CC BY
64з
2011
ш
Інтенсивність та тривалість оздоровчого бігу за показниками індексу фізичного стану студентів
Михайлов Віталій1, Коростильова Юлія2, Михайлов Володимир3
Національний університет “Львівська політехніка"1 Львівський державний університет фізичної культури2 Навчально-спортивна база літніх видів спорту МОУ3
Анотації:
Розроблено методику визначення частоти серцевих скорочень і тривалості оздоровчого бігу на основі лінійного взаємозв'язку останнього з індексом фізичного стану студентів. У дослідженні прийняло участь 27 студентів у віці 20-21 року. Встановлено їх індекс фізичного стану за Царді (1,31-2,76). Студентам рекомендується дотримуватись частоти серцевих скорочень навантаження 138-148 уд/хв в 30 хв. оздоровчому бігу. Використання множинної лінійної регресії дозволяє підвищити точність і швидкість визначення фізичного навантаження як за частотою серцевих скорочень, так і за тривалістю оздоровчого бігу.
Ключові слова:
студенти, оздоровчий біг, індекс фізичного стану, Царді.
Михайлов В.В., Коростылёва Ю. С., Михайлов В.В. Интенсивность и продолжительность оздоровительного бега по показателям индекса физического состояния студентов.
Разработана методика определения частоты сердечных сокращений и продолжительности оздоровительного бега на основе линейной взаимосвязи последнего с индексом физического состояния студентов. В исследовании приняло участие 27 студентов в возрасте 20-21 года. Установлено их индекс физического состояния по Царди (1,31-2,76). Студентам рекомендуется соблюдать частоту сердечных сокращений нагрузки 138-148 уд/мин в 30 мин. оздоровительном беге. Использование множественной линейной регрессии позволяет повысить точность и скорость определения физической нагрузки как по частоте сердечных сокращений, так и по продолжительности оздоровительного бега.
студенты, оздоровительный бег, индекс физического состояния, Царди.
Mykhaylov V.V., Korostylova Y. S., Mykhaylov V.V. Jogging intensity and duration according to the students’ index of physical condition. A new
method of heart rate defining and jogging duration is developed. It is based on the linear interconnection of the latter with the students' Index of Physical Condition. 27 students of 20-21 years old have taken part in the study. Their Index of Physical Condition is set using Cardi method (1.31-2.76). Students are recommended to observe heart rate load 138-148 beats per min in 30 min. jogging. The accuracy and the speed of physical workload defining (both heart rate load and jogging duration) are improved using multiple linear regression.
students, jogging, Index of Physical Condition, Cardi.
Вступ.
Важливою умовою успішності проведення масового оцінювання фізичної підготовленості населення є швидкість обробки первинних матеріалів. Така вимога до проведення тестування стимулює пошук способів полегшення виконання цього завдання. У фізичному вихованні різних верств населення, зокрема студентської молоді, результати у вправах, як правило, оцінюються за дискретними шкалами, укладеними за нормами, які мають 5 або 7 градацій оцінок [5]. Такі шкали дають певну зручність у користуванні, оскільки спрощують визначення рівня підготовленості однієї особи або групи в одній або декількох вправах, дозволяють повести комплексне оцінювання розвитку людини. Прикладами такого оцінювання є державні тести з фізичної підготовки, рівні функціональної економічності або фізичного стану людини тощо. Необхідно зауважити, що використання у дослідженнях рівнів підготовленості хоча і дає повну уяву в цілому, але при цьому знижує точність оцінювання можливостей окремої людини, оскільки такий підхід нівелює індивідуальні показники тестування. Крім того, певні питання періодично виникають щодо норм, які покладені в основу рівнів підготовленості, оскільки їх необхідно час від часу переглядати та уточнювати з урахуванням особливостей контингенту та вимог сучасності [2]. З цієї точки зору застосування комп’ютерних технологій надає додаткові можливості у підвищенні точності та швидкості отримання результатів дослідження, дозволяє, там де потрібно, замінити дискретні шкали на безперервне оцінювання досягнень. Безперервні шкали дають більш точні результати, краще враховують індивіду-
альні особливості людини, забезпечують практичними рекомендаціями не тільки конкретну групу, але і окрему особу, що особливо цінно в оздоровчому тренуванні.
