Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский государственный технический университет – УПИ

имени первого Президента России »

«Физическая культура»

Учебное электронное текстовое издание

Подготовлено кафедрой «циклических видов спорта»

Учебное пособие предназначено для студентов технических факультетов дневной формы обучения УГТУ – УПИ для изучения ознакомления с общими понятиями теории и методики физической культуры, эстетики физической культуры и спорта, биологических и социальных основ этой дисциплины.

© ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2009

Екатеринбург

Учебное электронное текстовое издание

Основной курс лекций по предмету

«Физическая культура»

Редактор: Клименко

Разрешён к публикации

Электронный формат Объём

Издательство ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ

Екатеринбург, ул. Мира, 19

Информационный портал

ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ

http // www . ustu . ru

Глава 1

Физическая культура и спорт в общественной и профессиональной подготовке студентов

Понятие «культура» можно определить как степень раскрытия потенциальных возможностей личности в различных областях деятельности человека. Физическая культура представлена в обществе совокупностью духовных и материальных ценностей.

История физической культуры и спорта насчитывает тысячелетия. Физическая культура – часть общей культуры общества, направленная на укрепление и повышение уровня здоровья.

В эволюционном плане все составляющие организма человека развивались и совершенствовались на основе движения. Становление физической культуры и её развитие во многом обусловлено материальными условиями жизни общества.

Многие изменения во внутренней структуре каждого вида спорта зачастую зависели и зависят от прогресса техники, от результатов научных открытий.

Физическая культура и спорт в современном обществе являются сложными многофункциональными явлениями. Основным показателем физического состояния человека является его здоровье, которое обеспечивает полноценное выполнение человеком всех жизненных функций и форм деятельности в тех или иных конкретных условиях. Оздоровительная направленность физической культуры и массового спорта является закономерностью их функционирования. Здоровый генофонд страны может обеспечить хорошее физическое состояние будущих родителей.

Физическое воспитание предполагает оптимальное развитие всех двигательных качеств. Главным качеством спортсмена в его физической подготовленности является разносторонняя подготовка.

В совместном воспитании и развитии физических и духовных начал личности человека и заключается основная цель гармонического формирования человека. Физическое совершенство – исторически обусловленный уровень здоровья и всестороннего развития физических способностей людей. Признаки и показатели физического совершенства определяются реальными запросами и условиями жизни общества на каждом историческом этапе и поэтому меняются по мере развитии общества.

Особую роль физическая культура и спорт играют в подготовке к активной трудовой деятельности именно молодого поколения. Известно, что хорошо физически подготовленный человек, сильный, выносливый, ловкий и быстрый, владеющий многообразными умениями и навыками, быстрее и успешнее приспособится к новым условиям труда.

Физическая культура и спорт – средства укрепления мира, дружбы и сотрудничества между народами. Национальные виды спорта используются как средства физического воспитания. Международные спортивные встречи воспитывают уважение к представителям других стран, к их обычаям, позволяют создавать атмосферу взаимопонимания между людьми, поощряют международное сотрудничество.

В физкультурно - оздоровительной сфере сближены и сбалансированы личные и общественные интересы. Современный спорт имеет важное значение в развитии общечеловеческих контактов. Физическая культура личности характеризуется уровнем её образования в сфере физической культуры. Формирование характера и поведения человека, особенности его личности во многом определяются теми социальными условиями, окружением, в котором он жил и живет.

Одной из основных и трудных задач учебной дисциплины "Физическая культура» в высшем учебном заведении является формирование у всех студентов осмысленно положительной жизненной установки на физическую культуру и спорт. Показателем сформированности физической культуры личности можно отнести проявление самоорганизации и самообразования. Отношение каждого студента к физической культуре складывается из наличия или отсутствия знаний в области физической культуры и спорта. Основные критерии формирования физической культуры личности изложены в государственном стандарте .

В качестве средств физической культуры используются естественные силы природы, а физические упражнения являются основным специфическим средством. Физические упражнения являются наиболее эффективным способом снятия умственного утомления. В физкультурной практике физические упражнения применяются в виде многообразных упражнений, гимнастики, различных видов спорта, игр и туризма.

Факторы личной и общественной гигиены – неразрывная часть физической культуры. Базовая физическая культура является составляющей физической культуры. . Базовая физическая культура служит фундаментом для специализированных видов подготовки (профессионально-прикладной, спортивной и т. п.).

Спорт – составная часть физической культуры, средство и метод физического воспитания, основанный на использовании соревновательной деятельности и подготовке к ней, в процессе которой сравниваются и оцениваются потенциальные возможности человека.

Составляющей физической культуры, также являются и «фоновые виды» физической культуры, такие как гигиеническая и рекреативная физическая культура. Рекреативная – обычно представлена в режиме расширенного активного отдыха (спортивные развлечения с нестрого нормированными и нефорсированными физическими нагрузками, а также охота, активные виды рыбалки, активно-двигательные виды туризма).

Туризм – существенная составляющая физической культуры. Активные виды туризма (пеший, вело-, водный и др.) являются действенными физическими упражнениями, очень часто имеющими не только оздоровительный, спортивный, но и профессионально-прикладной характер. Профессионально-прикладная физическая подготовка связана с процессом профилированного (направленного) использования средств физической культуры и спорта для подготовки к будущей профессии.

«Фоновые» виды физической культуры (или, как их иначе называют, «малые формы») оказывают менее глубокое воздействие на физический статус и развитие организма, но они играют важную роль в оперативной регуляции текущего функционального состояния организма, создают определенные предпосылки к поддержанию повседневной активности человека в современных условиях жизни.

Физическое воспитание – педагогический процесс, направленный на формирование физической культуры личности в результате педагогического воздействия и самовоспитания. Составляющая физического воспитания это психофизическая подготовка. Реализация каждого компонента физической культуры тесно связана с процессом физического воспитания. Практическая реализация физического воспитания всегда имеет целевую установку на больший или меньший период жизни человека, что предполагает разработку программно-нормативных основ физического воспитания на каждый период.

Основным законодательным инструментом дисциплины «физическая культура» является приказ Министерства образования РФ. Программа по физической культуре включает в себя следующие основные разделы: организационно-методический, теоретический, практический, контрольный разделы.

Обязательными видами физических упражнений для включения в рабочую программу по физической культуре являются; отдельные дисциплины легкой атлетики (бег 100 м – муж., жен., бег 2000 м – жен., бег 3000 м – муж..), плавание, спортивные игры, лыжные гонки , профессионально-прикладная физическая подготовка (ППФП).

Одним из условий и критериев, обеспечивающих успешность процесса физического воспитания, является регулярность посещения обязательных практических занятий по учебной дисциплине «Физическая культура».

Учебные занятия (I–IV курсы) проводятся в форме: самостоятельных, теоретических, практических и контрольных работ .

Для практических занятий по учебной дисциплине «Физическая культура» на основании медицинского заключения студентов распределяют по трем учебным отделениям: основному, специальному, спортивному.

Студенты, не прошедшие медицинского обследования, к практическим учебным занятиям не допускаются. Кто по состоянию здоровья освобожден от практических занятий по физической культуре на длительный срок, также зачисляют в специальное учебное отделение для освоения доступных разделов программы. В это же отделение зачисляются студенты, назначенные на специальные практические занятия в группах лечебной физической культуры (ЛФК).

Установлены суммарные средние оценки тестов практического раздела: средняя оценка 2,0 очка – «удовлетворительно», 3,0 – «хорошо», 3,5 – «отлично». Все студенты специального отделения в конце каждого семестра представляют рефераты. В конце курса учебной дисциплины «Физическая культура» во всех учебных отделениях проводится экзамен. Итоговая аттестация студентов проводится в форме тестирования по теоретическому и методическому разделам программы.

Глава 2

Эстетика физической культуры и спорта

Первородная основа спорта имеет ярко выраженную гуманитарную направленность. О роли спорта в жизни современного человека о проблемах физического и духовного становления человека сказал Пьер де Кубертен в произведении «Ода спорту».

