Оптимизация физических нагрузок на основе индивидуальной диагностики адаптивного состояния у занимающихся физической культурой и спортом (с применением компьютерных технологий)

Модель системного исследования донозологического адаптивного состояния индивида предназначена для целостной оценки разнородных показателей, характеризующих уровень ДАСИ, и включает три основных компонента: физиологический, нейро-психофизиологический и сенсомоторный. Их значимость неоценима при выборе физической нагрузки и двигательного режима.

Исследование физиологического компонента. Для оценки физиологического компонента адаптивного состояния исследовали уровень физического состояния (УФС), функциональное состояние ССС и вегетативного гомеостаза как наиболее объективных параметров, раскрывающих физиологические механизмы адаптации организма к физическим нагрузкам. Исследования проводились у разных групп населения, в том числе и спортсменов.

Критерии оценки физического состояния определялись учёными в основном в Европейской части страны (Ф.В. Викторов, В.В. Зайцева и др.) и на Украине (С.А. Душанин, Е.А. Пирогова и др.). На первом этапе исследования, создавая АСУ «Здоровье студента», мы взяли критерии оценки физического состояния по Г.Л. Апанасенко (1985). Однако в процессе бета-апробации системы при обследовании студентов (5000 чел.) не найдено достоверной корреляционной зависимости между УФС и сдачей контрольных нормативов на беговых дистанциях по дисциплине «Физическая культура». Из 350 студентов, имеющих высокий УФС, только 55 % сдали норматив на «отлично», в то же время 7 % в норматив не уложилось. Из 1250 студентов, имеющих УФС выше среднего, на «отлично» сдали 15 %, в норматив не уложились 19 %. Из 3000 студентов со средним УФС норматив сдали на «отлично» 32 %, в норматив не уложились 6 %. Из 400 студентов с низким УФС норматив на «отлично» сдали 4 %, в норматив не уложились 18 %. Отсутствие корреляции между сдачей контрольных нормативов и УФС, даёт основание считать, что разработанные Г.Л. Апанасенко общепринятые критерии оказались неинформативными для контингента, проживающего в условиях Сибирского региона.

Чтобы выяснить несоответствие между УФС и сдачей контрольных нормативов, нами была проведена обработка базы данных с целью дифференциации уровней физического состояния. В качестве математического аппарата применены непараметрические методы и теория классификации, позволяющая устанавливать взаимосвязи между подмножествами и элементами пространства (А.В. Лапко, 1993; А.С. Востротина, О.Н. Московченко, 1995). Под УФС принята некоторая «компактная» область в пространстве показателей характеризующих данное состояние, которая соответствует одномодальному фрагменту плотности вероятности и является интегральным показателем, характеризующим количественную оценку каждого УФС или класс.

В результате проведенной классификации выделено семь классов, характеризующих различные УФС. Первый класс характеризует область «низких» величин исследуемых показателей. Его составляют испытуемые с одинаковой длиной тела (176-180±2 см) по сравнению с другими классами, но значительно сниженными антропометрическими показателями и повышенной массой тела по отношению к возрастной норме, неудовлетворительной адаптацией функциональных возможностей ССС к физической нагрузке. Второй класс характеризуется величинами «ниже средних» значений тех же исследуемых показателей по отношению к возрастным нормам. Третий класс - область «средних» значений. Четвертый класс - область «выше средних» значений. Пятый класс - область «высоких» значений. Шестой класс не идентифицирован, т.е. лица, отнесенные к данному классу (7,5 %), имеют неопределенный тип физического состояния, который не соотносится ни с одним из выделенных классов, что важно учитывать при сдаче контрольных нормативов по физической культуре. Седьмой класс характеризует область «очень высоких» величин. Его составляют испытуемые с высоким ростом (180-196±2 см), но значительно сниженными или повышенными антропометрическими показателями по отношению к возрастной норме, неудовлетворительной адаптацией функциональных возможностей ССС к физической нагрузке.

Следовательно, из семи выделенных классов один не идентифицируется, первый и седьмой допускают агрегирование (объединение) в один класс, так как соответствующие им показатели (дисгармоничное физическое развитие, неудовлетворительные адаптивные возможности ССС) попарно достоверно не отличаются. Обобщенный класс, или таксон, составляют первичные классы, не отличающиеся друг от друга попарно достоверно по определенным признакам. Несмотря на то, что первый класс характеризует область очень низких величин, а седьмой - очень высоких, они имеют достоверную корреляционную зависимость (r = 0,88-0,92 при p = 0,01; 0,001) с низким УФС. Лица, отнесённые к данным классам, входят в группу повышенного риска. И те, и другие нуждаются в строго дифференцированной физической нагрузке. Дальнейшее ранжирование признаков позволило дифференцировать УФС в соответствии с требованиями ВОЗ: высокий, выше среднего, средний, ниже среднего и низкий.

Параллельно с выделением УФС выделено пять морфофункциональных типов физического развития (МФТФР). Первый тип характеризуется значительным отставанием в весе от возрастной нормы, слабо развитой мускулатурой, низкими показателями ЖЕЛ, кистевой и становой динамометрии. Данный тип близок к классическому понятию астенического типа телосложения. Второй тип характеризуется средними значениями изучаемых показателей, соотносится с классическим понятием средней нормы и нормостеническим типом телосложения. Третий тип имеет высокие и выше средних значения исследуемых параметров и соотносится с классическим понятием мышечного типа телосложения. Четвертый тип не соотнесён ни с одним классическим понятием, характеризующим какой-либо тип телосложения. Пятый тип отличается значительным избытком массы тела, неадекватно развитой мускулатурой, высокими значениями ЖЕЛ и соотносится с классическим понятием гиперстенического типа телосложения. Отмечена высокая корреляционная зависимость (r = 0,97-0,99 при p = 0,001) между УФС и МФТФР. Учитывая, что взаимосвязь МФТФР с УФС очевидна, мы исследовали влияние климатических условий и двигательной деятельности на формирование морфотипа. Сравнительный анализ МФТФР представлен в табл. 2.