Роботу виконано за планом науково-дослідної роботи кафедри фізичного виховання Національного університету «Львівська політехніка»: «Проблеми фізичного виховання і спорту студентів вищих навчальних закладів» на 2011-2016 рр., (номер державної реєстрації ФВ-5 0110и004699).
Мета, завдання роботи, матеріал та методи.
Мета дослідження - розробити методику визначення частоти серцевих скорочень та тривалості оздоровчого бігу для студентів на основі безперервної шкали оцінювання їх підготовленості.
У дослідженні прийняло участь 27 студентів у віці 20-21 року.
Методи дослідження: аналіз та узагальнення даних науково-методичної літератури, тестування функціональних та фізичних можливостей, методи математичної статистики.
Результати дослідження.
Для визначення навантаження в оздоровчому бігу на основі безперервної шкали оцінювання використано індекс фізичного стану (ІФС), отриманий за формулою К. Царді [3, 4]:
10 + Л ЧСС
ІФС =
ЧСС
1' „і
© Михайлов В., Коростильова Ю., Михайлов В., 2011
де t - час бігу на 1000 м;
ЧССсп - частота серцевих скорочень у стані спокою перед бігом;
ЧССв.дн - частота серцевих скорочень через 5 хв. після бігу на 1000 м;
А - вік студентів у повних роках.
t
І ПЕДАГОГІКА I
ПСИХОЛОГІЯ
та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту
Таблиця 1
Рівні та індекси фізичного стану чоловіків віком 20-59 років за результатами бігу на 1000 м
Назва рівня Низький Нижче середнього Середній Вище середнього Високий
РФС < 2,5 2,5-3,0 3,1-4,0 4,1-4,5 > 4,5
ІФС 1 2 3 4 5
ЧСС, уд/хв.
162 _______________
160
158
156 y = 6,7405x + 129,08 R2 = 0,9841 Рівень вище середнього -
154 /^1
152 Середній рівень
150
148 ь нижче днього
146 ен Ріве 1
144
142 Низький рівень
140
2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
ІФС, од.
Рис.1. ЧСС навантаження в оздоровчому 30 хв. бігу для студентів віком 20років для чотирьох рівнів фізичного стану (за К. Царді та рівнянням лінійної регресії)
У дослідженні формулу К. Царді представлено у вигляді рівняння лінійної множинної регресії. Для зручності обчислення №C використано програму MS Excel [1]:
ІФЄ = 0,1633*ЧГС - 0,0894*ЧС^ , -
7 сп. 7 відн.
0,0089*4 +4,1354,
7 бігу 7 7
де ЧCC - частота серцевих скорочень за 10 с у стані спокою перед бігом;
ЧCC дн - частота серцевих скорочень за 10 с через 5 хв. після бігу на 1000 м;
t6- час бігу на 1000 м у секундах.
Рівні фізичного стану (РФЄ) та їхні взаємовідношення з №C встановлено за таблицею 1 [3, 4].
Аналіз таблиці 1 показує, що різниця між ІФЄ, які визначають РФC, неоднакова і складає за К. Царді 0,5 або 1,0 одиниці. Це приводить до того, що при розрахунку ЧCC порушується лінійний зв’язок з ІФC. У досліджені важливо було встановити та оцінити величину цього відхилення. Для цього розрахунок ЧCC провели двома способами. У першому, для №C з 1го по 4й (див. табл. 1), які відповідають верхнім межам РФC (2,4; 3,0; 4,0; 4,5 од.), визначили ЧCCuae для 30 хв. оздоровчого бігу та віку 20 років. Для розрахунку не застосовувався 5й №C оскільки у нього немає верхньої межі. Розрахунки проведені за формулою К. Царді:
4CCHae = (190+5РФО - (А + t),
де РФС - рівень фізичного стану;
А - вік студента у повних роках;
ґ - час оздоровчого бігу, хв.
Здобуті значення ЧСС для чотирьох РФС - 145, 150, 155, 160 уд/хв. використали як дані для пошуку ЧСС в оздоровчому бігу іншим способом. Для цього побудували графік залежності ЧСС від означених ІФС і отримали рівняння лінійної регресії. Результати двох способів обчислення представлені на рисунку 1: чотири точки показують ЧСС в оздоровчому бігу за К. Царді, а пряма лінія - ЧССнав за рівнянням лінійної регресії.
