CK : наука

УДК 796-053.7:617.586-084

КОНТРОЛЬ И ПРОФИЛАКТИКА НАРУШЕНИЙ

ОПОРНО-РЕССОРНОЙ ФУНКЦИИ СТОПЫ ШКОЛЬНИКОВ

В ПРОЦЕССЕ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ

24.00.02 - Физическая культура, физическое воспитание разных групп населения

Диссертации на соискание ученой степени кандидата наук по физическому воспитанию и спорту

Работа выполнена в Национальном университете физического воспитания и спорта Украины, Государственный комитет Украины по вопросам физической культуры и спорта.

Научный руководитель - доктор наук по физическому воспитанию и спорту, доцент

КАШУБА Виталий Александрович,

Национальный университет физического воспитания и спорта Украины, заведующий кафедрой кинезиологии.

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор

ЕРМАКОВ Сергей Сидорович,

Харьковская государственная академия дизайна и искусств, заведующий кафедрой физического воспитания, проректор по научной работе;

кандидат педагогических наук, доцент

СИНИГОВЕЦ Василий Иванович,

Глуховский государственный педагогический университет, декан социально-гуманитарного факультета.

Ведущая организация - Днепропетровский государственный институт физической культуры и спорта, кафедра физиологии, спортивной медицины и физической реабилитации, Государственный комитет Украины по вопросам физической культуры и спорта, г. Днепропетровск.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального университета физического воспитания и спорта Украины (03680, Киев-150, ул. Физкультуры, 1).

АНОТАЦІЯ

Сергієнко К.М. Контроль та профілактика порушень опорно-ресорної функції стопи школярів у процесі фізичного виховання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата наук з фізичного вихованню і спорту за спеціальністю 24.00.02. - Фізична культура, фізичне виховання різних груп населення. - Національний університет фізичного виховання і спорту України, Київ, 2003.

Дисертація присвячена питанням контролю і профілактики порушень опорно-ресорної функції стопи дітей 7-10 років в умовах загальноосвітнього навчального закладу. У роботі проведено аналіз результатів контролю і профілактики порушень рухової функції стопи 565 дітей молодшого шкільного віку, за допомогою антропометричних, біомеханічних методів дослідження в умовах педагогічного експерименту.

Вивчено вікові закономірності формування геометрії мас нижніх кінцівок школярів, досліджено динаміку зміни пружнов'язких властивостей скелетних м'язів і опорно-ресорних властивостей стопи, вивчено біомеханічні особливості формування рухової функції нижніх кінцівок дітей молодшого шкільного віку. Запропоновано технологію біомеханічного контролю опорно-ресорної функції стопи школярів, розроблено методику профілактики порушень рухової функції стопи, перевірено її ефективність у процесі фізичного виховання.

Розроблено і впроваджено у навчальний процес технологію поетапного біомеханічного контролю опорно-ресорної функції стопи школярів із застосуванням відеокомп'ютерного аналізу і спеціального програмного забезпечення, оціночних шкал та морфофункціональних моделей стопи дітей 7-10 років.

Апробовано методику профілактики порушень опорно-ресорної функції стопи молодших школярів, з урахуванням геометрії мас і біомеханічних властивостей скелетних м'язів нижніх кінцівок дітей, що може використовуватися як у процесі організованих занять з фізичної культури у школі, так і самостійно.

Основні результати роботи впроваджено у практику навчального процесу загальноосвітніх шкіл і вищих навчальних закладів.

Ключові слова: фізичне виховання, опорно-ресорні властивості стопи, тонус скелетних м'язів, контроль, профілактика, школярі.

АННОТАЦИЯ

Сергиенко К.Н. Контроль и профилактика нарушений опорно-рессорной функции стопы школьников в процессе физического воспитания. - Рукопись

Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук по физическому воспитанию и спорту по специальности 24.00.02. - Физическая культура, физическое воспитание разных групп населения. - Национальный университет физического воспитания и спорта Украины, Киев, 2003.

Диссертация посвящена вопросам контроля и профилактики нарушений опорно-рессорной функции стопы детей 7-10 лет в условиях общеобразовательного заведения.

Анализ специальной литературы и программ по физическому воспитанию младших школьников показал, что проблема профилактики нарушений опорно-рессорной функции стопы не может быть решена в достаточной степени путем применения существующих рекомендаций, представленных в нормативных документах по физической культуре, так как имеющиеся программы не учитывают возрастных особенностей формирования двигательной функции нижних конечностей детей, а рекомендуемый программный материал, к сожалению, характеризуется неравномерностью использования средств и методов физического воспитания для профилактики нарушений двигательной функции стопы школьников.

