CC BY
8МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРУЗОК ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ И ПОДДЕРЖАНИИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СТУДЕНТОВ ВУЗА В ПЕРИОД ОНЛАЙН-ОБУЧЕНИЯ
УДК/UDC 796.015.62
Поступила в редакцию 24.03.2021 г.
Кандидат педагогических наук, профессор В.Д. Гетьман
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург
TRAINING LOAD SiMULATiON ТО PROMOTE RESTORATiON AND MAiNTENANCE
of physical working capacity of university students during online
TRAiNiNG
PhD, Professor V.D. Getman
Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint Petersburg
Информация для связи с автором: grossgep@mail.ru
Аннотация
Цель исследования - теоретико-экспериментальное обоснование моделей тренировочных нагрузок для восстановления и поддержания профессиональной работоспособности студентов вуза в период карантинных ограничений и онлайн-обучения.
Методика и организация исследования. Работа проводилась в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете в 2019-2021 годах в рамках темы НИР. В ходе исследования определялась зависимость параметров тренировочной нагрузки от состояния работоспособности студента. В процессе педагогического эксперимента изучались косвенные показатели работоспособности, характеризующие информационный, функциональный и двигательный компоненты. Кроме того, регистрировались показатели тренировочной нагрузки. В эксперименте участвовали 10 одинаково физически подготовленных студентов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета. Цель эксперимента - определить минимальную и максимальную ЧСС при выполнении комплексов физических упражнений с различной интенсивностью, а также в сочетании их с бегом. Одновременно ставилась задача определения влияния нагрузки различной интенсивности на косвенные показатели работоспособности.
Результаты исследования и выводы. Установлено, что основу модели нормирования тренировочных нагрузок, направленных на восстановление и поддержание работоспособности студентов, составляет интенсивность (ЧСС 130-170 уд/мин и продолжительность от 25 до 50 мин), обеспечивающая срочный тренировочный эффект, характеризующийся повышением ЧСС, текущим повышением кислорода при одновременном снижении величины дыхательного коэффициента и содержания молочной кислоты в крови. Определено, что занятия, проводящиеся при ЧСС 130 уд/мин и выше, способствуют наступлению тренировочного эффекта. Наиболее оптимальными временными интервалами нагрузки являются 20-50 мин, более короткие не обеспечивают должного тренировочного эффекта, а более продолжительные приводят к переутомлению студентов.
Ключевые слова: карантинные ограничения, онлайн обучение, моделирование тренировочных нагрузок, поддержание работоспособности, студенты, физическое состояние, физические упражнения, интенсивность нагрузки.
Abstract
Objective of the study was to theoretically and experimentally substantiate the training process models focused on the restoration and maintenance of professional working capacity of university students in conditions of quarantine restrictions and online training.
Methods and structure of the study. The study was part of the research project implemented at Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering in the period from 2019 to 2021. During the educational experiment, we determined the relationship between the training load parameters and students' working capacity level; analyzed the indirect indicators of working capacity that characterize its information, functional, and motor components. In addition, we registered the training load parameters. Subject to the experiment were 10 equally trained students of Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering. The experiment aimed at determining the minimum and maximum heart rate when performing exercise sets of various intensity and in combination with running. At the same time, the experiment aimed at identifying the effects of training loads of various intensity on the indirect indicators of working capacity. Results and conclusions. The study found that the model of standardization of training loads to restore and maintain students' physical working capacity is based on the load intensity (heart rate - 130-170 bpm, duration - 25 to 50 min) that provides an immediate training effect: increased heart rate, current increase in the oxygen rate, while simultaneously decreasing the respiratory coefficient and lactic acid concentration in the blood. It was also found that training sessions conducted at heart rate of 130 bpm and above provide the required training effect. The optimal duration of training loads is 20-50 min, shorter ones do not provide a proper training effect, while longer ones lead to overstrain.
Keywords: quarantine restrictions, online training, simulation of training loads, maintenance of working capacity, students, physical condition, physical exercises, load intensity.
