Возрастные особенности детей школьного возраста

Министерство спорта, туризма и молодежной политики Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Камская государственная академия физической культуры, спорта и туризма Кафедра Анатомии и Физиологии Учебно-методическое пособие для студентов факультета АФКСиТ Практикум по возрастной физиологии Набережные Челны 2010

Практикум предназначен для самостоятельной и аудиторной работы студентов по курсу «Возрастная физиология» на факультете АФКСиТ Камской государственной академии физической культуры, спорта и тризма. Практикум включает в себя теоретическую самоподготовку к семинарским занятиям, самостоятельную, аудиторную и проверочную работу, объём требований для подготовки к зачету, список рекомендованной литературы для подготовки к занятиям.

Рецензенты: к.б.н., профессор Г. Х. Самигуллин д.б.н., профессор А.С. Чинкин

Введение

Первое, что должен знать педагог, это строение

и жизнь человеческого тела — анатомию и физиологию человеческого тела и его развитие.

Без этого нельзя быть педагогом, правильно растить ребенка.

Н.К. Крупская

Тело человека — удивительный механизм. В нем происходит бесконечное множество отлично координированных явлений. Все его клетки и ткани поддерживают между собой связь и их деятельность четко скоординирована. Они обеспечивают непрерывное осуществление сложных функций, таких как зрение, дыхание, обработка информации и т. п. Когда вы отдыхаете, ваше тело физиологически активно. Теперь задайтесь вопросом: насколько не повышается активность всех систем организма, когда вы активно двигаетесь, ведь с увеличением физической нагрузки возрастает и физиологическая активность мышц. Если вы встанете, выйдете на улицу и начнете бегать трусцой, в действие придут почти все системы вашего организма, переходя из состояния покоя в состояние физической нагрузки.

Проблема изучения механизма больших физических и умственных нагрузок, вследствие инновации обучения в школе, на организм ребенка в последнее время привлекает все большее и большее внимание ученых разных стран. В то же время, преставление о норме, как среднестатистическом показателе не устраивает сейчас ни физиологов, ни психологов, ни педагогов в виду индивидуальных особенностей и возрастных различий. В последние годы утверждается понятие индивидуальной нормы как оптимального состояния человека.

В данном учебном пособии описываются современные методы исследований адаптации школьников, на разных возрастных этапах, как к физическим, так и умственным нагрузкам. В нем подробно описывается каждый этап школьного возраста, начиная с момента наступления школьной зрелости, именно тогда, когда двигательная активность играет наиважнейшую роль в совершенствовании растущего организма.

Глава I. Возрастные особенности детей школьного возраста

Наступление школьной зрелости. За время десяти школьных лет ребенок проходит огромный путь, в течение которого он растет, созревает и достигает зрелого типа функционирования его организм, формируется интеллект. Дети растут и развиваются неравномерно. Периоды интенсивных ростовых процессов сменяются их торможением, периоды вытягивания чередуются с периодами округления. На протяжении индивидуального развития организма происходят постоянные, закономерные изменения и размеров тела, и функциональных характеристик органов и систем. В результате изменений на каждом этапе онтогенеза формируются специфичные для каждого этапа свойства отдельных систем и организма в целом. Учет этих свойств необходим при планировании и проведении как педагогических так и гигиенических, оздоровительных и спортивных мероприятий. Поступление в школу, начало обучения детей в школе, знаменуют собой серьезное изменение в их жизни. Меняется полностью, прежде всего режим труда и отдыха.