Соотношение МФТФР обусловлено местом проживания. У студентов Красноярска и Томска I тип составляет от 15,8 до 25 %, в то время как у молодежи Западного участка БАМа он встречается реже в 4-8 раз (p < 0,002).

Таблица 2

Сравнительный анализ МФТФР у обследуемого контингента

Среди взрослого населения к I типу отнесено от 3,62 до 0,50 %. Следовательно, I тип является менее адаптивным к природным условиям Сибири, что согласуется с исследованиями Т.И. Алексеевой (1986). Незначительную вариативность в зависимости от места проживания имеет IV МФТФР. Наибольший процент V МФТФР отмечен у моло дежи и ИТР БАМа, у ИТР г. Комсомольска-на-Амуре. У студентов Красноярска он составил от 6 до 9,4 %, у студентов Томска - 15-15,6 %.Среди факторов, влияющих на МФТФР, можно выделить двигательную активность человека. В связи с этим проведен анализ МФТФР у 20 спасателей МЧС (кандидаты и мастера спорта), 196 спортсменов циклических и 76 - силовых видов спорта. Среди спасателей МЧС к III типу соотнесено 80 %, ко II - 20 %. У спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, также преобладают III и II типы (p < 0,01). У спортсменов-борцов превалируют III, IV (p < 0,01 и p < 0,001) и V типы (p < 0,01). Причем среди спортсменов, отнесенных к V типу, только у 2,6 % отмечалось увеличение жировой массы, сочетающейся с низкими показателями силы кистей рук и спины. У 81 % превышение веса сочеталось с хорошо развитой силой мышц спины, кистей рук, что свидетельствовало о преобладании мышечной, а не жировой массы. Взаимосвязь морфофункциональных показателей с весовыми категориями у борцов греко-римского стиля представлена на рис.2.

Л - легкая, С - средняя, Т - тяжелая категория

Рис. 2. Взаимосвязь морфофункциональных показателей с весовыми категориями

В соответствии с МФТФР индивидуализировалась величина нагрузки для дифференцированного воздействия на отдельные морфофункциональные параметры телосложения с целью формирования «типа борца». Коэффициенты корреляции между морфофункциональными параметрами и весовыми категориями варьировали в диапазоне от 0,75 до 0,83 при высоком уровне достоверности (р > 0,001).

Тренер, учитывая морфофункциональные параметры в соответствии с весовой категорией, нестандартно решал вопросы технической подготовки спортсмена, рационально использовал его преимущества, более целенаправленно «шлифовал» техническое и тактическое мастерство, прогнозировал оптимальную тактику ведения поединка с учётом телосложения соперника.

Исследование функционального состояния ССС и вегетативного гомеостаза проведено с целью проверки надёжности дифференцированных УФС. Комплексная оценка функционального состояния центрального и периферического звеньев системы кровообращения, сократительной способности миокарда, ритма сердца и его вегетативной регуляции позволили выявить достоверную корреляционную зависимость между показателями, характеризующими функциональное состояние ССС и УФС (r = 0,89 ч 0,82; при p = 0,01) (рис. 3).

Между показателями КРГ и КИГ, характеризующими функциональное состояние ССС, существует достоверная корреляционная зависимость с уровнем физического состояния. Чем выше УФС, тем больший процент обследуемых лиц имеет хорошие компенсаторные возможности ССС, тем большее количество студентов сдали зачет на «отлично» и «хорошо» (рис 4).

Рис. 4. Взаимосвязь дифференцированных УФС с контрольными нормативами

Таким образом, оценка УФС по критериям, разработанным автором с учётом региональных особенностей, позволила получить наиболее объективные показатели сдачи контрольных нормативов студентами на беговых дистанциях.

Исследование нейро-психофизиологического компонента адаптивного состояния характеризуется подвижностью и лабильностью нервных процессов, устойчивостью психических процессов, особенностями эмоциональных проявлений и поведенческих реакций, личным уровнем самосознания психической организации, обеспечивающей успешность учёбы, работы, спортивного результата.

Индивидуально-психологические особенности личности. Для исследования индивидуально-психологических особенностей личности за базовую методику нами принят адаптированный вариант теста Люшера в дальнейшем (ЦТЛ).

Тест Люшера нашёл широкое применение в прикладной психологии и спорте (Н.Н. Гурковский, 1967; И.М. Дашков,.1980; В.Л. Марищук,1984; В.В. Семикин, 1986; J Scott, 1978; Wallhoffer, 1976 и др.). Как правило, все исследователи используют, авторскую интерпретацию в распознавании цветов, не учитывая при этом, что предложенная М. Люшером интерпретация базируется на результатах испытуемых, проживающих в странах Европы и США, где социально-экономический и социально-психологический статус имеет качественное отличие от Российского.

Впервые от интерпретации Люшера сделали отход А.М. Эткинд (1988) и Л.Н. Собчик (1990), рассматривая тест как метод цветовых выборок (ЦТЛ) определив его психологическую и физиологическую значимость.

