Введение
Сложность протекания процессов адаптации населения и его наиболее чувствительных к факторам риска детских контингентов к природно-социальным условиям жизнедеятельности Московского мегаполиса определяется наложением нескольких ускоренно протекающих цивилизационных процессов. Продолжается ускоренная трансформация социума (социальных отношений), параллельно происходит глобальное распространение во всех областях информационных компьютерно-цифровых технологий, перестраивающих образ жизни и системы жизнеобеспечения населения: медицину, образование, культуру.
Сенситивность детских контингентов к действию средовых факторов является следствием интенсивного морфогенеза, а также становления у детей регуляторных и функциональных систем организма [1—7]. Это позволяет считать детскую популяционную выборку маркерной группой, по адаптационным показателям которой можно судить о территориальных и временных закономерностях разворачивающегося индивидуального и группового адаптационного процесса в условиях комплексных средовых воздействий, в том числе кризисного и стрессового характера. Этим объясняется интерес исследователей к изучению здоровья и адаптации как интегративных характеристик состояния детей возраста первого и второго детства в образовательном пространстве школы [8—10]. Актуальность изучения закономерностей адаптации и физического развития (ФР) младших школьников определяется значительным усложнением образа жизни ребенка при поступлении в школу, что требует активизации его приспособительных механизмов. Интенсификация средовых воздействий на младшего школьника совпадает с «сенситивным периодом» онтогенеза детей, связанным со скачкообразным ускорением процессов роста и развития организма [11—13].
Проведенные в последние годы обследования школьников Московского мегаполиса показали, что одно из первых мест среди нарушений здоровья учащихся занимает ухудшение состояния костно-мышечной системы, выражающееся в ослаблении способности поддержания привычной вертикальной позы ребенком, т.е. осанки [14—16]. Это позволяет отнести нарушение нормогенеза осанки к числу наиболее актуальных биологических и социально-педагогических проблем нашего времени, поскольку осанка рассматривается не только как определенное положение тела ребенка в пространстве, но и как наиболее интегративный маркер его здоровья [9]. В последнее десятилетие отчетливо прослеживается тренд роста нарушений осанки среди школьников, что определило цель исследования.
Цель исследования — определить динамику состояния регуляторных систем (РС), адаптации и ФР у школьников начальных классов московских школ под влиянием разработанной в рамках федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) методики уроков физической культуры (ФК) профилактической направленности для улучшения адаптации, ФР, состояния опорно-двигательного аппарата (ОДА) и мышечного корсета.
Материал и методы
Проведен педагогический эксперимент (ПЭ) в период с декабря 2018 г. по апрель 2019 гг., который включал три этапа. Контингент обследуемых составили учащиеся обоего пола 1—4-х классов двух школ Москвы. Всего в исследовании приняли участие 120 школьников (70 мальчиков и 50 девочек), которые на уроках ФК выполняли комплекс упражнений и подвижных игр для профилактики нарушений осанки.
I этап (декабрь 2018 г.) включал констатирующий ПЭ, в процессе которого школьникам измеряли показатели антропометрии, динамометрии, координации, определяли состояние РС и адаптацию с помощью метода оценки вариабельности сердечного ритма (ВСР).
На II этапе (декабрь 2018 г. — апрель 2019 г.) проводили формирующий ПЭ, при котором на уроках ФК использовали игры и упражнения в рамках ФГОС для начальной школы с целью профилактики нарушений осанки. Детям давали домашние задания по общей физической подготовке в виде статических упражнений для укрепления мышечного корсета. Более 50% обучающихся посещали внешкольные спортивные секции по следующим видам спорта: футбол (17,5%), спортивные бальные танцы (10%), каратэ (6,6%), плавание (5,8%), гимнастика (в том числе акробатика) (5,0%), баскетбол (5,0%), фигурное катание (3,3%).
На III этапе (апрель 2019) проводили контрольный ПЭ, включающий обследование тех же школьников ранее использованными методами.
Описание методов исследования:
1. Метод динамометрии. Тест предназначен для оценки силы мышц верхнего плечевого пояса. Выполнение: ребенок стоит в свободной позе, прямая вытянутая рука с динамометром (попеременно правая/левая) отведена в сторону горизонтально на уровне плеча. Динамометр сжимается кистью руки с максимальным усилием в течение 2—3 с. Результат определяется по шкале (в килограммах).
2. Антропометрические методы
2.1 Измерение роста (в сантиметрах). Проводили с помощью ростомера в положении стоя, руки опущены, затылок, спина, таз, пятки касаются вертикальной стойки ростомера.
2.2 Измерение массы тела. Выполняли с помощью медицинских весов с автоматической регистрацией результата (в килограммах).