Совершив первый шаг в школьный класс, попав впервые в атмосферу урока, ребенок попадает в совершенно новые для него условия. Эти условия сопровождаются необходимым длительным и устойчивым вниманием, ограничением двигательной активности, что делает начало обучения в школе одним из самых трудных этапов в жизни ребенка. Кроме того начало обучения в школе является одним из трех критических периодов постнатального онтогенеза. Именно на этот факт необходимо обратить внимание опытным педагогам в чьи руки мы отдам наших детей. Поэтому, прежде чем перейти к характеристикам школьного возраста остановимся на возрасте первого года обучения в школе. Первый год обучения в школе приходится на очень важный возрастной период, характеризующийся ускоренными морфофункциональными преобразованиями в организме ребенка. В работах ряда авторов Цыганов Г. В. (1996 г.), Фельдман Р. И. (1996 г.), А. Boraito Perez et al (1998 г.) отмечено, что ограничение двигательной активности, связанной с увеличением объема и интенсивности умственной нагрузки особенно с включением в учебные программы различных форм образования, оказывает значительное воздействие на детский организм, в том числе на сердечно-сосудистую систему. Так у многих детей происходит изменение зубца Т-электрокардиограммы, что свидетельствует об уменьшении обменных процессов в миокарде, что в свою очередь ведет к замедлению процессов развития сердечной мышцы (Г.В. Цыганов, 1996 г). На высоком уровне сохраняется зубец Р, что свидетельствует о большом симпатическом функциональном влиянии на сердце, а это позволяет держать сердце в постоянном напряжении даже в покое. Эти изменения являются в значительной степени тревожными и основная их причина, уменьшение двигательной активности у детей первого года обучения в школе. К моменту поступления ребенка в школу его рост достигает Ѕ длины тела взрослого человека (данный период, 5−7 лет в возрастной физиологии, называется периодом вытягивания). Развитию организма детей этого возраста характерна гетерохронность: длина туловища и размеры головы увеличиваются в меньшей степени, чем длина конечностей рук и ног. Значительного, но не окончательного развития достигают мышцы кисти. Уже к моменту поступления в школу становится довольно тонкой их координация, что способствует овладению навыков рисования, лепки, однако, как мы уже указали, что для данного возраста характерна гетерохронность, которая приводит к более интенсивному развитию крупных мышц, что затрудняет выполнение мелких точных движений. Поэтому именно в этом возрасте детям с трудом дается правописание. В течении первого года обучения продолжается морфологическое и функциональное развитие нервной системы. Несмотря на окончание морфологического развития коры головного мозга (размеры корковых зон составляют 80% размеров взрослого), для высшей нервной деятельности в этот период еще характерна неустойчивость нервных процессов. В поведении детей этого возраста большое значение имеет подражание, проявляется творчество и инициатива. Для обеспечения работы мозга как единого целого важна степень созревания связей между разными структурами. Развитие этих связей не заканчивается к 6−7 годам, наиболее поздно формируются (к 15−16 летнему возрасту) связи лобных отделов с другими областями кора и подкорковыми структурами (Д.А. Фарбер и др. 1990 г). Значит, хотя к началу обучения в школе мозг ребенка в значительной мере структурно зрел, однако связи коры больших полушарий продолжают еще развиваться. Это происходит под влиянием внешних воздействий: воспитания и обучения. Именно поэтому для развития детей этого возраста большое значение имеют игры. И как говорил П. П. Лесгафт: «Игра — есть упражнение посредством которого ребенок готовится к жизни». В возрасте 6−7 лет претерпевает изменения и костная система. Так, например, в этом возрасте происходит рост ребер, изменяется их положение. Вследствие изменения формы грудной клетки, вызванного ростом ребер, изменяется и характер дыхания: если раньше дыхание было в основном «брюшное», то с этого возраста становится «грудобрюшным». Таким образом в механизме вдоха и выдоха межреберные мышцы начинают играть ведущую роль. Для данного возраста характерен высокий уровень обменных процессов во всех тканях организма. В покое расход энергии организмом ребенка 6−7 лет составляет 2−3 ватт/кг массы тела. Этот высокий уровень энергозатрат обеспечивается у детей более интенсивной работой сердечнососудистой и дыхательной систем. Т.о. для детей первого года обучения в школе характерны высокая частота дыхания составляющая 24−26 дыхательных циклов в минуту, небольшая глубина дыхания 140−150 мл. Частота сердечных сокращений — 95−98 уд/мин. Относительная объемная скорость кровотока (в расчете на единицу массы тела) у детей в 2 раза больше, чем у взрослых, что и является причиной обеспечения кислородом тканевые метаболические процессы.

С 6-ти летнего возраста начинается быстрое совершенствование сосудодвигательных реакций периферических сосудов. Именно поэтому в этом возрасте эффективны различные закаливающие процедуры.

Итак, возраст 6−7 лет, возраст первого года обучения в школе является одним из основных этапов адаптации к новым условиям социального существования. Специальные исследования показали, что некоторые 6−7 летние дети, еще не достигшие школьной зрелости, в течение всего учебного года слабо приспосабливаются к новым условиям, проявляют низкую работоспособность и учебную активность по сравнению со «зрелыми» ровесниками. Эти качества у «незрелых» детей сохранялись и в последующие 3 года. Именно поэтому, очень строго стает вопрос о том, как улучшить, оптимизировать функциональное состояние нервной системы первоклассников, как снизить отрицательные последствия нервно-психического напряжения. Выяснено, что особенно благоприятно влияют на центральную нервную систему детей физические упражнения аэробной направленности. Проведенными исследованиями (Р.А. Абзалов, 1985, 1988; Р. Р. Нигматуллина и др, 1992; J.S. Harrell et al 1997; Т. Г. Кириллова 2000) показано, что ограничение двигательной активности развивающегося организма отражается не только на центральной нервной системы, но и на функционировании сердечно-сосудистой системы. У детей первого года обучения в школе недостаточная двигательная активность сдерживает рост показателей ударного минутного объема крови и возрастное урежение сердцебиения. В условиях же ежедневных занятий физическими упражнениями у детей первого года обучения в школе происходит развитие брадикардии тренированности, увеличение ударного и минутного объема крови, повышение эффективности насосной функции сердца (Т.Г. Кириллова, 2000). Кроме того физические упражнения необходимы для совершенствования регуляции функционального состояния центральной нервной системы, повышения ее адаптационных возможностей при умственных и физических нагрузках. Младший школьный возраст. Последующие годы обучения в школе, т. е. в начальных классах, происходит замедление скорости роста в длину. Этот период приходится на возраст 7−10 лет и именуется, как младший школьный возраст.

Данный период, по периодизации А. А. Маркосяна, носит название второе детство и является наиболее спокойным в развитии детей: происходит плавное изменение структур и функций организма. Несмотря на замедление темпов роста, длина тела увеличивается интенсивнее, чем масса. В ходе развития детей происходит процесс окостенения скелета, т. е. замена хрящевой ткани на костной. Сроки формирования костной ткани тесно взаимосвязаны с определенными этапами физического и полового развития и является своеобразным его барометром. Так, например, появление точек окостенения шиловидного отростка у девочек, и у мальчиков происходит в 7 летнем возрасте, тогда как у гороховидной кости точки окостенения появляются в 9 лет у девочек и лишь в 11 лет у мальчиков. К 9−11 годам заканчивается окостенение фаланг пальцев рук, а кости таза интенсивно развиваются с 8−10 лет, особенно у девочек. В этом возрасте вследствие изменения в строении связочного аппарата, хрящевых и костных элементов позвоночника, постепенно формируются изгибы позвоночника: к 7 годам устанавливаются шейная и грудная кривизны и только к 12 годам — поясничная. Наиболее позвоночник подвижен до 8−9 летнего возраста, вследствие чего у младших школьников зачастую отмечаются случаи нарушения осанки и деформации позвоночника. Все эти особенности формирования скелета необходимо учитывать при построении физкультурных занятий в школах, а также тренировочных процессах. Чрезмерные нагрузки на нижние конечности, резкие толчки при прыжках особенно на одной ноге, могут вызвать смещение костей таза, привести к плоскостопию. Большие по интенсивности и объему физические нагрузки в этом возрасте приводят к значительным энергозатратам, что может повлечь за собой задержку роста. В младшем школьном возрасте мышцы имеют тонкие волокна, бедны белком и жирами, содержат много воды, поэтому развивать их надо постепенно, разносторонне. Меняется соотношение типов мышечных волокон: увеличивается количество и относительная площадь красных и промежуточных волокон по сравнению с белыми. Значит, в этом возрасте можно начинать постепенное развитие выносливости. У детей 7−10 лет основная масса скелетных мышц состоит из волокон I типа. Известно, что тип I характеризуется преобладанием аэробной энергетикой, что связано с процессами окисления в митохондриях (Косицкий, 1985 г.). Аэробный способ получения энергии более экономен, удерживается длительное время, нежели анаэробный (бескислородный), который приводит к быстрому утомлению.

