ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ
ФІЗИЧНОЇ КУЛЬТУРИ
БИЧУК ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ
УДК 796.012.1.:612.76
БІОМЕХАНІЧНИЙ КОНТРОЛЬ ПОСТАВИ УЧНІВ У ПРОЦЕСІ ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ
24.00.02 – Фізична культура, фізичне виховання
різних груп населення
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата наук
з фізичного виховання та спорту
Львів – 2001
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Волинському державному університеті
імені Лесі Українки, Міністерство освіти і науки України.
Науковий керівник: кандидат педагогічних наук, доцент
Кашуба Віталій Олександрович,
Національний університет фізичного виховання і спорту України,
доцент кафедри кінезіології
Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор,
член-кореспондент АПН України
Вільчковський Едуард Станіславович,
Львівський державний інститут фізичної культури,
професор кафедри педагогіки і психології;
доктор біологічних наук, професор
Мицкан Богдан Михайлович,
Прикарпатський університет
імені В. Стефаника,
завідувач кафедри теорії і методики
фізичного виховання і спорту
Провідна установа: Національний педагогічний університет
імені М.П.Драгоманова, кафедра фізичного виховання і здоров’я, Міністерство освіти і науки України, м. Київ
Захист відбудеться 13 липня 2001 року об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.829.01 Львівського державного інституту фізичної культури (79000, м. Львів, вул.Костюшка, 11).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Львівського державного інституту фізичної культури (79000, м. Львів, вул.Костюшка, 11).
Автореферат розіслано “12” червня 2001 року.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради О.М.Вацеба
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Проблема фізичного виховання підростаючого покоління одна з найважливіших на сучасному етапі розвитку суспільства. Провідні спеціалісти, вчені (О.Д.Дубогай, 1978, 1991; А.М.Лапутін, В.О.Кашуба, 1999 та ін.), зазначають, що формування правильної постави у дітей – одна з основних педагогічних проблем шкільного фізичного виховання. Численними дослідженнями (Е.С.Вільчковський, 1983; О.О.Гужаловський, 1986; Л.В.Волков, 1991; О.С.Куц, 1994; Б.М.Шиян, 1997; Т.Ю.Круцевич, 1999 та ін.) доведено, що процес фізичного виховання у школі повинен забезпечити об’єктивний контроль за формуванням правильної постави учнів.
Постава є інтегруючим показником стану здоров'я дітей, навіть незначні функціональні порушення можуть спричинити стійку деформацію опорно-рухового апарату, мати важкі наслідки для здоров'я дітей (О.Г.Сухарєв, 1991; І.В.Пенькова, 1997; М.Є.Веріч, Р.А.Баннікова, 1998 та ін.). Підвищення тонусу скелетних м’язів, які впливають на формування правильної постави, є наслідком не лише покращення регуляторної функції центральної нервової системи , а й позитивного впливу фізичних вправ на організм школярів (Б.М.Мицкан, ; Е.С.Вільчковський, 1998).
Серед захворювань опорно-рухового апарату порушення постави і бічні викривлення хребта посідають одне із перших місць як за частотою, так і за складністю патологічних змін. Статистичні дані Міністерства освіти і науки України, Державного комітету України з фізичної культури та спорту (1997) засвідчують, що понад 60 % учнів шкіл України мають різні порушення постави.
До цього часу багато питань, які стосуються біомеханічного контролю порушень постави, не мають належного наукового обгрунтування. Зокрема, не вивчене питання впливу гравітаційних взаємодій на розподіл маси тіла людини в просторі. Не з'ясована ефективність застосування превентивних засобів профілактики порушень постави дітей шкільного віку у процесі фізичного виховання з урахуванням біомеханічних властивостей скелетних м'язів, які беруть участь у регуляції вертикальної пози. Вимагає окремого вирішення проблема раннього виявлення можливих порушень постави у школярів методами біомеханічного контролю.
Таким чином, актуальність проблеми, що досліджується, визначається недостатньою вивченістю питання біомеханічного контролю постави учнів у процесі фізичного виховання в загальноосвітніх школах. Вирішення цієї проблеми дасть змогу вдосконалити процес фізичного виховання і знизити ризик виникнення функціональних порушень хребта.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано згідно плану науково-дослідної роботи кафедри кінезіології Національного університету фізичного виховання і спорту України за темою: 1.6.1. “Вдосконалення біомеханічних засобів та методів формування заданих властивостей моторики” (№ держреєстрації 0196U010529). Автором проведено підготовку і збір теоретико-експериментального матеріалу з питань формування геометрії мас тіла та біомеханічного контролю постави учнів.
Мета дослідження – розробити технологію оперативного біомеханічного контролю постави школярів у процесі фізичного виховання.
Завдання дослідження:
1.
Виявити основні чинники, які впливають на формування правильного положення хребта учнів в онтогенезі.
2.
Дослідити особливості формування постави школярів з урахуванням геометрії мас їх тіла.
3.
Розробити технологію біомеханічного контролю процесу формування постави у школярів.
4.
Експериментально перевірити ефективність розробленої технології біомеханічного контролю постави учнів 12-13 років.
Об’єкт дослідження – процес фізичного виховання в загальноосвітніх школах.
Предмет дослідження – біомеханічний контроль постави учнів і засоби попередження її порушень.