3. Тестирование координационных показателей (КП). Осуществляли по методике Е.Я. Бондаревского — проба Ромберга (в секундах). Тестирование КП используется для определения статических координационных способностей. Обследуемый становится на одну ногу и поднимает руки вперед, пальцы разведены. Дается оценка «очень хорошо», если обследуемый сохраняет равновесие в течение 60 с без пошатывания тела, дрожания рук (тремор). При треморе выставляется оценка «удовлетворительно». Если равновесие в течение 60 с нарушается, то проба оценивается как «неудовлетворительно».
4. Определение донозологических состояний. Использовали метод математической оценки ВСР. Для обследования младших школьников возраста второго детства (7—10 лет) применяли программно-аппаратный комплекс (ПАК) «Варикард-экспресс» (ООО «Медсистемы», Зеленоград). ПАК включает программы для записи и математического анализа электрокардиограммы (ЭКГ) по параметрам изменения (вариабельности) ритмических характеристик сердца (ВСР), позволяет вычислять до 20 разных параметров для оценки функций сердечно-сосудистой системы и организма в целом, разработанных и подробно исследованных российскими учеными [16—19].
Применяли 2 показателя анализа ВСР:
1. Показатель активности РС (ПАРС) позволяет давать интегральную количественную оценку функционального состояния организма. Рассчитывается по специальному алгоритму на основе данных гистограмм и спектрального анализа кардиоинтервалов, характеризующих функциональные резервы организма и его способность адаптироваться к условиям среды. Выделяют следующие уровни ПАРС: 1—3 — «физиологическая норма»; 4—5 — «донозологическое состояние», переходное между здоровьем и болезнью, проявляющееся в функциональном напряжении РС и направленное на поддержание равновесия (гомеостаза) организма с окружающей средой; 6—7 — «преморбидное состояние», при котором функциональные и адаптационные возможности организма понижены, гомеостаз сохраняется при значительном напряжении РС, а также при участии компенсаторных механизмов; 8—10 — «срыв адаптации», резкое снижение функциональных возможностей организма, нарушение гомеостаза, возрастание риска патологических нарушений на органно-системном уровне.
2. Стресс-индекс (СИ) для оценки подверженности обследуемых стрессу. Позволяет оценивать степень вовлеченности организма и психики школьников в стрессорные реакции, напряжение РС и психоэмоциональных процессов в неблагоприятных условиях. Критерии СИ: 30—120 — «норма»; 120—250 — «компенсированная стресс-реакция», 250—400 — «умеренная стресс-реакция»; 400—800 — «выраженная стресс-реакция», проявляющаяся в значительном напряжении РС, при котором имеются высокие риски нарушений функций организма и психоэмоциональных процессов; 800—1200 и выше — очень сильное напряжение психофизического состояния человека [15, 17].
5. Метод математической статистики. Полученные результаты обследования подвергались статистической обработке с помощью компьютерного программного обеспечение SPSS Statistics.
Результаты
У детей в возрасте 7—10 лет интенсивно происходят ростовые процессы, отражающие закономерности морфогенеза детского организма [2, 6, 10]. В связи с этим была проведена оценка возрастной динамики показателей роста и массы тела у московских школьников 1—4-х классов.
На рис. 1 показана динамика средних (для выборки) значений длины тела и массы тела в зависимости от возраста школьников.
Рис. 1. Возрастная динамика длины тела и массы тела младших школьников 1—4-х классов Московского мегаполиса (n=120).
Данные динамики длины и массы тела младших школьников 1—4-х классов Москвы показывают наступление первого ускорения ростовых процессов («ростового скачка») у детей в период 8—9 лет. Эти возрастные сроки активизации ростовых процессов наступают позже в сравнении с описанными в литературе данными, по которым они приходятся на возраст 6—7 лет [3—5]. Такое состояние запаздывания закономерной активизации морфогенеза, наступление ускорения прироста длины тела в более поздние возрастные периоды онтогенеза можно оценивать как задержку, подавление ауксологических изменений, т.е. ретардацию.
Наблюдаемые отклонения от установленных закономерностей роста детей в период первого детства могут быть связаны с изменением образа жизни современных младших школьников в такой крупной городской агломерации, как Москва. Ведущим фактором для этой когорты является рост стрессогенности начального периода школьного обучения в мегаполисе.
Современная модернизация московского образования связана с введением цифровых технологий в обучение по программе «Московская электронная школа (МЭШ)», в том числе в младших классах. При этом возрастают учебно-информационные нагрузки на детей, происходит интенсификация овладения компетенциями, которые ранее осваивались на более поздних стадиях обучения [20, 21]. Учебные нагрузки сопровождаются гипокинезией и длительным (продленным) пребыванием в образовательном учреждении (ОУ). Такое комплексное влияние факторов учебной среды может не соответствовать уровню сформированности физических и когнитивных возможностей школьников младших классов. Одним из проявлений реагирования детского организма может быть полученная при обследовании задержка процессов морфогенеза в форме ретардации ростовых процессов у данной когорты обследованных.