На протяжении многих лет диссертант серьёзно изучал основополагающие понятия теста Люшера и предложил свой модифицированный вариант (О.Н. Московченко, 1995), который в дальнейшем адаптирован в виде экспертной системы «LUSY». Для обоснования предложенной интерпретации стабильный выбор каждого цвета на первую позицию сопоставляли с данными 16-факторного опросника Р.Б. Кеттела, опросника Айзенка и анкетой УМБКС (С.М. Гордон, Л.Т. Ямпольский, 1981). Цвета красный и жёлтый имеют высокую корреляционную взаимосвязь с опросниками Кеттела и УМБКС (r = 0,90, 0,95, р = 0,01), (r = 0,92, 0,90, р = 0,01) и соотносятся (r = 0,98, 0,93, р = 0,01) со шкалой Г. Айзенка «экстраверсия». Фиолетовый - соответственно (r = 0,88, 0,85 р = 0,05) и также соотносится со шкалой экстраверсия (r = 0,97, р = 0,01). Зелёный и синий цвета имеют достоверную связь (r = 0,94, 0,86, р = 0,01). (r = 0,98, 0,79 р = 0,05), но соотносятся со шкалой интроверсия (r = 0,89, р = 0,01), (r =0,88, р=0,01).Для цветов коричневый, чёрный, серый достоверная корреляционная связь со шкалой «экстраверсия-интроверсия» отсутствует. Шкала невротизма сочетается с другими тестами в отношении только предпочитаемого чёрного цвета. Серый и коричневый цвета не совпадают со шкалой невротизма, и лишь по тесту Кеттела отмечаются тревожность и напряжённость. Таким образом, выявлена индивидуальная зависимость предпочтения цвета как в группе женщин, так и мужчин. За выбором цветов на первое место стоят характерные индивидуальные свойства личности: зелёный - лидерство для самоутверждения; красный - лидерство для деятельности; жёлтый или фиолетовый - лидерство через проявление творчества; синий - отсутствие лидерства. При тестировании различных слоёв населения отмечена большая группа респондентов, предпочитающая фиолетовый цвет на первой позиции. С помощью диалога выявляется причина предпочтения фиолетового цвета. Для лиц, которые каким-либо образом причастны к эстетической и интеллектуальной сферам, фиолетовый цвет ассоциируется с символом очарованности, внушаемости. Экспериментальный материал и верификация фиолетового цвета с опросниками Кеттела, Айзенка и анкетой УМБКС позволили отойти от общепринятых стандартов при рассмотрении фиолетового цвета на первой позиции и рассматривать его при определённых условиях как один из основных цветов. При этом мы учитывали, что спектральный состав отражённого света и длины волны равнозначен синему цвету и близок к сине-зелёному. Синий цвет имеет длину волны 380-485 нм, фиолетовый - 380-470 нм, сине-зелёный - 430-500 нм.

В результате многолетних наблюдений за спортсменами нами отмечено, что на цветовое восприятие влияют вид спорта и мотивация спортсмена на результат (табл.3). Перед стартом победители и призёры чемпионатов РФ при высокой мотивации на результат выбирали «рабочую группу» 324, 234 на первые три позиции. Мотивом у пловцов-подводников в 60 % является победа через самоутверждение себя как личности, отсюда отдается предпочтение зелёному цвету. Для лыжников-гонщиков и биатлонистов, где важным качеством является выносливость, проявление волевых качеств с девизом «не поспешай», на что указывает присутствие синего цвета на третьем месте. У представителей борьбы в основе мотивации лежит «только победа». Победа через концентрацию воли, а порой и агрессивность.

Для спортивной практики тест Люшера представляет особый интерес, так

Таблица 3

Предпочтение цвета на первые три позиции при мотивации на победу

Примечание: в таблице даны коды цветов 1- синий, 2- зелёный, 3 - красный, 4-жёлтый.

как, кроме индивидуально-личностной характеристики, позволяет выявить наличие психоэмоционального стресса у спортсмена накануне соревнований. Функция (- -) - источники эмоциональных стрессов и функция (+ -) - поведение, вызванное стрессом, приняты нами за интегральный показатель «наличие стресса» (НС). Показатель НС сопоставлялся с вегетативным коэффициентом (ВК), рассчитанным по K. Sipos (1971), коэффициентом аутогенной нормы - АТ по Н. Wallhoffer (1976), индексом напряжения (ИН), показателем вегетативной реактивности (ПВР) по Р. Баевскому, показателю ДУОП и семиминутной омегаграммы по О.Н. Московченко (1988, 2004). Результаты сравнительного анализа представлены в табл.4.

Таблица 4

Сравнительный анализ наличия стресса по ЦТЛ с другими методами исследования

Примечание: коды цветов 3-красный, 4-желтый, 2- зелёный, 1- синий, 5 -фиолетовый, 6- коричневый, 0 - серый, 7 - черный

Стресс по функции (+ -) имеет самую высокую зависимость со снижением показателей, отражающих напряжение механизмов вегетативной регуляции и гомеостатических систем организма. При наличии стресса уточняется причинно-следственная связь угнетённого состояния, даются рекомендации по его преодолению. Выборка из 17000 тестирований позволила выделить критерии оценки НС, характеризующие аффективное состояние человека по выбору цвета на первой и восьмой позициях.

