Формирование профессиональных двигательных способностей курсантов-летчиков средствами физического воспитания
На правах рукописи
Дудко Алексей Сергеевич
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ
СПОСОБНОСТЕЙ КУРСАНТОВ-ЛЕТЧИКОВ
СРЕДСТВАМИ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ
13.00.04 – Теория и методика физического воспитания,
спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной
физической культуры
А в т о р е ф е р а т
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Москва - 2010
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Краснодарское высшее военное авиационное Ордена «Дружбы народов» училище летчиков имени Героя Советского Союза А.К. Серова»
Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор
Хакунов Нурбий Хасанбиевич
Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор
Цыганков Эрнест Сергеевич
доктор педагогических наук, профессор
Кабачков Виталий Алексеевич
Ведущая организация ФГОУ ВПО «Кубанский государственный
университет физической культуры, спорта
и туризма»
Защита состоится «18» мая 2010 года в 13.30 часов на заседании диссертационного совета Д 311.003.01 при ФГОУ ВПО «Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма» по адресу: 105122, Москва, Сиреневый бульвар, 4, ауд. 603.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма».
Автореферат разослан «___» ____________ 2010 года
Ученый секретарь
диссертационного совета М.В. Сахарова
Актуальность исследования. Профессиональная деятельность летчика представляет собой частный случай взаимодействия человека и окружающей среды посредством машины. Эргономическими особенностями летной деятельности является то, что управление летательным аппаратом происходит в замкнутом, ограниченном пространстве, а сам полет – в открытой, с опорой на воздушные массы, среде, поэтому пилот вынужден постоянно строго контролировать и четко координировать свои действия в соответствии с выполнением полетных заданий и условиями окружающей среды. Эффективность деятельности при этом определяется сопоставимостью поведения человека (с учетом его двигательных и психофизиологических характеристик) и работой технической системы (Н.Д. Попов, Ю.П. Астамин, 1958; О.В. Дашкевич, 1975; Р.Н. Макаров, Я.О. Фурдуй, 2007; Э.А. Зюрин, 2008).
В современных условиях летной практики значительно увеличился объём деятельности, осуществляемой в вероятностных и неожиданно возникающих ситуациях, требующих от летчика проявления находчивости, быстроты реакции, способностей к концентрации и переключению внимания, пространственно-временной точности движений. Координационные способности проявляются в реальных видах двигательной активности и в разном сочетании друг с другом, требуют согласованного взаимодействия двигательной и зрительной систем организма в соответствии с двигательной задачей и действительными условиями ее выполнения посредством участия центральной нервной системы (ЦНС), управляющей согласованностью и соразмерностью движений (Л.А. Вейнер-Дубровин, 1980; Р.Н. Макаров, Я.О. Фурдуй, 2007).
Деятельность пилота характеризуется исключительно высоким темпом восприятия и переработки информации, необходимым для своевременного, грамотного принятия решения по управлению летательным аппаратом, и представляет собой последовательность отдельных единиц-операций: поиска соответствующего индикатора, восприятия и оценки информации, принятия решения, поиска необходимого органа управления, исполнения решения. Экстремальные воздействия нередко вызывают у летного состава нервно-эмоциональные напряжения, ухудшение самочувствия, что приводит к быстрому утомлению, возникновению иллюзий, дезориентации в пространстве, нарушению операторских функций и координации движений (А.В. Еремин, 1998; Н.Ю. Просоедов, 2006; М.А. Харендинов, 2007).
Успех пилотирования, как результат профессиональной деятельности летчика, зависит от его способности координировать свои движения и синхронизировать действия при управлении летательным аппаратом. Координационные способности пилота зависят от сбалансированности действий воспринимающих, управляющих и исполнительных систем его организма. Установлено, что у летчиков с высокой двигательной и психофизиологической подготовленностью, сбалансированностью действий воспринимающего, управляющего и исполнительного аппаратов, профессиональная деятельность сопровождается незначительным утомлением и отличается повышенным уровнем работоспособности (Н.Ю. Просоедов с соавт., 2005).
Сформированность доминирующей в летной деятельности системы «глаз – ЦНС – рука, нога» (восприятие – управление – исполнение), и особенно координационные способности подсистем «рука – нога» (исполнение), имеют большое значение при подготовке летного состава авиации, поскольку профессиональная деятельность пилота в процессе управления авиационной техникой требует от него выполнения различных сочетаний движений верхними и нижними конечностями (Р.Н. Макаров, Я.О. Фурдуй, 2007). Координационные способности подсистемы «рука – нога» во многом зависят от уровня кинестезической чувствительности, эмоциональной устойчивости, готовности аппарата восприятия, управления и нервно-мышечного аппарата (В.С. Фарфель, 1963; А.М. Зеленцов с соавт., 1975; В.И. Лях, 1991).
Технический прогресс ведет к дальнейшему совершенствованию авиационной техники и, как следствие, к усложнению управления летательным аппаратом. Это, в свою очередь, требует повышения качества профессиональной подготовки летчиков, что инициирует поиск более эффективных форм, средств и методов проведения занятий по специальной и профессионально-прикладной физической подготовке, направленных на повышение качества профессиональных двигательных способностей пилотов.
Таким образом, возникают следующие противоречия:
– между объективной потребностью авиации в высококвалифицированных летчиках и недостаточной сформированностью у них профессионально значимых координационных и психофизиологических способностей;
– между необходимостью наличия у летчиков развитых кинестезических и координационных способностей управления летательным аппаратом и недостаточной разработанностью форм, средств и методов, обеспечивающих развитие данной физичес-
кой способности.
Объект исследования – процесс физической подготовки профессионально значимых двигательных и психофизиологических способностей курсантов авиационного училища.
