Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса 8
1.1. Особенности физического развития подростков 12-14 лет 8
1.2. Педагогические аспекты развития физических качеств подростков. 15
1.3. Применение компьютерно-информационных технологий в физической культуре и спорте 25
ГЛАВА 2. Задачи, методы и организация исследования 38
2.1. Задачи исследования 38
2.2. Методы исследования 38
2.3. Организация исследования 45
ГЛАВА 3. Морфофункциональные особенности и уровень физической подготовленности подростков 12-14 лет 47
3.1. Анализ индивидуальных особенностей физического развития подростков 12-14 лет 47
3.2. Анализ функциональных показателей подростков 12-14 лет 49
3.3. Анализ уровня физической подготовленности подростков 12-14 лет 54
ГЛАВА 4. Технология развития силы мышц подростков 12-14 лет с использованием компьютерно-тренажерного комплекса 60
4.1. Разработка программы физического воспитания подростков 12-14 лет с использованием силового компьютерно-тренажерного комплекса 60
4.2. Использование компьютерно-тренажерного комплекса для развития силы мышц плечевого пояса и верхних конечностей 65
ГЛАВА 5. Динамика показателей морфофункционального состояния и физической подготовленности подростков 12-14 лет 73
5.1. Динамика показателей физического развития подростков 12-14 лет 73
5.2. Динамика функциональных показателей подростков 12-14 лет 78
5.3. Динамика показателей физической подготовленности подростков 12-14 лет 84
ГЛАВА 6. Обсуждение результатов исследования 93
Практические рекомендации 102
Список литературы 104
Приложения 124
- Особенности физического развития подростков 12-14 лет
- Задачи исследования
- Анализ индивидуальных особенностей физического развития подростков 12-14 лет
- Разработка программы физического воспитания подростков 12-14 лет с использованием силового компьютерно-тренажерного комплекса
Введение к работе
Актуальность. Важнейшей задачей физического воспитания детей школьного возраста является укрепление здоровья. Время ускоренного роста и формирования организма приходится именно на анализируемый возраст, когда организм детей и подростков наиболее податлив и изменчив к различным морфофункциональным воздействиям как положительного, так и отрицательного характера, происходящим под влиянием внешних и внутренних факторов (В.К.Бальсевич, 1998; Р.Н.Дорохов, 1995; В.П.Губа, 1999).
Одним из важнейших факторов внешнего влияния на организм подростка являются регулярные занятия физическими упражнениями. В то же время неудовлетворительное состояние физической подготовленности школьников указывает на необходимость поиска новых технологий физического воспитания, двигательной подготовки, формирования здорового образа жизни. Вследствие этого на ведущие позиции выходят новые - нетрадиционные формы повышения двигательной активности, в основе которых, по-прежнему, лежат биологический и социальный факторы (В.К.Бальсевич, 1996, 1998; Л.Н.Лубышева, 1995; В.П.Губа, 1999, 2000; В.И.Лях, 1990; Л.Б.Кофман, 1998).
Занятия физическими упражнениями в условиях общеобразовательной школы не обеспечивают необходимой двигательной активности не только в силу недостаточного количества учебных часов, но и вследствие отсутствия индивидуального подхода к учащимся. Следствием этого является недостаточно полное использование благоприятных биологических возможностей у детей среднего школьного возраста. Поэтому, на наш взгляд, необходимо более полно использовать возможности, которые способствуют решению задач, связанных с укреплением здоровья, повышением двигательной активности, воспитаним здорового образа жизни у детей 12-14 лет, что по мнению ряда специалистов (З.И.Кузнецова, 1998; В.П.Филин, 1980; А.А.Гужаловский, 1984; В.К.Бальсевич, 1988; Р.Н.Дорохов, В.П.Губа, 1994; В.М.Волков, 1981), является наиболее благоприятным для развития многих двигательных способностей.
Именно поэтому нам представляется актуальной разработка новых технологий физического воспитания детей школьного возраста с использованием компьютерных тренажеров, которые в современных условиях создают благоприятные тенденции к занятиям и, одновременно, формируют устойчивый интерес к физической культуре и активной жизненной позиции.
