Классификация физических упражнений по педагогическим и физиологическим критериям.
Под классификацией физических упражнений принято понимать их распределение в зависимости от определенного признака на отдельные группы. Ценность классификации для практики очень существенно зависит от признака, положенного в основу группировки физических упражнений. Делить упражнения по несущественным признакам реального смысла не имеет. Поэтому пытаются найти педагогически необходимые, важные для практического использования признаки.
В области физического воспитания наибольшую ценность имеют те классификации физических упражнений, которые помогают решать конкретные задачи, полнее отражают типичную специфику воздействия упражнений на организм человека, на целевой результат.
О наиболее общей и широко распространенной классификации упражнений уже говорилось при делении всех физических упражнений на игру, гимнастику, спорт и туризм. В ее основу был положен признак исторически сложившихся средств и методов физического воспитания. Напомним, что каждая из выделенных групп упражнений имеет свое типичное назначение, методические особенности и педагогические возможности.
В практике существует много других классификаций. Из хорошо известных отметим следующие:
1. По анатомическому признаку все физические упражнения можно разделить для упражнения для рук, ног, брюшного пресса, спины, шеи и т.д.
2. По признаку воспитания физических качеств выделяют:
– скоростно-силовые виды упражнений (спринт, метание, прыжки, штанга и т.п.).
– упражнения циклического характера на выносливость (бег на средние и длинные дистанции, лыжные гонки, плавание, гребля, велогонки);
– упражнения, требующие высокой координации (гимнастика, акробатика, прыжки в воду, фигурное катание и т.п.);
– упражнения, требующие комплексного проявления физических качеств и двигательных навыков (спортивные игры, борьба, бокс, фехтование).
– по признаку биомеханической структуры движения выделяют циклические ациклические и комбинированные упражнения.
– по признаку спортивной специализации все упражнения полезно определить в три группы; соревновательные (целевые), специально-подготовительные и общеподготовительные упражнения.
Кроме этих классификаций, существует целый ряд других. Предположим, в гимнастике в зависимости от снаряда у мужчин различают шесть, у женщин четыре вида упражнений. В группе оздоровительной гимнастики можно выделить гигиеническую, атлетическую, производственную, лечебную и ритмическую виды гимнастики.
Таким образом, в идеале число классификаций физических упражнений должно быть в принципе равно количеству педагогических задач, чтобы для каждой из них иметь свою наиболее эффективную группу упражнений. Их знание гарантировало бы специалисту методически целесообразное использование различных физических упражнений с достаточной гарантией. Физиологическая классификация физических упражнений несколько отличается от классификации, принятой в теории физического воспитания. В физиологии учитываются сдвиги, возникающие при работе в различных системах организма, а для теории физического воспитания наиболее важным критерием является характер совершаемых движений и прилагаемых при этом усилий.
Физиологическая классификация объединяет в группы упражнения со сходными функциональными характеристиками. Наиболее общая физиологическая классификация физических упражнений может быть проведена на основе следующих характеристик: объем активной мышечной массы, тип работы мышц, сила и мощность сокращений, энергозатраты..
В зависимости от объема активной мышечной массы выделяют локальные упражнения, при выполнении которых участвует менее 1/3 мышечной массы тела: региональные, когда сокращается от 1/3 до 1/2 всей мышечной массы, и глобальные, в осуществлении которых задействовано более 1/2 всей мышечной массы тела. Большинство спортивных упражнений относится к глобальным упражнениям.
В соответствии с группой работы мышц, осуществляющих выполнение данного упражнения, выделяют статические (сохранение фиксированной позы при удержании стойки на кистях у гимнастов, стойка стрелка и др.) и динамические упражнения (ходьба, бег, плавание, езда на велосипеде и др.).
С учетом зависимости «нагрузка-скорость укорочения мышцы» сила, проявляемая при динамической работе, обратно пропорциональна скорости укорочения мышцы, то есть чем больше внешняя нагрузка на мышцу (сопротивление, масса), тем меньше скорость движения (укорочение мышцы) и тем больше проявляемая сила. Произведение силы на скорость мышечного сокращения определяет его мощность. По проявлению силы и мощности сокращений мышц физические упражнения подразделяются на силовые, скоростно-силовые и упражнения на выносливость.