Предмет исследования – система профессионально-прикладной физической подготовки летчиков для развития их кинестезической чувствительности и координационных способностей, динамика формирования физических и психофизиологических качеств и их влияние на успешность профессионального становления курсантов-летчиков.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой повышение функциональных возможностей организма и совершенствование качеств, определяющих возможность овладения навыками пилотирования, а также процесс развития профессионально значимых координационных и психофизиологических способностей курсантов-летчиков будет эффективным и примет управляемый характер, если:
– использовать методику развития профессионально значимых координационных и психофизиологических способностей курсантов-летчиков с применением технических средств обучения;
– практически подтвердить педагогическую эффективность круговой тренировки со ступенчатым нарастанием нагрузки;
– реализовывать поэтапно процесс формирования профессиональных двигательных способностей курсантов-летчиков со ступенчатым нарастанием нагрузки.
Целью исследования являются научное обоснование, разработка и экспериментальная проверка эффективности физической подготовки обеспечивающей системный подход в формировании доминирующей в летной деятельности системы «глаз – ЦНС – рука, нога», кинестезической чувствительности и координационных способностей (по показателю усилия) курсантов-летчиков.
В соответствии с проблемой, целью и предметом исследования были сформулированы следующие задачи:
1. Научно обосновать место профессиональных координационных и психофизиологических способностей двигательного аппарата курсантов-летчиков в их профессионально-прикладной физической подготовке.
2. Разработать и экспериментально апробировать методику развития профессиональных координационных и психофизиологических способностей курсантов-летчиков посредством круговой тренировки со ступенчатым нарастанием нагрузки с применением технических средств обучения.
3. Составить комплекс педагогического инструментария для оценки координационных и психофизиологических способностей двигательного аппарата курсантов-летчиков.
4. Определить педагогическую эффективность круговой тренировки со ступенчатым нарастанием нагрузки для формирования профессиональных координационных и психофизиологических способностей курсантов-летчиков.
Для решения задач, достижения поставленной цели и подтверждения выдвинутой гипотезы в работе были использованы следующие методы исследования: теоретический анализ и обобщение данных научно-методической литературы, педагогическое наблюдение, анкетирование, тестирование, педагогический эксперимент, методы математической статистики.
Для оценки степени сформированности специфического двигательного навыка была разработана система тестов, основу которой составили контрольные упражнения по оценке координационных и психофизиологических способностей курсантов.
В данном исследовании определялась точность воспроизведения заданного усилия в 7 кг (50% от максимального усилия при пилотировании учебного самолета) мышцами-разгибателями рук и ног по методу Ильина (Е.П. Ильин, 1981).
Координационные взаимоотношения в подсистемах «рука – нога» определялись путем сравнения показателей воспроизведения заданного усилия мышц-разгибателей рук и ног в подсистемах: «правая рука - левая рука» (рис. 1-а), «правая нога - левая нога» (рис. 1-б); «правая рука - правая нога» (рис. 1-в), «левая рука - левая нога» (рис. 1-г); «правая рука - левая нога» (рис. 1-д), «левая рука - правая нога» (рис. 1-е).
 |  |  |  |  |  |
а б в г д е
Рис. 1. Координационные взаимоотношения в подсистемах «рука - нога»
Для определения эмоционального состояния использовали методику определения кожно-гальванического рефлекса (КГР), основанную на регистрации изменения
разности потенциалов, отводимых от двух точек поверхности кожи (И.Р. Тарханов, 1889). Скорость восприятия информации определяли по таблице Платонова (А.И. Вожжова, 1973). Для определения тремора использовали методику, основанную на регистрации рефлекторных ритмических микроколебаний дистальных звеньев конечностей тела (В.Л. Марищук, 1990). Для определения выносливости нервной системы использовали метод теппинг-теста (Е.П. Ильин, 1981). Силовые способности исследуемых определяли по становой динамометрии (В.С. Фарфель, 1975). Для исследования мышления использовали апробированную во многих лабораториях методику устного счета, в основе которой лежит решение арифметических заданий с вычитанием в уме (А.И. Вожжова, 1973). Двигательную память на усилие определяли по степени забывания субъективного эталона во 2-5-й попытках (её наибольшую величину), что является мерой кратковременной двигательной памяти при заданном усилии (Е.П. Ильин, 1981).
Статистическую обработку материалов исследования проводили с использованием программы «Excel-7» на ПЭВМ. Для каждой выборки показателей рассчитывали числовые характеристики распределения. Оценку значимости различий между сравниваемыми выборками осуществляли с использованием параметрического t-критерия Стъюдента. Для обработки экспериментальных данных применяли метод прямых разностей (Е.В. Монцевичуте-Эрингене, 1964).
Научная новизна диссертации заключается в следующем:
– установлено, что доминирующей в профессиональной деятельности летчика является двигательная система «глаз - ЦНС - рука, нога», включающая в свою структуру подсистемы «рука – нога» (для успешной летной деятельности требуется сбалансированность системы);
– модифицирована и адаптирована для работы с курсантами-летчиками система круговой тренировки со ступенчатым нарастанием нагрузки с применением технических средств обучения;
– установлен положительный эффект воздействия предложенной методики тренировки на деятельность доминирующей системы;
– отмечена зависимость проявления «контрольных» показателей деятельности подсистем доминирующей системы от эмоционального состояния;
– выявлены период разбалансировки, период проявления облегчающего эффекта и полной сбалансированности деятельности подсистем основной системы в период долгосрочной адаптации.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Круговая тренировка со ступенчатым нарастанием нагрузки - программно-управляемый процесс, способствующий лучшей реализации дидактических принципов обучения, формированию устойчивого профессионального двигательного стереотипа, выработке и становлению профессионально значимых кинестезических, координационных и психофизиологических способностей курсантов-летчиков.