Наиболее ярко эстетика физической культуры и спорта проявляется во взглядах на красоту тела человека, на красоту его движений, на красоту спортивного соперничества, при котором демонстрируются не только физические, но и духовные качества спортсмена. Отрасль знаний, изучающая методы количественных показателей физического развития называется антропометрией.

Признаком совершенства физического облика еще в древнеарабских странах считалось условие, при котором длина большого пальца укладывалась вдоль того или иного звена тела строго определенное количество раз. Древние греки, у которых культ человеческого тела был достаточно высок, в своих представлениях о красоте фигуры также опирались на антропометрическую соразмерность тела человека. Антропометрическая соразмерность четко отразилась в классических пропорциях работ древнегреческих скульпторов. За основу их разработок по определению пропорции тела брались единицы меры, равные той или иной части тела человека. Такой единицей меры, называемой модулем, считается высота головы. Антропометрическая соразмерность тела человека древних определялась «квадратом древних». При всем разнообразии индивидуального эстетического восприятия телесной красоты основой красоты тела является его совершенная пропорциональность. Она же создает объективные предпосылки для здорового, нормального функционирования всех физиологических систем организма.

Эстетика физической культуры и спорта является эстетикой деятельности. О наличии и запасе физических сил и возможности человека экономно их расходовать свидетельствует лёгкость выполнения движений.

В начале ХХ в. выдающийся французский архитектор Ле Корбузье сформулировал принцип «функциональное прекрасно», т. е. прекрасно всё, что отвечает своему предназначению. Соревнование - спортивное зрелище. Мы можем часто наблюдать при просмотре футбольных матчей профессионалов, как игрок сознательно останавливает игру, выбивая мяч в аут, если видит, что соперник получил травму и лежит на поле.

Глава 3.

Биологические и социально-биологические основы физической культуры

В настоящее время анатомо-морфологическое строение организма человека общепринято изучать и излагать в следующей последовательности: клетки, ткани, органы, системы. Клетка способна автоматически настраиваться на оптимальный режим работы в непрерывно меняющихся условиях функционирования. В организме человека насчитывается более 100 трлн. регулярно обновляющихся клеток. Основное жизненное свойство клетки – это обмен веществ или метаболизм.

Основу мышцы составляют белки, главными свойствами мышцы являются: возбудимость и сократимость. Работа мышц, движение отдельных частей тела происходит в результате способности клеток мышечной ткани переходить в состояние возбуждения и сокращения. Физические упражнения способствуют увеличению количества гемоглобина в эритроцитах и количества эритроцитов в крови. Количество крови составляет 7–8% массы тела человека. У человека насчитывается более 600 мышц.

Ритмика сердечных циклов состоит из трех фаз: сокращения предсердий, сокращения желудочков и общего расслабления сердца. Частота сердечных сокращений у здорового взрослого человека составляетударов в минуту.

Общая поверхность всех лёгочных пузырьков очень велика, она в 50 раз превышает поверхность кожи человека и составляет более 100 м2. В коре головного мозга насчитывается свыше 14 млрд. клеток и 100 тыс. млрд. межклеточных связей. Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы.

Оптимальная физическая нагрузка увеличивает потребность организма в питательных веществах, стимулирует выделение пищеварительных соков, активизирует перистальтику кишечника и тем самым повышает эффективность процессов пищеварения.

Прием пищи следует производить в оптимальных количествах за 2–3 часа до физических нагрузок.

Постоянную температуру тела человека поддерживает специальная система терморегуляции, состоящая из физических механизмов теплоотдачи: теплопроведения, теплоизлучения и испарения. Однако некоторый подъем температуры тела, в частности на 1–1,5°С, наблюдаемый при мышечной работе, способствует более эффективному протеканию в тканях окислительно-восстановительных процессов, повышению работоспособности организма и эластичности мышц. Повышение температуры тела до 38–38,5°С у нетренированного человека может привести к тепловому удару. Тренированные люди подобную температуру переносят хорошо, и их работоспособность сохраняется на высоком уровне.

Глава 4

Физиологическая характеристика двигательной активности и формирование движений

Физиология – биологическая наука, изучающая функции человеческого организма в различных их проявлениях. Возраст 18–25 лет – это заключительный этап естественного физиологического развития организма человека. Под влиянием этих нагрузок в организме происходит целый ряд перестроечных приспособительных процессов, повышающих функциональные возможности организма, его способности противостоять внешним воздействиям. В результате происходит существенный рост уровня основных двигательных качеств: быстроты, силы, выносливости, гибкости, ловкости.

Адаптация – это приспособление органов чувств и организма к новым, изменившимся условиям существования. Адаптации способствуют адекватные по объёму и интенсивности нагрузки. После периода необходимого для отдыха израсходованные ресурсы восстанавливаются. Эффект сверхвосстановления после однократной нагрузки (одного тренировочного занятия) удерживается недолго, всего несколько дней.

Гипокинезия – это недостаток двигательной активности

В результате систематических занятий физическими упражнениями мышечная масса сердца может увеличится в 2–3 раза. В результате систематических занятий физическими упражнениями лёгочная вентиляция может увеличится в 20–30 раз.

Социальная адаптация и, в частности, адаптация студента к учебному процессу в высшем учебном заведении и к условиям, его сопровождающим, – это проблема в основном психологическая, но в конечном счёте, она так же замыкается на физиологии, на физиологических процессах, происходящих преимущественно в центральной нервной системе.

Длительное использование предельных нагрузок приводит к угнетению иммунитета. Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе – за счет выхода эритроцитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке – за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность. Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность. Специальными исследованиями было установлено, что регулярная физическая тренировка без перегрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т. е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным факторам.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический объем крови, минутный объем крови. Пульс – волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. При мышечной работе в артериальной крови повышается содержание молочной кислоты. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60–80 удар/мин. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200–220 удар/мин. В норме у здорового человека в возрасте 18–40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается.

Если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21–22 с, то при физических нагрузках – за 8 с и менее. Наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130–180 удар/мин. Длительная и интенсивная умственная работа, так же, как и состояние нервно-эмоционального напряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокращений до 100 удар/мин и более. Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активными движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных органов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию – вегето-сосудистой дистонии.

Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге. В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем временное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) в покое составляет 16–20 циклов. При физической работе частота дыхания увеличивается в среднем в 2–4 раза.

Дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, дыхательная пауза, выдох).

Легочная вентиляция (ЛВ) – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.

Потребление кислорода (ПК) – количество кислорода, фактически использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин.

Максимальное потребление кислорода (МПК) – наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при предельно тяжелой для него работе. МПК служит важным критерием функционального состояния систем дыхания и кровообращения.

Кислородный долг (КД) - количество кислорода, необходимое для окис­ления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе.

Гипоксия – это кислородный голод. К видам гипоксии относится анемическая гипоксия.

При регулярных физических нагрузках увеличивается способность организма откладывать в мышцах (и печени) запас углеводов в виде гликогена и тем самым улучшать так называемое тканевое дыхание мышц. Половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трёх месяцев.

Белки являются основным строительным материалом , из которого построены клетки всех тканей организма. Белки состоят из разнообразных белковых элементов – аминокислот. Основным источником полноценных белков служат животные белки.

Углеводы, к которым относятся глюкоза, животный крахмал – гликоген, используются организмом преимущественно как основной источник энергии.

Уменьшение концентрации глюкозы в крови до 0,07% (гипогликемия) снижает мышечную и умственную работоспособность.

Жиры обладают высокой энергетической ценностью – 1 г жиров при расщеплении выделяет 9,3 ккал.

Человеческий организм на 60–65% состоит из воды.

Минеральные соли способствуют поддержанию осмотического давления в клетках и биологических жидкостях, участвуют в обеспечении постоянства внутренней среды организма, в протекании химических процессов обмена веществ и энергии.

Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных количествах, они регулируют реакции обмена веществ, свертываемость крови, рост и развитие организма, сопротивляемость инфекционным заболеваниям.

Важнейшей физиологической константой организма человека является то минимальное количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называется основным обменом. Потребность организма в энергии оценивается в килокалориях. Минимальная величина суточных энергозатрат в норме составляет 2950–3850 ккал. Соотношение количества энергии, поступившей в организм с пищей и израсходованной, называется энергетическим балансом, и находится он в тесной зависимости от характера жизнедеятельности.

Существует большая группа видов спорта и отдельных упражнений, особенностью которых является нестандартность исполнения – ациклические упражнения.

Для ликвидации молочной кислоты и восстановления АТФ требуется кислород. Анаэробную производительность организма характеризует кислородный долг. Чем выше концентрация лактата, тем сильнее ощущается утомление. Аэробный – это окислительный процесс.

Таблица 1

Зоны относительной мощности в спортивных упражнениях

(по B. C. Фарфелю,)

Степень мощности	Продолжительность работы	Виды физических упражнений при рекордном выполнении
Максимальная	От 20 до 25 с	Бег 100 и 200 м. Плавание 50 м. Велогонка 200 м с хода
Субмаксимальная (ниже максимальной)	От 25с до 3-5 мин	Бег 400, 800, 1000, 1500 м. Плавание 100, 200,400 м. Бег на коньках 500, 400, 1500, 3000 м. Велогонки 300, 1000, 2000, 3000 и 4000 м
	От 3-5 мин до 30 мин	Бег 2, 3, 5, 10 км. Плавание 800, 1500 м. Бег на коньках 5, 10 км. Велогонки 5000,м
Умеренная	Свыше 30 мин	Бег 15 км и больше. Спортивная ходьба 10 км и больше. Бег на лыжах 10 км и больше. Велогонки 100 км и больше

Эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные. Мощность работы прямо зависит от ее интенсивности, а высвобождение и расход энергии при преодолении дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно отличающиеся физиологические характеристики (табл.2).

Таблица 2

Физиологическая характеристика работы в зонах различной мощности

(по B. C. Фарфелю)

Показатель	Зоны относительной мощности работы
максимальная	субмаксимальная		умеренная
Предельная длительность		до 3 - 5 мин	От 3 - 5 мин до 30 мин	Свыше 30 мин
Величина потребления кислорода	Незначительная	Возрастает к максимальной	Максимальная	Пропорциональна мощности
Величина кислородного долга	Почти субмаксимальная	Субмаксимальная	Максимальная	Пропорциональна мощности
Вентиляция легких и кровообращение	Незначительная	Субмаксимальная	Максимальная	Пропорциональна мощности
Биохимические сдвиги	Субмаксимальные	Максимальные	Максимальные	Незначительные

Зона максимальной мощности. В ее пределах выполняется работа , требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии в единицу времени, сколько при работе с максимальной мощностью. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос (долг) организма удовлетворяется уже после работы. Дыхание ограничено – спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем крови в сердце. Зона субмаксимальной мощности. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также возрастает до самого конца работы. Все время прогрессирует кислородная задолженность. Кислородный долг к концу работы становится даже больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.

Зона большой мощности. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же несколько отстают от анаэробных процессов, поэтому накопление кислородного долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Большие сдвиги наблюдаются в химическом составе крови и мочи.

Зона умеренной мощности. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связаны усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма.

Таким образом, при тренировке на коротких, средних, длинных и сверхдлинных дистанциях и подобных упражнениях должны подбираться такие отрезки (упражнения) и такая интенсивность их преодоления, которые тренировали бы соответствующие этим дистанциям физиологические механизмы энергетического обмена, физиологически и психологически готовили бы тренирующегося к преодолению тех трудностей и неприятных ощущений, с которыми связано возможно более быстрое (качественное) выполнение конкретных упражнений.

Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД). Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30–0,35.

Состояние тренированности. Правильная организация тренировочного процесса обусловливаетсостояниеадаптированности спортсмена к специализированным нагрузкам, т.е состояние тренированности. Его характеризуют: 1. Повышение функциональных возможностей организма 2. Увеличение экономичности его работы. Овладение рациональной техникой выполнения упражнений, совершенство координации движений, повышение экономичности дыхания и кровообращения приводят к снижению энерготрат на стандартную работу, т.е повышает ее КПД. Характер физиологических сдвигов определяется направленностью тренировочного процесса (на быстроту, силу или выносливость), особенностями двигательных навыков, величиной нагрузки на мышечные группы, т.е тренировочные эффекты специфичны. У каждого человека имеется генетическая норма реакции (предел функциональных перестроек). При одинаковых физических нагрузках различные люди отличаются по тренируемости.

Движение является одним из главных условий существования животного мира и представляет основную составляющую образа жизни отдельного человека. Важность её определяется тем, что 40-48% массы тела представлено мышцами-генераторами энергии, необходимой для правильного развития и функционирования всех систем организма. Скелетная мускулатура поддаётся тренировке и быстро совершенствуется. Выполняя свою работу, скелетные мышцы параллельно способствуют совершенствованию практически всех внутренних органов. Это осуществляется благодаря взаимосвязи мышц и внутренних органов, которая объединяется системой моторно-висцеральных рефлексов. При необходимости усиления деятельности мышцы «требуют» активизации деятельности и систем обеспечения (в первую очередь сердечно-сосудистой и дыхательной систем). Обязательно вовлекается в процесс центральная и вегетативная нервная системы, стимулируется работа печени. Этот механизм и рассматривается в качестве основного, в эффектах физических упражнений на различные функции организма человека. Повышается экономичность работы сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Увеличиваются их функциональные резервы, а значит и возможности их в обеспечении более высоких уровней физической работоспособности. Мышцы играют роль вспомогательного фактора кровообращения. Организм человека функционирует как единое целое, что обеспечивает объединяющая функция нервной системы. Все её отделы – от коры головного мозга до периферических образований-рецепторов вовлекаются в ответные реакции на физические упражнения, что в конечном счёте расширяет её функциональную способность, повышает адаптативность организма и благотворно влияет на ПСИХИЧЕСКУЮ деятельность. В этой связи движение рассматривается как источник благоприятного нервного и эмоционального напряжения (что сравнимо со сферой высших человеческих интересов). СОЦИАЛЬНЫЙ фактор хоть и в меньшей мере, но находится под влиянием двигательной активности.

Физиология – биологическая наука, изучающая функции человеческого организма в различных их проявлениях. Возраст 18–25 лет – это заключительный этап естественного физиологического развития организма человека. Под влиянием этих нагрузок в организме происходит целый ряд перестроечных приспособительных процессов, повышающих функциональные возможности организма, его способности противостоять внешним воздействиям. В результате происходит существенный рост уровня основных двигательных качеств: быстроты, силы, выносливости, гибкости, ловкости.

Адаптация – это приспособление органов чувств и организма к новым, изменившимся условиям существования. Адаптации способствуют адекватные по объёму и интенсивности нагрузки. После периода необходимого для отдыха израсходованные ресурсы восстанавливаются. Эффект сверхвосстановления после однократной нагрузки (одного тренировочного занятия) удерживается недолго, всего несколько дней.

Гипокинезия – это недостаток двигательной активности

В результате систематических занятий физическими упражнениями мышечная масса сердца может увеличится в 2–3 раза. В результате систематических занятий физическими упражнениями лёгочная вентиляция может увеличится в 20–30 раз.

Социальная адаптация и, в частности, адаптация студента к учебному процессу в высшем учебном заведении и к условиям, его сопровождающим, – это проблема в основном психологическая, но в конечном счёте, она так же замыкается на физиологии, на физиологических процессах, происходящих преимущественно в центральной нервной системе.

