Изучение функционального состояния организма для определения оптимального уровня физических нагрузок

Изучение функционального состояния организма

для  определения оптимального уровня физических нагрузок

Шевченко Александр Сергеевич

                                     ЯМАЛО-НЕНЕЦКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ

Муниципальное образование Ямальский район  

 п. Мыс Каменный

Муниципальная общеобразовательная школа-интернат

«Мыскаменская школа-интернат среднего (полного) общего образования»

11 класс

Содержание:

I. Введение………………………………………………………………………….стр. 2-3

      II. Основная часть…………………………………………………………………стр. 3-9

1. Определение функционального состояния организма…………………...стр. 3-5
2. Определение уровня физического развития……………………………....стр. 5-6
3. Определение уровня работоспособности………………………………….стр. 6
4. Определение  оптимального уровня физических нагрузок………………стр.7-8    
5. Исследование функциональных состояний организма, уровней физического развития, работоспособности, оптимального уровня физических нагрузок класса…………………………………………………………………………стр. 8-9                                                                                    

III. Заключение……………………………………………………………………...стр. 9

IV. Список литературы…………………………………………………………….стр.10

V. Приложение………………………………………………………………………стр.I-IX

Изучение функционального состояния организма

для определения оптимального уровня физических нагрузок

Шевченко Александр Сергеевич

                                     ЯМАЛО-НЕНЕЦКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ

Муниципальное образование Ямальский район  

 п. Мыс Каменный

Муниципальная общеобразовательная школа-интернат

«Мыскаменская школа-интернат среднего (полного) общего образования»

11 класс

  В наш век автоматизации и глобализации неоспорим тот факт, что занятия спортом имеют большую актуальность.  Так регулярные физические нагрузки улучшают работу сердца, легких, улучшают обмен веществ, укрепляют костно-мышечную систему. Систематические занятия спортом благоприятно влияют на центральную нервную систему, которая является главным регулятором всех физических и психических процессов в нашем организме. Постоянные занятия физическими упражнениями увеличивают жизненную емкость легких, подвижность грудной клетки. За одно и то же время организм спортсмена получает и усваивает больше кислорода за счет более глубокого дыхания и лучшей доставки питательных веществ к мышцам. Регулярные занятия спортом улучшают телосложение, фигура становится стройной, движения пластичны. Немаловажно и то, что у спортсменов повышается уверенность в себе, укрепляется сила воли, что помогает достигать поставленные жизненные цели.

   Но заниматься каким либо видом спорта надо на научной основе, чтобы не навредить себе чрезмерными нагрузками и чтобы получить пользу от занятий, а не просто впустую тратить время. Поэтому, начиная серьезно заниматься спортом,  я решил узнать свое физиологическое и физическое состояние организма.

   Исходя из выше сказанного, я выбрал тему моей исследовательской работы: “Изучение функционального состояния организма с целью определения оптимального уровня физических нагрузок при занятии спортивными упражнениями”. Из заданной темы я ставлю перед собой цель: “Исследовать функциональное  состояния организма, а также уровень работоспособности для определения оптимального уровня физических нагрузок  при выполнении  спортивных  упражнений”. Для достижения цели исследования применил следующие методы работы: изучение методической литературы, метод практических измерений, анализ, обработка и  обобщение данных. При этом был собран и обработан материал о состоянии моего организма, и об уровне развития учащихся 9 - 11 классов за 2007 - 2008 учебный год (67 человек) и 8 - 11 классов на начало 2008 – 2009 учебного года (99 человек). Всего 166 человек.

  Определяю перед собой задачи:

1.  Исследование функционального состояния организма:

            а) функциональные данные о состоянии сердечнососудистой системы;

            б) данные об уровне нервной регуляции сердечнососудистой системы;

            в) состояние дыхательной системы;

2.  Определение уровня физического развития.

3.  Определение уровня работоспособности.

4.  Определение  оптимального уровня физических нагрузок.

5.  Исследование функциональных состояний организма, уровней физического развития, работоспособности, оптимального уровня физических нагрузок  старшеклассников.

