Artykuł 02 (Bronikowski).indd

NR 29
AN TRO PO MO TO RY KA
2005
WYSIŁKI FIZYCZNE STYMULUJĄCE PRACĘ UKŁADU
KRĄŻENIOWO-ODDECHOWEGO W LEKCJACH
WYCHOWANIA FIZYCZNEGO 13-LETNICH
DZIEWCZĄT I CHŁOPCÓW
PHYSICAL EFFORTS IN PHYSICAL EDUCATION
STIMULATING CARDIOVASCULAR FITNESS IN 13
YEARS OLD PUPILS
Michał Bronikowski*
* dr, Katedra Teorii i Metodyki Wychowania Fizycznego, AWF, Poznań, ul. Królowej Jadwigi 27/39
Słowa kluczowe: intensywność, stymulowanie zaopatrzenia tlenowego, okres dojrzewania
Key words: intensity, development of cardiovascular fitness, period of puberty
Cel pracy. Systematyczne oddziaływanie wysiłkiem fizycznym o określonej intensywności wywołuje pozytywne zmian w zakresie komponentów sprawności powiązanej ze zdrowiem, rozumianej jako koncepcja healthrelated fitness: sprawność motoryczna, krążeniowo-oddechowa, morfologiczna, w tym także prawidłowości
przemian metabolicznych oraz dystrybucji tłuszcz. Zwiększenie intensywności pracy wysiłkowej powoduje
konieczność zwiększenia szybkości i wielkości „zaopatrywania” organizmu w tlen (najbardziej mięśni i mózgu).
Zapotrzebowanie ustroju na tlen podczas wysiłków zależy między innymi od takich czynników, jak: rodzaj
i intensywność wysiłków, stopień i zakres wykorzystania mięśni szkieletowych, temperatura organizmu oraz
bezpośredniego środowiska zewnętrznego, położenia ciała czy sprawność wysiłkowych zmian czynnościowych
organizmu.
Celem pracy jest ukazanie efektywności stymulowania funkcji zaopatrzenia tlenowego organizmu w ramach
różnych rodzajów lekcji wychowania fizycznego.
Materiał i metoda. Badaniami przeprowadzonymi w pierwszym semestrze 2002/2003 roku objęto 13-letnie
dziewczęta i chłopców z jednej ze szkół gimnazjalnych miasta Poznania. Do monitorowania intensywności lekcji
wychowania fizycznego wykorzystano sport-testery S 610i firmy Polar, każdorazowo zakładane na okres 45
minut czterem chłopcom i czterem dziewczętom. Łącznie przeprowadzono rejestrację 39 lekcji różnego rodzaju
w grupie chłopców i 32 lekcje w grupie dziewcząt w jednym semestrze.
Wyniki i wnioski. Różne rodzaje lekcji wychowania fizycznego charakteryzują się odmiennym zakresem
oddziaływania fizjologicznego na organizm. Analiza efektywności rozwijania funkcji zaopatrzenia tlenowego
wykazała, że najbardziej stymulujące pracę układu krążeniowo-oddechowego okazały się lekcje atletyki terenowej
i gier zespołowych tzw. inwazyjnych, tj. z przemieszczeniem się na pole przeciwnika. Najmniejsze oddziaływanie
fizjologiczne zaobserwowano w lekcjach tenisa stołowego i gimnastyki.
Planując liczbę i rodzaj lekcji wychowania fizycznego w semestrze nauczyciel powinien pamiętać o różnicach
w intensywności poszczególnych rodzajów lekcji i włączyć do programu więcej zajęć w tzw. terenie.
The purpose of the work. Reduced level of physical activity negatively influences motor and cardiovascular
fitness among young pupils. Systematic physical work develops morphological, metabolic and motor parameters
of health-related fitness. How broad is the influence of school physical education classes in this process is less
known. Increase in loads of intensity in physical efforts requires improvement of cardiovascular system. The
-
-
-
-
STRESZCZENIE • SUMMARY
-
– 31 –
Michał Bronikowski
purpose of this study was to establish effectiveness in stimulation and development of cardiovascular fitness
during different types of physical education classes.
Material and methods. The research was carried out in 2002/2003 among 13 years old boys and girls from
a gymnasium school in Poznań. For the monitoring of the heart rate four Polar sport-testers S 601i were used. Each
time four boys or four girls wore monitors for the time duration of 45 minutes. Altogether there were 39 different
PE lessons examined in boys and 32 different PE lessons were monitored in girls during one semester.
Results and conclusions. Various kinds of physical education classes (team games, athletics, gymnastics)
provide different physiological effects on a body. The most effective in developing cardiovascular fitness in our
research appeared to be classes of outdoor athletics with more than 70% of lesson time with intensity over 140
b/min. Invasion team games also proved to be effective in the area of health-related fitness with more than 50%
of lesson time spent exercising with intensity over 140 b/min. The least intense were classes of gymnastics,
table tennis and motor fitness testing.
Jednym z warunków niezbędnych dla osiągnięcia
prawidłowego biologicznego rozwoju dzieci w wieku szkolnym jest zapewnienie aktywności fizycznej na
poziomie stymulującym rozwój funkcji zaopatrzenia
tlenowego. Prawidłowy poziom intensywności i objętości obciążeń ma decydujące znaczenie nie tylko
w stymulowaniu pracy układu krążeniowo-oddechowego i rozwoju zdolności maksymalnego poboru tlenu przez organizm (VO2 max). Zapewnienie
sprawnego działania wyżej wymienionych mechanizmów decyduje o jakości komponentów związanych
ze zdrowotnością człowieka zarówno w momencie
podejmowania aktywności fizycznej, jak również
w innych, szczególnie późniejszych, okresach życia.
