Математические методы исследования соответствия антропометрических данных подростка нормам его физического развития

Отдел по образованию администрации Верхнемамонского муниципального района Воронежской области

Муниципальное  казенное  общеобразовательное  учреждение

«Приреченская основная  общеобразовательная школа

Верхнемамонского муниципального района Воронежской области»

Районная  научно-практическая  конференция учащихся

Математические методы исследования соответствия антропометрических данных подростка нормам его физического развития

Подготовила:

Леонова Дарья Андреевна,

учащаяся 7 класса

МКОУ «Приреченская ООШ»

Руководитель:

Рязанцева Елена Ивановна,

учитель математики

МКОУ « Приреченская ООШ»

Конт. телефон: 89204370592

E-mail: lizaaleks@yandex.ru

с. Приречное, 2022

Оглавление

Глава 1. Введение………………………………………………………2

Глава 2. Основная часть                                                                … 3

  2.1. Характеристика методов решения проблемы                     …..3

  2.1.2 Методы исследования……………………………………………..5

   2.1.3.Организация  проведения исследования                    ………..7

Глава 3. Заключение                                                                         ….8

3.1. Обсуждение результатов тестирования…………………………..9

3.2. Обсуждение результатов анкетирования………………………10

 3.3.Выводы                                                  ………………………..11

Глава 4. Список использованных источников и литературы ----------13

Глава 5.Приложения                                                                          14

Глава 1. Введение

Здоровье детей и подростков в любом обществе и при любых социально-экономических и политических ситуациях является актуальнейшей проблемой и предметом первоочередной важности, так как оно определяет будущее страны, генофонд нации, научный и экономический потенциал общества и, наряду с другими демографическими показателями, является чутким барометром социально-экономического развития страны.    В соответствии с Законом РФ “Об образовании” здоровье школьников относится к приоритетным направлениям государственной политики в сфере образования. В современных условиях школа призвана выполнять не только образовательную функцию, но и заботиться о сохранении и укреплении здоровья детей.  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 . Как свидетельствует статистика, распространенность патологии и заболеваемости среди детей в возрасте от трех до 17 лет ежегодно увеличивается на четыре–пять процентов. Здоровыми можно назвать всего лишь десять процентов от общего количества учеников, а остальные 90 процентов имеют проблемы и отклонения в физическом, психологическом, нервном развитии.   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». Мы  предположили, что для успешного формирования у школьников устойчивого интереса к занятиям физической культурой необходим, прежде всего, индивидуальный подход с учетом уровня развития их двигательных качеств и функциональных возможностей организма. В одном классе обучаются ребята разных годов рождения, состояний здоровья, антропометрических данных, поэтому актуальность данной проблемы очевидна.                                                                                                                    В связи с этим провели специальные исследования по разработке учебных нормативов по предмету «физическая культура» для учащихся 7-8-х классов основной школы с целью повышения эффективности учебного процесса.

Объектом исследования является процесс физического воспитания учащихся 7- 8 -х классов.

Предмет исследования – дифференциация процесса обучения на уроках физической культуры.

Проблема. Разработать индивидуальные должные нормы развития основных физических качеств и двигательных способностей ученика.

Цель: исследовать и разработать индивидуальные должные нормы развития основных физических качеств и двигательных способностей ученика.

Задачи:        1. Изучить возрастные особенности организма учащихся 13-14 лет: 2 .Разработать должные нормы тестирования основных физических качеств:  3.Проверить эффективность применения разработанного подхода в ходе эксперимента.

Гипотеза исследования заключается в том, что применение должных норм физического воспитания, которые отражаются в уровне физических качеств и двигательных способностей учеников, позволит корректировать учебный процесс. 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.

Глава 2. Основная часть

 2.1.  Характеристика методов решения проблемы

 Методы исследования .

Для решения задач, поставленных в работе, были использованы следующие методы: анализ научно-методической литературы, метод антропометрических измерений, анкетный опрос, тестирование, эксперимент,  математической статистики.

2.2. Организация исследования

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 10 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. [2,7,9]. Дети одного и того же хронологического (паспортного) возраста неодинаковы по морфологическим, функциональным, психологическим и двигательным показателям [1, 10].

Индивидуальные особенности моторики детей школьного возраста отражены в исследованиях [7, 8, 9]. Исследования показателей двигательных качеств [6,8]. Вопросы индивидуально-типологических особенностей изменчивости организма человека, в том числе и ребенка, рассматриваются в работах [2,6, 9, 10] 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. Изменение длины тела производится с точностью до 0,5 м.

1. Массу тела определяют с помощью медицинских весов, Ошибка измерения составляет + 100 г.

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

Анкетный опрос.

Анкетный опрос учащихся проводился с целью выявления степени интереса к предмету «физическая культура», отношению к отметке по данному предмету. В анкете предлагались вопросы по активизации учебного процесса по предмету «физическая культура». Результат анкетирования (приложение 1)

Тестирование.

Для оценки уровня развития физических качеств с учащимися 7-8  классов школы были проведены тесты, результаты тестирования представлены в приложениях. Для оценки скоростных способностей был проведен тест: бег 30 м с высокого старта, с. 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 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 и конце учебного года проводилась та же группа тестов.                                                                                                            Эксперимент. Эксперимент проводился с группой испытуемых  в период с сентября 2020 по май 2021 года. Количество испытуемых 10 человек. Эксперимент заключался в анализе результатов развития физических качеств учащихся в течение учебного года, с учетом индивидуальных должных норм. Индивидуальные должные нормы выводились с помощью уравнения регрессии, показывающего зависимость результатов теста от роста, веса и возраста каждого испытуемого. Контрольные испытания проводились в начале, середине и конце учебного года. Статистически обработанные результаты привели к выводу о необходимости дифференцированного подхода в процессе физического воспитания учащихся.

Методы математической статистики.

Для составления должных норм использовался регрессионный анализ. Регрессионный анализ – область статистического анализа, изучающая зависимость изменений значений переменных от одной или нескольких независимых переменных (факторов).

Результирующий признак зависит от нескольких факторов. Мы использовали уравнение множественной регрессии:

у = aх1 + bх2 + cx3 + d или    у = a1 + bх               где                        

у – должный результат теста,х1 – рост,х2 – вес,х3 – возраст

a, b, c – коэффициенты регрессии, показывающие, на сколько в среднем величина признака y изменяется при соответствующем изменении на единицу меры признаков х1, х2, х3,d – свободный член уравнения

По выборочным данным можно получить только оценки параметров, оценки коэффициентов обозначим соответственно α, β, γ, φ, т.е.

Ŷ = αх1 + βх2 + γх3 + φ

В результате составляется уравнение регрессии для проведенных тестов. Подставив данные (рост, вес, возраст) любого ученика в уравнение регрессии, и выполнив соответствующие вычисления, получаем должный результат в данном тесте. В процессе вычислений был получен коэффициент множественной корреляции для каждого теста. Коэффициенты регрессии тесно связаны с коэффициентами корреляции.

Корреляционный анализ позволяет выявить степень и направленность связи результирующего признака (у) с совокупностью переменных х1, х2, хк (корреляция множественная). Вычисления производились с помощью ПК.

Результаты вычислений представлены в приложениях( Приложение 4)

   2.4. Организация проведения эксперимента

. Эксперимент проводится в течение 2020-2021 учебного года.

В эксперименте приняли участие 10 учащихся. 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 учебного года у детей определили возраст, вес, рост и результаты в следующих функциональных испытаниях: прыжок в длину с места; бег 30 м с высокого старта; сгибание рук в упоре лежа; 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 регрессионного анализа были выведены индивидуальные должные нормы учеников по каждому тесту. Учащимся рекомендовались упражнения для развития и совершенствования физических качеств при самостоятельных занятиях и во время уроков физической культуры.

На заключительном этапе эксперимента проводился сравнительный анализ результатов, их обсуждение и обобщение, делались выводы, давались рекомендации.

Глава 3. Заключение

Результаты исследования и их обсуждение

       Анализ научно-методической литературы показал, что тема дифференцированного 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 особенностях учащихся основной  школы. Изучение возрастных и психологических особенностей учащихся 13-15 лет, показало следующее. Для данного возраст характерны большие физиологические различия (рост 154,25+9,75 см, вес 47,25+8,14кг). В одной возрастной группе мы может встретить и взрослого сформировавшегося юношу (рост 164 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 13-15 лет характерна зависимость выполнения физического упражнения от роста, веса, возраста учеников. Это подтвердилось нашим исследованием. Результаты исследования представлены  в приложениях. (Приложение 3)

3.1. Обсуждение результатов тестирования.

Как видно из таблиц 1-4 приложения 2 в начале учебного года с индивидуальными должными нормами, выведенными в результате регрессионного анализа не справлялись 46% учеников в тестах прыжок в длину и бег 30м; 38,5% в тестах сгибание туловища из положения сидв положение сидя и сгибание рук в упоре лежа.

В конце учебного года средние показатели в тестах остались прежними, кроме бега 30 м и отжимание -увеличились. Надо отметить, что темпы прироста показателей с начала до середины учебного года выше  в тесте на пресс и бег, чем с середины до конца учебного года.

Темпы прироста показателей, в %

Однако процентное соотношение выполнения индивидуальных должных норм показывает другую картину.

Количество учащихся не справляющихся с индивидуальными должными нормами в %.

Таким образом, для данной выборки учащихся реального улучшения развития физических качеств не произошло. В процессе выведения индивидуальных должных норм были получены коэффициенты множественной корреляции для каждого теста, показывающие зависимость результата теста от роста, веса и возраста учащихся.

Темпы прироста показателей, в %

Как видно из таблицы, в начале учебного года в тестах прыжок в длину с места, бег 30 м, сгибание туловища из положения лежа в положение сидя прослеживается тесная зависимость результата теста от роста, веса и возраста учеников. Уменьшение коэффициентов в середине и к концу учебного года говорит об ослаблении зависимости. Это подтверждает необходимость корректирования учебного процесса в течение учебного года, пересмотра программного материала.

Хотелось бы отметить, что проблема дифференцированного подхода в процессе обучения физической культуре и, в частности, использования должных норм, требует более тщательного и глубокого изучения с большим количеством испытуемых, с увеличением периода эксперимента.( Приложение 2.)

3.2.Обсуждение результатов анкетирования.

Анализ результатов анкетирования в 7-8 классах показал высокую степень заинтересованности предметом «физическая культура». 70% опрошенных считают физическую культуру необходимым предметом в школьном образовательном процессе. Ребята понимают важность регулярных занятий физической культурой и спортом, что подтверждают и результаты: 40% считает, что урок физической культуры должен проходить каждый день, 42% - 3 раза в неделю. Интерес к данному предмету подтверждается и отношением к отметке. Для 80 % опрошенных отметка по физической культуре важна, причем 70 % учащихся отмечают ее влияние на качество занятий. По мнению всех учащихся требования, предъявляемые учителем на уроке, соответствуют их физическому развитию. При этом 70% учащихся отмечают необходимость учета физического развития при сдаче нормативов и 40% опрошенных -  лишь в особых случаях. По результатам анкетирования настоящая программа по физической культуре нуждается в большем количестве уроков по игровым видам спорта.(Приложение 1)

3.3.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 учащихся 13-15 лет подтвердили необходимость индивидуализации учебного процесса. В результате чего были выведены должные нормы выполнения физических упражнений для каждого ученика.
3. Анализ результатов проведенных исследований выявил низкий уровень темпов прироста развития скоростных и скоростно-силовых качеств школьников. Знание индивидуальных должных норм развития физических качеств позволяет дифференцировать подход в процессе  физического воспитания.
4. Данная проблема требует дальнейшего изучения и разработки.

Рекомендуем учителям: использовать индивидуальные должные нормы для корректирования учебного процесса в течение года;  индивидуальные должные нормы для дозировки нагрузки учащихся на уроках физической культуры; увеличить объем упражнений скоростной и скоростно-силовой направленности для развития «отстающих» физических качеств; довести до сведения учащихся их должные нормы с учетом биологического возраста. Рекомендуем ученикам: увеличить объем двигательной активности за счет самостоятельных занятий физической культурой (утренняя гимнастика, занятия в секциях и клубах);рекомендуем упражнения, направленные на развитие «отстающих» физических качеств и упражнения на совершенствование выполненных норм:

Глава 4. Список использованных источников и литературы 

1.Азарова И.В. Темпы прироста скоростно-силовых качеств у детей младшего и среднего школьного возраста в связи с критическими периодами развития двигательной функции: Автореф. Дис.канд. пед. наук. – Омск, 1983. – 22 с.

        Глава 5.Приложения                                                                          Приложение 1.Результаты анкетирования. 

Приложение 2. Результаты тестирования

Темпы прироста показателей, в %

Процентное соотношение выполнения индивидуальных должных норм

Коэффициенты множественной корреляции

Приложение 3. Результаты эксперимента

Приложение 4. Методы математической статистики