CC BY
76
УДК 796.011:37.037.1 ББК 75.10 C 56
В.Г. Свечкарёв, Е.А. Тимофеева, А.М. Базоркин,
Ж.Н. Шхалахова, В.И. Жуков
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ ДЕТЕЙ СРЕДНЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ
КОМПЬЮТЕРНОГО ИГРОВОГО ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА АДАПТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
(РЕЦЕНЗИРОВАНА)
Аннотация. В статье показана возможность сочетания игры на компьютере и активной двигательной деятельности, представлены результаты исследований в занятиях с детьми школьного возраста.
Ключевые слова: игровой тренажерный комплекс адаптивного воздействия, дети, нагрузка, движение, компьютер.
V.G. Svechkaryov, E.A. Timofeeva, A.M. Bazorkin,
Zh.N. Shkhalakhova, V.I. Zhukov
PERFECTION OF PHYSICAL READINESS OF CHILDREN OF MIDDLE SCHOOL AGE ON THE BASIS OF APPLICATION OF THE COMPUTER GAME TRAINING COMPLEX OF ADAPTIVE EFFECT
Abstract. The paper shows the possibility of a combination of computer game and active impellent activity. Results of researches at lessons with children of school age are presented.
Keywords: a game training complex of adaptive effect, children, loading, movement, the computer.
Социальные изменения, произошедшие в нашей стране, условия жизни человека (наличие аудио- и видеотехники, компьютеров, сотовой связи и др.), интенсификация его деятельности, слабая физическая подготовка детей и подростков, понижение двигательной активности, все возрастающее воздействие на их организм неблагоприятных внешних факторов прямо или косвенно приводят к негативным функциональным изменениям в состоянии здоровья молодых россиян [1, 2, 3 и др.].
В настоящее время происходит процесс критического осмысления многих теоретических и практических положений в области физического воспитания подрастающего поколения в рамках образовательной программы. Резкое ухудшение здоровья детей, отмечаемое многими авторами [3. 4, 5 и др.], связано именно со школой и является следствием существующей системы образования, сегодняшних стандартов обучения и воспитания.
Необходимость определения реальных механизмов, обеспечивающих укрепление здоровья, гармоничность развития, повышение физической и умственной работоспособности, продиктована поиском неиспользованных резервов для совершенствования физического состояния детей.
Универсальным средством сохранения и укрепления здоровья является двигательная активность [6]. Анализ двигательной активности детей школьного возраста показал, что он соответствует лишь 35-40% возрастной потребности в движениях. Таким образом, гиподинамия и гипокинезия в сочетании с высокими темпами интенсификации учебного процесса, ухудшением бытовых и социальных условий, несбалансированностью
питания, сопутствующим нервно-психическим и эмоциональным стрессом, снижением интереса и способности к обучению и другими причинами способствуют сокращению продолжительности жизни современного человека.
Компенсация этих недостатков кроется в ответах на вопросы: как заинтересовать детей физическими упражнениями, как повысить работоспособность учащихся, как открыть для них мир физической культуры?
Ответы на данные вопросы следует искать в реализации межпредметных связей физической культуры с другими предметами, входящими в программу школьного обучения.
Детей в настоящее время увлекают компьютерные игры. Игра для детей - мир, где они реализуют свои мечты и потребности. Своеобразную черту игры выделила Н. В. Козлова [7]: «Игра - это свобода самораскрытия, саморазвития с опорой на подсознание, разум и творчество. Продукт игры - наслаждение ее процессом, конечный результат -развитие реализованных в ней способностей» Использование игровых элементов при проведении занятий помогает удовлетворять индивидуальные запросы каждого ребенка в учебной деятельности, при высоком эмоциональном уровне.
Повсеместное распространение компьютерных игр, интерес к которым не ослабевает вследствие поступления к потребителям все более новых и совершенных компьютерных программ, явилось побудительным мотивом поиска таких условий участия в компьютерных играх, при которых игровые взаимодействия с программой могли бы осуществляться не через нажатие кнопок на клавиатуре и джойстике, а посредством выполнения различных двигательных действий на тренажерных устройствах, преобразующих движения в управляющие сигналы взаимодействия с компьютером.
Многие исследователи [4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15 и др.] утверждают, что использование тренажеров и различных тренажерных комплексов в педагогическом процессе весьма привлекательно и полезно. С их помощью становится возможным создание различных “искусственных сред и пространств” с регулируемыми параметрами для решения учебно-воспитательных и реабилитационных задач, для более полного развития и реализации интеллектуального и физического потенциала, заложенного в человеке.
При работе ребенка на тренажере надо устанавливать для него оптимальную, индивидуальную нагрузку, т.е. строго дозировать и следить за ее уровнем. Эта задача довольно сложна для специалиста, а тем более для родителя, который желает повысить двигательную активность своего ребенка с использованием тренажерных технологий. Значит, надо разрабатывать тренажеры, интересные детям и с автоматизированной системой управления по ответной реакции организма.