Отримане рівняння лінійної регресії дозволяє розрахувати ЧСС для тривалості оздоровчого бігу 30 хв. і виконавців віком 20 років. Для цього замість “х” необхідно підставити ІФС виконавців у формулу:
ЧСС =6,7405х + 129,08.
нав. 7 7
Результати проведеного порівняння ЧССнав двома способами у оздоровчому бігу показують, що для низького рівня фізичного стану (ІФС=2,4) К. Царді передбачає 145 уд/хв., рівняння лінійної регресії дає 145,3 уд/хв.; для рівня нижче середнього (ІФС=3,0) -150 уд/хв., знайдено 149,3 уд/хв.; для середнього рівня (ІФС=4,0) - 155 проти 156,0 уд/хв.; для рівня вище середнього (ІФС=4,5) - 160 і 159,4 уд/хв. відповідно.
Отже, ЧССнав. у бігу за рівнянням лінійної регре-
э
2011
11
сії або практично не відрізняється від вимог Царді (1й рівень), або перебуває у межах 1 уд/хв. (2й-4й рівні). Оцінювання цієї різниці для чотирьох РФС виконано за коефіцієнтом детермінації, а саме: D=R2x100% [5]. Значення R2 подано на рисунку 1 та дорівнює 0,984. Розрахунок показує, що на 98,4% вимоги К. Царді відповідають лінійному зв’язку між ЧСС та РФС, тобто сумарне відхилення складає всього 1,6%. Це дозволило у досліджені для визначення ЧССнав в оздоровчому бігу замість РФС, застосувати ІФС. З цією метою розрахували рівняння множинної лінійної регресії [1]. У рівнянні в якості функції представлені показники ЧССнав, що отримані за рівнянням лінійної регресії, а аргументами - рекомендації Царді про те, що збільшення віку виконавців на 1 рік, або тривалості оздоровчого бігу на 1 хв. зменшує ЧСС на 1 уд/ хв., а кожне наступне підвищення РФС супроводжується збільшенням ЧСС на 5 уд/хв. Дані обчислення ЧСС із зазначенням всіх статистичних показників
нав.
рівняння подані у таблиці 2.
У таблиці 2 всі параметри рівняння множинної регресії представлені у першому рядку у зворотному порядку. Формула має вигляд:
ЧСС =-1*4. -1*вік +6,7405*ІФС +179,08,
нав. бігу 7 7 7
де ґб - тривалість бігу в хвилинах;
вік - у повних роках;
ІФС - в умовних одиницях.
Коефіцієнт детермінації - R2 =1 вказує, що має місце дуже висока кореляція. Стандартна похибка рівняння дуже мала - 2,29Е-15.
Для оцінювання переваги запропонованого
способу пошуку ЧСС в оздоровчому бігу за ІФС, а не за РФС, провели порівняльний аналіз 27 студентів Національного університету «Львівська політехніка» віком 20-21 р. (табл. 3). Дослідження проведено на спортивній базі НУ «Львівська політехніка» під час навчальних занять, умови дослідження - ідентичні та типові для студентів.
Для встановлення відповідності групи генеральній сукупності перевірили нормальність розподілу вибірки. Обсяг досліджуваної групи вказує на доцільність застосування ^-критерію Шапіра-Уілка. За нульовою статистичною гіпотезою припускалося існування нормального закону розподілу. Розрахунки проведені за допомогою програми Statistica 6.0. Розрахункове значення ^-критерію за рівня істотності 0,05 та обсягу вибірки 27 дорівнює 0,956 при р=0,3. Отже, не має підстав для відхилення гіпотези про нормальність розподілу у досліджуваній генеральній сукупності. Значить, досліджувана вибірка студентів відповідає генеральній сукупності.
Встановлено, що за результатами бігу на 1000 м ІФС досліджуваних студентів перебуває у межах від 1,31 до 2,76 од. (див. табл. 3). За існуючими РФС вони розподіляються на 2 групи (див. табл. 1). Найбільшу групу склали студенти, які мають низький рівень фізичного стану - 20 осіб (74,1%); рівень нижче середнього показали 7 студентів (25,9%). За вимогами К. Царді студенти віком 20 років, що мають низький рівень фізичного стану, тобто в яких ІФС менше 2,5 од.,
виконують оздоровчий біг тривалістю 30 хв. на ЧССнав 145 уд/хв., а при рівні нижче середнього - ЧССнав 150 уд/хв. Застосування множинної лінійної регресії показало, що ті ж самі студенти мають в оздоровчому бігу дотримуватись ЧСС від 138 до 148 уд/хв.
