Тема: Методы анализа эффективности урока физической культуры. Изучение динамики пульсовой кривой.

Алгоритм практических действий (план работы):

1. Предварительная подготовка к проведению практической работы: знакомство с научно-методической литературой, анализ лекционного материала, подготовка протокола пульсометрии, необходимого инструментария к проведению исследований.

2. Учебно-исследовательская работа студента в процессе урока физической культуры на одной из практических баз.

3. Расчетно-графические работы по оформлению протокола пульсометрии, осмысление итогов исследовательской работы, представление выводов и методических рекомендаций по ведению урока физической культуры.

4. Творческое обсуждение итогов исследования в беседе с преподавателем.

Литература:

1. Анализ интенсивности физической нагрузки учеников на уроке физкультуры в школе: Метод. указания / Подг. В.В.Михайлов. – Малаховка, 1987. – 16 с.

2. Матвеев Л.П. Теория и методика физической культуры: Учеб. для ин-тов физ. культ. – М.: Физкультура и спорт, 1991. – С.343-347.

3. Методические рекомендации по педагогической практике в общеобразовательной школе студентов Ш курса института физической культуры / Подг. В.В.Петровский и др. – М., 1986. – 62 с.

4. Минаев Б.Н., Шиян Б.Н. Основы методики физического воспитания школьников: Учеб. пособие для студ. пед. спец. ВУЗов. – М.: Просвещение, 1989. – С.126-132.

5. Педагогическая практика в школе: Учеб. - метод. рекомендации / Подг. Шульгатый Л.П. и др. – Краснодар, 1990. – 44 с.

6. Сироткина Б.А. Анализ урока физической культуры в общеобразовательной школе: Метод. пособие. – М., 1990. – 21 с.

7. Теория и методика физического воспитания: Учеб. пособие для студ. пед. ин-тов и пед. училищ / Ред. Б.М.Шиян. – М.: Просвещение, 1988. – С.152-159.

8. Хан А.Н. Теория урока физической культуры. – Изд-во Саратов. ун-та, 1989. – 55 с.

9. Юровский С.Ю., Горбань А.Н. Методические разработки по педагогической практике в общеобразовательной школе. – Малаховка, 1979. – Ч.2. – 44 с.

Шаг 1.

Цель пульсометрии состоит в изучении функциональной активности организма на уроке физической культуры и определении динамики нагрузки по данным ЧСС.

Динамику ЧСС нельзя полностью отождествлять с динамикой работоспособности, особенно если основное содержание занятий составляют относительно кратковременные упражнения, предъявляющие значительных требований к вегетативным органам. Тем не менее, ЧСС характеризует работу системы кровообращения и во многих случаях является одним из наиболее информативных показателей состояния работоспособности.

В практике занятий физическими упражнениями о работоспособности нередко судят по внешним признакам - по окраске кожи, частоте дыхания, потоотделению и т.п. (см. табл.).

Таблица

Внешние признаки утомления при выполнении физических нагрузок (обобщенные данные)

Обычное утомление	Средняя степень	Переутомление
Наблюдается покраснение кожи лица	Значительное покраснение кожи лица	Резкое покраснение, побледнение, синюшность кожных покровов
Незначительная потливость	Большая потливость, особенно лица	Резкая потливость и выделение соли на коже
Учащенное ровное дыхание	Большое учащение дыхания с периодическими вдохами и выдохами	Резкое учащение дыхания, поверхностное, аритмичное дыхание
Четкое выполнение команд	Нарушение координации движений	Резкое нарушение координации движений
Отсутствие жалоб	Боль в мышцах, сердцебиение, жалобы на усталость	Дрожание конечностей, жалобы на головокружение, шум в ушах, головную боль, тошнота

Для углубленной характеристики работоспособности на занятиях необходимо исследовать и динамику психических процессов (внимания, времени реакции, точности мышечного чувства, эмоционального состояния и т.п.). К примеру, обычно на уроке гимнастики пульсовая кривая к концу занятия падает, что объективно не характеризует динамику работоспособности, поскольку паузы между упражнениями в уроках гимнастики заполнены интенсивной умственной работой (учащиеся осмысливают, анализируют движения и т.п.), это вызывает определенные сдвиги общей работоспособности. Динамика ЧСС в этих случаях отражает не столько динамику работоспособности, сколько функциональную активность циркуляторных систем организма. Более объективным могло бы стать исследование динамики энерготрат, крови и ряда других биологических показателей. Инструментальное обеспечение методов контроля выше указанных показателей позволит определить эффективность построения нагрузки на уроке.

Наиболее простым методом анализа, и наиболее доступным, служит подсчет частоты сердечных сокращений (ЧСС). Широко распространен пальпаторный метод подсчета ЧСС, например, через каждые 3 или 5 мин. в течение 10 секунд. Для непрерывных наблюдений за ЧСС используют инструментальные методы, к примеру, портативные радиотелерегистраторы ЧСС. В результате получают более точную кривую динамики сердечных сокращений.

Чаще всего ЧСС подсчитывают, улавливая механические колебания радиальной артерии. Экспериментатор при этом накладывает два пальца на радиальную артерию и подсчитывает пульс. Однако этот способ не самый лучший при определении ЧСС сразу после окончания воздействия физической нагрузки. Дело в том, что в такой ситуации неопытный экспериментатор не в состоянии сразу наложить пальцы точно на пульсирующую артерию. На соответствующий "поиск" затрачивается 10-25 сек, в это время ЧСС снижается относительно показателей при окончании физической нагрузки, поэтому исследователь имеет дело с искаженными, чаще всего заниженными величинами ЧСС.

Весьма эффективен подсчет пульса в области сердечного толчка, при этом затрачивается меньше времени на "поиск" места механических возмущений, отражающих пульсовую волну сокращений сердца. Процедура наложения ладони на область грудной клетки, где отчетливо ощущаются сердцебиения, занимает всего 1-2 сек. Одинаково эффективен также подсчет пульса с сонной артерии.

Следует помнить, что ЧСС в восстановительном периоде на протяжении 8-10 секунд соответствует показателям ЧСС в последний период нагрузки. Именно в эти первые 10 сек и необходимо снять показатели ЧСС. При этом очень важен момент начала подсчета, он точно должен соответствовать моменту окончания нагрузки и началу восстановительного периода.

Для наглядности восприятия вычерчивают графическую кривую, называемую «физиологической кривой», или «пульсовой кривой». Такая кривая отражает состояние работоспособности конечно приблизительно, поскольку измеряется лишь один из ее показателей, причем в интервалах между замерами ЧСС может колебаться весьма в значительных пределах. Измерения ЧСС, взятые в совокупности с другими показателями, например, внешними параметрами двигательной активности учащихся (ее продолжительностью, скоростными и силовыми характеристиками движений, точностью их выполнения в пространстве и времени и др.), а также параметрами нагрузки (объемом, интенсивностью) позволят опытному специалисту судить о динамике общей и специальной работоспособности на уроке в целом.

Шаг 2.

При проведении учебно-исследовательской деятельности по изучению динамики пульсовой кривой алгоритм практических действий студента сходен с действиями во время хронометрирования урока. Подготовка студента к исследовательской работе начинается за 5-10 мин до начала урока физической культуры. Проведение исследования целесообразно осуществлять втроем: один студент измеряет ЧСС, второй фиксирует время проведения исследования, третий - записывает предшествующие измерению ЧСС виды действий учащегося.

В качестве объекта для наблюдения следует выбирать «среднего» по успеваемости и подготовленности ученика. Целесообразно исключать из числа наблюдаемых учащихся, имеющих отклонения в состоянии здоровья, или занимающихся в спортивных секциях. Ребенку надо объяснить, что у него в течение урока будут подсчитывать пульс, тем самым исключить психологическое влияние на динамику ЧСС. Не следует задействовать в исследовании недисциплинированных учеников.

Для проведения пульсометрии необходимо иметь секундомер, протокол, ручку. Исследователь выбирает место для наблюдения таким образом, чтобы учащийся был доступен для измерения ЧСС в любой части спортивной площадки. Действия наблюдающего не должны нарушать двигательную активность учащегося, их необходимо строить типу «естественного включения».

До начала урока исследователь измеряет исходную ЧСС, соответствующая величина является точкой отсчета при последующих измерениях. Секундомер запускается одновременно со звонком к началу урока и не выключается до его окончания. Все данные берутся по скользящей стрелке. Целесообразно исследовать ЧСС, например, в первые 10 сек наступающей минуты. Принципиально возможно проводить анализ двумя методами: измеряя ЧСС через равные промежутки времени (например, в исходном состоянии, на 3,6,9,12 и т.д. минутах), с одной стороны, а также после окончания каждого вида действий, организованного в соответствии с поставленными задачами (к примеру, 1-вводный ритуал, построение, рапорт, приветствие, постановка задач на уроке; 2-строевые упражнения; 3-ходьба и ее разновидности; 4-бег; 5-прыжки и т.д.). Отметим, что во втором случае измерение ЧС производится после окончания вида действий учащегося.

Перед началом урока исследователь заносит в протокол исходные данные, а именно:

• название школы, класс;

• фамилию проводящего урок;

• номер урока с начала учебного года, четверти, в расписании учебного дня;

• задачи урока;

• задачи пульсометрии;

• фамилию наблюдаемого;

• фамилию проводящего наблюдение;

• условия проведения урока.

Внутренняя развертка протокола выглядит следующим образом

Виды деятельности учащегося	Показания секундомера от начала урока или время окончания вида действий, мин	ЧСС		Примечание
		10 сек	1 мин

Во время урока подробно заполняются следующие пункты протокола - виды деятельности учащегося, время подсчета пульса от начала урока, ЧСС за 10 сек. В случае необходимости отдельные пояснения о деятельности учащегося, за которым ведется наблюдение, можно внести в графу «примечание».

Таким образом, в графы протокола заносятся следующие данные:

«части урока» - вводно-подготовительная, основная, заключительная, или соответствующие им цифровые обозначения I, П, Ш;

«виды деятельности учащегося» - записывается вид действий учащегося, выполняемый непосредственно перед подсчетом пульса;

«показания секундомера от начала урока» - фиксируется время подсчета пульса от начала урока через равные промежутки времени (или по окончании наблюдаемого действия); до начала урока время обозначается как 0’00” мин’сек”;

«ЧСС за 10 сек» - измеряется пальпаторно или инструментально; при этом очень важным является момент точного подсчета числа сокращений сердца за 10 сек;

«примечание» - вносятся отдельные краткие пояснения напротив записи действий учащегося.

Шаг 3.

Обработка протокола проводится после урока и состоит в заполнении графы «ЧСС за 1 мин». В этих целях числовое значение «ЧСС за 10 сек» умножается на 6. Расчетно-графическое построение «пульсовой кривой» осуществляется в системе координат, где по горизонтали откладываются показатели секундомера от начала урока или время окончания вида действий учащегося, по вертикали - результаты «ЧСС за 1 мин» (начиная с исходной точки в 50,60 ударов). Далее отмечают точки соответствия вертикали и горизонтали и соединяют между собой ломаной кривой. Конфигурация физиологической кривой определяется не только точностью измерений ЧСС за 10 сек., но числом исследовательских процедур. Не следует стремиться к возможно большему числу исследований, поскольку это нарушит естественную двигательную активность школьника на уроке. Этим целям служат телеметрические измерительные системы.

В завершение разделяют кривую ЧСС по частям урока. Для этого разбивают полученную кривую вертикальными параллельными линиями на три части, соответственно частям урока. Над соответствующими секторами фиксируют название частей урока.

Шаг 4.

Реакция пульса у детей различного возраста неодинакова. Приемлемым считается повышение ЧСС после нагрузки у школьников 1-3 классов до 130 уд/мин., в 4-6 классах - до 150 уд/мин., 7-8 классах до 160 уд/мин, 9-11 классах - до 170 уд/мин. (С.Ю.Юровский, А.П.Горбань, 1979; [9]). Сходные величины пульса отмечают и другие исследователи (В.Д.Максимов с соавт., 1985). Высказывается суждение, что в занятиях со школьниками младших классов типична пульсовая кривая с нарастанием ее к максимуму на 30-35 минутах, в 4-11 классах может быть два пика кривой, например, на 25 и 35 минутах. В конце урока кривая снижается до величин несколько больших исходной величины. Показана целесообразность смещения пика кривой к началу основной части, если урок в расписании учебного дня поставлен первым, или к концу основной части, и даже в заключительную, если урок в режиме учебной работы следует последним.

В своих исследованиях В.В.Михайлов [1] указывает, что ЧСС у девочек и девушек несколько выше, чем у мальчиков и юношей соответствующего возраста при одинаковых по объему и интенсивности физических нагрузках. Так, во время выполнения физической нагрузки низкой, средней и субмаксимальной мощности ЧСС у школьников составляет, соответственно, - 100-130 уд/мин., 150-180 уд/мин. и 160-220 уд/мин.

Согласно рекомендациям Всемирной организации здравохранения оздоровительный эффект в занятиях физическими упражнениями достигается при частоте пульса, составляющей 65-90% от максимально допустимой для данного возраста. Максимально допустимую величину определяют по формуле: 220 минус число лет занимающегося.

Для анализа влияния физических нагрузок на организм школьников используются различные классификации с оценкой показателей ЧСС. Большинство авторов определяют зоны нагрузки таким образом: низкая, большая, высокая, максимальная.

При анализе интенсивности нагрузки на уроке физической культуры целесообразно придерживаться рекомендаций М.Я.Набатниковой, показанных в таблице.

Зоны интенсивности физической нагрузки	ЧСС, уд/мин
	мальчики	девочки
Низкая	До 130	До 135
Средняя	131-153	136-160
Большая	156-175	161-180
Высокая	176 и >	180 и >
Максимальная	Надкритическая мощность

А.Н.Хан [8] отмечает, что у младших школьников исходный уровень ЧСС в течение учебного дня колеблется от 82 до 115 уд/мин. Во время выполнения мышечной работы ЧСС у занимающихся увеличивается по сравнению с уровнем покоя. Так, во время выполнения физической нагрузки низкой, средней и субмаксимальной мощности ЧСС у школьников составляет, как это отмечает А.Н.Хан, В.В.Михайлов, соответственно, - 100-130 уд/мин, 150-180 уд/мин, 160-220 уд/мин. В.В.Михайлов [1] предлагает использовать следующее соотношение объема и интенсивности нагрузки на уроке физической культуры (на примере урока гимнастики в 6-ом классе) (см. табл. ниже). Он отмечает, что анализ полученной «пульсовой» кривой следует проводить с учетом времени работы учащихся в указанных зонах интенсивности физической нагрузки.

Таблица

Зоны интенсивности физической нагрузки по ЧСС	Продолжительность работы в указанных зонах интенсивности
	в процентах	в минутах
до 130 уд/мин	24-33	11-15
131-160 уд/мин	46-53	22-24
> 160 уд/мин	30-14	12-6

Многие авторы (к примеру, Б.А.Сироткина, 1990; [6]) рекомендуют следующие нагрузочные режимы на уроках физической культуры в младшей школе (3 класс), считая их оптимальными.

Таблица

Зоны интенсивности физической нагрузки по ЧСС	Продолжительность работы в указанных зонах интенсивности
	в процентах	в минутах
до 130 уд/мин	39,0	15,5
131-160 уд/мин	18,5	7,5
161-177 уд/мин	18,5	7,5
178 и более	24,0	9,5

Б.А.Сироткина приводит широко распространенные литературные данные, характеризующие примерный уровень нагрузки при использовании стандартных физических упражнений в процессе урока физической культуры. Так, к примеру, частоту пульса 100-120 уд/мин вызывают упражнения с малой скоростью в ходьбе, прогулка на лыжах, плавательные упражнения аэробного характера. В зону умеренной интенсивности для детей 7-8 лет включены упражнения в ходьбе с темпом движений 100 шагов в минуту, 9-10 лет – 100-120 шагов в минуту, в старшем возрасте – продолжительная ходьба по мягкому грунту, песку, в подъем, равномерный бег, бег на лыжах, бег кроссового характера. В зоне большой интенсивности выполняются равномерный и равномерно-ускоренный бег на дистанции 1500-3000 м, бег на лыжах от 1 км у младших школьников и до 5-10 км у старшеклассников, кроссы по пересеченной местности на 1,5-2-3 км, бег по мягкому грунту, в гору, эстафеты, ритмическая и художественная гимнастика. В зоне субмаксимальной интенсивности выполняются бег на короткие дистанции, скоростно-силовые упражнения, статические нагрузки. В школьной программе к этой группе упражнений следует отнести скоростной бег на дистанциях 200-800 м, многоскоки, серии прыжков со скакалкой, ускорения на лыжах, комбинации гимнастических и акробатических упражнений. В зоне субмаксимальной интенсивности выполняются многие статические упражнения (с отягощениями, сопротивлением, удержанием собственного веса, позы и т.п., выполняемые на уровне 20-60% от индивидуальных возможностей), упражнения для развития силы и силовой выносливости. К нагрузкам максимальной интенсивности следует отнести бег с максимальной скоростью на коротких дистанциях - 30-60 м у младших, 60-100 м у старших школьников), эстафеты, прыжки со скакалкой в максимальном темпе, челночный бег.

Б.М.Шиян с соавт.[7] подчеркивает, что верхняя граница ЧСС после интенсивной нагрузки для учащихся основной медицинской группы устанавливается в пределах 170-180 уд/мин (для хорошо подготовленных учащихся - до 200 уд/мин). Работой средней интенсивности следует считать такую, при которой величина ЧСС равна 140-160 уд/мин, и низкой - 110-130 уд/мин. В каждое занятие рекомендуется включать 2-3 коротких "пика" нагрузки продолжительностью до 2 мин при ЧСС 90-100% от максимальной.

Конфигурация "стандартной пульсовой кривой" характеризуется следующим пространственным расположением в системе координат:

высокая интенсивность во второй половине подготовительной и в начале основной части;

умеренно-высокие значения ЧСС в основной части урока, если задачи предусматривают разучивание и совершенствование двигательных действий;

снижение, вплоть до исходного уровня, ответных реакций ЧСС на предлагаемую нагрузку в заключительной части урока;

возможное чередование в подготовительной и основной части урока периодов нагрузки со средней и высокой интенсивностью;

рекомендуемая длительность периодов работы в зоне средней интенсивности достигает в младшей школе 40%, средней школе 55%, старшей школе 45% от продолжительности урока.

Вместе с тем в уроке физической культуры следует предусматривать задания по выполнению учениками нагрузок максимальной интенсивности. Поэтому определенная доля физической нагрузки должна выполняться с околопредельной и предельной интенсивностью, к примеру, - в младшей и средней школе 15%, старшей школе - до 25% продолжительности. Пики нагрузки с высокой интенсивностью должны чередоваться с периодами выполнения упражнений низкой и средней интенсивности. При этом работа низкой интенсивности во всех классах скорее носит восстановительный и организующий характер. Число таких «интенсивных пиков» в уроке может быть от 2 до 5 (В.В.Михайлов). Один-два из них следует планировать во вторую половину вводно-подготовительной части, один-три – в основную часть урока. Число «интенсивных пиков» наибольшее в комплексных уроках с четко выраженной скоростно-силовой направленностью, на однопредметных уроках их число чаще всего меньше, чем на комплексных уроках.

Для каждого школьника физиологическая стоимость нагрузки неодинакова. Пульсовая реакция на нагрузку отражает уровень зрелости механизмов кровообращения и адаптивную способность сердца. Физическая работоспособность школьника определяется аэробными и анаэробными возможностями организма, зависит от возрастных, половых и индивидуальных факторов. Отметим, что результаты исследований В.Д.Сонькина (1988) служат основанием к использованию на уроке в возрасте 8-10 и 14 лет акцентированных нагрузок аэробного характера, развивающих выносливость; в возрасте 11-12 и 16-17 лет высокоинтенсивных нагрузок анаэробно-гликолитической направленности, оказывающих воздействие на силу и специальную выносливость; в 16-18 лет - высокоинтенсивных нагрузок анаэробно-алактатной направленности, воспитывающих быстроту и скоростно-силовые способности у школьников, удельный вес которых в рамках урока может достигать, как отмечалось ранее, 15-25%.

Анализ целесообразности динамики нагрузки на уроке должен связываться с особенностями индивидуальных и индивидуально-групповых реакций организма учащихся на предлагаемую нагрузку. Учет состояния здоровья, уровня физического развития, индивидуальных peaкций организма на нагрузку позволит учителю правильно строить методику урока в зависимости от данных врачебного контроля, сроков допуска к занятиям после болезни, с учетом включения в ту или иную медицинскую группу.

Заключительные суждения исследователя по динамике нагрузки и конфигурации "пульсовой" кривой должны опираться на взаимосвязь со структурой урока. Наиболее рациональным считается, когда работоспособность постепенно возрастает, затем колеблется около повышенного уровня и снижается к концу. Нагрузка должна соответствовать общим и частным задачам частей урока.

В принципе, необходимо выработать стандарт модели физиологических "пульсовых" кривых в ответ на нагрузку различной содержательной направленности, поскольку динамика нагрузки и, соответственно, конфигурация кривой различны не только при выполнении гимнастических, игровых упражнений, или упражнений единоборств, но и при выполнении однотипных, сходных по форме, но различных по содержанию легкоатлетических упражнений, например, бег аэробной, смешанной и анаэробной направленности.

Таким образом, характеристика функциональной работоспособности учащихся на уроке, выявляемая на основе анализа физиологической «пульсовой» кривой, проводится по следующим разделам:

• соответствие максимальных показателей ЧСС возрастным, половым, индивидуальным особенностям занимающихся;

• временные интервалы двигательной активности занимающихся в различных зонах интенсивности и их обусловленность задачами, типом урока, его содержательной направленностью;

• конфигурация «пульсовой» кривой и ее сравнение со стандартными моделями кривых уроков различной направленности, ее обусловленность местом урока в режиме учебной деятельности.

Муниципальная школа общего (полного) среднего образования

N 95 г. Воронежа

Исследование провел: учитель физкультуры Л.А.Германова

П Р О Т О К О Л