Różni autorzy [1, 2, 3, 4] podają wartości pomiędzy 140-150 uderzeń serca na minutę jako dolną
granicę fizjologicznie optymalnych obciążeń wysiłkowych. Niestety szkolne wychowanie fizyczne, które
ponad piętnaście lat temu stanowiło jedyną formę
zorganizowanych zajęć ruchowych dla co drugiego
ucznia [5], a dzisiaj jak wskazują najnowsze badania
stanowi jedyne źródło aktywności fizycznej dla 60-70% dzieci i młodzieży [6], nie spełnia tego postulatu. Niską intensywność szkolnych lekcji wychowania
fizycznego w Polsce, [7, 1, 8, 9] potwierdziły badania
własne [10,11].
Stratton [2] stwierdził w wyniku badań, że przyjmując kryterium 50% czasu lekcji wychowania fizycznego z intensywnością HR ≥ 150 uderzeń serca
na minutę (ud./min), wyznaczonego przez departament US Health of the Nation [12] w przypadku
lekcji prowadzonych w Anglii 80% szkolnych zajęć
ruchowych nie spełnia takiego kryterium. Badania
przeprowadzone przez Burtona [13] w szkołach
amerykańskich wykazały, że średnia częstość skurczów serca w czasie lekcji wychowania fizycznego
9-12-latków wynosi 142 ud./min, a prawie 45% lekcji
odbywa się z intensywności mniejszą niż 140 ud./
min. Baquet i wsp. [14] w badaniach 9-12-letnich
dzieci francuskich uczestniczących w tradycyjnych
lekcjach wychowania fizycznego, rejestrowali średnie wartości tętna na poziomie 134 ud./min. Grupa
eksperymentalna, która w tych samych badaniach
realizowała 10-tygodniowy program zajęć o zwiększonej intensywności, osiągnęła średnie wartości
częstości skurczów serca na poziomie 154-158 ud./
min. Natomiast Gavarry i wsp. [15] ustalili średnią
częstości skurczów serca u uczniów w wieku 11-15
lat uczestniczących w lekcjach wychowania fizycznego na poziomie 128 ud./min. Bebcakova i wsp.
[16] w badaniach prowadzonych wśród młodzieży
w wieku 15-16 lat ze szkół estońskich stwierdzili, że
prawie połowa badanych osiągała poziom 60% HR
max już we wstępnej części lekcji. Autorzy ci uznali, że
spełniono tym samym ustalone kryteria prozdrowotne, chociaż, jak sugerują, szczyt intensywności lekcji
winien mieć miejsce w części głównej lekcji około, tj.
20 minuty od jej rozpoczęcia. W innych badaniach
dzieci estońskich Raudseep i Pall [17] zaobserwowali,
że 27% ogólnego czasu lekcji poświęcono na ćwiczenia z intensywnością poniżej 150 ud./min.
W Polsce Perkowski [8] stwierdził na podstawie
badań, że w czasie lekcji wychowania fizycznego
38% wysiłków obywało się w strefie intensywności
140-170 ud./min, a średnia częstość skurczów serca
wynosiła 149 ud./min. Nie wykazał jednak statystycznie istotnych różnic intensywności wysiłku fizycznego pomiędzy lekcjami w sali gimnastycznej i poza
nią. Z kolei Pańczyk [9] podkreślł, że średnia częstość
skurczów serca w trakcie lekcji w tzw. terenie wynosiła 159 ud./min i różniła się istotnie od średniej
wartości 142 ud./min zaobserwowanej w lekcjach
realizowanych w sali gimnastycznej.
Rodzi się pytanie jak często i jak intensywnie
powinny ćwiczyć dzieci w szkole, aby skutecznie
zapobiegać narastaniu zjawisk patologicznych
w obszarze health-related fitness? Za wysiłki fizyczne stymulujące prawidłowy rozwój układu krążenio-
-
-
-
-
Wstęp
-
– 32 –
Wysiłki fizyczne stymulujące pracę układu krążeniowo-oddechowego 13-letnich dziewcząt i chłopców na lekcjach...
wo-oddechowego przyjmuje się wysiłki powyżej 6
jednostek MET, czyli takie, które powodują spalanie 7,5 kcal na minutę [18,19]. Swaim i Edwards
[20] ustaliły, że spalanie takie uzyskiwane jest przy
poziomie ćwiczenia z intensywnością powyżej 140
ud./min. Brak spójności i nieadekwatność przeliczeń
pomiędzy wskaźnikami: VO2 max, MET i HR max
(szczególnie w przypadku osób o skrajnych poziomach wydolności), wykazana w licznych badaniach
[21,22,23,24], skłoniła badaczy do stworzenia nowej
klasyfikacji wysiłków w oparciu o analizę częstości
skurczów serca – HR rez. (rezerwa częstości skurczów serca), jako zakładaną do osiągnięcia procentową różnicą pomiędzy maksymalną i spoczynkową
częstością skurczów serca.
Celem niniejszej pracy jest określenie intensywności wysiłków fizycznych w lekcjach wychowania
fizycznego realizowanych w wybranych szkołach m.
Poznania. W prezentowanych badaniach za dolną
granicę fizjologicznie pożądanej intensywności wysiłków przyjęto 140 ud./min (50% HR rez.).