Совершенствование опорно-рессорных свойств стопы младших школьников в процессе физического воспитания с использованием технологии биомеханического контроля и определяет цель нашей работы.

В исследованиях приняло участие 520 школьников, жителей городов Ирпеня и Вишневое, по состоянию здоровья относящихся к основной группе, не имеющих специальной спортивной подготовки, и 45 детей, имеющих диагноз - плоскостопие.

В работе использовались следующие методы исследования: педагогические наблюдения и опрос обследуемых; визуальный скрининг; антропометрия; плантография, подометрия; миотонометрия; видеометрия и методы математической статистики.

Изучены и исследованы возрастные закономерности формирования геометрии масс нижних конечностей; динамика изменения упруговязких свойств скелетных мышц и опорно-рессорных свойств стопы; биомеханические особенности формирования двигательной функции нижних конечностей детей младшего школьного возраста.

Сравнение показателей, характеризующих состояние опорно-рессорных свойств стопы здоровых школьников, с аналогичными показателями детей, имеющих плоскостопие различной степени, свидетельствует о том, что у детей с нарушениями геометрии костно-суставного аппарата стопы тонус скелетных мышц голени и стопы значительно меньше, чем у здоровых.

В работе впервые установлена взаимосвязь геометрии масс нижних конечностей и биомеханических свойств скелетных мышц, обеспечивающих опорно-рессорную функцию стопы детей, что послужило основанием для разработки методики профилактики нарушений опорно-рессорных свойств стопы младших школьников; дополнена технология биомеханического контроля формирования осанки школьников, включающая данные геометрии масс нижних конечностей, пространственную организацию суставных компонентов стопы, модельные характеристики упруговязких свойств скелетных мышц нижних конечностей; уточнены и дополнены данные, характеризующие влияние плоскостопия на морфобиомеханические характеристики нижних конечностей детей младшего школьного возраста.

Разработана и внедрена в учебный процесс технология поэтапного биомеханического контроля опорно-рессорной функции стопы школьников с применением видеокомпьютерного анализа и специального программного обеспечения, оценочных шкал и морфофункциональных моделей стопы детей 7-10 лет.

Разработана и апробирована методика профилактики нарушений опорно-рессорной функции стопы младших школьников с учетом геометрии масс и биомеханических свойств скелетных мышц нижних конечностей, которая может использоваться как в процессе организованных занятий по физической культуре в школе, так и самостоятельно.

При разработке методики профилактики нарушений двигательной функции стопы школьников мы исходили из теоретических представлений о неравномерности созревания и развития различных анатомо-морфологических структур опорно-двигательного аппарата детей, в частности, их нижних конечностей. С этой целью мы разработали и подобрали такие упражнения, которые способствуют укреплению мышечно-связочного аппарата стопы, повышению тонуса мышц, участвующих в удержании ее сводов. Упражнения направлены на предупреждение функциональной недостаточности передней и задней большеберцовых мышц, длинного и короткого сгибателей пальцев стопы, мышц, отводящих и приводящих большой палец стопы, а также малоберцовых мышц.

Проведенный педагогический эксперимент показал, что внедрение разработанной авторской программы в процесс физического воспитания детей младшего школьного возраста достоверно улучшает показатели двигательной функции стопы школьников.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс Национального университета физического воспитания и спорта Украины при преподавании курса "Динамическая анатомия"; общеобразовательной школы № 3 г. Вишневое и Киевского областного санаторного комплекса в п.г.т. Ворзель.

Ключевые слова: физическое воспитание, опорно-рессорные свойства стопы, тонус скелетных мышц, контроль, профилактика, школьники.

ANNOTATION

Sergienko K.N. Control and prophylaxis of foot support-spring property infringement in schoolchildren during physical education. - Manuscript.

The dissertation on a competition of a scientific degree of the candidate of sciences in physical education and sports in speciality 24.00.02. - Physical culture, physical education of different groups of the population. - National university of physical education and sports of Ukraine, Kiev, 2003.

This dissertation is devoted to the matters of control and prophylaxis of foot support-spring property infringement in children aged 7-10 years old in the process of physical education in schools. This research is composed of an analysis of foot support-spring property infringement of 565 children by means of anthropometrical, biomechanical research methods.

