Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 12
1.1. Изучение развития дыхательной системы 12
1.2. Роль дыхательной системы на этапах развития организма человека 17
1.3. Физические упражнения и методики их применения для улучшения работы дыхательной системы 19
Глава 2. Материалы и методы исследования 25
2.1. Организация исследования 25
2.2.Методы исследования 27
2.2.1. Анкетирование 29
2.2.2. Функциональные пробы 29
2.2.3. Тесты по определению уровня физического развития 32
2.2.4. Методы математической статистики 34
Собственные результаты
Глава 3. Разработка дополнительных тестов для определения функциональной активности организма 35
3.1. Тест на определение силы мышц лица (в баллах) 35
3.2. Тест на определение активных мышц лица (в процентном соотношении) 35
3.3. Тест на определение проявления эмоциональности (эмоциональной выразительности) (в баллах) 36
3.4. Тест на определение активности мышц лица (в баллах) 37
3.5. Тесты на определение силы мышц шеи 38
3.6. Тесты на определение умения выполнять упражнения для укрепления межрёберных мышц 38
3.7. Тесты на определение силы мышц живота 38
3.8. Исследование осанки в различных условиях 39
3.9. Оценка иммунитета (количество детей с хорошим иммунитетом в %) 40
Глава 4. Разработка и биологическое обоснование методики ЛФК с применением физических упражнений для их использования в целях совершенствования резервов дыхательной функции и других, связанных с ней систем организма 41
4.1. Разработка методики ЛФК с применением нагрузки на дыхательные мышцы с учётом их расположения и функций 41
4.2. Методика выполнения упражнений для укрепления мышц лица и некоторых мышц шеи 45
4.3 .Методика выполнения упражнений для укрепления мышц шеи 49
4.4. Методика выполнения упражнений для укрепления межрёберных мышц 51
4.5. Методика укрепления мышц живота 52
4.6. Методика повышения функциональных возможностей дыхательной системы с использованием 4-х комплексов упражнений для укрепления всех мышц, обеспечивающих процесс дыхания 54
Глава 5. Определение эффекта применения разработанной нами системы специальных физических упражнений для повышения выносливости и функциональных резервов дыхательной системы и связанных с ней систем организма 57
Обсуждение результатов 71
Выводы 89
Практические рекомендации 92
Литература 94
Приложения 126
- Изучение развития дыхательной системы
- Разработка методики ЛФК с применением нагрузки на дыхательные мышцы с учётом их расположения и функций
- Методика повышения функциональных возможностей дыхательной системы с использованием 4-х комплексов упражнений для укрепления всех мышц, обеспечивающих процесс дыхания
- Определение эффекта применения разработанной нами системы специальных физических упражнений для повышения выносливости и функциональных резервов дыхательной системы и связанных с ней систем организма
Введение к работе
Актуальность исследования.
В работах ряда авторов изучаются нарушения функций дыхательной системы, оказывающие влияние на состояние сердечно-сосудистой системы (М. В. Филимонова, 2005; С. С. Симаков, 2006; Д.И.Колесов, 2007), опорно-двигательного аппарата (Ю.С.Журавлёва, А.З.Пилиповский, С.А.Шастун, В.В.Митрохина, 2007), внутренние органы (Н.Н.Захарьева, Е.А.Грошева, 2007), зрение и слух (С.Г. Попова, 2005; В.П.Шулыгана, 2005), речь (Т. Г. Шишкова, 2001; И.А. Гришина, 2004; А. И. Смирнова, 2005), формирование скелета лица и зубочелюстной системы (Т.А. Андреева, 2002; А.А. Мамедов, В.М. Чапала, В.Н. Сергейчук, 2004; Е. В. Филимонова, 2005), психики (ЕЛ. Ильин, 2003; П. В. Быков, 2007; М. В. Чиковани, 2007).
Особое значение полноценность функции дыхания оказывает на утомление, связанное с физическими нагрузками (В. И. Калантаров, 1984; В.МЛокровский, Г.Ф.Коротько, В.И. Кобрин, 2002; В. В. Колымажнов, 2005).
У детей встречаются нарушения дыхательного ритма, частоты дыхания, неправильное ротовое дыхание, что является причиной быстрой утомляемости при физических нагрузках. Это нарушает процесс спортивной тренировки, препятствует достижению высокого тренировочного эффекта и может привести к нарушению в деятельности сердечно-сосудистой, пищеварительной, опорно-двигательной и центральной нервной систем (Н. Р.Агапова, 2004).
Средством повышения функциональности дыхательной системы и тренировки дыхательных мышц являются специальные физические упражнения. Однако, несмотря на многочисленные работы, посвященные применению лечебной физической культуры и специальных физических упражнений для развития дыхательной системы, не разработаны чёткие критерии использования физических упражнений для мышц дыхательной системы в структуре восстановительных мероприятий (Е. А.Антонова, 2004; Ш. ААпашева, 2005; Ю. Г.Арцимович, 2005; Р. Г.Ардеев, 2006).