2. Период срочной адаптации к физической нагрузке характеризуется значительным эмоциональным напряжением, приводящим к разбалансировке составляющих профессионального стереотипа, снижению кинестезической чувствительности и координационных способностей подсистем «рука – нога».
3. Период краткосрочной адаптации к физической нагрузке характеризуется незначительным повышением эмоционального состояния, улучшением деятельности воспринимающих и управляющих систем, кинестезической чувствительности и координационных способностей подсистем «рука – нога».
4. Продолжительные занятия в форме круговой тренировки со ступенчатым нарастанием нагрузки с применением технических средств обучения характеризуются соответствующей реакцией эмоционального состояния курсантов-летчиков, приводят к сбалансированности подсистем доминирующей в летной деятельности системы.
Теоретическая значимость работы заключается в расширении представлений о значимости средств физического воспитания при решении вопросов подготовки профессионально важных двигательных и психофизиологических способностей летчиков и выявлении периодов наилучшей скоординированности в деятельности систем организма.
Практическая значимость. Результаты исследования целесообразно использовать в практике подготовки летчиков для развития их физических и психофизиологических качеств; для психофизиологического обеспечения процесса обучения и летной подготовки пилотов с целью регуляции их эмоционального состояния, сбалансированности деятельности воспринимающих, управляющих и исполнительных систем организма; для повышения уровня безопасности и качества обучения курсантов-летчиков.
Методологические основы исследования представляют труды отечественных и зарубежных специалистов по проблемам: научно-технологических основ организации спортивной тренировки (Ю.В. Верхошанский, В.М. Зациорский, Л.П. Матвеев, В.П. Филин и др.); профессионального образования и профессионального становления личности (С.В. Дмитриев, М.Я. Виленский, Г.Г. Наталов, А.Ц. Пуни, P.Hirtz и др.); профессионально-прикладной физической подготовки (Б.А. Ашмарин, В.А. Кабачков, С.Ю. Черноглазин, С.А. Полиевский, В.С. Фарфель и др.).
Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается использованием комплекса методов, адекватных предмету и задачам исследования; непротиворечивостью сформулированных положений и выводов имеющимся теоретическим представлениям, их согласованностью с результатами анализа массива экспериментальных данных; применением методов математической статистики.
Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертации, выразился в подборе и подготовке объективных современных методов исследования, организации набора практического материала, поиске исследуемого контингента, непосредственной организации и проведении исследований, статистической обработке материала, оформлении таблиц, написании статей и текста самой диссертации.
Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы исследований доложены на конференциях профессорско-преподавательского состава Института физической культуры и дзюдо Адыгейского государственного университета (2003 г.), Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма (2006 г.) и Краснодарского высшего военного авиационного училища летчиков (2006 г.). По результатам проведенных исследований имеются девять публикаций
Организация исследования. Исследование проводилось в Краснодарском высшем военном авиационном училище летчиков. Возраст обследуемых курсантов 17–18 лет. В исследовании приняли участие 110 курсантов (55 – экспериментальная группа (ЭГ), 55 – контрольная группа (КГ)).
На первом этапе проводили анализ научно-методической литературы, определяли задачи и подбирали методы исследования. На втором этапе проводили анализ системы подготовки курсантов-летчиков с учетом данных их физической подготовленности к профессиональной деятельности. На третьем этапе проводили сравнительный анализ результатов оценки координационных и психофизиологических способностей, разрабатывали методику специальной физической подготовки и оценивали ее эффективность.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, библиографии и приложений. Работа изложена на 164 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 21 таблицей и 27 рисунками. Библиографический указатель содержит 294 литературных источника, из них 73 на иностранном языке.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
За основу методики была взята форма организации занятия – круговая тренировка со ступенчатым нарастанием нагрузки с применением технических средств обучения, использование которой имеет много преимуществ перед другими формами (Н.Ю. Просоедов с соавт., 2003).
Постепенное увеличение нагрузки в процессе тренировки обеспечивает такое состояние, при котором сила раздражений, связанных с мышечной работой, на последующих тренировочных занятиях соответствует достигнутому уровню функционального состояния организма, в то же время несколько превышает физическую нагрузку, примененную на предыдущих занятиях. Поскольку уровень функционального состояния организма в процессе занятий неуклонно повышается, сила раздражений – величина нагрузки – также увеличиваются (Н.В. Зимкин, 1984; В.А. Попов, 2000).
Сочетание круговой тренировки и ступенчатого нарастания нагрузки позволяет усилить связь между взаимозависимостью и взаимообусловленностью средств и методов тренировки, позволяет в короткий срок, без негативного следа для организма, усилить тренировочный эффект.
На основании анализа литературы и результатов собственных исследований нами разработана модель круговой тренировки с 20-ю рабочими станциями. Комплекс упражнений круговой тренировки рассчитан на всестороннее развитие организма и, в особенности, доминирующей системы «глаз - ЦНС - рука, нога», включает силовые упражнения и упражнения на развитие координационных способностей.
Упражнения со ступенчатым изменением нагрузки выполнялись исследуемыми на протяжении полугодичного цикла. Ступенчатость нагрузки выражалась в изменении времени работы и отдыха на каждой рабочей станции в интервале от 15 до 75 секунд и времени тренировочного занятия от 10 до 50 минут (рис. 2).
Рис. 2. Ступенчатое изменение времени работы и отдыха в процессе круговой тренировки курсантов-летчиков
Тренировка навыка воспроизведения заданного усилия (кинестезическая чувствительность) проводилась с использованием тренажера для выработки навыков дифференцировки и воспроизведения усилий (Н.Ю. Просоедов, Л.В. Тушев, С.А. Ломако - авторское свидетельство № 1643023, 1990).