Длительное использование предельных нагрузок приводит к угнетению иммунитета. Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе – за счет выхода эритроцитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке – за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность. Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность. Специальными исследованиями было установлено, что регулярная физическая тренировка без перегрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным факторам.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический объем крови, минутный объем крови. Пульс – волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. При мышечной работе в артериальной крови повышается содержание молочной кислоты. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60–80 удар/мин. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200–220 удар/мин. В норме у здорового человека в возрасте 18–40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается.

Если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21–22 с, то при физических нагрузках – за 8 с и менее. Наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130–180 удар/мин. Длительная и интенсивная умственная работа, так же, как и состояние нервно-эмоционального напряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокращений до 100 удар/мин и более. Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активными движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных органов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию – вегето-сосудистой дистонии.

Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге. В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем временное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) в покое составляет 16–20 циклов. При физической работе частота дыхания увеличивается в среднем в 2–4 раза.

Дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, дыхательная пауза, выдох).

Легочная вентиляция (ЛВ) – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.

Потребление кислорода (ПК) – количество кислорода, фактически использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин.

Максимальное потребление кислорода (МПК) – наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при предельно тяжелой для него работе. МПК служит важным критерием функционального состояния систем дыхания и кровообращения.

Кислородный долг (КД) - количество кислорода, необходимое для окис­ления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе.

Гипоксия – это кислородный голод. К видам гипоксии относится анемическая гипоксия.

При регулярных физических нагрузках увеличивается способность организма откладывать в мышцах (и печени) запас углеводов в виде гликогена и тем самым улучшать так называемое тканевое дыхание мышц. Половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трёх месяцев.

Белки являются основным строительным материалом, из которого построены клетки всех тканей организма. Белки состоят из разнообразных белковых элементов – аминокислот. Основным источником полноценных белков служат животные белки.

Углеводы, к которым относятся глюкоза, животный крахмал – гликоген, используются организмом преимущественно как основной источник энергии.

Уменьшение концентрации глюкозы в крови до 0,07% (гипогликемия) снижает мышечную и умственную работоспособность.

Жиры обладают высокой энергетической ценностью – 1 г жиров при расщеплении выделяет 9,3 ккал.

Человеческий организм на 60–65% состоит из воды.

Минеральные соли способствуют поддержанию осмотического давления в клетках и биологических жидкостях, участвуют в обеспечении постоянства внутренней среды организма, в протекании химических процессов обмена веществ и энергии.

Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных количествах, они регулируют реакции обмена веществ, свертываемость крови, рост и развитие организма, сопротивляемость инфекционным заболеваниям.

Важнейшей физиологической константой организма человека является то минимальное количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называется основным обменом. Потребность организма в энергии оценивается в килокалориях. Минимальная величина суточных энергозатрат в норме составляет 2950–3850 ккал. Соотношение количества энергии, поступившей в организм с пищей и израсходованной, называется энергетическим балансом, и находится он в тесной зависимости от характера жизнедеятельности.

Существует большая группа видов спорта и отдельных упражнений, особенностью которых является нестандартность исполнения – ациклические упражнения.

Для ликвидации молочной кислоты и восстановления АТФ требуется кислород. Анаэробную производительность организма характеризует кислородный долг. Чем выше концентрация лактата, тем сильнее ощущается утомление. Аэробный – это окислительный процесс.

Таблица 1

Зоны относительной мощности в спортивных упражнениях

(по B.C. Фарфелю, Б.С. Гиппенрейтеру)

Эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные. Мощность работы прямо зависит от ее интенсивности, а высвобождение и расход энергии при преодолении дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно отличающиеся физиологические характеристики (табл.2).

Таблица 2

Физиологическая характеристика работы в зонах различной мощности

(по B.C. Фарфелю)

Показатель	Зоны относительной мощности работы
максимальная	субмаксимальная	большая	умеренная
Предельная длительность	До 25 с	От 25 с до 3 - 5 мин	От 3 - 5 мин до 30 мин	Свыше 30 мин
Величина потребления кислорода	Незначительная	Возрастает к максимальной	Максимальная	Пропорциональна мощности
Величина кислородного долга	Почти субмаксимальная	Субмаксимальная	Максимальная	Пропорциональна мощности
Вентиляция легких и кровообращение	Незначительная	Субмаксимальная	Максимальная	Пропорциональна мощности
Биохимические сдвиги	Субмаксимальные	Максимальные	Максимальные	Незначительные

Зона максимальной мощности. В ее пределах выполняется работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии в единицу времени, сколько при работе с максимальной мощностью. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос (долг) организма удовлетворяется уже после работы. Дыхание ограничено – спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем крови в сердце. Зона субмаксимальной мощности. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также возрастает до самого конца работы. Все время прогрессирует кислородная задолженность. Кислородный долг к концу работы становится даже больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.

Зона большой мощности. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же несколько отстают от анаэробных процессов, поэтому накопление кислородного долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Большие сдвиги наблюдаются в химическом составе крови и мочи.

Зона умеренной мощности. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связаны усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма.

Таким образом, при тренировке на коротких, средних, длинных и сверхдлинных дистанциях и подобных упражнениях должны подбираться такие отрезки (упражнения) и такая интенсивность их преодоления, которые тренировали бы соответствующие этим дистанциям физиологические механизмы энергетического обмена, физиологически и психологически готовили бы тренирующегося к преодолению тех трудностей и неприятных ощущений, с которыми связано возможно более быстрое (качественное) выполнение конкретных упражнений.

Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД). Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30–0,35.

Работоспособность – это способность человека выполнять кон­кретную деятельность в рамках заданных временных лимитов и параметров эффективности. Основу работоспособности составляют не только биологические возможности человека, но и определенные знания и умения в сфере конкретной деятельности.

Длительность восстановления, критерием которого является готовность человека к повторным нагрузкам того же объема и интенсивности, находится в зависимости от степени общего или локального утомления организма, от характера и особенностей периода отдыха между нагрузками.

Утомление – это нормальное физиологическое состояние, которое возникает как следствие физической или умственной работы при недостаточности восстановительных процессов.

Утомление крайне многолико. Различают две фазы развития утом­ления: компенсированную и некомпенсированную. В компенсированной фазе не происходит видимого снижения работоспособности. Работа совершается за счет подключения к напряженной деятельности других систем организма, которые до наступления утомления не принимали активного участия в данной работе.

Невозможность поддержания нужной интенсивности работы даже при подключении резервных систем организма означает начало некомпенсированной фазы утомления.

При работе значительной интенсивности, не соответствующей уровню непосредственной готовности организма к выполнению данной нагрузки, возникает острое утомление.

Накопление различных сдвигов в нервно-мышечной и центральной нервной системе, возникающих при многократной утомительной работе, вызывает хроническое утомление.

При восстановлении работоспособности различают активный и пассивный отдых, а также некоторые дополнительные средства восстановления работоспособности, которые условно можно отнести к пассивному отдыху.

Феномен активного отдыха – Феномен Сеченова. Эффект активного отдыха зависит также от степени величины нагрузки, от степени развития утомления – при возрастании утомления оптимум стимулирующего влияния передвигается в сторону меньших нагрузок. Систематическое продолжение работы в состоянии утомления, длительное выполнение работы, связанной с чрезмерным нервно-психическим перенапряжением или физическим напряжением - все это может привести к переутомлению или перетренировке. При небольшой степени утомления дыхание нормальное.

Активный отдых не является панацеей: в период значительного утомления эффективность его понижается и может уступать эффективности пассивного отдыха. «Аутогенное погружение» - это состояние глубокой дрёмы. Саморегуляция эмоционального состояния проходит посредством самовнушения. Суть её заключается в проявлении волшебного действия слова(специально подобранных словесных формул).С ростом тренированности эффект активного отдыха увеличивается. Сон - это особое состояние мозга, при котором происходит торможение нервных клеток больших полушарий головного мозга.

К пассивному отдыху относится – массаж.

Гиподинамия – совокупность отрицательных морфофункциональных изменений в организме человека вследствие гипокинезии - хронического недостатка мышечной нагрузки, ослабление организма. Гиподинамия расстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее частей и их взаимодействие. В результате развивается кислородная недостаточность организма, гипоксия.