The study uncovers the laws of mass geometry age development in the children's lower extremities, the dynamic changes of elastic and viscous properties of skeletal muscles and the support-spring properties of the foot as well as the biomechanical features of the children's lower extremities motor function formation. The study offers a new technology for the biomechanical control of support-spring function of a child's foot; the efficiency of the technique was already successfully tested during physical activities in school.

The previously tested method of foot support-spring property infringement prophylaxis in schoolchildren with regards to the mass geometry of the foot and the skeletal muscle biomechanical qualities of the lower extremities may be easily implemented in group and individual physical education lessons.

The equations of multiple regression and normative tables of estimations of pupils'physical development are elaborated. The basic results of work are introduced into the educational process of comprehensive schools and further educational institutions.

Key words: physical education, support-spring properties of the foot, a tone of skeletal muscles, schoolchildren, the control and prophylaxis.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Опорно-двигательный аппарат человека имеет множество функций, важнейшими из которых являются обеспечение опоры, защиты и движений тела. Стопа как один из важнейших органов прямохождения человека в условиях естественных локомоций выполняет не только функцию опоры, но и обеспечивает организацию рессорных взаимодействий тела человека с опорной поверхностью.

Процесс развития опорно-двигательного аппарата школьников находится под влиянием различных факторов и подвергается определенным изменениям, в том числе и патологическим (Т.Ю. Круцевич, 1999; А.И. Бычук, 2001; А.Ю. Бубела, 2002; В.И. Cиниговец 2002; В.А. Кашуба, 2003; Ю.А. Копылов 2003 и др.).

Различные заболевания и повреждения органов опоры нередко сопровождаются серьезными функциональными нарушениями двигательного аппарата человека, снижением силы и тонуса мышц, утратой способности к нормальному передвижению, что, в конечном итоге, приводит к стойкой потере трудоспособности и к инвалидности (А.Ф. Каптелин,1986; В.Н. Левенец, 2002; Т.В. Сквознова, 2003).

Среди различных патологий нижних конечностей у детей первое место занимают нарушения двигательной функции стопы. Многими исследователями установлено, что нефиксированные нарушения стопы детей со временем могут привести к серьезным изменениям во всем организме и стать причиной возникновения патологии (В.Е. Беленький, 1984; Г.Е. Верич, Р.А. Банникова, 1998 и др.). По данным Д.В. Скворцова, 1999; М. Амро, 2001 и др., одной из причин уплощения сводов стопы является слабость мышечно-связочного аппарата. Экспериментальными исследованиями (А.Н. Лапутин, 1999; А.А Очерет, 2000) установлено, что при нарушении мышечно-связочного аппарата стопы происходит снижение амортизационных свойств нижней конечности и нарушение рессорной функции позвоночного столба.

По данным Е.В. Брянчиной (1997), достаточно высокий процент случаев нарушения сводов стоп различной степени отмечается у детей младшего школьного возраста: от 52,9 до 73,7% - у мальчиков и от 44 до 58,8% - у девочек. Из них относительно часто отмечается предрасположенность к нарушениям стопы у детей, а именно с пониженным сводом: до 27,7% - у мальчиков и до 17,1% - у девочек.

Младший школьный возраст, по мнению автора, является "критическим" для возникновения плоскостопия.

В доступной специальной литературе проблема профилактики нарушений двигательной функции стопы школьников освещена недостаточно, а существующие школьные программы по физическому воспитанию, как правило, не имеют достаточного научного обоснования. До настоящего времени в литературе отсутствуют научно обоснованные рекомендации относительно использования биомеханического контроля опорно-рессорной функции стопы школьников в процессе физического воспитания. Отдельного решения требует проблема влияния нарушений двигательной функции стопы школьников на ее биомеханические свойства.

Перечисленные положения указывают на актуальность проблемы, что и обусловило выбор темы исследования.

Связь с научными программами, планами, темами. Диссертационная работа выполнена согласно плана научно-исследовательской работы кафедры кинезиологии Национального университета физического воспитания и спорта Украины и Сводного плана НИР в области физической культуры и спорта Государственного комитета Украины по вопросам физической культуры и спорта на 2001 - 2005 гг. по теме: 1.4.3. "Совершенствование биомеханических технологий рекреации и двигательной реабилитации с учетом возрастных особенностей геометрии масс тела человека", госрегистрация № 010U006351 УДК 612.766.1:796-05.