Контрольные измерения показателей основных составляющих двигательного стереотипа, воспроизведения заданного усилия, а также исследование координационных взаимоотношений подсистем «рука – нога» проводились в дни тренировок на этапах срочной, краткосрочной и долгосрочной адаптации до и после физической нагрузки.
С целью выявления значимости различных физических и специальных качеств, необходимых для профессионального становления и дальнейшей успешной профессиональной деятельности летчика, было проведено анкетирование. На вопросы анкеты отвечали пятьдесят курсантов выпускного курса Краснодарского высшего военного авиационного училища, имеющих значительную летную практику и высокую успеваемость. Им предлагалось оценить по 10-балльной шкале профессионально значимые качества летчика. Большинство респондентов высказалось за необходимость организации специальной физической подготовки летчиков. При этом они считают наиболее важными физическими и специальными качествами хорошую координацию движений рук и ног (8,7 балла), ловкость и быстроту движений, точность манипуляций (8,4 балла), устойчивость к перегрузкам (8,3 балла), выносливость (8,1 балла), устойчивость к укачиванию (7,9 балла), быстроту реакции (7,8 балла).
Изучение динамики точности воспроизведения заданного усилия
и координационных способностей курсантов-летчиков
Точность воспроизведения заданного усилия 7 кг (ВЗУ) определялась в КГ и ЭГ на этапах срочной, краткосрочной и долгосрочной адаптации в исходном состоянии и после физической нагрузки.
На этапе срочной адаптации получены следующие результаты: в исходном состоянии – правая рука – 5,82 кг; левая рука – 5,70 кг; правая нога – 3,53 кг; левая нога – 3,41 кг, что в процентном отношении к заданному усилию выразилось в снижении точности ВЗУ соответственно в среднем на 16,8; 18,6; 49,6; 51,3 %. После однократной физической нагрузки точность ВЗУ мышц-разгибателей рук и ног несколько ухудшилась и составила: правая рука – 5,71 кг; левая рука – 5,65 кг; правая нога – 3,38 кг; левая нога – 3,32 кг, что в процентном отношении составило 18,5; 19,3; 51,8; 52,6 % соответственно (рис. 3).
Этапы адаптации:
срочная; краткосрочная; долгосрочная.
Рис. 3. Отклонение точности ВЗУ в ЭГ после физической нагрузки
За 100% принимается заданное усилие.
Обозначения: воспроизведение усилия 1 – правой рукой; 2 – левой рукой; 3 – правой ногой; 4 – левой ногой.
Полученные результаты показывают, что исследуемые допускают значительную погрешность при воспроизведении заданного усилия мышцами-разгибателями рук и ног. Это указывает на низкую кинестезическую чувствительность их нервно-мышечного аппарата, а опережающий характер реакции на заданное усилие свидетельствует о преобладании в ЦНС процессов возбуждения. В условиях несформированности специфического двигательного навыка физические упражнения угнетают работу механизмов, обеспечивающих кинестезическую чувствительность. Это затрудняет точное воспроизведение движений по силовым характеристикам в сложных условиях профессиональной и трудовой деятельности, что доказывает необходимость проведения дополнительной специальной подготовки.
При определении координационных способностей подсистем «рука - нога» в исходном состоянии и после физической нагрузки отмечались достаточно высокие координационные взаимоотношения в подсистемах «правая рука – левая рука», «правая нога – левая нога» (Р > 0,05). В подсистемах «правая рука – правая нога», «левая рука – левая нога», «правая рука – левая нога», «левая рука – правая нога» отмечены низкие координационные взаимоотношения в исходном состоянии и дополнительное их снижение после физической нагрузки соответственно в среднем на 40,8; 41,3; 41,9; 40,2 % (Р < 0,01; Р < 0,05) (табл. 1).
Таблица 1
Координационные взаимоотношения подсистем «рука – нога»
на этапе срочной адаптации после физической нагрузки
 высокая  низкая  низкая | M  m | M  m | РП | T | P |  высокая  низкая  низкая | |
| 1 | Правая рука | Левая рука | 0,06 | 0,08 | > 0,05 | ||
5,71  0,49 | 5,65  0,50 | ||||||
| 2 | Правая нога | Левая нога | 0,06 | 0,07 | > 0,05 | ||
3,38  0,60 | 3,32  0,64 | ||||||
| 3 | Правая рука | Правая нога | 2,33 | 4,7 | < 0,01 | ||
5,71  0,49 | 3,38  0,60 | ||||||
| 4 | Левая рука | Левая нога | 2,33 | 2,9 | < 0,05 | ||
5,65  0,50 | 3,32  0,64 | ||||||
| 5 | Правая рука | Левая нога | 2,39 | 3,0 | < 0,05 | ||
5,71  0,49 | 3,32  0,64 | ||||||
| 6 | Левая рука | Правая нога | 2,27 | 2,8 | < 0,05 | ||
5,65  0,50 | 3,38  0,60 | ||||||
Обозначения: РП – разница показателей; t – коэффициент достоверности;
Р – достоверность изменений.
Полученные результаты показывают, что перед началом исследования проявляются более высокие координационные взаимоотношения подсистем «рука – рука», «нога – нога» с более высокими показателями первой подсистемы. Это обусловлено тем, что в повседневной жизнедеятельности руки выполняют больше движений и их координационные взаимоотношения оказываются более совершенными. Ноги при этом выполняют движения в большинстве случаев однотипные, связанные с поддержанием позы, созданием опоры, перемещением тела в пространстве.
Таким образом, полученные на данном этапе исследования результаты указывают на несовершенство механизмов управления параметрами движений, что является профессионально значимым качеством летчика.