Введение. Учебная деятельность студентов в период карантинных ограничений сопряжена с воздействием раз-
личных неблагоприятных факторов. К ним прежде всего относятся: нарушение суточного стереотипа, гиподинамия
и гипокинезия и другие. При этом доказано, что противостоять им может только хорошо физически подготовленный человек. Поэтому вопрос подбора оптимальных по величине тренировочных нагрузок, с одной стороны, а с другой, поддержание должного уровня работоспособности студентов представляется весьма актуальным.
Цель исследования - теоретико-экспериментальное обоснование моделей тренировочных нагрузок для восстановления и поддержания профессиональной работоспособности студентов вуза в период карантинных ограничений и онлайн-обучения.
Методика и организация исследования. Работа проводилась в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете в 2019-2021 годах в рамках темы НИР В ходе исследования определялась зависимость параметров тренировочной нагрузки от состояния работоспособности студента. Характер зависимости устанавливался путем аппроксимации ее адекватными уравнениями с последующим построением номограмм и таблиц. В процессе педагогического эксперимента изучались косвенные показатели работоспособности, характеризующие информационный, функциональный и двигательный компоненты. Кроме того, регистрировались показатели тренировочной нагрузки.
Для определения характеристик интенсивности нагрузки в процессе занятий по физической культуре был проведен лабораторный эксперимент. В эксперименте участвовали 10 одинаково физически подготовленных студентов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета. Цель эксперимента - определить минимальную и максимальную ЧСС при выполнении комплексов физических упражнений с различной интенсивностью, а также в сочетании их с бегом. Одновременно ставилась задача определения влияния нагрузки различной интенсивности на косвенные показатели работоспособности.
Содержание комплексов составляло пять упражнений: приседание; сгибание и разгибание рук в упоре лежа; сгибание и разгибание туловища сидя на скамейке; наклоны туловища вперед до касания пальцами рук носков ног; упражнение на четыре счета: исходное положение - строевая стойка, на счет раз - упор присев, на счет два - упор лежа, на счет три - упор присев, на счет четыре - строевая стойка. Комплексы разделялись по времени работы и количеству повторений. В каждом комплексе упражнение выполнялось
на максимальное количество раз в течение 30 с. Время выполнения I, II, III комплексов - 5, 10 и 15 мин, соответственно.
Различие в комплексах заключалось в увеличении количества повторений упражнений. Среднее количество повторений каждого упражнения составляло: первое - 22±2 раза; второе - 15±2 раза; третье - 15±2 раза; четвертое - 20±2,5 раза, пятое - 10±2 раза.
После выполнения каждого комплекса у испытуемых фиксировались косвенные показатели работоспособности: ЧСС, статистический тремор, теппинг-тест, время реакции на звук, время реакции на движущийся объект. В конце отдыха и в процессе обследования регистрировалась ЧСС восстановления. Косвенные показатели работоспособности, а также ЧСС после нагрузки и пульсовая сумма работы представлены в таблице.
Результаты исследования и их обсуждение. Анализ полученных данных позволяет отметить, что достоверные различия имеются по показателям ЧСС и пульсовой сумме работы. Вместе с тем между косвенными показателями значимых различий не наблюдается. Наличие различий по характеристикам сердечно-сосудистой системы свидетельствует о том, что подобранные комплексы физических упражнений различаются по зонам интенсивности и преимущественной направленности нагрузки. Можно предположить, что применение нагрузок с интенсивностью в данном диапазоне не отражается негативно на качестве выполнения профессиональных действий. В ряде случаев предварительная физическая нагрузка стимулирует деятельность различных функциональных систем организма. В частности, отмечается тенденция к увеличению теппинга за 5 с, а также к укорочению скорости реакции на звук.
Во второй серии опытов комплексы физических упражнений выполнялись в сочетании с бегом. После пробегания 1000 м с результатом 4,05 мин ±10 с выполнялись комплексы упражнений. Аналогично предыдущему эксперименту фиксировались косвенные показатели работоспособности, а также ЧСС и пульсовая сумма работы.
При проведении комплексов в сочетании с бегом нагрузка дополнительно контролировалась длиной дистанции и скоростью бега. Полученные данные свидетельствуют о том, что достоверных различий по показателю ЧСС после выполнения I, II, III комплексов нет. Показатели пульсовых сумм работы имеют значимые различия после выполнения комплексов средней и большой мощности по отношению к комплексу
Динамика психофизиологических показателей обследования после выполнения комплексов упражнений различной мощности
□ и
£ г. CL
ч—
О ш и
G CL ' -о с га
Ii
О ш
■С
Н
Этапы обследования
Психофизиологические показатели Исходный уровень После выпол. I компл. После выпол. II компл. После выпол. III компл.
