Влияние физической активности на умственную деятельность человека.

Уральская межрегиональная конференция юных исследователей

«Интеллектуалы XXI века»

Влияние физической активности на

умственную деятельность человека

Автор: Шведов Николай,
9 класс, МОУ «МСОШ  № 1»,
с. Миасское, Красноармейский район
Научный руководитель: 
Пайко Галина Александровна,
учитель биологии,  МОУ «МСОШ № 1»

Челябинск, 2010

ФИЗИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И УМСТВЕННЫЕ СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА.

1. Актуальность исследования

В условиях современного мира с появлением устройств, облегчающих трудовую деятельность (компьютер, техническое оборудование) резко сократилась двигательная активность людей по сравнению с предыдущими десятилетиями. Это, в конечном итоге, приводит к снижению функциональных возможностей человека, а также к различного рода заболеваниям. Сегодня чисто физический труд не играет существенной роли, его заменяет умственный. Интеллектуальный труд резко снижает работоспособность организма.

Недостаток необходимых человеку энергозатрат приводит к рассогласованию деятельности отдельных систем (мышечной, костной, дыхательной, сердечно-сосудистой) и организма в целом с окружающей средой, а также к снижению иммунитета и ухудшению обмена веществ.

Недостаток двигательной активности в нашей стране характерен для большинства городского населения и, особенно, для лиц, занятых умственной деятельностью. К ним относятся не только работники умственного труда, но также школьники и студенты, основной деятельностью которых является учеба. В настоящее время изменился характер современного человека: почти полностью сходит на нет необходимость физической активности. Мышечная деятельность человека ограничивается в связи с развитием транспорта и бытового сервиса. Городскому жителю не приходится тратить физических усилий на рубку дров и топку печей, ни доставку воды и очистку территории двора от снега. Мышцы горожанина свободны от этой деятельности.

По данным ВОЗ (всемирной организации здравоохранения), на 1999 год число активно и регулярно занимающихся физическими упражнениями в развитых странах (таких как США, Франция, Германия, Швеция, Канада) составляет порядка 60 %, в Финляндии - 70 %, в России - только 6 %!

Недостаток физической активности сказывается на состоянии физического, психического и умственного здоровья современного человека.

Где же выход? Ведь прогресс остановить нельзя.

Проблема - в повышении двигательной активности.

Настала пора современному человеку учиться и обучаться здоровью, здоровому образу жизни, навыкам по формированию своей оздоровительной культуры. В связи с этим ему необходимо помочь найти способы поведения и возможности, которые продлевали бы его жизнь и делали бы её интересной, достойной и счастливой.

2. Обзор литературы

 Анализ литературных источников и практика жизни показывают, что человек озабочен самыми разными заботами и проблемами. Врачи лечат больного человека, биологи и физиологи изучают физиологические процессы в организме, а здоровье здорового, да и практически здорового человека, стало «ничейной зоной». Тем не менее, заболеваемость населения растёт, смертность увеличивается, рождаемость снижается, дети рождаются уже больными.

По данным Беккера, в настоящее время только 20% населения экономически развитых стран занимаются достаточно интенсивной физической тренировкой, обеспечивающей необходимый минимум энергозатрат, у остальных 80% суточный расход энергии значительно ниже уровня, необходимого для поддержания стабильного здоровья.

Развитие науки, техники, автоматизации, освобождая современного человека от физического труда и значительно облегчая его жизнь в действительности приводит к тому, что на смену массовой гибели людей от инфекционных заболеваний, эпидемий в прошлом веке пришла в результате гиподинамии широкая распространенность сердечно-сосудистые заболеваний, которая приобрела также характер эпидемий. Многочисленные исследования ученых свидетельствуют о том, что сердечно-сосудистые заболевания преимущественно являются уделом жителей высокоразвитых стран. За последние полвека смертность от таких заболеваний возросла в них в 5-6 раз.