Materiał i metoda
W prezentowanych badaniach do określenia
częstości skurczów serca wykorzystano cztery urządzenia monitorujące typu sport-tester firmy Polar,
model S 601i. Sport-testery zakładano i włączano
przed lekcją czterem chłopcom, którzy spełniali
kryterium tzw. wąskiej normy rozwojowej x ± SD
w zakresie masy ciała. Urządzenie rejestrujące wyłączano po upływie 45 minut. Podobna procedura
obowiązywała w przypadku czterech dziewcząt,
gdzie przed każdą lekcją zakładano sport-testery
dziewczętom spełniającym kryterium tzw. wąskiej
normy rozwojowej x ± SD w zakresie masy ciała. W przypadku badanych chłopców i dziewcząt
podstawę określenia normy rozwojowej stanowiły
siatki centylowe [25]. Wśród 13-letnich chłopców
zarejestrowano 39 (z łącznej liczby 62) jednostek
lekcyjnych w pierwszym semestrze nauki w gimnazjum w roku szkolnym 2002/2003. W przypadku badanej grupy 13-letnich dziewcząt dokonano
pełnej obserwacji 32 (z łącznej liczby 64) jednostek
lekcyjnych, zrealizowanych w ciągu pierwszego
semestru nauki w tej samej szkole, ze standardowymi warunkami bazowo-sprzętowymi (sala
o wymiarach 10x20m). Zestawienie zbiorcze przeprowadzonych obserwacji przedstawiono w tabeli
1. Wszystkie lekcje, realizowane zgodnie z tokami
lekcji obowiązującymi dla każdego z badanych rodzajów lekcji wychowania fizycznego, prowadzone
były przez nauczycieli z pełnymi kwalifikacjami pedagogicznymi Analizie poddano tylko pełne zarejestrowane zapisy lekcji.
Zastosowano podział na zakresy intensywności
uwzględniający wskaźnik HR rez., wykorzystywany
w najnowszych badaniach związanych z analizą obciążeń wysiłkowych [18,19]. Podstawę do określenia
zakresów HR rez. stanowiły wyliczone wartości tętna spoczynkowego, które dla badanych dziewcząt
i chłopców w wieku 13 lat ustalono na poziomie
85 (+/-5) ud./min [10,11], co było zgodne również
z wynikami innych autorów [2,22]. Do wyliczenia
Tabela 1. Zestawienie semestralne 45 minutowych lekcji wychowania fizycznego wśród 13- letnich dziewcząt i chłopców
Atletyka terenowa
Athletics
Koszykówka
Basketball
Siatkówka
Volleyball
Unihokej
Floor ball
Gry drużynowe
Other team sports
Gimnastyka
Gymnastics
Tenis stołowy
Table tennis
Testy spraw. motorycznej
Motor tests
Aerobik
Aerobic
Piłka nożna
Football
Piłka ręczna
Handball
Dziewczęta
Girls
64/32
6/4
12/4
12/3
4/2
3/2
9/7
6/4
2/2
6/4
0/0
0
Chłopcy
Boys
62/39
6/4
8/6
12/4
4/4
2/2
8/7
2/2
2/2
0/0
10/4
2/2
-
-
Łączna liczba lekcji
Total numer of lessons
Table 1. Semestral characterization of examined 45 minutes physical education lessons in 13 years old boys and girls
Legend: first figure stands for the total number of physical education classes of particular kind, second figure stands for the number of lessons monitored
-
-
Uwaga: jako pierwszą podano pełną liczbę lekcji wychowania fizycznego realizowanych w badanej szkole w jednym semestrze, jako drugą podano liczbę
lekcji z dokonanym pełnym zapisem rejestracji obciążeń
-
– 33 –
Michał Bronikowski
maksymalnego tętna HR max przyjęto formułę Ball
State University Formula [20]: dla dziewcząt: HR
max = 209 – (0.7) (wiek), co dało wynik w przybliżeniu 197 ud./min, a dla chłopców: HR max =
214 – (0.8) (wiek), co dało wynik w przybliżeniu
201 ud./min. Zakres I, wysiłki na poziomie częstości skurczów serca do 140 ud./min, czyli do 50%
HR rez., określono jako mało intensywne. Zakres
II, wysiłki na poziomie częstości skurczów serca
pomiędzy 141-160 ud./min, czyli pomiędzy 51-65%
HR rez., określono jako umiarkowanie intensywne.
Zakres III, wysiłki na poziomie częstości skurczów
serca 161-180 ud./min, czyli pomiędzy 65-80% HR
rez., określono jako intensywne. Zakres IV, wysiłki
na poziomie częstości skurczów serca powyżej 180
ud./min, czyli powyżej 85% HR rez., określono jako
bardzo intensywne.
Zestawiono rozkłady czasów pracy w wyszczególnionych wcześniej zakresach intensywności HR
rez. w każdym z badanych rodzajów lekcji wychowania fizycznego na przestrzeni całego semestru.
Analizie statystycznej, dokonanej za pomocą testu
kolejności par Wilcoxona, poddano wszystkie badane rodzaje lekcji wychowania fizycznego, porównując je ze sobą w każdym z czterech wyznaczonych
zakresów intensywności HR rez.
Wyniki badań
Zestawienie średniego czasu pracy w każdym
z czterech zakresów intensywności w obu grupach
pozwoliło wskazać na pewne podobieństwa pomię-
dzy poszczególnymi rodzajami lekcji wychowania
fizycznego. W lekcjach atletyki terenowej 13-letnie
dziewczęta ćwiczyły z intensywnością wyższą niż
zakładane 140 ud./min przez około 73% ogólnego
czasu lekcji, z czego w 38% były to wysiłki umiarkowane, 22% czasu stanowiły wysiłki intensywne,
a 12% – wysiłki bardzo intensywne. W przypadku
lekcji koszykówki badane uczennice ćwiczyły z intensywnością powyżej 140 ud./min przez prawie
65% czasu lekcji. W porównaniu lekcji atletyki terenowej i koszykówki zaobserwowano zbliżone
wartości w drugim (wysiłki umiarkowane) i trzecim
(wysiłki intensywne) zakresie intensywności. Równie wysokie wartości czasu pracy w drugim zakresie intensywności, zbliżone do obu wymienionych
wcześniej rodzajów lekcji, zaobserwowano w czasie zajęć unihokeja oraz aerobiku dziewcząt. Lekcje
unihokeja zapewniały ponad 56% ogólnego czasu
ćwiczeń z intensywnością powyżej 140 ud./min, podobnie jak lekcje aerobiku (55%). Pozostałe rodzaje
lekcji (siatkówka, gimnastyka, tenis stołowy, lekcje
tzw. testów) nie zapewniały badanym uczennicom
50% ogólnego czasu ćwiczeń z intensywnością powyżej 140 ud./min (tab.2).