Наукова новизна одержаних результатів. Уперше отримані дані про закономірності формування геометрії мас тіла, її вплив на стан постави школярів. Вивчені біомеханічні властивості скелетних м'язів, розподіл у просторі маси тіла дітей певної вікової групи, які відображають їх вплив на формування постави. На основі цих результатів було складено батареї тестів та таблиці оцінок, які дають змогу проводити комплексний біомеханічний контроль постави учнів з метою ранньої профілактики можливих її порушень, розроблено дидактична програма превентивної профілактики порушень постави, шляхом вибіркового впливу фізичних вправ на групи скелетних м'язів, які беруть участь у регуляції ортоградної пози тіла школярів.
Практичне значення отриманих результатів полягає в можливості використання запропонованих теоретичних положень і практичних рекомендацій у системі фізичного виховання учнів загальноосвітніх шкіл.
Розроблені та впроваджені в навчальний процес біомеханічні методи контролю постави, таблиці оцінок і прогностичні математичні моделі, які базуються на результатах досліджень впливу геометрії мас тіла та тонусу м'язів, і дозволяють контролювати поставу дітей у процесі фізичного виховання. Розроблена авторська дидактична програма може бути використана вчителями для профілактики і корекції порушень постави учнів.
Отримані результати істотно доповнюють уявлення про методи біомеханічного контролю постави учнів та можливість цілеспрямованого впливу фізичних вправ на підвищення тонусу скелетних м'язів, які забезпечують формування правильної постави.
Результати виконаної дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес:
-
Національного університету фізичного виховання і спорту України (м. Київ), при викладанні курсу динамічної анатомії та вікової біомеханіки;
-
Волинського державного університету ім. Лесі Українки, при викладанні курсу теорії і методики фізичного виховання та гімнастики;
-
загальноосвітньої школи №8 м. Луцька;
-
курсів підвищення кваліфікації вчителів фізичної культури.
Особистий внесок здобувача полягає в постановці проблеми, визначенні мети дослідження, безпосередній його організації та проведенні, аналізі й узагальненні отриманих результатів та підготовці публікацій. У працях, опублікованих у співавторстві, автору належать результати експериментальних досліджень. Дисертант розробив технологію біомеханічного контролю постави учнів, дидактичну програму профілактики її порушень, визначив основні чинники, які впливають на формування правильної постави в процесі онтогенезу.
Апробація результатів дисертації. Матеріали досліджень доповідались на Міжнародних науково-практичних конференціях “Фізичне виховання, спорт і культура здоров'я у сучасному суспільстві" (Луцьк, 1999); Всеукраїнських наукових конференціях “Концепція підготовки спеціалістів фізичної культури в Україні" (Луцьк, 1994, 1996); V міжнародній науковій конференції "Молода спортивна наука України" (Львів, 2001), щорічних наукових конференціях викладачів Волинського державного університету ім. Лесі Українки (1989-2001 рр.), обласних семінарах і курсах підвищення кваліфікації викладачів фізичної культури Волинської області.
Публікації. Основні положення дисертації опубліковано в 9 наукових працях, серед них: 1 навчальний посібник, 6 статей у наукових фахових виданнях України.
Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, п’яти розділів, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел та додатків. Текст дисертаційної роботи викладено на 202 сторінках комп’ютерного набору, він містить 17 таблиць, 30 рисунків, 5 додатків. У роботі використано 229 літературних джерел, із яких 40 – іноземні.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обгрунтовано актуальність теми, визначено мету, завдання, предмет та об’єкт дослідження, розкрито наукову новизну і практичне значення роботи, особистий внесок здобувача, вказано сферу апробації результатів дослідження.
У першому розділі “Проблеми біомеханічного контролю постави школярів” проаналізовано та узагальнено відомості про особливості формування хребта людини в онтогенезі та його біомеханічну будову, геометрію мас тіла школярів та методи її визначення, біомеханічні властивості скелетних м'язів і методи їх реєстрації, методи контролю у фізичному вихованні та спорті, закономірності розвитку постави і причини її порушень. Аналіз вітчизняної і зарубіжної літератури свідчить про те, що проблема біомеханічного контролю постави школярів, з метою її профілактики у процесі фізичного виховання, на сьогодні є надзвичайно актуальною і недостатньо вивченою.
У другому розділі “Методи і організація дослідження” обгрунтовується система взаємодоповнюючих методів, адекватних завданням. Методологічною основою нашого дослідження було обрано системно-структурний підхід, який розглядає у функціональній єдності різні явища і процеси (П.К.Анохін, 1975; В.М.Платонов, 1997).
Для вирішення поставлених завдань проводився аналіз спеціальної науково-методичної літератури, педагогічні спостереження та експерименти із використанням інструментальних методів і технічних засобів реєстрації кількісних характеристик рухових дій школярів, застосовувалися методи математичної статистики.
Дослідженням було охоплено 700 хлопчиків та дівчаток віком від 7 до 16 років, учнів загальноосвітньої школи № м.Луцька. Науково-дослідна робота проводилася протягом трьох років і передбачала три етапи дослідження.
