Физическая работоспособность как фактор функционального состояния и ее диагностика у школьников 9-10 лет

УДК 612.776.1+796

ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ КАК ФАКТОР ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ И ЕЕ ДИАГНОСТИКА У ШКОЛЬНИКОВ 9-10 ЛЕТ

Сергей Анатольевич Баранцев, доктор педагогических наук, профессор, Мария Борисовна Чернова, кандидат педагогических наук, доцент, ФГБНУ «Институт возрастной

физиологии Российской академии образования», Москва; Владимир Васильевич Мышъяков, старший преподаватель, Учреждение образования «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы», Беларусь, Гродно; Марк Максимович Герасимов, магистрант, ФГБНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования», Москва

Аннотация

Посредством использования многомерного статистического анализа комплекса параметров функционального состояния выделен относительно независимый фактор «физической работоспособности». На этой основе определены наиболее информативные показатели общей физической работоспособности и разработаны градации оценок, предназначенные для ее диагностики у мальчиков и девочек данной возрастной группы.

Ключевые слова: физическая работоспособность, факторная информативность, градации оценок, мальчики и девочки.

PHYSICAL WORKING CAPABILITY AS A FACTOR OF FUNCTIONAL STATE AND ITS DIAGNOSTICS AMONG SCHOOLCHILDREN AGED 9-10 YEARS

Sergey Anatolievich Barantsev, the doctor of pedagogical sciences, professor, Maria Borisov-na Chernova, the candidate ofpedagogical sciences, senior lecturer, Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, Moscow; Vladimir Vasilyevich Myshyakov, the

senior lecturer, Yanka Kupala State University of Grodno, Belarus; Mark Maksimovich Gerasimov, the master student, Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, Moscow

Annotation

When using multivariate statistical analysis of the set parameters of functional condition the relatively independent factor of "physical working capability" has been identified. On this ground, the most informative indexes of general physical working capability have been determined and the grades of marks have been developed which are assigned for its diagnostics among the boys and girls of the mentioned age groups.

Keywords: physical working capability, factorial validity, marks grades, boys and girls.

ВВЕДЕНИЕ

Физическая работоспособность как потенциальная готовность к выполнению напряженной мышечной работы в максимально широком диапазоне нагрузок представляет собой многофакторное явление [5, 1, 2 4, 13, 14, 11]. Поэтому наряду с трудностями, возникающими при определении этого феномена, перед специалистами встает проблема поиска наиболее информативных и, одновременно, удобных для практического применения показателей, пригодных для всесторонней оценки физической работоспособности человека [16, 8, 12, 14, 11]. В этой связи важно отметить, что одной из актуальных задач, реализуемых в практике физического воспитания и оздоровительной тренировки, является диагностика физической работоспособности детей на различных этапах возрастного развития. Применительно к детям школьного возраста в ряде случаев имеется необходимость оценки их физической работоспособности не только как сложного многофакторного феномена, но и как одного из основных компонентов функционального состояния, характеризующего способность к выполнению напряженной мышечной работы в целом [9, 10].

Цель исследования - выявить наиболее информативные показатели «общей физической работоспособности» как фактора, характеризующего функциональное состояние организма, и разработать градации их оценки, предназначенные для мальчиков и девочек 9-10 лет.

МЕТОДИКА

В исследовании приняли участие дети 9-10 лет, отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе (n=168). Испытуемые не имели каких-либо противопоказаний для выполнения тестовых нагрузок. Родители обеспечили письменное согласие на основе полной информации на участие их ребенка в обследовании.

Для изучения физической работоспособности в процессе исследования использовали гетерогенную батарею функциональных и эргометрических тестов. Определяли максимальное потребление кислорода (МПК), интенсивность накопления пульсового долга (ИНПД), мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWC170) [7], ватт-пульс (ВтП), максимальную силу (МС) и предельное время работы (ti, t2) при выполнении «до отказа» нагрузок большой (2 Вт/кг) и субмаксимальной (4 Вт/кг) мощности [14]. По данным выполнения работы «до отказа» определяли величины мощности нагрузок, максимальное время реализации которых составляло 1 (W1), 40 (W40), 240 (W240), 900 с (W900), коэффициенты, отражающие емкость аэробного (b) и соотношение возможностей аэробного и анаэробно-гликолитического источников (а). Расчеты проводили на основе уравнения Мюллера [14].