Średnia wartość częstości skurczów serca w lekcjach atletyki terenowej dziewcząt wynosiła 157 ud./
min, a w lekcjach koszykówki 148 ud./min. W przypadku lekcji unihokeja i aerobiku wartość ta wynosiła 139 ud./min. W lekcjach gier drużynowych (palant, kwadrant, cztery ognie, korfball, ringo) wartość
ta była wyższa od stwierdzonej w lekcjach unihokeja
i aerobiku, ale niższa od tej z lekcji atletyki terenowej
Tabela 2. Zestawienie czasu pracy w poszczególnych zakresach intensywności w badanych lekcjach wychowania fizycznego
– dziewczynki 13 lat [%]
Atletyka terenowa
Athletics
Koszykówka
Basketball
Siatkówka
Volleball
Unihokej
Floor ball
Gry drużyn.
Other team sports
Gimnastyka
Gymnastics
Tenis stołowy
Table tennis
Testy spraw motor.
Motor tests
Aerobik
Aerobik
Średnia [%]
Mean [%]
Średnia [min]
Mean [min]
Table 2. The proportion of time spent in four pre-determined HR res. zones of intensity by 13 year-old girls during different 45 minutelong physical education lessons [%]
1
27,0
35,2
79,7
43,5
38,3
81,2
86,0
91,4
45,2
59,2
26,6
2
38,6
37,4
9,4
37,0
31,4
13,9
9,7
4,6
37,6
24,4
10,9
3
22,2
19,8
7,3
15,3
7,8
4,2
2,3
2,0
13,4
11,9
5,4
4
12,2
7,6
3,6
4,2
0,9
0,7
2,0
2,0
3,8
4,5
2,1
Średnie tętno [ud./min]
HR average [b./min]
152,7
148,0
124,0
139,0
146,5
126,7
109,0
105,5
139,6
132,3
--
-
-
-
-
Zakresy
intensywności
Zones of intensity
-
– 34 –
Wysiłki fizyczne stymulujące pracę układu krążeniowo-oddechowego 13-letnich dziewcząt i chłopców na lekcjach...
Tabela 3. Istotności różnic czasu pracy w poszczególnych zakresach intensywności wysiłków fizycznych w różnych rodzajach lekcji
wychowania fizycznego – dziewczęta13 lat
Testy sprawności
motorycznej
Motor tests
–
–
–
–
**
**
**
**
–
–
–
–
**
–
**
–
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
–
–
–
–
–
–
–
**
–
–
*
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
–
–
**
**
**
**
**
**
**
**
–
–
–
**
**
–
–
–
**
**
**
–
–
–
–
–
–
–
–
**
**
**
–
*
**
**
**
–
**
**
**
**
–
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
–
–
**
**
–
–
Siatkówka
Volleyball
1
2
3
4
Aerobik
Aerobic
1
2
3
4
Unihokej
Floor ball
1
2
3
4
Gry drużynowe
Other team sports
1
2
3
4
Gimnastyka
Gymnastics
1
2
3
4
Tenis stołowy
Table tennis
**
**
*
–
Wartość statystycznie istotna * < 0,05 ** ≤ 0,01
Wartości statystycznie nieistotne –
Statistically significant correlation at * p < 0,05 ** p ≤ 0,01
No statistically significant correlation –
czy koszykówki i wynosiła 146 ud./min. W grupie
lekcji charakteryzujących się niskimi parametrami
intensywności wysiłków 13-letnich dziewcząt znalazły się: lekcje testów sprawności motorycznej ze
średnią częstością skurczów serca 105 ud./min i 91%
ogólnego czasu pracy z intensywnością poniżej 140
ud./min; lekcje tenisa stołowego ze średnią częstością skurczów serca 109 ud./min i 86% ogólnego
czasu pracy poniżej 140 ud./min oraz lekcje siatkówki i gimnastyki, ze średnią około 125 ud./min.
W przypadku siatkówki i gimnastyki zaobserwowano, że badane dziewczęta ćwiczyły z intensywnością
niższą niż 140 ud./min przez około 80% ogólnego
czasu lekcji (tab. 2).
Analiza istotności różnic pomiędzy wszystkimi
zakresami intensywności w badanych lekcjach wy-
-
-
-
-
1
2
3
4
Tenis stołowy
Table tennis
Koszykówka
Basketball
Gimnastyka
Gymnastics
1
2
3
4
Gry drużynowe
Other team
sports
Atletyka
Terenowa
Athletics
Unihokej
Floor ball
1
2
3
4
Aerobik
Aerobic
Dziewczynki
Girls
Siatkówka
Volleyball
Zakresy
intensywności
Zones of intensity
Koszykówka
Basketball
Table 3. Correlation coefficients between four pre-determined HR res. zones of intensity in different physical education classes – girls
13 years old
-
– 35 –
Michał Bronikowski
chowania fizycznego wśród 13-letnich dziewcząt,
dokonana testem kolejności par Wilcoxona, wykazała pewne zależności. Pod względem obciążeń
wysiłkowych lekcje atletyki terenowej, koszykówki,
aerobiku oraz unihokeja dziewcząt (w przypadku 2
i 4 zakresu intensywności) nie różniły się od siebie
w sposób istotny statystycznie. Brak różnic zaobserwowano również w przypadku grupy ćwiczeń
o zbliżonym, niskim poziomie intensywności wysiłkowej: lekcje gimnastyki, siatkówki, tenisa stołowego oraz w pewnych zakresach lekcje tzw. sprawdzianów motorycznych. Porównanie aerobiku z innymi
rodzajami lekcji wychowania fizycznego wykazało
brak statystycznie istotnych różnic zarówno w zestawieniu z atletyką terenową i koszykówką, jak
również w porównaniu z lekcjami unihokeja i gier
drużynowych (tab. 3).