Разработанный нами для решения этой задачи компьютерный игровой тренажерный комплекс адаптивного воздействия (КИТКАВ) с индивидуальной регулировкой нагрузки для каждого ребенка по ответной реакции организма сочетает в себе достоинства игры и занятий на тренажерах.
КИТКАВ [14] (рис. 1) содержит: металлическую платформу, на которой закреплен блок регуляции нагрузки с реверсивным электроприводом (он позволяет изменять величину тренировочной нагрузки), и силовой манипулятор (джойстик). Изменение угла наклона джойстика фиксируется программой как смещение мыши.
о
силовой
джойстик
^^^^^^~^""платформа
блок
регуляции
нагрузки
Рис. 1. Внешний вид КИТКАВ
Силовой трансформатор и электрическая схема, управляющая электродвигателем, изолированы в специальный железный корпус.
Адаптивное управление тренировочной нагрузкой в условиях компьютерной игры могло быть реализовано только с применением ПК, потому что было необходимо использовать качественную трехмерную графику, работать с базами данных и иметь возможность работы с нестандартными внешними устройствами. Эти требования определили выбор системы на базе ПК.
Силовой трансформатор питает электродвигатель, помещенный в блоке регуляции нагрузки, при помощи схемы управления двигателем, подключенной к параллельному порту ПК. Компьютер, посылая сигналы, управляет подачей напряжения на электродвигатель. Электродвигатель при подаче на него напряжения в зависимости от полярности равномерно перемещает толкатель вверх или вниз. Толкатель, приводимый в движение двигателем, сжимает пружину, которая прижимает тормозную прокладку к шарниру в основании джойстика (рис. 2). При движении вниз пружина разжимается и нагрузка уменьшается.
Для вывода игровой сцены использована трехмерная графика, где в качестве объекта управления выбрана бабочка (рис. 3).
Рис. 2. Устройство создания нагрузки
Рис. 3. Графика игры
Виртуальный объект управления (бабочка) летит вперед. Направление полета изменяется движением силового манипулятора. В зависимости от уровня сложности игры бабочка меняет внешний вид, поддерживая эмоциональный настрой и интерес к игре. Перед игроком ставится задача в течение заданного промежутка времени провести бабочку через как можно большее число колец, возникающих в случайных местах игрового пространства. При пролете бабочки через него оно исчезает и появляется новое на заданном в настройках расстоянии от предыдущего. Число колец, через которые игрок проводит бабочку в единицу времени, характеризует скорость прохождения колец. Эта скорость является критерием, по которому ведется оценка психофизического состояния игрока.
Уровень сложности напрямую связан с физической нагрузкой и меняется по результатам игры (скорости прохождения колец), с учетом физической подготовленности и двигательного опыта учащихся. Нагрузку игрок испытывает, управляя игрой посредством силового джойстика.
Цель управления нагрузкой состоит в том, чтобы поддерживать постоянную скорость, задаваемую педагогом. В качестве критерия оптимальности управления выбрано отличие скорости от заданной (чем меньше отличие, тем лучше). Отличие скорости определяется после тренировки численным интегрированием модуля разности скоростей по времени.
Так как результаты каждого выполненного упражнения в подходе сохраняются в базе данных и используются в дальнейшем для управления нагрузкой, эту систему мы отнесли к адаптивным автоматическим системам управления дуального класса.
В начале занятия из базы данных выбирается фамилия школьника, который будет тренироваться, и загружается соответствующий его возможностям уровень нагрузки. После запуска основной программы появляется форма со списком игроков по номерам уровней, на которых находятся школьники. Каждому игроку в зависимости от уровня присваивается место. Ребята перед игрой могут посмотреть занимаемые ими места. Это значительно повышает мотивацию к занятиям на тренажере: между игроками возникает соревнование.
Тренировка осуществляется во время игры с графикой и длится установленное в настройках количество минут (по умолчанию - 20).
После занятия появляется форма с результатами игры (рис. 4), из которой играющий узнает, на каком уровне он находится в данный момент. Это важно для
повышения мотивации к занятиям на тренажере. У ребенка возникает желание играть лучше и подняться на более высокий уровень.
Уровень
Был: 14 Сейчас: 16 В следующий раз: 15
Рис. 4. Таблица результата после игры Рис. 5. Таблица списка игроков
После этой формы появляется следующая форма с таблицей (рис. 5), в которой указаны все игроки, отсортированные по занимаемым местам. Это важно для повышения мотивации к занятиям на тренажёре. У занимающегося ребенка возникает желание играть лучше и подняться на более высокий уровень, что очень ценится в среде подростков. Это послужило стимулом некоторым учащимся исследовательской группы заняться ОФП самостоятельно в домашних условиях, предварительно получив консультацию у учителя физической культуры, некоторые стали посещать тренажерные залы. Отмечена учителем физической культуры повысившаяся активность на его уроках.