При силовых упражнениях основные мышцы, принимающие участие в работе, развивают максимальное или почти максимальное напряжение при малой скорости движений в условиях большого внешнего сопротивления. Предельная продолжительность таких упражнений исчисляется несколькими секундами.
К скоростно-силовым упражнениям относятся такие, в которых ведущие мышцы одновременно проявляют относительно большие силу (30-50% от максимальной) и скорость сокращения (30-60% от максимальной скорости укорочения), т.е. большую мощность.
| Классификационные признаки |
| Степень постоянства условий в которых выполняются упражнения, и стандартности их выполнения |
| Принципы оценки результатов упражнений |
| Структура движений |
| Мощность выполняемой работы |
| Ведущее физическое качество |
| Движения |
| Стереотипные (стандартные) |
| Ситуационные (нестандартные) |
| Количественного значения |
| Качественного значения |
| Циклические |
| Ациклические |
| максимальная субмаксимальная большая умеренная |
| собственно-силовые скоростно-силовые прицельные |
Схема классификации физических упражнений по В.П.Фарфелю
Предельная продолжительность подобных упражнений находиться в диапазоне от 3-5 с. до 1-2 мин. При работе на выносливость активные мышцы развивают не очень большие по силе и скорости сокращения, но способны выполнять их на протяжении от нескольких десятков минут до нескольких часов.
По показателям энергозатрат за единицу времени физические упражнения подразделяются на легкие, умеренные, тяжелые и очень тяжелые.
Необходимым моментом для любого движения является поза-закрепление частей скелета в определенном положении. Она необходима для организации движений и поддержания равновесия. В основе ее формирования лежит регулярное влияние центральной нервной системы. Любая поза связана с перераспределением тонуса мышц. Основные (лежание, сидение, стояние) и необычные (висы, упоры, стойки на руках и другие) позы широко используются в спорте.
Позы бывают рабочие, позволяющие свободно выполнять упражнения без утомления, и предрабочие, способствующие сохранению равновесия и препятствующие действию реактивных сил.
В отечественной литературе наибольшее распространение получила классификация движений в спорте по В.С.Фарфелю.
Все спортивные достижения можно разделить в зависимости от различных физиологических характеристик совершаемых движений на две большие группы. К первой – Стереотипные (стандартные) движения – относят упражнения, характеризующиеся строгой постоянностью движений, доведенных до стандартности, то есть стереотипностью (упражнения в легкой атлетике, тяжелой атлетике, плавании, гимнастике, конькобежном и велосипедном спорте и др.).
Во всех этих видах спорта формируется определенная последовательность выполнения движений, которая выполняется в строго определенных, заранее известных условиях, предусмотренных спортивными правилами.
Другая большая группа видов спорта характеризуется нестандартностью, непостоянством условий, отсутствием жесткой стереотипности в совершаемых движениях. Это единоборства (борьба, бокс, фехтование), спортивные игры и кроссы. Характер движений спортсмена, взаимодействующего с противником или с участниками команд, не определен заранее и изменяется в соответствии с действиями противников и партнеров. Движения спортсмена основаны на постоянном решении задачи – как поступить в данный момент, какое движение целесообразнее всего совершить в соответствии с возникшей в данный момент ситуацией. Эти упражнения относят к ситуационным (нестандартным) движениям.
Виды упражнений со стандартным характером движений, в свою очередь делятся на две группы. В первую включаются движения количественного значения, они направлены на развитие силы, быстроты и выносливости, их показатели измеряются в единицах пространства, силы и времени. Во вторую группу входят движения качественного значения, оцениваемые в баллах, а не в точных мерах пространства и времени. Основная задача спортсмена при их выполнении – показать способность управлять своими движениями, проявить умение сочетать их в координированные акты разной степени сложности использовать для движений различные группы мышц и т.п. К этим видам спорта относят спортивную и художественную гимнастику, акробатику, фигурное катание, прыжки в воду и на батуте.