Учитывая вышесказанное, актуальным является исследование применения определённых физических упражнений, направленных на увеличение силы локальных групп мышц дыхательной системы (четырёх групп локальных мышц, разделённых по локализации на мышцы лица, шеи, межрёберные и живота) и повышение функциональных резервов дыхательной системы и других, связанных с ней систем организма.
Цель исследования: разработать и обосновать эффективность воздействия системы специальных физических упражнений, увеличивающих силу локальных групп мышц дыхательной системы, для повышения функциональных возможностей организма, включая дыхание.
Объект исследования: функциональные возможности дыхательной системы и организма детей младшего школьного возраста.
Предмет исследования: показатели функциональных изменений дыхательной системы и общего развития организма детей младшего школьного возраста в процессе занятий специальными физическими упражнениями.
Гипотеза. Предполагается, что использование специальных физических упражнений как средство увеличения силы локальных групп мышц
дыхательной системы позволит повысить функциональные возможности как дыхательной системы, так и других систем, связанных с ней.
Задачи исследования.
-
Провести сравнительную оценку показателей функционального состояния (физиологического, кинезиологического психоэмоционального) до и после тренировки локальных групп мышц, участвующих в акте дыхания у детей.
-
Оценить методами математическое статистики воздействие специальных физических упражнений, направленных на увеличение силы локальных групп мышц, участвующих в акте дыхания (мышц лица, шеи, межрёберных мышц и мышц живота) на функциональное состояние занимающихся.
-
Разработать и биологически обосновать лечебно-профилактическую и восстановительную технологию применения физических упражнений для увеличения резервов дыхательной функции и восстановления нарушений функционального состояния у детей в процессе обучения.
-
Определить эффект применения специальных физических упражнений, направленных на увеличение силы локальных групп мышц дыхательной системы, на повышение функциональных резервов дыхательной системы и связанных с ней систем организма.
Методы исследования.
1. Анкетирование;
2. Определение физиологического статуса (число сердечных сокращений (в
минуту); число дыханий (в минуту); время задержки дыхания (секунды); жизненная
ёмкость лёгких (мл); тип дыхания (частота встречаемости в %); 6-минутный бег (м);
максимальный экспираторный поток (л/мин); частота речевого дыхания (раз/мин);
длительность речевого выдоха без сопротивления органов артикуляции (секунды);
оценка иммунитета (количество детей с хорошим иммунитетом в %); дыхание ртом
(количество детей, дышащих ртом в %); гнусавость (количество детей,
разговаривающих гнусаво в %); длительность речевого выдоха с учетом
сопротивления органов артикуляции (секунды));
3. Определение кинезиологического статуса (тесты, заключающиеся в выполнении
физических упражнений с нагрузкой на определённые группы дыхательных мышц,
в динамическом режиме с определением максимального количества повторов за
определённое время и в статическом режиме с определением максимального
времени выполнения упражнения);
4. Определение психоэмоционального статуса (тест на определение
эмоциональности, эмоциональной выразительности (в баллах); тест на определение
активности мышц лица при выражении эмоций (активные мышцы в % от общего
числа мышц));
5. Методы математической статистики (средняя арифметическая х; дисперсия о2;
среднее квадратическое отклонение о; ошибка репрезентативности т; число
степеней свободы к; критерий Стьюдента t; коэффициент корреляции Бравэ-
ПирсонаГху).
Научная новизна результатов исследования:
Доказано, что выделение для тренировки локальных групп мышц, участвующих в акте дыхания, позволяет аналитически подбирать физические
упражнения для сохранения и восстановления функциональной активности дыхательной, сердечно-сосудистой, центральной нервной систем и опорно-двигательного аппарата у детей.
Впервые разработана и физиологически обоснована новая лечебно-профилактическая и восстановительная технология применения физических упражнений для их использования в целях совершенствования резервов дыхательной функции и восстановления организма в целом. Технология заключается в применении определённых комплексов физических упражнений, подобранных для каждой локальной группы мышц в соответствии с дифференциацией по местоположению (на лице, шее, туловище), расположению относительно дыхательных путей и органов (носа с околоносовыми пазухами, глотки, гортани и трахеи, грудной клетки), совмещению дыхательной функции с другими функциями, участию во вдохе (мышц шеи) или выдохе (мышц живота), участию в обеспечении дыхания носом или ртом, участию в дыхании при низких или высоких нагрузках.
Установлены корреляционные взаимосвязи физиологического воздействия специальных физических упражнений, направленных на увеличение силы локальных групп мышц, участвующих в акте дыхания (мышц лица, шеи, межрёберных мышц и мышц живота) и функциональных изменений в организме занимающихся.