W grupie 13-letnich chłopców lekcje piłki nożnej,
piłki ręcznej, koszykówki oraz częściowo lekcje unihokeja charakteryzowały się zbliżonym wartościami
pracy w każdym z wyznaczonych zakresów intensywności (oprócz lekcji unihokeja w przypadku zakresu
czwartego, gdzie zaobserwowano niższe wartości od
pozostałych rodzajów lekcji). Lekcje gier drużynowych powodowały pracę z intensywnością powyżej
140 ud./min przez ponad 73% ogólnego czasu lekcji. W trakcie zajęć z piłki nożnej badani uczniowie
ćwiczyli z intensywnością powyżej 140 ud./min przez
prawie 69% ogólnego czasu lekcji. W czasie zajęć z
koszykówki 13-letni chłopcy ćwiczyli z taką intensywnością przez 67% ogólnego czasu lekcji, a w ćwicze-
niach piłki ręcznej około 61%. Również lekcje unihokeja prowadzone w grupie chłopców wiązały
się z pracą w drugim, trzecim i czwartym zakresie
intensywności przez przynajmniej 50% czasu lekcji.
Podobnie jak w przypadku dziewcząt również wśród
chłopców do grupy lekcji o mniejszej intensywności
pracy wysiłkowej zaliczono zajęcia: tenisa stołowego,
gimnastyki, lekcje testów sprawności motorycznej
oraz lekcje siatkówki. W czasie ich trwania badani
13-letni chłopcy ćwiczyli z małą intensywnością określoną jako zakres 1, czyli z częstością skurczów poniżej 140 ud./min ponad 85% ogólnego czasu lekcji.
W przypadku lekcji siatkówki było to 60%. Średnie
wartości częstości skurczów serca w tej grupie ćwiczeń wynosiły odpowiednio: dla lekcji testów sprawności motorycznej – 111 ud./min, dla lekcji gimnastyki
– 116 ud./min, dla tenisa stołowego – 117 ud./min,
a dla lekcji siatkówki – 133 ud./min. Było to średnio
o 10-20 uderzeń mniej niż w pozostałych rodzajach
wysiłku. Najwyższą średnią częstością skurczów serca
charakteryzowały się lekcje atletyki terenowej – 160
ud./min oraz piłki nożnej – 153 ud./min (tab. 4)
W badanych wśród 13-letnich chłopców lekcjach wychowania fizycznego analiza istotności
różnic pomiędzy zakresami intensywności wykazała
zależności, które umożliwiły wyróżnienie rodzajów
lekcji o zbliżonych parametrach wysiłkowych. Porównanie lekcji zespołowych gier sportowych (koszykówka, piłka nożna, piłka ręczna oraz unihokej)
ze sobą wykazało brak statystycznie istotnych różnic w przynajmniej dwóch (lub więcej) zakresach
Tabela 4. Zestawienie czasu pracy w poszczególnych zakresach intensywności w badanych lekcjach wychowania fizycznego – chłopcy
13 lat [%]
Atletyka terenowa
Athletics
Koszykówka
Basketball
Siatkówka
Volleyball
Piłka nożna
Football
Unihokej
Floor ball
Gry drużyn.
Other team sports
Gimnastyka
Gymnastics
Tenis stołowy
Table tennis
Piłka ręczna
Handball
Testy spraw. motor.
Motor tests
Średnia [%]
Mean [%]
Średnia [min]
Mean [min]
Table 4. The proportion of time spent in four pre-determined HR res. zones of intensity by 13 year-old boys during different 45 minutelong physical education lessons [%]
1
20,6
41,2
60,6
31,3
49,9
26,1
86,9
89,2
39,1
90,7
53,5
24,1
2
26,0
26,4
21,4
16,5
18,5
45,6
10,8
5,7
17,4
3,6
19,2
8,6
3
33,7
20,5
15,9
30,0
26,1
23,9
2,3
3,6
28,3
3,4
18,7
8,4
4
19,7
19,9
2,2
22,4
5,5
4,4
0,0
1,5
15,2
2,2
8,6
3,9
Średnie tętno
[ud./min]
HR average
[b./min]
160,2
146,3
133,5
153,8
140,0
148,8
116,2
117,3
148,0
111,5
137,4
--
-
-
-
-
Zakresy
intensywności
Zones
of intensity
-
– 36 –
Wysiłki fizyczne stymulujące pracę układu krążeniowo-oddechowego 13-letnich dziewcząt i chłopców na lekcjach...