Цель работы - совершенствование опорно-рессорных свойств стопы младших школьников в процессе физического воспитания с использованием технологии биомеханического контроля.

Задачи исследования:

1. Изучить состояние исследования проблемы контроля и профилактики нарушений опорно-рессорной функции стопы школьников в процессе физического воспитания.

2. Изучить морфофункциональные особенности развития нижних конечностей детей младшего школьного возраста в процессе физического воспитания.

3. Разработать технологию биомеханического контроля опорно-рессорной функции стопы школьников.

4. Разработать и апробировать методику профилактики нарушений опорно-рессорной функции стопы младших школьников в процессе физического воспитания.

Объект исследования - процесс формирования двигательной функции нижних конечностей младших школьников.

Предмет исследования - профилактика нарушений опорно-рессорной функции стопы школьников в процессе физического воспитания.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялся комплексный подход с использованием анализа и обобщения данных специальной научно-методической литературы; педагогические наблюдения и опрос обследуемых; визуальный скрининг; антропометрия; плантография, подометрия; миотонометрия; видеометрия и методы математической статистики.

Научная новизна полученных результатов заключается в том, что в работе:

- впервые установлена взаимосвязь геометрии масс нижних конечностей и биомеханических свойств скелетных мышц, обеспечивающих функциональную резистентность стопы детей, что послужило основанием для разработки методики профилактики нарушений опорно-рессорных свойств стопы младших школьников;

- модернизирована технология биомеханического контроля формирования осанки школьников, включающая данные геометрии масс нижних конечностей, пространственную организацию суставных компонентов стопы, модельных характеристик упруговязких свойств скелетных мышц нижних конечностей;

- расширена и дополнена информационная база данных, характеризующих влияние плоскостопия на морфобиомеханические характеристики нижних конечностей детей младшего школьного возраста.

Практическая значимость исследования состоит в разработке технологии поэтапного биомеханического контроля опорно-рессорной функции стопы человека с применением видеокомпьютерного анализа и специального программного обеспечения, оценочных шкал и морфофункциональных моделей стопы школьников. Предлагаемая технология может быть использована в системе физического воспитания школьников, спортивной тренировке, лечебной физической культуре, клинической биомеханике, кинезитерапии, обувной и ортопедической промышленности.

Разработана и апробирована методика профилактики нарушений опорно-рессорной функции стопы младших школьников с учетом геометрии масс и биомеханических свойств скелетных мышц нижних конечностей детей, используемая при организации занятий по физической культуре как в учебном процессе, так и самостоятельно в домашних условиях.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс Национального университета физического воспитания и спорта Украины при преподавании курса "Динамическая анатомия"; общеобразовательной школы № 3 г. Вишневое; Киевского областного санаторного комплекса п.г.т. Ворзель, о чем свидетельствуют акты внедрения от 20.05.2002 г.; 25.09.2002 г.

Личный вклад соискателя состоит в организации и проведении комплексных исследований, отборе и апробации методов исследования, количественном и качественном анализе полученных результатов, обобщении результирующих данных диссертационной работы, подготовке публикаций. В совместных публикациях автору принадлежат данные педагогических и инструментальных исследований.

Апробация результатов исследования. Результаты исследований докладывались на международной конференции "Наука и спорт. Взгляд в третье тысячелетие" (Киев, 1999); IV международном конгрессе "Олимпийский спорт и спорт для всех: проблемы здоровья, рекреации, спортивной медицины и реабилитации" (Киев, 2000); VI международном научном конгрессе "Современный олимпийский спорт и спорт для всех" (Варшава, 2002); Международной научно-практической конференции "Компьютеры. Программы. Интернет. 2003" (Киев, 2003); и V международной научно-практической конференции "Системный анализ и информационные технологии" (Киев, 2003). Публикации. Основные положения диссертационного исследования изложены в 15 трудах (из них 10 - в специализированных изданиях, утвержденных ВАК Украины) и методическом пособии "Технология контроля двигательной функции стопы школьников в процессе физического воспитания".

Структура и объем диссертации. Диссертация включает список условных обозначений и состоит из введения, шести разделов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Текст диссертационной работы изложен на 205 страницах компьютерного набора, включает 30 таблиц, 41 рисунок и 3 приложения. В работе использовано 278 источников научной и специальной литературы, из которых 40 - иностранные.