Показано, что дозирование количества повторений физических упражнений рассчитано с применением метода повторного максимума и биологически обоснованно выполнение упражнений при чередовании нагрузки и отдыха, что повышало эффект тренировки.
Доказано, что упражнения для укрепления мышц шеи (повороты головы в стороны, наклоны головы вперёд и назад, круговые движения головы), выполняемые в исходных положениях лёжа на спине, на груди, на боку, увеличивают нагрузку на мышцы шеи при выполнении упражнений; упражнения для укрепления межрёберных мышц (различные движения свободной рукой), выполняемые в исходных положениях стоя, сидя, лёжа на спине. При этом кисть одной руки находится на противоположном боку, увеличивая нагрузку на межрёберные мышцы при дыхании и выполнении упражнений; упражнения для мышц лица, заключающиеся в изображении различных эмоций, в том числе в игровой форме, с поочерёдным участием всех мышц лица, позволяют увеличить нагрузку на мышцы, обеспечивающие носовое и ротовое дыхание.
Установлено, что нагрузка на локальные группы мышц, участвующих в акте дыхания, приводит к улучшению показателей дыхательной системы и функциональной активности организма:
- при нагрузке на мышцы живота увеличивается число детей, использующих
преимущественно брюшной тип дыхания; при нагрузке на мышцы шеи
увеличивается число детей, использующих преимущественно грудной тип
дыхания; а при нагрузке на межрёберные мышцы увеличивается число детей,
использующих преимущественно смешанный или грудной типы дыхания;
- увеличивается дистанция, пройденная бегом за 6 минут, жизненная
ёмкость лёгких, максимальный экспираторный поток, длительность речевого выдоха с учётом и без учёта сопротивления органов артикуляции, активность мышц лица и эмоциональность, продолжительность времени задержки дыхания при выполнении проб Генчи и Штанге, число детей, переставших гнусавить, и число детей с хорошей осанкой, а также сила мышц, участвующих в акте дыхания;
уменьшается число дыханий, показатель теста речевого дыхания и число детей, дышащих ртом;
улучшаются показателя силы голоса, оценки выполнения упражнения на бревне, стойки на лопатках, стойки на голове и руках;
повышается резистентность к простудным заболеваниям, что объясняется гипертрофией мышц шеи в результате тренировки, которая ведёт к повышению капилляризации, что в свою очередь приводит к увеличению крово- и лимфотока.
Теоретическая значимость.
Полученные данные расширяют представления о роли тренировок локальных групп мышц дыхательной системы в становлении и формировании дыхательной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной и центральной нервной систем.
Обоснован возможный механизм положительного действия методов применения специальных физических упражнений с нагрузкой на локальные группы мышц, участвующих в акте дыхания, для улучшения эффективности профилактических и лечебно-реабилитационных мероприятий, которые позволяют повысить функциональные резервы дыхательной системы и других, связанных с ней систем организма.
Практическая значимость.
Разработана методика повышения выносливости и функциональных резервов дыхательной системы и других, связанных с ней систем организма.
Использованы упражнения для определённых групп мышц, позволяющие корректировать определённые функциональные нарушения у детей, повышать уровень их выносливости и адаптации к условиям жизнедеятельности.
Разработанная методика повышения функциональных возможностей дыхательной системы позволяет повысить работоспособность дыхательной системы и всего организма ребёнка, улучшить показатели физической подготовленности в условиях воспитательного процесса детей в учебном учреждении. Данная методика способствует повышению выносливости при длительной физической нагрузке средней интенсивности, улучшению речи, общительности и стабилизации психического состояния, улучшению осанки и координации, умения выполнять упражнения на равновесие, приспособляемости и адаптационных возможностей организма.
Результаты научно-исследовательской работы по теме диссертации внедрены в учебный процесс деятельности учебных учреждений (средняя общеобразовательная школа №1 г. Куровское) и подтверждаются четырьмя актами внедрения в практику.
Методика повышения резервов дыхательной системы и общего развития организма может использоваться в преподавании спецкурса для студентов физкультурных ВУЗов.
Изучение развития дыхательной системы
Достаточное развитие мышц, участвующих в акте дыхания (их силы и выносливости), даёт возможность поддерживать большую лёгочную вентиляцию во время мышечной работы. Так, например, лёгочную вентиляцию на уровне 80 % от максимальной произвольной вентиляции бегуны-стайеры поддерживают в среднем 11 минут, а нетренированные - 3 минуты. Благодаря большой силе и выносливости дыхательных мышц увеличивается дыхательный объём (глубина дыхания), и рост лёгочной вентиляции повышается за счёт увеличения глубины, а не частоты дыхания (19,20,41, 114,256).
Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмичному чередованию актов вдоха и выдоха, т.е. изменению объёма лёгких. В лёгких нет мышечной ткани, и поэтому они не могут активно сокращаться, а пассивно следуют во время вдоха и выдоха за движущимися стенками грудной клетки, к которой они приращены при помощи плевры. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам, что подтверждает такой факт: при параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены. От степени развития дыхательных мышц в числе других факторов (длины тела, развития грудной клетки, пола) зависит жизненная емкость воздуха легких (36, 69, 124, 215, 289).
У новорожденных и в раннем возрасте до второй половины первого года жизни вдох обеспечивается в основном за счёт диафрагмы лишь с незначительным участием межреберных мышц, так как последние слабы из-за того, что ребра имеют малый изгиб, занимая почти горизонтальное положение, а верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко. Таким образом, грудные дети обладают брюшным типом дыхания.
По мере роста ребенка межреберные мышцы развиваются, и грудная клетка опускается вниз, а ребра принимают косое положение. И хотя подвижность в верхнем отделе грудной клетки ещё небольшая, постепенно дыхание грудных детей становится грудобрюшным, с преобладанием диафрагмального.
С трёх до семи лет идёт усиленное развитие плечевого пояса, поэтому постепенно начинает преобладать грудной тип дыхания и к семи годам он становится выраженным.
Для обеспечения полноценного дыхания и борьбы с дыхательной недостаточностью специалисты рекомендуют укреплять и развивать мышцы, принимающие участие в процессе дыхания, посредством их систематической тренировки.
С ослаблением силы и выносливости дыхательных мышц связаны изменения в деятельности дыхательной системы: уменьшение подвижности ребер и диафрагмы, ухудшение эластичности легочной ткани, уменьшение ЖЕЛ, легочной вентиляции, МВЛ, дыхание становится более поверхностным. Таким образом, ослабление силы и выносливости дыхательных мышц ведёт к снижению функциональных резервов дыхательной системы (2, 41, 45, 132, 209, 215, 265, 289).
Выявлена взаимосвязь между уровнем развития дыхательной системы и вегетативной нервной и сердечно-сосудистой систем у детей младшего школьного возраста (108, 109). Эти данные были получены на основе исследований с применением методов кардиоинтервалограммы с определением индекса напряжения по Р.Б. Баевскому (1982), определения типов вегетативной регуляции по О.С. Глазачеву (1983) и типов вегетативной реактивности по Н.А. Белоконь (1986); спирометрии, тестирования физического развития: бег 10 метров с хода, прыжок в длину с места, вис на перекладине, поднимание туловища, упражнение на гибкость; выявления корреляции между полученными показателями.
Кроме того, было установлено, что 59,3% детей, имеющих отклонения дыхательной функции, имеют сопутствующие заболевания, при этом 43,4% -два и более заболеваний (61, 62, 109).
Исследования выявили корреляционную зависимость силы экспираторных мышц и уровня развития брюшного пресса у студенток ВУЗа, что свидетельствует о взаимосвязи между уровнем развития дыхательной системы и опорно-двигательного аппарата. В данном исследовании применялись следующие методы: спирометрия; педагогическое тестирование: подъёмы ног в висе, удержание согнутых ног в висе, подъёмы туловища из исходного положения (и.п.) лёжа на спине, одновременные поднимания туловища и сгибание ног в коленях из и. п. лёжа на спине; подъём прямых ног из и.п. лёжа на предплечьях, удержание прямых ног в и.п. лёжа на предплечьях, сгибание и разгибание туловища в и.п. лёжа на спине, на наклонной гимнастической скамейке (107).
В работах (18, 233, 254, 299) освещаются проблемы заболеваний дыхательной системы, которые являются одними из ведущих сопутствующих заболеваний у школьников с патологией зрения и слуха. По сравнению с нормально развивающимися сверстниками при этих патологиях наблюдается понижение параметров дыхательной системы: показатели объёмных параметров лёгких, результаты функциональных гипоксических проб, показатели, отражающие мощность дыхательной мускулатуры и бронхиальную проходимость, резерв дыхания и уровень аэробной производительности организма (14, 71, 160, 161,304).
Речевое дыхание является одним из основных компонентов произносительной стороны речи и напрямую зависит от функционального состояния внешнего дыхания, поскольку обеспечивается тем же мышечным аппаратом. Речевое дыхание обеспечивает голосообразование, воспроизведение звуков, контроль силы, громкости и плавности. Специалисты выявили, что до 90% детей, посещающих дошкольные образовательные учреждения, и более 30%) детей младшего школьного возраста имеют задержку развития и нарушения речи (33, 249, 286), среди которых самыми распространёнными являются нарушения речевого дыхания: слабо развитые функциональные возможности дыхательной системы, неумение использовать дыхательные ресурсы в речевом акте, учащенное и поверхностное дыхание, преимущественное дыхание грудного типа, нарушение дыхательного ритма, произнесение слов на вдохе, одышка во время речи, слабая опора дыхания, а таюке неправильная артикуляция, нарушения координации артикуляции с дыханием и голосом, недостаточная подвижность органов речевого аппарата (7, 60, 97, 100, 104, 227, 303, 307, 308).