Еще в 18 веке известный французский врач Труссо утверждал, что "движение как таковое может по своему действию заменить любое лекарство, но все лечебные средства мира не в состоянии заменить действие движения".

Академик  В. В. Парин писал «двигательная активность принадлежит числу основных факторов, определяющих уровень обменных процессов организма и состояние его костной мышечной и сердечно-сосудистой систем» (1969).

Статистика, исследования, наблюдения, да и просто здравый смысл свидетельствуют о неоценимом положительном влиянии занятий оздоровительной физической культурой на организм человека и его умственные способности.

Физические нагрузки улучшают регуляторные функции, благодаря которым человек может адекватно реагировать на ту или иную ситуацию и, не отвлекаясь, концентрироваться на работе. Эти функции включают в себя скорость обработки информации, скорость реакции и рабочую память, благодаря которой мы запоминаем элементарные вещи: номера домов, телефонов и т.п.     К такому выводу пришел доктор Kristine Yaffe из калифорнийского университета в Сан-Франциско. Группа ученых во главе с доктором Kristine Yaffe изучила влияние доз физической нагрузки на женщин. Исследование длилось 8 лет, и в нем приняли участие 6 тыс. женщин. Участниц досконально опросили о всех физических нагрузках в течение дня. О том: как часто они стирают, убирают, сколько лестничных пролетов проходят за неделю, сколько кварталов одолевают пешком. В результате были выделены несколько групп и подгрупп в зависимости от интенсивности физической нагрузки. Умственные способности отобранных женщин были "измерены" с помощью теста, официально утвержденного в США для определения мыслительных способностей человека. Тестирование проводилось в начале и в конце исследования, то есть через восемь лет. Выяснилось, что в группах с повышенной физической активностью результаты тестов оказались лучше на 40%. Такая пропорциональная зависимость прослеживалась во всех группах, даже небольшое увеличение физической активности приводило к лучшим результатам теста, утверждают специалисты.

Таким образом, чем интенсивнее физические нагрузки, тем выше ваши умственные способности.

Нас заинтересовала зависимость между  занятиями физической культурой и умственными способностями человека. Эту взаимосвязь мы решили проверить в своем исследовании.

 Гипотеза:  Физическая активность влияет на умственные способности учащихся 8 – 9 классов нашей школы.

Цель: Выявить влияние физической активности на умственные способности учащихся 8 – 9 классов нашей школы.

Задачи:

1. Проанализировать  литературу и Интернет - источники по данному вопросу;
2. Изучить влияние физической активности на организм человека;
3. Изучить физическую активность учащихся 8 – 9 классов нашей школы;
4. Изучить интеллектуальный  уровень учащихся 8 – 9 классов школы;
5. Проанализировать  полученных результатов;
6. Сравнить полученные результаты с результатами исследований ученых;
7. Опровергнуть или подтвердить гипотезу.

3. Методы исследования:

1. Изучение теоретических источников;
2. Метод сравнения
3. Метод анкетирования
4. Метод анализа
5. Метод обобщения

1. Основная часть:

4. Теоретическая часть:

Влияние двигательной активности  на умственную деятельность  человека.

Сущность влияния движений на организм состоит в следующем. Движения, даже сравнительно несложные, осуществляются при участии большого числа мышц (например, в акте дыхания участвуют около 90 мышц). Работа одних мышц направлена на обеспечение основного двигательного акта (целенаправленное действие), сокращение других способствует тому, чтобы движение было координированным, деятельность третьей группы мышц создает наиболее выгодную для данного движения позу тела путем распределения мышечного тонуса. Двигательная деятельность представляет собой процесс, в котором участвуют не только мышцы, но и многие участки нервной системы от периферийных нервов - до высших центров коры больших полушарий мозга. Мышечная работа снимает нервное напряжение и улучшается настроение человека.