Цель исследования - совершенствование процесса физического воспитания учащихся 12-14 лет в условиях групп дополнительных физкультурно-оздоровительных занятий при помощи силовых тренажеров, работающих на основе компьютерно-информационных технологий.
Рабочая гипотеза. Предполагалось, что организация дополнительных физкультурно-оздоровительных занятий со школьниками 12-14 лет будет проходить более эффективно, если в процессе занятий будут использоваться компьютерно-силовые тренажеры. Это предположение основано на известных фактах о высокой эффективности новых форм, связанных с эмоциональной активностью детей.
Объект исследования - процесс физического воспитания детей 12-14 лет в условиях дополнительных физкультурно-оздоровительных занятий с применением компьютерно-силовых тренажеров.
Предмет исследования - технология проведения дополнительных физкультурно-оздоровительных занятий у школьников 12-14 лет с применением компьютерно-силовых тренажеров.
Научная новизна. На основе исследования расширены границы условий педагогического воздействия в организации физкультурно-оздоровительной работы с детьми среднего школьного возраста на высоком эмоциональном уровне, средством осуществления которого становятся выполняемые на компьютерно-тренажерном комплексе двигательные действия, основанные на управлении усилиями и перемещениями мышечных групп, что служит развитию силовых способностей мышц верхнего плечевого пояса.
Практическая значимость исследований заключается в том, что его результаты могут быть широко использованы в качестве эффективных дополнительных методов для повышения двигательной активности и развития двигательных способностей школьников различного возраста.
Разработанная технология физкультурно-оздоровительных занятий обеспечила повышение эффективности физического воспитания школьников 12-14 лет.
Разработанная методика применения компьютерно-тренажерного комплекса может использоваться учителями общеобразовательных школ, тренерами при первичном отборе в ДЮСШ, проведении спортивной ориентации, а также с целью контроля динамики развития силовых возможностей спортсменов.
Теоретическая значимость. Разработанная нетрадиционная методика развития силовых возможностей различных мышечных групп подростков 12-14 лет обосновывает необходимость использования технических средств в ходе учебно-тренировочного процесса и повышает эффективность занятий по физической культуре.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Методика физкультурно-оздоровительных занятий с использованием компьютерно-силового тренажера должна предусматривать индивидуальное дозирование нагрузки в зависимости от морфофункциональных особенностей школьников и уровня развития силы различных мышечных групп.
2. Повышение эффективности проведения физкультурно-оздоровительных занятий происходит за счет оптимизации выбранных элементов двигательных действий и увеличения объема двигательной ак тивности.
3. Классификация индивидуальных особенностей подростков на основе проявления силовых способностей отражает степень морфофунк-циональной зрелости организма.
4. Внедрение в практику предложенного комплекса спортивных упражнений совместно с разработанной компьютерной технологией и учетом индивидуальных особенностей обследованных детей способствует повышению уровня физической подготовленности и функционального состояния учащихся.
Апробация работы.
Основные положения работы доложены на научно-практических конференциях, проводимых в Смоленске, Коломне, Москве, конференции молодых ученых СГИФК. Результаты исследований внедрены в учебный процесс по физическому воспитанию средних школ №17 и 22 г. Смоленска.
Структура и объем диссертации
Работа состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Диссертация изложена на 126 листах машинописного текста, содержит 13 рисунков и 14 таблиц. Список литературы включает 193 источника отечественной и иностранной литературы.
Особенности физического развития подростков 12-14 лет
Физическое развитие - это процесс изменения формы тела, характеризующийся количественными показателями и совершенствованием его функций [57, 66].
Рост и развитие человеческого организма происходит непрерывно и неравномерно до окончания пубертатного периода. Рост означает увеличение линейных размеров тела, тканевой массы и межклеточного вещества. Эти процессы приводят к морфологическим и функциональным изменениям в организме [66, 133, 181, 189].