6.  Выводы и рекомендации.

  Итак, я определяю состояние моих основных физиологических систем организма, чтобы узнать в каком объеме и с какой интенсивностью я могу заниматься физическими упражнениями. Другими словами «Чтобы занятия физическими упражнениями приносили максимальную пользу, необходимо систематически контролировать состояние своего организма».  Для этой цели выбираю метод индивидуального контроля.

 Индивидуальный контроль – это система наблюдений занимающегося физической культурой и спортом за изменениями своего здоровья, физического развития и физической подготовленности. Этот вид контроля включает наблюдение за состоянием организма, анализ объективных и субъективных показателей состояния организма под влиянием физических нагрузок.

К объективным относятся показатели, получаемые в результате измерений и выражаемые количественно:

1. Антропометрические - рост, вес, окружность грудной клетки и др.
2. Функциональные – частота сердечных сокращений (пульс), глубина дыхания и его частота, жизненная емкость легких (ЖЕЛ).
3. Силовые показатели отдельных групп мышц.
4. Результаты в контрольных упражнениях (тестах) и др.

К субъективным относятся: самочувствие, настроение, чувство усталости, желание или нежелание заниматься физическими упражнениями, нарушение сна и аппетита, ощущение своей работоспособности, ее изменений и др. Итак, используя объективные показатели индивидуального контроля, я измерил свои антропометрические данные: рост 184.5см., вес- 71 кг., окружность грудной клетки - 92 см. Эти данные я вписываю в  таблицу (см. приложение I, табл.№1). По этим данным в дальнейшем буду делать выводы о степени изменения своих антропометрических данных. Далее провожу функциональную пробу с регистрацией и анализом пульса. Это даст информацию о состоянии сердечнососудистой системы. Для этого использую пробу с приседаниями. Проба с приседаниями: измеряю, пульс в покое, затем выполняю 20 приседаний за 30 сек. и определяю время восстановления пульса до исходной частоты. Мои показатели: пульс в покое-82 уд/мин, пульс после приседаний-103уд/мин, учащение пульса  на 25.6%, время нормализации - 2 мин., дыхание – без видимых изменений. По приведенной таблице (см. приложение I, табл.№2) я определяю, как на эту пробу реагирует мой организм.

Вывод: проведя упражнения и расчеты, я узнал, что деятельность моей сердечнососудистой  системы можно оценить на «хорошо». Записываю данные в таблицу (см. приложение I, табл.№1).

   Следующая проба с переменой положения тела позволяет мне оценить состояние нервной регуляции сердечнососудистой системы. Эта проба бывает двух видов: ортостатическая и клиностатическая. Начинаю выполнять ортостатическую пробу. Для этого в положении лежа подсчитываю пульс за 10 сек. и умножаю на 6. Затем спокойно встаю и подсчитываю пульс в положении стоя. При определении уровня состояния нервной регуляции сердечнососудистой системы ориентируюсь на данные (см. приложение I, табл.№3). Большая разница в частоте сердечных сокращений при переходе из положения лежа в положение стоя говорит об утомлении или недостаточном восстановлении после физической нагрузки.

Итак, замеряю пульс: в положении лежа - он равен 72 уд/мин, затем встаю и замеряю пульс, он равняется 86 уд/мин. Разница равна 14 уд/мин.

Вывод:  пульс увеличился на 14 уд/мин, значит, мой уровень нервной регуляции сердечнососудистой системы соответствует нормальной реакции. Продолжаю тестирование и выполняю клиностатическую пробу.

Для этого все выполняю в обратном порядке: переход из положения стоя в положение лежа. Если пульс уменьшится на 4-10 уд/мин – это будет означать нормальную реакцию. Большее замедление – признак тренированности.

Замеряю свой пульс, в положении стоя, его показатели равны 84уд/мин, а в положении лежа – 78 уд/мин,  его замедление  равно 6 уд/мин.  Вывод:  реакция нервной регуляции сердечнососудистой системы на данный тест соответствует нормальной реакции на нагрузку. Данные ортостатической и клиностатической проб заношу в таблицу (см. приложение I, табл.№1).