Таким образом, исследователи выявили, что функциональные возможности дыхательной системы в значительной степени определяют произносительную сторону речи, поэтому высокий уровень произвольной регуляции и развития основных параметров внешнего дыхания необходим для развития двигательной стороны речи, а методика совершенствования произносительной стороны речи должна строиться на основе развития функциональных резервов внешнего дыхания (77, 96, 105).
Кроме того, что функциональные возможности внешнего дыхания в значительной степени определяют развитие речи, нарушение функции дыхания является ещё и причиной неправильного развития зубочелюстной системы.
Нарушения психоневрологического характера, вредные привычки (сосание пальца, неправильное глотание, прокладывание языка между зубами и т.д.) тоже вынуждают ребёнка дышать ртом.
Дети, которые дышат через рот, имеют удлиненные лица, узкие верхние челюсти и заднее положение нижней челюсти, что формирует непривлекательную внешность и изменение нормального функционального взаимоотношения и нарушения лицевого роста (282, 349, 327, 328, 331, 350).
По данным (282, 349, 350) у детей с выявленным ротовым дыханием наблюдается нарушения осанки: асимметрия плеч, лопаток и т.д., а также переднее положение головы относительно вертикали позвоночного столба, так как у таких детей нарушено физиологически правильное положение нижней челюсти в силу инстинктивно сохраняемого организмом равновесия, что в свою очередь вызывает перегрузку височно-нижнечелюстного сустава и постепенно может привести к его дисфункции. Для способствования формированию носового дыхания специалисты рекомендуют включать в гимнастику упражнения для укрепления мышц околоротовой области.
Разработка методики ЛФК с применением нагрузки на дыхательные мышцы с учётом их расположения и функций
Дыхательные мышцы являются единственным активным компонентом дыхательной системы (внешнего дыхания) благодаря которому осуществляется обмен воздуха между организмом и окружающей средой, в связи с чем потребляют значительное количество кислорода (до 20% от общего объема поглощенного кислорода при максимальной физической работе), что ограничивает предел выполняемой человеком нагрузки. Из литературы известно, что особенно высокие требования предъявляются к дыхательным мышцам как к части аппарата внешнего дыхания в условиях высоких нагрузок, и спортивной деятельности в частности. Дыхательные мышцы являются одним из лимитирующих звеньев, обеспечивающих необходимый кислородный режим организма, от их деятельности зависит эффективное функционирование всей кардио-респираторной системы.
От уровня силы и развития дыхательных мышц напрямую зависят функциональные резервы дыхательной системы. Ослабление силы дыхательных мышц вызывает уменьшение подвижности грудной клетки, уменьшение жизненной ёмкости лёгких, легочной вентиляции, глубины дыхания, эластичности лёгочной ткани и других характеристик дыхательной системы, и, наоборот, увеличение силы дыхательных мышц повышает все вышеперечисленные характеристики.
Таким образом, уровень развития силы и выносливости дыхательных мышц имеет большое значение, поэтому необходимо укреплять и развивать дыхательные мышцы посредством их систематической тренировки.
С целью повышения функциональных возможностей дыхательной системы мы рассмотрели функциональные особенности дыхательных мышц: определили, какие мышцы принимают участие в дыхании, каково действие каждой мышцы в различных фазах и видах дыхания, от чего зависит развитие каждой дыхательной мышцы, и какие функции помимо дыхательной они выполняют. В соответствии с рассмотренными нами показателями мы разработали классификацию дыхательных мышц.
Традиционно дыхательные мышцы подразделяют на инспираторные (мышцы вдоха) и экспираторные (мышцы выдоха). К инспираторным мышцам относят диафрагму, наружные межреберные и межхрящевые мышцы, трапециевидные, лестничные и грудино-ключично-сосцевидные мышцы (338, 339, 340, 341, 342, 343, 344). К экспираторным мышцам относят внутренние межреберные мышцы и мышцы живота: прямые, косые и поперечные (345, 346, 347, 348).
Эти мышцы дифференцируют по степени их участия в спокойном и глубоком форсированном дыхании. Исследователи отмечают, что при спокойном дыхании вдох осуществляется в основном за счет сокращения диафрагмы, а также лестничных мышц, выдох же происходит без значительного участия мышц выдоха, а в основном за счёт расслабления мышц вдоха и естественной тяги лёгких. При более глубоком дыхании в инспирации участвуют ещё трапециевидные, грудино-ключично-сосцевидные, наружные межрёберные и межхрящевые мышцы, а в экспирации - мышцы живота и внутренние межрёберные (3, 4, 5, 6, 13).