Комплекс контрольных упражнений включал: бег 20 метров с хода; прыжок в длину с места; челночный бег 4*9 м; шестиминутный бег; поднимание туловища из положения «лёжа на спине» за 1 минуту; наклон вперёд. Определяли также общую оценку физической подготовленности (ОФП). Обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В рамках более широкой задачи нами для выявления ведущих факторов, характеризующих структуру функционального состояния (ФС) детей 9-10 лет, применялся факторный анализ - метод главных компонент - с последующим вращением референтных осей по Варимакс-критерию. Факторная обработка проводилась по результатам ранговой корреляции 76 показателей ФС, характеризующих различные его физиологические, психологические и поведенческие аспекты. Число значимых факторов оценивалось на основании проверки гипотезы H0, о том, что выбранное число факторов равно истинному их числу [6, 3].

По данным, полученным в результате статистической обработки переменных, отражающих разные стороны функционального состояния, определены шесть ортогональных факторов, вклад которых в общую дисперсию выборки превышал 60%. Один из факторов был интерпретирован нами как физическая работоспособность (фактор III). На его долю приходилось 10,3% общей дисперсии выборки. В него вошли 17 переменных, характеризующих физическую работоспособность и двигательную подготовленность детей 9-10 лет (таблица 1).

С данным фактором положительно коррелировали абсолютные и относительные значения МПК, абсолютные и относительные значения PWC170, W40, W240, W900, t1, t2, коэффициенты а и b уравнения Мюллера, бег 6 мин, прыжок в длину, МС, и отрицательно ИНПДзвтУкг-, ИНПД4Вт/кг и время челночного бега. Состав переменных, коррелирующих с данным фактором, позволил идентифицировать его как общую физическую работоспособность.

Наибольшие весовые нагрузки по данному фактору имели W240 (r= 0,91), W900 (r= 0,87), коэффициент b уравнения Мюллера (r= 0,84), ИНПД2Вт/кг (r= -0,80) и t1 (r= 0,77).

Все эти показатели характеризуются высокой факторной информативностью. Поэтому каждый из них может быть использован для диагностики общей физической работоспособности детей 9-10 лет.

Таблица 1 - Физическая работоспособность как фактор в структуре функционального состояния детей 9-10 лет_

№ п/п Показатель физической работоспособности Факторная нагрузка

1 W240, Вт/кг 0,91

2 W900, Вт/кг 0,87

3 Коэффициент Ь уравнения Мюллера, отн.ед 0,84

4 ИНПД2Вт/кг, уд/с -0,80

5 11, с 0,77

6 Коэффициент а уравнения Мюллера, отн.ед 0,68

7 Бег 6 мин, м 0,59

8 Прыжок в длину, см 0,55

9 12, с 0,51

10 МПК, л/мин 0,49

11 Челн. бег, с -0,47

12 МПК, л/мин* кг 0,46

13 ^^40, Вт/кг 0,44

14 МС, кг/кг 0,34

15 PWC170, кгм/мин*кг 0,33

16 PWC170, кгм/мин 0,31

17 ИНПД4Вт/кг, уд/с -0,31

Примечание: Расшифровку других аббревиатур см. в разделе «Методика».

В таблице 2 представлены градации оценок рассматриваемых информативных показателей общей физической работоспособности, предназначенные для практически здоровых мальчиков и девочек 9-10 лет.

