На правах рукописи

ЧУБАРОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СРЕДЫ

13.00.04. - Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

доктора педагогических наук

Москва - 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный индустриальный

университет»

Научный консультант: доктор педагогических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Сячин Владимир Дмитриевич

доктор педагогических наук, профессор

Коренберг Владимир Борисович

доктор педагогических наук, профессор

Суслов Феликс Павлович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Московский государственный педагогический университет

Защита диссертации состоится _____________________2008 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 311.003.01 при ФГОУ ВПО «Российский государственный университет физической культуры спорта и туризма» по адресу: 105122, Москва, Сиреневый бульвар, 4, ауд.603.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Российский

государственный университет физической культуры, спорта и туризма»

Автореферат разослан « »______________ 2008 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Шалманов А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время возрастает значение физической культуры, ее гуманистической и гармонизирующей роли в укреплении здоровья человека, а также в духовном, социальном, профессиональном, интеллектуальном и физическом развитии личности.

Физическая культура представляет собой одно из неотъемлемых слагаемых культуры человека и общества, которое имеет своей специфической основой преобразование и направленное использование двигательной деятельности в качестве фактора оптимизирующих воздействий на физическое и психофизическое состояние, формирование и развитие человека [Матвеев Л.П.]. Актуализируется роль информационной образовательной среды физической культуры студентов в вузе, научного, теоретико-методологического и практического обоснования необходимости использования информационно-коммуникативных технологий для формирования физической культуры студента. В основу «персонифицированно-результативной стороны» формирования информационной образовательной среды физической культуры или «физической культурности» студентов в вузе в работе положены информационные характеристики, которые проявляются в теоретической и практической учебной и внеучебной подготовках по физическому воспитанию.

Аналитический обзор показывает, что целенаправленных исследований в физическом воспитании по вопросам разработки новых концепций, содержания, организационных форм и методов комплексного использования информационных технологий в аспекте формирования информационной образовательной среды физической культуры студентов в вузе еще недостаточно. В становлении знаний, отображающих физическую культуру и связанные с ней явления, долгий период, предшествующий современности, преобладала дифференциация, с использованием преимущественно дифференцированного подхода без использования информационных технологий в диагностике и формировании целостной физической культуры студента. Это приводит к недостаточности знаний о структуре и содержании физической культуры, технологий диагностики и научно обоснованной, оперативной оценки целостной сформированности физической культуры и факторов ее воздействия на эффективную подготовку студентов к будущей профессиональной деятельности. Становится очевидной также недостаточность использования аддитивного способа расчета обобщенной оценки сформированности показателей физической культуры без использования целостных, интегративных и неаддитивных показателей психофизической подготовленности студента (Виленский М.Я.,1990; Иванов В.В., 1987; Полянский В.П., 1999; Булкин В.А., Шелков О.М., 1997; Туревский И.М., 1998; Зуев С.Н., 2003; Егорычев А.О., 2005; Евсеев Ю.И., 2005, Тихомиров А.К., 2006 и др.).

В последние десятилетия в связи с бурно нарастающим потоком информации явно усиливается интегративная тенденция. Накопление частичных научных сведений, которые расчлененно отражают ту или иную сферу человеческой деятельности, само по себе еще не гарантирует целостного понимания сути дела и не является достаточным основанием для научной оптимизации практики. Во многом именно поэтому в современной мировой науке возросло внимание к использованию синтезирующих подходов (например, интегративно-системного), которые призваны интегрировать множество частичных сведений, сводить их воедино в рамках целостного отражения объектов реального мира. Эта тенденция закономерно проявилась и в сфере научных знаний о физической культуре.

Анализ теоретической и практической разработки проблемы исследования обнаруживает ведущее противоречие между жизненно важной потребностью в формировании физической культуры личности в процессе профессионального образования каждого студента в вузе с использованием средств физического воспитания и явной недостаточностью теоретического обобщения и, особенно, педагогической адаптации интегративной технологии информационной образовательной среды физической культуры с использованием информационно-коммуникативных технологий. Данное противоречие порождает серьезную междисциплинарную проблему. Ее суть состоит в неопределенности теоретических основ интенсификации образования с использованием средств физической культуры и спорта в профессиональном образовании, неясности, в первую очередь, интегративных неаддитивных свойств физической культуры для профессионально-ориентированной подготовки студентов и педагогов, а также средств и методов, используемых для формирования физической культуры студентов. Несмотря на отдельные, фрагментарные использования информационно-коммуникативных технологий для информационной образовательной среды физической культуры студентов и технологизации образования по физической культуре, ныне наблюдается недостаточный уровень использования информационно-коммуникативных технологий для формирования в учебном и, особенно, во внеучебном процессе физической культуры студентов. Это требует организации специального исследования эффективности использования информационно-коммуникативных технологий для формирования информационной образовательной среды физической культуры студентов в системе образования и вне ее, выявления общетеоретического базиса обучения, нужного для дидактической разработки методики использования информационных технологий в физическом воспитании студентов. На наш взгляд, именно поэтому:

· физическое воспитание студентов продолжает в основном реализовываться без использования информационных технологий и преимущественно с директивных позиций, а принципы самосовершенствования и саморазвития студентами используются в недостаточной мере;