  Далее оцениваю состояние своей дыхательной системы, в частности возможности организма, противостоять недостатку кислорода. Для этого применяю две пробы: проба Штанге и проба Генчи.

Проба  Штанге: в положении сидя делаю глубокий вдох и полный выдох, затем снова глубокий вдох, после чего максимально задерживаю дыхание. Данные сравниваю с нормативными (см. приложение I, табл.№4).

Вывод: мой результат 90сек. значит,  мой уровень состояния дыхательной системы оцениваю на «отлично».

Проба Генчи заключается в задержке дыхания после выдоха (проводится не раньше чем через 10 мин. после пробы Штанге). Здоровые нетренированные люди способны задерживать дыхание на 25-30 сек., хорошо подготовленные – на 40-60 сек. и больше. В результате тренировок время задержки дыхания должно увеличиваться.

Мой результат равен 42  сек., что соответствует уровню хорошо подготовленного человека. Результаты этих двух проб записываю в таблицу (см. приложение I, табл.№1), из которой видно  состояние моих сердечнососудистой и дыхательной систем.

    Следующим этапом в исследовании будет определение моего исходного уровня физической подготовленности (УФП), а именно состояние развития таких физических качеств как сила, быстрота, выносливость, гибкость и др.  Его я определяю с помощью методики профессора Ю.Н.Вавилова. Для этого использую 6 тестов:

Тест №1. Сгибание и разгибание рук в упоре лежа (отжимание).

Формула для вычислений: УФП = ( Р – Н ):Н, где Р- результат, Н- норматив.

Проведя тест, определяю свой уровень физической подготовленности: УФП= (45-37):37=0.22. Оцениваю по таблице состояние развития разгибателей рук – оно соответствует оценке «отлично».

Тест №2. Прыжок в длину с места.    

 Проведя тест, определяю свой уровень физической подготовленности: УФП= (255-216):216= 0.18, что по таблице соответствует уровню развития моих скоростно-силовых качеств на «хорошо».

Тест №3. Поднимание туловища из положения лежа на спине (пресс).

Проведя тест, определяю свой уровень физической подготовленности: УФП= (32-22):22=0.45. Значит,  уровень развития мышц живота равен оценке «отлично».

Тест №4. Удержание тела в висе на перекладине.

Проведя тест, определяю свой уровень физической подготовленности: УФП=(50-46):46=0.09. Это значит, что состояние сгибателей (развитие бицепсов) рук можно оценить на «хорошо».

Тест №5. Наклон вперед из положения сидя (гибкость).

Проведя тест, определяю свой уровень физической подготовленности: УФП=(24-11):11=1.18  Моя гибкость равна оценке «супер».

Тест №6. Бег на 1000м.

Проведя тест, определяю свой уровень физической подготовленности по формуле:

 УФП= ( Н - Р) : Р, он равен УФП=(216-175):216=0.19

Состояние общей выносливости соответствует уровню развития на «хорошо».

Теперь определяю общий уровень физической подготовленности по формуле:

ОУФП = сумма показателей УФП всех физических упражнений : 6.

Итак, ОУФП равен (0.22+0.18+0.45+0.09+1.18+0.19):6=0.39. Сравниваю его с таблицей оценки уровня физической подготовленности (см. приложение II, табл.№1)

Вывод: в результате проведенных 6 испытаний мой ОУФП равен 0.39 , что соответствует оценке «отлично». Данные записываю в таблицу (см. приложение II, табл.№2).  

  Осталось определить одну из главных в исследовании моих способностей уровень работоспособности. Его определяю с помощью функциональной пробы Руфье-Диксона.

Причем, состояние работоспособности я буду контролировать примерно один раз в четверть (хотя рекомендуется один раз в месяц в одно и то же время суток).