Гипокинезия – это недостаток двигательной активности.

Отсутствие достаточной дозы ежедневных мышечных движений создает особые неестественные условия для жизнедеятельности организма человека, отрицательно воздействует на обмен веществ, на структуру и функции всех тканей, органов.

Минимально необходимый объём ходьбы в день 10–12 тыс. шагов. Наиболее действенной альтернативой гипокинезии и гиподинамии в современных условиях могут и должны выступать разнообразные физические упражнения.

Ритмичное протекание физиологических процессов – это свойство живого организма. Практически все показатели жизнедеятельности – биохимические, физиологические, поведенческие – обнаруживают ритмические колебания в разных диапазонах частоты. Структуры в организме, ответственные за регуляцию ритмов, называют – эндогенными часами. У человека главный внутренний водителем ритма у человека является гипоталамус, ответственный за сохранение постоянства внутренней среды. Однако для большинства ритмов характерна индивидуальная изменчивость. Инфаркты миокарда случаются у «сов» в полтора раза чаще, чем у «жаворонков». Биоритмы отдельных органов и систем взаимодействуют друг с другом и образуют упорядоченную систему ритмических процессов – организацию деятельности организма во времени. Многие биоритмы (суточные, лунные и годовые) сформировались в ходе эволюции как целесообразное приспособление процессов жизнедеятельности организма к окружающей среде. Обычно высокий подъём работоспособности у человека наблюдается примерно с 8 до 12 и с 17 до 19ч.

Центральная нервная система регулирует, управляет и совершенству­ет двигательную деятельность человека через двигательные единицы. Двигательная единица состоит из двигательной нервной клетки, нервного волокна и группы мышечных волокон. Каждая мышца включает в себя от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч дви­гательных единиц. Чем большее напряжение должна развить мышца, тем большее количество двигательных единиц включается в работу.

Возбуждение – деятельное состояние клеток, когда они трансформируют и передают электрические импульсы другим клеткам.

Торможение – обратный процесс, направленный на снижение биоэлектрической активности и восстановление затраченной энергии.

Безусловными называют унаследованные рефлексы, заложенные от рожде­ния в нервной системе. Примером простейшего двигательного безусловного рефлекса является непроизвольное отдергивание руки при ожоге. Рефлексы, формирующиеся в результате сочетания различных раздражителей с безусловными рефлексами, называются условными.

Нервная клетка с нервным волокном и мышечные клетки, которые активизируются от них, вместе образуют двигательную единицу. Чем большее напряжение должна развивать мышца, тем больше двигательных единиц включается в работу. Физиологической основой формирования двигательных навыков служат уже существовавшие или образующиеся временные связи между нервными центрами (иногда говорят, что у него (нее) хорошая двигательная база).

Двигательный стереотип – это стойкая последовательность автоматического выполнения ряда движений на уровне навыка. То есть образуется стойкая система нервных процессов - строго определенная последовательность рефлексов. Достаточно подейство­вать только первому раздражителю, как приходит в действие вся цепочка нервных процессов, участвующих в движении.

Фаза генерализации характеризуется расширением возбудительного процесса. При этом происходит вовлечение в работу даже «лишних» групп мышц, неоправданно большое напряжение работающих мышц и т.п. Движения скованны, угловаты, не координированы и неточны, неэкономичны.

В фазе автоматизации навык настолько уточняется и закрепляется, что выполнение необходимых движений становится как бы автоматическим и не требует деятельного контроля сознания. Такой навык отличается высокой экономичностью и стабильностью выполнения всех составляющих его движений.

Весь процесс формирования двигательного навыка в зависимости от его особенностей сопровождается изменением физических нагрузок, а следовательно, и соответствующими физиологическими перестройками в функциях целого ряда внутренних органов и систем.

Глава 5

Основы здорового образа жизни студента. Физическая культура и жизнь студента

Под здоровым образом жизни следует понимать типичные формы и способы жизнедеятельности человека, которые закрепляют и совершенствуют резервные возможности организма, обеспечивая тем самым успешное выполнение индивидуальных, социальных и профессиональных функций.

Составляющими здорового образа жизни являются:

Оптимальное соотношение и чередование (режим) труда и отдыха;

Рациональное питание;

Организация сна;

Оптимальная двигательная активность;

Отказ от вредных привычек;

Соблюдение правил личной гигиены и закаливание;

Культура межличностных отношений.

Правильно организованный режим труда и отдыха, основанный на закономерности протекания биологических процессов в организме, должен всемерно учитывать своеобразие объективных условий учебного труда и быта и индивидуальные особенности и способности человека к выполнению различного вида работ. Лучшие условия для протекания физиологических процессов в организме создаются при чётко организованном образе жизни, при соблюдении постоянной последовательности различных видов труда и отдыха, питания и сна. Рациональное питание – это физиологически полноценный приём пищи людьми с учётом пола, возраста, характера труда и других факторов.

Как известно, пища служит источником энергии для работы всех систем организма, роста и обновления тканей. В среднем суточное потребление энергии у юношей составляет 2700 ккал, у девушек – 2400ккал. Общая калорийность рациона обеспечивается следующим образом: 1400 - 1600 ккал – за счёт углеводов (350–450г), 600–700 ккал – за счёт жиров (80–90г) и 400 ккал – за счёт белков (100г). Количество белков животного происхождения должно составлять 50–60% его суточной нормы, половина которой обеспечивается за счёт молочных продуктов.

При регулярных занятиях физическими упражнениями и спортом, в зависимости от его видов, энерготраты возрастают до 3500–4000 ккал. В связи с этим в рационе должно изменяться соотношение основных пищевых продуктов. При выполнении спортивных упражнений, увеличивающих мышечную массу, в питании следует повысить содержание белка (16-18% по калорийности), при длительных упражнениях на выносливость – содержание углеводов (60-65% по калорийности). При нагрузках, связанных с интенсивным потоотделением, следует несколько увеличить суточную норму потребления поваренной соли.

Сон - своеобразное психофизиологическое состояние человека, форма торможения ЦНС. Сон – обязательная и наиболее полноценная форма ежедневного отдыха для молодых людей студенческого возраста необходимо считать нормой ночного сна 7,5–8 ч. Важное значение для полноценного сна имеет обстановка: тишина, умеренная температура воздуха, чистый воздух, удобная постель. Лучшее время сна – с 23 часов.

Один из обязательных факторов здорового образа жизни студентов - систематическое, соответствующее состоянию здоровья использование физических нагрузок.

Здоровый образ жизни несовместим с вредными привычками. Употребление табака, алкоголя, наркотических средств входит в число важнейших факторов риска многих заболеваний, негативно отражающихся на здоровье любого человека, и совершенно несовместимо с регулярными занятиями физическими упражнениями и спортом.

У курящих студентов также понижается и общая умственная работоспособность. Уменьшаются и силовые показатели. Признаки нездоровья обычно проявляются и во внешнем виде человека. Цвет лица серо–землистый, иногда с желтизной, ранние морщины. Основной удар при постоянном курении берут на себя дыхательная и сердечно-сосудистая системы.

При употреблении алкоголя происходит нарушение работы органов пищеварения и процесса обмена веществ. Раздражая органы желудочно-кишечного тракта, алкоголь вызывает нарушение секре­ции желудочного сока и выделение необходимых ферментов, что приводит, как и при курении, к развитию гастритов, язвы желудка.

Ухудшается работа выделительной системы – функции почек и потоотделения. В организме лиц, склонных к регулярному приему алкоголя, происходит снижение содержания важнейших для жизнедеятельности витаминов В, РР, С, А, Е, понижается сопротивляемость организма к воздействию инфекций, наблюдается раннее облысение и выпадение зубов.

Характерными признаками наркомании является слезотечение, тошнота, рвота, боли в мышцах, чувство страха, бред преследования, тяжёлый сон. Общая деградация личности при употреблении наркотиков наступает в 15–20 раз быстрее, чем при злоупотреблении алкоголя.

