Анализ влияния двигательной активности на умственную и физическую работоспособность учащихся

Уже в наши дни академик АН Украины Г.В. Фолъборт провел убедительные исследования, показавшие, что утомление является естественным побудителем процессов восстановления работоспособности.

Некоторые исследователи утверждают, что в наше время физическая нагрузка уменьшилась в 100 раз - по сравнению с предыдущими столетиями. Если как следует разобраться, то можно прийти к выводу, что в этом утверждении нет или почти нет никакого преувеличения. Представьте себе крестьянина прошлых столетий. Он, как правило, имел небольшой надел земли. Инвентаря и удобрений почти никаких. Однако, зачастую, ему приходилось кормить «выводок» из десятка детей. Многие к тому же отрабатывали барщину. Всю эту огромную нагрузку люди несли на себе изо дня в день и всю жизнь.

 

 

Глава 2 ВОЗДЕЙТСВИЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ НА ЗДОРОВЬЕ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА  

 
      ХХ  век войдет в историю как век  технического прогресса, научных достижений и мировых войн. Однако не только этим характерен ХХ век. В короткий исторический период неузнаваемо изменились характер и среда жизнедеятельности  человека. Большинство людей в  экономически развитых странах стали  вести малоподвижный образ жизни, стали отличаться приемом избыточного  количества лекарств и высококалорийной пищи, невероятно возросли потоки разнообразной  информации, преобладающими в жизни  людей стали нервно-эмоциональные перенапряжения, все большая часть людей становятся городскими жителями. 
      Технический прогресс привел к тому, что доля тяжелого физического труда в  процессе производства сократилась  в 150-200 раз. Все более интенсивно развивается механизация и автоматизация многих производств. Все большее число людей садятся за рабочий стол и пульты управления. Рабочие все шире используют вспомогательные средства для выполнения тяжелых работ. [1, с. 10-11] 
     Научно-технический  прогресс в процессе эволюции человека постоянно увеличивал объем необходимой информации, т.е. нагрузку на разум, в то же время обязательная физическая нагрузка уменьшалась. Это привело к нарушению системы равновесия, которая сложилась в человеческом организме свыше миллиона лет назад. 
     Человеческое  тело в течение тысячелетий выработало способность встречать внешний  раздражитель (угрозу) мобилизацией физических резервов. В настоящее время сила раздражителей постоянно возрастает, физические силы (мышцы) приводятся в готовность к действию, а реализовать их не представляется возможным. Большую часть физической нагрузки выполняют за человека механизмы. Мы как бы пребываем в ситуации постоянной готовности к действию, которое нам не позволено выполнить, и тело в конце концов начинает испытывать негативные последствия такого состояния. 
     Резкое  ограничение двигательной активности в последние десятилетия привело  к снижению функциональных возможностей людей среднего возраста. Таким образом, у большей части современного населения экономически развитых стран возникла реальная опасность развития гипокинезии. Синдром, или гипокинетическая болезнь, представляет собой комплекс функциональных и органических изменений и болезненных симптомов, развивающихся в результате рассогласования деятельности отдельных систем и организма в целом с внешней средой. В основе патогенеза этого состояния лежат нарушения энергетического и пластического обмена (прежде всего в мышечной системе). Чем интенсивнее двигательная деятельность в границах оптимальной зоны, тем полнее реализуется генетическая программа, и увеличиваются энергетический потенциал, функциональные ресурсы организма и продолжительность жизни.    Различают общий и специальный эффект физических упражнений, а также их опосредованное влияние на факторы риска. Наиболее общий эффект тренировки заключается в расходе энергии, прямо пропорциональном длительности и интенсивности мышечной деятельности, что позволяет компенсировать дефицит энергозатрат.  
     Физические  упражнения приводят к возникновению  очень интересного и полезного  эффекта в организме. Во время  нагрузки обмен веществ значительно ускоряется, но после неё - начинает замедляться и, наконец, снижается до уровня ниже обычного. В целом же у тренирующегося человека обмен веществ медленнее обычного, организм работает экономичнее, а продолжительность жизни увеличивается. 
      В современном понимании здоровье – это не только отсутствие болезней, но и определенный уровень физической подготовленности, 
функционального состояния организма, который и  является основой физического и психического благополучия. 
      Уровень здоровья соответствует определенному  уровню физического состояния. Поэтому  очевидно, что конечной целью занятий  физической культурой является достижение высокого уровня физического состояния, гарантирующего стабильное здоровье. 