Через две недели после начала эксперимента, на этапе краткосрочной адаптации к физическим упражнениям, при определении точности ВЗУ мышц-разгибателей рук и ног в ЭГ были получены следующие результаты: в исходном состоянии – правая рука – 6,30 кг; левая рука – 6,16 кг; правая нога – 4,10 кг; левая нога – 3,90 кг, что выразилось в снижении точности ВЗУ соответственно в среднем на 10; 12; 41,4; 44,2 %. После однократной физической нагрузки отмечено их незначительное снижение: правая рука – 6,14 кг; левая рука – 6,08 кг; правая нога – 3,82 кг; левая нога – 3,74 кг, что в процентном отношении к заданному усилию составило 12,2; 13,1; 45,4; 46,5 % соответственно (рис. 3). В КГ по сравнению с этапом срочной адаптации достоверных изменений точности ВЗУ не произошло (Р > 0,05).
Полученные на данном этапе исследования результаты свидетельствуют об улучшении способностей курсантов к точному воспроизведению заданного усилия, однако, как и на этапе срочной адаптации, четко просматривается разница показателей рук и ног.
Физическая нагрузка вносит дополнительное рассогласование в механизмы межсистемного регулирования двигательной функции. При этом точность воспроизведения правой стороной была, как и до физической нагрузки, выше, чем левой. Это указывает на более высокую устойчивость сформированных на предшествующих этапах онтогенеза механизмов межполушарной регуляции к внешним влияниям.
При определении у исследуемых ЭГ и КГ координационных взаимоотношений подсистем «правая рука – левая рука», «правая нога – левая нога» до и после физической нагрузки отмечались высокие координационные взаимоотношения (Р > 0,05); в подсистемах «правая рука – правая нога», «левая рука – левая нога», «правая рука – левая нога», «левая рука – правая нога» отмечалось значительное отклонение координационных взаимоотношений до нагрузки на 35; 36,7; 38,1; 34,5% соответственно (Р < 0,05), после нагрузки - на 37,8; 38,5; 39,1; 37,2 % соответственно (Р < 0,05) (табл. 2).
Таблица 2
Координационные взаимоотношения подсистем «рука – нога»
на этапе краткосрочной адаптации после физической нагрузки в ЭГ
 высокая  низкая  низкая | M  m | M  m | РП | T | P |  высокая  низкая  низкая | |
| 1 | Правая рука | Левая рука | 0,06 | 0,06 | > 0,05 | ||
6,14  0,49 | 6,08  0,52 | ||||||
| 2 | Правая нога | Левая нога | 0,08 | 0,07 | > 0,05 | ||
3,82  0,64 | 3,74  0,66 | ||||||
| 3 | Правая рука | Правая нога | 2,32 | 2,9 | < 0,01 | ||
6,14  0,49 | 3,82  0,64 | ||||||
| 4 | Левая рука | Левая нога | 2,34 | 2,9 | < 0,05 | ||
6,08  0,52 | 3,74  0,66 | ||||||
| 5 | Правая рука | Левая нога | 2,40 | 3,0 | < 0,05 | ||
6,14  0,49 | 3,74  0,66 | ||||||
| 6 | Левая рука | Правая нога | 2,26 | 2,8 | < 0,05 | ||
6,08  0,52 | 3,82  0,64 | ||||||
Обозначения: РП – разница показателей; t – коэффициент достоверности;
Р – достоверность изменений.
Результаты исследования, полученные нами после двухнедельной адаптации курсантов-летчиков, свидетельствуют о тенденции к улучшению координационных взаимоотношений по параметрам усилий в различных подсистемах «рука – нога» у исследуемых ЭГ. Это является следствием лучшей сонастроенности частных механизмов управления двигательными актами в единое целое, однако уровень координационных взаимоотношений в большинстве подсистем остается сниженным. В КГ по сравнению с этапом срочной адаптации достоверных изменений в координационных взаимоотношениях подсистем «рука – нога» не произошло (Р > 0,05).
На этапе долгосрочной адаптации, после полугодовой адаптации к физическим упражнениям прикладной направленности при круговой тренировке со ступенчатым нарастанием нагрузки, при определении уровня ВЗУ в ЭГ были получены следующие результаты: в исходном состоянии – правая рука – 7,04 кг; левая рука – 7,07 кг; правая нога – 7,05 кг; левая нога – 7,11 кг, что в процентном отношении выразилось в отклонении от величины заданного усилия соответственно в среднем на 0,5; 1; 0,7; 1,5 %. После однократной физической нагрузки: правая рука – 7,08 кг; левая рука – 7,11 кг; правая нога – 7,09 кг; левая нога – 7,17 кг, что в процентном отношении составило 1,1; 1,5; 1,2; 2,4 % соответственно (рис. 3). В КГ по сравнению с этапом срочной и краткосрочной адаптации достоверных изменений точности ВЗУ не произошло.
Результаты исследования показателя воспроизведения заданного усилия мышц-разгибателей рук и ног через полгода тренировки показывают точное статистически достоверное воспроизведение заданного усилия в ЭГ и достоверные различия с результатами КГ. Незначительное отклонение исследуемого показателя от заданной величины в ЭГ указывает на тенденцию к преобладанию тормозных реакций у исследуемых. При сравнении показателя ВЗУ до и после нагрузки статистически достоверные изменения не отмечались (Р > 0,05).
Вышеизложенное указывает на сонастроенность в деятельности проприорецепции и повышении у исследуемых чувства усилия, а также на дальнейшее улучшение координационных взаимоотношений подсистем «рука – нога», что и подтверждается при исследовании данного показателя до и после физической нагрузки во всех исследуемых подсистемах (табл. 3).
