Определение физической работоспособности с помощью специфических нагрузок

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Определение физической работоспособности с помощью специфических нагрузок

В.В. Шутов, В.Г. Иванов, Т.Е. Старовойтова, Т.В. Мискевич

В. В. Шутов кандидат педагогических наук, доцент Могилевский государственный университет имени А. А. Кулешова. В. Г. Иванов доцент Могилевский государственный университет имени А. А. Кулешова. Т. Е. Старовойтова кандидат педагогических наук, доцент Могилевский государственный университет имени А. А. Кулешова. Т. В. Мискевич старший преподаватель Могилевский государственный университет имени А. А. Кулешова

Статья содержит информацию о методах массового определения физической работоспособности и разработке простой и доступной высокоинформативной методики на принципах бегового варианта теста PWC170(V), при котором упрощается процедура его проведения и возрастает возможность тестирования до 80-100 человек в день на одного преподавателя. Использование методики позволит преподавателю контролировать уровень физического состояния и использовать оптимальные физические нагрузки индивидуально для каждого занимающегося.

Ключевые слова: оптимальная частота сердечных сокращений, физическая нагрузка, тестирование физической работоспособности, тест PWC170(V), функциональное состояние, специфическая нагрузка.

Shutov V.V., Ivanov V.G., Starovoitova T.E., Miskevich T.V. DETERMINING PHYSICAL PERFORMANCE BY MEANS OF SPECIFIC LOADS

The article contains information on the methods of mass determination ofphysical performance and the development of an accessible and highly informative methodology based on the principles of the running version of the PWC0(V) test, which simplifies the procedure for its implementation and increases the ability to test up to 80-100 people per day per teacher. The use of the method will allow the teacher to control the level ofphysical condition and use optimal physical activity individually for each student.

Keywords: optimal heart rate, physical activity, physical performance testing, PWC170(V) test, functional state, specific load.

Введение

Индивидуализация процесса физического воспитания невозможна без определения одного из главных показателей здоровья человека - уровня физической работоспособности, позволяющего судить о функциональном состоянии вегетативных систем организма и в первую очередь производительности аппарата кровообращения и дыхания. Оптимальный уровень физических процессов характеризуется состоянием высокого уровня физической работоспособности человека - наиболее универсального и точного критерия для оценки приспособления организма к производственной среде.

Ввиду того, что физическая работоспособность прямо пропорциональна количеству внешней механической работы, выполняемой с высокой интенсивностью, ее оценка необходима для установления допустимой двигательной активности, проведения контроля над действенностью занятий, создания научно-обоснованных наиболее эффективных программ, направленных на повышение физической подготовленности различных медицинских групп по физической культуре.

Основная часть

Физическая работоспособность является одним из самых надежных показателей уровня здоровья человека. Определение физической работоспособности возможно только при проведении специальных нагрузочных тестов, так как функциональное состояние и резервные возможности организма гораздо заметнее проявляются в условиях нагрузки. Потребление кислорода при нагрузке - наиболее строгий, количественно-измеряемый воспроизводимый параметр, пригодный для стандартизации проб с физической нагрузкой. Фактором, обеспечивающим при необходимости высокое потребление кислорода, является величина сердечного выброса. Существует прямая линейная зависимость между потреблением кислорода и частотой сердечных сокращений (ЧСС). Таким образом, имеется хорошая возможность стандартизировать нагрузку по весьма показательному и легко определяемому параметру - величине ЧСС [1, с. 5; 2, с. 135, 186].

Физическая работоспособность является показателем функции нескольких систем организма, в частности, сердечнососудистой, дыхательной, системы крови, нервной системы и других. К пробам, определяющим физическую работоспособность, относят Гарвардский степ-тест, максимальное потребление кислорода (МПК) и пробу PWC170.

Свое название тест PWC170 получил от первых букв английского термина “физическая работоспособность” - Physical Working Capacity. Принцип теста PWC170 основан на том, что, по мнению его авторов (Съестранда и Валунд, 1947-1948), существует линейная зависимость между ЧСС и мощностью выполняемой работы. Это позволяет предсказать на основании выполняемой работы, какой будет у обследуемого ЧСС при любой нагрузке большей интенсивности. Эта зависимость нарушается при повышении ЧСС больше 170 уд/мин. Физиологи считают, что ЧСС равная 170 уд/мин, характеризует оптимальный по производительности режим сердечнососудистой системы, согласно этому физическая работоспособность определяется величиной мощности мышечной работы, при которой ЧСС достигает 170 уд/мин.

Поэтому целесообразно измерять физическую работоспособность при пульсе 170 уд/мин, т. е. определить мощность работы, при которой пульс достигнет этой цифры у данного человека. Это позволит установить ту интенсивность физической нагрузки, которая “выводит” деятельность сердечнососудистой системы, а вместе с ней и всей кардиореспираторной системы в область оптимального функционирования.

Известно, что основным критерием здоровья человека следует считать его энергопотенциал, т. е. возможность потреблять энергию из окружающей среды, накапливать ее и мобилизовать для обеспечения физиологических функций. Чем больше организм может накопить энергии, а также, чем эффективнее её расходование, тем выше уровень здоровья. Так как доля аэробной (с участием кислорода) энергопродукции является преобладающей в общей сумме энергопотенциала, то именно величина максимальных аэробных возможностей организма служит основным критерием его физиологического здоровья и жизнеспособности.

Такое понятие биологической сущности здоровья полностью отвечает представлению об аэробной производительности как физиологической основе общей выносливости и физической работоспособности ввиду того, что их величина детерминирована функциональными резервами основных систем жизнеобеспечения организма - кровообращения и дыхания. Таким образом, основным критерием здоровья следует считать величину максимального потребления кислорода (МПК) данного индивида, которая отражает уровень физической работоспособности человека [3, с. 58; 4, с. 21].

По А. Н. Амосову, под количеством здоровья следует понимать сумму резервных мощностей кислородтранспортной системы (кровь, дыхание, кровообращение), определяющих величину МПК [5, с. 3]. В зависимости от этого показателя для нетренированных людей выделено 5 функциональных классов, или уровней, физического состояния (УФС): низкий, ниже среднего, средний, выше среднего, высокий с указанием нормативных величин МПК (мл/кг/мин) для лиц разного возраста и пола [2, с. 188]. За рубежом этому понятию соответствуют термины “физическая подготовленность” или “физическая кондиция”. Минимальная предельная величины МПК, гарантирующая безопасный уровень соматического здоровья, составляет 42 мл/кг/мин для мужчин и 35 мл/кг/мин для женщин, что соответствует преодолению мужчинами 3-километровой дистанции за 14 минут и дистанции 2 километра женщинами за 11 минут 30 секунд [6].

Между тем определение МПК прямым методом достаточно затруднительно и требует наличия дорогостоящей аппаратуры, специально подготовленного медицинского персонала, в силу чего прямой метод не получил широкого распространения при обследовании населения и в массовой физической культуре. Расчеты МПК косвенным методом имеют небольшую погрешность, которой можно пренебречь, а в остальном он является доступным и высокоинформативным методом, что делает его наиболее применимым в различных физкультурно-оздоровительных учреждениях и реабилитационных центрах.

Для определения МПК косвенным методом наиболее часто используется велоэргометрический тест РWС170, определяющий физическую работоспособность человека, где величина ЧСС 170 уд/мин соответствует такой мощности физической нагрузки, при которой минутный объем крови является максимальным [3, с. 98-103].

Исследование физической работоспособности в последние годы стало необходимостью и приняло форму рекомендаций Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Международной федерации спортивной медицины (FIMS) [2, с. 21].

Большие возможности представляют варианты теста PWC170 со специфическими нагрузками, в которых велоэргометрические нагрузки заменены другими видами мышечной работы, по своей двигательной структуре аналогичными, применяемыми в естественных условиях спортивной деятельности (проба с использованием легкоатлетического бега, велосипеда, плавания, бега на лыжах и др.) [6, с. 5].

В более узком смысле физическую работоспособность понимают как функциональное состояние сердечнососудистой системы. Такой подход оправдан двумя практическими аспектами. С одной стороны, в повседневной жизни интенсивность физических нагрузок невысокая и имеет выраженный аэробный характер, поэтому обычную повседневную работу человека лимитирует именно система транспорта кислорода. С другой стороны, увеличение распространения коронарной болезни, инфаркта миокарда и нарушения кровообращения головного мозга заставляют сосредоточить внимание на кардиоваскулярном аспекте здоровья. Поэтому при массовых обследованиях достаточно ограничиться определением максимума аэробной мощности, что вполне обоснованно принято считать главным фактором работоспособности [3, с. 16-17].

Необходимо отметить, что применение велоэргометра, используемого при тестировании физической работоспособности, удобно при обследовании малых групп. При массовом тестировании этот метод непрактичен из-за низкой пропускной способности. Количество обследуемых в единицу времени с оценкой уровня аэробной работоспособности может быть существенно увеличено при использовании бегового варианта теста PWC170 (V) (В. Л. Карпман, З. Б. Белоцерковский, лаборатория спортивной кардиологии ГЦОЛИФКа) [7, с. 25-27], разработанного для спортсменов, где тестирование физической работоспособности производится с помощью беговых нагрузок. Сокращенно он обозначается PWC170 (V) и расшифровывается как физическая работоспособность, выражаемая в скорости локомоций при пульсе 170 уд/мин.

В теоретическом аспекте тест с использованием легкоатлетического бега базируется на факте, когда степень учащения ЧСС при всякой непредельной стандартной физической нагрузке обратно пропорциональна способности испытуемого к выполнению мышечной работы данной мощности. Таким образом, между ЧСС, с одной стороны, и скоростью легкоатлетического бега, с другой, наблюдается линейная зависимость в относительно большом диапазоне изменения скорости движения, при котором частота пульса не превышает 170 уд/мин. Наличие линейного характера во взаимоотношении между пульсом и скоростью бега позволяет применить методические принципы ве- лоэргометрического теста PWG170 для определения физической работоспособности на основе анализа величин скорости бега [2, с. 135]. Но применение сложной аппаратуры, необходимой для передачи информации на расстоянии телеметрическим способом и контроля скорости бега с помощью свето- или звуколидера, не позволяет проводить тестирование с использованием бегового варианта теста PWG170 (V) на больших контингентах людей (школьники, студенты, военнослужащие, работники предприятий и т. д.).

В настоящее время из-за отсутствия простого и доступного способа массового тестирования физической работоспособности отсутствует и единая оценка уровня физического состояния, позволяющая определить величины этого состояния в измеряемых величинах мощности нагрузки (кгм/мин). Это и приводит к отсутствию единых требований физической подготовленности, так как существующие условия их проведения и мотивация проявления максимальных усилий учащимися и студентами (6-минутный бег, бег на 3 км и бег на 2 км) не поддаются измерению (выполняются не в полную силу), что делает невозможным объективное сравнение индивидуальных и групповых уровней физического состояния дошкольников, школьников, студентов, военнослужащих и других категорий населения. Всё это, в конечном счете, ведет к поверхностному контролю за уровнем здоровья и общей выносливости и невозможности определить начальную индивидуальную тренирующую нагрузку педагогическими методами, определяемую по показанным результатам программных контрольных нормативов [3, с. 153].

В связи с вышеизложенным, возникает необходимость разработки простой и доступной высокоинформативной методики для массового тестирования физической работоспособности населения, а также теоретического обоснования возрастных стандартов работоспособности на принципах велоэргометрического теста PWG170.

Нами были разработаны новые организационно-методические принципы исследования работоспособности с применением бегового варианта теста PWG170 (V), при которых строго выполняются требования проведения теста, упрощается процедура его проведения и возрастает возможность тестирования до 80-100 человек в день на одного исследователя (преподавателя) с оценкой работоспособности в кгм/мин, или в скорости бега в м/сек.

В разработке методики для массового тестирования физической работоспособности населения по тесту PWG170 (V) мы опирались на исследования В. А. Карпмана, И. В. Аулика, G. Б. Тихвинского, З. Б. Белоцерковского [2; 3; 4; 7].

Оценка полученных результатов проводилась при помощи счетной линейки, разработанной нами, где определялась величина 4GG, уровень физической работоспособности, энерготраты и предлагалась рекомендуемая скорость ходьбы или бега на 100 и 1000 метров для самостоятельных занятий в оптимальном пульсовом режиме.

В результате тестирования, определив величину PWG170 (V), можно сравнить полученный результат с возрастно-половой классификационной шкалой и распределить обследуемых на пять групп по уровню физического состояния (YOG): низкий, ниже среднего, средний, выше среднего, высокий.

На основании результатов тестирования с помощью счетной линейки производится выбор оптимальной начальной тренировочной нагрузки индивида, в последующем, по мере роста функциональной подготовленности и по результатам повторного тестирования определяется более высокий уровень интенсивности самостоятельных или групповых занятий.

В практической работе педагог после проведенного теста считывает с линейки полученную информацию: величину 4GG, уровень PWG170 (V), а также рекомендуемую испытуемому скорость ходьбы или бега на 100 и 1000 метров. Изменение показателей PWC170 (V) после повторного тестирования через определенное время (один месяц, полгода, год, начало и окончание четверти, семестра или учебного года, начало и окончание смены в оздоровительном лагере и т. д.) позволяет оценивать эффективность проводимых занятий или оздоровительных мероприятий и сравнивать динамику сдвигов в состоянии здоровья за соответствующий период.

C использованием разработанной нами методики проведены исследования уровня физической работоспособности по тесту PWC170 (V) у школьников средних общеобразовательных школ г. Могилева №№ 18, 30, 34, 37 (с первого по одиннадцатый класс) - 563 человека. У учащихся ДЮСШ № 7 (54 человека по специализации “Футбол”) и ДЮСШ № 2 (36 человек специализации “Легкая атлетика”).

Проведены исследования уровня физической работоспособности курсантов Могилевского института МВД Республики Беларусь - 203 человека (средний уровень работоспособности составил 1247 кгм/мин), студентов Могилевского государственного технологического колледжа - 114 юношей (989 кгм/мин), Архитектурно-строительного колледжа - 68 девушек (584 кгм/мин), Могилевского государственного музыкального колледжа - 44 девушки (570 кгм/мин), Горецкого педагогического колледжа - 47 девушек (562 кгм/мин). У студентов Могилевского государственного университета имени А. А. Кулешова: факультет физического воспитания - 314 юношей (1214 кгм/мин), историко-филологический, экономики и права, математики и естествознания факультеты - 516 девушек (614 кгм/мин). У студенток специальной медицинской группы университета - 73 человека (534 кгм/мин). У футболистов команды мастеров “Днепр- Трансмаш” - 24 человека (1684 кгм/мин).

Ранее нами было проведено исследование физической работоспособности первокурсников основной медицинской группы Могилевского государственного университета имени А.А. Кулешова (77 девушек), Могилевского университета продовольствия (38 юношей и 55 девушек), Белорусско-Российского университета (44 юноши и 55 девушек), где из 177 девушек возрастной стандарт, равный 650 кгм/мин, выполнили 58 человек (32,7%), а из 82 юношей возрастной стандарт, равный 1060 кгм/мин (В. А. Карпман [2, с. 190], З. Б. Белоцерковский [1, с. 16] и др.), выполнили 34 человека (41,4%).

При повторном тестировании величина корреляции составила 0,82-0,89, а среднестатистическая разница показателей в групповых величинах уровня физической работоспособности между первым и вторым тестированием, проведенном в течение одного дня, составила 2-3%.

Настораживающим является наличие у 14% обследованных студенток университетов и колледжей основной медицинской группы в возрасте 18-22 лет уровня физической работоспособности ниже нормы на 20%, т. е. величины 520 кгм/мин и менее, что представляет определенную опасность с точки зрения репродуктивного здоровья.

При проведении тестирования школьники и студенты без принуждения с большим энтузиазмом выполняли процедуру тестирования, так как при строго стандартизированной субмаксимальной нагрузке на определенной величине МПК их результаты, независимо от проявления ими волевых усилий, были разные и равны ответной физиологической реакции их организма на внешнюю нагрузку такой величине физической работоспособности, какой они реально обладают.

По литературным данным, беговые тренировки на тредбане (беговой дорожке), проводимые в медицинских центрах в течение 12-14 недель, где дозировка тренировочных нагрузок производилась по данным предварительного тестирования физической работоспособности, позволяют повысить сократимость миокарда и производительность сердца, в результате чего физическая работоспособность возрастает на 15-20% [6, с. 62].

Принимая во внимание, что более половины учащейся молодежи имеет уровень физического состояния ниже среднего, несложно организовать на учебных занятиях медленный бег или ходьбу под контролем ЧСС с разной интенсивностью в диапазоне скорости от 45 до 70 секунд на 100 метров (1,4-2,2 м/с): одновременно для 55-60 человек в залах размером 18х36 метров, для 35-40 человек в залах размером 12х24 метра (длина круговой дорожки в залах, соответственно 96 и 60 метров), а также на стадионах и на размеченных трассах в парках, скверах и т. д. Это позволит перенести в учебный процесс для массового повышения уровня функционального состояния занимающихся высокотехнологические методики программированного бега и ходьбы, используемые в медицинских центрах для реабилитации больных, а в спортивных центрах для подготовки высококвалифицированных спортсменов-стайеров, с целью улучшения уровня их аэробных возможностей (МПК и физической работоспособности).

На основе предварительного определения возрастного уровня физической работоспособности по специфической нагрузке, выполняемой в виде медленного бега или быстрой ходьбы, разработанная методика позволит проводить массовую оздоровительно-профилактическую работу с учетом снижения возрастной величины физической работоспособности у различных категорий населения на оптимальной безопасной величине физической нагрузки.

Заключение

вегетативный физиологический здоровье

При массовой оценке уровня физического состояния различных групп населения беговой вариант субмаксимального теста в нашей модификации имеет ряд преимуществ над тестами максимальной интенсивности (тест Купера, Гарвардский степ-тест, Пик-тест и др.): непредельная нагрузка, простота проведения, быстрота оценки по счетной линейке, возможность обследовать 80-100 человек в день одним преподавателем и т. д. Данный метод может использоваться на практике как для оценки и контроля за уровнем физической работоспособности и здоровья людей различного пола и возраста, так и для проведения групповых и самостоятельных занятий на оптимальной величине физиологической нагрузки.

Разработанная методика массового тестирования достаточно информативна, не требует от испытуемых максимальных усилий и позволяет оценивать и сравнивать уровни физической работоспособности и здоровья больших контингентов населения (мониторинг уровня физического состояния) без привлечения специального персонала и расходования материальных и финансовых средств.

Литература

1. Белоцерковский, 3. Б. Определение физической работоспособности у спортсменов по тесту PWC170 с помощью специфических нагрузок: метод. рекомендации / З. Б. Белоцерковский. - М.: ГЦО- ЛИФК, 1980. - 39 с.

2. Карпман, В. Л. Тестирование в спортивной медицине / В. Л. Карпман, З. Б. Белоцерковский, И. А. Гудков. - М.: ФИС, 1988. - 208 с.

3. Аулик, И. В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте / И. В. Аулик. - М.: Медицина, 1990. - 192 с.

4. Детская спортивная медицина: руководство для врачей / под ред. С. Б. Тихвинского, С. В. Хрущева. - 2-е изд. - М.: Медицина, 1991. - 560 с.

5. Амосов, Н. М. Раздумья о здоровье / Н. М. Амосов. - М.: Физкультура и спорт, 1987. - 64 с.

6. Волков, В. М. Человек и бег / В. М. Волков, Е. Г. Мильнер. - М.: Физкультура и спорт 1987. - 144 с.

7. Белоцерковский, З. Б. Исследование физической работоспособности с помощью специфических нагрузок / З. Б. Белоцерковский, В. Л. Карпман, А. А. Кириллов // Теория и практика физической культуры. - 1977. - № 4. - С. 25-27.

Размещено на Allbest.ru