На першому етапі (1998 р.) проводились педагогічні спостереження і педагогічний експеримент, метою якого було створення масиву даних, необхідних для вивчення вікових закономірностей зміни геометрії мас тіла учнів, біомеханічних особливостей формування постави школярів. При вирішенні завдань цього етапу використовувались методи антропометрії та стабілографії. В ході дослідження, реєструвалися тридцять чотири антропометричні показники (згідно загальноприйнятих методик), які характеризують фізичний розвиток і зміну основних розмірів тіла школярів у віковому аспекті, а також показники амплітуди і частоти коливань загального центру мас тіла учнів у фронтальній і сагітальній площинах із використанням методу стабілографії.
На другому етапі (1999 р.) проводилися дослідження тонусу скелетних м'язів. Метою цього етапу було визначення тонусу п'яти скелетних м'язів, які беруть участь у підтримці ортоградної пози тіла. Для вирішення поставлених завдань на цьому етапі застосовувався метод міотонометрії, який дозволив визначити тонус досліджуваних м'язів.
На третьому етапі (1999-2000 рр.) була розроблена та експериментально перевірена технологія біомеханічного контролю постави учнів. Для вирішення етапних завдань використовувалися батареї тестів, таблиці оцінок та реалізовувалася авторська дидактична програма для профілактики порушень постави.
У третьому розділі “Дослідження особливостей формування постави школярів” були вивчені закономірності зміни геометрії мас тіла учнів, які мають вплив на формування їх постави. Вивчаючи тіло людини, як систему взаємо-рухомих мас, слід зазначити, що воно характеризується певними динамічними властивостями. Зміна положення загального центру мас тіла та центрів мас біоланок тіла впливає на поставу учнів та динамічні властивості їх тіла, які в свою чергу визначають енергетику організму людини. Як відомо, одним із ефективних засобів використання гравітаційної енергії та поповнення її запасів є упорядкування геометрії мас тіла людини та створення раціональних програм її рухової діяльності.
В результаті досліджень отримані достовірні дані про те, що потенціальна енергія тіла з віком зростає нерівномірно. Так, у хлопчиків у період від 7 до 16 років потенціальна енергія тіла збільшується з 19,4 Дж до 70,7 Дж. У дівчаток за цей період потенціальна енергія тіла зростає на 39,4Дж. Враховуючи, що зміна потенціальної енергії тіла відбувається нерівномірно, ми визначили динаміку її приросту у віковому аспекті. У хлопчиків і дівчаток періоди максимального темпу приросту потенціальної енергії тіла не співпадають. Так, у хлопчиків максимальний приріст показника відзначено в періоди з 7 до 8 років – 20,0 %, з 9 до 10 років – 17,1 % та з 12 до 13 років – 17,4 %. У дівчаток максимальні темпи приросту потенціальної енергії тіла відзначені в період з 10 до 13 років: відповідно – 15,5 % з 10 до 11 років; 15,7 % - з 11 до 12 років і 15,3 % – з 12 до 13 років. Мінімальний приріст потенціальної енергії тіла у хлопчиків в періоди з 10 до 11 років становить 7,0 % та з 13 до 14 років – 7,7 %. У дівчаток мінімальний приріст показника відзначено в періоди з 9 до 10 років – 8,6та з 15 до 16 років – 3,6 %.
Процес накопичення організмом потенціальної енергії об’єктивно відображає показник висоти розміщення загального центру мас тіла. Щоб виділити інформативні показники, від яких залежить висота розташування загального центру мас тіла над опорою, розраховувались коефіцієнти кореляції між тридцятьма чотирма показниками, визначеними антропометричним методом і висотою розташування загального центру мас тіла, знайденою аналітичним методом. Аналіз кореляційних матриць засвідчує, що найбільшу кореляцію з висотою розташування загального центру мас тіла у хлопчиків та дівчаток мають наступні дев’ять показників: ріст стоячи, ріст сидячи, довжина тулуба, довжина нижньої кінцівки, довжина стегна, центр мас стегна, довжина гомілки, центр мас гомілки, довжина стопи. Враховуючи ці результати, було запропоновано визначати висоту розміщення загального центру мас тіла аналітичним способом, за допомогою лінійних рівнянь множинної регресії.
Вивчення біодинамічних характеристик тіла учнів дозволило припустити, що, орієнтуючи певним чином повздовжню вісь тієї або іншої ланки тіла людини відносно її лінії тяжіння, можна скерувати процес розвитку і вдосконалення рухової функції у потрібному руслі. Отримані дані підтверджують результати досліджень впливу гравітаційного тренування на організм людини (А.М.Лапутін, 1999).
При вивченні особливостей формування вертикальної пози тіла школярів ми визначали показники амплітуди і частоти коливань загального центру мас тіла у сагітальній та фронтальній площинах. Ці динамічні властивості організму людини певною мірою визначають його енергетику. Так, у хлопчиків і дівчаток амплітуда коливань загального центру мас тіла в сагітальній площині більша, ніж у фронтальній. З віком амплітуда коливань загального центру мас тіла зменшується. У хлопчиків ці показники зменшуються на 3,61 мм у фронтальній площині та на 8,25 мм у сагітальній. У дівчаток амплітуда зменшується на 7,85 мм у сагітальній площині та на 5,0 мм у фронтальній. Показники частоти у хлопчиків і дівчаток майже однакові в обох площинах. У хлопчиків частота коливань загального центру мас тіла зростає: у фронтальній площині на 1,84 Гц, в сагітальній площині на 1,71 Гц. У дівчаток частота коливань загального центру мас тіла зростає на 0,9 Гц у фронтальній площині та на 0,95 Гц у сагітальній. Важливо зазначити, що у період з 12 до 13 років у школярів максимальні темпи приросту частоти коливань загального центру мас тіла становлять: у хлопчиків – 22,4у фронтальній та 18у сагітальній площинах, у дівчаток – 14,4у фронтальній та 10,6у сагітальній площинах.
