Оценка информативности показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 11-12 лет на основе факторного анализа

ОЦЕНКА ИНФОРМАТИВНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ДВИГАТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ ДЕТЕЙ 11-12 ЛЕТ НА ОСНОВЕ ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА

И.А. Криволапчук*1, М.Б. Чернова*, А.А. Герасимова*, С.А. Баранцев*,

В.В. Мышъяков**, В.В. Просянкин*** *ФГБНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования», Москва **Учреждение образования «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы», Гродно ***Актюбинский государственный университет имени К. Жубанова, Актобе

В работе выявлены наиболее значимые факторы, определяющие структуру физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 11-12 лет: аэробная емкость (фактор I), аэробная мощность (фактор II); общая работоспособность (фактор III); анаэробная работоспособность (фактор IV). Выделены группы взаимосвязанных признаков, характеризующих различные аспекты физического состояния школьников рассматриваемого возраста. На этой основе определена факторная информативность показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности в различных зонах относительной мощности.

Ключевые слова: физическая работоспособность, двигательная подготовленность, факторная структура, информативность тестов.

Evaluation of indices of physical performance and motor readiness in 11-12-year-old children with the use of factor analysis. Research presents the most valuable factors, determining physical performance and motor readiness in 11-12-year-old children: aerobic capacity (factor I), aerobic power (factor II); general working capability (factor III); anaerobic working capability (factor IV). There were distinguished several groups of interrelated features, characterizing different aspects of physical state of schoolchildren. There was stated out the factorial characteristic of physical performance indexes and motor readiness in different zones of relative power.

Key words: physical performance, motor readiness, factorial structure, tests efficiency.

В настоящее время не подлежит сомнению тот факт, что физическую работоспособность и двигательную подготовленность школьников в широком диапазоне доступных нагрузок нельзя измерить с помощью какого-либо одного теста [9; 12; 16]. Несмотря на многочисленные попытки до сих пор не найден универсальный тест диагностики физических возможностей человека. Поэтому для всесторонней оценки работоспособности и двигательной подготовленности

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

необходимо использовать совокупность аутентичных показателей, характеризующих различные аспекты физического состояния ребенка.

Широкое использование тестов двигательных достижений обусловлено тем обстоятельством, что они дают возможность проводить исследование наиболее важных аспектов физических возможностей человека [5; 16; 14]. Сегодня разработано такое большое количество разнообразных тестов, что выбор из их числа наиболее информативных критериев оценки тех или иных сторон физической работоспособности и двигательной подготовленности детей, представляет определенную трудность. Это связано с тем, что далеко не все тесты являются аутентичными (надежными и информативными) применительно к конкретному возрастному контингенту обследуемых.

Научно обоснованная теория тестирования двигательных способностей, опирается, как известно, на ряд фундаментальных положений и математических моделей, позволяющих разрабатывать контрольные упражнения и функциональные пробы, удовлетворяющие требованиям надежности и информативности. Тесная связь теории тестирования двигательных способностей с концепциями о структуре физических возможностей человека обусловила применение для оценки эмпирической надежности и информативности тестов двигательных достижений факторного анализа [2], позволяющего выделять устойчивые группы взаимосвязанных признаков, объединяя их в отдельные относительно независимые факторы [7; 10; 11]. Необходимо отметить, что подобное использование факторного анализа типично для массовой физической культуры, где нет единичного теста-критерия определения информативности тестов [4; 13].

Несмотря на то, что проблема методов контроля состояния и двигательной подготовленности является одной из наиболее разработанных в системе наук о физическом воспитании [9], по-прежнему, нерешенным остается вопрос о выборе наиболее информативных моторных, эргометрических и функциональных тестов для оценки физических возможностей детей в различных зонах относительной мощности.

Целью исследования явилось определение эмпирической информативности показателей, характеризующих физическую работоспособность и двигательную подготовленность детей 11 -12 лет в широком диапазоне доступных нагрузок.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие дети 11-12 лет, отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе. Работа проводилась в соответствие с требованиями Хельсинской декларации.