Р.Н.Дорохов [65] предлагает весь период индивидуального развития разделить на 5 фаз: пуэрильную, характеризующуюся постепенным снижением интенсивности роста, препубертатную, характеризующуюся повышением интенсивности роста, пубертатную, в которой происходит снижение ее до исходной величины ювенильную, в которой интенсивность роста снижается до полной остановки и матурантную, во время которой происходит увеличение массы тела без увеличения его длины. Автор подчеркивает, что их протяженность весьма вариативна и отражает скорость ростовых процессов конкретного индивида.
Для каждого периода имеются свойственные только ему ростовые особенности и процессы дифференцировки, которые обязательно отражаются в функциональных особенностях, изменениях временных характеристик физиологических процессов, а следовательно, должны быть и меняющиеся методические подходы к оздоровительной направленности физической культуры. Эффективность этих занятий связана с двумя основными особенностями растущего и развивающегося организма. С позиций педагогики, это конституциональные особенности подростков и процессы созревания организма -пространственно-временные особенности. Иными словами, в основе построения плана процесса обучения должен лежать учет морфологических особенностей и оценки скорости развертки генетической программы роста и развития организма - "вариант развития". Оценка варианта развития в первом приближении может быть трех уровней: банальное (нормальное) (ВР"В"), ускоренное (ВР"А") и растянутое (ВР"С"). Принципиальное различие между "биологическим возрастом" и "вариантом биологического развития" в том, что первое - это конституция состояния, второе - динамика изменения состояния ребенка.
Не следует смешивать или уравнивать понятия "акселерация - ретардация" и "ускоренное - растянутое развитие". Это понятия разного уровня. Первое характеризует популяционные процессы в целом, второе - индивидуальные.
Все сказанное ставит неизбежные вопросы как о закономерностях онтогенеза, так и о механизмах индивидуального развития, о механизмах взаимодействия организма со средой, о доли участия факторов наследственности в этих механизмах, а также о педагогических подходах к физическому совершенствованию и объемов нагрузок для оздоровительной физической культуры.
Развитие организма протекает неравномерно, периоды усиленного роста сменяются периодами его замедления, во время которой происходит интенсивная дифференцировка тканей организма, их формирование. Процессы роста и морфологического совершенствования представляют единый процесс, изменение одного фактора влечет изменение остальных свойств организма [48, 60, 146].
Важнейшими показателями роста, физического развития и зрелости организма детей и подростков являются длина и масса тела. Их изменение в процессе онтогенеза происходит неравномерно, разница между отдельными этапами носит не только количественный, но и качественный характер [151].
Длина тела имеет высокую наследственную детерминацию (85-90%) и хорошо поддается прогнозированию [51]. Наиболее интенсивно длина тела увеличивается в первый год жизни (более чем на 50%) и в период полового созревания [57]. Период с 4 до 10 лет у девочек и до 12 лет у мальчиков характеризуется постепенным снижением темпов роста.
Ряд авторов [13, 33, 66, 111, 163, 175] указывает на существование периодов ускорения и замедления скорости роста. А.М.Урысон [136] отмечает максимум в возрасте от 4,5 до 5,5 лет у мальчиков и до 6 лет у девочек, затем происходит снижение скорости роста и от 10 до 11,5 лет -повторное увеличение. Н.П.Гундобин [65] описывал увеличение скорости ростовых процессов у детей от 4 до 6-7 лет. Дж.Таннер [189] отмечал увеличение скорости роста между 6 и 8 годами у небольшого количества детей. С.Б.Тихвинский [57] наблюдал замедление темпов роста в длину в возрасте 8-10 лет и ускорение в 11-15, подчеркивая большую вариативность длительности периода пубртатного скачка. Некоторые различия в приводимых данных, очевидно, объясняются тем, что анализировалась выборка детей без учета их конституциональных особенностей и варианта биологического развития.
В период «второго детства» системы и органы ребенка продолжают совершенствоваться и достигают полного функционального развития. Заканчивается развитие костного скелета, усиленно развивается и укрепляется мышечная система.