Отримані нами результати досліджень ще раз підтвердили нерівномірність зміни амплітуди і частоти коливань загального центру мас тіла, яка досліджена іншими фахівцями (В.М.Болобан, 1990; Т.Є.Містулова, 1996; А.І.Альошина, 2000).
Дослідження тонусу скелетних м’язів (трапецієподібного, випрямляча хребта, великого сідничного, чотириголового м’яза стегна та триголового м’яза гомілки), які беруть участь у формуванні вертикальної пози тіла, свідчить про те, що з віком цей показник збільшується у хлопців та дівчат, але відбувається це по-різному.
Зміна тонусу м’язів тулуба та нижньої кінцівки за всіма показниками відбувається аналогічно у хлопців і дівчат, за винятком кількісних. Так у хлопців тонус трапецієподібного м’яза зростає на 5,4 у.од., м’яза-випрямляча хребта – на 9,1 у.од., великого сідничного м’яза – на 9,0 у.од., чотириголового м’яза стегна – на 12,6 у.од., триголового м’яза гомілки – на 18,4 у.од. У дівчат показники зміни тонусу досліджуваних м’язів дещо інші. Тонус трапецієподібного м’яза зростає на 0,6 у.од., м’яза-випрямляча хребта – на 8,6 у.од., великого сідничного м’яза – на 10,3 у.од., чотириголового м’яза стегна – на 16,9 у.од., триголового м’яза гомілки – на 8,9 у.од.
Важливо зазначити, що у хлопців та дівчат найвищий показник тонусу триголового м'яза гомілки, дещо нижчий у трапецієподібного м'яза, далі іде показник тонусу чотироголового м'яза стегна, ще нижче - тонус м’яза-випрямляча хребта. Найнижчий тонус у великого сідничного м'яза. Вивчення динаміки показників тонусу м’язів дозволило виявити періоди максимальних і мінімальних темпів їх приросту.
У четвертому розділі “Технологія контролю постави учнів у процесі фізичного виховання” розроблено складові та послідовність біомеханічного контролю постави учнів, який доцільно проводити згідно блок-схеми (рис.1).
Використання різних видів контролю дає можливість простежити динаміку процесу, а застосування інструментального та аналітичних методів забезпечує достатню інформаційну базу. Батарея тестів для контролю постави учнів була складена з урахуванням закономірностей формування геометрії мас тіла, біомеханічних властивостей скелетних м’язів та їх впливу на поставу учнів.
Тести передбачали визначення ряду біомеханічних характеристик:
1.
Динамічних, які включають:
·
енергетичні – потенціальну енергію тіла та локалізацію загального центру мас тіла;
·
силові – опорні взаємодії тіла учнів (амплітуду і частоту коливань загального центру мас тіла відносно сагітальної та фронтальної площин);
·
інерційні – моменти інерції сегментів тіла відносно трьох осей.
2. Пружно-в’язкі властивості скелетних м’язів – тонус скелетних м’язів, які беруть участь у регуляції вертикального положення тіла.
3. Соматометричні, які включають антропометричні вимірювання розмірів тіла.
Висоту загального центру мас тіла доцільно визначати аналітичним способом, за допомогою лінійних рівнянь множинної регресії:
У = A0 + AіХі
де У - висота розташування загального центру мас тіла (залежна змінна);
A0, A1, …, A9 коефіцієнти рівняння регресії,
X1, …, X9 - антропометричні показники дітей (незалежні змінні), які мають найбільший вплив на висоту розташування загального центру мас тіла учнів.
У процесі досліджень розроблено рівняння, які дозволяють визначати положення загального центру мас тіла школярів з урахуванням віку та статі ( табл.1, 2).
Таблиця 1
Рівняння множинної регресії для знаходження висоти розміщення загального центру мас тіла у хлопчиків
Вік | Рівняння множинної регресії
7 | У= -3,08175 + 0,145074X1 0,29926X3 – 0,283958X5 + 0,773242X9.
8 | У=1,96195 + 0,0821678X1 + 0,318492X3 – 0,212048X4 + 0,836726X9.
9 | У= 5,57483 + 0,102979X1 + 0,33767X3 – 0,242754X4 + 0,895717X9
10 | У= -0,150645 + 0,074394X1 + 0,343095X3 + 0,754279X9
11 | У= -2,70598 + 0,495301X3 – 0,25636X5 + 0,184534X8 + 0,821301X9
12 | У= -9,6296 + 0,276302X1+ 0,708792X9.
13 | У= -11,885 + 0,182258X2 + 0,268526X3 – 0,436298X5 + 0,86252X9.
14 | У= 9,17817 + 0,298805X3 + 0,792011X9
15 | У= 2,24756 + 0,33728X3 + 0,220161X7 + 0,797921X9.
16 | У= -0,70761 + 0,042997X1 + 0,344996X3 – 0,262469X5 + 0,165488X6 – 0,162419X7 + 0,810381X9.
Х1 – ріст стоячи, Х2 – ріст сидячи, Х3 – довжина тулуба, Х4 – довжина нижньої кінцівки, Х5 – довжина стегна, Х6 – центр маси стегна, Х7 – довжина гомілки, Х8 – центр маси гомілки, Х9 – довжина стопи.
Таблиця 2
Рівняння множинної регресії для знаходження висоти розміщення загального центру мас тіла у дівчаток
Вік | Рівняння множинної регресії
7 | У= -0,193871 + 0,087369X1+ 0,329832X3 - 0,25639X4 + 0,869628X9
8 | У= -1,74391 + 0,05857X1+ 0,362283X3 - 0,143625X4 + 0,855224X9
9 | У= 8,0696 + 0,122137X1 - 0,247249X5+ 0,801605X9
10 | У= -8,30745 + 0,162763X2+ 0,315785X3 - 0,86195X4+ 0,792551X9
11 | У= -2,82127 + 0,088521X1+ 0,320959X3 - 0,257846X4+ 0,885547X9
12 | У= 0,30251 + 0,042983X1+ 0,372605X3 - 0,265659X4+ 0,89909X9
13 | У= -13,381 + 0,357238X2 + 0,735743X9
14 | У= -17,8961 + 0,403759X2 + 0,727478X9
15 | У=-0,931168+ 0,054443X1+ 0,367039X3 - 0,067213X4 - 0,294778X5+ 0,863638X9
16 | У= -4,13279 + 0,18367X1 - 0,485879X5+ 0,91126X9
Для визначення моментів інерції біоланок тіла було використане лінійне рівняння регресії та розроблені диференціальні таблиці коефіцієнтів цих рівнянь для хлопчиків (табл.3) та дівчаток (табл.4).
І0=А0+А1Х+А2У,
де: І0 - момент інерції сегмента;
А0, А1, А2 - числові коефіцієнти тіла; Х - маса тіла, У - довжина тіла.
Таблиця 3
Коефіцієнти для розрахунку мас-інерційних характеристик сегментів тіла хлопчиків 12 років відносно фронтальної та сагітальної осей
Сегмент | Коефіцієнти
А0 | А1 | А2
Голова | -3,22Е-4 | 9,563Е-4 | 1,942Е-6
Тулуб | 2,031 | -6,745Е-3 | -626Е-3
Плече | -0,014 | -1,548Е-4 | 2,468Е-4
Передпліччя | 0,039 | -3483Е-5 | -2,038Е-4
Кисть | 9,526Е-3 | 7,45Е-6 | -5,422Е-5
Стегно | 1,716 | 4,453Е-3 | -0,011
Гомілка | 0,19 | 2,085Е-3 | -1,429Е-3
Стопа | -9,772Е-3 | 3,495Е-4 | 1,562Е-5
Таблиця 4
Коефіцієнти, для розрахунку мас-інерційних характеристик сегментів тіла хлопчиків 12 років відносно вертикальної осі.
Сегмент | Коефіцієнти
А0 | А1 | А2
Голова | 8,935Е-3 | 5,116Е-4 | 8,654Е-5
Тулуб | -1,518 | 0,012 | 0,013
Плече | -0,019 | 1,615Е-4 | 2,041Е-4
Передпліччя | -0,02 | 4,204Е-4 | 6,203Е-5
Кисть | -1,244Е-3 | 1,336Е-4 | 2,619Е-5
Стегно | -0,296 | 0,026 | 1,502Е-3
Гомілка | -0,334 | 9,069Е-3 | 6,383Е-5
Стопа | -0,017 | 5,638Е-4 | 9,72Е-6
Потенціальну енергію тіла визначають за загальноприйнятою формулою (Еп = mgh). Амплітуду та частоту коливань загального центру мас тіла визначають методом стабілографії або за допомогою рівнянь регресії.
Тонус скелетних м’язів визначають міотонометром Сермаї. Розроблені таблиці оцінок дають змогу виявити рівень їх розвитку.
Ефективність запропонованої технології біомеханічного контролю була перевірена у процесі профілактики порушень постави учнів середнього шкільного віку. Результати попереднього біомеханічного контролю та аналізу спеціальної літератури засвідчують, що у школярів 12-13 років, у зв’язку із пубертатним періодом, є схильність до порушень постави. З метою її профілактики впроваджена авторська дидактична програма, яка передбачала виконання запропонованих комплексів у процесі фізичного виховання: під час гімнастики до занять, на фізкультурних пауз та хвилин, на продовжених перервах та уроках фізичної культури. Комплекси було складено із фізичних вправ, які позитивно впливають на зміну тонусу м’язів.
Порівняльний експеримент проводився протягом чотирьох місяців. У процесі впровадження програми реалізовувались принципи індивідуальності, активності, послідовності, систематичності, міцності та надійності.
Результати педагогічного експерименту засвідчують покращення показників тонусу скелетних м’язів у школярів експериментальних груп, після застосування авторської дидактичної програми.
Як видно із графіка (рис.2) показники тонусу скелетних м’язів у дівчаток експериментальної групи дещо вищі, ніж у контрольної групи.
Так, у 12-річних дівчаток експериментальної групи тонус трапе-цієподібного м’яза вищий на 1,3 у. од., у 13-річних – на 1,0у.од. Тонус м’яза–випрямляча хребта у 12-річних дівчаток вищий на 1,2 у.од., у 13-річних – на 1,6 у.од., різниця показників статистично достовірна (t>tгр).
Тонус скелетних м’язів нижньої кінцівки у дівчаток експериментальної групи також вищий, ніж у контрольної (рис.3).
У 12-річних дівчаток експериментальної групи тонус великого сідничного м’яза на 0,6 у. од., вищий, ніж у контрольної, у 13-річних – вищий на 1,0 у.од. У дівчаток 12 років тонус чотириголового м’яза вищий на 0,9 у.од., у 13-річних – на 1,3 у.од. Тонус триголового м’яза вищий на 0,6 у.од у 12-річних та на 0,2 у.од. у 13-річних дівчаток. У всіх вище перерахованих випадках різниця статистично достовірна (t>tгр).
У хлопчиків спостерігається аналогічна картина. Показники тонусу скелетних м’язів у експериментальній групі дещо вищі, ніж у контрольній, як у 12-річних, так і у 13-річних хлопчиків (рис.4).
У 12-річних хлопчиків експериментальної групи тонус трапецієподібного м’яза вищий на 1,7 у.од, у 13-річних – на 1,3 у.од. Тонус м’яза - випрямляча хребта вищий на 0,7 у.од. у 12-річних та на 1,3 у.од. у 13-річних хлопчиків, різниця показників статистично достовірна (t>tгр).
Тонус м’язів нижньої кінцівки хлопчиків експериментальної групи також вищий, ніж у контрольної (рис.5).
В експериментальній групі, у хлопчиків 12 років, тонус великого сідничного м’яза вищий на 0,9 у.од., чотириголового м’яза стегна - на 1,3 у.од., триголового м’яза гомілки - на 1,0 у.од. У 13 річних хлопчиків експериментальної групи показники тонусу також вищі – на 0,7 у.од. (великого сідничного м’яза), на 2,0 у.од. (чотириголового м’яза стегна) та на 2,3 у.од.(триголового м’яза гомілки).
Різниця показників тонусу м’язів нижньої кінцівки статистично достовірна (t>tгр).
У п’ятому розділі “Обговорення результатів дослідження” підбиваються підсумки проведеної експериментальної роботи.
Наше дослідженя підтвердило дані багатьох авторів (В.Г.Властовський, 1976; В.М.Кардашенко, 1980; М.В.Хрипкова, 1990; О.Г.Сухарєв, 1991), у яких зроблено висновок про нерівномірну зміну соматометричних розмірів тіла у школярів.
Отримані нами результати підтверджують дані про закономірності формування ортоградної пози тіла учнів (В.М.Болобан, 1990; Т.Є.Містулова, 1996; К.Бретз, 1996; А.І.Альошина, 2000).
У процесі дослідження закономірностей формування геометрії мас тіла були отримані дані, які доповнюють результати аналогічних досліджень (В.М.Заціорський, О,С.Аруін, В.М.Селуянов, 1981; Б.М.Балк, В.Г.Болтянський, 1987; А.Н.Лапутин, 1999; А.І.Альошина, 2000).
До нових даних, отриманих в результаті дослідження належать: розроблена технологія біомеханічного контролю постави учнів, таблиці оцінок контролю постави учнів, рівняння множинної регресії для визначення загального центру мас тіла та сегментів тіла учнів, з урахуванням віку та статі, авторська дидактична програма профілактики порушень постави.
Абсолютно новим є виявлення динаміки зміни тонусу скелетних м’язів під впливом впровадження авторської дидактичної програми.
ВИСНОВКИ
1.
Аналіз наукової та методичної літератури і власних експериментальних даних показав, що основні чинники, які впливають на формування постави учнів можна умовно поділити на дві групи: загальні, до яких відносять вік, стать, рухову активність та біомеханічні, які об’єднують геометрію мас тіла, пружно-в’язкі властивості скелетних м’язів та енергетичний потенціал тіла людини.
2.
У процесі дослідження було встановлено, що зміна геометрії мас тіла школярів відбувається відповідно до визначених закономірностей, які мають вплив на положення загального центру мас тіла і його енергетичний потенціал, а також на формування правильної постави.
3.
Кореляційний аналіз виявив високий ступінь прямого й оберненого взаємозв'язку ряду антропометричних вимірів та висоти розташування загального центру мас тіла. За результами кореляційного аналізу складені лінійні рівняння множинної регресії, за допомогою яких можна визначити енергетичні характеристики, а також прогнозувати зміну енергетичного потенціалу тіла дітей і працездатності їх організму.
4.
Вивчення амплітудно-частотних характеристик тіла школярів дозволило простежити вікову динаміку зміни кількості й якості сформованої в онтогенезі маси тіла. Так, зниження амплітуди і збільшення частоти коливань загального центру мас тіла дітей із віком, свідчить про збільшення жорсткості і пружності скелетно-суглобного і м’язово-зв’язкового компонентів тіла. Отже, маса їх тіла, накопичуючи потенціальну енергію, стає енергетично активнішою.
5.
Визначення пружно-в’язких властивостей скелетних м’язів тіла, які впливають на формування постави школярів, дозволить, проводити ранню діагностику можливих її порушень. При цьому було встановлено, що застосування засобів вибіркового характеру, які мають вплив на біомеханічні властивості скелетних м'язів, дозволить орієнтувати поздовжню вісь біоланки, щодо її лінії тяжіння, скеровуючи тим самим розвиток рухової функції в необхідному напрямку.
6.
Результати досліджень дали підставу для розробки технології біомеханічного контролю постави учнів. Біомеханічний контроль доцільно проводити за допомогою розробленої батареї тестів, використовуючи інструментальні та аналітичні методи дослідження.
7.
Ефективність розробленої технології біомеханічного контролю була перевірена у процесі превентивної профілактики порушень постави у школярів 12-13 років. Проведений педагогічний експеримент показав, що втілення авторської дидактичної програми у процес фізичного виховання в загальноосвітніх шкіл, істотно покращує біомеханічні властивості скелетних м'язів школярів. При цьому в учнів експериментальної групи статистично достовірно (р0,05) поліпшуються показники тонусу скелетних м'язів. У хлопчиків відзначено статистично достовірне поліпшення тонусу трапецієподібного м'яза, м’яза-розгинача спини, чотироголового м'яза стегна і триголового м'яза гомілки. У дівчаток зафіксовано статистично достовірне (р0,05) поліпшення тонусу м’яза розгинача спини, чотириголового м'яза стегна і триголового м'яза гомілки.
8.
Результати досліджень дозволяють більш чітко орієнтувати використання фізичних вправ вибіркового характеру, у процесі фізичного виховання з метою превентивної профілактики порушень постави учнів 12-13 років, в рамках розробленої дидактичної програми.
9.
Розроблені таблиці оцінок і наведені в них показники можуть бути використані для визначення фізичного розвитку учнів. Використання біомеханічних методів контролю і порівняння їх з даними таблиць оцінок, дозволить виявити схильність організму школярів до порушень постави та своєчасно проводити її профілактику у процесі фізичного виховання.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1.
Бичук О.І. Фізкультурно-оздоровча робота в школі: Навчальний посібник. – Луцьк: Надстир’я, 1997. –144с.
2.
Бычук А.И. Влияние геометрии масс тела на формирование осанки у школьников // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Зб. наук. праць за ред.Єрмакова С.С. – Харків: ХХПІ, 2001. – № 1. – С. 51-58.
3.
Бычук А.И. Амплитудно-частотные характеристики тела школьников и их влияние на формирование осанки // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Зб. наук. праць за ред.Єрмакова С.С. – Харків: ХХПІ, 2001 – №8. – С.38-43.
4.
Бычук А.И. Аналитический метод определения биодинамических характеристик тела школьников // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Зб. наук. праць за ред.Єрмакова С.С. – Харків: ХХПІ, 2001. – №10. – С.41-43.
5.
Бычук А.И. Контроль геометрии масс тела школьников при оценке их физического развития // Физическое воспитание студентов творческих специальностей: Зб. наук. праць за ред.Єрмакова С.С. – Харків: ХХПІ, 2001. – № 2. – С.37-41.
6.
Бичук О.І. Визначення потенціальної енергії тіла школярів // Молода спортивна наука України: Зб. наук. статей. – Львів: ЛДІФК. – Львів, 2001. – С.6-8.
7.
Бичук О.І. Використання принципів фізичного виховання у процесі фізкультурно-оздоровчої роботи // Проблеми педагогічних технологій: Зб. наук. праць. – Вип. 3. – Луцьк, 1998. – С.3-7.
8.
Бенедь В.П., Бичук О.І. Особливості функціонального стану та адаптаційних можливостей організму дітей молодшого шкільного віку, що проживають в районах з підвищеним рівнем іонізуючої радіації // Матеріали наукової конференції “Актуальні проблеми фізіології”. – Черкаси, 1993. – С.35-36.
9.
Грицай О.С., Альошина А.І., Бичук О.І. Особливості режиму дня і фізичної підготовки підлітків, що проживають у зоні з підвищеним рівнем іонізуючої радіації // Матеріали ІІ-ї всеукраїнської науково-практичної конференції “Концепція підготовки спеціалістів фізичної культури в Україні”. – Київ-Луцьк: Вежа, 1996. – С.386-389.
АНОТАЦІЇ
Бичук О.І.Біомеханічний контроль постави учнів у процесі фізичного виховання. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата наук з фізичного виховання та спорту за спеціальністю 24.00.02 – Фізична культура, фізичне виховання різних груп населення. – Львівський державний інститут фізичної культури, Львів, 2001.
У дисертації вивчені закономірності формування геометрії мас тіла школярів, досліджена динаміка зміни біодинамічних характеристик їх тіла та пружно-в’язких властивостей скелетних м’язів, які беруть участь у регуляції ортоградного положення тіла, вивчені біомеханічні особливості формування вертикальної пози. Запропоновані методи біомеханічного контролю постави школярів, розроблена дидактична програма профілактики порушень постави, перевірена їх ефективність у процесі профілактики порушень постави. Розроблені таблиці оцінок фізичного розвитку учнів. Основні результати роботи впроваджені в практику навчального процесу загальноосвітніх шкіл та вищих закладів освіти.