Для решения вопроса о ведущих факторах в структуре физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 11 -12 лет и отбора наиболее информативных показателей их оценки применялся факторный анализ - метод главных компонент с последующим вращением референтных осей по Варимакс-критерию. В целях получения воспроизводимых результатов факторного анализа обследовалась выборка испытуемых (п=150) по объёму, значительно превышающая количество изучаемых переменных.

Гетерогенная батарея контрольных упражнений состояла 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 оценки физической работоспособности использовался комплекс функциональных и эргометрических тестов. Определяли максимальное потребление кислорода (МПК), интенсивность накопления пульсового долга (ИНПД), ватт-пульс (ВтП), мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWC170), максимальную силу (МС) и предельное время работы (и, t2) при выполнении «до отказа» нагрузок мощностью 2 и 4 Вт/кг [6; 12]. Отказ от выполнения работы фиксировали при снижении частоты педалирования более чем 10 %. На основе уравнения Ми11ег определялись величины мощности нагрузок, максимальное время реализации которых составляло 1 ^1), 40 ^40), 240 ^240), 900 с ^900), коэффициенты, отражающие емкость аэробного (Ь) и соотношение возможностей аэробного и анаэробно-гликолитического источников (а) [12]. Обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На рисунке 1 представлены результаты факторизации матриц интрокорре-ляции показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности школьников 11-12 лет. Были получены четыре значимых фактора, описывающих более 75 % общей дисперсии выборки. Факторные нагрузки, отражающие степень корреляции используемых показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности с выделенными факторами в целом характеризовались сильной (г=0,99-0,7), средней (г=0,69-05) и слабой (г=0,49-0,3) степенями статистической связи.

Фактор I, объясняющий 48 % дисперсии выборки, включал в свой состав 7 основных показателей. С положительными нагрузками в него вошли W9oo, W24o, коэффициенты А и В уравнения Ми11ег, шестиминутный бег. Отрицательным факторным весом характеризовалась величина ИНПД после нагрузки большой мощности. Исходя из содержания показателей, объединенных в данный фактор, он интерпретируется как аэробная емкость.

В фактор II (11 % дисперсии) со значимыми весами вошли 4 показателя, характеризующих аэробную производительность организма. Он объединил относительные значения МПК, PWCl70, ВтП и Ть Мы рассматриваем его как аэробную мощность.

Фактор III (10 % дисперсии) объединил 8 показателей физического состояния. В него вошли PWC170, ВтП, ОФП, W240, челночный бег, прыжок в длину, бег 20 м с хода, W40. Этот фактор можно легко идентифицировать как общую работоспособность.

В фактор IV (8 % дисперсии) выделилась группа показателей, характеризующих главным образом рабочие возможности организма в зонах максимальной и субмаксимальной мощности. Он обозначен как анаэробная работоспособность. Данный фактор включает переменные, относящиеся к фосфагенному и

гликолитическому механизмам энергообеспечения. В него вошли Т2, W40, МС, ИНПД после работы максимальной и субмаксимальной мощности, результат прыжка в длину, ОФП, бег 20 м, W1.

B, отн.ед W900, Вт/кг

Т1, с W240, Вт/кг А, отн.ед. ИНПД2Вт/кг, Бег 6 мин, м

уд/с

Фактор II

PWC170, кгм/мин/ кг МПК, л/мин/кг ВтП, кгм/уд*кг

Фактор IV

<г"° ^ г«4*'" <ч ^ л«4*

Фактор III

Фактор I

3

2

0

3

СО 2

О

Т1, с

3

2

О

3

2

О

ВтП, кгм/уд РмС170, ОФП, балл W240, Вт/кг Прыжок, см Челн.бег, с Бег 20 м, с W40, Вт/кг кгм/мин

Рис. 1. Факторы, определяющие структуру физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 7-8 лет Примечание: 3 - сильная статистическая взаимосвязь показателя с фактором (г=0,99-0,70); 2 - средняя статистическая взаимосвязь (г=0,69-0,50); 1 - слабая статистическая взаимосвязь (г=0,49-0,30).