Концентрация и активность ферментов, отвечающих за окислительные процессы в мышцах, так же очень высоки — почти как спортсменов стайеров

(Д.А.Фарбер, 1990 г.). Морфологическая структура мышц такова, что каждое волокно близко соприкасается с капиллярами, доставляющие в мышцы кровь, а вместе с ней кислород и питательные вещества. Для детей этого возраста характерна высокая потребность в кислороде несмотря на сравнительно невысокую массу скелетных мышц, отношение максимального потребления кислорода (МПК) в возрасте 9−10 лет почти в 2 раза превышает подобное отношение у взрослых. Интересен тот факт, что после этого возраста — младшего школьного, таких явлений больше не наблюдается.

Высокая потребность в кислороде характерна и для тканей внутренних органов, а также для мозга. В младшем школьном возрасте мозг ребенка потребляет кислород в два раза интенсивнее, чем мозг взрослого.

Претерпевает существенные изменения структура и функциональная деятельность мозга. В этом возрасте заканчивается рост и структурная дифференцировка нервных клеток. Однако, функциональные показатели нервной системы еще далеки от совершенства. В корково-подкорковом взаимодействии лидирует кора. Созревание коры больших полушарий отражается в ЭЭГ и свидетельствует о высокой степени сформированности состояния покоя для приема и переработки информации, поступающей из вне. Усиление влияния коры по отношению к подкорковым структурам способствует нарастанию сдержанности в проявлении эмоций, осмысливания поведений. По мнению шведских ученых нельзя игнорировать того, что женский мозг функционирует не так как мужской. Установлено, что девочки с поразительной легкостью усваивают информацию в младшем школьном возрасте. Поэтому комиссия министерства образования пришла к выводу, что точные науки они должны изучать в младших и средних классах, тогда как мальчики — в старших.

В течение младшего школьного возраста создаются предпосылки для совершенного опознания зрительных стимулов, совершенствуется выделение наиболее значимой информации по заранее заданной инструкции или по внутреннему побуждению, что в первую очередь связан с усилением вовлечения в процесс восприятия лобных отделов коры больших полушарий (Д.А. Форбер, 1990 г.). Меньшую роль начинают играть эмоциональные характеристики стимула и большую его информационная значимость. Таким образом младший школьный возраст — это возраст перехода от рефлекторной эмоциональности к интеллектуализации эмоций.

Несмотря на завершение морфологического развития нервной системы, по — прежнему, все еще преобладает процесс возбуждения, что приводит к быстрому утомлению. Большая возбудимость, высокая пластичность нервной системы способствует лучшему и более быстрому усвоению дыхательных навыков. В возрасте 7−10 лет дети могут без особого труда овладеть технически сложными формами движения. В то же время у них резко выражено запредельное торможение и слабая устойчивость к воздействию посторонних раздражителей.

Возрастные изменения сердечно-сосудистой системы в младшем школьном возрасте характеризуются равномерностью, относительно более медленными темпами увеличения объема сердца по сравнению с суммарным просветом сосудов. Масса сердца в этом возрасте составляет 83−122 гр. Одной из причин сравнительно низкого артериального давления в возрасте 7−10 лет является относительно больший просвет прекапиллярной и капиллярной сети. Т. е. в этом возрасте составляет СД=100−105 мм. рт. ст., ДД= 53−62 мм. рт. ст. Закономерное снижение ЧСС с возрастом связано с морфологическим и функциональным формированием сердца, увеличением систолического объема крови (к 7 годам СО=23 мл, к 10 годам-37 мл), появлением и становлением центров блуждающего нерва. Так, возрасте 7−8 лет ЧСС= 80−92 уд/мин, а к 10 годам составляет — 76−84 уд/мин.

С возникновением вагусной иннервации и дальнейшим увеличением степени ее выраженности в онтогенезе, деятельность сердца становится более экономной, увеличивается резерв его работоспособности и устойчивости. Усиление парасимпатических влияний на сердце тесно связано с развитием сильной мускулатуры. Однако, в младшем школьном возрасте симпатические влияния на сердце выражены все еще больше, чем парасимпатические. У детей 7−10 лет сократительная способность миокарда еще недостаточна и невелик его функциональный резерв, что связано с преобладанием симпатических влияний на сердце. Несмотря на то, что сердце младших школьников может довольно легко приспосабливаться к физической нагрузке и быстро восстанавливаться при отдыхе до исходного уровня, его деятельность нередко неустойчива. Вследствие этого у детей могут возникать различные нарушения сердечного ритма и резкие изменения АД.