Тонус нервной системы и работоспособность головного мозга могут поддерживаться долгое время, если сокращение и напряжение различных мышечных групп ритмически чередуются с их последующими растяжением и расслаблением. Такой режим движений характерен для ходьбы, бега, передвижения на лыжах, коньках и др.

В результате недостаточной двигательной активности в организме человека нарушаются нервно-рефлекторные связи, заложенные природой и закреплённые в процессе тяжёлого физического труда, что приводит к расстройству регуляции деятельности сердечно-сосудистой и других систем, нарушению обмена веществ и развитию дегенеративных заболеваний (атеросклероз и др.).

Для нормального функционирования человеческого организма и сохранения здоровья необходима определённая "доза" двигательной активности.

Для успешной умственной работы нужен не только тренированный мозг, но и тренированное тело, мышцы, помогающие нервной системе справляться с интеллектуальными нагрузками. Устойчивость и активность памяти, внимания, восприятия, переработки информации прямо пропорциональны уровню физической подготовленности. Различные психические функции во многом зависят от определенных физических качеств - силы быстроты, выносливости и др. Следовательно, должным образом организованная двигательная активность и оптимальные физические нагрузки до, в процессе и после окончания умственного труда способны непосредственно влиять на сохранение и повышение умственной работоспособности. Для нормальной деятельности мозга нужно, чтобы к нему поступали импульсы от различных систем организма, массу которого почти наполовину составляют мышцы. Работа мышц создает громадное число нервных импульсов, обогащающих мозг потоком воздействий, поддерживающих его в рабочем состоянии. При выполнении человеком умственной работы усиливается электрическая активность мышц, отражающая напряжение скелетной мускулатуры. Чем выше умственная нагрузка и чем сильнее умственное утомление, тем более выражено генерализованное мышечное напряжение.

Умственный труд требует от человека напряжение сенсорного аппарата, внимания, памяти, активизации процессов мышления. Для данного вида труда характерна гипокинезия, то есть значительное снижение двигательной активности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Гипокинезия является одним из условий формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда. Длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность.

Высокая работоспособность и жизнедеятельность организма поддерживается рациональным чередованием периодов работы и отдыха, в который должны входить занятия физической культурой.

Академик Н. С. Введенский разработал общие рекомендации, важные для успешного умственного труда.

1. Втягиваться и работу постепенно; как после ночного сна, так после отпуска.

2. Подбирать удобный для себя индивидуальный ритм работы. Оптимальным ученый считает равномерный, средний темп. Утомляет неритмичность и чрезмерная скорость умственного труда. При этом быстрее наступает утомление.

3. Соблюдать привычную последовательность и систематичность умственной работы. Ученый считает, что работоспособность значительно выше, если придерживаться заранее запланированного распорядка дня и смены видов умственного труда.

4. Установить правильное, рациональное чередование труда и отдыха. Это поможет более быстрому восстановлению умственной работоспособности, поддержанию ее на оптимальном уровне.

Наиболее эффективной формой отдыха считается отдых активный. Впервые значение активного отдыха научно обосновал И.М. Сеченов. Он обратил внимание на то, что сила руки после утомления восстанавливается быстрее, если другой, неутомленной рукой выполнять нетрудную 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  задействованы при различных формах интеллектуальной деятельности. Переключение с умственной работы на физическую позволяют, во-первых, сохранять и улучшать деятельность организма в целом, во-вторых, совершенствовать координационные механизмы в его функционировании.

Обычно к 70 годам регуляторные функции человека начинают ухудшаться. Однако согласно исследованиям эти функции лучше развиты у пожилых людей, которые в течение своей жизни занимались спортом. Это объясняется тем, что люди с хорошим здоровьем обычно более активные.  30-60 минут быстрой ходьбы в неделю могут помочь улучшить регуляторные функции даже пожилым людям, которые вели пассивный образ жизни. Подобные физические нагрузки также помогут снизить риск заболевания болезнью Альцгеймера. Физические упражнения способствуют увеличению количества капилляров в головном мозге, что улучшает кровоток. Нагрузки также стимулируют кровообращение, предотвращая сердечные приступы, улучшают память человека. Поэтому вместо того, чтобы тратить деньги на компьютерные программы, лучше заняться спортом, или, просто выключить компьютер и немного прогуляться на свежем воздухе.