· внимание студентов в основном акцентируется на нормативных показателях физической подготовленности, а теоретическая, психофизическая, интеллектуальная подготовка с использованием средств физического воспитания в необходимой мере не используются;

· в исследовании физической культуры как целостного объекта преимущественно используются аддитивные оценки обобщенных показателей. Методика интегративной неаддитивной оценки физической культуры и профессионально ориентированной подготовленности используется недостаточно;

· проблемы физического воспитания абитуриентов и студентов рассматриваются преимущественно с позиций физической подготовки, без использования информационных технологий в изучении взаимосвязей между психикой, соматикой и моторикой;

· формирование программ и выбор средств физической культуры происходит без использования информационной образовательной среды и учета межструктурных и внутриструктурных связей между различными показателями физической культуры студента, срочных и кумулятивных эффектов подготовки;

· наблюдается расхождение между высоким уровнем информатизации учебного процесса в вузах и недостаточным использованием информационных технологий в учебном процессе по физическому воспитанию для профессионально значимой подготовки студента.

Как следствие, отмечается рассогласование между соматическим состоянием студентов и их психофизическими возможностями, функциональными резервами и потенциальными возможностями в формировании физически культуры личности. Отмеченные противоречия составляли основу научной проблемы, решению которой посвящено данное исследование.

Проблема исследования заключается в теоретико-методическом и экспериментальном обосновании дидактической состоятельности технологии информационного обеспечения формирования физической культуры студентов, устранении отмеченных противоречий, а также выяснения системно-структурных связей и отношений отдельных и обобщенных компонентов физической культуры студентов, а также факторов, определяющих педагогические условия для трансформации физической подготовленности в психофункциональную и интеллектуальную, составляющих готовность к профессиональной деятельности.

Целью исследования являлась разработка интегративной технологии в диагностике, оценке и формировании физической культуры с информационным обеспечением теоретических и практических занятий по физическому воспитанию студентов, профессионально ориентированных показателей физической культуры студентов.

Объектом исследования является процесс формирования сбалансированных информационных показателей физической культуры студентов, рассматриваемый с позиций системно-структурного анализа форм, методов и средств физического воспитания, определяющих психофизическую готовность студентов к профессиональной деятельности будущих специалистов инженерного профиля.

Предметом исследования является педагогическая технология формирования избирательных и обобщенных показателей физической культуры в условиях системного использования информационных технологий в реальном учебном процессе технического вуза.

Гипотезой исследования предполагалось, что теоретико-методологическая разработка интегративной информационной педагогической технологии исследования системно-структурной подготовленности студентов по предмету «Физическая культура» и реализация авторской программы в учебном процессе по физическому воспитанию позволят оптимизировать процесс формирования физической культуры студентов высших учебных заведений инженерного профиля.

Для выполнения цели исследования решались следующие задачи исследования:

1. Провести содержательный анализ формирования физической культуры студентов в условиях системного использования информационных технологий и разработать теоретико-методологические основы системного формирования информационной образовательной среды физической культуры и профессионально-ориентированной психофизической подготовленности студентов высших учебных заведений инженерного профиля.

2. Разработать и внедрить в учебный процесс автоматизированную экспертную систему оценки психофизических показателей «Паспорт физической культуры студента»,

3. Разработать методику интерактивного информационного сопровождения учебных и внеучебных занятий по физическому воспитанию студентов физической культуры студента.

4. Осуществить скрининг и мониторинг показателей физической культуры студентов в процессе физического воспитания студентов в вузе.

5. Создать модель информационной образовательной среды профессионально ориентированной системы физической культуры студентов высших учебных заведений инженерного профиля, основанной на использовании интеллектуальной технологии моделирования персонифицированных управляющих воздействий в зависимости от текущего состояния обучаемого.

6. Выделить сформированные избирательные, обобщенные и интегративные уровни физической культуры студентов при использовании в учебном процессе по физическому воспитанию различных подходов, упражнений, дозировок, соотношений и структуры их расстановки.

7. Провести педагогический эксперимент, оценить эффективность разработанной интегративной технологии подготовки с использованием информационной образовательной среды физической культуры студентов инженерного профиля.

8. Разработать практические рекомендации по использованию авторской технологии с компьютерной обучающей средой формирования физической культуры студентов технических вузов.

Исходя из общей цели, задач исследования в работе были использованы следующие методы исследования:

1. Теоретического исследования (с использованием дедукции в рассуждениях при переходе от конкретного к абстрактному, от избирательного к обобщенному, от частного к целостному).

2. Эмпирического исследования, включающие наблюдение, сравнение, опрос специалистов, тестирование и измерение, констатирующие, сравнительные и формирующие педагогические эксперименты.

3. Математической обработки результатов исследования.

В целях конкретизации технологии системно-структурного подхода в осуществлении диагностики, оценки, контроля в организации учебного процесса по физическому воспитанию выявлялись взаимосвязи между показателями психофизической подготовленности студента в семестрах и в пределах конкретного учебного года.

Исследовались фоновые, безнагрузочные показатели психофизической подготовленности. Двигательные (моторные) тесты и контрольные упражнения проводились с различными уровнями функциональных нагрузок с использованием электрохронометрии, спектрального анализа пульса, велоэргометрии, хронометрии, компьютерной системно-структурной диагностики, реакции на движущийся объект, хронорефлексометрии и др.