Tabela 5. Istotności różnic czasu pracy w poszczególnych zakresach intensywności wysiłków fizycznych w różnych rodzajach lekcji
wychowania fizycznego – chłopcy 13 lat
Piłka
Nożna
Football
1
2
3
4
Unihokej
Floor ball
1
2
3
4
Gry drużynowe
Other team
sports
1
2
3
4
Gimnastyka
Gymnastics
1
2
3
4
Tenis stołowy
Table tennis
1
2
3
4
Piłka
ręczna
Handball
Testy sprawności
motorycznej
Motor tests
1
2
3
4
Piłka ręczna
Handball
Siatkówka
Volleyball
Tenis stołowy
Table
tennis
1
2
3
4
Gimnastyka
Gymnastics
Koszykówka
Basketball
Gry drużynowe
Other team games
1
2
3
4
Unihokej
Floor ball
Atletyka
Terenowa
Athletics
Piłka nożna
Football
1
2
3
4
Siatkówka
Volleyball
Zakresy
intensywności
Zones
of intensity
Koszykówka
Basketball
Table 5. Correlation coefficients between four pre-determined HR res. zones of intensity in different physical education classes – boys
13 years old
**
–
**
–
**
–
**
**
–
*
–
–
**
–
**
**
*
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
*
–
–
**
**
**
**
–
–
**
**
–
–
–
–
–
–
–
**
**
**
–
**
**
**
**
**
**
**
**
**
–
–
**
**
**
**
**
**
**
–
**
**
–
–
*
*
**
–
**
**
**
**
**
**
**
**
**
*
**
–
**
**
**
**
**
–
–
–
–
**
–
**
–
**
**
**
**
**
**
**
**
**
*
–
–
**
**
**
**
**
*
**
–
–
**
*
**
**
**
**
**
**
–
–
–
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
**
–
**
–
*
**
**
**
**
–
**
*
*
**
**
**
**
–
–
–
–
**
**
**
**
Wartości statystycznie nieistotne –
Statistically significant correlation at * p < 0,05 ** p ≤ 0,01
No statistically significant correlation –
intensywności. Brak statystycznie istotnych różnic
w wybranych zakresach zaobserwowano również
w zestawieniu poszczególnych lekcji zespołowych
gier sportowych oraz atletyki terenowej. Czas pracy w drugim zakresie intensywności w trakcie lekcji
atletyki terenowej okazał się zbieżny z tym zarejestrowanym w lekcjach koszykówki, siatkówki i unihokeja. W koszykówce brak statystycznie istotnych
różnic w porównaniu z atletyką terenową zaobserwowano również w czwartym, najwyższym, zakre-
-
-
-
-
Wartość statystycznie istotna * < 0,05 ** ≤ 0,01
-
– 37 –
Michał Bronikowski
sie intensywności, a w piłce nożnej w pierwszym,
najniższym zakresie. Dodatkowo, w przypadku porównania atletyki terenowej z lekcjami piłki ręcznej
i piłki nożnej brak statystycznie istotnych różnic w intensywności ćwiczeń zanotowano także w trzecim
i czwartym zakresie.
W analizie porównawczej lekcji, które charakteryzowały się niskimi parametrami intensywności (niska średnia częstości skurczów serca, duży procent
pracy w pierwszym zakresie intensywności), również zaobserwowano brak statystycznie istotnych
różnic w kilku przypadkach. Czas pracy z intensywnością pierwszego i trzeciego zakresu w zestawieniu lekcji gimnastyki z lekcjami tenisa stołowego,
a w przypadku gimnastyki i lekcji testów sprawności tylko pierwszego zakresu okazał się zbliżony i nie
wykazywał statystycznie istotnych różnic, natomiast
porównanie lekcji tenisa stołowego i lekcji testów
motorycznych ze sobą nie wykazało statystycznie
istotnych różnic w żadnym z czterech zakresów
(tab. 5).
Jednym z efektów dobrze zaplanowanych obciążeń wysiłkowych w długotrwałym procesie lekcji
wychowania fizycznego powinny być trwałe zmiany
czynnościowe układu oddechowo-krążeniowego
i zmiany w procesach kontroli metabolizmu oraz
pracy mięśniowej. Sprawniejsze wykorzystywanie tlenu przez organizm powoduje usprawnienie
pracy całego układu krążeniowo-oddechowego,
a więc umożliwia również podejmowanie wysiłków
o większej intensywności przez dłuższy czas i prowadzi do wzrostu zdolności maksymalnego pochłaniania tlenu przez ustrój, czyli do zwiększenia pułapu
tlenowego. Kemper i współ. [26] obserwowali, że
większość lekcji wychowania fizycznego była poświęcona rozwijaniu zdolności koordynacyjnych,
rzadko wydolności.
Woynarowska i współ. [7], Drabik [27], również
Gradek i Cempla [28] stwierdzili, że udział w wysiłkach fizycznych stanowi większe obciążenie dla
dzieci otyłych niż dla ich rówieśników bez nadwagi, co było związane z koniecznością pokonywania
dodatkowych obciążeń wynikających z nadmiaru
masy ciała. Paradoksalnie może to stanowić czynnik wpływający korzystnie na rozwój funkcji zaopatrzenia tlenowego i w ten sposób częściowo rekompensować niższą aktywność ruchową dzieci otyłych.
Wśród uczniów o normalnej masie ciała obciążenia
wysiłkiem fizycznym na lekcjach wychowania fizycznego były zbyt małe i nie stymulowały rozwoju funkcji zaopatrzenia tlenowego. Na małą efektywność
-
-
-
-
Dyskusja
szkolnego wychowania fizycznego w zakresie stymulowania rozwoju układu krążeniowo-oddechowego wskazywali zresztą również Raczek [1] i Pańczyk [9]. Dlatego też w prezentowanych w pracy
badaniach własnych skoncentrowano się na obserwowaniu efektywności oddziaływania prozdrowotnego różnego rodzaju lekcji wychowania fizycznego
na uczniów o normalnej masie ciała.
Nieliczne badania, podejmujące zagadnienie
wpływu intensywności lekcji wychowania fizycznego na kształtowanie sprawności krążeniowo-oddechowej, wskazują na znaczne rezerwy w tym
zakresie [14]. Również Mandigout i współ. [29] na
podstawie badań wykazali, że tylko programy zajęć
ruchowych odbywających się 3 razy w tygodniu,
każdorazowo obejmujących przynajmniej 25 minut ćwiczeń z intensywnością większą niż 80% HR
max powodują zwiększenie wartości VO2 max.
W obu wymienionych wyżej pracach autorzy nie
różnicują lekcji wychowania fizycznego ze względu
na rodzaj dyscypliny sportowej realizowanej na lekcjach wychowania fizycznego. W dotychczasowych
badaniach intensywności lekcji wychowania fizycznego Stratton [2] analizował lekcje z podziałem na
poszczególne rodzaje dyscyplin, stwierdzając, że
największą efektywność kształtowania wytrzymałości aerobowej mają lekcje gier zespołowych z przemieszczeniem się na pole przeciwnika (ang. invasion games lessons). Badania Strattona [2] odnoszą
się jednak do lekcji wychowania fizycznego prowadzonych w ramach angielskiego systemu edukacji,
różniących się zarówno czasem trwania jak również
strukturą, od polskich lekcji, usystematyzowanych
tokiem, dopasowanym do każdego rodzaju dyscypliny sportowej.
