места; 3) челночный бег 4х9 м; 4) шестиминутный бег; 5) поднимание туловища из положения «лёжа на спине» за 1 минуту; 6) наклон вперёд. По результатам тестирования определяли общую оценку физической подготовленности (ОФП).

Для определения показателей физического состояния детей, наиболее пригодных для использования в условиях школы, проводился опрос опытных учителей физической культуры, преподавателей вузов и научных работников (стаж работы более 15 лет). Всего в опросе приняли участие 75 респондентов.

Обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica. Для выявления ведущих факторов, характеризующих

структуру физического состояния детей, применялся факторный анализ - метод главных компонент с последующим вращением референтных осей по Вари-макс-критерию. В целях получения воспроизводимых результатов факторного анализа обследовалась выборка испытуемых по объёму, значительно превышающая количество изучаемых переменных. Результаты факторного анализа использовались для обоснования эмпирической информативности различных функциональных, эргометрических и моторных тестов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

По данным, полученным в результате статистической обработки показателей, характеризующих разные аспекты ФС детей 7-8, 9-10 и 11-12 лет, определены от 4 до 5 ортогональных факторов, вклад которых в общую дисперсию выборки превысил 75 % в каждой возрастной группе.

Факторные нагрузки, отражающие степень корреляции используемых показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности с выделенными факторами в целом характеризовались сильной (г=0,99-0,7) и средней (г=0,69-05) степенями статистической связи.

В структуре физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 7-12 лет выделились факторы, характеризующие общую работоспособность, а также анаэробные и аэробные компоненты системы энергетического обеспечения мышечной деятельности (табл. 1).

Важно подчеркнуть, что выделенные факторы могут быть соотнесены с зонами относительной мощности. Факторы аэробной работоспособности характеризуют физические возможности организма при работе в зоне большой и умеренной мощности. Фактор анаэробной гликолитической работоспособности отражает способность к выполнению работы в зоне субмаксимальной мощности. И, наконец, фактор анаэробной алактатной работоспособности определяет двигательные возможности, связанные с выполнением работы максимальной мощности. Необходимо отметить, что аналогичные факторы выделены нами в структуре физического состояния детей 5-6 лет [3; 12].

Материалы исследования дали возможность определить эмпирическую информативность функциональных, эргометрических и моторных тестов, объединенных в различные факторы.

Факторная информативность тестов физического состояния детей 7-12 лет, представлена в табл. 1. Содержание таблицы свидетельствует о том, что наиболее информативными показателями среди отобранных по фактору общей работоспособности оказались: в 7-8 лет - ВтП (абсолютное значение), прыжок в длину, ОФП; 9-10 лет - ВтП, МПК, ОФП; 11-12 лет - ВтП, PWC170, ОФП. По фактору аэробной емкости: в 7-8 лет - коэффициент В уравнения Ми11ег, W900, Т1; 9-10 лет - коэффициент В уравнения Ми11ег, W240, Т1; 11-12 лет - коэффициент В уравнения Ми11ег, W900, Т1. По фактору аэробной мощности: в 7-8 лет - относительные значения PWC170, МПК, ВтП; 9-10 лет - относительные значения PWC170, МПК, ВтП; 11-12 лет - относительные значения PWC170, МПК, ВтП. По фактору анаэробной гликолитической работоспособности: в 7-8 лет - Т2, W40, коэффициент А уравнения Ми11ег; в 9-10 лет - W40, Т2, ИНПД4Вт/кг; в 11-12 лет

- Т2, W40. По фактору анаэробной алактатной работоспособности: в 7-8 лет -МС, W1, ИНПДмах; 9-10 - W1, ОФП, МС; в 11-12 лет - МС.

Таблица 1

Факторная информативность показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности 7-12 лет

Фактор | Показатель | Коэффициент

7-8 лет

Анаэробная алактатная работоспособность (зона максимальной мощности) МС, кг 0,829

W1, Вт/кг 0,661

ИНПД мах, уд/с -0,652

Анаэробная гликолитическая работоспособность (зона субмаксимальной мощности) Т2, с 0,918

W40, Вт/кг 0,904

Коэффициент А уравнения Ми11ег, отн. ед. 0,513

Аэробная мощность (зона большой мощности) PWC170, кгм/мин/ кг 0,903

МПК, л/мин/кг 0,760

ВтП, кгм/уд*кг 0,724

Аэробная емкость (зона умеренной мощности) Коэффициент В уравнения Ми11ег, отн. ед. 0,935

W9oo, Вт/кг 0,793

Т1, с 0,769

Общая работоспособность ВтП, кгм/уд 0,912

Прыжок в длину, см 0,897

ОФП, балл 0,866

9-10 лет

Анаэробная алактатная работоспособность (зона максимальной мощности) W1, Вт/кг 0,831