Исследование нейродинамического профиля адаптации опирается, с одной стороны, на теорию функциональных систем П.К. Анохина (1980), К.В. Судакова (1996), с другой - на теорию о структурно-функциональной организации мозговых систем Н.А. Аладжаловой(1979), Н.П. Бехтеревой (1974) и фундаментальные исследования А.Г. Сычева (1980, 1988), В.А. Илюхиной (1982,1986) о важной роли сверхмедленных физиологических процессов головного мозга в оценке психической деятельности и адаптивных возможностей организма. Метод омегаметрии использован как базовая методика в оценке нейродинамических профилей психофизиологической адаптации (НДПА). Впервые нами выделено шесть индивидуальных НДПА. Три из них классифицируются как устойчивые (устойчивый, гипо-и гиперустойчивый) и три - как неустойчивые (неустойчивый, гипо- и гипернеустойчивый). Каждый из указанных НДПА отличается друг от друга воспроизведением сформированных адаптивных программ, характеризуется взаимосвязью динамики доминантного уровня омега потенциала (ДУОП) и его координирующей роли по амплитудно-временным характеристикам семиминутной омегаграммы; показателями возбудимости корковых процессов, подвижностью и лабильностью ЦНС; вегетативной регуляцией. Доминирующие энергетические процессы характеризуются адаптивными реакциями, переносимостью физических и психических нагрузок; устойчивостью регуляторных процессов; коммуникативными и поведенческими реакциями, надежностью воспроизведения алгоритма обучения. Устойчивый НДПА в группе студентов отмечен у 23 %, у ИТР - 26 %, гипоустойчивый НДПА соответственно составил 24,5 % и 10 %, гиперустойчивый НДПА - 18,0 % и 37,5 %, неустойчивый НДПА - 12,0 % и 15 %, гипонеустойчивый НДПА - 16,0 % и 6,5 %, гипернеустойчивый НДПА - 6,5 % и 18,5 %.

Учёт НДПА в учебном и тренировочном процессе позволяет реально индивидуализировать образовательный процесс, выбирать те методы, которые адекватны для решения поставленных задач. Например, ученику, студенту или спортсмену с устойчивым НДПА для усвоения нового материала достаточно применить метод рассказа и объяснения. Для лиц с гиперустойчивым и гипернеустойчивым НДПА приоритетными являются методы показа и многократного повторения. Среди высококвалифицированных спортсменов превалирует четыре НДПА (табл.5).

Таблица 5

Распределение нейродинамических профилей у спортсменов

Устойчивый НДПА доминирует во всех видах спорта. Наибольший процент спортсменов с гиперустойчивым и неустойчивым НДПА отмечен в зимних видах спорта. Проведенный анализ НДПА с анкетой УМБКС позволил установить следующую закономерность. Высокая корреляционная зависимость отмечена между устойчивым НДПА и высокой эмоционально - волевой устойчивостью к соревновательной нагрузке (r = 0,92 при p > 0,001); достаточная - между гипо- и гиперустойчивым НДПА и хорошей эмоционально - волевой устойчивостью к соревновательной нагрузке (r = 0,79при p > 0,01, r = 0,78 при p > 0,01); между неустойчивым НДПА и низкой эмоционально - волевой устойчивостью (r = 0,86 при p > 0,05). Экспериментальный материал свидетельствует о взаимосвязи индивидуальных особенностей каждой личности с устойчивостью психофизиологических параметров, что позволяет прогнозировать успешность в избранном виде спорта и спортивной карьере. Кроме того, экспериментальные исследования на разных социальных группах населения и спортсменах подтвердили высокую практическую значимость, что позволяет рассматривать НДПА как нейрофизиологическую основу ДАСИ.

Моделирование психомоторных процессов в оценке адаптивного состояния человека в современном мире приобретает все большую значимость. Информация о психомоторном потенциале личности необходима как для успешной профессиональной, так и спортивной деятельности. Моделирование критериев оценки психомоторного потенциала личности (ПМПЛ) осуществлено с помощью непараметрических методов в задачах «распознавания образов» и их классификации (А.В. Лапко). Границы допустимых значений каждого уровня ПМПЛ определялись по весовым коэффициентам главных компонент. Количество оценочных тестов определялось по коэффициенту надёжности по следующим значениям: коэффициент корреляции до 0,5, связь слабая, надёжность плохая; от 0,51 до 0,75 - средняя, надёжность приемлемая; от 0,76 до 0,85 - достаточная, надёжность средняя; от 0,86 до 0,90 - хорошая, надёжность высокая; от 0,91 до 0,99 -сильная, надёжность очень высокая. Квалифицировано четыре уровня психомоторного потенциала личности, выделены критерии оценки высокого, выше среднего, среднего и низкого уровней для лиц с обычным двигательным режимом и для спортсменов. Психомоторный потенциал личности отражает процессы, определяющие восприятие, переработку информации и принятие решения, моторные движения, направленные на раздражение сенсорных систем, обусловливающие взаимодействие психической деятельности. Выделена шкала балльных оценок ПМПЛ, которая позволяет определить не только сенсомоторный компонент, но и силу и лабильность нервных процессов, степень эмоциональной устойчивости. Определение психомоторного потенциала личности имеет большую значимость для прикладных исследований в системе физического воспитания и в спорте высших достижений. По оценке ПМПЛ правомерно рассматривать состояние «боевой готовности» к предстоящему поединку.

Донозологическое адаптивное состояние индивида. Необходимость исследования ДАСИ продиктована временем. Оно базируется на методологических принципах оценки состояний на грани нормы и патологии (Р.М. Баевский, 1979; Л.Х. Гаркави, 1998; В.П. Казначеев, 1980, В.В. Матов, 1982 и др.) и направлено не на поиск болезни, а на установление степени напряжения адаптивного состояния индивида. Модель структуры ДАСИ представлена на рис. 5. Системное исследование позволило среди широкого спектра параметров, характеризующих уровень ДАСИ, выделить три взаимосвязанных компонента: физиологический, нейро-психофизиологический, сенсомоторный, каждый из которых обеспечивается набором значимых признаков. Высокая корреляционная зависимость всех трёх компонентов позволяет сделать вывод, что донозологическое адаптивное состояние человека определяется не только состоянием физиологических систем организма и психофизиологических свойств, но и сформированностью психомоторных функций. Выделено 5 уровней донозологического адаптивного состояния.