Движения количественного значения также делятся на две группы: циклические и ациклические. К первой группе относят легкоатлетический бег и бег на лыжах, плавание, конькобежный и велосипедный спорт, греблю. В основе движений во всех этих видах спорта лежит повторение одного и того же цикла – круга движений. Все элементы движений, составляющих один цикл, обязательно присутствуют в одной и той же последовательности во всех циклах.
Каждый цикл движений тесно связан с предыдущим и последующим. Эти упражнения имеют постоянную структуру и мощность.
Ко второй группе относят скоростно–силовые виды спорта (прыжки, метание), собственно – силовые (поднимание штанги) и прицельные (стрельба во всех ее разновидностях). В их основе лежат однократные, состоящие из разных фраз, имеющие четкие начало и конец движения.
Механическая (физическая) мощность выполняемого упражнения измеряется в ваттах. Физиологическая мощность нагрузки, или физиологическая нагрузка определяется совокупностью физиологических реакций организма, а данную работу. Она находится в прямой зависимости от физической нагрузки, степени подготовленности (тренированности), индивидуальных особенностей и условий внешней среды.
Между физиологической мощностью циклической работы и временем ее выполнения имеется определенная зависимость, отмеченная А. Хиллом в конце 20-х годов ХХ века. В.С. Фарфель (1945) выделил четыре зоны относительной мощности циклических движений: максимальную, субмаксимальную, большую и умеренную.
Физиологическая характеристика физических упражнений зоны максимальной мощности. Особенности энергообеспечения. Ведущие механизмы утомления. Характер физиологических сдвигов в организме (дыхание, кровообращение, состав крови, регуляция движений).
Работа максимальной мощности характеризуется максимально – возможной частотой движений и продолжается до 20-30с. (например, спринтерский бег на 60,100 и 200 м; плавание на 25 и 50м. и т.п.).
Такая работа относится к анаэробным алактатным нагрузкам, т. е. выполняется на 90-95% за счет энергии освобождающейся при расщеплении содержащихся в мышцах запасов АТФ и креатинфосфата (фосфогенная система); и небольшая часть энергии (5%) освобождается при анаэробном расщеплении глюкозы (лактацидная система) кислородный запрос во время работы удовлетворяется незначительно (отношение потребления кислорода к кислородному запросу составляет менее 1/10), но кислородный долг не успевает достичь большой величины из-за кратковременности нагрузки (до 8 л.).
Короткий рабочий период недостаточен для заметных сдвигов в системе дыхания и кровообращения. В силу высокого уровня предстартового возбуждения ЧСС достигает высокого уровня до 200 уд/мин. В крови незначительно повышается уровень эритроцитов и гемоглобина, за счет выхода части крови из депо, а так же некоторые повышения содержания глюкозы (гипергликемия). Водородный показатель составляет 7,3 –7,32. Систолическое артериальное давление повышается до 180 – 200мм. рт. ст. или не изменяется. Частота, глубина дыхания и минутный объем дыхания при работе почт не возрастают, их увеличение наблюдается после окончания работы.
Ведущими системами организма при работе в зоне максимальной мощности являются ЦНС и двигательный аппарат, т.к. требуется высокий уровень возбудимости и лабильности нервных центров и скелетных мышц, хорошая подвижность нервных процессов, способность к быстрому расслаблению мышечных волокон и достаточные запасы в них креатинфосфата (КрФ).
Основными механизмами утомления и факторами, лимитирующими работоспособность при работе максимальной мощности, являются: увеличение потока афферентных импульсов, перенапряжение двигательных центров коры головного мозга, снижение сократительной активности быстрых двигательных единиц, задержка передачи возбуждения в синапсах недостаточная емкость фосфогенной энергетической системы. Длительность восстановления после соревновательной деятельности составляет 30 – 40 мин. При резком сокращении работы у мало подготовительных спортсменов возможен гравитационный шок, из-за нарушения венозного притока крови к сердцу.