ОФП, балл 0,741

МС, кг 0,628

Анаэробная гликолитическая работоспособность (зона субмаксимальной мощности) W40, Вт/кг 866

Т2, с 840

ИНПД4Вт/кг, уд/с -718

Аэробная мощность (зона большой мощности) PWC170, кгм/мин/ кг 0,966

МПК, л/мин/кг 0,945

ВтП, кгм/уд*кг 0,673

Аэробная емкость (зона умеренной мощности) Коэффициент В уравнения Ми11ег, отн. ед. 0,989

W240, Вт/кг 0,915

Т1, с 0,797

Общая работоспособность ВтП, кгм/уд 0,883

МПК, л/мин 0,682

ОФП, балл 0,401

11-12 лет

Анаэробная работоспособность (зоны максимальной и субмаксимальной мощности) Т2, с 0,820

W40, Вт/кг 0,633

МС, кг 0,569

Аэробная мощность (зона большой PWC170, кгм/мин/ кг 0,932

мощности) МПК, л/мин/кг 0,895

ВтП, кгм/уд*кг 0,707

Аэробная емкость (зона умеренной мощности) В, отн.ед 0,967

W900, Вт/кг 0,957

Ть с 0,915

Общая работоспособность ВтП, кгм/уд 0,895

PWC170, кгм/мин 0,880

ОФП, балл 0,875

Видно, что наиболее информативные показатели во всех рассматриваемых возрастных группах в значительной степени совпадают. Это обстоятельство позволяет сформировать гетерогенную батарею тестов, для оценки физической работоспособности детей в возрастном аспекте.

На последнем этапе исследования с целью выявления наиболее информативных показателей работоспособности и двигательной подготовленности, пригодных в полевых условиях, проводился опрос опытных учителей физической культуры, преподавателей вузов и научных работников. Результаты опроса представлены в таблице 2. Респондентам предлагалось проранжировать, выделенные в результате факторного анализа информативные показатели по степени их значимости с целью формирования гетерогенной батареи тестов, предназначенной для оценки физической работоспособности детей в «полевых» условиях. В процессе ранжирования тестов, респонденты должны были учитывать ряд требований, предъявляемых к протоколам тестирования функциональных возможностей человека в полевых условиях. Это, прежде всего, стандартность процедуры и условий тестирования, строгая дозировка и точность измерения параметров нагрузки, ее адекватность исследуемым функциональным свойствам и качествам, простота структуры тестовой нагрузки, не требующей специального обучения, портативность и надежность технического оборудования [1; 4; 7; 8; 11].

Таблица 2

Ранговая структура показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности, отражающая возможность их использования в полевых условиях у детей 7-12 лет

Ранг Критерий Ранговый показатель

1 Общая оценка физической подготовленности (ОФП) 14,1

2 Максимальная сила (МС) 10,2

3 Мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWC170, беговой тест) 9,5

4 Предельное время работы при выполнении «до отказа» нагрузки мощностью 2 Вт/кг ( степэргометрия) 8,1

5 Предельное время работы при выполнении «до отказа» нагрузки мощностью 4 Вт/кг ( T2, степэргометрия) 6,3

6 Максимальное потребление кислорода ( МПК) 6,2

7 Поднимание туловища за 1 мин 5,7

8 Прыжок в длину с места 5,5

9 Интенсивность накопления пульсового долга после нагрузки мощностью 4 Вт/кг ( ИНПД4Вт/кг) 5,0

10 Ватт-пульс (ВтП) 4,9

11 Интенсивность накопления пульсового долга после нагрузки максимальной мощности (ИНПДмах) 4,3

12 Величина мощности нагрузки, максимальное время реализации которой составляет 900 с ^900) 4,1

13 Величина мощности нагрузки, максимальное время реализации которой составляет 240 с ^240) 3,8

14 Величина мощности нагрузки, максимальное время реализации которой составляет 1 с 3,5

15 Величина мощности нагрузки, максимальное время реализации которой составляет 40 с ^40) 3,5

16 Коэффициент В уравнения Ми11ег 2,9

17 Коэффициент А уравнения Ми11ег 2,4

Результаты ранжирования свидетельствуют, что, наиболее информативным показателем, определяющим общую физическую работоспособность детей 7-12 лет, является интегральная оценка физической подготовленности (ОФП). Далее по рангу следуют: МС, PWC17o, Т1 и Т2. Респонденты отметили их в качестве основных показателей, характеризующих физическую работоспособность и двигательную подготовленность детей в различных зонах относительной мощности, пригодных для использования в «полевых» условиях (табл. 3).