Исходя из положения о том, что одним из стимулирующих факторов физического самосовершенствования человека является организация обучения и воспитания в условиях игровой, соревновательной деятельности, при которой происходит максимальная мобилизация его физических способностей, игра должна использоваться как мотив, стимул, которые способны содействовать развитию физических качеств. Компьютеризация, предполагающая многоцелевое использование ПК в учебном процессе, изменила взгляды на существующие средства обучения.
Особое внимание к проведению учебных игр с помощью компьютера мы связываем с тремя обстоятельствами:
- во-первых, использование ПК является качественно новым этапом применения в учебном процессе игры, которая традиционно занимала ведущее место среди активных методов обучения;
- во-вторых, важнейший результат игры - это радость и эмоциональный подъем. Именно благодаря этому замечательному свойству игра, особенно с элементами соревнования, больше, чем другие формы физического воспитания, адекватна двигательным потребностям молодого организма в движении;
- в-третьих, становление и развитие учебной игры с помощью ПК во многом перекликается с широким распространением электронных и компьютерных игр, которые стали «популярным элементом культуры подрастающего поколения».
Применение КИТКАВ привело к улучшению физической и психофизической подготовленности детей, что обусловлено:
- безопасным увеличением объема двигательной активности;
- адаптивным регулированием нагрузки каждого ребенка;
- адаптацией комплекса к психофизическому состоянию детей.
Нагрузка, создаваемая КИТКАВ, регулируется с учетом психологической и
Выбор игрока
Место Имя
Имя игрока | Прокопенко!
Добавить игрока
| Уровень II
1 1 Т кайшаов ■ 41
2 Буктояров 39
3 | Кринин 38
4 Кузьмич 38
5 | Ч аусов 36
Б | Сиюков 35
7 Сельменокик 34
8 Сиянов 34
9 Данилнж 33
10 | Павлов 32
11 | Муратов 32
12 Кирилов 31
13 Черняев 30
14 Апуктин 29
Уровень [ЇЇЇ
и
Удалить игрока
физической готовности. Обнаружена волнообразность изменения нагрузки как на протяжении одного занятия, так и от занятия к занятию с тенденцией увеличения объема нагрузки.
Результаты педагогического воздействия на детей из экспериментальной группы выражаются в следующих биомеханических характеристиках:
- мера вращающего действия силы на джойстик составила на начало исследования 15,8 ± 0,60 Н-м, а в конце исследования - 22,9 ± 2,25 Н-м (достоверность статистически значима при р<0,05);
- работа силы, проявленная учащимися на начало исследования, была 3449 ± 30,8 Дж, а после исследования составила 4036 ± 55,1 Дж (р<0,05);
- средняя мощность на третьем занятии развивалась до 2,9 ± 0,02 Вт, а в конце исследования повысилась до 3,36 ± 0,030 Вт (р<0,05).
Выявленные изменения свидетельствуют об увеличении скоростно-силовых качеств (и имения ими управлять), выносливости, точности движений у детей среднего школьного возраста.
Преимущество авторской методики развития физической подготовленности подтверждено результатами, полученными во время педагогического исследования. Достоверный прирост результатов (р<0,05) у школьников экспериментальной группы выявлен в тестах: количество сгибании и разгибании рук в упоре лежа, приседания, прыжок в длину с места, подъем туловища из положения лежа на спине, подъем ног до угла 900 в висе на гимнастической стенке, кистевая динамометрия - левая рука, сгибание и разгибание рук из положения виса лежа, бросок медицинского мяча из-за головы в положении стоя, измерение быстроты реакции.
Примечания:
1. Волков Л.В. Обучение и воспитание юного спортсмена. Киев: Здоровье, 1984. 144 с.
2. Беленов В.Н. Формирование ценностного отношения старшеклассников к здоровью в процессе физического воспитания: автореф. дис. ... канд. пед. наук. Самара, 2000. 16 с.
3. Зайцев Г.К. Время педагогики здоровьесозидающей // Народное образование. 2002. № 6. С. 193-194.
4. Иванова Г.П., Гамаль Е.В. Особенности развития у дошкольников двигательных качеств при использовании спортивно-компьютерно-игрового комплекса // Вестник Балтийской академии. 1997. Вып. 10. С. 9-12.
5. Курысь В.Н. Основы познания физического упражнения: учеб. пособие. Ставрополь: Изд-во СГУ, 1998. 130 с.
6. Лях В.И. Двигательные способности: Общая характеристика и основы теории и методики развития в практике физической культуры // Физическая культура в школе. 1996. № 2. С. 26.