Необходимо отметить, что аналогичные факторы выделены нами в структуре физической работоспособности и двигательной подготовленности детей др у-гих возрастных групп [8; 15].

Полученные данные о том, что в структуре физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 11-12 лет ведущее значение принадлежит факторам аэробной емкости и аэробной мощности, косвенно подтверждают представление о том, что к началу периода полового созревания аэробные возможности более дифференцированы, а их развитие достигает своего расцвета, тогда как за счет анаэробных механизмов энергообеспечения дальнейшее повышение работоспособности происходит в процессе полового созревания [12].

Информация о факторной информативности рассматриваемых тестов физической работоспособности и двигательной подготовленности школьников 11 -12 лет, представлена в табл. 1. Наиболее информативными показателями среди отобранных оказались по первому фактору - коэффициент В, W900, Т1, по второму - относительные значения PWC170, МПК, ВтП, по третьему - ВтП, PWC170 и ОФП, по четвертому - Т2, W40, МС. Эти 12 тестов являются наиболее информативными.

Таблица 1

Факторная информативность показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности школьников 11-12 лет

Фактор Тест Коэффициент информативности

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

W40, Вт/кг 0,633

МС, кг 0,569

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

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

Т1, с 0,915

Общая работоспособность ВтП, кгм/уд 0,895

PWC170, кгм/мин 0,880

ОФП, балл 0,875

Важно отметить, что факторы аэробной работоспособности характеризуют физические возможности организма при работе в зоне умеренной и большой мощности. Фактор анаэробной работоспособности отражает способность к выполнению работы субмаксимальной и максимальной мощности. И, наконец, фактор общей работоспособности определяет двигательные возможности, связанные с выполнением работы во всем диапазоне доступных нагрузок. Материалы исследования подтверждают представление о том, что биоэнергетические способности являются важнейшим аспектом, определяющим физическую работоспособность человека и уровень развития кондиционных двигательных способностей [3; 8; 12; 14].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ показателей физического состояния детей 11-12 лет позволил выявить наиболее значимые факторы, определяющие структуру их физической работоспособности и двигательной подготовленности во всем диапазоне доступных нагрузок. К ним относятся аэробная емкость (фактор I), аэробная мощность (фактор II); общая работоспособность (фактор III); анаэробная работоспособность (фактор IV).

Выделены группы взаимосвязанных признаков, характеризующих различные аспекты физического состояния школьников 11-12 лет. На этой основе определена факторная информативность показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности детей в различных зонах относительной мощности. 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. Благуш П. К теории тестирования двигательных способностей. - М.: Физкультура и спорт, 1982. - 165 с.

3. Волков Н.И., Осипенко А.А., Несен Э.Н., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности. - Киев: Олимпийская литература, 2000. - 503 с.

4. Годик М.А. Спортивная метрология. - М.: Физическая культура и спорт, 1988. - 192 с.

5. Зациорский В.М. Основы спортивной метрологии. - М.: Физкультура и спорт, 1979 - 152 с.

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

7. Клайн П. Справочное руководство по конструированию тестов. Введение в психометрическое конструирование. - Киев: ПАН ЛТД, 1994. - 286 с.

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

9. Лях В.И. Физическая культура. Тестовый контроль. - М.: Просвещение, 2012. - 160 с.

10. Митина О.В. Разработка и адаптация психологических опросников. - М.: Смысл, 2011. - 235 с.

11. Общая психодиагностика / Под ред. А.А. Бодалева, В.В. Столина. - М.: Изд-во Московского университета, 1987. - 304 с.

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

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

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

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

16. Ruiz J.R., España Romero V., Castro Piñero J. et al. ALPHA-fitness test battery: health-related field-based fitness tests assessment in children and adolescents // Nutr Hosp. - 2011. - V. 2