Таблица 3

Итоговая батарея тестов для оценки физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 5-12 лет в полевых условиях

№ п/п Фактор Показатель Коэффициент информативности

1 Анаэробная алактатная работоспособность (зона максимальной мощности) Максимальная сила (МС) 0,569-0,902

2 Анаэробная гликолитиче-ская работоспособность (зона субмаксимальной мощности) Предельное время работы при выполнении «до отказа» нагрузки мощностью 4 Вт/кг ( Т2, степэргометрия) 0,820-0,929

3 Аэробная мощность (зона большой мощности) Мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWC170, беговой тест) 0,576-0,966

4 Аэробная емкость (зона умеренной мощности) Предельное время работы при выполнении «до отказа» нагрузки мощностью 2 Вт/кг ( Ть степэргометрия) 0,769-0,915

5 Общая работоспособность Общая оценка физической подготовленности (ОФП) 0,401-0,875

Полученные материалы свидетельствую о том, что отобранные в комплекс для полевых исследований тесты, обладают высокой эмпирической информативностью во всех рассматриваемых возрастных группах детей. Исключение составляет средняя информативность показателя общей оценки физической подготовленности в возрасте 9-10 лет. Однако, поскольку для диагностики двигательных достижений используются моторные тесты, информативность которых превышает 0,3 [6], можно сделать заключение о том, что данный тест характеризуется достаточной валидностью, а рассматриваемая батарея тестов в целом обладает высокой информативностью по отношению к контингенту здоровых не занимающихся спортом детей 7-8, 9-10 и 11 -12 лет.

Таким образом, в ходе исследования сформирован гетерогенный комплекс тестов пригодный для оценки рабочих возможностей детей в широком диапазоне доступных нагрузок в «полевых» условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ показателей физического состояния детей 7-8, 9-10 и 11-12 лет позволил выявить наиболее значимые факторы, определяющие структуру их физической работоспособности и двигательной подготовленности.

На этой основе определена факторная информативность отдельных показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности детей в различные возрастные периоды и сформирован гетерогенный комплекс тестов пригодный для оценки рабочих возможностей школьников в широком диапазоне доступных им нагрузок в «полевых» условиях.

Полученные материалы свидетельствую о том, что предлагаемый комплекс тестов, предназначенный для полевых исследований работоспособности и двигательной подготовленности, обладает высокой эмпирической информативностью в отношении детей рассматриваемых возрастных групп.

Работа поддержана РГНФ (грант № 15-06-18014е).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белоцерковский З.Б. Эргометрические и кардиологические критерии физической работоспособности у спортсменов. - М.: Советский спорт, 2009. - 348 с.

2. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.

3. Криволапчук И.А. Энергообеспечение мышечной деятельности детей 5-6 лет и комплексная оценка физической работоспособности // Физиология человека. - 2009. - Т.35, N1. - С. 76-87.

4. Методические рекомендации. Неинвазивные методы контроля кисло-родтранспортных возможностей организма с целью коррекции тренировочного процесса у спортсменов в зимних видах спорта на выносливость. (по материалам сайта http://csp-athletics.ru/metodicheskie-rekomendatsii-po-kontrolyu-sostoyaniya.html (дата обращения: 10.02.2015).

5. Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. - М.: Книжный дом «Либроком», 2011. - 368 с.

6. Спортивная метрология / Под ред. В.М. Зациорского. - М.: Физкультура и спорт, 1982. - 256 с.

7. Уилмор Дж., Костилл Д. Физиология спорта и двигательной активности.

- Киев: Олимпийская литература, 1997. - 500 с.

8. Фомин В. С. Физиологические основы управления подготовкой высококвалифицированных спортсменов. - М.: МОГИФК, 1984. - 63 с.

9. Green B.S., Blake C., Caulfield B.M. A valid field test protocol of linear speed and agility in rugby union // J Strength Cond Res. - 2011. - Vol. 25 (5). - Р. 12561262.

10. Hulse M.A., Morris J.G., Hawkins R.D., Hodson A., Nevill A.M., Nevill M.E. A field-test battery for elite, young soccer players // J Sports Med. - 2013. - Vol. 34(4).

- P. 302-311.

11. Kenney W.L., Wilmore J., Costill D. Physiology of Sport and Exercise. - Published by Champaign, IL; Human Kinetics, 2011. - 640 p.

12. Krivolapchuk I. A. Peculiarities of preschool aged boys' and girls' physical state // Medicina dello Sport. - 2014. - 67(2). - P. 241-250.

13. Shim A.L., Bailey M.L., Westings S.H. Development of a field test for upper-body power // J Strength Cond Res. - 2001. - Vol. 15(2). - P. 192-197.

14. Vanlandewijck Y.C., Daly D.J., Theisen D.M. Field test evaluation of aerobic, anaerobic, and wheelchair basketball skill performances // Int J Sports Med. - 1999. -Vol. 20(8). - P. 548-554.