     Для создания условий поддержания своего здоровья на необходимом уровне нужна физическая (двигательная) активность. Человек должен сам выработать в себе постоянную привычку заниматься физической культурой, чтобы обеспечить гармоничное равновесие между умственными и физическими нагрузками. Это одна из основных частей индивидуальной системы здорового образа жизни. 
     Самое благоприятное время для ее выработки  — подростковый возраст, когда еще нет больших жизненных проблем, и для воспитания в себе необходимых физических качеств практически нет объективных препятствий. Нужны только желание и упорство в достижении поставленной цели. 
     Двигательная  активность успешно может решить проблему нарушенного равновесия между силой эмоциональных раздражителей и реализацией физических потребностей тела. Это верный путь к укреплению духовного и физического здоровья. 
      Малоподвижный образ жизни, отсутствие достаточной  физической нагрузки вызывают атрофию мышечной и костной ткани, уменьшение жизненной емкости легких, а главное - нарушение деятельности сердечно- сосудистой системы. В какой то момент человек теряет свободу движения. Свобода движений определяется амплитудой движений в суставах и функциональным состоянием мышц. И здесь замыкается порочный круг: чем меньше совершается движений, тем они труднее; чем они труднее, тем меньше человек двигается, чем меньше человек двигается, тем меньше у него потребность в движениях.  
     Двигательная  активность улучшает функцию не только самой мышечной системы, но и всех жизненно важных органов, включая сердечную мышцу. Это влияние реализуется благодаря включению рефлексов с мышц на внутренние органы. При сокращении мышц в кровь поступает большое количество биологически активных веществ, сердцебиение становятся сильнее и чаще, выброс крови в аорту и легочную артерию увеличивается.  
     Сокращение  мышц нижних конечностей способствует продвижению венозной крови снизу  вверх против силы тяжести, предупреждая возможность застоя крови. [2, c. 152] 
     Механизмы влияния двигательной активности на организм человека весьма разнообразны. Условно это многообразие можно свести к следующим основным факторам: 
     1) оптимизация работы центральной  нервной системы. Двигательная активность является интегральным результатом деятельности всех уровней головного мозга, то есть совместной работы центров коры и подкорки. Двигательная активность крайне необходима для нормальной организации работы мозга, для формирования воли и интеллекта человека; 
     2) совершенствование механизмов регуляции  работы вегетативных систем. В результате недостаточной двигательной активности нарушаются нервно-рефлекторные связи, заложенные природой и закрепленные в процессе тысячелетий тяжелого физического труда, что неизбежно приводит к расстройству регуляции работы сердечнососудистой и других важнейших вегетативных систем организма, нарушению обмена веществ и развитию различных болезней; 
     3) повышение адаптационных и защитных  свойств организма. Специальный адаптационный эффект физических упражнений заключается прежде всего в морфологических и функциональных изменениях сердечнососудистой системы. Данные изменения делятся на центральные и периферические. Чрезвычайно важен также профилактический эффект физических упражнений; 
     4) нормализация обмена веществ. Выполнение физической работы требует большого количества энергии. Длительное выполнение физической работы низкой интенсивности способствует нормализации жирового и углеводного обмена. Нормализация жирового обмена проявляется в использовании излишков свободных жиров в качестве источников энергии, снижении содержания холестерина в крови, снижении содержания липопротеидов низкой плотности и повышении содержания липопротеидов высокой плотности в крови. Нормализация углеводного обмена проявляется в поддержании нормального уровня глюкозы в крови; 
     5) совершенствование работы сердечнососудистой  и дыхательной систем. Изменения в центральном звене аппарата кровообращения заключаются в улучшении насосной функции сердца, особенно при выполнении физической работы, и экономизации работы сердца в покое. Увеличиваются размеры и подвижность грудной клетки, повышается сила дыхательной мускулатуры, что приводит к увеличению жизненной емкости легких; 
     6) совершенствование опорно-двигательного  аппарата. Систематическое выполнение физической работы вызывает существенные изменения в опорно-двигательном аппарате человека. Прежде всего, увеличивается механическая прочность костей. Увеличение прочности костей связано с повышением содержания в них соединений кальция, фосфора, магния. Происходит совершенствование соединительнотканных структур. Увеличивается прочность связок и сухожилий; [6, c.113] 