X ±m X ±m X ±m X ±m
ЧСС (уд/мин) Пульсовая сумма Тремор 3 2 1 Теппинг-тест за 5 с Теппинг-тест за 1 мин Реакция на звук РДО 0 + 63,6±3,2 8,5±2,3 34,1±5,7 83,5±7,9 33,5± 1,1 341,9± 12,1 0,142±0,08 0,28±0,02 1,00±0,25 0,38±0,02 143,0±3,3 257,0±12,6 10,7±2,5 155±4,4 623,8±34 14,7±4,1 163,6±2,9 1013,4±54,8 13,0±3,1
38,2±4,2 43,3±7,1 46,3±8,0
89,2±3,9 89,5±2,4 91,0±1,7
33,4±2,0 348,1±14,9 0,140±0,08 0,29±0,05 1,80±0,50 0,35±0,02 34,9±2,3 363,0±14,5 0,150±0,09 0,29±0,03 1,70±0,40 0,32±0,02 35,4±1,2 357,9±13,3 0,140±0,08 0,24±0,01 1,30±0,31 0,31±0,01
42
http://www.teoriya.ru
2021 Июнь | June
малой мощности. По косвенным показателям работоспособности, независимо от интенсивности нагрузки, достоверных различий обнаружить не удалось. Сравнительный анализ показателей ЧСС, зафиксированных при выполнении комплексов без бега и в сочетании с бегом в малой интенсивности, свидетельствует о наличии существенных различий после каждого упражнения.
В данном случае наглядно виден вклад беговой нагрузки, что проявляется в значительном повышении срочного тренировочного эффекта в показателях ЧСС после выполнения комплекса средней и большой интенсивности; в сочетании с бегом достоверные различия наблюдаются в упражнениях, выполняемых с высокой интенсивностью, не требующих вовлечения в работу мышц всего тела.
Таким образом, использование комплексов физических упражнений, выполняемых с умеренной и большой интенсивностью (ЧСС - от 130 до 170 уд/мин), не сказывается отрицательно на эффективности последующих профессиональных действий.
Значительное повышение ЧСС при выполнении упражнений локального характера в сочетании с бегом свидетельствует о том, что предварительная нагрузка аэробного характера (бег) стимулирует анаэробные процессы.
Подводя итог, можно заключить:
- проводя тренировку студентов, необходимо выполнять упражнения с интенсивностью 50-70 % МПК; при ЧСС от 130 до 170 уд/мин;
- контроль и нормирование интенсивности нагрузки целесообразно осуществлять путем чередования бега и выполнения упражнений.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что при интенсивности нагрузки 50 % МПК максимальный тренировочный эффект достигается на 25-й мин работы. Необходимо отметить значительное повышение уровня лактата на 5-й мин работы и снижение на 10-й мин.
Таким образом, при интенсивности нагрузки 50 % МПК и различной продолжительности работы отмечается неравномерность изменения физиологических показателей. Вместе с тем, начиная с 20-й мин, устанавливается определенная стабильность изменения данных показателей.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что минимальная продолжительность физической тренировки -20 мин. Характер динамики кардиореспираторных показателей при различной продолжительности и фиксированной интенсивности нагрузки совпадает с данными [4].
Увеличение интенсивности работы до 75 % МПК ведет к временному сдвигу достижения максимального тренировочного эффекта. На наш взгляд, наиболее целесообразно при обосновании оптимальной продолжительности фиксировать интенсивность работы. В свою очередь, увеличение потребления кислорода и частоты сердечных сокращений при одновременном снижении дыхательного коэффициента и концентрации молочной кислоты является признаком достижения оптимального тренировочного эффекта.
Резюмируя вышеизложенное, можно предположить, что оптимальной продолжительностью физической нагрузки циклического характера в процессе физической тренировки является длительность работы от 20 до 25 мин. Поскольку продолжительность предполагаемых комплексов физических упражнений составляет от 5 до 15 мин, то физическая тренировка может проводиться от 20 до 50 мин.