В литературе есть указание на необходимость активно вовлекать в работу и повышать тонус мышц, расположенных вблизи верхних дыхательных путей - носа с околоносовыми пазухами, глотки, гортани и трахеи, в том числе и мимических мышц, для улучшения кровоснабжения данных участков с целью повышения функциональных возможностей дыхательной системы и профилактики заболеваний верхних дыхательных путей (168, 258). К этим мышцам относятся следующие: лобные, пирамидальные, сморщивающие брови, круговые мышцы глаз, большие скуловые, квадратная мышца верхней губы, опускающие перегородку носа, носовые, круговая мышца рта, треугольная мышца рта, квадратные мышцы нижней губы, подбородочные, щёчные, подкожные мышцы шеи, собственно жевательная мышца, височная мышца, лопаточно-подъязычная мышца, двубрюшные, челюстно-подъязычная, грудино-подъязычные (334, 335, 336, 337). Однако до сих пор не разработаны методики тренировки определённых мышц, участвующих в дыхании и не определена их конкретная эффективность.
Согласно результатам библиографического анализа и наблюдений мышцы, обеспечивающие процесс дыхания, можно разделить по следующим категориям: местоположению (на лице, шее, туловище); расположению относительно дыхательных путей и органов (носа с околоносовыми пазухами, глотки, гортани и трахеи, грудной клетки); совмещению дыхательной функции с другими функциями (мимическая [1], речевая [2], зрительная [3], переработка пищи [4], перемещение частей тела [5], обеспечение осанки и позы [6], лимфообращение [7], иммунитет [8], регуляция работы внутренних органов [9], регуляция жировых отложений [10], кровообращение [11], психоэмоциональная регуляция [12], регуляция деятельности сердечнососудистой системы [13]; участию во вдохе или выдохе; участию в обеспечении дыхания носом или ртом; участию в дыхании при низких или высоких нагрузках (Таблица 1).
Изучение особенностей физического развития и функции внешнего дыхания у детей младшего школьного возраста позволило нам определить основные направления работы по совершенствованию дыхательной функции, поставить частные задачи и разработать методики укрепления мышц, обеспечивающих процесс дыхания, направленные на совершенствование функции внешнего дыхания и других функций организма.
Методика повышения функциональных возможностей дыхательной системы с использованием 4-х комплексов упражнений для укрепления всех мышц, обеспечивающих процесс дыхания
Занятия проводятся на уроках физической культуры два раза в неделю и на внешкольных занятиях ежедневно. На уроках физической культуры упражнения проводятся в начале основной части урока. Упражнения для мышц лица применяются ежедневно на физкультминутках.
Ознакомление с упражнениями происходит на уроках физической культуры.
На 1-м этапе занятий проводится работа по укреплению мышц шеи и формированию грудного типа дыхания.
На 2-м этапе занятий проводится работа по укреплению мышц шеи и лица и формированию грудного типа дыхания и дыхания через нос.
На 3-м этапе занятий проводится работа по укреплению мышц шеи и лица и межрёберных мышц и закреплению грудного типа дыхания и дыхания через нос.
На 4-м этапе занятий проводится работа по укреплению мышц шеи, лица, межрёберных мышц и мышц живота, и формирование и закрепление смешанного типа дыхания и дыхания через нос.
Таким образом, занятия по методике развития мышц, обеспечивающих процесс дыхания, рассредоточены на весь учебный год младших школьников. Все упражнения методики проводятся фронтально. При разучивании упражнений используются следующие методы обучения: стандартно-повторного (строго-регламентированного и вариативного) упражнения, игровой. Вариативность относится к преобразованию условий выполнения упражнений (изменение исходных положений, темпа движений, усложнение привычного действия добавочными движениями, использование приема сближающих и контрастных заданий).
Направленность воздействия методики на общеобразовательных уроках заключается в применении упражнений на укрепление мышц лица, мышц шеи и межрёберных мышц.
На уроках физической культуры авторская методика направлена на укрепление дыхательных мышц, развитие их силы и выносливости, совершенствование функциональных возможностей внешнего дыхания: формирование навыков правильного рационального дыхания в покое и в движении, развитие произвольной регуляции дыхания, координации дыхательной и моторной функций, координации дыхания и движения.
При проведении занятий по данной методике соблюдались следующие гигиенические правила: занятия проводились в хорошо проветренном помещении, а по возможности на открытом воздухе, до еды или через 1,5-2 часа после еды. Особое внимание уделялось одежде занимающихся. Она должна быть легкой, свободной не стесняющей движения шеи, грудной клетки и живота.
Контроль детей при занятиях предусматривал наблюдение за состоянием дыхательной и сердечно-сосудистой систем, их реакцией непосредственно на проводимые упражнения по внешним признакам утомления (изменение цвета лица, одышка, нарушение произвольной регуляции дыхательных движений и других двигательных актов). Занимающиеся предварительно предостерегались от появления неприятных ощущений в процессе занятия - головокружения или тяжести в голове, кругов или звездочек перед глазами, звона в ушах, слабости в ногах. Появление данных признаков служило сигналом к снижению нагрузки или временному прекращению занятия и свидетельствовало о превышении индивидуальных возможностей ребенка.