Интенсивная двигательная деятельность, поддерживая структуру и функции органов и тканей, является абсолютно необходимым фактором для предотвращения дегенерации организма. Сегодня все более актуальной становится проблема искусственного удовлетворения потребности в мышечной деятельности. Наиболее доступным средством устранения "мускульного голода" являются занятия физической культурой, спортом. Поэтому каждый человек имеет большие возможности для укрепления и поддержания своего здоровья, для сохранения трудоспособности, физической активности и бодрости до глубокой старости.

Таким образом, физическая культура, первостепенной задачей которой является сохранение и укрепление здоровья, должна быть неотъемлемой частью жизни каждого человека.

5. Исследовательская часть:

С целью определения физической активности учащихся нами была разработана и проведена анкета, по результатам которой мы выяснили: занимаются ли учащиеся 8 – 9 классов физкультурой и спортом и как регулярно, делают ли зарядку по утрам, занимаются ли физическим трудом вне школы и как влияет время сна на самочувствие учащихся.

В ходе анкетирования было опрошено 75 учащихся (45 учащихся  8 классов и 30 учащихся 9 классов)

Анализ анкет показал:

а) занимаются физкультурой и спортом регулярно 63 % учащихся,

б) занимаются физкультурой и спортом не регулярно 17,3%   учащихся,

в) не занимаются физкультурой и спортом 19,7 % учащихся 8 – 9 классов.

Для определения интеллектуального уровня использовались результаты ШТУР (школьного теста умственного развития), проводимого психологом школы.

Сопоставив результаты ШТУР с результатами исследования физической активности учащихся мы получили следующие данные:

Анализ полученных результатов показал, что в группе учащихся занимающихся физкультурой и спортом регулярно высокий интеллектуальный уровень выше  в 2 раз, возрастная норма развития интеллектуального уровня превышает остальные группы. Процент  учащихся интеллектуальным уровнем ниже нормы в группе занимающихся физкультурой и спортом регулярно на 5 % ниже, чем в группе занимающихся физкультурой и спортом не регулярно и на 20% ниже, чем в группе учащихся вообще не занимающихся физкультурой и спортом.

В ходе исследования мы также выяснили, что 6-7 часовой сон недостаточен восстановления  полноценной работоспособности ученика 8 – 9 класса. 67%  учащихся, согласно опросу плохо встают по утрам, так как ложится спать после 24 часов. А недостаток сна также сказывается на умственных возможностях организма, следовательно, 67% учащихся сознательно ограничивают умственные возможности своего организма.

Кроме того изучив школьную документацию на предмет участия спортсменов школы в районных и областных олимпиадах и других интеллектуальных конкурсах мы увидели следующую картину:

1. Липп Елена, серебряная медалистка  2005 года, победитель и призер районных олимпиад по экологии, биологии, химии, русскому языку (2003, 2004, 2005 гг).

Ежегодно занимала первые и призовые места в районных соревнованиях по лыжным гонкам и  1 общекомандное место в областных соревнованиях.

2. Сайфуллин Андрей, выпускник 2008 г. , призовые места в районных олимпиадах по химии (2005 г.) и физике (2005, 20006, 2007 гг), победитель районных олимпиад по физической культуре и II место в областной олимпиаде по физкультуре (2006 г.)

В составе школьной команды неоднократно занимал призовые места в районных соревнованиях по волейболу и баскетболу.

3. Курников Никита, выпускник 2008 г. Победитель районных олимпиад и участник областных олимпиад по истории  2006, 2007.

В составе школьной команды неоднократно занимал призовые места в районных соревнованиях по волейболу, баскетболу и футболу.