Теоретико-методологическими основаниями для решения поставленных задач при проведении наших исследований служили концептуальные положения философии, теории развивающего и деятельностного подхода к повышению качества обучения, а также современные активные методы обучения, способствующие интенсификации и мотивации к учебной деятельности:

Концептуальные подходы к формированию личности и становлению специалиста [Гальперин П.Я.; Лернер И.Я.; Леонтьев А.Н.; Давыдов В.В.; Гершунский Б.С. и др. ];

Фундаментальные работы в области психофизиологии [Бернштейн Н.А.; Фарфель B.C.; Данилова Н.Н. и др.];

Использование современных информационных технологий в образовании [Кинелев В.Г.; Роберт И.В; Гареев Р.Т.; Талызина Н.Ф.] в учебном процессе по физическому воспитанию [Бундзен П.В.; Зайцева В.В.; Петров П.К. и др.].

Научная новизна работы определяется тем, что впервые:

· разработана педагогическая технология, обеспечивающая интерактивное использование информационного обеспечения теоретических и практических занятий по физической культуре студента;

· научно обоснована интегративная системно-структурная технология диагностики и оценки показателей психофизической подготовленности студентов с применением компьютерных технологий, отражающих индивидуально-типологические уровни психофизической подготовленности студента;

· доказана эффективность использования информационной образовательной среды физической культуры студентов на учебных и самостоятельных, теоретических и практических занятиях по физической культуре, обуславливаемая применением авторской интегративной технологией формирования физической культуры в вузе;

· экспериментально установлено, что интегративная технология создает условия для системной, личностно-ориентированной организации подготовки и самоподготовки студентов на основе использования информационной поддержки учебных и внеучебных занятий по физическому воспитанию студентов.

Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что выявлены дидактические условия формирования теоретической и практической сформированности физической культуры студентов с использованием интегративной технологии в специально созданной информационной обучающей среде, что обогащает теорию и методику физического воспитания в разделе «Теория и методика физической культуры и спорта». Аналитико-содержательный анализ выделенных научных идей дал новые научные и методические доказательства и факты, которые показывают возможность системного и целенаправленного формирования избирательных и обобщенных, аддитивных и неаддитивных показателей физической культуры студентов при использовании интегративной технологии в информационной обучающей среде. Расширен понятийно-терминологический тезаурус, разработана педагогическая технология, обеспечивающая информационное обеспечение теоретических и практических занятий по физическому воспитанию студентов. Разработанная технология формирования информационной образовательной среды физической культуры студентов на учебных и самостоятельных, теоретических и практических занятиях по физической культуре дополняет теорию и методику физической культуры.

Практическая значимость результатов исследования заключается в следующих взаимосвязанных основных аспектах: а) в повышении эффективности учебного процесса по физическому воспитанию студентов за счет применения разработанной интегративной технологии компьютерного сопровождения теоретической и практической физической подготовки студентов и в возможности обеспечить системное формирование информационной образовательной среды с достижением компетентного уровня сформированности физической культуры студентов, психофункциональных и физических параметров личности при использовании разработанной интегративной технологии; б) в достижении оптимальной адаптации компьютерных обучающих модулей к индивидуальным характеристикам студентов, предоставляющих возможность преподавателям вузов проводить системно-структурную диагностику и оценку индивидуальных показателей физической культуры студента относительно типологического уровня, без проведения многочисленных статистических исследований; в) в возможности проведения экспресс-диагностики избирательных и обобщенных психофункциональных и физических показателей для своевременного обнаружения явления переутомления, снижения психофункциональных и физических показателей и адаптации студентов к учебному процессу по физическому воспитанию студентов всех учебных отделений; г) в возможности системного интерактивного применения интегративной технологии в учебной деятельности студентов по курсу физического воспитания в других вузах, в дистанционном обучении и самоподготовке студентов.

Организация исследования:

первый этап (1990-1995 гг.) - определение проблемы исследования и обоснование её актуальности. В этот период анализировалась психофизическая подготовленность студентов, изучалась соответствующая литература, выявлялись противоречия в теории и практической деятельности, определилась методология и разрабатывалась методика исследования. В результате этой работы была сформулирована гипотеза, намечены цели, задачи и методы исследования, определялось содержание экспериментальных занятий со студентами.

Второй этап (1995-1999 гг.) - осуществлялась теоретическая работа, направленная на поиск путей, методов и приемов формирования психофизической подготовленности студентов на основе использования интегративной технологии информационного обеспечения. Осуществлена подготовка теоретической и инструментальной базы для проведения опытно-экспериментального исследования, констатирующего и формирующего экспериментов. Для осуществления поставленных целей обучения разработана интегративная технология оценки показателей психофизической подготовки студентов вузов. Разработано и осуществлено аппаратное и программное обеспечение для компьютерного сопровождения теоретико-практического курса физического воспитания студентов основного и подготовительных учебных отделений.