3.Физиологическая характеристика физических упражнений зоны субмаксимальной мощности. Особенности энергообразования. Ведущие механизмы утомления. Характер физиологических сдвигов в организме (дыхание, кровообращение, состав крови, регуляция движений).
Работа субмаксимальной мощности продолжается от 20 – 30с. до 3-5 мин. ( например, бег на средние дистанции 400, 800, 1000, 1500м; плавание на 100, 200, 400м; скоростной бег на коньках 500, 1000, 1500, 3000м и т.п.).
Такая работа относится к анаэробно-аэробным нагрузкам. С увеличением дистанций скорость движений падает, а суммарные энергозатраты возрастают от 150 до 450 ккал. Покрытие энергозатрат происходит преимущественно на 40-55% за счет анаэробных реакций гликолиза (лактационная система), что приводит к предельному нарастанию концентрации лактата в крови по сравнению с уровнем покоя в 25 раз. В этих условиях рН крови снижается до 6,9 – 7,0.
Длительность работы достаточна для усиления работы функций дыхания и кровообращения, в результате достигается максимальное потребление кислород и 25 – 40% энергии освобождается при аэробном расщеплении глюкозы (кислородная система) и лишь 20% освобождается за счет запасов АТФ и КрФ (фосфогенная система). ЧСС находится на уровне 180 уд/мин.
Потребление кислорода удовлетворяется на дистанцию лишь на 1/3 очень высокого кислородного запроса, поэтому кислородный долг, составляющий 50-80% от запроса, возрастает у высококвалифицированных спортсменов до предельной величины – 20-22л. Кровь при этой работе выходит из депо, в связи, с чем содержание в ней эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов повышается, увеличивается концентрация глюкозы в плазме крови, за счет расщепления гликогена, а так же накапливается большое количество продуктов обмена веществ. Систолическое артериальное давление достигает 180 – 200 мм. рт. ст., дистоническое не изменяется. Минутный объем крови увеличивается до 30 – 35 л/мин. Частота дыхания и его минутный объем непрерывно растут и могут достичь максимальных для данного спортсмена величин.
Ведущими физиологическими системами обеспечения работы в зоне субматериальной мощности являются кислорднотранспортные системы - кровь, кровообращение, дыхание, а так же ЦНС, которая должна управлять движениями, осуществляемыми с очень высокой скоростью, в условиях недостаточного кислородного снабжения.
Основные механизмы утомления и факторы, имитирующие работоспособность в зоне субмаксимальной мощности: максимальное накопление лактата в крови, изменение рН крови, значительный кислородный долг, торможение активности нервных центров, снижение сократительной способности мышц. Длительность восстановления после соревновательной деятельности составляет 1,5–2 часа.
4.Физические упражнения зоны большой мощности. Особенности энергообразования. Физиологическая характеристика устойчивого состояния. Ведущие механизмы утомления. Характер физиологических сдвигов в организме (дыхание, кровообращение, состав крови, регуляция движений).
Работа большой мощности продолжается от 5-6 мин до 20-30 мин (например, бег на 3000, 5000, 10000м; плавание на 800, 1500м; лыжные гонки на 5,10км; гребля 1,5-2км и др.). Работа большой мощности не отличается высокой частотой движений, но при ускорениях на дистанции и на финише квалифицированные спортсмены развивают значительную скорость, что требует высокой возбудимости мышц.
Работа в этой зоне мощности характеризуется как аэробно – анаэробная. Общий расход энергии составляет до 750ккал. Энергетические потребности организма на 70-80% удовлетворяются за счет реакции окисления углеводов (кислородная система). Лишь 5–10% энергии освобождается при расщеплении запасов АТФ и КрФ (фосфогенная система) и еще 15-20% энергии дает анаэробное расщепление глюкозы. Максимальное усиление функций дыхания и кровообращения обеспечивает достижение организмом спортсмена максимальное потребление кислорода (относительное потребление кислорода к запросу составляет 5/6). Кислородный долг, составляя 10-20% от запроса, при большой длительности работы достигает к концу дистанции большой величины –12л. Этим объясняется высокая концентрация лактата в крови и снижение рН крови до 7,2-7,3.