Задачи исследования
1. Определить уровень морфофункционального развития и физи ческой подготовленности подростков 12-14 лет, учащихся общеобра зовательной школы. 2. Разработать и изготовить компьютерно-силовой тренажерный комплекс для развития силы мышц плечевого пояса и верхних конечностей. 3. Разработать и апробировать методику развития силы мышц подростков 12-14 лет на основе учета их индивидуальной физической подготовленности с использованием компьютерно-силового тренажерного комплекса. 4. Исследовать динамику развития морфофункциональных показателей и уровня физической подготовленности подростков 12-14 лет. Для решения задач исследования были использованы следующие методы: 1. Теоретический анализ научной и учебно-методической литературы. 2. Антропометрия. 3. Компьютерная тензодинамометрия. 4. Педагогические наблюдения. 5. Педагогическое тестирование. 6. Педагогический эксперимент. 7. Методы математической статистики. Теоретический анализ научной и учебно-методической литературы Проведен анализ учебно-методической и научной литературы отечественных и зарубежных авторов по вопросам развития двигательных качеств подростков 12-14 лет с учетом их морфофункциональных особенностей, педагогического тестирования физических качеств, методов развития силовых и скоростно-силовых способностей. Особое внимание уделялось изучению и обобщению передового опыта работы специалистов в области физической культуры, школьного физического воспитания по оптимизации форм и средств повышения физической подготовленности, изучались особенности физического развития детей различных соматических типов и вариантов развития. Проанализированы существующие тренажерные комплексы, а также методы их использования для развития и совершенствования основных физических качеств. Обобщение передового практического опыта проводилось в форме бесед с учителями физической культуры школ г.Смоленска и изучения тренировочных планов тренеров-практиков по проблеме гармоничного физического развития детей исследуемого возраста, в результате чего были определены наиболее слабые стороны подготовленности подростков, особенности построения и содержания тренировочного процесса в группах общей физической подготовки. Антропометрия Одним из основных методов, применяемых в спортивно-педагогических исследованиях, является антропометрия, т.е. определение размерных характеристик обследуемого. В целом преследуется цель дать характеристику "типичных" размерных признаков обследованных, принадлежащих к определенной популяции. Основой антропометрических исследований явилось строгое соблюдение техники измерений, в основу которой по- ложена рекомендация о проведении всех измерений одним человеком, что значительно снижает вероятность ошибки. Антропометрическое обследование проводилось по методике В.В.Бунака (1941), с учетом методических рекомендаций для измерений различного контингента обследуемых [64]. Измерения проводились в утренние часы в условиях медицинских кабинетов и спортивных залов средних школ. Измерения проводились стандартными инструментами. Длина тела определялась при помощи антропометра Р.Мартина. Для правильного измерения длины тела необходимо соблюдать ряд требований: измеряемый босыми ногами становится на горизонтальную площадку ростомера спиной к его вертикальной стойке со свободно опущенными руками, хорошо сдвинутыми стопами ног и максимально разогнутыми коленями, касаясь стойки ростомера пятью точками: пятками, икрами голени, ягодицами, поверхностью спины между лопатками и затылком. После придания испытуемому описанной выше позы, поперечную рейку антропометра или скользящую планку ростомера опускают на наивысшую точку головы и производят измерения с точностью до миллиметра. Окружность грудной клетки измерялась при помощи сантиметровой ленты. Измерения проводились следующим образом: измерительная лента сзади накладывалась непосредственно под углами лопатки, впереди - на уровне среднегрудинной точки. Измерения осуществлялись при максимальном вдохе, выдохе и обычном, спокойном дыхании. Взвешивание проводилось на медицинских весах с точностью до 100 г.
Анализ индивидуальных особенностей физического развития подростков 12-14 лет
Рациональное построение процесса физического воспитания возможно лишь на основе всестороннего анализа индивидуальных морфологических особенностей, двигательных возможностей, и состояния здоровья детей. Объективная информация о физическом развитии и физической подготовленности школьников позволяет обоснованно определять индивидуальные нагрузки, вносить коррективы в тренировочный и учебный процесс, следить за динамикой развития физических качеств.