ДАСИ: высокий, выше среднего, средний, ниже среднего, низкий, каждый из которых характеризуется разным уровнем адаптивных возможностей организма. Частота распределения обследуемого контингента по уровню ДАСИ имеет статистически достоверные различия (табл.6). Высокий уровень ДАСИ в группе студентов не превышает 15 % у юношей и 10 % у девушек. У школьников соответственно - 13 и 3,4 %, ИТР - 7 и 2,6 %.Средний уровень ДАСИ во всех группах превалирует и составляет от 49 до 56,8 %. У спортсменов в 88 % случаев отмечается высокий и выше среднего уровень ДАСИ, средний - составляет не более 10 %, указывая на состояние переутомления. Низкий уровень ДАСИ, указывающий на состояние перетренировки отмечен в единичных случаях. Высокий и выше среднего уровни ДАСИ в группах студентов и спортсменов указывают на хорошие функциональные резервы организма, высокую работоспособность и толерантность к физическим нагрузкам как аэробного, так и анаэробного характера. Отмечены достоверно значимые различия (при p > 0,001- 0,01) «цены» адаптации для студентов и спортсменов при среднем, ниже среднего и низком уровнях ДАСИ. При одном и том же уровне

Таблица 6

Частота распределения обследуемого контингента по уровню ДАСИ

(в % от общего числа при p < 0,01; 0,001)

отмечается разноплановый характер сдвигов параметров, характеризующих степень напряжения адаптационных процессов, указывая на необходимость учёта ДАСИ в формировании индивидуальной стратегии выбора физической нагрузки.

В главе 5 «Разработка и экспериментальное обоснование оптимизации физических нагрузок» изложены материалы решения 6 и 7 задач, представлены результаты внедрения инновационных технологий оптимизации оздоровительной физической нагрузки и системы оптимального управления тренировочным процессом спортсменов на основе индивидуальной диагностики адаптивного состояния с применением компьютерных технологий.

Оптимизация оздоровительных физических нагрузок осуществлялась с помощью разработанной педагогической модели. Особенность модели заключается в том, что она интегрирует организационно-педагогические, психологические условия, диагностику адаптивного состояния, здоровьесберегающие и коррекционные технологии, направленные на повышение эффективности педагогического процесса по физическому воспитанию и оздоровительной физической культуре.

В соответствии с уровнем ДАСИ подбираются оптимальные режимы двигательной активности как главного компонента управления адаптивным состоянием и укрепления здоровья человека. Педагогические, оздоровительные и здоровьесберегающие технологии предусматривают приобретение теоретических знаний, формирование познавательной деятельности по вопросам методики оздоровительной тренировки, здоровья и его оценки с помощью компьютерных технологий, что позволяет прививать навыки физической культуры, культуры здоровья, образа жизни. Коррекционно-реабилитационные и профилактические технологии направлены на повышение работоспособности и устойчивости организма к нервно-эмоциональным и физическим перегрузкам, ускорение восстановительных процессов для снижения утомления. Для контроля над уровнем физической подготовленности при самостоятельных занятиях оздоровительной тренировкой нами разработаны тесты педагогического контроля для шести возрастных групп с учётом пола, характеризующие силовые качества, гибкость позвоночника, быстроту движений.

В соответствии с уровнем ДАСИ разработаны тренировочные программы для повышения двигательных функций и резервных возможностей организма. Для лиц с высоким и выше среднего уровнем ДАСИ человек сам по собственному желанию выбирает тренировочную программу в соответствии с имеющимися условиями и возможностями для её реализации. Лица со средним уровнем ДАСИ после консультации со специалистом используют тренировочную программу с учётом дифференцирования объёма и интенсивности нагрузки. Для лиц с ниже среднего и низким уровнем ДАСИ рекомендуемые тренировочные программы строго дифференцированы по направленности, объёму, интенсивности нагрузки и пульсовому режиму. Занятия проводятся под руководством специалистов.

В системе оздоровительной тренировки особое значение придаётся реализации принципов формирования двигательной активности. Кроме основных принципов, принятых в теории физической культуры и спортивной тренировки - единство общей и специальной подготовки, постепенности, волнообразности изменения тренировочных нагрузок, цикличности, мы выделили ещё три принципа. Принцип индивидуальности заключается в том, что сам процесс оздоровительной тренировки и подобранный арсенал тренировочных средств (комплексы упражнений, их структура и характер) осуществляются в соответствии с личностными потребностями человека в соответствии с полом, возрастом, степенью функциональной и физической подготовленности, что позволяет каждому занимающемуся полностью использовать свои потенциальные возможности. Принцип креативности заключается в сознательном приобщении человека к физическому самосовершенствованию, ведению здорового образа жизни, проявлению творческого подхода к подбору тренировочных средств, позволяющих сохранять и укреплять здоровье. Принцип опирается на потребностно-мотивационную сферу личности и непрерывность физических оздоровительных нагрузок. Интегративный принцип направлен на гармоничное развитие личности, опирается на всесторонность физической подготовленности, развитие когнитивных, психических, психомоторных функций и физических способностей. Он интегрирует все принципы оздоровительной тренировки. Каждый из них акцентирует внимание на усилении отдельных сторон и закономерностей одного и того же процесса - процесса формирования физического совершенства и внутреннего убеждения человека в социальной значимости двигательной активности как необходимого условия его жизнеспособности, стиля и качества жизни.

Оптимизация физических нагрузок спортсменов осуществлена с помощью разработанной системы «Управление подготовкой спортсмена», которая представляет сложную двухуровневую систему с иерархической структурой. Система обусловливает современный научный подход к управлению, поэтому наличие научного обеспечения является обязательным условием. Структурно система выглядит в виде блоков, где все элементы взаимосвязаны (рис. 6).