Для групи студентів, що має низький рівень фізичного стану, ЧССнав у бігу за рівнянням множинної регресії перебуває у межах 138^145 уд/хв. Різниця у 7 уд/хв. в середині означеного рівня фізичного стану дозволяє краще враховувати індивідуальну підготовленість студентів.
Розв’язання зворотного завдання, а саме: проведення розрахунку тривалості бігу за заданою ЧССтв показує різницю тепер вже у тривалості виконання вправи. Для обчислення тривалості бігу скористались даними таблиці 2, у який поміняли місцями ЧСС і час виконання вправи. Потрібне рівняння отримало вигляд:
4 =-1* ЧСС +6,7405* ІФС-1* вік +179,08.
бігу нав. 7 7
Отриманий коефіцієнт детермінації ^2 =1) вказує існування дуже високої кореляції. Стандартна похибка рівняння лінійної множинної регресії -2,34Е-15. За цим рівнянням знаходимо, що при однаковій ЧСС , наприклад, 145 уд/хв. тривалість оздоровчого бігу для студента, який має ІФС 1,31 од. повинна бути 23 хв., а для студента з ІФС 2,41 од. -
30 хв. Рівняння дає таку ж залежність що і формула К. Царді, а саме: при збільшенні ЧССнав на 1 уд/хв. зменшується тривалість оздоровчого бігу на 1 хв. Цей факт підтверджує правильність обраної у дослідженні методики. Необхідно зауважити, що контролювати ЧСС в процесі оздоровчого бігу непросто [6]. Для цього необхідно використання спеціальних приладів, наприклад, індивідуальних пульсометрів (http://www. pulsometr.ru.).
Висновки.
Встановлено, що індекс фізичного стану студентів перебуває у межах від 1,31 до 2,76 од. Вибірка студентів відповідає генеральній сукупності (р=0,3). За існуючими рівнями фізичного стану студенти розподілені на 2 групи: низький рівень - 20 осіб (74,1%), рівень нижче середнього - 7 осіб (25,9%).
При проведенні самостійних занять студентам НУ «Львівська політехніка» рекомендується дотримуватись ЧСС навантаження від 138 до 148 уд/хв в 30 хв. оздоровчому бігу. При збільшенні ЧСС навантаження на 1 уд/хв. тривалість виконання вправи потрібно зменшувати на 1 хв.
Розроблена на основі методики К. Царді безперервна шкала дозволяє встановити ЧСС навантаження в оздоровчому бігу безпосередньо за індексом, а не за рівнем фізичного стану виконавців.
Використання множинної лінійної регресії надає можливість підвищити точність і швидкість визначення фізичного навантаження як за ЧСС, так і за тривалістю оздоровчого бігу.
У подальших дослідженнях планується укладання оздоровчих тренувальних програм з використанням комп’ютерних технологій та електронних засобів контролю.
I ПЕДАГОГІКА I Та МЄдИКО-біологічні
*----“------------ проблеми фізичного
виховання і спорту ____________________________________________________________________________________________
Таблиця 2
ЧСС навантаження в оздоровчому бігу за рівнянням множинної лінійної регресії
ЧССнав., уд/хв. ІФС, од. Вік, роки Тривалість бігу, хв.