Третий этап (1999-2007 гг.) - реализация разработанной автором комплексной программы формирования физической культуры студентов на основе использования интегративной технологии информационного обеспечения (в двух вузах г. Москвы и Пензы); анализ, систематизация и обобщение результатов проведенной работы. Результаты ее подтверждены документально многими актами внедрения в практику учебного процесса. По трем проектам ГРНТИ 2004, 2005, 2006 гг. приняло участие более 13 тысяч студентов и выпускников школ, из которых отобраны контрольные и экспериментальные группы для констатирующего, сравнительного и формирующих экспериментов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Аналитико-содержательный анализ, система теоретических и практических положений по проблеме формирования физической культуры студентов технических вузов в условиях использования информационных технологий. Концепция интегративной технологии диагностики, оценок и формирования системы сбалансированных психологических, функциональных и физических показателей студентов.

2. Интегративная технология информационного обеспечения теоретических и практических учебных и внеучебных, самостоятельных занятий по физической культуре студентов.

3. Интегративные, обобщенные и избирательные показатели физической культуры студентов. Факторы, средства, рациональные дозировки и соотношения средств учебного и внеучебного труда, рациональная структура расстановки средств, целостный подход к моделированию профессионально-ориентированной подготовки с учетом избирательных, обобщенных и интегральных показателей подготовленности физической культуры студентов.

4. Основные факторы, обуславливающие сформированность физической культуры студента и наиболее информативные показатели, характеризующие физическую культуру студента: а) сбалансированность показателей психофизической подготовленности студента; б) сформированный критериальный уровень интегративной подготовленности и в) психофункциональную активность студентов.

5. Модель интегративной, сбалансированной системы показателей физической культуры студентов, в основании которой положены:

· автоматизированная экспертная система комплексной оценки психофизической подготовленности студента, с программой тестирования и оценки физического и психологического, физиологического, функционального состояния и математический аппарат для анализа результатов тестирования;

· методика интегративной оценки показателей состояния физической культуры студентов, которая позволяет определить уровень отклонения и недостатки психофизической подготовленности студентов;

· индивидуально-типологические уровни избирательных и обобщенных показателей психофизической подготовленности студента в вузе;

· компьютерная информационная технология диагностики показателей физической культуры, предоставляющей возможность предупредить неблагоприятные психофизические состояния студента в учебном процессе.

6. Модель информационной образовательной среды физической культуры студентов высших учебных заведений инженерного профиля, состоящую из функционально взаимосвязанных элементов и модельных характеристик, разработанных на основе государственного стандарта высшего профессионального образования, будущей профессиональной деятельности и сформированных уровней физической культуры студента.

7. Локомоторные, психологические и функциональные проявления психофизической подготовленности, являющихся интегративными и наиболее сложными образованиями в структуре физической культуры личности студента.

Достоверность и обоснованность результатов, содержащихся в диссертации, обеспечивается методологической основой исследования, позволившей определить научные подходы к исследованию проблемы и доказать выдвинутую гипотезу. Методологические позиции адекватны целям, предмету и задачам исследования. Надежность результатов обусловлена комплексным использованием методов различных научных дисциплин, а также широкой апробацией полученных данных в процессе личной многолетней преподавательской деятельности, позитивным опытом коллег, использующих материалы автора, их сравнимостью, с массовой практикой. Базой исследования являлся Московский государственный индустриальный университет.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных, российских, региональных научных и научно-практических конференциях, проводившихся в последние 30 лет. По теме диссертации опубликовано 133 печатных работ, из них семь по требованиям ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка, включающего 396 наименований работ отечественных и 49 зарубежных авторов, 60 таблиц и 40 рисунков, 16 приложений. Материал диссертации изложен на 375 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цель научного поиска, объект, предмет, гипотеза, сформулированы задачи исследования, определены этапы и методы исследования; охарактеризованы научная новизна и практическая значимость исследования; формулируются положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации работы и внедрении ее результатов.

В первой главе рассматриваются тенденции сложившейся образовательной практики, направленной преимущественно на формирование знаний, умений, навыков и результирующие оценки учебного труда и характеристики студента.

Прогрессивные тенденции в физическом воспитании определяются нами не в интенсификации учебного процесса, а в использовании интегративной технологии информационного обеспечения психофизической учебной и внеучебной подготовки по физическому воспитанию студентов средствами компьютерных технологий, адекватных современному уровню информатизации. Рассмотрены проблемы, связанные с физическим, психическим и соматическим здоровьем студентов с использованием системно-структурного подхода как фундаментальной основы для организации учебного процесса в вузе. Принятая нами дидактическая система интерактивного сопровождения учебных занятий основана на использовании компьютерных технологий как функционально связанного набора учебно-методического, информационного, обеспечения, предназначенного для оптимизации процесса обучения в диалоговом режиме. С этой точки зрения компьютерные технологии рассматриваются нами как действенные средства интеграции методологических приемов организации познавательной деятельности и дидактических принципов выдачи информации.

Применение информационных технологий в физическом воспитании, не отменяет его классические принципы, а генерирует новые дидактические принципы (индивидуализации, многоканальности, модульности и другие). Возможности информационной обучающей среды, методически проработанная контекстная помощь и доступная в любой момент информация стимулирует мотивацию студента для системного формирования его психофизической подготовленности.