Каждый возрастной этап - это своеобразный период со своими характерными морфологическими особенностями, знания которых дают возможность учета этих особенностей для улучшения здоровья, развития физических качеств, обучения и рационального воспитания основных физических качеств [7, 25, 33, 77, 107]. Поэтому перед началом педагогического эксперимента были определены морфологические характеристики и показатели физической подготовленности подростков 12-14 лет.
Основными морфологическими показателями являются тотальные размеры тела (длина тела, вес, окружность грудной клетки), которые характеризуют процессы роста и физического развития человека, а также определяющиеся их своеобразием индивидуальные различия людей.
В проведенном педагогическом эксперименте участвовали дети с нормальным физическим развитием, без отклонений в состоянии здоровья. Полученные среднегрупповые значения длины, массы тела и окружности грудной клетки находятся в пределах возрастных норм и существенно не отличаются от результатов, полученных другими исследователями (табл. 1).
Сравнение полученных первичных данных показало, что достоверных различий между морфологическими показателями подростков контрольной и экспериментальной групп нет (Р 0,05). Анализ материала на нормальность распределения не выявил чётко выраженной асимметрии.
Следует отметить различную вариативность исследуемых показателей. Наименьший разброс значений имеет длина тела, наибольшая вариативность отмечена у массы тела. Коэффициент вариации по морфологическим показателям был максимальным в возрасте 13 лет, и достигал 5,2% по длине тела, 22,3% по массе тела, 7,8% по ОГК, что связано с фазой полового созревания подростков. Это указывает на неравномерность течения ростовых процессов у детей 12-14 лет и подчеркивает необходимость учета особенностей индивидуального развития при проведении занятий по физической культуре.
Сила как качественная динамическая характеристика произведенного человеком движения является педагогическим понятием, оценивающим качество выполняемого движения в конкретных количественных величинах [35, 70]. Для оценки уровня развития силовых способностей используют как педагогические, так и инструментальные методы. К педагогическим методам относятся такие контрольные упражнения, как подтягивания, висы, сгибание и разгибание рук, бросок набивного мяча, жим штанги. Оценка показателей развития силы с помощью различной измерительной аппаратуры находит все более широкое применение, позволяя располагать детальными и точными количественными критериями обследуемых. В качестве инструментальных обычно используется кистевая, становая динамометрия, реже измерение силы отдельных мышечных групп. Однако как показано в ряде исследований [15, 152], результаты кистевой и становой динамометрии отражают общее развитие силы у лиц, занимающихся спортом. Дети и подростки, не занимающиеся спортом, имеют разную топографию мышечной массы и различный уровень развития силы отдельных мышечных групп.
Для определения уровня развития силы различных мышечных групп был использован метод компьютерной тензодинамометрии [127], при помощи которого были измерены силовые показатели мышц, сгибающих и разгибающих предплечье, отводящих и приводящих верхнюю конечность, а также кистевая динамометрия.
Анализ силовых показателей мышц верхних конечностей и плечевого пояса показал крайне низкий уровень развития силы исследуемых мышечных групп (табл. 2).
Сила мышц, сгибающих предплечье, находилась в пределах 3,9-6,8 кг, разгибающих - 4,2-7,7 кг и незначительно менялась с возрастом, у большинства подростков сила разгибающих мышц превосходила значение силы сгибающих.
Сила мышц, зарегистрированная при отведении и приведении верхней конечности в сагиттальной плоскости, составляла от 1,8 до 4,5 кг во всех возрастных группах. Силовые показатели приводящих мышц превосходят соответствующие показатели мышц, осуществляющих отведение верхней конечности.
