Математические методы исследования соответствия антропометрических данных подростка нормам его физического развития

Министерство образовании и науки Республики Бурятия

Комитет по образованию г. Улан-Удэ

МАОУ «Физико-математическая школа №56»

ХХХ Городская научно-практическая конференция «Шаг в будущее»

Секция: Оздоровительная культура

ТЕМА: «Математические методы исследования соответствия антропометрических данных подростка нормам его физического развития»

Выполнила: Пискунова Светлана 7»д» класс.

Научный руководитель: Кобылкина А.И.

учитель физической культуры ФМШ №56

г. Улан-Удэ

2023 год

Оглавление

Введение……………………………………………………………..…….2

Глава 1. Математические методы исследования соответствия антропометрических данных подростка нормам его физического развития

1. Морфофункциональные особенности развития организма учащихся в возрасте 13-14 лет…………………………………………………………………....3

2.     Индивидуальный подход………………………………………..…..5

2.1) анализ научно-методической литературы;

2.2) метод антропометрических измерений (методика исследования);

2.3) тестирование физических качеств

2.4) эксперимент

2.5) методы математической статистики

3.      Коррекция двигательной подготовленности физических качеств

Глава 2. Выводы………………………………………………………….9

Список использованной литературы…………………………………....9

Введение.

 Меня очень интересует проблема  здоровья учащихся,  т.к. она является приоритетным  направлением  развития  образовательной  системы современной  школы.  Практически у  каждого  учащегося  свои  разные  проблемы  со  здоровьем. Важное значение  приобретает  формирование  здорового  образа  жизни.  Оно  зависит  от  того,  как  будет  сформирован  активный  интерес  к  физической культуре  у  школьников.  Вот  еще  одна  проблема, ведь  многие  учащиеся  негативно  настроены   к  уроку  физкультуры.  Причиной,  как  правило,  является  индивидуализация  педагогических  воздействий.

  Проблема здоровья учащихся является одной из актуальных проблем современной школы. По данным педиатров, лишь 14% детей сейчас рождается без патологий. По данным медицинской статистики нашей школы около 40% детей состоят на диспансерном учете по различным заболеваниям; 60% учащихся ежегодно болеют различными видами вирусных инфекций. Уже в первый класс каждый ребёнок приходит  с хронической патологией, а среди выпускников школы не более 10% могут считаться относительно здоровыми. Кроме того, в школах возрастает распространенность табакокурения, наркомании, алкоголизации учащихся.   В начале ХХ века знаменитый врач, педагог, ученый П.Ф. Лесгафт писал: "Школьный период есть тот единственный период в жизни, когда развивается и формируется человек». Сегодня особое значение приобретает формирование здорового образа жизни молодого поколения. Здоровый образ жизни человека зависит, прежде всего, от того, как будет сформирован активный интерес к физической культуре у школьников.    

Согласно  социальному опросу все больше молодежи предпочитают здоровый образ жизни и занятия спортом.

Таким образом, повысится интерес учащихся к уроку физической культуры, так же повысится двигательная активность, развитие их физических качеств, укрепится здоровье, а всё это является конечной целью физического воспитания.

 Гипотеза:  мы предполагается, что уровень развития  двигательных качеств зависит  от  функциональных возможностей организма и антропометрических данных

На основании данных работы, мы сможем отследить следующее:

1. изменение уровня  физической подготовленности учащихся в зависимости от  возрастных особенностей и антропометрических данных,
2. изменение физических показателей со взрослением, с дальнейшем формированием. Как с изменением антропометрических данных, изменяется уровень физической подготовленности (в динамике)

Цель работы: выявить  зависимость  изменения уровня  физической подготовленности обучающихся от возрастных особенностей и антропометрических данных.

Объектом исследования является: обучающиеся 7-8-х классов (юноши);

 антропометрические данные и физическая подготовленность; сравнительный анализ изменения антропометрических данных и физической подготовленности обучающихся.