Таблица 3
Координационные взаимоотношения подсистем «рука – нога»
на этапе долгосрочной адаптации после физической нагрузки в ЭГ
 высокая  низкая  низкая | M  m | M  m | РП | T | P |  высокая  высокая  высокая | |
| 1 | Правая рука | Левая рука | 0,03 | 0,3 | > 0,05 | ||
7,08  0,23 | 7,11  0,34 | ||||||
| 2 | Правая нога | Левая нога | 0,08 | 0,12 | > 0,05 | ||
7,09  0,31 | 7,17  0,37 | ||||||
| 3 | Правая рука | Правая нога | 0,01 | 0,1 | > 0,01 | ||
7,08  0,23 | 7,09  0,31 | ||||||
| 4 | Левая рука | Левая нога | 0,06 | 0,12 | > 0,05 | ||
7,11  0,34 | 7,17  0,37 | ||||||
| 5 | Правая рука | Левая нога | 0,09 | 0,2 | > 0,05 | ||
7,08  0,23 | 7,17  0,37 | ||||||
| 6 | Левая рука | Правая нога | 0,02 | 0,05 | > 0,05 | ||
7,11  0,34 | 7,09  0,31 | ||||||
Полученные нами результаты исследования после полугодовой адаптации курсантов-летчиков к физической нагрузке прикладной направленности при круговой тренировке со ступенчатым нарастанием нагрузки с использованием технических средств обучения свидетельствуют о статистически достоверном совпадении воспроизведенного и заданного усилия в ЭГ, что способствует проявлению высоких координационных взаимоотношений по параметрам усилий в подсистемах «рука – нога». Это связано с устойчивой сонастроенностью механизмов управления двигательными актами и сформированностью двигательного компонента стереотипа. В КГ улучшений координационных взаимоотношений в деятельности подсистем «рука – нога» не произошло.
Изучение динамики формирования специфического
двигательного стереотипа на этапах исследования
Для оценки степени сформированности специфического двигательного навыка у исследуемых ЭГ и КГ были измерены показатели развития исследуемых способностей на этапах срочной, краткосрочной и долгосрочной адаптации организма к физической нагрузке в исходном состоянии и после физической нагрузки.
На этапе срочной адаптации в исходном состоянии у исследуемых были получены следующие результаты: кожно-гальванический рефлекс (КГР) составил 22,1 mV; скорость восприятия – 67,8 секунды с 1,2 количеством ошибок при выполнении; тремор – 331,2 колебания за 20 секунд; теппинг-тест – 155,9 удара за 30 секунд; сила становая – 133,2 кг; мышление – 28,9 решения, с 1,3 количеством ошибок; двигательная память на усилие – отклонение в 1,2 кг от эталона.
После физической нагрузки при определении у исследуемых данных показателей были получены следующие результаты: кожно-гальванический рефлекс составил 40,9 mV; скорость восприятия – 88,1 секунды при 3,9 ошибки в выполнении задания; тремор – 592,8 колебания за 20 секунд; теппинг-тест – 161,1 удара за 30 секунд; сила становая – 139,1 кг; мышление – 15,1 решения, при 2,9 ошибки; двигательная память на усилие – отклонение в 2,9 кг от эталона.
В процентном отношении к данным, полученным в исходном состоянии, эти изменения выразились в повышении показателей теппинг-теста и становой динамометрии соответственно в среднем на 3,3; 4,4% (Р < 0,01) и снижении показателей кожно-гальванического рефлекса, скорости восприятия, тремора, мышления и двигательной памяти соответственно в среднем на 85; 29,9; 225; 78,9; 47,7; 123; 141,6 % (Р = 0,05; Р < 0,01) (рис. 4).
Этапы адаптации:
срочная; краткосрочная; долгосрочная.
Рис. 4. Отклонение исследуемых показателей в ЭГ после физической нагрузки
За 100% принимаются показатели до нагрузки.
Обозначения: 1 – КГР; 2 – скорость восприятия (время); 3 – скорость восприятия (ошибки); 4 – тремор; 5 – теппинг-тест; 6 – динамометрия; 7 – мышление (количество решений); 8 – мышление (ошибки); 9 – двигательная память.
Полученные данные показывают, что высокий показатель КГР в покое и значительное повышение его после физической нагрузки в период срочной адаптации характеризует значительную напряженность организма, вызванную повышением тонуса симпатоадреналовой системы, что ведет к повышению возбудимости центральной нервной системы, о чем свидетельствует увеличение показателей тремора и теппинг-теста. Последнее ведет к нарушению координационных взаимоотношений между нервными центрами, что сказывается на значительном ухудшении мышечной памяти и мыслительных операций.
Такие изменения вызывают повышение возбудимости нервно-мышечного аппарата, нарушают работу проприорецепции, ухудшают показатели прекатетореальной памяти, снижают способность рецепторного аппарата к тонкой дифференцированной деятельности, первичному его анализу. Это приводит к разбалансировке в работе мышц-синергистов, сказывается на силовых показателях мышц и координационных взаимоотношениях по силовым параметрам.
На этапе краткосрочной адаптации, в состоянии покоя у исследуемых в ЭГ были получены следующие результаты: кожно-гальванический рефлекс составил 27,1 mV; скорость восприятия – 68,8 секунды, с 1,1 количества ошибок; тремор – 367,2 колебания за 20 секунд; теппинг-тест – 159,1 удара за 30 секунд; сила становая – 134,8 кг; мышление – 22,9 решения, с 1,1 количества ошибок; двигательная память на усилие – отклонение в 1,3 кг от эталона.
После однократной физической нагрузки, при определении у исследуемых ЭГ данных показателей, были получены следующие результаты: кожно-гальванический рефлекс составил 42,1 mV; скорость восприятия – 86,9 секунды при 2,6 ошибки в их выполнении; тремор – 600,8 колебания за 20 секунд; теппинг-тест – 169,2 удара за 30 секунд; сила становая – 145,1 кг; мышление – 16,2 решения, при 2,1 ошибки; двигательная память на усилие – отклонение в 2,6 кг от эталона.