До 7−8 летнего возраста продолжают увеличиваться и показатели дыхательной системы. Таким образом объем легких увеличивается в 8 раз, а к 10 летнему возрасту — в 10 раз по сравнению с новорожденными и составляет Ѕ объема легких взрослого организма. Причем увеличение объема происходит не за счет увеличения количества альвеол, а за счет увеличения их объема. С возрастом изменяется соотношение частоты и глубины дыхания. Так, если в 7 летнем возрасте ЧД составляет 23, к 10 годам происходит снижение до 18−20 циклов в минуту. Глубина дыхания, наоборот, увеличивается: в 7 лет — 165 мл, а в 10 лет — 255 мл. До 8 лет минутный объем дыхания (МОД) у мальчиков и девочек имеет равные абсолютные величины, а в дальнейшем у мальчиков становится выше. Это объясняется препубертатной дифферентацией типов дыхания — брюшной у мальчиков и грудной у девочек. Относительная же величина МОД у младших школьников выше, чем у подростков и юношей и находится в пределах 3500 — 4400 мл. В этом возрасте дети уже могут контролировать свое дыхание в покое. Время задержки дыхания на выдохе составляет 26−39 сек, на вдохе — 17−20 сек.

Однако, при напряженной мышечной работе дыхание у детей становится неровным, поверхностным, более частым чем у взрослых, гораздо менее максимальные величины легочной вентиляции у 8 летних МОД составляет лишь 30−40 л/мин, у 10 летних 40−50 л/мин, что является следствием преобладающего влияния симпатического влияния на организм младшего школьника.

Среди факторов, обеспечивающего резкое увеличение с возрастом надежности физиологических систем, важную роль играет энергетика. У детей младшего школьного возраста очень высоки необходимые, ежедневные энергозатраты, что связано с большей интенсивностью окислительных процессов. Суточный расход энергии составляет 2.400−2.800 ккал. Более интенсивный энергетический обмен у детей препятствует накоплению в их тканях значительных запасов энергетических субстратов, т. е. резервные энергетические возможности сравнительно невелики. Это делает менее надежными все функции детского организма, поэтому значительным своеобразием отмечается реакция организма младших школьников на физическую нагрузку, что особенно заметно по показателям функций дыхания и кровообращения. При продолжительной нагрузке у младших школьников отмечаются более низкие величины МПК. Так, у мальчиков 8−9 лет МПК достигает лишь 1,5 л/мин, а у девочек -1,0 л/мин.

Потребление кислорода при небольшой физической нагрузке у младших школьников выше, чем у подростков и даже юношей, тогда как процент использования кислорода, т. е. его утилизация, ниже. Значит, при выполнении равной по объему работы у младшего школьников наблюдаются большие суммарные энергетические траты и меньший кислородный пульс (количество кислорода в мл. на одно сокращение сердца): у 8−9 летних мальчиков — 8мл/уд., у девочек — 5,4 мл/уд. У детей данного возраста так же снижена анаэробная производительность, т. е. ограниченная способность работать в кислороде долг. Младшие школьники прекращают интенсивную физическую нагрузку, когда КД составляет лишь 800−1200 мл. Другим, не менее важным фактором меньшей надежности является незрелость регулирующих систем организма.

В связи с этим, а так же из-за нехватки резервов любая физиологическая реакция вовлекает в активную деятельность не только те ткани и органы, которые непосредственно необходимы для ее реализации, но так же и другие, способные оказать помощь в достижении конечной цели. Такой генерализованный тип реакции неэкономичен и у взрослых обычно не наблюдается. У детей же любое напряжение организма всегда связано с активной перестройкой работы практически всех органов и систем, что влечет высокую цену адаптация в младшем школьном возрасте к изменениям внешних условий. По мере адаптации к школьным условиям у большинства первоклассников напряжение физиологических функций снижается. Однако к концу учебного года накапливается утомление и напряжение вновь возрастает. Интересно заметить, что девочки испытывают значительно меньшее напряжение и легче приспосабливаются к новым условиям. Большинство детей, конечно же, благополучно переживают трудный период адаптации к школе, однако для некоторых связанное с этим напряжение оказывается чрезмерно большим. У таких детей младшего школьного возраста могут возникнуть разнообразные функциональные нарушения, например задержка ростовых процессов, изменение состава крови, снижение реактивности и резистентности, а так же понижение физической и умственной работоспособности. Все это отрицательно сказывается на возможностях усвоения учебного материала, осложняет психофизиологическое состояние ребенка, которое и без того находятся в напряжении. И только от профессионализма педагогов зависит определение первых признаков перенапряжения, создание, если требуется, щадящего режима за счет снижения учебной нагрузки и помощи в социальной сфере.

Все эти особенности организма младшего школьного возраста необходимо учитывать, в первую очередь, для последующего гармоничного развития детей. Средний школьный возраст. Подростковый возраст — это годы перехода ко взрослому состоянию как в социально-психологическом, так и в биологическом плане.