W prowadzonych badaniach własnych, którym
poddano chłopców i dziewczęta w wieku 13 lat najbardziej efektywne pod względem intensywności
wysiłków okazały się lekcje atletyki terenowej, gdzie
zarejestrowano średnią wartość HR ponad 160 ud./
min wśród chłopców i 152 ud./min wśród dziewcząt. W trakcie tego rodzaju lekcji ćwiczono z intensywnością powyżej ustalonej fizjologicznej granicy
efektywności stymulowania funkcji zaopatrzenia
tlenowego (140 ud./min) przez 80% ogólnego czasu lekcji w przypadku chłopców i 73% w przypadku dziewcząt. Zaobserwowano, że do grupy lekcji
najbardziej efektywnych w zakresie stymulowania
rozwoju układu krążeniowo-oddechowego można zaliczyć również lekcje zespołowych gier sportowych (w szczególności tzw. „gier inwazyjnych”
z przemieszczeniem się na pole przeciwnika – koszykówki, piłki nożnej, piłki ręcznej i częściowo również
unihokeja), w których badani 13-letni uczniowie z
-
– 38 –
Wysiłki fizyczne stymulujące pracę układu krążeniowo-oddechowego 13-letnich dziewcząt i chłopców na lekcjach...
a w szczególności w późnych jego etapach. Stąd
wiedza o wpływie poszczególnych rodzajów lekcji
na rozwój fizjologicznych właściwości zdrowotnych
może mieć dla nauczycieli wychowania fizycznego
duże znaczenie, szczególnie przy układaniu rocznych planów pracy.
Wnioski
1. W szkolnym wychowaniu fizycznym powinno
się znaleźć więcej lekcji atletyki terenowej oraz
zespołowych gier sportowych, które okazały się
najbardziej efektywnymi pod względem stymulowania rozwoju funkcji zaopatrzenia tlenowego w grupach badanych 13-letnich dziewcząt
i chłopców. W lekcjach atletyki terenowej badani 13-letni chłopcy ćwiczyli z intensywnością
wyższą niż zakładane 140 ud./min (50% HR rez.)
przez 80% ogólnego czasu zajęć. W przypadku
13-letnich dziewcząt było to 73% czasu wysiłku.
W lekcjach zespołowych gier sportowych o charakterze inwazyjnym na pole przeciwnika (poza
siatkówką) badani uczniowie w większości przypadków ćwiczyli z intensywnością wyższą niż
140 ud./min przez przynajmniej 50% ogólnego
czasu lekcji. Taką sytuację zaobserwowano również w zajęciach aerobiku dziewcząt.
2. Lekcje aerobiku dziewcząt, które powodowały
pracę z intensywnością ponad 140 ud./min przez
ponad 50% ogólnego czasu wysiłku mogą stanowić jeden z bardziej efektywnych sposobów
łączenia nauczania elementów ruchowo-koordynacyjnych z wysoką intensywnością, stymulującą pracę układu krążeniowo-oddechowego.
3. Należy usprawnić organizację lekcji o najmniejszej intensywności, do których można zaliczyć
zajęcia z: gimnastyki, tenisa stołowego oraz
lekcje tzw. testów sprawności motorycznej i po
części z siatkówki. Można to osiągnąć np. przez
właściwy dobór sposobów organizacji, zmniejszenie przerw między ćwiczeniami, podział na
mniej liczne zespoły, większą ilość i różnorodność sprzętu.
-
obu grup ćwiczyli z intensywnością umiarkowaną
i wyższą przez ponad 50% czasu lekcji. W przypadku dziewcząt do lekcji o wysokich właściwościach
stymulowania układu krążeniowo-oddechowego
należy zaliczyć również zajęcia z aerobiku, w trakcie których ćwiczono z intensywnością powyżej 140
ud./min przez 55% ogólnego czasu zajęć.
Mniejszy efekt fizjologiczno-zdrowotny zaobserwowano w czasie lekcji siatkówki w obu badanych grupach; średnia częstość skurczów serca
u chłopców była równa 133 ud./min, a u dziewcząt
wynosiła 124 ud./min. Najmniejsze oddziaływanie fizjologiczne w obu grupach zaobserwowano
w przypadku lekcji gimnastyki, tenisa stołowego
oraz w trakcie lekcji, w których realizowano tzw.
sprawdziany sprawności motorycznej. W przypadku wymienionych lekcji o najmniejszym oddziaływaniu prozdrowotnym zarówno badani chłopcy, jak
i dziewczęta, spędzali średnio ponad 80% ogólnego
czasu lekcji ćwicząc z intensywnością nie powodującą przyspieszenie częstości pracy serca do granicy
140 ud./min.
Otrzymane w badaniach własnych rezultaty badań, dotyczące różnych rodzajów lekcji wychowania fizycznego, w zasadzie potwierdziły wcześniejsze spostrzeżenia Strattona [2] na temat lekcji prowadzonych w Anglii. Ważnym osiągnięciem badań
polskich jest dostrzeżenie roli i możliwości atletyki
terenowej, i w ogóle zajęć w terenie, w promowaniu sprawności krążeniowo-oddechowej, o czym
pisał wcześniej również Pańczyk [9].
Intensywność wysiłku fizycznego nie jest oczywiście jedynym miernikiem efektywności i jakości
lekcji wychowania fizycznego. Lekcja jest miejscem
realizacji celów wychowawczych i poznawczych,
a także miejscem opanowywania umiejętności
sportowych, których poziom i zakres mają często
decydujące znaczenie dla podejmowania pozaszkolnej aktywności fizycznej przez dzieci w okresie
szkolnym i w późniejszych okresach życia. Zapewnienie stymulującej rozwój biologiczny dawki ruchu w ramach obowiązkowej edukacji szkolnej
jest uważane za jedno z istotnych zadań szkolnego
wychowania fizycznego, decydujących o jakości
zdrowia człowieka na przestrzeni całego życia,
[1] Raczek J: Problem skuteczności obciążeń na lekcji
wychowania fizycznego, w: Lekcja wychowania fizycznego. Kielce, WSP, 1986; 151-161.