 Для этого ложусь на спину и нахожусь в таком положении в течение 5 мин., затем определяю число ударов пульса за 15 сек. и умножаю результат на 4 - пульс за 1 мин. (Р1)

Мой пульс за 15 сек. равен 17 ударам, умножаем на 4 и получаем Р1= 68 уд/мин.

Выполняю 30 приседаний за 45 сек, вновь ложусь на спину и подсчитываю пульс за первые 15 сек (Р2) и последние 15 сек (Р3) первой минуты восстановления:

ЧСС за первые 15 сек минуты равна 29 ударам. 29 х 4= 116уд/мин - значение Р2

ЧСС за последние 15 сек минуты равна 22 ударам. 22 х 4=88уд/мин – значение Р3

Коэффициент работоспособности вычисляю по формуле: Р = ((P2 – 70) + (P3 – P1)) : 10

P = ((116 – 70) + (88 - 68)) : 10 = 6.6   Р=6.6

Данные сравниваю с таблицей Руфье - Диксона (см. приложение II, табл.№3).

Вывод: мой уровень работоспособности «удовлетворительный». Данные записываю в таблицу. (см. приложение II, табл.№2).

  Итак, я определил уровень функционального состояния организма (состояние сердечнососудистой системы, дыхательной системы, уровень физической подготовленности, уровень работоспособности) и в связи с этим определился в какой из групп: подготовительной или основной я могу заниматься. В данном случае мне подходит основная физкультурная группа. Теперь мне остается определить уровень допустимых физических нагрузок во время занятий  физическими упражнениями.

Известно, что решающим условием обеспечения оптимального оздоровительного эффекта при использовании физических упражнений является соответствие величины нагрузок функциональным возможностям организма. Существует несколько способов регламентации нагрузки:

1. Дозирование нагрузки по числу повторений физических упражнений.
2. Дозирование нагрузки в соответствии с энергетическими затратами.
3. Дозирование нагрузки по частоте сердечных сокращений (ЧСС).

 Определяю допустимый уровень дозирования физической нагрузки. Коротко о терминах.

Физическая нагрузка- это определенная мера влияния физических упражнений на организм занимающегося.

Доза нагрузки – определенная величина ее объема и интенсивности.

Объем нагрузки определяется по количеству выполненных упражнений, затратами времени на занятия, длине пройденной дистанции и др.

Интенсивность нагрузки можно определить по темпу и скорости движений, ускорению, а также по частоте сердечных сокращений и др. Чем больше объем нагрузки, тем меньше ее интенсивность, и наоборот. На начальном этапе занятий физическими упражнениями наращивание нагрузки должно идти за счет увеличения ее объема, а в последующем, по мере постепенного развития возможностей организма занимающегося, в основном за счет интенсивности. Таким образом, допустимый уровень дозирования физической нагрузки я  решил определять с помощью дозирования нагрузки по частоте сердечных сокращений.

Задавая физическую нагрузку по пульсу, можно дозировать величину физиологических сдвигов, к которым должна принести тренировка. Это более эффективно, чем дозирование физической нагрузки по объему и интенсивности выполняемых упражнений. Одна и та же нагрузка для одного может оказаться недостаточной, а у другого вызовет перенапряжение. По данным физиологов, наиболее эффективны занятия с оздоровительной направленностью при нагрузке, которая повышает пульс от 100 до 170-180 уд/мин, в зависимости от возраста и состояния здоровья человека. Колебания частоты сердечных сокращений (ЧСС) очень индивидуальны, однако можно считать, что ЧСС 120-130 уд/мин является зоной тренировки для новичков. Занятия физическими упражнениями при ЧСС 130-140 уд/мин обеспечивает развитие общей выносливости у начинающих и ее поддержание в более подготовленных. Максимальный тренировочный эффект для развития аэробных (кислородных) возможностей и общей выносливости наблюдается во время занятий при ЧСС от 144 -156 уд/мин.

Итак, определяю оптимальный индивидуальный тренировочный пульс (ИТП) по формуле:  ИТП = (220 - возраст в годах - ЧСС в покое за 1 мин) х 0,6 + ЧСС в покое за 1 мин.