4. Шайдерова Наталья,  выпускница 2009 г.

Призер районной олимпиады по экологии 2008 г. Трехкратная победительница районной олимпиады по физической культуре и участница областных олимпиад по физической культуре 2007, 2008, 2009 гг.

В составе сборных команд школы по волейболу, баскетболу, русской лапте, легкой атлетике неоднократно занимала 1 места в районных соревнованиях.

5.Лугманова Ирина, выпускница 9 класса 2009 г.

Призер районной олимпиады по краеведению и участница районной олимпиады по географии.

Неоднократный победитель лыжных гонок, как в личном, так и в командном зачете.

6. Метёлкин Дмитрий, выпускник 2008 года.

 Участник районных олимпиад по математике и призер районных олимпиад по физике 2006, 2007 гг.

 Неоднократный победитель лыжных гонок, как в личном, так и в командном зачете.

7. Маклаков Роман, ученик 11 класса.

Призер районных олимпиад по краеведению, праву и истории 2007, 2008, 2009 гг.

В составе сборных команд школы по волейболу и баскетболу занимал призовые места в районных соревнованиях (2009 г. 1 место по баскетболу и 3 место по волейболу).

8. Конарева Дарья, ученица 11 класса. Отличница на протяжении всех лет учебы в школе, неоднократный победитель районных олимпиад по биологии и призер районных олимпиад по химии (2006, 2007, 2008 гг.), призер областных олимпиад по биологии в 2008, 2009 и 2010 гг., призер зональной олимпиады и участница всероссийской олимпиады по биологии в 2008 г. Даша 8 лет занималась в танцевальном коллективе «Грация», в составе танцевального коллектива участвовала в конкурсах разного уровня.

9. Шведов Николай, ученик 9 класса.

Призер районных олимпиад по математике (2007, 2008, 2009 гг) и физике (2009 г.), победитель муниципального этапа открытой областной Интернет – олимпиады по физике, участник регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике 2009 г.  

Победитель районных олимпиад по физической         культуре 2008, 2009 гг.

В составе сборных школы по баскетболу, футболу, волейболу, русской лапте занимал призовые места в районных соревнованиях.

И это только небольшая часть списка учащихся школы, которым физическая активность помогает добиться высоких результатов в учебе.

Выводы:

Наше исследование подтвердило гипотезу, согласно которой физическая активность влияет на умственные способности учащихся.

Заключение:

1. Физическая активность влияет на умственные способности человека.
2. Высокая работоспособность организма поддерживается рациональным чередованием периодов работы и отдыха.
3. Сон является необходимым условие восстановления умственной работоспособности человека.
4. Таким образом, умственная работоспособность человека зависит от физической активности и полноценного сна.

Приложение 1:

Анкета для учащихся

1. Фамилия, имя, класс
2. Занимаетесь ли вы физкультурой или  спортом

1. Да
2. Нет

3. Если занимаетесь как регулярно:

3. Регулярно посещаю спортивные секции
4. В спортивные секции записан, но хожу не регулярно
5. Занимаюсь в танцевальном коллективе
6. Занимаюсь фитнесом

4. Делаете ли Вы зарядку по утрам:

7. Да, ежедневно
8. Да, но не регулярно
9. Иногда
10. Нет

5. Занимаетесь ли вы дома физической работой

11. Да, уход за животными (корова, свиньи, куры) входит в мои

домашние обязанности

12. Да, весной и осенью садово-огородные работы входит в мои

домашние обязанности

13. Да, помогаю  в садово-огородных работах по своему желанию
14. Нет

6. В какое время Вы ложитесь спать:

15. 22.00 – 23.00
16. 23.00 – 24.00
17. После 24.00

7. Как вы чувствуете себя по утрам:

18. Встаю всегда легко, чувствую утром себя бодрым и отдохнувшим
19. Встаю с трудом
20. Встать рано утром для меня большая проблема, по утрам чувствую себя разбитым

Приложение 2: