Оптимизация оперативного контроля в физическом воспитании с помощью цифровых технологий на основе пульсовых показателей

Введение. Современная стратегия Правительства Российской Федерации направлена на цифровизацию образования к 2030 г. Цифровизация образования не предполагает лишение очного присутствия школьного учителя на уроках. Цифровые технологии служат инструментом учителя для повышения качества обучения. Школы уже пользуются единой системой МЭШ, используют геймификацию образования, интерактивные доски и т. д. Данная тенденция не обошла стороной и уроки физической культуры [1–3].

Пульс в физическом воспитании играет важную роль. Пульс позволяет выявить уровень физической подготовленности человека, определить уровень нагрузки, проанализировать время восстановления. Еще одна важная функция пульса – не допустить негативных влияний на сердечно-сосудистую систему [9]. Ненормальная реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку может свидетельствовать как о неадекватной задачам занятия интенсивности нагрузки, так и о присутствии сердечных заболеваний, например, таких как аритмия, брадикардия и др. В связи с этим крайне важно вести пульсограмму во время урока физической культуры. Пульсо-грамма, которая определяется пульсовой диагностикой, является методом оперативного контроля на уроках физической культуры в общеобразовательных школах [4]. Традиционным методом измерения пульса для составления пульсограммы является пальпаторный метод. По правилам традиционной процедуры выбирается «средний» ученик и пальпаторным методом измеряется его пульс. На основе показателей пульса составляется пульсограм-ма. Данный метод не позволяет раскрыть объективную картину физического состояния учеников и не позволяет использовать индивидуальный подход для подбора нагрузки школьников. Также данный метод имеет ряд изъянов, связанных с человеческим фактором: ученик может долго искать место измерения пульса, пропустить пульсовую волну, сбиться со счета и так далее. В связи с тем, что уровень физической подготовленности учеников в классе разнообразен, мы считаем важным пользоваться фитнес-гаджетами, которые позволяют считывать пульс каждого ученика во время урока физической культуры. Мы провели исследования с использованием фитнес-гад-жета на уроках физической культуры с целью доказать эффективность использования современных цифровых технологий для повышения качества педагогического процесса [5–8].

Материалы и методы. В исследовании оперативного контроля были использованы «модельные тренировки», которые были прописаны самим учителем физической культуры и соответствовали школьной программе, конкретно таким блокам, как «Легкая атлетика» и «Лыжи»

Также были проведены тест Купера «Бег» и тест Купера «Лыжи».

При проведении процедуры тестирования выполнялись следующие условия:

• 1)    соблюдение стандартных условий при проведении теста;

• 2)    доступность выполняемых заданий для учащихся 10-х класса;

• 3)    наличие цифрового показателя в каждом тесте и системы нормативов для его оценки;

• 4)    простота фиксации результатов тестирования.

В ходе педагогического эксперимента в качестве нормативов использовались показатели для настоящей возрастной группы, представленные в табл. 1.

Тест Купера «Бег» проводился в начале педагогического эксперимента – 21 октября 2021 года и в конце педагогического эксперимента – 22 ноября 2021 года.

Педагогический эксперимент проходил на базе школы № 1505 «Преображенская» (Москва). Исследование проводилось на шестидесяти учениках десятых классов, поделенных на 2 группы: контрольную и экспериментальную. В каждой группе было равное коли-

Контрольные нормативы 12-минутного бега, м

Performance standards for the 12-minute run test, m

Таблица 1

Table 1

Возраст Age Пол Sex Отлично Excellent Хорошо Good Удовлетворительно Satisfactory Плохо Bad Очень плохо Very bad 13–14 лет 13–14 years М M > 2800 2500–2800 2300–2499 2200–2299 2200 и меньше 2200 and less Д F > 2100 2000–2100 1700–1999 1600–1699 1600 и меньше 1600 and less чество учеников, соответственно, по 30 в каждой. Выборка является однородной.

Обе группы – контрольная и экспериментальная – занимались по программе Ляха. В течение всего урока школьники носили на запястье фитнес-устройство, сделанное в виде браслета Huawei band 6.

В течение всего урока данное устройство регистрировало следующие показатели: пульс, темп выполнения упражнения, длительность выполнения упражнения, интенсивность выполнения упражнения с целью дальнейшего вычисления пульсовой стоимости упражнения каждого ученика учителем физической культуры.

Данное устройство учитывало следующие показатели: время, потраченное на выполнение упражнения, пройденное расстояние, если выполнялся бег, ЧСС. Далее учитель физической культуры мог наблюдать пульсограмму, которую выстраивало само устройство, и высчитывал пульсовую сумму работы.

В группах отличалось содержание подготовительной части урока.

В контрольной группе подготовительная часть составляла 8 минут, из которых 3 минуты были использованы ходьбой и бегом и

• 5    минут – выполнением общеразвивающих упражнений.

В экспериментальной группе подготовительной части отводилось пять минут для упражнений, направленных на разновидность ходьбы и бега, а также пять минут на ОРУ. Следовательно, общее время подготовительной части экспериментальной группы составляло 10 минут.

В основной части урока ЭГ и КГ выполняли тест Купера «Бег», после чего занимались по учебному плану легкой атлетикой.

Результаты исследования. В рамках оперативного контроля было проведено тестирование участников педагогического эксперимента. Его результаты представлены в табл. 2.

Результаты первоначального тестирования участников педагогического эксперимента показали, что различия по всем параметрам, представленным в табл. 2 между группами незначительны, что говорит об одинаковом уровне физического развития, следовательно, подтверждает однородность выборки.

Результаты в тесте «12-минутный бег на лыжах» представлен в табл. 3.

В табл. 3 наблюдаем отсутствие достоверных различий между показателями пуль-

Таблица 2

Table 2

Результаты первоначального тестирования участников педагогического эксперимента в тесте Купера «Бег» Baseline Cooper test results of participants in the educational experiment

Показатель Parameter КГ CG ЭГ EG t-критерий Стьюдента Student’s t-test Достоверность различий, р p-value Пульс, уд./мин Pulse, bpm 137 ± 7 135 ± 9 0,7 > 0,05 Расстояние, м (Тест Купера «Бег») Distance, m (Cooper test, run) 2508 ± 285 2481 ± 252 0,4 > 0,05 Пульсовая стоимость Cardiac cost of running 661 ± 41 660 ± 27 0,6 > 0,05 совой стоимости. Из этого следует, что обе группы были равными по уровню оцениваемого показателя.

Все ученики проходили блок легкой атлетики в течение полутора месяца. Контрольная группа изучала преимущественно бег на короткие дистанции: 30, 100, 200 м, а также 500 м.

В табл. 4 представлены результаты контрольной группы в начале и конце эксперимента.

Из табл. 4 можно наблюдать, что значения пульса в среднем снизились на 1 удар, что является несущественным показателем. Данное суждение подтверждает t-критерий Стьюдента. Расстояние, которое преодолевали ученики за 12 минут, изменилось, но находится в зоне неопределенности, что также подтверждает вышеуказанный критерий. Оба эти значения влияют на показатель пульсовой стоимости упражнения, который незначитель- но изменился, что подтверждает t-критерий Стьюдента.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что программа контрольной группы несущественно повлияла на работу сердечной мышцы.

Динамика результатов контрольной группы в течение педагогического эксперимента в тесте «12-минутный бег на лыжах» представлена в табл. 5.

Из табл. 5 видно, что разница критериев пульса и расстояния в начале и в конце эксперимента незначительны. Это может быть связано с тем, что развить выносливость за 2 месяца в данном виде передвижения оказалось сложной задачей для учителя. В ходе педагогического наблюдения и регулярной пульсо-метрии было отмечено, что передвижение на лыжах затрачивает больше ресурсов, чем бег. В связи с этим пульс во время передвижения на лыжах был изначально выше, чем во время теста Купера «Бег».

Таблица 3

Table 3

Результаты первоначального тестирования участников педагогического эксперимента в тесте «12-минутный бег на лыжах»

Baseline 12-minute ski test results of participants in the educational experiment

Показатель Parameter	КГ CG	ЭГ EG	t-критерий Стьюдента Student’s t-test	Достоверность различий, р p-value
Пульс, уд./мин Pulse, bpm	149 ± 7	148 ± 8	0,5	> 0,05
Расстояние, м (Тест «12-минутный бег на лыжах») Distance, m (12-minute ski test)	2146 ± 402	2096 ± 394	0,1	> 0,05
Пульсовая стоимость Cardiac cost of running	866 ± 183	880 ± 191	0,3	> 0,05

Таблица 4

Table 4

Результаты тестирования (тест Купера «Бег») контрольной группы в начале и конце эксперимента

Cooper test results of the control group at baseline and post-experiment

Показатель Parameter	Результаты в начале ПЭ Baseline	Результаты в конце ПЭ Post-experiment	t-критерий Стьюдента Student’s t-test	Достоверность различий, р p-value
Пульс, уд./мин Pulse, bpm	137 ± 7	136 ± 8	1,9	> 0,05
Расстояние, м (Тест Купера «Бег») Distance, m (Cooper test, run)	2508 ± 286	2541 ± 667	2,6	> 0,05
Пульсовая стоимость Cardiac cost of running	666 ± 41	646 ± 33	0,4	> 0,05

Пульсовая стоимость находится в зоне неопределенности, что не дает право делать умозаключение о достоверности гипотезы. В течение педагогического эксперимента осуществлялось направленное управление нагрузкой при выполнении беговых упражнений. В экспериментальной группе подготовительной части отводилось пять минут для упражнений, направленных на разновидность ходьбы и бега, а также пять минут на ОРУ.

В табл. 6 представлены результаты ЭГ в начале и конце эксперимента.

Из табл. 6 видно, что средний пульс участников эксперимента значительно снизился, что подтверждается значением t-критерия Стьюдента. Средний показатель преодоленного расстояния не увеличился существенно, что также подтверждает t-критерий Стьюдента. Оба эти показателя значительно повлияли на показатель пульсовой стоимости упражнения, следовательно, можно сделать вывод, что программа экспериментальной группы по- влияла на уровень развития выносливости, а также легкой гипертрофии сердечных желудочков, так как ударный объем стал выше.

В табл. 7 представлены результаты ЭГ в начале и конце эксперимента в тесте Купера «Лыжи».

Из табл. 7 видно, что все показатели находятся в зоне значимости. Это может связано с тем, что правильная техника конькового хода застрачивает в разы меньше ресурсов организма, чем классический ход.

Сравнение результатов в тесте при завершении педагогического эксперимента, представленных в табл. 8, показывает, что бег на средние и длинные дистанции меньше повлиял на сердечно-сосудистую систему учеников, чем бег на длинные дистанции.

За полтора месяца показатели ЭГ достоверно превзошли показатели КГ (р < 0,05). Это стало результатом применения методики оперативного контроля, разработанной автором исследования с помощью прибора Huawei

Таблица 5

Table 5

Результаты тестирования (тест «12-минутный бег на лыжах») контрольной группы в начале и конце эксперимента 12-minute ski test results of the control group at baseline and post-experiment

Показатель Parameter	Результаты в начале ПЭ Baseline	Результаты в конце ПЭ Post-experiment	t-критерий Стьюдента Student’s t-test	Достоверность различий, р p-value
Пульс, уд./мин Pulse, bpm	149 ± 7	148 ± 6	1,8	> 0,05
Расстояние, м (Тест «12-минутный бег на лыжах») Distance, m (12-minute ski test)	2146 ± 402	2176 ± 353	0,1	> 0,05
Пульсовая стоимость Cardiac cost of running	866 ± 183	839 ± 151	2,3	> 0,05

Таблица 6

Table 6

Результаты экспериментальной группы в начале и конце эксперимента

Cooper test results of the experimental group at baseline and post-experiment

Показатель Parameter	Результаты в начале ПЭ Baseline	Результаты в конце ПЭ Post-experiment	t-критерий Стьюдента Student’s t-test	Достоверность различий, р p-value
Пульс, уд./мин Pulse, bpm	135 ± 9	130 ± 8	8,4	> 0,05
Расстояние, м (Тест Купера «Бег») Distance, m (Cooper test, run)	2481 ± 252	2548 ± 325	1,9	> 0,05
Пульсовая стоимость Cardiac cost of running	660 ± 27	618 ± 50	2,8	> 0,05

Таблица 7

Table 7

Результаты экспериментальной группы в начале и конце эксперимента в тесте «12-минутный бег на лыжах»

12-minute ski test results of the experimental group at baseline and post-experiment

Показатель Parameter	Результаты в начале ПЭ Baseline	Результаты в конце ПЭ Post-experiment	t-критерий Стьюдента Student’s t-test	Достоверность различий, р p-value
Пульс, уд./мин Pulse, bpm	148 ± 8	143 ± 5	5,5	> 0,05
Расстояние, м (Тест «12-минутный бег на лыжах») Distance, m (12-minute ski test)	2096 ± 394	2366 ± 321	6,7	> 0,05
Пульсовая стоимость Cardiac cost of running	880 ± 191	742 ± 113	6,7	> 0,05

Таблица 8

Table 8

Результаты контрольной и экспериментальной группы в конце эксперимента

End-of-study Cooper test results in control and experimental groups

Показатель Parameter КГ CG ЭГ EG t-критерий Стьюдента Student’s t-test Достоверность различий, р p-value Пульс, уд./мин Pulse, bpm 136 ± 8 130 ± 8 2,6 > 0,05 Расстояние, м (Тест Купера «Бег» Distance, m (Cooper test, run) 2541 ± 667 2548 ± 325 0,1 > 0,05 Пульсовая стоимость Cardiac cost of running 646 ± 33 618 ± 50 2,8 > 0,05 band 6, который позволяет составлять индивидуальную пульсограмму для каждого ученика, а значит, дает возможность учителю физической культуры проводить анализ и уровня нагрузки во время урока, а также оперативно персонализировать дозировку выполняемого упражнения, темп и интенсивность упражнения.

В табл. 8 представлены результаты контрольной и экспериментальной группы в конце эксперимента.

Из табл. 8 видно, что значения пульса находятся в зоне «неопределенности», следовательно, гипотезу о недостоверности можно отклонить, но еще нельзя признать ее достоверность. Значение расстояния, пройденного во время теста Купера «Бег» участниками эксперимента, находится в зоне незначимо-сти. Значение пульсовой стоимости упражнения находится в зоне значимости. Все вышесказанное подтверждается t-критерием Стьюдента.

Из данных табл. 8 можно сделать вывод, что программа экспериментальной группы была эффективнее, чем программа контрольной для развития сердечной мышцы.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что цифровые технологии помогают учителю не только отслеживать результаты физических тестов, но также следить за работой функциональных систем учеников и делать косвенные и прямые выводы об уровне их тренированности, зоне интенсивности и уровне здоровья.

В табл. 9 представлены сравнения результатов контрольной и экспериментальной групп в конце педагогического эксперимента в тесте «12-минутный бег на лыжах».

Из табл. 9 видно, что пульс существенно отличается в группах. Это может быть связано с тем, что правильная техника конькового хода затрачивает меньше энергетических затрат, чем классический ход. Также в ходе педагогического наблюдения было отмечено,

Таблица 9

Table 9

Сравнение результатов контрольной и экспериментальной групп в конце педагогического эксперимента в тесте «12-минутный бег на лыжах» End-of-study 12-minute ski test results in control and experimental groups

Показатель Parameter КГ CG ЭГ EG t-критерий Стьюдента Student’s t-test Достоверность различий, р p-value Пульс, уд./мин Pulse, bpm 148 ± 6 143 ± 5 2,9 > 0,05 Расстояние, м (Тест «12-минутный бег на лыжах) Distance, m (12-minute ski test) 2176 ± 353 2366 ± 321 2,5 > 0,05 Пульсовая стоимость Cardiac cost of running 839 ± 151 742 ± 113 2,8 > 0,05 что у учеников, которые хорошо владели техникой конькового хода, пульс был меньше, а расстояние пройдено больше, чем у учеников, которые медленнее осваивали данный вид передвижения.

Пульсовая стоимость находится в зоне значимости, это говорит о том, что сердце намного эффективнее работает во время передвижения коньковым ходом, чем классическим.

Заключение. В ходе педагогического эксперимента применение современного гаджета в виде фитнес-браслета Huawei band 6 положительно повлияло на работу сердечнососудистой системы экспериментальной группы, помогало учителю физической куль- туры не только отслеживать результаты физических тестов, но также следить за работой функциональных систем учеников и делать косвенные и прямые выводы об уровне их тренированности, зоне интенсивности и уровне здоровья следующим образом:

– средний показатель пульса экспериментальной группы в тесте Купера «Бег» снизился от значения 135 ± 9 до значения 130 ± 8, подтвердилась значимость разницы t-критерием Стьюдента.

– пульсовая стоимость значения в том же тесте в экспериментальной группе снизилась со значения 660 ± 27 до значения 618 ± 50, подтвердилась значимость разницы t-критерием Стьюдента.