Первый уровень предусматривает получение информации тренером от КНГ о функциональном исходном состоянии спортсмена, затем тренер проводит педагогический контроль для оценки развития физических качеств и уровня подготовленности, проводит сличение полученных результатов с модельными характеристиками. На их основе разрабатывает стратегию дальнейшей подготовки спортсмена с учётом уровня ДАСИ. На втором уровне тренер осуществляет управление подготовкой спортсмена, проводит текущий и поэтапный контроль, по мере необходимости осуществляет коррекцию, внедряет разработанную оптимальную стратегию подготовки в годичном цикле. В качестве управляемых переменных рассматриваются: тренировочная нагрузка, специфические физические упражнения, арсенал технических средств, педагогические средства восстановления и другие факторы, обеспечивающие спортивный результат.

Рис 6. Система управления подготовкой спортсмена

В отдельную подсистему управления выделяется блок «СПОРТСМЕН-КНГ-ТРЕНЕР». Тренер, получив информацию от КНГ, выступает в роли управляющего, а спортсмен - управляемого. Связь между ними обеспечивает информационный блок. Информация, поступающая от тренера к спортсмену, является прямой связью между блоками системы, информация от спортсмена к тренеру - обратной связью. По каналу обратной связи тренер получает информацию о субъективном состоянии спортсмена. Роль информационного обеспечения возрастает на этапе непосредственной подготовки, ибо любые ошибки, допущенные на ранних этапах, становятся непоправимыми, что выражается не только в снижении спортивного результата, но и приводит к срыву функциональных систем организма. Предложенная система управления позволяет не только управлять тренировочным процессом, но и упорядочить систему контроля над развитием специфических качеств, обусловливающих спортивные достижения в избранном виде спорта, что позволяет решать задачи оптимизации тренировочного процесса не только эффективно, но и на более высоком качественном уровне.

В ходе многолетнего педагогического эксперимента оптимальная стратегия в циклических видах спорта планировались с целью избирательного воздействия в зонах относительной мощности на каждом этапе подготовки (рис. 7).

На каждом этапе подготовки, в соответствии с задачами, делается акцент на развитие специфических качеств. На подготовительном этапе - на развитие общей, специальной выносливости, развитие силы и силовой выносливости. В динамике микроцикла преимущество отдавалось максимальной аэробной производительности, характеризующей работу на выносливость. На основном этапе преимущество имела нагрузка аэробно-анаэробной направленности, способствующая развитию общей и специальной выносливости. На соревновательном этапе преимущество имела нагрузка, способствующая развитию скоростной выносливости и скорости. Учитывая, что работа в каждой зоне лимитируется не только временным-

Рис. 7. Динамика соотношения циклической работы в микроциклах

на разных этапах подготовки

фактором, но и интенсивностью и величиной нагрузки, вызывая адаптивную перестройку различных систем организма, мы определили оптимальные методы тренировки, направленные на развитие определенных двигательных качеств в соответствии с величиной нагрузки. В аэробно-компенсаторной зоне при низкой величине нагрузки оптимальным является непрерывный метод тренировки. В аэробной зоне при средней величине нагрузки в зависимости от поставленных задач - однократный, равномерный и повторный. В смешанной аэробно-анаэробной зоне при большой величине нагрузки - однократный, равномерный, переменный, интервальный и «Фартлек». В анаэробно-лактатной зоне при высокой величине нагрузки и в зависимости от поставленных задач - повторно - интервальный и соревновательный. В анаэробно-алактатной зоне при максимальной величине нагрузки (интенсивность 95 % от соревновательной) - однократный, максимальный, повторный.

Такое последовательное развитие основных сторон подготовленности позволило оптимизировать тренировочный процесс в циклических видах спорта, добиться оздоровительного эффекта и не допустить срыва адаптивных состояний спортсменов в ответственных стартах. Из 40 испытуемых пловцов скоростного подводного плавания, имеющих первый спортивный разряд, за четыре года добились следующих результатов. Норматив кандидатов в мастера спорта выполнили 40 человек, мастеров спорта - 25, мастера спорта международного класса - 2 человека. Среди них чемпионов Европы - 1 чел., чемпион мира - 1 чел., чемпионы и призеры Чемпионата РФ - 26 пловцов. Установлено 19 рекордов России, мира и Европы.

Экспериментальное обоснование оптимизации физических нагрузок у разных групп населения проведено на основе ДАСИ в годичном эксперименте. К первой экспериментальной группе (группа «А») отнесены студенты, занимающиеся пять раз в неделю по 1 часу по специально разработанной программе под руководством преподавателя. На зимние и летние каникулы каждый студент получал индивидуальную тренировочную программу в виде «Рецепта здоровья». Ко второй экспериментальной группе отнесены студенты 4-5 курсов, имеющие спортивные разряды, занимающиеся на курсе спортивного совершенствования (КСС). К первой контрольной группе (группа «Б») отнесены студенты, занимающиеся два раза в неделю по учебной программе, кроме того, им также выдавались программы для самостоятельных занятий. Ко второй контрольной группе отнесены спасатели МЧС, имеющие спортивные разряды. Из-за специфики работы им планировалось выполнение тренировочной нагрузки самостоятельно по предложенной программе. Для контрольных групп обследование проводилось в начале и в конце эксперимента. Динамика уровня ДАСИ до и после эксперимента представлена в табл.7.

Особое значение в определении уровня ДАСИ для экспериментальных групп придавалось компьютерной диагностике и педагогическому контролю, которые проводились в начале и конце каждого семестра. По результатам тестирования вносились своевременные коррективы в тренировочные программы, что стимулировало занимающихся физической культурой к повышению потенциала.

Таблица 7

Сравнительная оценка уровня ДАСИ в начале и после эксперимента

Динамические наблюдения показали, что уровень адаптивных возможностей организма после эксперимента значительно улучшился в экспериментальных группах. У студентов группы «А», по сравнению с исходными показателями, повысился высокий уровень ДАСИ в 4 раза, выше среднего - в 7, снизился средний уровень ДАСИ в 2 раза, ниже среднего - в 3, низкий - в 4 раза. Среди студентов-спортсменов высокий уровень ДАСИ возрос в 2 раза, выше среднего - в 1,5, средний уменьшился в 4 раза, уровень ниже среднего не зафиксирован ни в одном случае. У студентов улучшились показатели за счёт увеличения объёма двигательной активности, целенаправленного развития физических качеств с учётом функциональных возможностей организма. У студентов-спортсменов - за счёт рациональной системы подготовки, своевременного осуществления комплексного контроля над развитием функциональных возможностей и уровнем физической подготовки.

В контрольных группах также произошли положительные изменения, но качественный эквивалент различный. У студентов группы «Б» по сравнению с исходными показателями, повысился высокий уровень ДАСИ в 2 раза, выше среднего - в 2,5, уменьшился средний уровень ДАСИ в 1,3, низкий - в 1,2 раза уровень ниже среднего остался без изменения. Среди спасателей МЧС высокий уровень ДАСИ уменьшился в 1,5 раз, ниже среднего - в 1 раз, увеличился выше среднего уровень ДАСИ в 1,8, средний - в 1,3 раза. Снижение адаптивного состояния у спасателей МЧС обусловлено невыполнением рекомендованных тренировочных программ, спецификой условий труда. В экспериментальный период у них увеличился объём работы в условиях экстремальных ситуаций, в связи с чем недостаточно было отведено времени на восстановление, что явилось главной причиной снижения показателей по ряду физиологических и психофизиологических параметров. При анализе уровня заболеваний отмечено наибольшее количество случаев заболеваний ОРЗ при низком и среднем уровне ДАСИ. После коррекции ДАСИ уровень заболеваний ОРЗ значительно снизился. В экспериментальных группах под воздействием оптимальных физических нагрузок получен самый большой прирост показателей, характеризующих уровень физической подготовленности по сравнению с исходными значениями. Показатель быстроты реакции (эстафетный тест) улучшился соответственно на 50 и 30 %; быстроты движений (теппинг-тест) на 34,6 и 25,7 %; взрывной силы - на 60 и 40,6 %, динамической силы - на 53,3 и 42,5 %; гибкости - 50,0 и 30,7 %. У студентов значительно улучшились показатели в беге на 1000 м, темп прироста к исходному показателю составил (39 %).

В контрольных группах также отмечены темпы прироста результатов, характеризующих уровень физической подготовленности, но с меньшим коэффициентом эффективности. У студентов и спасателей МЧС прирост показателей от исходных значений соответственно составил: быстрота реакции улучшилась на 38,9 и 23 %; быстрота движений - на 23,6 и 5,0 %; взрывная сила на 36 и 15,3 %; динамическая сила - 40,0 и 12,5 %; гибкость - 33,0 и 20,0 %. По остальным контрольным тестам в обеих группах отмечен умеренный темп прироста показателей, который в среднем составил от 1 до 15,3 %.

Таким образом, в сравнительном педагогическом эксперименте показано преимущество оптимизации оздоровительных физических нагрузок на основе ДАСИ.

Экспериментальное обоснование оптимизации физических нагрузок у спортсменов проведено на борцах греко-римского стиля. Для этой цели были созданы три группы: две экспериментальные и одна контрольная. Все три группы идентичны по уровню подготовленности, возрастному цензу и количественному составу, сформированы по результатам предварительного обследования. В них вошли борцы с высоким и выше среднего уровнем ДАСИ. Экспериментальное обоснование методики оптимизации тренировочной нагрузки проведено на УТС продолжительностью 21 день, перед Всероссийским турниром на приз А.В. Шумакова.

Изучаемые параметры, в зависимости от задач, регистрировались в начале, середине и конце УТС. Количество тренировочных занятий, суммарная нагрузка, распределение нагрузки на общефизическую и специальную подготовку, количество часов, отведенных на контрольные, учебно-тренировочные и учебные схватки, взаимосвязь качественных и количественных показателей технических действий оставались одинаковыми для всех трёх групп. Результаты педагогического тестирования уровня физической подготовленности борцов и динамика их изменений в ходе учебно-тренировочного процесса представлены в табл. 8.

Спортсмены всех трёх групп приступили к учебно-тренировочному сбору

Таблица 8

Оценка уровня физической подготовленности борцов

практически с одинаковым уровнем физической подготовки. К концу сбора в обеих экспериментальных и контрольной группе произошло улучшение результатов, но уровень прироста оказался не одинаковым. В первой экспериментальной группе в беговых упражнениях и в упражнении «приседание с партнёром» уровень прироста

результатов был максимальным, что указывало на приобретение спортсменами хорошей общей и скоростно-силовой выносливости. В упражнениях силового характера значительный прирост отмечен во второй экспериментальной группе. В контрольной группе также отмечен прирост показателей уровня физической подготовленности, но качественный эквивалент значительно ниже. Специальная выносливость в борьбе является специфическим качеством, указывающим на анаэробные возможности организма. Трёхминутный тест модифицирован (А.В. Шумаков, 1986) с целью максимального приближения его к условиям соревнований (табл.9).

Надёжность теста подтверждена достаточной корреляционной зависимостью (r = 0,86, при p < 0,05) с уровнем специальной выносливости. Результаты теста вначале УТС позволили выявить индивидуальный уровень специальной выносливости. В дальнейшем тест служил не только в качестве контроля над развитием специфических качеств, но одновременно и средством тренировочной нагрузки анаэробного характера. К концу сбора преимущество в обеих экспериментальных группах было очевидным. С целью повышения анаэробных возможностей организ-

Таблица 9

Показатели трёхминутного теста

ма - качественного показателя специальной выносливости - в тренировочную нагрузку включали упражнения с высокой интенсивностью: бег (2-6 серий с различными интервалами отдыха и длиной дистанции от30 до 400 м); круговые тренировки с бросками манекена (по заданию). Индивидуализировали интенсивность нагрузки по ЧСС (160-180 уд/мин).

Таким образом, индивидуальная диагностика уровня ДАСИ позволила не только оптимизировать физическую нагрузку, но и осуществлять контроль над состоянием спортсменов в условиях соревнований. С этой целью спортсменов всех трёх групп перед выходом на борцовский ковер тестировали по тесту Люшера, замеряли ДУОП, регистрировали ЧСС. Сравнивали полученные показатели до и после каждой соревновательной схватки. Характер поединка (лёгкий, средний, тяжёлый) определяли по экспертной оценке тренера, субъективной оценке спортсмена и времени, затраченному на поединок.

В первой экспериментальной группе перед выходом на ковер у каждого участника зарегистрированные показатели указывали на оптимальное предстартовое состояние, эмоционально-волевую устойчивость. Спортсмены хорошо анализировали характер схватки, отличались повышенным уровнем спортивной агрессивности, стремлением к соперничеству, лидерству; до конца схватки сохраняли высокую работоспособность, демонстрировали технико-тактическое мастерство. По экспертной оценке тренера, для этой группы спортсменов характер поединка был лёгкий или средний. Для победы борцам понадобилось от 20 с до 3,5 минут. Отдельные спортсмены добились победы на «туше».

Выступление борцов второй экспериментальной группы, по оценке тренера, было также успешным, несмотря на то, что изначально у них были снижены функциональные возможности ССС. Спортсмены проявляли бойцовские качества, демонстрировали хорошую тактическую подготовку. Характер поединка был средним или тяжёлым, победа была достигнута в течение 2,5-6 минут.

Борцы контрольной группы отличались повышенным уровнем тревожности, плохой мотивацией на результат. Спортсмены быстро утомлялись, теряли контроль над соперником, применяли в основном оборонительную тактику ведения поединка. По экспертной оценке тренера, характер поединка для них был средний или тяжелый, спортсмены субъективную оценку о характере поединка давали неверно.

Анализ выступления спортсменов показал, что наиболее успешно выступили борцы первой экспериментальной группы. Спортсмены второй группы выступили менее успешно, чем борцы первой, но более успешно, чем борцы контрольной группы. Неудачное выступление борцов контрольной группы и хорошее выступление борцов экспериментальных групп есть закономерное явление и подтверждение того, что оптимизация тренировочного процесса на основе индивидуальной диагностики адаптивного состояния позволяет не только повышать мастерство спортсмена, но и сохранять спортивную форму к ответственным стартам.

Глава 6 «Обсуждение результатов исследования». Теоретические разработки в области содержания образования в различных отраслях знаний осуществлены Ю.К. Бабанским, Н.Ф. Талызиной и др. В теории и методике физической культуры - Л.П. Матвеевым, А.Д. Новиковым, В.М. Зациорским, Н.Г. Озолиным и др. Однако на сегодняшний день возросший уровень спортивного мастерства, за счёт предельных физических и психоэмоциональных нагрузок, требует более глубокого научного обоснования методики спортивной тренировки, поиска интенсивных путей оптимизации физической нагрузки. Большие физические нагрузки в спорте высших достижений предъявляют повышенные требования к механизмам компенсаторно-приспособительной перестройки организма, что согласуется с мнениями исследователей (В.Н. Волков, А.П. Исаев, Ф.З. Меерсон, В.В. Матов, R.T. Baker. M.Ward и др.). Однако физиологические и психофизиологические механизмы этих процессов остаются далеко не выясненными. Сложность оценки различных состояний человека обусловлена гетерохронностью физиологических процессов организма. В связи с этим нами предложено использовать непараметрические методы математического моделирования с использованием автоматической классификации, что позволило обосновать представление об индивидуальной норме, выделить количественные критерии различных параметров и комплексно оценить уровни адаптивных состояний человека. При этом информационные системы и АПК явились базовыми. Экспериментальные исследования на разных социальных группах населения подтвердили практическую значимость уровней ДАСИ при высокой достоверности (p < 0,001). Отмечено различие в адаптивных перестройках физиологических систем организма у спортсменов и студентов с обычным двигательным режимом при одном и том же уровни ДАСИ. У студентов средний уровень характеризует пограничное состояние на грани «нормы» и «патологии», указывая на снижение адаптивных возможностей с сохранением средних показателей толерантности и работоспособности. У спортсменов более выражена степень напряжения регуляторных механизмов ССС, но при этом сохраняется высокий уровень работоспособности и толерантности за счёт более интенсивной перестройки регуляции сердечного ритма и аппарата кровообращения. При ниже среднего и низком уровнях ДАСИ у студентов отмечается высокое напряжение регуляторных механизмов, срыв адаптации, низкая работоспособность; у спортсменов - снижение резервных возможностей ССС, состояние перетренировки разной степени. Следовательно, учитывая величину адаптационных ресурсов организма человека можно оптимизировать физические нагрузки в соответствии с его функциональными возможностями.