Знание правил и требований личной гигиены обязательно для каждого культурного человека. Гигиена тела предъявляет особые требования к состоянию кожных покровов: при водных процедурах вместе с че­шуйками эпидермиса кожи и секретом сальных и потовых желез удаляются различные вpeдныe вещества.

Гигиена одежды требует, чтобы при ее выборе руководствовались не мотивами престижности и стремлением идти в ногу с модой, а ее гигиеническим назначением в соответствии с родом деятельности и сезонными условиями, в которых она используется.

Гигиена обуви требует, чтобы она была легкой, эластичной, хорошо вентилируемой и обеспечивающей правильное положение стопы во время движений.

Гигиенические основы закаливания.

Закаливание – важное средство профилактики негативных последствий охлаждения организма или действия высоких температур. К настоящему времени сложился ряд методических указаний, повышающих эффективность закаливания:

Нужен определенный психологический настрой и мотивация на достаточно долгий процесс закаливания;

Закаливание должно быть систематическим;

Обязательно соблюдать принцип постепенности;

Не забывать об индивидуальном подходе (с учетом возраста, по­ла, состояния здоровья, уровня физической подготовленности и т.д.);

Для повышения разносторонности и эффективности закалива­ния рекомендуется использование различных средств: воздушная и водная среда, солнечная радиация;

Проводить закаливание в активном режиме, т.е. выполнять его во время физических упражнений или при физической работе;

Закаливание должно приносить удовольствие.

Закаливание водой - мощное средство, обладающее ярко выраженным охлаждающим эффектом, так как ее теплоемкость и теплопроводность во много раз больше, чем воздуха.

При купании происходит комплексное воздействие на организм воздуха, воды и солнечных лучей. Начинать купание рекомендуется при температуре воды 18–20°

Закаливание солнцем оказывает специфическое действие на организм в зависимости от вида солнечных лучей. Световые лучи усиливают протекание биохимических процессов, повышая иммунобиологическую реактивность организма. Инфракрасные лучи оказывают тепловое воздействие, ультрафиолетовые имеют бактерицидные свойства. Под их влиянием образуется пигмент меланин, в результате чего кожа приобретает смуглый цвет - загар, предохраняющий организм от избыточной солнечной радиации и ожогов. Ультрафиолетовые лучи необходимы для синтеза в организме витамина Д, без которого нарушается рост и развитие костей, нормальная деятельность нервной и мышечной систем. Ультрафиолетовые лучи в малых дозах возбуждают, а в больших угнетают ЦНС, могут привести к ожогу.

Глава 6

Психофизиологические основы учебного труда студентов. Средства физической культуры в регулировании работоспособности

Обеспечить высокое качество профессиональной подготовки выпускников вузов невозможно без их собственной активной учебно-трудовой деятельности. Психофизиологические основы ученого труда и интеллектуальной для деятельности студентов тесно связаны с состоянием здоровья и способностью адаптироваться к сложным условиям обучения. Наблюдения показывают, что студенты с ослабленным здоровьем чаще уходят в академический отпуск или вообще прекращают обучение в вузе. Возраст также оказывает определённое влияние на работоспособность при умственной деятельности. Наиболее благоприятными для занятий разными видами творческого умственного труда является возраст от 20 до 30 лет.

К субъективным факторам следует отнести индивидуальную неспособ­ность адаптироваться к социальным условиям обучения в вузе; личностные качества (характер, острота восприятия чужого мнения и др.); мотивацию занятий в данном учебном заведении. К объективным факторам обучения относится пол студента.

Для учебного труда студентов, независимо от его временных параметров (учебный день, неделя, семестры учебного года), изменение умственной работоспособности характеризуется последовательной сменой периодов врабатывания, устойчивой и высокой работоспособности и периода её снижения. Около 35% студентов ощущают дезадаптационный синдром.

Человек проходит как бы три стадии в развитии своих отношений с другими людьми: в подростковом и юношеском возрасте его очень интересует мнение всех о нём; в молодом и зрелом возрасте – мнение людей, которых он уважает; в пожилом и старшем – чужое мнение уже мало его волнует, так как он сам себя знает лучше других. Поэтому желательно, чтобы период адаптации студента совпал с более высоким уровнем его реальной самооценки, что позволит ему, с одной стороны, исправлять свои недостатки, а с другой не попадать под чужое, нередко негативное влияние.

Мотивация обучения играет главную роль в заинтересованности студент при освоении предложенного учебного материала в данном вузе. Критически для студентов всех курсов, и особенно первого, является экзаменационный период.

Пребывания в характерной для лиц умственного труда «сидячей» позе, так как при этом кровь скапливается в сосудах, расположенных ниже сердца, уменьшается общий объем активно циркулирующей крови, что ухудшает кровоснабжение ряда важнейших органов, в том числе мозга. При эмоционально напряженном труде дыхание становится неравномерным, может учащаться и углубляться, наблюдается его кратковременная непроизвольная задержка. При этом насыщение крови кислородом может снижаться на 80%.

Интерес к эмоционально привлекательной учебной работе увеличивает продолжительность её выполнения. Снижение эффективности в одном виде учебного труда, но её сохранение в другом виде называют местным утомлени­ем. До начала учебной работы у студентов частота пульса составляет 70 уд/мин. Рассеянное внимание, частые отвлечения являются характеристиками значи­тельного утомления.

К факторам физиологического характера можно отнести состояние здо­ровья человека. Хронические заболевания не вызывают утомления, но способствуют его появлению.

Работоспособность студента вначале дня, как правило невысокая. Продолжительность периода оптимальной работоспособности составляет 1,5–3 часа. Период врабатывания характеризуется постепенным повышением работоспособности. Период высокой устойчивой работоспособности наблюдается в середине рабочей недели. Период полной компенсации можно отнести к перио­дам снижения работоспособности. Период устойчивой работоспособности в первом семестре длится, как правило 2,5 месяца. В период экзаменов работоспособность студентов снижается. Период врабатывания в начале учебного года составляет 3–3,5 недели. В период экзаменов при средней продолжительности самоподготовки интенсивность умственного труда возрастает по отношению к периоду учебных занятий на 85–100%. В экзаменационный период повышается физиологическая «стоимость» учебного труда студентов. Об этом свидетельствует факт снижения массы тела на 3–4 кг.

Наблюдения за студентами в период экзаменов показывают, что частота сердцебиений у них устойчиво повышается до 88 - 92 удар/мин против 76 - 80 удар/мин в период учебных занятий.

Напряжение на экзаменах у студентов со слабой успеваемостью выше, чем у тех, кто имел хорошую успеваемость. Большая величина снижения умственной работоспособности перед сессией наблюдается у студентов первого курса.

Студенты, отнесенные к «утреннему» типу, так называемые «жаворон­ки», наиболее адаптированы к существующему режиму обучения. Студенты «вечернего» типа – «совы», наиболее работоспособны с 13 до 24 ч. Аритмики - занимает промежуточное положение между рассмотренными двумя группа­ми, но все же они стоят ближе к людям «утреннего» типа. Период спада работоспособности у «жаворонков» и «сов» целесообразно было бы использовать для отдыха и обеда.

Напряженная умственная работа непосредственно перед отходом ко сну затрудняет засыпание, приводит к так называемым ситуационным сновидениям, когда человек даже во сне продолжает решать нерешенную задачу, думать о прочитанном или написанном.

Импульсы, идущие от напряженной мускулатуры в центральную нервную систему, стимулируют деятельность головного мозга, помогают ему поддерживать нужный тонус. Оптимально дозированная мышечная нагрузка повышает общий эмоциональный тонус, создавая устойчивое бодрое настроение, которое служит благоприятным фоном для умственной деятельности и важным профилактическим средством против переутомления.