Конкретно для меня: ИТП = (220 – 16 - 78) х 0.6 + 78 = 153. Мой ИТП = 153 уд/мин.

Сохранять такую ЧСС во время занятий трудно, поэтому следует ориентироваться на верхнюю и нижнюю границы тренировочного пульса.

Для определения максимально возможной нагрузки на сердце нужно к величине тренировочного пульса прибавить 12, а для определения минимальной тренировочной нагрузки на сердце нужно от величины тренировочного пульса отнять 12.

Конкретно:  

- вычисляю мою максимальную допустимую нагрузку: 153 + 12 = 165 уд/мин

- вычисляю мою минимальную допустимую нагрузку: 153 - 12 = 141 уд/мин

Вывод: исходя, из проведенных вычислений определяю, что мой оптимальный индивидуальный тренировочный пульс (ЧСС) во время занятий должен находиться в пределах от 141 уд/мин до 165 уд/мин. Данные записываю в таблицу (см. приложение II, табл.№2)  

Для себя я определил, что, занимаясь физическими упражнениями, я должен придерживаться этих показателей, причем величину показателей ЧСС я смогу регулировать, изменяя объем и интенсивность выполняемых упражнений.  

   Все эти исследования состояния моего организма показались мне настолько необходимыми для правильного физического развития, что я решил провести исследование  функциональных состояний систем организма, уровней физического развития, работоспособности, оптимальных физических нагрузок с учащимися 8-11 классов. Это имеет практическое значение, как для каждого учащегося, так и для учителей физической культуры, которые должны ориентироваться на функциональное состояние систем учащихся, их средний уровень работоспособности и допустимые физические нагрузки при проведении уроков. Мною проведено исследование с 67 учащимися старшего звена школы за 2007 - 2008 учебный год, и в начале 2008 - 2009 учебного года с 99 учениками 8 - 11 общеобразовательных классов.

  Вследствие проведенных тестов и измерений в 2007-2008 учебном году, были получены следующие результаты:

1. Состояние сердечнососудистой системы учащихся 9-11 классов году можно оценить на:

2. Состояние нервной регуляции сердечнососудистой системы соответствует показателям:

3. Состояние дыхательной системы учащихся 9-11 классов можно оценить как:

4. Уровень физической подготовленности составляет:

5. Работоспособность  среди 9-11классов соответствует показаниям:

6. На уроках физической культуры можно ориентироваться на такие средние значения допустимых нагрузок:

  Все данные по исследованию 9 - 11 классов за 2007 - 2008 учебный год приведены в приложениях III – VIII, стр.III – VII. Данные по исследованию 8 - 11 классов за 2008-2009 учебный  год приведены в приложениях IX-X, стр.VIII-IX.

  Заключение: актуальность данной темы исследования имеет  практическое  значение для каждого ученика, который, ориентируясь на показатели состояния основных систем организма, состояние своей физической подготовленности и средние значения допустимых нагрузок, может корректировать свой физиологический и физический уровень развития. Данная  система  измерений может быть использована  учителями  физической культуры с  целью определения учащихся в основную или подготовительную группы, для определения функциональных возможностей учащихся, а также среднего уровня допустимых  минимальных и максимальных нагрузок на уроках физической культуры.

Список используемой литературы:

1. Кузнецов В.С.  методическое пособие  « Безопасность уроков, соревнований и походов». Москва,  издательство «НЦ ЭНАС» 2003г.
2. Кузнецов В.С. методическое пособие «Силовая подготовка детей школьного возраста». Москва, издательство «НЦ ЭНАС» 2003г.
3. Лях  В.И. «Физическая культура для 10-11 классов общеобразовательных школ». Москва, «Просвещение» 2005г.
4.  Сапин М.Р. «Анатомия и физиология человека». Москва «Просвещение» 1998г.
5.  Сапи н М.Р. «Анатомия человека». «Просвещение» 1995г.
6. Хрипкова А.Г.  учебное пособие «Физиология человека». Москва, «Просвещение» 1976г.