Подростковый возраст характеризуется максимальным темпом роста всего организма, усилением окислительных процессов, нарастанием функциональных резервов организма, активацией ассимиляторных процессов, усилением процессов морфологической и функциональной дифференцировки головного мозга и внутренних органов. В значительной же мере специфика этого возраста определяется биологическим фактором — процессом полового созревания. Для полового созревания характерно ускоренное половое развитие, который завершается половой зрелостью. Девочки в половом созревании на 1−2 года опережают мальчиков, причем имеются и индивидуальные различия в сроках и темпах. Процесс полового созревания протекает под контролем центральной нервной системы и желез внутренней секреции. Ведущую роль в нем играет гипоталамо — гипофизарная система. В самом центре основания головного мозга расположен гипоталамус — комплекс нервных ядер, представляющий собой эволюционно наиболее древний центр регуляции функций внутренних органов и эндокринных желез. К этому нервному центру непосредственно примыкает главная железа внутренней секреции — гипофиз. Гипоталамус управляет активностью гипофиза, который, в свою очередь, с помощью вырабатываемых им специальных гормонов контролирует большинство других желез организма. Это так называемые тропные гормоны, к их числу относятся соматотропин, активирующий ростовые процессы, и гонадотропные, усиливающие выработку половых гормонов в надпочечниках и половых железах. В коре надпочечников начинают усиленно вырабатываться андрогены, которые обеспечивают появление и развитие вторичных половых признаков, влияют на рост и развитие мускулатуры, на процесс созревания скелета. Под влиянием гормонов гипофиза усиливается активность щитовидной железы и изменяется обмен веществ. Поступая в кровь, гормоны становятся мощными регуляторами роста и развития организма, приводят к формированию вторичных половых признаков, т. е. тех внешних свойств, которые характерны для взрослого человека и отражают его половую принадлежность.

Половое созревание, сопровождающиеся значительным усилением симпатических воздействий на организм, увеличением возбудимости коры головного мозга и повышением общей реактивности нервной системы, способствует повышению эмоциональности, вызывает изменение кровяного давления, ритма сердечной деятельности и дыхания. Повышенная возбудимость и недостаточная уровновешанность основных нервных процессов могут способствовать временному нарушению взаимодействий двигательных и вегетативных функций, вызвать менее рациональные адаптивные реакции дыхания и кровообращения, что особенно ярко проявляется при мышечных усилиях.

В подростковом возрасте костная система находится в состоянии усиленного роста. Особенно быстро растут длинные трубчатые кости верхних и нижних конечностей, ускоряется рост позвонков в высоту. Рост же костей в ширину незначителен. Позвоночник по-прежнему подвижен и податлив. Поэтому в связи с отставанием развития мышечной ткани от роста костного скелета при неблагоприятных условиях и в этом возрасте могут возникнуть различные нарушения осанки или деформации позвоночника. Применения чрезмерных мышечных нагрузок ускоряет процесс окостенения и может вызвать замедление роста трубчатых костей в длину. К 12−13 годам заканчивается окостенение запястья и пястья. Развитие костной ткани в значительной мере зависит от роста мышечной ткани.

Быстрыми темпами развивается мышечная система в период полового созревания. Повышается возбудимость, возрастает функциональная подвижность (лабильность) мышц. Они приобретают способность воспроизводить более высокий ритм раздражений. К 14−15 годам мышцы по своим свойствам уже достигает данные взрослых. Резкий скачок в увеличении общей массы мышц происходит в 13 лет. Так, если в 8 лет мышцы составляют 27% массы тела, у 12- летнего — около 29%, в 15 лет уже около 33%. Изменяется диаметр мышечных волокон. Но функциональные возможности мышц еще значительно ниже, чем у взрослых. Так, у 12-летних сила мышц составляет 65% в сравнении с 20−30- летними, а у 15-летних -92%. Производительность же работы на единицу времени у 14−15- летних составляет 65−70% от производительности взрослых. В этом возрасте в основном заканчивается развитие иннервационного аппарата мышц, координации движений. Становится возможным длительное выполнение тонкодифференцированных движений.

Перестройка в структуре скелетных мышц не может не сказаться на мышечной работоспособности. Отмечается некоторое увеличение возможностей подростков при выполнении циклической работы, особенно в зонах большой и умеренной мощности, т. е. при таких нагрузках, где главным источником энергии служит аэробный процесс. Растет мощность, которую может развивать подросток за счет аэробики, растет и длительность непрерывного удержания нагрузки такой мощности, т. е. объем работы. На этой стадии полового созревания эффективны тренировки общей выносливости, однако надо помнить, что пубертатные перестройки в организме еще далеки от завершения и следует соблюдать осторожность в наращивании интенсивности и объема тренировочных занятий. С другой стороны, тренировка силовых и скоростно-силовых качеств в этот период малоэффективна, и применение таких нагрузок в урочной и неурочной формах должно быть ограничено. В этом возрасте происходит созревание быстрых скелетно-мышечных волокон и нервных спинальных центров, управляющих их сокращением значительно уменьшает время двигательных реакций, позволяет совершенствовать ловкость и другие проявления координации движения. Исчезает угловатость движений, поэтому в этом возрасте подростки начинают увлекаться танцами (Д.А. Фарбер и др., 1990 г.).

Глубокие перестройки, происходящие в сердечно-сосудистой системе, повышают риск появления вегетососудистых дистоний и подростковой гипертонии. Это необходимо учитывать как врачам, проводящим диспансеризацию, так и педагогам и родителям, регулирующим школьную нагрузку подростков. На этом этапе развитию сердца свойственны наиболее выраженные и быстро нарастающие изменения. Особенно заметно увеличивается масса желудочков, причем больше — левого. Масса сердца в этом возрасте составляет 258−260 гр. (300 гр. у взрослого). Еще быстрее увеличивается объем сердца, что объясняется стимулирующим влиянием желез внутренней секреции, а значит и повышенным синтезом белка в миокарде. Если у 12 — летних объем сердца в среднем равен 460 мл., то у 15- летних 620 мл.

В этом возрасте завершается деффирентация сердца и оно по своим структурным показателям (кроме размеров) становится подобным сердцу взрослого человека. Следует, однако, помнить, что нередко в период полового созревания происходит нарушение в гармонии роста массы и тотальных размеров тела и увеличением размеров сердца, это чаще возникает у подростков с акселерированным типом развития. В этих случаях деятельность сердца отличается малой экономичностью, недостаточным функциональным резервом и снижением адаптационных возможностей к физическим нагрузкам. Повышение МОК при физической нагрузке происходит главным образом за счет учащения ЧСС при незначительном увеличении СО (меньше, чем при соответствии размеров сердца массе и тотальным размерам тела).