     7) устранение дефицита энерготрат. В результате повышения функциональных возможностей важнейших систем организма происходит задержка процессов старения примерно на 10-15 лет. Именно такая разница во времени отмечена по основным функциональным показателям (артериального давления, жизненной емкости легких, содержание холестерина и липопротеидов низкой и высокой плотности в крови, физической работоспособности и др.) у людей, регулярно занимающихся физическими упражнениями и ведущих малоподвижный образ жизни. Такие многогранные эффекты оказывают на организм человека регулярные занятия физическими упражнениями.  
      Организм  человека обладает определенными резервными возможностями: морфологическими, биохимическими, психологическими, физиологическими и др. При двигательной активности включаются те резервы организма, которые обеспечивают его специфическую работоспособность. Физическая работоспособность человека тесно связана с физиологическими резервами его организма, которые обусловлены функциональным состоянием отдельных органов и организма в целом. Они обеспечивают способность адаптироваться к различным условиям жизнедеятельности. Предполагается, что в условиях повседневной жизни человек использует лишь 35% своих резервных возможностей. При работе, требующей включения 40%–50% имеющихся резервов, наступает физическое и психическое утомление. При использовании же 65% резервов необходимы значительные волевые усилия, и такая напряжённая работа приводит к отказу организма от её продолжения. Тренированный организм имеет большие по объёму резервы и может их использовать более полно, чем нетренированный. 
     Уровень работоспособности человека во многом определяется функциональным резервом организма, на формирование которого существенно влияет двигательная активность.  
     Под влиянием активного двигательного  режима наряду с уменьшением заболеваемости и длительности потери трудоспособности отчетливо улучшаются общее состояние и самочувствие человека, повышаются его работоспособность и способность противостоять утомлению, что дает большой экономический и социальный эффект. 
       Физическую работоспособность связывают  с определенным объемом мышечной  работы, который может быть выполнен  без снижения заданного (или  установившегося на максимальном  уровне для данного индивидуума)  уровня функционирования организма.   
       Количественное определение работоспособности  имеет большое значение при организации процесса физического воспитания и учебно-тренировочной работе, при разработке двигательных режимов для тренировок, лечения и реабилитации больных, при определении степени утраты трудоспособности и т.д. 
     С ростом физического состояния все  показатели работоспособности заметно  возрастают, значительно расширяется  объем функциональных резервов. 
     Работоспособность человека определяется его стойкостью к различным видам утомления - физическому, умственному и др. и  характеризуется продолжительностью качественного выполнения соответствующей работы.  
       Одной из наиболее неблагоприятных  сторон умственной деятельности  является снижение двигательной  активности. 
       В условиях ограниченной двигательной  активности изменение сердечной деятельности, возникающие под влиянием интеллектуального напряженного труда, сохраняются дольше, чем в условиях нормальной двигательной активности 
       Напряженная умственная работа (как  показывают исследования) сопровождается непроизвольным сокращением и напряжением скелетных мышц, не имеющих прямого отношения к выполнению умственной работе. 
       Одновременно с повышением активности  скелетных мышц отмечается у  большинства людей повышение  активности внутренних органов  - усиливается дыхание и сердечная деятельность, повышается артериальное давление, затормаживаются функции пищеварительных органов. 
       Многочисленные исследования показывают, что двигательная активность оказывает исключительно эффективное влияние на факторы работоспособности и противодействует преждевременному наступлению утомления.  
       Современному человеку трудно  успевать за требованиями, предъявляемыми научно-техническим прогрессом, справится с потоком информации даже в узкой области своей профессиональной деятельности. Для большинства из них работа по специальности связана со значительным снижением физической нагрузки и возрастанием нервно-эмоционального напряжения (точность, быстрота, внимание). Сочетание растренированности организма и роста нервно-эмоционального напряжения в условиях интенсификации производства приводит к преждевременной утомляемости в производственной деятельности, к ранней потере трудоспособности. 
       Чтобы избежать этого необходимо постоянно работать над собой, изучать особенности своего организма, научиться пользоваться своими скрытыми до времени способностями, вести здоровый образ жизни систематически пользоваться средствами двигательной активности. 