Предмет исследования: антропометрические данные и физическая подготовленность

Для решения данной задачи мы поставили следующие задачи:     

1. Изучить возрастные особенности организма учащихся 13-15 лет.
2. Провести диагностику физической подготовленности учащихся.
3. Измерение антропометрических данных
4. Рассчитать коэффициент регрессии.
5. Провести анализ полученных результатов в ходе эксперимента.

В организации диагностического исследования  были использованы следующие методы исследования:

• Анализ научно-методической литературы.
• Метод антропометрических измерений.
• Метод регистрации физических качеств.
• Тестирование.
• Эксперимент.
• Методы математической статистики.

Глава 1. Математические методы исследования соответствия антропометрических данных подростка нормам его физического развития

1. Морфофункциональные особенности организма

учащихся среднего школьного возраста.

В последние годы большое значение уделяется сохранению и укреплению здоровья учащихся, приоритетное значение в котором имеет физическая культура. При оценке здоровья лиц, занимающихся физической культурой и спортом, важно учитывать их возраст, пол и телосложение.

Организм школьника по своим анатомо-физиологическим и функциональным возможностям отличается от организма взрослого человека. Дети более чувствительны к факторам внешней среды и хуже переносят физические перегрузки.

В связи с этим, практическая реализация педагогического принципа доступности немыслима без умения более или менее точно определять, посильны ли для учащихся предлагаемые им задания.  Естественно, что основным критерием всегда служил возраст детей. Однако, уже с первого взгляда ясно, что ориентация только на хронологический (паспортный) возраст недостаточна, поскольку быстрота созревания детей, особенно в пубертатный период, весьма различна. Среди четырнадцатилетних можно встретить и маленького мальчика, и вполне сформировавшегося юношу. Поэтому при занятиях физическими упражнениями естественно стремление ориентироваться не на действительный, а на так называемый физиологический возраст, определяемый каким-либо косвенным путем.

В четырнадцатилетнем возрасте дети имеют почти оформленную костную систему. Но окостенение позвоночника и таза еще не закончено, нагрузки на силу и выносливость переносятся плохо, а потому большие физические нагрузки не допустимы.

Этот возраст связан также с половым созреванием, которое сопровождается повышенной возбудимостью нервной системы и ее неустойчивостью, что неблагоприятно сказывается на приспособляемости к физическим нагрузкам и процессам восстановления.

Следует учитывать, что дети одного возраста неодинаковы по показателям роста, веса, функциональным и двигательным возможностям. Кроме того, в среднем школьном возрасте наблюдается резкое расхождение меду биологическим и календарным (паспортным) возрастом.

Биологический возраст ребенка в большей степени, чем паспортный связан  с работоспособностью, уровнем проявления основных двигательных качеств, характером приспособительных реакций на различные тренировочной нагрузки. Биологический возраст предопределен генетической программой развития.

Есть дети акселераты (ребенок с ускоренными темпами развития), ретарданты (ребенок с замедленными темпами развития) и гармонически развитые дети (ребенок у которого соответствует хронологический возраст биологическому). Отсюда следует, что едва ли можно считать оправданным деление детей при сдаче различных норм только по возрасту, особенно если при этом иметь в виду, что в четырех случаях их пяти рост или вес больше сказывается на результате, чем возраст.  Однако все учебные программы ориентированы только на паспортный возраст ребенка без учета биологического («физиологического»).

      В связи с этим, при организации учебного процесса по физическому воспитанию учащихся 14 лет, на наш взгляд необходимо учитывать их антропометрические данные. Наиболее целесообразным, мы считаем, данное использование при оценке развития физических качеств ребенка. Это позволит корректировать программу с учетом индивидуальных особенностей организма: увеличивать нагрузку для «отстающих» физических качеств, дозировать – для совершенствования «опережающих».

Методы исследования.

Для решения задач, поставленных в работе, были использованы следующие методы:

• Анализ научно-методической литературы.
• Метод антропометрических измерений.
• Метод регистрации физических качеств.
• Тестирование.
• Эксперимент.
• Методы математической статистики.

Анализ научно-методической литературы.