Для детей среднего школьного возраста характерна заметное увеличение суточных потребностей в пище. По сравнению с младшим школьным возрастом суточная потребность составляет 2.900 ккал. Однако данная величина является средней, так как необходимо учитывать и индивидуальные колебания суточной потребности, зависящая от телосложения подростка, от уровня основного обмена на единицу времени и т. п. Не все ткани организма расходуют энергию одинаково. Например, жировые клетки и костная ткань характеризуются незначительным обменом, тогда как сердце, печень, мозг, почки несут значительную долю суммарных энергетических затрат организма. Соотношение же различных тканей в организме носит также индивидуальный характер и зависит от пола, возраста и телосложения. Так у подростков дигестивного типа телосложения значительную часть массы тела составляет инертный жир, величина основного обмена на единицу массы тела значительно ниже, чем у представителей, например астенического типа. Кроме того у подростков дигестивного типа полового созревания завершается в среднем на 2 года раньше.

Все изменения в процессе полового созревания, а именно в двигательных функциях ростовых процессах, обменных процессах, связанных с усиленной секрецией гормонов целенаправленно влекут за собой изменения и в функции мозга. Эти изменения функционирования мозга в подростковом периоде связаны прежде всего с переменой активности гипоталамуса, именно здесь расположены центры, регулирования деятельности сердца, сосудов, обмена веществ, дыхания. Кроме того, многие клетки гипоталамуса обладают способностью к секреции гормонов.

В корково — подкорковом взаимодействии лидируют подкорковые структуры. Значительное повышение активности подкорковых структур, особенно в начальном этапе полового созревания приводит к отрицательным изменениям механизмов восприятия и внимания. И только на завершающих этапах полового созревания, когда активно начинают функционировать половые железы, снижается активность гипоталамуса, в корковоподкорковом взаимодействии начинает доминировать кора больших полушарий. Это доминирование приводит к восстановлению и развитию механизма произвольного внимания и избирательного восприятия. У девочек это происходит к 15 годам, а у юношей лишь к 16−17 годам.

Совершенствование системной организации физиологических функций подросткового периода приводит к возрастанию функциональных и адаптационных организма школьника. Снижается степень напряжения физиологических систем в течение учебного года, уменьшается утомляемость, улучшаются показатели умственной работоспособности. Однако, организм детей среднего школьного возраста, все еще крайне неустойчив и подвержен заболеваниям и срывам. Поэтому во время занятий спортом следует осуществлять строгий врачебный контроль за объемом и интенсивностью нагрузок, с тем, чтобы не допустить переутомления и перенапряжения организма. Чуткий, щадящий подход к ним необходим особенно в те периоды, когда к растущему и формирующемуся организму предъявляются повышенные требования, когда нужна максимальная мобилизация всех его функций (например, во время усиленной умственной работы, участия в соревнованиях). Вместе с тем следует помнить, что рационально построенная спортивная тренировка способствует преодолению временных противоречий и затруднений подросткового возраста, а гиподинамия усугубляет их.

Педагогам следует помнить, что эмоции подростков подвижны, изменчивы, противоречивы: повышенная чувствительность нередко сочетается с черствостью, застенчивость — с нарочитой развязностью, появляются чрезмерный критицизм и нетерпимость к родительской опеке. Именно в этот период подросткам особенно нужно и важно чуткое отношение родителей и педагогов. Не следует специально привлекать внимание подростков к сложным изменениям в их организме, психике, однако разъяснить закономерность и биологический смысл этих изменений необходимо.

Период юности характеризуется появлением чувства своей идентичности, индивидуальности. При их невыработанности возникает диффузное, расплывчатое «Я», ролевая и личностная неопределенность. Подросток, с одной стороны, еще ребенок, а с другой стороны, он подключается уже к взрослой жизни, т. е. его внутреннее положение двойственно, поэтому этот возраст называют «переходным» или «переломным». Подростки ищут социальные роли для подражания. Устоявшиеся нормы взрослых являются проблемными ситуациями. Подросток ищет в окружении образцы поведения, которые помогли бы ему проводить свою линию поведения. Он примеряет к себе разные способы взаимоотношений с людьми, со сверстниками, манеру одеваться. Пристальное внимание уделяет своим волевым качествам. Выясняет интенсивность ответных реакций окружения в ответ на свои формы поведения, комментарии, высказывания, слова, мимику, жесты т.д. поисковая активность подростка как бы ищет препятствия, с целью определения пределов допустимых норм поведения. Резкое расхождение между знанием о себе, окружающем мире, приобретенное в более раннем возрасте, и знанием, которое приобретает подросток на основе взаимодействия с социальной действительностью, может приводить к внутренним конфликтам, к неадекватным поступкам. Подросток как бы прощупывает нормы общества, их устойчивость, пределы в разных ситуациях, свое поведение в пределах этих норм.

У подростков с отклоняющимися формами поведения очень часто отмечается невысокий уровень интеллектуального развития. Часто дети, выросшие в неблагоприятных семейных условиях, не имеют никакого образца поведения, у них отсутствуют моральные принципы. Поэтому и возникают отклоняющиеся формы поведения — алкоголизм, наркотизация, раннее проституирование и т. д.

Для подростков характерны резкие колебания настроения в связи с физиологическими изменениями, и их промежуточным положением в обществе. Они способны как к высоким эмоциональным чувствам — любви, самопожертвованию, так и к агрессии, негативизму. В этот период формируются симпатии, привязанности, эротические чувства. Формируются модели сексуального поведения. Происходит поиск своего пути в жизни, своего призвания. Устанавливается партерство в сексуальном, товарищеском, профессиональном плане.