 

 

 
2.1 Методы повышения физической работоспособности.

Рассматривая физические упражнения как одно из основных средств оптимизации двигательной активности, следует признать, что на современном этапе реальная физическая активность населения не отвечает взросшим социальным запросам физкультурного движения и не гарантирует эффективного повышения физического состояния населения.

Системы специально организованных форм мышечной деятельности, предусматривающие повышение физического состояния до должного уровня (“кондиции”), получили название “кондиционных тренировок” “оздоровительных”.

Методы таких тренировок различаются по периодичности, мощности и объему.

Существуют три метода таких тренировок:

• Первый метод предусматривает преимущественное использование упражнений циклического характера (ходьба” бег, плавание, велосипед), проводимых непрерывно 30 и более минут.
• Второй метод предполагает применение упражнений скоростно-силового характера (бег в гору, спортигры, упражнения с оттягивающими, сопротивлением, тренажеры), деятельность работы от 15 сек до 3 минут с числом повторений 3-5 раз с периодами отдыха.
• Третий метод использует комплексный подход к применению физических упражнений, стимулирующих как аэробную, так и анаэробную производительность, совершенствующих двигательные качества.

 

 

2.2 Формы двигательной активности 

 

Двигательный режим не может быть одинаковым для всех людей. Он должен соответствовать особенностям конкретного человека, его возрасту, состоянию здоровья, Физическому развитию, подготовленности. Однако используемые физические упражнения должны обеспечивать упражняемость всех мышечных групп. Так, совершенствование деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма связано с развитием выносливости, которая вырабатывается при выполнении физической работы в течение относительно длительного времени. Для этого подходят циклические упражнения (ходьба, бег, плавание, гребля/. Выбор зависит от условий занятий, интереса, возможностей занимающихся. 

 

Утренняя гигиеническая гимнастика (УГГ),  состоящая из 8-10 упражнений, выполняемых динамично, без значительных усилий и задержек дыхания, позволяет легко перейти от утренней вялости к активному состоянию, быстрее ликвидировать застойные явления, возникшие в организме после ночного двигательного бездействия. При выполнении упражнений значительно увеличивается поток импульсов в кору головного мозга от множества рецепторов, расположенных в мышцах, сухожилиях, суставах. Однако интенсивность УГГ не должна быть чрезмерной, иначе она может отрицательно повлиять на работоспособность в течение дня. Комплексы УГГ составляются всегда индивидуально с учетом возраста, функциональных возможностей каждого и обновляются через 2-3 недели, чтобы не снижать эффективность упражнений из-за привыкания к ним организма.

Другие формы двигательной активности, такие, как производственная физическая культура, индивидуальная тренировка и др. представляют собой разновидности активного отдыха.

Активный отдых выражается в смене видов деятельности. Особенно плодотворно его проявление при переходе от умственного труда к физическому.

Впервые значение активного отдыха обосновал И.М.Сеченов. Он заметил, что рука после сильного утомления восстанавливает работоспособность быстрее, если другой, неутомленной рукой выполнять нетрудную физическую работу. В дальнейшем ученые установили, что активный отдых применим не только к физической, но и к умственной работе. Особая роль здесь принадлежит мышечной деятельности, в процессе которой в работу вовлекаются нервные центры, отличные от тех, которые регулируют различные формы интеллектуальной деятельности. Переключение с умственной работы на физическую позволяет, во-первых, сохранить устойчивость и улучшить функционирование основных тканей и систем организма, во-вторых, совершенствовать координационные механизмы в осуществлении их деятельности.

Производственная физическая культура  в форме вводной гимнастики, физкультпауз, направленных на удержание необходимого уровня работоспособности в трудовом процессе.

Большое значение для повышения эффективности умственного труда имеет выделение и рациональное использование перерывов /пауз/ для отдыха.

Умственная работа вызывает нарастание возбуждения в соответствующих участках коры головного мозга, что усиливает физиологическую деятельность в расположенных там клетках. Во время отдыха уровень возбуждения снижается, начинают преобладать тормозные процессы, которые являются ведущими при восстановлении нервных потенциалов в указанных клетках мозга. Углублению торможения способствует мышечная работа в виде физических упражнений, выполняемых во время пауз в трудовом процессе. Установлено, что использование 5-10-минутных физкультпауз оказывает вдвое больший эффект повышения работоспособности, нежели пассивный отдых в два раза больше продолжительности. Физкультпаузы проводятся после 3-4 часов работы и включают 5-6 упражнений, направленных на активизацию работы мышечных групп, не участвовавших в трудовом процессе.

Индивидуальная тренировка проводится в виде самостоятельных занятий, направленных на укрепление здоровья, повышение общей работоспособности, комплексного развития физических качеств. Проводятся занятия не реже трех раз в неделю по 30-60 и более минут каждое. Время в течение дня любое. Но при акцентированном развитии физических качеств, связанном с выполнением нагрузок, занятия лучше проводить во второй половине дня, спустя 2-3 часа после еды. Каждое занятие должно начинаться с разминки и заканчиваться выполнением упражнений, способствующих приведению организма в сравнительно спокойное состояние.