При сравнении результатов, полученных после физической нагрузки, с результатами в состоянии покоя были отмечены изменения, выразившиеся в повышении показателей теппинг-теста и становой динамометрии соответственно в среднем на 6,3; 7,6 % (Р < 0,01) и снижении показателей кожно-гальванического рефлекса, скорости восприятия, тремора, мышления и двигательной памяти соответственно в среднем на 55,3; 26,3; 136,3; 63,6; 29,2; 90,9, 100 % (Р = 0,05; Р < 0,01) (рис. 4). В КГ по сравнению с этапом срочной адаптации достоверных изменений не произошло.
Таким образом, результаты ЭГ, полученные после двухнедельной адаптации, свидетельствуют о том, что данного периода недостаточно для полной адаптации организма к специфической двигательной деятельности. Физическая нагрузка прикладной направленности при круговой тренировке со ступенчатым нарастанием нагрузки приводит к незначительным изменениям исследуемых показателей по сравнению с состоянием покоя. Имеющаяся тенденция к улучшению показателей свидетельствует о проявлении облегчающего эффекта по большинству исследуемых показателей, связанного с влиянием краткосрочной адаптации на организм исследуемого.
На заключительной стадии исследования, на этапе долгосрочной адаптации к физическим упражнениям прикладной направленности при круговой тренировке со ступенчатым нарастанием нагрузки, в состоянии покоя, у исследуемых в ЭГ были получены следующие результаты: кожно-гальванический рефлекс составил 23,2 mV; скорость восприятия – 59,7 секунды при 0,3 ошибки при выполнении; тремор – 240,4 колебания за 20 секунд; теппинг-тест – 160,8 удара за 30 секунд; сила становая – 137,1 кг; мышление – 27,7 решения при 0,2 ошибки в их выполнении; двигательная память на усилие – отклонение в 0,8 кг от эталона. После однократной физической нагрузки в ЭГ, при определении у исследуемых данных показателей, были получены следующие результаты: кожно-гальванический рефлекс составил 33,8 mV; скорость восприятия – 54,3 секунды при 0,2 ошибки в выполнении; тремор – 410,6 колебания за 20 секунд; теппинг-тест – 172,2 удара за 30 секунд; сила становая – 148,9 кг; мышление – 30,3 решения при 0,1 ошибки в их выполнении; двигательная память на усилие – отклонение в 0,1 кг от эталона.
При сравнении результатов, полученных после физической нагрузки в ЭГ, с данными в состоянии покоя были отмечены изменения, выразившиеся в повышении показателей кожно-гальванического рефлекса, скорости восприятия, тремора, теппинг-теста, становой динамометрии, показателя мышления и двигательной памяти на усилие соответственно в среднем на 45,6; 9,0; 33,3; 51,8; 7,0; 8,6; 9,3; 50; 87,5% (Р < 0,01, Р = 0,05) (рис. 4). В КГ по сравнению с этапом срочной и краткосрочной адаптации достоверных изменений не произошло.
Данные, полученные через 6 месяцев тренировочных занятий, свидетельствуют, что данный период времени способствует формированию специфических программных механизмов на деятельность, подтверждающихся сбалансированным фунционированием основных составляющих специфического стереотипа. Физическая работа прикладной направленности при круговой тренировке со ступенчатым нарастанием нагрузки приводит к незначительным изменениям исследуемых показателей. Повышение показателя кожно-гальванического рефлекса свидетельствует о соответствующей реакции симпато-адреналовой системы на специфическую работу. Это сказывается на деятельности остальных исследуемых подсистем. Контроль выполняемой работы, в нашем случае, осуществляется за счет зрительной сенсорной системы. Повышение выносливости и координационной способности нервной системы ведет к улучшению показателя мыслительной деятельности и памяти.
Такие изменения эмоционального состояния, систем восприятия и управления благотворно сказываются на деятельности исполнительных органов. Это подтверждается повышением показателя становой динамометрии. Мышцы спины обеспечивают формирование специфической позы, которая обеспечивает автоматизированное проявление деятельности на высоком уровне координационных взаимоотношений.
При сравнении результатов в КГ и ЭГ наблюдаются достоверные различия по всем показателям, что подтверждает эффективность разработанной нами методики развития психофизиологических, кинестезических и профессионально значимых координационных способностей курсантов-летчиков.
Продолжительные тренировки с большим объемом выполненной работы формируют адаптивные механизмы, носящие устойчивый характер. Поэтому в период долгосрочной адаптации полностью реализуется установка на деятельность, работа ведется под частичным контролем сознания, повышение эмоционального состояния носит специфический характер двигательной деятельности. Это приводит к улучшению деятельности систем восприятия, управления и исполнительных органов.
ВЫВОДЫ
1. В результате проведенного исследования определена и научно обоснована важность развития у летчиков координационных и психофизиологических способностей для формирования профессионального двигательного навыка, от которого зависит успех летной деятельности. Выявлено, что успех пилотирования зависит от способности летчика координировать движения и синхронизировать действия по системе «глаз – ЦНС – рука, нога». Эта двигательная система включает в свою структуру подсистемы по типу «рука – нога» и является доминирующей в процессе управления летательным аппаратом, что предъявляет высокие требования к развитию профессиональных двигательных и психофизиологических способностей пилота. Установлено, что у летчиков с высокой двигательной и психофизиологической подготовленностью профессиональная деятельность сопровождается незначительным утомлением и отличается повышенным уровнем работоспособности воспринимающего, управляющего и исполнительного аппаратов.
2. Круговая тренировка со ступенчатым нарастанием нагрузки с применением технических средств обучения представляет собой целостную самостоятельную организационно-методическую форму занятий по физической подготовке курсантов-летчиков, основанную на строгой регламентации упражнения и отдыха. Методика круговой тренировки со ступенчатым нарастанием нагрузки характеризуется наличием диагностически заданной цели (развитие профессионально значимых координационных способностей курсантов-летчиков), предусматривает осуществление обратных связей с целью коррекции и координации совместной деятельности преподавателя и курсанта.