Мышечная деятельность, вызывающая резкое обострение эмоционального состояния (соревнования, единоборства, ответственные спортивные игры), ведет к угнетению умственной работоспособности. Наиболее благоприятное воздействие на утомленных учебным трудом студентов во время экзаменов оказывают упражнения циклического характера умеренной интенсивности с пульсом до 120–140 удар/мин. Среди разнообразных форм физической активности студентов утренняя гимнастика наименее сложна, но достаточно эффективна для ус­коренного включения в учебно-трудовой день. У студентов регулярно выполняющих утреннюю гимнастику период врабатывания короче, чем у остальных в 2,7 раза.

Физкультурная пауза призвана решать задачу обеспечения активного отдыха студентов и повышения их работоспособности в течение учебного дня. Физические упражнения подбираются так, чтобы активизировать работу систем организма, не принимавших участия в обеспечении учебно-трудовой деятельности.

Попутная тренировка заключается в направленном использовании любых возможностей получения дополнительной физической тренировки в течение рабочего дня: частичная замена поездок на транспорте на пешее передвижение при следовании к месту учебы и обратно; подъемов и спусков на лифте.

В первой половине каждого семестра на учебных и самостоятельных занятиях целесообразно использовать физические упражнения с преимущественной (до 70–75%) направленностью на развитие силы, общей и силовой выносливости с интенсивностью ЧСС 120 - 150 удар/мин. Во второй половине – с преимущественной (до 70–75%) направленностью на развитие скоростных, скоростно-силовых качеств и скоростной выносливости с интенсивностью ЧСС 120–180 удар/мин. Нежелательный режим занятий в дни напряжённой учебной деятельности с ЧСС выше 160 уд/мин и моторной плотностью 65–75% Отношение времени, затраченного непосредственно на выполнение физических упражнений ко всей продолжительности занятий физкультурой, называют моторной плотностью урока. Более высокий уровень физической подготовленности обеспечивает рост уровня устойчивости умственной работоспособности к двигательным нагрузкам.

Локальный эффект повышения тренированности, который являет­ся неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.

Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от целого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние чело­век: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регулярные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. При регулярных занятиях физически­ми упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритро­цитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержа­ние гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличива­ется кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транс­портную возможность.

Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение со­держания лейкоцитов и их активность. Специальными исследовани­ями было установлено, что регулярная физическая тренировка без пе­регрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным, факторам.

Рис. 4.2

Работа сердца в покое (по В.К. Добровольскому)

Тренированность человека способствует и луч­шему перенесению повышающейся при мышеч­ной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных макси­мально допустимая концентрация молочной кис­лоты в крови составляет 100-150 мг%, а у трени­рованных она может возрастать до 250 мг%, что говорит об их больших потенциальных возможно­стях к выполнению максимальных физических нагрузок. Все эти изменения в крови физически тренированного человека рассматриваются как благоприятные не только для выполнения им на­пряженной мышечной работы, но и для поддер­жания общей активной жизнедеятельности.

Изменения в работе сердечно-сосудистой

Сердце. Прежде чем говорить о влиянии фи­зических нагрузок на центральный орган сердечно-сосудистой систе­мы, надо хотя бы представить ту огромную работу, которую он произво­дит даже в покое (см. рис. 4.2). Под влиянием физической нагрузки расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека (см. рис. 4.3). Работая с повышен­ной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коро­нарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличи­вается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систоли­ческий объем крови, минут­ный объем крови. Наиболее простым и информативным показателем работы сердеч­но-сосудистой системы яв­ляется пульс.

Пульс - волна колебаний, распространяемая по элас­тичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой

Рис. 4.3. Работа сердца при прохождении

спортсменом-лыжником дистанции 100 км

(по В.К. Добровольскому)

15 л крови в 1 мин 100 мл крови за 1 удар Пульс 150удар/мин

15 л крови в 1 мин 150 мл крови за 1 удар.Пульс 100 удар/мин

Рис. 4.4. Изменение частоты пульса во время проведения теста на велоэр-гометре при работе одинаковой интенсивности дает ценные сведения об экономичности работы сердца. При одинаковой работе у тренированного наблюдается более низкий пульс, чем у нетренированного. Это свидетель­ствует о том, что тренировка привела к увеличению силы сердечной мыш­цы и тем самым - ударного объема крови

(по Р. Хедману)

в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60-80 удар/мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы от­дыха (расслабления) сердечной мышцы (см. рис. 4.4). Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 удар/мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.

Артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления лево­го желудочка (диастолы). В норме у здорового человека в возрасте 18- 40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. (у женщин на 5-10 мм ниже). При физических нагрузках максимальное давление мо­жет повышаться до 200 мм рт. ст. и больше. После прекращения нагруз­ки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетрени­рованных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить патологическое состояние.

Систолический объем в покое, который во многом определяется силой сокращения сердечной мышцы, у нетренированного человека составляет 50-70 мл, у тренированного - 70-80 мл, причем при бо­лее редком пульсе. При интенсивной мышечной работе он колеблется соответственно от 100 до 200 мл и более (в зависимости от возраста и тренированности). Наибольший систолический объем наблюдается при пульсе от 130 до 180 удар/мин, тогда как при пульсе выше 180 удар/мин он начинает существенно снижаться. Поэтому для по­вышения тренированности сердца и общей выносливости человека наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130-180 удар/мин.

Кровеносные сосуды, как уже отмечалось, обеспечивают постоян­ное движение крови в организме под воздействием не только работы сердца, но и разности давлений в артериях и венах. Эта разность воз­растает с ростом активности движений. Физическая работа способ­ствует расширению кровеносных сосудов, снижению постоянного то­нуса их стенок, повышению их эластичности.

Продвижению крови в сосудах содействует и чередование напря­жения и расслабления активно работающих скелетных мышц («мы­шечный насос»). При активной двигательной деятельности оказыва­ется положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслаб­ляется. При физических нагрузках почти полностью раскрывается и микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30-40%. Все это позволяет существенно ускорить кровоток.

Так, если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21 -22 с, то при физических нагрузках - за 8 с и менее. При этом объем цирку­лирующей крови способен возрастать до 40 л/мин, что намного уве­личивает кровоснабжение, а следовательно, и поступление питатель­ных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.

В то же время установлено, что длительная и интенсивная ум­ственная работа, так же, как и состояние, нервно-эмоционального на­пряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокраще­ний до 100 удар/мин и более. Но при этом, как отмечалось в гл. 3, сосудистое русло не расширяется, как это происходит при физичес­кой работе, а сужается (!). Повышается, а не снижается (!) также тонус стенок сосудов. Возможны даже спазмы. Подобная реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга.

Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активны­ми движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухуд­шению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных ор­ганов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию - вегето-сосудистой дистонии.

Изменения в дыхательной системе

Работа системы дыхания (совместно с кровообращением) по газо­обмену, который усиливается при мышечной деятельности, оценива­ется частотой дыхания, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, потреблением кислорода, кислородным долгом и другими по­казателями. При этом следует помнить о том, что в организме имеют­ся особые механизмы, которые автоматически управляют дыханием. Даже в бессознательном состоянии процесс дыхания не прекращает­ся. Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, рас­положенный в продолговатом мозге.

В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем времен­ное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. При выпол­нении работы частота и ритм дыхания могут изменяться в зависимости от ритма движения. Но практически дыхание человека может быть раз­личным в зависимости от обстановки. В то же время он может созна­тельно в некоторой степени управлять своим дыханием: задержка, изме­нение частоты и глубины, т.е. изменять его отдельные параметры.

Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) в по­кое составляет 16-20 циклов. При физической работе частота дыха­ния увеличивается в среднем в 2-4 раза. С учащением дыхания неиз­бежно уменьшается его глубина, изменяются и отдельные показатели эффективности дыхания. Это особенно четко видно у подготовлен­ных спортсменов (см. табл. 4.1).

Не случайно в соревновательной практике в циклических видах спорта наблюдается частота дыхания 40-80 в мин, обеспечивающая наибольшую величину потребления кислорода.