Обобщены основные аспекты личностно-ориентированного подхода к обучению в вузе в связи с совершенствованием качества обучения на лекционных и практических занятиях. Использована автоматизированная система отбора наиболее значимых показателей в многофакторном составе показателей в оперативном формировании персонифицированных моделей подготовки студентов по физической культуре. Описаны новые подходы к организации данного процесса с использованием компьютерных технологий, которые связаны с реализацией адаптивных алгоритмов в личностно-ориентированной стратегии и приобщении студентов к творческой учебной деятельности и самостоятельной теоретической и практической подготовке во внеучебное время.

Совершенствование учебного процесса связывается с применением системно-структурного подхода, фундаментальных исследовательских теорий, а также философского подхода к анализу физической культуры студента.

Спектр упражнений и физических нагрузок, используемых в спорте и физическом воспитании, необычайно широк. Чаще всего используются упражнения, преимущественно связанные со значительной физической нагрузкой. Упражнения с малой физической нагрузкой, требующие, однако, высочайшего психофункционального напряжения, координации, точности движений и тренировочные, психофункциональные эффекты воздействий, связанные с применением информационных технологий в физическом воспитании изучены недостаточно.

Во второй главе представлена интегративная технология физической культуры студентов, которая характеризуется:

1. Интегративной, совокупностью традиционного и инновационного к формированию физической культуры студентов (адаптивностью и неотторгаемостью информационной - образовательный среды с использованием информационных технологий физической культуры существующей системой образования, ненарушаемостью структуры и принципов ее построения);

2. Информационным обеспечением теоретических и практических учебных и внеучебных занятий по физической культуре.

3. Интерактивным, диалоговым обменом информацией на всех этапах формирования физической культуры студента.

4. Использованием адаптивных алгоритмов для автоматизированной системы отбора наиболее значимых показателей в многофакторном составе показателей и формирования персонифицированных моделей подготовки студентов по физической культуре.

Компьютерные технологии и отобранные методики позволили осуществлять экспресс-диагностику и предоставлять необходимую информацию в срочном режиме. Для проведения экспресс-диагностики и исследования физической культуры студентов потребовалось прежде всего разработать способ оценки в единой шкале многообразных избирательных и обобщенных показателей физической культуры.

Анализ проблем решения многокритериальных задач в различных отраслях, позволил сделать вывод о целесообразности и возможности разработки «базовой» методики, позволяющей после необходимой адаптации использовать ее для решения задач многокритериальной оценки и оптимизации в физическом воспитании. В работе сформулированы основные методологические проблемы, возникающие при решении многокритериальных задач, связанные с многоуровневостью системы частных критериев, неравноценностью и необходимостью одновременного учета как количественных, так и качественных показателей.

Один из подходов формализации субъективных неопределенностей в многокритериальных задачах был разработан в 1963 году Е.С.Харрингтоном. Для решения многокритериальных задач и описания частных критериев и ограничений им было предложено использовать функцию желательности, значения которой изменяются от 0 до 1. Примеры стандартных оценок с использованием функции желательности приведены в табл. 1.

Таблица 1

Стандартные отметки на шкале желательности

Наименование оценок	Отметки на шкале функции желательности
Очень хорошо	1.00 - 0.80
Хорошо	0.80 - 0.63
Удовлетворительно	0.63 - 0.37
Плохо	0.37 - 0.20
Очень плохо	0.20 - 0.00

Применение интегрального индекса правомочно при сравнении объектов разного масштаба. Принято, что величина обобщенной функции желательности в интервале от 0 до 1 может служить интегральной мерой отклонения состояния системы от нормы.

Включение функции желательности Харрингтона в основу разработанной компьютерной программы, а также использование центильного подхода дало возможность уточнить границы значений, соответствующие практике физического воспитания студентов. В целом это позволило:

· повысить оперативность системно-структурных оценок психофизических показателей студентов;

· оценивать в пятибальной (или другой специально задаваемой) шкале измерений персонифицированные избирательные и обобщенные психофизические показатели по отношению к типологическим;

· проводить дифференцированные и обобщенные оценки показателей разной размерности, не только объективного, но и субъективного характера.

· обеспечить системно-структурный анализ подготовленности студентов непосредственно в учебном процессе по физическому воспитанию.

Для системно-структурной оценки показателей физической культуры за основу был взят запатентованный нами способ оценки психического состояния и степени психической адаптации личности (патент №2240031, 2003). Технология оперативных оценок психологических, функциональных и физических показателей была использована в компьютерной программе «Маркс» и паспорте «Физическая культура студента».

В комплексной оценке показателей физической культуры, анализировались причинно-следственные связи между показателями и факторами, отражающими избирательные и обобщенные результаты. Оценка индивидуальных показателей производилась в исходных показателях, баллах и процентах. В компьютерной программе и паспорте показателей физической культуры использовалась 5 балльная оценка.

Типологическая норма - это показатели выборки в процентном коридоре у более 100 испытуемых, статистически наблюдаемых в интервале от 25 до 97% на стандартной шкале распределения. Величина наблюдаемого признака считалась типичной, если она находилась в пределах 25-75 центилей, за типологический норматив принимали 50% всех значений анализируемой выборки.

Компьютерная программа обеспечивала оперативную оценку сформированных уровней показателей физической культуры. Программа предоставляла возможность иметь отчеты с индивидуально-типологическими оценками избирательных и обобщенных, сбалансированных показателей (системы показателей), наблюдаемых в пределах исследуемой выборки. При разнице между показателями не более одного коридора (балла), показатели оценивались как сбалансированные, при разнице в два коридора как дисбалансированные и при разнице в три коридора как резко дисбалансированные.