Показатели Уровень работоспособности

Мальчики

ИНПД2Вт/кг, уд/с Высокий Средний Низкий

<0,30 0,30-0,92 >0,92

11, с Низкий Средний Высокий

<478 478-982 >982

Коэффициент Ь уравнения Мюллера, Низкий Средний Высокий

отн. ед. <7,7 7,7-9,7 >9,7

Вт/кг Низкий Средний Высокий

<2,1 2,1-2,7 >2,7

W900, Вт/кг Низкий Средний Высокий

<1,3 1,3-1,9 >1,9

Девочки

ИНПД2Вт/кг, уд/с Высокий Средний Низкий

<0,64 0,64-1,36 >1,36

11, с Низкий Средний Высокий

<164 164-540 >540

Коэффициент Ь уравнения Мюллера, Низкий Средний Высокий

отн. ед. <6,0 6,0-8,8 >8,8

Вт/кг Низкий Средний Высокий

<1,7 1,7-2,3 >2,3

^^900, Вт/кг Низкий Средний Высокий

<1,0 1,0-1,6 >1,6

Примечание: Расшифровку других аббревиатур см. в разделе «Методика».

Поскольку для определения значений первых трех показателей работоспособности ^240, "^00 и «Ь») необходимо выполнять две нагрузки «до отказа» и на этой основе проводить статистические расчеты с использованием уравнения Мюллера, возможности их применения в условиях школы существенно ограничены. Этих «несовершенств» лишены

показатели ИНПД2Вт/кг и 11. Время удержания нагрузки «до отказа» (11) можно определить непосредственно в ходе тестирования, а величину ИНЦДвтЛп- легко рассчитать после 5 минут реституции. С учетом вышеизложенного именно эти показатели, характеризующие в структуре функционального состояния фактор «физической работоспособности» в целом, наиболее пригодны для оценки общей физической работоспособности школьников данной возрастной группы.

В процессе исследования в структуре ФС школьников 9-10 лет выделен независимый фактор физической работоспособности. Большинство показателей, характеризующих аэробные, анаэробные алактатные и анаэробные гликолитические возможности организма, объединились в этом факторе с параметрами двигательной подготовленности. Полученные экспериментальные данные подтверждают представление о том, что наряду со специфическими адаптационными механизмами, существует общий универсальный механизм, определяющий способность детей к выполнению различных видов мышечной деятельности.

Результаты исследования согласуются с данными других работ, обосновывающих целесообразность использования наряду с термином «специальная физическая работоспособность», который характеризует возможности человека к выполнению специфической мышечной деятельности, понятия «общая физическая работоспособность» [7, 15, 10 и др.]. Как известно, общая физическая работоспособность в значительной мере определяется кардиореспираторной производительностью и характеризуется тем количеством механической работы, которую человек может выполнить длительно и с достаточно высокой интенсивностью [7].

При изучении особенностей энергетического обеспечения мышечной деятельности школьников разного возраста, был выявлен фактор «общей физической работоспособности» [15]. Установлено, что с возрастом происходило перераспределение роли отдельных факторов, определяющих рабочие возможности организма, при этом фактор общей физической работоспособности оказался наиболее значимым у детей 9-10 лет, тогда как у юношей он переместился на шестую позицию [15].

В процессе исследования структуры функционального состояния детей 5-6 лет также идентифицирован независимый фактор «общая физическая работоспособность» [9]. Этот фактор с различными весовыми коэффициентами объединил большинство используемых показателей физического состояния. Аналогичный по содержанию фактор «общей физической работоспособности» выделен и в структуре функционального состояния школьников 13-14 лет [10].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Посредством использования многомерного статистического анализа комплекса параметров функционального состояния выделен относительно независимый фактор, включающий показатели, характеризующие аэробные, анаэробные алактатные, анаэробные гликолитические возможности организма и связанные с ними двигательные способности детей 9-10 лет. Состав переменных, коррелирующих с данным фактором, позволил идентифицировать его как общую физическую работоспособность. На этой основе в ходе дальнейшей работы были определены наиболее информативные показатели общей физической работоспособности и разработаны градации оценок, предназначенные для ее диагностики у мальчиков и девочек данной возрастной группы.

В заключение необходимо отметить, что проведенное исследование продемонстрировало целесообразность использования термина «общая физическая работоспособность» применительно к детям школьного возраста.

Работа поддержана грантом РФФИ (проект № 17-06-00159а).