Силовые и статические упражнения широко распространены в спор­те. Их продолжительность незначительна: от десятых долей секунды до 1-3 с - удар в боксе, финальное усилие в метаниях, удержание поз в спортивной гимнастике и др.; от 3 до 8 с - штанга, стойка на кистях

Тренировка человека.
Изменения в организме человека под влиянием физической нагрузки

Тренировка человека и тренированность его организма:

Красота и сила тренированного тела всегда привлекали живописцев и ваятелей. Это проявлялось уже в наскальной пещерной живописи наших предков, достигло совершенства во фресках древней Эллады, скульптурах Микеланджело. В то же время не всегда тренированность человека сопровождается повышением выносливости, а за рекорды в большом спорте организм нередко расплачивается дорогой ценой.

Тренированность организма человека - это возможность выполнять большие физические нагрузки, обычно наблюдается у людей, чей образ жизни или профессия связаны с напряженной мышечной деятельностью: у лесорубов, шахтеров, такелажников, спортсменов. Тренированный организм, приспособленный к физическим нагрузкам, способен не только осуществлять интенсивную мышечную работу, но и оказывается более устойчивым к ситуациям, вызывающим болезни, к эмоциональным нагрузкам, экологическим воздействиям.

Особенности тренированного тела человека:

Существуют две основные черты тренированного тела человека, привыкшего к большим физическим нагрузкам. Первая черта заключается в возможности выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному организму. Не приученный к физическим нагрузкам человек не в состоянии пробежать марафонскую дистанцию или поднять штангу весом, значительно превышающим его собственный. Вторая черта заключается в более экономном функционировании физиологических систем в покое и при умеренных нагрузках, а при максимальных нагрузках - способности достигать такого уровня функционирования, который невозможен для нетренированного организма.

Так, в условиях покоя у постоянно выполняющего большие физические нагрузки человека частота пульса может составлять всего 30-50 ударов в минуту, частота дыхания - 6-10 в минуту. Живущий физическим трудом человек осуществляет мышечную работу при меньшем увеличении потребления кислорода и с большей эффективностью. При предельно напряженной работе в тренированном организме происходит значительно большая мобилизация систем кровообращения, дыхания, обмена энергии по сравнению с нетренированным.

Изменения в организме человека под влиянием физических нагрузок:

В организме каждого человека под влиянием тяжелого физического труда в клетках органов и тканей, на которые падает физическая нагрузка, активируется синтез нуклеиновых кислот и белков. Эта активация приводит к избирательному росту клеточных структур, ответственных за адаптацию к физической нагрузке. В результате, во-первых, возрастают функциональные возможности такой системы, а во-вторых, временные сдвиги переходят в постоянные прочные связи.

Изменения в организме человека вследствие интенсивной мышечной деятельности во всех случаях представляют собой реакцию целого организма, направленную на решение двух задач: обеспечения мышечной деятельности и поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). Эти процессы запускаются и регулируются центральным управляющим механизмом, имеющим два звена: нейрогенное и гуморальное.

Рассмотрим первое звено, управляющее процессом тренировки организма на физиологическом уровне, - нейрогенное звено.

Формирование двигательной реакции и мобилизация вегетативных функций в ответ на начинающуюся мышечную работу обеспечиваются у человека центральной нервной системой (ЦНС) на основе рефлекторного принципа координации функций. Этот принцип эволюционно обеспечен строением ЦНС, а именно тем, что рефлекторные дуги связаны между собой большим количеством вставочных клеток, а количество сенсорных в несколько раз превышает количество двигательных нейронов. Преобладание вставочных и сенсорных нейронов - морфологическая основа целостного и координированного реагирования организма человека на физическую нагрузку, другие воздействия внешней среды.

В реализации различных движений у человека могут принимать участие структуры продолговатого мозга, четверохолмия, подбугровой области, мозжечка, других образований головного мозга, в том числе высшего центра - моторной зоны коры больших полушарий. В ответ на мышечную нагрузку (благодаря многочисленным связям в ЦНС) происходит мобилизация функциональной системы, ответственной за двигательную реакцию организма.

Весь процесс начинается с сигнала, чаще всего условнорефлекторного, побуждающего к мышечной деятельности. Сигнал (афферентная импульсация от рецепторов) поступает в кору головного мозга в центр управления. «Управляющая система» активирует соответствующие мышцы, воздействует на центры дыхания, кровообращения, другие обеспечивающие системы. Поэтому соответственно физической нагрузке возрастает легочная вентиляция, увеличивается минутный объем сердца, происходит перераспределение регионального кровотока, тормозится функция органов пищеварения.

Совершенствование управления и периферического аппарата двигательной системы достигается в процессе многократного повторения сигнала и ответной мышечной работы (то есть во время тренировки человека). В результате этого процесса «управляющая система» закрепляется в виде динамического стереотипа и организм человека приобретает навык двигательной активности.

Расширение числа условных рефлексов в процессе тренировки человека создает условия для лучшей реализации явления экстраполяции в двигательных актах. Примером проявления экстраполяции могут служить движения хоккеиста в сложной, непрерывно меняющейся обстановке игры, поведение шофера-профессионала на незнакомой сложной трассе.

Одновременно с поступлением сигнала о физической нагрузке происходит нейрогенная активация гипоталамо-гипофизарной и симпатоадреналовой систем, что сопровождается интенсивным высвобождением в кровь соответствующих гормонов и медиаторов. Это второе звено механизма регуляции мышечной деятельности, гуморальное. Главными результатами гуморальной реакции в ответ на физическую нагрузку являются мобилизация энергетических ресурсов; перераспределение их в организме человека к органам и тканям, подвергающимся нагрузке; потенциация работы двигательной системы и обеспечивающих ее механизмов; формирование структурной основы долговременной адаптации к физической нагрузке.

При мышечной нагрузке пропорционально ее величине происходит увеличение секреции глюкагона, возрастает его концентрация в крови. В то же время происходит снижение концентрации инсулина. Закономерно увеличивается выход в кровь соматотропина (СТГ - гормона роста), что обусловлено возрастающей секрецией в гипоталамусе соматолиберина. Уровень секреции СТГ постепенно нарастает и длительное время остается повышенным. В нетренированном организме секреция гормона не может перекрыть возросший захват его тканями, поэтому уровень СТГ у нетренированного человека при тяжелой физической нагрузке существенно снижен.

Физиологическое значение перечисленных выше и других гормональных сдвигов определяется их участием в энергообеспечении мышечной работы и в мобилизации энергоресурсов. Такие сдвиги носят важный активирующий характер и подтверждают следующие положения:

1. Активация моторных центров и гормональные сдвиги, вызванные физической нагрузкой, небезразличны для центральной нервной системы. Малые и умеренные физические нагрузки активируют процессы высшей нервной деятельности, повышают умственную работоспособность. Длительные интенсивные нагрузки, особенно с истощающим последствием, вызывают противоположный эффект, резко снижают умственную работоспособность.

2. Неприспособленный к физическим нагрузкам организм человека не может справиться с интенсивными и длительными воздействиями. Для высокой производительности труда, где весомым является физический компонент, необходимо приобретение как специфических для данной специальности навыков, так и неспецифической физической тренированности.

3. Физическая разминка (гимнастика, разнообразная дозированная нагрузка, рациональные упражнения по снятию усталости сидячей позы и др. виды тренировки человека) служит важным фактором повышения работоспособности, особенно при , .

4. Как в труде, так и в спорте достижения могут быть получены лишь с помощью построенной на основе научных медицинских фактов рациональной системы упражнений и тренировок.

5. Тяжелый физический труд для нетренированного организма, длительное время находившегося без физических нагрузок, точно так же, как резкое прекращение интенсивной физической работы (особенно у спортсменов-марафонцев, лыжников, штангистов), может вызвать грубые сдвиги в регуляции функций, переходящие во временные расстройства здоровья или стойкие заболевания.