Анализ научно-методической литературы проводился с целью выяснения актуальности изучаемой проблемы, создания правильного представления о взглядах научных и практических работников в их мнении по интересующим нас вопросам. В работе изучено 14 литературных источников, которые позволили сделать следующие выводы. Исследования последних лет показали необходимость разработки дифференцированного подхода в физическом воспитании в школьном возрасте с учетом индивидуально-типологических особенностей детей. [11]. Дети одного и того же хронологического (паспортного) возраста неодинаковы по морфологическим, функциональным, психологическим и двигательным показателям [1, 4].

        Индивидуальные особенности моторики детей школьного возраста отражены в исследованиях [7, 8, 9]. Исследования показателей двигательных качеств [6]. Вопросы индивидуально-типологических особенностей изменчивости организма человека, в том числе и ребенка, рассматриваются в работах [8, 9, 12, 14] и других авторов.

       Изучение литературных источников позволило обобщить имеющиеся данные, сформулировать задачи исследования и использовать некоторые данные при проведении экспериментальной работы.

Метод антропометрических измерений.

Антропометрические исследования учащихся разных возрастно-половых групп проводятся врачом в начале учебного года.

Измерения проводятся с целью получения данных об основных тотальных признаках соматического развития ребенка – длине и массе тела, окружности грудной клетки и о некоторых параметрах его возрастного развития (биологической зрелости организма).

Получение этих данных и их оценка необходимы для общей характеристики состояния здоровья, возрастных особенностей организма. Данные о росте и весе учащихся используются для разработки должных норм.

Методика исследования.

1. Длину тела измеряют с помощью ростомера. При измерении ростомером ребенок становится спиной к вертикальной стойке ростомера, касаясь ее пятками, ягодицами и межлопаточной областью. Подвижную часть ростомера опускают до соприкосновения с головой ребенка (без надавливания). Изменение длины тела производится с точностью до 0,5 см.
2. Массу тела определяют с помощью медицинских весов, которые периодически проверяют на точность. Ошибка измерения составляет

+ 100 г.

3. Паспортный возраст, в соответствии с требованиями международных стандартов, исчисляется в десятичной системе как разность между датой тестирования и датой рождения. Разность берется с точностью до 0,001 [5].

Тестирование.

Для оценки уровня развития физических качеств с учащимися 7 классов были проведены тесты. Результаты тестирования представлены в приложениях.

Для оценки скоростных способностей был проведен тест: бег 30 м с высокого старта.

Для оценки скоростно-силовых способностей проведен тест: прыжок в длину с места («взрывная сила» мышц ног), см.

Для оценки силовых способностей был проведен тест: поднимание туловища из положения лежа в положение сидя, руки за головой, ноги придерживаются партнером (силовые качества мышц брюшного пресса), количество раз.

Для оценки силовых способностей был проведен тест: сгибание, разгибание рук из упора лежа на полу (силовые качества мышц рук и плечевого пояса), количество раз.

В середине  учебного года проводилась та же группа тестов.

В ходе эксперимента мы вывели средний показатель по каждому тесту

Эксперимент.

Эксперимент проводился с группой испытуемых  в период с сентября 2021 года по май 2022 года. Количество испытуемых 18 (мальчики 7-х классов).

Эксперимент заключался в анализе результатов развития физических качеств учащихся в течение учебного года, с учетом их антропометрических данных.  Контрольные испытания проводились в начале, середине и конце учебного года. Статистически обработанные результаты  за сентябрь и январь месяц привели к выводу о зависимости развития физических качеств от антропометрических данных и необходимости дифференцированного подхода в процессе физического воспитания учащихся.

   Методы     математической статистики.

Для нахождения коэффициента регрессии антропометрических данных мы использовали  следующую формулу:

у = aх1 + bх2  , где                                

у – должный результат теста

х1 – рост

х2 – вес

Подставив данные (рост, вес) любого ученика в формулу, и выполнив соответствующие вычисления, получаем коэффициент антропометрических данных, которые мы будем использовать в дальнейшем для нахождения коэффициента регрессии за сентябрь и январь месяц для юношей седьмых классов, участвующих в эксперименте.