3. Комплекс упражнений круговой тренировки рассчитан на всестороннее развитие организма и, в особенности, доминирующей системы «глаз - ЦНС - рука, нога», включает силовые упражнения и упражнения для развития координационных способностей. Ступенчатость нагрузки характеризуется изменением времени работы и отдыха на каждой рабочей станции в интервале от 15 до 75 секунд и времени тренировочного занятия от 10 до 50 минут. Тренировка навыка воспроизведения заданного усилия (кинестезическая чувствительность) осуществляется с использованием тренажера для выработки навыков дифференцировки и воспроизведения усилий.
4. Критерием оценки эффективности предложенной методики является повышение профессиональных координационных способностей курсантов, об уровне развития которых можно судить по показателю точности воспроизведения усилия (кинестезической чувствительности), с учетом показателей деятельности основной доминирующей в летной практике системы «глаз – ЦНС – рука, нога» (кожно-гальванического рефлекса, скорости восприятия, тремора, выносливости нервной системы, мышления, двигательной памяти на усилие, силы мышц спины).
5. Эффективность предложенной методики подтверждена достоверным повышением уровня сформированности профессиональных двигательно-координационных способностей курсантов-летчиков. Полная сбалансированность подсистем профессионального стереотипа курсантов-летчиков в период долгосрочной адаптации к физической нагрузке по методу круговой тренировки со ступенчатым нарастанием нагрузки выражается в повышении показателей кожно-гальванического рефлекса, скорости восприятия, тремора, теппинг-теста, становой динамометрии, показателя мышления и двигательной памяти на усилие соответственно в среднем на 45,6; 9,0; 33,3; 51,8; 7,0; 8,6; 9,3; 50; 87,5% (Р < 0,01; Р = 0,05). Уровень воспроизведения заданного усилия мышцами-разгибателями рук и ног получил точное статистически достоверное воспроизведение заданного усилия в ЭГ и достоверные различия с результатами КГ. Разница воспроизведенного и заданного усилия для мышц правой руки, левой руки, правой ноги, левой ноги составила: до нагрузки 0,5; 1; 0,7; 1,5 %; после нагрузки 1,1; 1,5; 1,2; 2,4 % соответственно.
6. При сравнении результатов контрольной и экспериментальной групп наблюдаются достоверные различия по всем показателям, что подтверждает эффективность разработанной нами методики развития психофизиологических, кинестезических и профессионально значимых координационных способностей курсантов-летчиков. Предлагаемая методика может способствовать повышению качества обучения, безопасности подготовки, боеготовности и боеспособности летчиков.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Доронин, А.М. О формировании способности управлять мышечной силой в профессиональных движениях курсантами-летчиками / А.М. Доронин, Н.Ю. Просоедов, Ю.А. Важенин, А.С. Дудко // Науч. тр. кафедры легкой атлетики института физической культуры и дзюдо Адыгейского государственного университета. – Майкоп, 2003. – С. 15–18.
2. Просоедов, Н.Ю. Роль двигательных способностей в повышении качества обучения / Н.Ю. Просоедов, С.В. Божко, А.С. Дудко, А.Н. Рябинов, А.В. Мацибурский // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Краснодар, 2003. – С. 210–211.
3. Просоедов, Н.Ю. Роль психического компонента в повышении сенсомоторных способностей / Н.Ю. Просоедов, А.С. Дудко, Ф.В. Мальчинский, В.В. Перетятько // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Краснодар, 2003. – С. 212–213.
4. Дегтярева, О.Н. К решению вопроса профилактики негативных воздействий учебной деятельности на организм учащихся прикладными средствами физического воспитания / О.Н. Дегтярева, А.С. Дудко, В.В. Перетятько, В.П. Сичевой, Г.П. Шиянов // Сб. материалов IV Всероссийской университетской научно-практической конференции молодых ученых и студентов. – Тула, 2005. – С. 195–196.
5. Просоедов, Н.Ю. О формировании у курсантов-летчиков специфических психофизиологических и сенсомоторных способностей в период срочной адаптации / Н.Ю. Просоедов, В.В. Перетятько, А.С. Дудко, И.Н. Ковалев, С.В. Сень, В.И. Усачев // Межвузовский сб. науч. тр. – Краснодар: КВВАУЛ, 2006. – Вып. 11. – С. 169–175.
6. Божко, С.В. Здоровьесберегающие технологии при подготовке специфических способностей в военной авиации / С.В. Божко, А.С. Дудко, Н.Ю. Просоедов, И.Н. Ковалев, Б.Б. Ясенов // Межвузовский сб. науч. тр. – Краснодар: КВВАУЛ, 2006. – Вып. 11. – С. 157–163.
7. Дудко, А.С. Влияние профессионально-прикладных физических упражнений на помехоустойчивость двигательных и психофизиологических качеств студентов / А.С. Дудко, В.В. Перетятько // Тезисы докладов XXXIII науч. конф. студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа. – Краснодар, 2006. – Ч. 3. – С. 111–112.
8. Дудко, А.С. Методика круговой тренировки для развития координационных способностей курсантов-летчиков / А.С. Дудко // Теория и практика физической культуры. – 2009. – № 8. – С. 66–68.
9. Важенин, Ю.А. Особенности начального этапа профессиональной подготовки курсантов-летчиков / Ю.А. Важенин, А.С. Дудко, Н.Ю. Просоедов, С.В. Кручинин // Межвузовский сб. науч. тр. – Краснодар: КВВАУЛ, 2009. – Вып. 14. – С. 39–47.