Индекс подготовленности автоматически рассчитывался компьютерной программой по итогам каждой попытки. В данной работе применена программа с адаптивным использованием интерактивных средств программной поддержки процесса обучения по физическому воспитанию, разработанная на принципах искусственного интеллекта и эволюционной адаптации. Это позволило использовать не только человеческий, но и технологический интеллект для оперативного отбора наиболее значимых показателей в многофакторном составе показателей физической культуры и автоматизировать разработку персонифицированных моделей подготовки. Нами использовались т.н. эволюционные вычисления с адаптивными алгоритмами, что позволяло применять их в нелинейных задачах высокой размерности даже при отсутствии полноты знаний о решаемой проблеме.

С позиций интегративной технологии давались обобщенные и интегративные оценки показателей профессионально-значимой психофизической подготовки студентов вуза, исследовалась возможность перерастания физической подготовленности в психологическую, функциональную, профессионально ориентированную подготовленность. За основу при этом взято представление Н.А.Бернштейна о перерастании физического качества из двигательного в психофункциональное, характерное высшему органу управления, а именно центральной нервной системе.

В третьей главе содержатся основные результаты исследования.

Интегративная технология физической культуры в диссертационной работе представлена совокупностью ее компонентов.

Диагностические средства физической культуры определялись и уточнялись опытным путем, в лабораторных и экспериментальных условиях многократно оценивались и подбирались аппаратурные методики тестирования по критериям экономичности, надежности и достоверности. Интегративная, системно-структурная диагностика показателей физической культуры это комплекс средств, способов, методов диагностики, сбора, хранения, обработки и использования полученной информации.

Общая схема исследования представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Схема проведения исследования

Примечание: ФК- физическая культура; ФКС -физическая культура студента; ИОС- -информационно-образовательная среда; КИП- компьютерная информационная поддержка, ПФ -психофизическая подготовленность

Интегративная, системно-структурная оценка диагностических результатов заключалась в системно-структурном анализе и синтезе, интерпретации полученных данных, с помощью которых, достигается возможность оценивать показатели физической культуры студента по набору параметров, определяемых как количественно, так и качественно.

Основой интегративного тестирования служил тест (Рос.патент №2142308, Калинкин Л.А.), который состоял из психологического, функционального и локомоторного компонентов.

Моделирование психофункционального компонента осуществлялось выполнением компьютерной игровой программы (симулятор спортивной деятельности) различного уровня сложности, для которой имелось стандартное программное обеспечение.

Локомоторный компонент интегративного теста представлял собой ручные двигательные действия, необходимые для выполнения заданий компьютерной программы. Ручные двигательные действия выполнялись одновременно с заданным уровнем физических, психологических и функциональные нагрузок.

Физическая нагрузка в различных зонах мощности задавалась на велотренажере, а уровень функциональной нагрузки контролировался по ЧСС.

Психологическое напряжение создавалось сложностью компьютерной игровой программы и ограничением времени, отпущенного для решения психомоторной задачи.

Функциональные нагрузки регулировались в различных зонах мощности работой на тренажерах сопряженного действия и контролировались по частоте сердечных сокращений с 5 балльной шкалой их оценок.

Локомоторные, психологические и функциональные нагрузки подбирались для программы тестирования по степени их соответствия моделируемым условиям деятельности и сложности психологических, функциональных и локомоторных компонентов заданий. При интегративной оценке условные баллы сложности психического, функционального и локомоторного компонентов суммировались. Интегративный тест характеризовалася пятью основными требованиями. Расчет интегративной подготовленности проводился программой автоматически, исходя из набранного количества баллов, а также с учетом:

· уровня сложности теста;

· оценки степени сложности психологического, функционального и моторного компонентов, из возможных сочетаний сложности требований, предъявляемых к психическим, функциональным и двигательным характеристикам.

Сумма набранных условных баллов позволяла получить сведения о сложности психологической, функциональной и моторной деятельности в целом. Для программы тестирования выделялись три условные категории сложности: элементарные, относительно сложные и повышенной сложности. Первую категорию сложности составляли простейшие локомоторные движения, выполняемые с малой функциональной нагрузкой. Вторую категорию сложности составляли малоразмерные двигательные действия, выполняемые со средней функциональной нагрузкой, двигательная задача была известна заранее с достаточным временем для ее исполнения. Действия повышенной сложности, выполнялись в неожиданных условиях, функциональная нагрузка задавалась работой на велоэргометре (ЧСС от 180 уд/мин и более).

Рис.2.Структура информационной образовательной среды физической культуры студентов

В интегративной технологии были использованы медицинские, физиологические, психологические показатели, целостно характеризующие психофизическую подготовленность студента. Интегративная технология физической культуры студента рассматривалась нами как целостная технология и многокомпонентная система, которая обеспечивает системный охват факторов, процессов, совмещение и сопряжение отдельных сторон, компонентов, элементов показателей физической культуры с соответствующими подсистемами.