ЛИТЕРАТУРА

1. Аулик, И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте / И.В. Аулик. - М. : Медицина, 1990. - 192 с.

2. Борилкевич, В.Е. Физическая работоспособность в экстремальных условиях мышечной деятельности / В.Е. Борилкевич. - Л.: Из-во ЛГУ, 1986. - 96 с.

3. Боровиков, В.П. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов / В.П. Боровиков. - СПб. : Издательский дом «Питер», 2003. - 344 с.

4. Волков, Н.И. Биоэнергетика спорта: Монография / Н.И. Волков, В.И. Олейников. - М. : Советский спорт, 2011. - 160 с.

5. Физиологические резервы работоспособности / Д.Н. Давиденко, А.С. Мозжухтн, О.В. Ващук, В.В. Телегин // Характеристика функциональных резервов спортсмена. - Л. : ГДОИФК, 1982. - С. 11-17.

6. Иберла, К. Факторный анализ: Пер. с нем / К. Иберла. - М. : Статистика, 1980. - 398 с.

7. Карпман, В.Л. Тестирование в спортивной медицине / В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерков-ский, И.А. Гудков. - М. : Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.

8. Корниенко, И.А. Возрастное развитие энергетики мышечной деятельности: Итоги 30-летнего исследования. Сообщение II: «Зоны мощности» и их возрастные изменения / И.А. Корниенко, В. Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева // Физиология человека.- 2006.- Т.32, N3. - С. 46-50.

9. Криволапчук, И.А. Факторная структура функционального состояния детей 5-6 лет / И.А. Криволапчук // Физиология человека. - 2014. - Т.40. - № 5. - С.48-56.

10. Криволапчук, И.А. Факторная структура функционального состояния мальчиков 13-14 лет / И.А. Криволапчук, М.Б. Чернова // Физиология человека. - 2017. - Т. 43. - № 2. - С. 43-55.

11. Криволапчук, И.А. Факторная структура физической работоспособности детей 7-8 лет / И.А. Криволапчук, М.Б. Чернова, Н.В. Полянская // Гигиена и санитария. - 2016. - № 7 (95). - С. 636-642.

12. Криволапчук, И.А. Энергообеспечение мышечной деятельности детей 5-6 лет и комплексная оценка физической работоспособности / И. А. Криволапчук // Физиология человека. -2009. - Т. 35. - № 1. - С. 76-87.

13. Физиологические основы функциональной подготовки спортсменов: монография / И.Н. Солопов, Е.П. Горбонёва, В.В. Чёмов, А.А. Шамардин, Д.В. Медведев, А.Г. Камчатников. -Волгоград : ВГАФК, 2010.-351 с.

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

15. Сонькин, В. Д. Энергетическое обеспечение мышечной деятельности школьников : ав-тореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.13 / В. Д. Сонькин ; НИИ физиологии детей и подростков АПН СССР. - М., 1990. - 50 с.

16. Сухарев, А.Г. Здоровье и физическое воспитание детей и подростков / А.Г. Сухарев. -М. : Медицина, 1991. - 272 с.

REFERENCES

1. Aulik, I.V. (1990), Assessment of physical performance in clinics and sports, Meditsina, Moscow.

2. Borilkevich, V.E. (1986), Physical working capacity in extreme conditions of muscular activity, LSU, Leningrad.

3. Borovikov, V.P. (2003), STATISTICA. The art of analyzing data on a computer. For professionals, Piter, St. Petersburg.

4. Volkov, N.I. and Oleynikov, V.I. (2011), Bioenergetics of sports, Savitsky sport, Moscow.

5. Davidenko, D.N., Mozzhukhtn, A.S., Vashchuk, O.V. and Telegin V.V. (1982), "Physiological reserves of physical working capacity", Kharakteristika funktsional'nykh rezervov sportsmen, GDOIFK, Leningrad, pp. 11-17.

6. Iberla, K. (1980), Factor analysis, Statistica, Moscow.

7. Karpman, V.L., Belotserkovskiy, Z.B. and Gudkov, I.A. (1988), Testing in sports medicine, Fizkul'tura i sport, Moscow.