Таблица №1: «Коэффициент регрессии антропометрических данных»

Организация исследования.

Эксперимент проводится в течение 2021-2022 учебного года.

В эксперименте приняли участие 18 мальчиков 7 классов. По состоянию здоровья дети относились к основной медицинской группе; занимались физическими упражнениями лишь по школьной программе (обязательные занятия по расписанию, нерегулярно-секционные занятия).

В начале  и середине учебного года у детей определили возраст, вес, рост и результаты в следующих функциональных испытаниях:

1. прыжок в длину с места;
2. бег 30 м с высокого старта;
3. сгибание рук в упоре лежа;
4. сгибание туловища из положения лежа на спине, руки за голову, в положение сидя.

Испытания проходили в соревновательных условиях. Прыжок в длину с места, бег 30 м проводились 2-3 раза. В дальнейшую обработку шел лучший результат. Сгибания рук в упоре и сгибания туловища измерялись по максимально возможному результату. В середине и конце учебного года проводились аналогичные измерения и контрольные испытания.  

Заключительный этап эксперимента состоял в сравнительном анализе результатов за весь рассматриваемый период, их математической обработке, обсуждении и обобщении. По результатам полученных данных с помощью формулы были выведен коэффициент регрессии антропометрических данных (Таблица №1). Используя коэффициент регрессии антропометрических данных и средний результат в функциональных испытаниях по каждому виду, а также используя формулу:  

X=Z/Y, где

X- искомый коэффициент

Y- Коэффициент регрессии антропометрических данных

Z- Средний показатель физических данных, мы находим зависимость уровня развития физических качеств от антропометрических данных.

Таблица №2: «Зависимость уровня физической подготовленности от коэффициента регрессии антропометрических данных»

 Из данной таблицы мы можем увидеть следующее:  результаты бега на 30м в сентябре и январе остались без изменений, но средний показатель бега уменьшился на 0,3; сгибание, разгибание рук в упоре лежа в январе увеличилось на единицу, а также средний показатель в январе  упал  на единицу; результаты подъема туловища не  изменились, но средний показатель упал на 1,7; результаты прыжка в длину с места  увеличились на 2см в январе, но средний показатель упал на 9,1.

Мы можем предположить, что это произошло потому, что в течение трех месяцев (с сентября по январь) рост и вес учеников увеличился (в среднем рост на 3см, вес на 2,5кг), а мышечная масса выросла недостаточно, отсюда мы видим уменьшение уровня физической подготовки.

На основании данных, полученных в ходе исследовательской работы мы можем скорректировать  физическую нагрузку как для группы обучающихся, так и индивидуально.  

Рекомендуем ученикам:

1. Увеличить объем двигательной активности за счет самостоятельных занятий физической культурой (утренняя гимнастика, занятия в секциях и клубах).
2. Рекомендуем упражнения, направленные на развитие «отстающих» физических качеств и упражнения на совершенствование выполненных норм:

а) для развития «отстающих» физических качеств:

1. прыжок в длину с места – увеличивается количество попыток, с перерывом для отдыха.
2. бег 30 м с высокого старта – тренировочный бег на время, дистанция 15 м, 20 м, 25 м, 30 м.
3. сгибание туловища из положения лежа в положение сидя – увеличивается частота выполнения упражнений, упражнение выполняется без поддержки партнером ног.
4. Сгибание рук в упоре лежа – увеличивается частота выполнения упражнения, упражнение выполняется стоя, с упором о стену.

б) для совершенствования физических качеств:

1. прыжок в длину с места – упражнение выполняется до достижения заданного результата.
2. бег 30 м с высокого старта – упражнение выполняется по заданному времени.
3. Сгибание туловища из положения лежа в положение сидя – упражнение выполняется на наклонной плоскости.
4. Сгибание рук в упоре лежа – упражнение выполняется с хлопками; в наклонном положении – ноги на гимнастической скамейке.