7. Козлова Н.В. Игра как условие развития творческих возможностей учащихся начальных классов различных педагогических систем: дис. ... канд. психол. наук. Томск, 1997. 104 с.
8. Ратов И.П. Концепция перспектив развития физкультурно-спортивных тренажеров // Теория и практика физ. Культуры. 1990. № 8. С. 10-13.
9. Черкесов Ю.Т. Проблема и методические возможности детерминации режимов силового взаимодействия спортсменов с объектами управляющей предметной среды: автореф. дис. ... д-ра пед. наук. М., 1993. 62 с.
10. Попов Г.И. Биомеханические основы создания предметной среды для формирования и совершенствования спортивных движений: автореф. дис. ... д-ра пед. наук. М., 1992. 48 с.
11. Съедугин А.П. Методы программирования физических упражнений при игровых режимах их выполнения с использованием бытовых компьютерных устройств: дис. ... канд. пед. наук. М., 2000. 126 с.
12. Харенко С.А. Взаимозависимое развитие физических и интеллектуальных способностей человека в условиях применения биотехнического комплекса «Мотив»: дис. ... канд. пед. наук. Нальчик, 2002. 145 с.
13. Пискунова Е.В. Сопряженное развитие физических и интеллектуальных способностей детей младшего школьного возраста на мотивационной основе: дис. ... канд. пед. наук. Нальчик,
2003. 178 с.
14. Решение о выдаче патента № 2006107063/12(007647) от 19.07.2007 г., приоритет от 06.03.2006 г. Авторы Афанасенко В.В., Черкесов Т.Ю., Черкесова В.П., Свечкарёв В.Г., Поляков С.В., Пискунова Е.В., Тимофеева Е.А., Аджиева Л.М.
15. Свечкарев В.Г. Совершенствование двигательных возможностей человека посредством автоматизированных систем управления: автореф. дис. ... д-ра пед. наук. Майкоп, 2008. 58 с.
References:
1. Volkov L.V. Training and education of the young sportsman. Kiev: Health, 1984. 144 p.
2. Belenov V.N. Formation of the value attitude of senior pupils to health in the course of physical training: Author’s summary of Dissertation for Candidate of Pedagogy degree. Samara, 2000. 16 p.
3. Zaitsev G.K.The time of health-creative pedagogy //National education. 2002. No. 6. P. 193194.
4. Ivanova G.P, Gamal E.V. Features of development of impellent qualities in preschool children at use of a sports-computer-game complex// Bulletin of the Baltic Academy. 1997. Iss.. 10. P. 9-12.
5. Kurys V.N. Bases of knowledge of physical exercise: the manual. Stavropol: SGU Publishing House, 1998. 130 p.
6. Lyakh V.I. Motive ability: the general characteristic and bases of the theory and a development technique in physical training practice//Physical training at school. 1996. No. 2. P. 26.
7. Kozlova N.V. A game as a condition of development of creative possibilities of pupils of initial classes of various pedagogical systems: Dissertation for Candidate of Psychology degree. Tomsk, 1997.104 p.
8. Ratov I.P. Concept of prospects of development of physical-sports training device// Theory and practice of physical culture. 1990. No. 8. P. 10-13.
9. Cherkesov Yu.T. The problem and methodical possibilities of determination of modes of power interaction of sportsmen with objects of the operating subject environment: Author’s summary of Dissertation for Doctor of Pedagogy degree. М., 1993. 62 p.
10. Popov G.I. Biomechanical basis of creation of the subject environment for formation and perfection of sports movements: Author’s summary of Dissertation for Doctor of Pedagogy degree. М., 1992.48 p.
11. S’edugin A.P. A method of programming physical exercises at game modes of their performance with the use of household computer devices: Dissertation for Candidate of Pedagogy degree. М., 2000. 126 p.
12. Kharenko S.A. Iterdependent development of physical and mental abilities of the person in the conditions of application of a biotechnical complex “Motive”: Dissertation for Candidate of Pedagogy degree. Nalchik, 2002. 145 p.
13. Piskunova E.V. A joint development of physical and mental abilities of children of younger school age on a motivational basis: Dissertation for Candidate of Pedagogy degree. Nalchik, 2003. 178 p.
14. The decision on patent delivery № 2006107063/12 (007647) from 7/19/2007, a priority from 3/6/2006 Authors: Afanasenko V.V., Cherkesov T.Yu., Cherkesova V.P, Svechkaryov V.G, Polyakov
S.V., Piskunova E.V., Timofeeva E.A., Adjieva L.M.
15. Svechkaryov V.G. Improvement of impellent possibilities of the person by means of the automated control systems: Author’s summary of Dissertation for Doctor of Pedagogy degree. Maikop, 2008. 58 p.