При проведении занятий по разработанной методике широко использовались наглядные пособия: плакаты, фотографии, рисунки, особенно при разучивании новых упражнений. Занятия проходили исключительно на положительном эмоциональном фоне, в атмосфере заинтересованности и творчества детей, радости от реализации двигательных возможностей. Упражнения использовались преимущественно эмоционального, ролевого, образного характера, что служило формированию у детей наглядно-образного мышления, стимулировало развитие познавательных процессов.
К методике развития мышц, обеспечивающих процесс дыхания, прилагаются 4 комплекса упражнений для развития мышц, обеспечивающих процесс дыхания (109 упражнений, систематизированных в 4 комплекса по направленности): комплекс упражнений для развития мышц лица включает 21 упражнение для развития силы мышц и одно упражнение для расслабления этих мышц, а также 8 игр (Приложение 1); комплекс упражнений для развития мышц шеи включает 23 упражнения для развития силы мышц и 6 упражнений для расслабления этих мышц (Приложение 2); комплекс упражнений для развития межрёберных мышц включает 21 упражнение для развития силы мышц и 5 упражнений для расслабления этих мышц (Приложение 3); комплекс упражнений для развития мышц живота включает 22 упражнения для развития силы мышц живота, 5 упражнений для развития силы мышц спины, 5 упражнений для расслабления этих мышц (Приложение 4).
Определение эффекта применения разработанной нами системы специальных физических упражнений для повышения выносливости и функциональных резервов дыхательной системы и связанных с ней систем организма
В основной группе № 1 (Табл. 3, Рис. 1) занятия проводились с применением методики выполнения комплекса упражнений для всех мышц лица. Для укрепления мышц лица было предложено выполнение авторских упражнений, заключающихся в изображении определённых эмоций мышцами лица строго регламентированным и игровым методами, что увеличивало нагрузку на эти мышцы при выполнении упражнений.
Исходное состояние показателей функциональных систем организма детей основной группы в среднем по группе до применения методики было следующим: число детей, дышащих ртом, составляло около 60 % группы, а разговаривающих гнусаво - более 40 % группы, показатель шестиминутного бега составлял (680 ± 53) метров, показатели пробы Генчи - (18 ± 6,3) секунд, пробы Штанге - (24,5 ±9,1) секунды, длительность речевого выдоха с учетом сопротивления органов артикуляции - (9,2 ± 4,5) секунды; результаты выполнения тестов на определение активности мышц лица, силы мышц лица, активных мышц лица и эмоциональной выразительности составили в среднем по группе (2,3 ± 0,6) балла, (2,9 ± 0,6) балла, (44,7 ± 8,3) % и (2,3 ± 0,6) балла.
В результате применения нашей методики в основной группе в конце учебного года наблюдалось значительное изменение показателей дыхательной системы и функционального состояния всего организма в целом (Табл. 3, Рис. 1). Число детей с ротовым дыханием уменьшилось на 50 %, что говорит об укреплении мышц лица, смыкающих рот, а число детей, разговаривающих гнусаво, уменьшилось на 35,71 %, что говорит об очищении носовых пазух в результате усиления кровообращения в них при выполнении упражнений на мышцы околоносовой зоны. За исследуемый период дистанция шестиминутного бега достоверно увечилась в среднем на ПО м, что говорит о повышении выносливости и функциональных резервов дыхательной и сердечно-сосудистой систем благодаря тренировке мышц, открывающих и закрывающих рот, так как при длительном беге дыхание осуществляется через рот. Достоверно увеличилась продолжительность времени задержки дыхания при выполнении проб Генчи и Штанге на 23 секунды и 33,5 секунды соответственно, что говорит об улучшении деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем благодаря урегулированию кровообращения посредством регулярного выполнения наших упражнений. Также достоверно увеличилась длительность речевого выдоха с учетом сопротивления органов артикуляции на 11,5 секунд, что говорит об улучшении дикции и речи благодаря повышению силы мышц лица, участвующих в образовании звуков. В результате применения нашей методики эмоциональность достоверно повысилась на 2,5 балла благодаря формированию умения использовать напряжение различных мышц лица для выражения эмоциональных состояний.
Доказательством увеличения силы мышц лица являются показатели тестов на определение силы и активности этих мышц, заключающиеся в выполнении динамических и статических упражнений на укрепление мышц лица с учётом максимального количества повторов за определённое количество времени и продолжительности выполнения упражнений на укрепление мышц лица, а также учёте количества мышц, активно используемых занимающимися по сравнению с показателями в начале года: так, сила мышц лица достоверно увеличилась на 1,7 балла, активность мышц лица — на 2,5 балла и количество активных мышц лица - на 55,3 %.