Успешность обучения очень зависит от физиологического состояния, а оно в период полового созревания, особенно у девочек, часто не очень хорошее. У девочек первая менструация нередко сопровождается потерей крови, негативными реакциями (рвота, повышение температуры) и слабостью. Для того чтобы поддерживать активное состояние, подростку нужен определенный режим питания с достаточным количеством витаминов, чередование труда и отдыха, умственной работы и физической. В силу психофизиологических особенностей подростков их значительно труднее в этом возрасте, чем в более младшем, приобщить к труду, к умению организовать свою деятельность, преодолевать трудности: многие дефекты воспитания, допущенные ранее, сказываются в навыках, умениях, личностных качествах подростках. У них очень велико стремление ощущать себя взрослыми. Однако половая зрелость — это еще не завершение биологического созревания, а тем более социального. Возрастные преобразования физиологических систем продолжаются в старшем школьном возрасте. Старший школьный возраст. Старший школьный возраст (15−17 лет) именуется как юношеский возраст и является ответственным этапом развития в жизни школьника. Считается, что к началу юношеского возраста основные физиологические системы уже созрели. Однако данные, полученные в последнее время свидетельствует, что это далеко не так.

В том возрасте рост и развитие организма продолжается, отличаясь от предыдущих периодов новыми особенностями. Так, рост тела в длину замедляется и явно преобладает рост в ширину. Более четкими становятся половые различия. К 17−18 годам фактически завершается не только рост, но и окостенение костей (полное же завершение окостенения фаланг пальцев ног, костей таза завершается в 20−25 лет). В 15−16 лет начинается окостенение верхних и нижних поверхностей позвонков. Позвоночный столб становится более прочным, а грудная клетка продолжает успешно развиваться и может выдерживать значительные нагрузки к этому возрасту. Завершается окостенение стопы, кисти.

Мышцы по своему составу, строению, свойствам приближаются к мышцам взрослых. Опорно-двигательный аппарат может выдерживать значительные статические напряжения и выполняет довольно длительную работу. Развитие мышечной системы происходит за счет роста диаметра мышечного волокна. Все отчетливее наблюдается прирост мышечной массы. У девушек больше происходит больший прирост в массе тела, чем развитие силы мышц. Мышцы же юношей эластичны, имеют хорошую нервную регуляцию, их способность к сокращению и раслаблению достаточно велика.

В юношеские годы завершается развитие центральной нервной системы, значительно совершенствуется анализаторно-синтетическая деятельность коры головного мозга. Нервные процессы отличаются большой подвижностью, хотя возбуждение все еще продолжает преобладать над торможением.

У старших школьников заметно повышается работоспособность, более экономичными становятся кислородные деления при физических нагрузках. Заметно увеличивается возможность организма работать в долг, т. е. повышается анаэробная производительность. Кислородный долг, при котором старшие школьники прекращают работу, приближаясь к уровню взрослых.

МПК (анаэробные возможности) у юношей повышается неравномерно. В период с 15 до 16 лет наблюдается отчетливый рост МПК, правда, не такой большой как в 13−14 лет, а после 16 лет мало заметный. А у девушек уже после 14 лет наблюдается определенная стабилизация МПК, а его относительная величина даже может уменьшаться, что происходит за счет роста жировой ткани. Относительная величина МПК практически приближается к уровню взрослых, в 15−17 лет она равна 65−75 мл/ат/м (у средних школьников 56 мл/ат/м).

У старших школьников сопротивляемость организма различным факторам внешней среды понижена, иммунологические, адаптационные механизмы несовершенны. Это диктует необходимость проведения специальных мероприятий закаливающего характера, особенно с юными спортсменами, т.к. большие нагрузки, вызывая известную напряженность в деятельности органов и систем, могут при неблагоприятных условиях привести к снижению сопротивляемости организма. Например, преобладание на уроках нагрузок, направленных на развитие силовых и скоростно-силовых качеств, способствует общему повышению двигательной подготовленности, но не развивается аэробные возможности организма. Напротив, нагрузки на выносливость дают положительный эффект в развитии аэробных возможностей, но мало влияют на развитие других двигательных качеств. Только комплексное развитие, направленное на всестороннее. В нем подробно описывается каждый этап школьного возраста, начиная с момента наступления школьной зрелости, именно тогда, когда двигательная активность играет наиважнейшую роль в совершенствовании растущего организма.

Совершенствование двигательных качеств, приводит к оптимальному соотношению различных сторон физических возможностей старшеклассников.

В старшем школьном возрасте продолжается структурное созревание коры больших полушарий: усложняется ансамблевая организация ее нервных элементов, увеличивается концентрация нуклеиновых кислот в клетках головного мозга расширяются метаболические возможности нейронов. Результаты электрофизиологических исследований свидетельствуют что, к 17 годам совершенствуются механизмы функциональной организации мозга как в покое, так и при разных формах умственной деятельности. Увеличивается роль лобных областей коры в восприятии внешней информации, происходит специализация полушарий в этом процессе: на этапе анализа физических характеристик сигнала преобладает правое полушарие, их классификация осуществляется с преимущественным участием лобных отрезков левого полушария. Специализация структур мозга в восприятии обеспечивает более быстрое и точное реагирование на воздействия внешней среды. В юношеском возрасте формируются характерные для взрослого человека межполушарные отношения при умственной деятельности: правое полушарие преимущественно активизируется при зрительно-пространственной деятельности, а левое при речевой и абстрактной. Наряду с этим усиливается роль межполушарного взаимодействия.