На протяжении дистанции наблюдается стабилизация показателей потребления кислорода, дыхания и кровообращения, хотя полного удовлетворения потребления кислорода во время работы не происходит, т.е. устанавливается кажущееся устойчивое состояние работоспособности. ЧСС сохраняется достаточно постоянно на оптимальном рабочем уровне –180 уд/мин. Систолическое артериальное давление в течение работы так же остается постоянным –180-200 мм. рт. ст., диастолическое чаще несколько снижается. Систолический объем крови достигает 120-160 мл. Минутный объем крови возрастает до 25-30л/мин. Уже на первых минутах работы частота дыхания устанавливается на постоянном уровне, характерном для данного спортсмена. Минутный объем дыхания может достигать 130-160 л/мин. Потребление кислорода поддерживается на уровне, близком к 85% МПК. Ведущие значения в этой зоне большой мощности имеют кислородотранспортные системы, а также системы терморегуляции и желез внутренней секреции.
Основные механизмы утомления и факторы, имитирующие работоспособность при работе большой мощности: усиление активности кислороднотранспортной системы до предельного уровня, значительный кислородный долг. Длительность восстановления после соревновательной деятельности составляет 1-2 дня.
5.Физические упражнения зоны умеренной мощности. Особенности энергообразования. Физиологическая характеристика устойчивого состояния. Ведущие механизмы утомления. Характер физиологических сдвигов в организме (дыхание, кровообращение, состав крови, регуляция движений).
Работа умеренной мощности продолжается от 30-40 мин. до нескольких часов: (например, сверхдлинные беговые дистанции 20,30км, марафон42195м; лыжные гонки 15, 30, 50км, спортивная ходьба от 10 до 50км и др.).
Энергообеспечение осуществляется на 95% аэробным путем, причем по мере расходования глюкозы происходит переход на окисление жиров. Общий расход энергии составляет от 2-3 тыс. ккал и больше.
Потребление кислорода в этой зоне мощности составляет около 70-80% МПК и практически покрывает кислородный запрос во время работы, поэтому кислородный долг к концу дистанции составляет менее 4л, а концентрация лактата в крови не превышает нормы. При соответствии между кислородным запросом и фактическим потреблением кислорода устанавливается устойчивое истинное состояние работоспособности организма по потреблению кислорода. Сдвиг показателей дыхания и кровообращения ниже максимальных. ЧСС держится на уровне 160-180мм. рт. ст., диастолическое 60-70мм.рт.ст. Систолический объем крови не превышает 120-140мл, а минутный объем крови 20-25л. Частота дыхания небольшая и соответствует индивидуальным особенностям спортсмена, минутный объем дыхания 80-130л. При работе умеренной мощности происходит значительный выход крови из депо, в связи, с чем увеличивается содержание форменных элементов и гемоглобина. Этому способствует усиление кроветворной функции костного мозга и обильное потоотделение. Несмотря на переключение окислительных процессов на утилизацию жиров, на дистанции продолжается расход углеводов, что приводит к уменьшению почти в 2 раза содержанием в крови глюкозы (гипогликемия). Это резко нарушает функции ЦНС, координацию движений, ориентацию в пространстве, а в тяжелых случаях вызывает потерю сознания. Длительная, монотонная работа приводит к возникновению запредельного торможения в ЦНС, которые предохранят организм спортсмена, в первую очередь нервные клетки, от разрушения и гибели.
Ведущее значение в зоне умеренной мощности имеют большие запасы углеводов и функциональная устойчивость ЦНС. Основные механизмы и факторы, имитирующие работоспособность-истощение углеводных запасов мышц и печени (гипогликемия), повышение tо тела, потеря воды и солей, монотонность работы. Длительность восстановления после соревновательной деятельности составляет 6-7 дней.