Показатели развития дыхательной системы детей из основной группы в конце года значительно превосходили показатели таковых у детей из контрольной группы, в которой данная методика не применялась: число детей, дышащих носом, увеличилась на 50 %, число детей, разговаривающих без гнусавости - на 21,43 %, показатели шестиминутного бега - на 25 метров, продолжительность времени задержки дыхания при выполнении проб Генчи и Штанге - на 21 секунду и 31 секунду соответственно, длительность речевого выдоха с учетом сопротивления органов артикуляции - на 9,7 секунд, показатель эмоциональности - на 2,5 балла, активность мышц лица — на 2,2 балла, сила мышц лица - на 1,6 балла и количество активных мышц лица - на 57,89 %, хотя в начале года достоверных различий между показателями основной и контрольной групп не наблюдалось. В основной группе № 2 (Табл. 4, Рис. 2, 3) занятия проводились с применением методики выполнения комплекса упражнений для мышц шеи: для укрепления мышц шеи было предложено выполнение авторских упражнений в исходных положениях лёжа на спине, груди, боку (повороты головы в стороны, наклоны головы вперёд и назад, круговые движения головы с определённой амплитудой и интенсивностью), что увеличивало нагрузку на эти мышцы при выполнении упражнений.
Исходное состояние показателей функциональных систем организма детей основной группы до применения методики ЛФК было следующим: число детей с грудным типом дыхания составляло 50 % группы, с брюшным - 14,2 %, со смешанным - 35,71 %; показатель шестиминутного бега составлял (809 ±37) м, ЖЕЛ - (1555 ± 93) мл, число дыханий - (24 ± 1,9) в минуту, результаты выполнения тестов на силу и выносливость мышц шеи составили (12,2 ± 5,9) раз (Тест №1), (6,6 ± 2,3) секунд (Тест №2), (10,0 ± 2,3) раз (Тест №3), (6,6 ± 2,0) секунд (Тест №4). (Табл. 4, Рис. 2, 3)
В конце года в результате применения методики ЛФК в основной группе наблюдалось значительное изменение показателей дыхательной системы и функционального состояния всего организма в целом у детей (Табл. 4, Рис. 2, 3). Число детей с грудным типом дыхания, являющимся преимущественным при аэробных нагрузках, увеличилось на 35,71 %, с брюшным типом -уменьшилось на 14,20 %, со смешанным типом - уменьшилось на 21,43 %, Это говорит об укреплении мышц вдоха. Дистанция шестиминутного бега увечилась в среднем на 122 м, за исследуемый период ЖЕЛ увеличилась на 300 мл, что говорит о повышении выносливости и функциональных резервов дыхательной системы. Число дыханий в минуту уменьшилась на 5, что свидетельствует об увеличении объёма лёгких, глубины дыхания и повышении силы дыхательных мышц. Доказательством увеличения силы мышц шеи являются показатели тестов, заключающиеся в выполнении динамических упражнений на укрепление мышц шеи с учётом максимального количества повторов за определённое количество времени и статических упражнений на укрепление мышц шеи с учётом максимально возможного времени удержания позы (Тесты №1, №2, №3, №4) по сравнению с показателями в начале года.
Показатели развития дыхательной системы детей из основной группы в конце года значительно превосходили показатели детей из контрольной группы, в которой данная методика не применялась: количество детей с грудным типом дыхания - на 28,57 %, дистанция шестиминутного бега - на 30 м, ЖЕЛ - на 114 мл, а также тесты на определение силы мышц шеи в среднем по группе - на 14,9 раз (Тест №1), 17,3 секунд (Тест №2,3), 17,1 раз (Тест №4), 9,7 секунд (Тест №5), хотя в начале года достоверных различий между показателями основной и контрольной групп не наблюдалось.
В основной группе № 3 (Табл. 5, Рис. 4) занятия проводились с применением методики выполнения комплекса упражнений для межрёберных мышц в исходных положениях стоя, сидя, лёжа на спине строго регламентированным методом. При этом кисть одной руки находится на противоположном боку, что увеличивает нагрузку на межрёберные мышцы во время дыхания и выполнения упражнений.
Исходное состояние показателей функциональных систем организма детей основной группы до применения методики было следующим: число детей с грудным типом дыхания составляло 57,14 % группы, с брюшным -28,57 %, со смешанным — 14,2 %; показатель шестиминутного бега составлял (836 ±43) м, ЖЕЛ - (1612 ± 81) мл, число дыханий - (23 ± 2,2) в минуту, результаты выполнения тестов на силу межрёберных мышц составили (7,3 ± 3,2) раз (Тест №1, 2), (5,2 ± 2,4) раз (Тест №3, 4) в среднем по группе. (Табл. 5, Рис. 4)
