Характеристика вертикальной устойчивости тела младших школьников: биомеханический аспект

The article highlights the state of the question on characteristics of the vertical body stability, as well as information about the orthograde posture of younger schoolchildren.

Analysis of special scientific and methodological literature suggests that the factors that determine the ability of the human body to maintain equilibrium include the combined mobilization of the possibilities of the visual, auditory, and vestibular systems.

Among the mechanisms of maintaining equilibrium, two are distinguished as the most important.

The first is manifested when the main motive task is to maintain equilibrium. In this case, maintaining the vertical body posture is the result of a regulatory mechanism that operates on the basis of constant corrections.

Prospects for subsequent studies of the problem are connected with the development of the information and methodological system «Destabilitate vertical» and introduction of the younger ones with sensory impairments into the process of physical education. The study of structural and functional features of formation of vertical stability of the body of schoolchildren with sensory impairments using modern biomechanical equipment is an actual task for adaptive physical education.

Key words: vertical body stability, physical education, younger schoolchildren, biomechanics, orthopedic posture.

Постановка научной проблемы ее значение. Исследование состояния моторики человека сквозь призму биомеханических аспектов позволяет выделить те ее особенности, которые во многом определяют характер и направленность его развития как биологического вида. Особенно важным при этом является познание механизмов становления вертикальной устойчивости тела человека, влияющей на формирование осанки в онтогенетическом периоде его развития [9, 10].

Современные представления специалистов, занимающихся проблемами биомеханики вертикальной устойчивости тела, свидетельствуют о том, что ортоградное положение тела человека - это такое положение, при котором все крупнейшие звенья его тела располагаются параллельно вертикальной (продольной) оси, перпендикулярно горизонтальной плоскости, а общий центр масс (ОЦМ) тела поднят на максимальную высоту над опорой [3, 4, 6, 14].

Специальные научные исследования свидетельствуют о том, что регуляция вертикальной позы человека относится к числу наиболее актуальных биологических и социально-педагогических проблем современности. При этом она рассматривается не только как один из факторов, характеризующих определенное положение тела человека в пространстве, но и как наиболее существенный показатель состояния его здоровья [9, 10]. Многие представители отечественной [1, 11, 12,17 и др.] и зарубежной педагогической науки [3, 4, 13 и др.] уделяют особое внимание изучению особенностей формирования вертикальной позы тела человека в процессе онтогенеза.

Связь с научными планами, темами. Работа выполнена в соответствии с темой Сводного плана научно-исследовательской работы в сфере физической культуры и спорта на 2011-2015 гг. «Совершенствование биомеханических технологий в физическом воспитании, спорте и реабилитации с учетом индивидуальных особенностей моторики человека» (номер государственной регистрации 0112и001860). В 2016-2017 гг. исследования выполнялись по теме «Теоретико-методические основы здоровьеформирующих технологий в процессе физического воспитания различных групп населения», номер государственной регистрации 0116Ш01615.

Цель исследования - систематизировать научную информацию по биомеханическим аспектам вертикальной устойчивости тела школьников в процессе физического воспитания.

Методы исследования. Для решения поставленной задачи использовались анализ и обобщение данных специальной научной литературы и Интернет-источников.

Анализ исследований по данной проблеме и обоснование полученных результатов исследования. Согласно имеющимся представлениям [2, 3, 4, 5, 14], в регуляции вертикальной позы принимают участие разные уровни центральной нервной системы, использующие информацию от вестибулярных, мышечных, суставных и зрительных рецепторов (рис. 1). Отсюда следует, что изменение состояния некоторых органов и систем найдут отражение в изменении характеристик процесса поддержания вертикальной позы [5].

Поддержание вертикальной позы, с точки зрения Лайуни Рида Бен Шедли [13], является результатом регуляторного механизма, который действует на основе постоянных коррекций: устранение незначительных нарушений равновесия происходит путем рефлекторного напряжения мышц.

По мнению В. А. Кашубы [7, 8], вертикальная поза характеризует определенное положение тела человека в пространстве и является наиболее существенным показателем состояния его здоровья.

Рис. 1. Использование информации для поддержания ортоградной позы человека

А. И. Сторожик [17] отмечает, что вертикальная устойчивость тела - это способность человека находиться в ортоградном положении определенный период времени.

Экспериментальными исследованиями В. С. Гурфинкель [4] доказал, что за обеспечение координационной работы базовых рефлексов и двигательных автоматизмов в ходе их объединения в единую систему регуляции позы отвечает система внутреннего представления окружающего пространства и собственного тела.

На основании данных многолетних исследований КарольБретз [3] пришел к выводу, что, пребывая в вертикальной позе, организм функционирует как система автоматического регулирования со своими регуляторами, каналами и связями.

В биомеханике считается, что сохранение вертикальной устойчивости тела человека представляет собой квазистатический процесс колебательного типа [2, 6, 12, 14]. В результате научной деятельности в данном направлении В. А. Кашуба [9, 12] приходит к пониманию, что процессы накопления организмом детей гравитационной энергии объективно взаимосвязаны с высотой расположения над опорой общего центра тяжести (ОЦТ) их тела.

Изучая проблему устойчивости тела, В. Н. Болобан [2] сделал заключение, что вертикальное положение тела при стоянии - это врожденный рефлекс и сформированный навык сохранения равновесия.

Равновесие тела имеет следующие компоненты:

- рациональное расположение звеньев тела, которое способствует сохранению устойчивости;

- минимизацию количества степеней свободы движущейся системы, которая характеризует рациональную двигательную координацию;

- дозировку и перераспределение мышечных усилий;

- уровень пространственной ориентации, которая обеспечивает точность движений при перемещении тела и его отдельных звеньев [15].

Изучая вертикальную устойчивость позы, Г. В. Смирнов [16] определил, что для каждой группы людей характерен специфический профиль устойчивости, и назвал его групповым профилем устойчивости вертикальной позы. Автор установил такие общие закономерности в обеспечении вертикальной устойчивости тела практически здоровых людей при двухопорном стоянии:

- средний модуль перемещения горизонтальной проекции ОЦМ тела во фронтальном направлении в 1,5 раза больше, нежели в сагиттальном;

- средний модуль ускорения горизонтальной проекции ОЦМ тела во фронтальном направлении незначительно больше, нежели в сагиттальном;

- средний модуль перемещения крестца в обоих направлениях в 2 раза больше, чем перемещение ОЦМ тела [16].

Анализ стабилограмм позволил В. А. Кашубе [10] выделить особенности формирования вертикальной устойчивости тела школьников (табл. 1, 2):

- два выраженных пика уменьшения амплитуды колебаний ОЦМ тела в 8-9 лет;

- минимальный темп уменьшения амплитуды колебаний ОЦМ тела в возрасте 9-10 лет;

- максимальный темп увеличения частоты колебаний ОЦМ тела в возрасте 12-13 лет.

Таблица 1. Стабилографические показатели колебания ОЦМ тела школьников 7-10 лет (п=30)