Заключение

      Анализ научно-методической литературы показал, что тема индивидуального подхода в процессе обучения физическому воспитанию не раз рассматривалась, особенно в последние годы. Актуальность ее очевидна и в настоящее время. Разнообразие методов и форм дифференцированного подхода основано на возрастных и антропометрических особенностях учащихся средней школы.

      Для данного возраста характерны большие физиологические различия (рост 156+6,88 см, вес 48,2+8,14кг). В одной возрастной группе мы может встретить и взрослого сформировавшегося юношу (рост 168,5 см) и мальчика (рост 144,5 см). Кроме того, в среднем школьном возрасте наблюдается резкое расхождение между биологическим и календарным возрастом. Все это необходимо учитывать в процессе физического воспитания. Именно для возраста 13- 14 лет характерна зависимость выполнения физического упражнения от роста, веса, возраста учеников.

Как видно из таблицы №2, в начале и середине учебного года в тестах прыжок в длину с места, бег 30 м, сгибание туловища из положения лежа в положение сидя и сгибание, разгибание рук в упоре лежа прослеживается тесная зависимость результата теста от роста, веса и возраста учеников. Из данных нашей работы мы наблюдаем, что коэффициент регрессии антропометрических данных к январю в сравнении с сентябрем увеличился на 0,03; уровень физической подготовленности по различным двигательным действиям либо немного увеличился, либо остался на прежнем уровне, а зависимость уровня физической подготовленности от коэффициента регрессии антропометрических данных уменьшилась, причем значительно в некоторых параметрах. Это подтверждает необходимость корректирования учебного процесса в течение учебного года. Это обусловлено, несомненно, и проживанием в условиях Крайнего Севера. Продолжительная полярная ночь, недостаток солнечных лучей, и как следствие, недостаток витамина Д, и всей группы витаминов, приводят к ослаблению организма, а детского особенно, что сказывается на результатах развития физических качеств.

     Это подтвердилось нашим исследованием.

Выводы

1. Различия в темпах созревания организма в пубертатный период указывают на целесообразность ориентирования, при выполнении физических упражнений, не на действительный, а на «биологический» возраст ученика.
2. Антропометрические измерения и измерения уровня физической подготовленности мальчиков 13-14 лет подтвердили необходимость индивидуализации учебного процесса.
3. Анализ результатов проведенных исследований выявил низкий уровень темпов прироста развития скоростных и скоростно-силовых качеств школьников.
4. Данная проблема требует дальнейшего изучения и разработки.

Список использованной литературы.

1. Бальсевич В.К. «Советская педагогика», 1983, №8.
2. Бондаревский Е.Я., Стародубцев М.В., Кочарян Ю.Ю. Методология построения должных норм физической подготовленности: метод.реком. – М.: ВНИИФК, 1983.
3. Бурлачук Л.Ф., Морозов С.М. Словарь-справочник по психодиагностике. «Питер», Санкт-Петербург. Москва-Харьков-Минск, 1999.
4. Вопросы дифференцированного, физического воспитания детей и подростков. /Под редакцией В.В.Петровского, В.Г.Арефьева, Т.Ю.Круцевич. – Киев, КГИФК, 1981.
5. Годик М.А. Спортивная метрология. Учебник для ИФК, М., «Физкультура и спорт», 1988.
6. Годик М.А., Бальсевич В.К., Тимошкин В.Н. «Теория и практика физической культуры». 1994, № 5-6.
7. Губа В.П. Индивидуальные и групповые особенности моторики детей. Учебн. пос. для студ. ин-тов физ. культ. – Смоленск: СГИФК, 1989.
8. Додонова Л.П. Двигательные качества детей 10-14 лет в зависимости от конституционного типа организма. Метод. реком., Новосибирск, 1991.
9. Додонова Л.П. «Теория и практика физической культуры», 1994, №7.
10. Зациорский В.М. Кибернетика, математика, спорт. «ФиС», М., 1969.
11. Мамычкин Ф.В., Зайцев Е.А., Варнахин В.М. «Теория и практика физической культуры», 1996, № 1.