 

 

Глава 3 Анализ влияния двигательной активности на умственную и физическую работоспособность обучающихся

3.1. Методика и материалы

Исследования проводились с мая 2014 по июнь 2014 года Фоминской школы. Для исследования физической работоспособности отбирались группы ребят в количестве 10 человек. Всего было отобрано 4 группы. В первую и третью группы вошли обучающиеся, систематически  занимающиеся физическими упражнениями, но относящиеся к разным возрастным категориям (1 группа – 5-6 классы, 3 группа – 7-8 классы), во вторую и четвертую группы вошли обучающиеся, не занимающиеся систематически физкультурой, так же относящиеся к разным возрастным категориям (2 группа – 5-6 классы, 4 группа – 7-8 классы). В дальнейшем при тестировании ребят, проводился сравнительный анализ полученных результатов. Для определения физической работоспособности было проведено 4 теста, которые являются классическими и позволяют определить резервные возможности дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Для осуществления данных тестов из оборудования, прежде всего, использовался секундомер.

Тест№1. Исследование физической работоспособности путем определения дыхательных возможностей организма.

Тест № 2.  ЧСС (частота сердечных сокращений) до нагрузки, в состоянии покоя, после нагрузки и при восстановлении организма

Тест № 3. Метод определения МПК [ 3 с33-35.]..

Тест № 4. Исследование физической силы, выносливости организма

Очень показательным является исследование физической силы, выносливости и частоты сердечных сокращений при нагрузке и  в период восстановления. С этой целью мы провели в группе более старших (3 и 4 группы) обучающихся следующий опыт.

В течение первых 30 секунд ребята должны были делать приседания в очень динамичном темпе. В течение следующих 30 секунд по команде должны были начать отжимание, тоже в быстром темпе. Затем в положении стоя подсчитывался пульс (ЧСС). Также подсчет пульса осуществлялся при восстановлении через 2 минуты после выполнения упражнений. Кроме того, в ходе опыта  подсчитывалось количество приседаний и отжиманий.

Для обработки информации с целью сравнения результатов двух групп,  вводили следующую градацию

До 30 силовых упражнений - неудовлетворительно

От 31 до 45 силовых упражнений – удовлетворительно

От 46 до 60 силовых упражнений – хорошо

61 и более силовых упражнений  – отлично

Тест № 5. Исследование умственной работоспособности учащихся.

Для исследования умственной работоспособности была отобрана группа обучающихся в количестве 7 человек (15-16 лет). В начале эксперимента ребятам были предложены два теста: 1 – «А у вас хорошая память», 2 – «Исследование логического мышления». Варианты тестов размещены в приложении № 6. Затем  им было предложено 7 дней систематически делать утреннюю физическую зарядку в течение 20 минут, используя определенный комплекс упражнений. По окончании эксперимента ребята также прошли тестирование на умственную работоспособность с использованием аналогичных тестов, которые им предлагались до эксперимента.

 

3.2. Исследование физической работоспособности обучающихся

Представление результатов исследования

Тест№1. Исследование физической работоспособности путем определения дыхательных возможностей организма. Проба с задержкой дыхания.

Таблица № 1

Группа № 1. Обучающиеся 5-6 классов, занимающиеся в секции			Группа № 2. Обучающиеся 5-6 классов, незанимающиеся в секции
Оценка результата	Кол-во человек	%	Оценка результата	Кол-во человек	%
Хорошо	6	60%	Хорошо	5	50%
Удовлетвор	3	30%	Удовлетвор	1	10%
Неудовлетв	1	10%	Неудовлетв	4	40%

 

Данное исследование показало, что результаты задержки дыхания, а значит энергопотенциал группы №1 (занимающихся сортом) выше, чем у группы № 2 (не занимающихся спортом). Хотя неудовлетворительный результат апноэ был у одного из ребят, в группе детей, не занимающихся спортом, этот результат встретился в четырех случаях.

Таблица № 2

Группа № 3. Обучающиеся 7-8 классов, занимающиеся в секции			Группа № 4. Обучающиеся 7-8 классов, не занимающиеся в секции
Оценка результатов	Кол-во человек	%	Оценка результатов	Кол-во человек	%
Хорошо	9	90%	Хорошо	6	60%
Удовлетвор	1	10%	Удовлетвор	4	40%
Неудовлетв	0	0%	Неудовлетв	0	0%

 

Данное исследование показало, что результаты задержки дыхания, а значит энергопотенциал группы №3 (занимающихся сортом) выше, чем у группы № 4 (не занимающихся спортом).