Выводы. Установлено, что основу модели нормирования тренировочных нагрузок, направленных на восстановление
и поддержание работоспособности студентов, составляет интенсивность (ЧСС 130-170 уд/мин и продолжительность от 25 до 50 мин), обеспечивающая срочный тренировочный эффект, характеризующийся повышением ЧСС, текущим повышением кислорода при одновременном снижении величины дыхательного коэффициента и содержанием молочной кислоты в крови.
Определено, что занятия, проводящиеся при ЧСС 130 уд/мин и выше, способствуют наступлению тренировочного эффекта. Однако при ЧСС 170 уд/мин тренировочный эффект более значительный, но процесс восстановления составляет 30 и более минут. Наиболее оптимальными временными интервалами нагрузки являются 20-50 мин, более короткие не обеспечивают должного тренировочного эффекта, а более продолжительные приводят к переутомлению студентов.
Периодическое изменение нагрузки при использовании равномерного метода позволяет осуществлять постоянный переход из одного устойчивого состояния в другое, более высокое. Преимущество этого метода заключается в стойких функциональных сдвигах и возможности повышения тренированности без резких ответных реакций со стороны организма, что имеет существенное значение для студентов с низким уровнем физической подготовленности.
Литература
1. Барановский С.Б. Оптимизации физического состояния офицеров различных возрастных групп средствами физической подготовки: дис. ... канд. пед. наук / С.Б. Барановский // СПб.: 1996. - 132 с.
2. Гавриков А.Ю. Моделирование аэробной физической тренировки / А.Ю. Гавриков, С.Г. Терещенко // Учебно-методическое пособие. - Л.: ВДКИФК, 1984. - 60 с.
3. Гетьман В.Д. Моделирование нагрузок при восстановлении и поддержании военно-профессиональной работоспособности личного состава железнодорожных войск / В.Д. Гетьман // Монография. - СПб.: ВТУ ЖДВ, 2008. - 108 с.
4. Гетьман В.Д. Моделирование процесса физической подготовки военнослужащих / В.Д. Гетьман, И.И. Михаил, Ю.С. Харламов // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. СПб.: 2007. -№ 4 (26). - С. 47-49.
5. Зимкин Н.В. Физиологическая характеристика силы, быстроты и выносливости / Н.В. Зимкин. // Очерки. - М.: ФиС, 1956. - 206 с.
6. Кадыров Р.М. Моделирование физической тренировки. / Р.М. Кадыров // Учебно-методическое пособие. - СПб.: ВИФК, 1999. - 123 с.
References
1. Baranovskiy S.B. Optimizatsii fizicheskogo sostoyaniya ofitserov razli-chnykh vozrastnykh grupp sredstvami fizicheskoy podgotovki [Physical training to optimize physical condition of officers of different age groups]. PhD diss.. 1996. 132 p.
2. Gavrikov A.Y., Tereshchenko S.G. Modelirovanie aerobnoy fizicheskoy trenirovki [Design of aerobic physical training]. Study guide. Leningrad: VDKIFK publ., 1984. 60 p.
3. Getman V.D. Modelirovanie nagruzok pri vosstanovlenii i podderzha-nii voenno-professionalnoy rabotosposobnosti lichnogo sostava zhe-leznodorozhnyikh voysk [Design of loads during recovery and maintenance of military-professional working capacity of railway troops personnel]. St. Petersburg: MTU RT publ., 2008. 108 p.
4. Getman V.D., Mikhail I.I., Kharlamov Y.S. Modelirovanie protsessa fizicheskoy podgotovki voennosluzhashchikh [Design of physical training process of military personnel]. Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta. St. Petersburg: 2007. No. 4 (26). pp. 47-49.
5. Zimkin N.V. Fiziologicheskaya kharakteristika sily, bystroty i vynoslivo-sti [Physiological characteristics of strength, speed and endurance]. Essays. Moscow: FiS publ., 1956. 206 p.
6. Kadyrov R.M. Modelirovanie fizicheskoy trenirovki [Physical training simulation]. Study guide. St. Petersburg: VIFK publ., 1999. 123 p.