Продолжает в этом возрасте развиваться и сердечнососудистая система. У 16−17 летних юношей объем сердца в среднем составляет 720 мл., а 18 летнем достигает размеров сердца взрослых. К этому времени и соотношение толщины стенки левого и правого желудочков становится таким же, как и у взрослых (2,5:I). Особенно ярко выражены половые различия в величине сердца: у девочек дальнейший рост сердечных мышц происходит двумя годами раньше. Абсолютная и относительная величина МОК, а также величина СО приближается к величинам, характерным для взрослых. Так, у 17 летних МОК равен 4л/мл., СО — 60 мл.

Из-за продолжающегося повышения тонуса блуждающего нерва ЧСС в покое достигает показателей взрослых. Следует подчеркнуть, что во всех возрастных группах, особенно старших, сердечный ритм девушек заметно чаще, чем у юношей. Повышается АД, однако, у юношей повышение его происходит постепенно, а у девушек слегка волнообразно, с наибольшим перерастанием в 15 лет. Поэтому в этом возрасте как систолическое, так и диастолическое давление у девушек выше. В 16−17 лет эти различия сглаживаются. В 18 лет уровень диастолического давления становится выше у юношей чем у девушек. Следует также учитывать ряд факторов, влияющих на величину АД: прежде всего АД зависит от телосложения — оно выше у гиперстеников. Кроме того, чем выше уровень физического развития и степень полового созревания, тем выше АД. У старших школьников, как и у детей среднего школьного возраста может возникать юношеская гипертония (СД более 140 мл. рт. ст.), которая связана в первую очередь с повышением сосудистого тонуса, обусловленным гормональной гиперфункцией в сочетании с другими неблагоприятными факторами. Максимальное увеличение ЧСС у юношей достигается при большей мощности работать, чем у подростков.

В старшем школьном возрасте возникают трудности, связанные с интенсивностью учебной нагрузки и эмоциональным напряжением, неизбежным в период выбора профессии и подготовки к вступлению во взрослую жизнь.

Большая умственная нагрузка, чрезмерный порой объем учебных заданий приводят к тому, что в этот столь важный для формирования здорового тела и образа жизни период развития двигательная активность юношей и особенно девушек неуклонно снижается, что чревато многими отрицательными последствиями для их здоровья в дальнейшем. Недостаточная отработанность механизмов физиологической регуляции вегетативных функций, отсутствие навыка в их тренировке — прямая дорога к раннему развитию патологических сдвигов в обмене веществ, сердечно-сосудистой, иммунной системах организма. Высокая заболеваемость взрослого населения — во многом следствие недостаточного внимания к физическому развитию юношей.

Глава II. Методика исследований физического развития и функционального состояния организма детей школьного возраста

Оценка результатов измерения показателей ФР у детей и подростков начинается с постановления найденного при обследовании значения признака с его возрастной нормой (см. таб.13). для того, чтобы оценить значимость полученной разницы, а соответственно, и уровень развития признака, используется оценочная шкала, основанная на принципе распределения измерительных признаков на части (оценочные баллы) по среднему квадратическому отклонению (у) (см. таб.2). При составлении оценочных шкал могут использоваться различные размеры интервала, равного 1 баллу. В данном случае приведена шкала, предназначенная НИИ антропологии Московского государственного университета как наиболее соответствующая вариативности ФР у детей и подростков.

Таблица 1 Оценочная шкала для показателей ФР

Пример: При обследовании 11-летнего мальчика ДТ оказалось равной 148 см. в таблице № 2 находим возрастную норму для 11-летних (142) и среднее квадратическое отклонение для этого возраста (4,4). Разница значений индивидуального и средневозрастного равна 148 см — 142 см =6 см, что составляет 6,0/ 4,4= 1,36 у согласно оценочной шкалы (см. табл.№ 1), плюсовая разница в 1,36 у соответствует уровню развития в 4 балла. Следовательно, уровень роста тела в длину (ДТ) обследованного можно считать высоким.

Используя таблицы 1 и 2, можно оценивать полученные при измерениях значения любого показателя ФР: ДТ, МТ, ОГК и компонентов тела.

Технические условия:

1. Антрометрические измерения (рост, масса тела, ОГК, ЖЕЛ и др.), которые сопоставляются с возрастными моделями стандарта;

2. Физиологические методы, отражающие функциональную зрелость отдельных отделов биосистемы. Изучаются показатели, отражающие зрелость нервной системы, дыхания, кровообращения т.д.;

3. Биохимические методы (определение количества и активности гормонов, ферментов и т. д.);

4. Определение скелетной и зубной зрелости и др.;

5. Развитие первичных и вторичных половых признаков;

6. Определение двигательной зрелости и др.

В практике физической культуры и спорта наиболее распространенными в силу доступности определения являются следующие методы оценки биологической зрелости: определение уровня физического развития, зубной зрелости, развитие вторичных половых признаков, двигательной зрелости.

Методы работы:

· Метод оценки биологического возраста по зубной зрелости

У детей дошкольного и младшего школьного возраста уровень биологической зрелости можно оценить по зубной зрелости. Зубная формула учитывает порядок сроки прорезывания и смены зубов, является объективным показателем биологического возраста от 6 до 11 лет у мальчиков и от 5−6 лет до 10 лет у девочек. В последующие годы информативность данной методики теряется.

У детей определяется количество постоянных зубов, и результат сравнивается со стандартом (таблица 3).

Таблица 3 Показатели зубного возраста

· Метод оценки биологического возраста по первичным и вторичным половым признакам

Половое созревание, как онтогенетический процесс, отражает развитие репродуктивной функции (зачатия, вскармливания и т. д.), нейрогуморальных регуляторных систем, тесно связанных с ростом размеров, функциональных возможностей всего организма, в целом и частично используется в качестве важнейшего критерия общего биологического созревания.