Показатели кистевой динамометрии имели широкий разброс значений, значительно увеличивались с возрастом. У подростков 12 лет кистевая динамометрия правой руки находилась в пределах от 15 до 26 кг, левой - от 10 до 18 кг, средние значения 19,5 и 15,0 кг, соответственно. Показатели кистевой динамометрии 13-летних школьников заключались в пределах от 22 до 30 для правой руки (в среднем 24,5 кг) и от 16 до 24 для левой руки (в среднем 20,7 кг). Сила правой кисти у подростков 14 лет составляла от 25 до 35 кг (в среднем 28,2 кг), левой - от 10 до 18 (в среднем 22,5 кг).
Отмечена широкая вариативность значений силы мышц, коэффициент вариации по силовым показателям составлял 12-17% для мышц, приводящих и отводящих верхнюю конечность, 23-32% - для мышц, сгибающих и разгибающих предплечье и кистевой динамометрии правой руки, 48-63% для кистевой динамометрии левой руки.
Разработка программы физического воспитания подростков 12-14 лет с использованием силового компьютерно-тренажерного комплекса
Исходя из сущности общего среднего образования, целью физического воспитания в современной школе является содействие всестороннему развитию личности школьника на основе овладения каждым из них личной физической культурой [10, 80, 113]. Достижение этой цели обеспечивается решением следующих основных задач: - укрепление здоровья, содействие нормальному физическому развитию; - обучение жизненноважным двигательным умениям и навыкам; - развитие двигательных, кондиционных и координационных способностей; - приобретение необходимых знании в области физической культуры и спорта; - воспитание устойчивого интереса, привычки и умения самостоятельно заниматься физическими упражнениями, сознательно применять их в целях отдыха, тренировки и повышения работоспособности; - содействие воспитанию нравственных и волевых качеств, развитию психических процессов и свойств личности. Существует множество различных вариантов применения средств и методов для более успешного овладения двигательными навыками. Однако существующая в настоящий момент организация учебного процесса в образовательной школе, а также установленный режим дня не позволяют удовлетворить двигательную потребность ребенка и в полной мере развить основные физические качества. Поэтому для детей школьного возраста необходима организация дополнительных физкультурно-оздоровительных занятий. Основой для деления контингента на типологические подгруппы стали результаты, показанные подростками в контрольных испытаниях и показатели динамометрии мышц плечевого пояса и верхних конечностей. В результате кластерного анализа данных показателей было выделено три типологических подгруппы, которые образовали три экспериментальных группы ЭГ1, ЭГ2, ЭГЗ. Первую группу составили подростки, имеющие высокий уровень развития силы мышц плечевого пояса, к этой группе было отнесено 15,4% подростков экспериментальной группы. Вторая группа состояла из подростков, имеющих средний уровень развития силы, в нее попали 46,1% школьников, участвующих в эксперименте. К третьей группе были отнесены подростки с низким уровнем развития силы, в нее вошли 38,5% участников экспериментальной группы. Планирование и проведение занятий в экспериментальной группе осуществлялось на основании исходного уровня физической подготовленности школьников. Программа дополнительных физкультурно-оздоровительных занятий с детьми 12-14 лет основывалась на принципах общей физической подготовки и заключалась в развитии основных физических качеств при помощи общеразвивающих и специальных упражнений, а также различных подвижных и спортивных игр (табл. 8, 9). В программу занятий экспериментальной группы были включены комплексы упражнений на компьютерно-тренажерном комплексе, которые выполнялись в течение 10-15 минут поточным методом. Физическая нагрузка регулировалась на основании систематического педагогического тестирования и анализа динамографических измерений за счет изменения количества упражнений, их сложности, количества повторений и изменялась по мере адаптации детей к применяемым упражнениям. Подростки экспериментальной групп, разделенные на три типологиче ские подгруппы по уровню развития силовых качеств, выполняли силовые упражнения на тренажере с нагрузкой 60; 70 и 80% для школьников с низ- ким, средним и высоким уровнем подготовленности, соответственно. Построение занятий в контрольной и экспериментальной группах было основано на использовании наиболее распространенной в современной практике физического воспитания трехкомпонентной структуры. Отдельное занятие состояло из подготовительной, основной и заключительной частей.