[2] Stratton G: Children’s Heart Rates During British Physical Education Lessons. Journal of Teaching in Physical
Education, 1997; 16 (3): 357-368.
-
-
-
PIŚMIENNICTWO • LITERATURE
-
– 39 –
Michał Bronikowski
[16] Bebcakova V, Brtkova M, Belej M: Load intensity profile
of physical education classes at secondary grammar
school. Acta Kines Univ Tartuensis. 2001; 6: 69-72.
[17] Raudsepp L, Pall P: Physical activity of children during
physical education classes. Biology of Sport, 1998; 15
(4): 265-270.
[18] Leon AC: Physical activity and cardiovascular health
– a national consensus. Human Kinetics, Il. 1997.
[19] ACSM’s Guilelines for exercise testing and prescribtion. 6th edition. American College of Sports Medicine.
USA, 2000.
[20] Swaim D, Edwards S: Middle School healthy hearts in
the zone – a heart rate monitoring program for lifelong
fitness. USA, Human Kinetics, 2002.
[21] Eklund U., Yngve A., Sjostrom M. Total daily energy
expenditure and patterns of physical activity in adolescents assessed by two different methods. Scand.
J. Med.Sci. Sports 1999; 9: 257-264.
[22] Allor KM, Pivarnik JM: Use of heart rate cutpoints to
assess physical activity intensity in sixth-grade girls.
Ped Ex Sci 2000; 12: 284-292.
[23] Hiilloskorpi HK, Pasanen ME, Fogelholm MG,
Laukkanen RM, Manttari AT: Use of heart rate to
predict energy expenditure from low to high activity
levels. Intern J S Med, 2003; 24 (5): 332-336.
[24] Swain D: Heart rate reserve is equivalent to percent
VO2 reserve, not to percent VO2 max. Med. Sci in
Sports Ex., 1997; 29 (3): 410-414.
[25] Stupnicki R, Przewęda R, Milde K: Centylowe siatki
sprawności fizycznej polskiej młodzieży wg testów Eurofit. Studia i Monografie nr 91, AWF Warszawa, 2003.
[26] Kemper HCG., Verschuur R, Ras KG, Snel J, Splinter
PG: Effect of 5-versus 3-lessons a week physical education program upon the physical development of 12
and 13 year old schoolboys. J Sports Med. and Phys
Fit, 1976; 4(16): 319-326.
[27] Drabik J: Aktywność, sprawność i wydolność fizyczna
jako mierniki zdrowia człowieka. AWF Gdańsk 1997.
[28] Gradek J., Cempla J: Koszt fizjologiczny wysiłków
marszowych u chłopców otyłych w przedpokwitaniowej
fazie rozwoju. Antropomotoryka, 2003; 26: 47-54.
[29] Mandigout S, Melin A, Lecoq AM, Courteix D, Obert
P: Effect of two aerobic training regimens on the cardiorespiratory response of prepubetal boys and girls.
Acta Pediatr. 2002; 91: 403-408.
-
-
-
-
[3] Swain D: Energy cost calculation for exercise prescription – an update. Sport Med, 2000; 30: (1): 17-22.
[4] Osiński W: Aktywność fizyczna, sprawność i zdrowie
– szczególne zadania wychowania fizycznego. Monografie nr 333, Poznań, AWF, 2001, 5-21.
[5] Bukowiec M. Postulowane, założone i rzeczywiste
funkcje wychowania fizycznego w przygotowaniu
do uczestnictwa w kulturze fizycznej. Kraków, AWF,
1990.
[6] Woynarowska B, Mazur J: Zachowania zdrowotne
i zdrowie młodzieży szkolnej w Polsce i innych krajach. Tendencje zmian w latach 1990-1998. Uniwersytet Warszawski, Warszawa, 2000.
[7] Woynarowska B, Kozłowski S, Kamińska K, Brzeziński
M: Obciążenie wysiłkiem fizycznym na lekcjach wychowania fizycznego chłopców otyłych i bez nadwagi.
Wychowanie Fizyczne i Sport, 1982; 3-4: 35-41.
[8] Perkowski K. Efektywność form i rozwiązań aktywności
fizycznej w wychowaniu fizycznym dzieci i młodzieży.
Trening, 1998; 2-3: 89-111.
[9] Pańczyk W: Efekty lekcji wychowania fizycznego
w terenie i w sali. Wychowanie Fizyczne i Sport, 1998;
4: 59-67.
[10] Bronikowski M: Heart rates of pupils during physical
education lessons. Human Movement, AWF Wrocław,
2004; 5 (2): 106-112.
[11] Bronikowski M: Intensywność lekcji wychowania fizycznego w gimnazjum. Praca przyjęta do druku w czasopiśmie Wychowanie Fizyczne i Sport,
2005; 1.
[12] Public Health Service: Healthy people 2000. National
health promotion and disease prevention objectives.
Washington, DC, US Government Printing Office.
[13] Burton C: The heart rates of elementary children during physical education classes. M.S. Thesis. USA, Ball
State University, 1996.
[14] Baquet G, Berthoin S, Van Praagh E: Are intensified
physical education sessions able to elicit heart rate at
a sufficient level to promote aerobic fitness in adolescents? Research Quarterly for Exercise and Sport,
2002; 73(3): 282-288.
[15] Gavarry O, Bernard T, Giacomoni M, Seymat M, Euzet
JP, Falgairette G: Continuous heart rate over 1 week
in teenagers aged 11-16 years. European Journal of
Applied Physiology, 1998; 77: 155-132.
-
– 40 –