На рисунке 2 представлена структурная схема информационной образовательной среды физической культуры студентов, а на рисунке 3 схема взаимосвязей и взаимодействий компонентов интегративной технологии, совокупность которых определяет системно-структурную, целостную ее направленность. Как видно из схемы, все компоненты представляют значимость для интегративной технологии физической культуры. Вместе с тем для ее эффективного формирования существует необходимость в выделении наиболее важных факторов.

Рис. 3. Схема интегративной технологии исследования физической культуры студента

Интегративная системно-структурная оценка показателей физической культуры реализована в разработанном компьютерном паспорте показателей физической культуры студента, который используется в качестве программно-педагогического средства. В нем отражаются показатели физической культуры студентов, проводится их анализ и дается информация о путях совершенствования показателей физической культуры студентов.

Мониторинговые и скрининговые исследования, а также экспресс-диагностика в работе проводились с учетом междисциплинарного подхода. Обнаружилось, что скрининг и мониторинг с включением необходимых и достаточно большого круга диагностических методик и характеристик лучше использовать для углубленных исследований. Экспресс - диагностика незаменима для применения ее в повседневной практике в учебном процессе для оперативного контроля за состоянием здоровья студентов.

Анализ показателей физической культуры студентов по данным социологического опроса свидетельствует, что более 65 % студентов нуждается в изменении своего образа жизни. Более 70% студентов нуждается в коррекции неврозов, что является до 57% следствием гиподинамии.

Набор средств физической подготовки для занятий со студентами разнообразен и, как правило, индивидуален. Однако, в настоящее время, крайне ограничен набор учебных средств, которые можно было бы использовать оперативно, комплексно и индивидуально для формирования профессионально значимых качеств личности. Проблема здесь состоит в отсутствии разработанного и обоснованного потенциального набора комплекса средств, программ подготовки, возможных для реализации с использованием компьютерной, интегративной технологии. В ходе предварительного исследования изучалось влияние учебных занятий на психофизиологические характеристики личности. Высокая психофункциональная активность наблюдалась на занятиях по физическому воспитанию, информатике и на специализированных предметах при использовании компьютерных средств.

Оказалось, что традиционные формы проведения учебных занятий не вызывают значимую для профессиональной и личной подготовленности активность высшей нервной деятельности студентов (рис.4). Исследование влияния организации средств воздействия на мотивационную сферу показало, что на первом месте были средства, в которых использовался диалоговый режим работы и модели использующие компьютерные информационные программы, стимулирующие самостоятельность подготовки студента.



Рис.4. Психофункциональная активность студентов на различных
занятиях в вузе

Технология паспортизации индивидуальных показателей включала, как обязательное условие, установление критериальных типологических уровней оценок, которые устанавливались опытным путем с использованием центильного метода непараметрической статистики. Была проведена диагностика показателей физической культуры у школьников и студентов. Критериально-типологические оценки избирательных, обобщенных и интегративных показателей проводились с использованием компьютерной программы. Применение центильных таблиц позволило верифицировать состояние гиподинамии, наступающее после 14 лет у 75% учащихся, выпускников школ. Лишь студенты 1 курса, занимающиеся спортом и имеющие исходно высокие показатели (свыше 90 перцентиля), продолжали улучшать свои показатели во время учебы в вузе. Характеристика сбалансированности показателей физической подготовленности студентов 1 курса представлена в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика сформированности (сбалансированности показателей) физической подготовленности студентов

Характеристика сформированности показателей физической подготовленности	Процент студентов в выборке	Показатели ранговых оценок
Высокий уровень сформированных (сбалансированных) показателей физической подготовленности студентов	0,54	Все показатели оценены на 5 баллов
Уровень выше среднего сформированных показателей физической подготовленности	12,35	Показатели оценены в диапазоне от 4 до 5 баллов
Средний уровень сформированных показателей физической подготовленности студентов	52,4	Все показатели находятся в диапазоне от 3 до 4 баллов
Низкий уровень сформированных показателей физической подготовленности студентов	35,62	Все показатели ниже 3 баллов

В обследуемой выборке студентов высокий уровень физической подготовленности диагностирован нами в 0,54% случаев. При традиционном подходе к оценке физического развития и физической подготовленности эти факты остаются не замеченными. Подтверждение статистически значимой и достоверной связи между отдельными показателями физического подготовленности позволяет программу подготовки рассчитывать по наилучшему показателю для данного студента. Подобный подход позволяет разрабатывать индивидуальные занятия физической культурой для студентов и рекомендации по самостоятельным занятиям физическими упражнениями.

Для оценки показателей физической подготовленности юношей и девушек 17-ти лет, не адаптированных, зачастую, к физическим нагрузкам использовался протокол тестирования, который предусматривал:

Тестирование силовой выносливости мышц спины, брюшного пресса, плечевого пояса, ног, а также определялась гибкость, быстрота и ловкость;

Оценку физической подготовленности неадаптированных к физической нагрузке студентов - первокурсников.

Результаты распределения оценок состояния здоровья, психофизической подготовленности у 1680 студентов 1 курса, полученных в результате обследования, представлены в табл. 2,3, 4 и рис.5.