Ключові слова: біомеханічний контроль, методи, постава, фізичне виховання, учні, геометрія мас тіла, тонус скелетних м’язів, вертикальна стійкість тіла.
Бычук А.И. Биомеханический контроль осанки учеников в процесе физического воспитания. – Рукопись.
Диссертация на соискание учёной степени кандидата наук по физическому воспитанию и спорту по специальности 24.00.02 – Физическая культура, физическое воспитание разных групп населения. – Львовский государственный институт физической культуры, Львов, 2001.
В диссертации изучены закономерности формирования геометрии масс тела школьников, исследована динамика изменения биодинамических характеристик их тела и упруго-вязких свойств скелетных мышц, принимающих участие в регуляции ортоградного положения тела, изучены биомеханические особенности формирования вертикальной позы. Предложены методы биомеханического контроля осанки школьников, разработана дидактическая программа профилактики нарушений осанки, проверена их эффективность в процессе физического воспитания. Разработаны таблицы оценок физического развития учеников. Основные результаты работы внедрены в практику учебного процесса общеобразовательных школ и высших учебных заведений.
Ключевые слова: биомеханический контроль, методы, осанка, физическое воспитание, ученики, , геометрия масс тела, тонус скелетних мышц, вертикальная устойчивость тела.
Bychuk A.I. Biomechanical control of pupils’ bearing in the course of physical training. – Manuscript.
Thesis for the Candidate’s Degree in speciality physical training and sport. - 24.00.02. - Physical culture, training of various groups of people / - Lvivsky State Institute of the physical culture, Lviv, 2001.
The dissertation deals with the research of the regularities of forming the geometry of pupils’ body. The dynamics of changing the height YMC of a body and potential energy in the aspect of age, as well as the periods of maximum and minimum rate increase of these data are determined in the course of investigation. The results of the research prove that the potential energy of the age changes in a different way as to the girls and boys. Thus potential energy of the boys in the age from 7 till 16 increases accordingly from 19,4 joule to 70,7 joule. In the same period of age these indexes for the girls increase by 39,4 joule. It is necessary to mention that the periods of the maximum tempo of this potential energy increase for boys and girls do not coincide either. The analytical method of determining the height YMC of a body taking into account the geometry of a pupils’ body is applied in the research.
The study of biodynamic descriptions of the pupils’ bodies with the help of linear regression equations gave the grounds to suppose that orienting longitudinal axis of the units of man’s body in a proper way as to the weight line one can direct the process of the development and perfecting the motor function in the necessary direction.
In the course of learning the vertical firmness of pupils’ bodies amplitude and frequency vibration of YMC of bodies have been determined. Pertaining to the results of the investigation these data increase in accordance with age. Thus boys have higher indexes of amplitude and frequency than the girls do, the vibration amplitude of YMC of boy'’ bodies in sagittal plane changes (decreases) by 8,25and that of the girls by 7,85in front plane this index decreases by 3,61(boys) and 5,0 mm (girls). The vibration frequency of YMC of boy’s body increases by 1,71and that of the girls by 0,95in sagittal plane, in front plane – by 1,84(boys) and by 0,9(girls).
It was found out that the tone of the skeleton muscles which participate in the regulation of the vertical pose changes in accordance with the age. These tone changes are similar for boys and for girls but the quantative indexes are different. Thus the tone of the trapezius muscle of the boys’ bodies increases by 5,4 y.e., that index of the eractor spinal is 9,1of the gluteus major – 9,0of the biceps femoris – 12,6and of the triceps of the shin – 18,4As to the girls the tone of the trapezius muscle increases by 0,6 y.e., that of the eractor spinal by 8,6of the gluteus major – by 10,3of the biceps femoris – 16,9and the tone of the triceps of the shin increases by 8,9 y.e. The results achieved in the course of the investigation helped to determine the dynamics of change of these indexes. Thus both the boys and the girls have the highest muscle tone of triceps of the shin, somewhat lower is the tone of the trapeze muscle then goes the tone index of the tetrahedral muscle of the back and that of the muscle unbending the back. The lowest is the tone of the buttock muscle.
The study of the tone increase of these muscles gives the possibility to determine the periods of the maximum and minimum tempo of their growth.
The thesis present the ways of solving the problem of the technology of biomechanical control of the pupils’ bearing in the course of physical training. Biomechanical control has to be based on the kinetic, dynamic and energy characteristics of the man’s body movement taking into account the regularities of forming the mass geometry of the body. The sets of tests and evaluating tables were made up for this aim. Having applied these methods of control one easily forsee the possible breaches of bearing of the pupils.
The effectiveness of the biomechanical control of pupils’ bearing was approved in the process of prophylaxis of bearing violations. Special didactical programmes were applied. These programmes comprised implementation of certain sets of exercises into the course of physical training of pupils at school: morning exercises before classes, physical culture “minutes” during big intervals between lessons, and of course, at the lessons of physical training. These sets (or complexes), included exercises which had positive effect on the improvement of the muscles tone. The pedagogical experiment has shown that the use of these didactic programmes at the lessons of substantially increases the tone indexes of the sceleton muscles of the pupils aged 12-13. According to the statistics these indexes of the pupils in the experimental groups are considerably higher than those of the control group. The results of the investigation may be