8. Kornienko, I.A., Son'kin, V.D. and Tambovtseva, R.V. (2006), "Age development of the energy of muscle activity: Results of a 30-year study. Message II: "Power Zones" and their age-related changes", Fiziologiya cheloveka, Vol. 32, No. 3, pp. 46-50.

9. Krivolapchuk, I.A. (2014), "Factor structure of the functional state of children aged 5-6 years old", Fiziologiya cheloveka, Vol. 40, No. 5, pp.48-56.

10. Krivolapchuk, I.A. and Chernova, M.B. (2017), "Factor structure of the functional state of boys aged 13-14 years old", Fiziologiya cheloveka, Vol. 43, No. 2, pp. 43-55.

11. Krivolapchuk, I.A., Chernova, M.B. and Polyanskaya N.V. (2016), "Factor structure of physical working capacity of children aged 7-8 years old", Gigiena i sanitariya, No. 7 (95), pp. 636-642.

12. Krivolapchuk, I.A. (2009), "Energy supply of muscular activity of children of 5-6 years old and complex assessment of physical working capacity ", Fiziologiya cheloveka, Vol. 35, No. 1, pp. 76-87.

13. Solopov, I.N., Gorbaneva, E.P., Chemov, V.V., Shamardin, A.A., Medvedev, D.V. and Kam-chatnikov, A.G. (2010), Physiological basis of functional training of athletes, VGAFK, Volgograd.

14. Son'kin, V.D. and Tambovtseva R.V. (2011), Development of muscular energy and working capacity in ontogenesis, LIBROKOM, Moscow.

15. Son'kin, V.D. (1990), Energy supply of muscular activity of schoolchildren, dissertation, Moscow.

16. Sukharev, A.G. (1991), Health and physical education of children and adolescents, Meditsi-na, Moscow.

Контактная информация: mashacernova@mail.ru

Статья поступила в редакцию 06.07.2017

УДК 796.8

СОПРЯЖЕННОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ И УДАРНО-БОРЦОВСКИХ КОМБИНАЦИЙ В АРМЕЙСКОМ РУКОПАШНОМ БОЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕНАЖЕРНОГО УСТРОЙСТВА

Виталий Игоревич Баранюк, майор, преподаватель кафедры физической подготовки, Военный институт (общевойсковой) военного учебно-научного центра сухопутных войск «Общевойсковая академия вооруженных сил РФ», Москва

Аннотация

В статье представлены результаты разработки и апробации экспериментального тренажера для сопряженного совершенствования ударно-борцовских технических действий и специальных физических способностей спортсменов в армейском рукопашном бое, который также обеспечивает контроль уровня развития специальных силовых и скоростно-силовых способностей бойцов. Тренажер направлен на совершенствование ударной техники в одиночных ударах руками и ногами и в серии таких ударов в сочетании с проходом в ноги (корпус). Результатом применения разработанного тренажера является повышение скоростно-силовой выносливости, силы ударов, скорости (времени) сближения спортсмена с ударной поверхностью мешка, входящего в устройства тренажера.

Ключевые слова: ударно-борцовская техника в армейском рукопашном бое, специальных физические способности бойцов в армейском рукопашном бое, сопряженное совершенствование технических действий и специальных физических способностей, тренажеры и тренажерные устройства.

COMBINED DEVELOPMENT OF SPECIAL PHYSICAL ABILITIES AND SHOCK-FIGHTING COMBINATIONS IN ARMY HAND-TO- HAND COMBAT WITH USE OF

TRAINING APPARATUS

Vitaly Igorevich Baranyuk, Major, lecturer of the department ofphysical training, Military Institute (combined arms) of Military Training and Research Center of Ground Forces "Combined Military Academy of the Armed Forces of the Russian Federation ", Moscow

Annotation

The article presents the results of development and testing of an experimental training apparatus for the conjugate improvement of shock-wrestling technical actions and special physical abilities of athletes in army hand-to-hand combat, which also provides control over the level of development of the spe-