Таблица 2

Центильные интервалы показателей физической
подготовленности учащихся 17 лет (юноши)

Тесты	Центили
	3	10	25	50	75	90	97
1.Силовая выносливость мышц спины, сек.	30,0	47,0	63,0	83,0	116,0	132,0	172,0
2.Силовая выносливость мышц брюшного пресса, сек.	1,0	3,0	11,0	21,0	35,0	49,0	67,3
3.Силовая выносливость мышц плечевого пояса, сек.	10,0	19,0	21,0	30,0	41,0	90,0	100,0
4.Силовая выносливость мышц ног, сек	26,0	44,0	70,0	120,0	236,0	325,0	470,0
5. Быстрота, теппинг-тест, количество точек	32,0	32,0	35,0	40,0	45,0	50,0	55,0
6. Гибкость, см	3,0	5,0	9,0	11,0	17,0	18,0	23,0
7. Челночный бег, 3 по 10 сек.	10,6	10,4	9,7	9,5	8,9	8,6	8,0

Таблица 3

Центильные интервалы показателей физической подготовленности студенток 1 курса

Тесты	Центили
	3	10	25	50	75	90	97
1. Силовая выносливость мышц спины, сек.	15,0	35,0	72,5	97,0	127,0	174,0	197,0
2. Силовая выносливость мышц брюшного пресса, сек.	3,0	6,0	11,0	22,0	37,0	59,0	81,0
3. Силовая выносливость мышц плечевого пояса, сек.	8,0	13,0	20,5	29,0	43,0	54,0	60,0
4. Силовая выносливость мышц ног, сек	10,0	17,0	33,5	68,0	109,0	134,0	148,0
5. Быстрота, теппинг-тест, количество точек	24,0	27,5	30,0	36,0	40,0	42,0	45,0
6. Гибкость, см	2,0	5,0	10,0	14,0	19,5	23,0	25,0
7. Челночный бег, 3 по 10 сек.	10,5	9,9	9,6	9,1	8,7	8,1	8,0

Разработанный способ критериально - типологических оценок показателей физической культуры студента и компьютерная программа позволили оперативно проводить интегративную диагностику и осуществлять скрининг и мониторинг показателей физической культуры студента студентов вуза.

Скрининговые и мониторинговые исследования показателей физической культуры студента были проведены в 2003-2004; 2004-2005, 2004- 2005 и 2006 учебных годах. Статистическая обработка результатов, проведенных лабораторных и экспериментальных исследований выявила, что сбалансированность является важнейшим показателем для оценки физической подготовленности студента. Введение центильного метода в компьютерную программу позволяет оперативно обрабатывать большой масссив информации. Критериальные оценки показателей физической культуры студента были использованы для определения соответствия индивидуальных уровней типологическим нормам и отклонений от них у исследуемой выборки студентов. Подход был применен для оперативного контроля за состоянием физической подготовленности студентов.

Таблица 4

Уровни сбалансированности показателей физической
подготовленности студента (в % от общего числа обследованных студентов)

Обозначения: МГИУ - Московский государственный индустриальный университет; ПГАСУ - Пензенский государственный архитектурно-строительный университет;

Рис.5.

Сформированность физической культуры студента проявилась взаимосвязями показателей не только физической, но и психофункциональной подготовленности студентов в вузе (рис.4.).

Интегративное исследование показателей физической культуры студента в динамике учебного процесса при различных видах контроля за состоянием здоровья и физической подготовленности было проведено в констатирующем исследовании и педагогическом эксперименте.

В эксперименте приняло участие 112 студентов МГИУ и ПГУАиС. Сформировано 4 экспериментальных группы. В контрольной группе (КГ) из 24 студентов 1 курса на протяжении 2004-2005 учебного года использовался традиционный подход в организации учебного процесса по физическому воспитанию, осуществлялся контроль физической подготовленности по нормативам рекомендованным министерством образования Российской Федерации. Врачебный контроль, осуществлялся по справкам 096. В экспериментальной группе 1 (ЭГ1) участвовало 24 студента - первокурсника. Отличие от КГ состояло в психолого-педагогическом и врачебном обследовании, проведенным в течение учебного года, сформулированным рекомендациям по состоянию здоровья и физической подготовленности студентов, проведенному психолого-педагогическому тренингу студентов.

В экспериментальных группах 2 (ЭГ2) и 3 (ЭГ3) приняло участие по 24 студента 1 курса. На протяжении всего 2004-2005 учебного года один раз в неделю в осеннем и весеннем семестрах, в сессиях и каникулах проводилась интегративная диагностика показателей физической культуры студента, осуществлялся оперативный контроль с использованием интегративной технологии диагностики и оценки и нормирования учебной и внеучебной нагрузок (соответственно 2 и 2 занятия в неделю). Отличие ЭГ 4 от ЭГ 3 состояло в том, что со студентами ЭГ4 осуществлялся еженедельно не только контроль за показателями физической культуры студента, а также срочный контроль, самоконтроль и управление учебными и внеучебными нагрузками с использованием КИП на каждом занятии. Учебные и внеучебные, самостоятельные занятия проводились по 2 раза в неделю. В каждом семестре предусматривалось по 4 месячных цикла подготовки с втягивающим, базовым, интенсивным и предзачетным циклами подготовки. В течение первой недели использовался неизменный характер физических нагрузок, а затем предусматривалось ступенчатое повышение нагрузок. Динамика изменений показателей за время эксперимента показана на рисунке 6.