145,3 2,4 20 30
149,3 3,0 20 30
156,0 4,0 20 30
138,3 2,4 22 35
142,3 3,0 22 35
149,0 4,0 22 35
130,3 2,4 25 40
134,3 3,0 25 40
141,0 4,0 25 40
-1,0000 -1,0000 6,7405 179,08
1,6284Е-15 3,24Е-15 1,16Е-15 1,73Е-14
1,00000 2,29Е-15 #Н/Д #Н/Д
3,2869Е+31 5 #Н/Д #Н/Д
516,102614 2,62Е-29 #Н/Д #Н/Д
Таблиця 3
Результати розрахунку індексу фізичного стану студентів
С-ти Біг на 1000 м, хв., с ЧССвідн. ЧССсп. ІФС, одиниць Вік, роки
К-ть ударів за 10 с
1 4.35,0 28 13 1,31 20
2 3.50,0 26 12 1,72 20
3 3.50,0 25 12 1,81 20
4 4.16,0 23 13 1,92 20
5 4.40,0 26 16 1,93 20
6 4.00,0 28 15 1,95 20
7 4.20,0 22 13 1,98 20
8 4.10,0 21 12 1,99 20
9 3.41,0 20 10 2,01 21
10 4.00,0 27 15 2,04 20
11 4.00,0 25 14 2,05 20
12 4.20,0 23 14 2,05 20
13 4.30,0 22 14 2,05 20
14 3.30,0 24 12 2,08 20
15 4.15,0 25 15 2,08 20
16 3.48,0 24 13 2,08 20
17 3.34,0 21 11 2,15 20
18 3.37,0 19 11 2,30 20
19 3.30,0 21 12 2,35 20
20 4.00,0 21 14 2,41 20
21 4.20,0 22 16 2,47 20
22 4.40,0 21 15 2,54 20
23 4.15,0 18 14 2,54 20
24 3.30,0 22 14 2,59 21
25 3.30,0 23 15 2,66 20
26 3.40,0 22 15 2,66 20
27 3.20,0 21 14 2,76 20
ПСИХОЛОГІЯ
Література:
1. Жлуктенко В. І. Наконечний С. І., Савіна С. С. Теорія ймовірностей і математична статистика: Навчально-метод. посібник - К. : КНЕУ, 2001. - С. 242-246.
2. Заневський І. П. Проба Руф’є як метод діагностики функціонального стану серцево-судинної системи дітей шкільного віку / Спортивна наука України, 2011, № 1. - С. 6474. - ISSN: 1993-5757. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www. nbuv.gov. ua/e-journals/SNU/2011-3/11ziposa.pdf
3. Иващенко Л. Я. Страпко Н. П. Самостоятельные занятия физическими упражнениями - К. : Здоров'я, 1988. - С. 56.
4. Мацянтовіч Є. Рибак О. Цивілізація і рухова активність людини - Л., 2004. - 114 с.
5. Спортивная метрология: [учеб. для ин-тов физ. культ.] / под. ред. В. М. Зациорского - М. : Физкультура и спорт, 1982. - С. 37.
6. Burke R.E. Precision Heart Rate Training. - Champaign: Human Kinetics, 1998. - 224 р.
Информация об авторах: Михайлов Виталий Викторович
[email protected] Национальный университет «Львовская политехника» ул. С. Бандеры 12, г. Львов, 79000, Украина Коростылева Юлия Сергеевна [email protected] Львовский государственный университет физической культуры Ул. Костюшко 11, г. Львов, 79000, Украина. Михайлов Владимир Витальевич [email protected] Учебно-спортивная база летних видов спорта ул.Клепаровская 39-а, г. Львов, 79048, Украина Поступила в редакцию 04.10.2011г.
32011 11
References:
1. Zhluktenko V. I. Nakonechnij S. I., Savina S. S. Teoriia jmovirnostej i matematichna statistika [Probability and mathematical statistics], Kiev, KNEU Publ., 2001, pp. 242-246.
2. Zanevs’kij I. P. Sportivna nauka Ukrayini [Sport science of Ukraine], 2011, vol.1, pp. 64-74.
3. Ivashchenko L. IA. Strapko N. P. Samostoiatel’nye zaniatiiafizicheskimi uprazhneniiami [Self-study exercise], Kiev, Health, 1988, pp. 56.
4. Maciantovich IE. Ribak O. Civilizaciia i rukhova aktivnist’ liudim [Civilization and motor activity of human], Leningrad, 2004, 114 p.
5. Zaciorskij V. M. Sportivnaia metrologiia [Sports metrology], Moscow, Physical Culture and Sport, 1982, pp. 37.
6. Burke R.E. Precision Heart Rate Training. - Champaign: Human Kinetics, 1998, 224 p.
Information about the authors: Mykhaylov Vitalij Viktorovich
[email protected] National University “Lviv Polytechnic” Bandera srt. 12, Lviv, 79000, Ukraine Korostylova Yliia Sergeevna [email protected] Lvov State University of Physical Culture Kostyushko str. 11, Lvov, 79000, Ukraine.
Mykhaylov Vladimir Vital’evich [email protected] Training and Sports Center Summer Sports Kleparovskaya str. 39, Lviv, 79048, Ukraine Came to edition 04.10.2011.
ЗІ