Для выявления реагирования РС обучающихся при адаптации к комплексу факторов учебной среды было проведено обследование детей с применением метода оценки ВСР. Полученные результаты измерения оценочных значений ПАРС, СИ в зависимости от возраста, представлены в табл. 1, 2 и на рис. 2, 3.
Таблица 1. Значения показателя активности регуляторных систем у московских школьников 1—4-х классов на констатирующем и контрольном этапах педагогического эксперимента (n=120)
| Период эксперимента/Experiment period | 1-й класс/1st form | 2-й класс/2nd form | 3-й класс/3rd form | 4-й класс/4th form |
| До/Before | 4,9 | 5,0 | 5,0 | 4,5 |
| После/After | 4,5 | 4,5 | 5,1 | 5,5 |
Таблица 2. Значения стресс-индекса у московских школьников 1—4-х классов на констатирующем и контрольном этапах педагогического эксперимента (n=120)
| Период эксперимента/Experiment period | 1-й класс/1st form | 2-й класс/2nd form | 3-й класс/3rd form | 4-й класс/4th form |
| До/Before | 157,0 | 211,6 | 150,0 | 125,6 |
| После/After | 145,5 | 205,2 | 197,8 | 149,7 |
Рис. 2. Возрастное распределение школьников 7—10 лет в соответствии с показателем активности регуляторных систем (ПАРС) (n=120).
1—3 — норма; 4—5 — донозологическое состояние; 5—7 — преморбидное состояние; 8—10 — срыв адаптации.
Рис. 3. Возрастное распределение школьников 7—10 лет в соответствии с показателем стресс-индекса (n=120).
30—120 — норма; 120—250 — компенсированный дистресс; 250—400 — умеренный дистресс; 400—800 — выраженный дистресс.
По данным табл. 1 прослеживается тенденция снижения донозологического напряжения РС у детей в 1—2-х классах при занятиях ФК, однако тенденции роста возобновляются в 4-м классе.
Представленные на рис. 2 результаты определения ПАРС свидетельствуют о том, что только у 17% детей в конце первого полугодия обучения наблюдалось состояние «физиологической нормы», их число во втором полугодии понизилось в 2 раза; 59% школьников в начале и 70% в конце обследования находились в донозологическом состоянии напряжения РС (4—5-й уровень). Напряженное состояние с мобилизацией резервных возможностей организма преобладающего числа детей происходит под влиянием комплекса факторов учебной среды, и профилактические занятия ФК не препятствуют проявлению неблагоприятных тенденций. По 19% школьников до занятий и после ФК имели преморбидное состояние выраженного напряжения РС, а 5% находились в состоянии «срыва адаптации». Занятия ФК профилактической направленности способствуют стабилизации и профилактике роста преморбидных состояний и срыва адаптации, однако был отмечен умеренный рост числа детей с донозологическими состояниями (на 11%) за счет снижения их числа в состоянии нормы под влиянием факторов школьной среды.
Для выявления роли учебно-средовых стрессорных факторов была проведена оценка возрастного распределения показателя СИ (см. табл. 2, рис. 3).
Из данных табл. 2 следует, что у школьников 2-го класса по сравнению с обучающимися 1-го класса возрастает стрессорное напряжение РС, что может быть связано с активизацией ростовых процессов, но в период с декабря по апрель состояние детей по СИ практически не изменялось. В 3-м и 4-м классах значения СИ в первом полугодии были близки к физиологической норме, но во втором полугодии возросли на 47 и 24 ед. соответственно.
Данные, представленные на рис. 3, показывают, что 60% учащихся имели значения СИ в пределах нормы, под влиянием комплекса факторов учебной среды число таких детей снизилось (на 11%) до 48%. В 3 раза меньшее число детей (22%) в первом полугодии находились в зоне «компенсированной стресс-реакции» — начального уровня напряжения РС организма, во втором полугодии их численность повысилась на 7%. В состоянии умеренного и выраженного дистресса находились по 9% учащихся, в процессе обучения отмечался незначительный рост (на 1—4%) их числа. Таким образом, психофизическое состояние 1/2 части школьников является оптимальным, у 1/5 (22%) детей отмечалась начальная стадия психоэмоционального напряжения, у 18% (суммарно) — выраженное и очень выраженное напряжение как реакция организма на комплекс факторов школьной среды: роста учебных нагрузок, связанных с цифровыми технологиями обучения, гипокинезией и другими факторами.
Для оценки ФР в зависимости от фактора пола учеников определяли показатели силы мышц верхних конечностей методом кистевой динамометрии (табл. 3).
Таблица 3. Половозрастная динамика силовых показателей мышц верхних конечностей у московских школьников 1—4-х классов
| Возраст Age | Мальчики/Boys | Девочки/Girls | ||||||
| сила правой кисти, кг strength of the right hand, kg (Δ=±1,8; p<0,05) | сила левой кисти, кг strength of the left hand, kg (Δ=±1,6; p<0,05) | сила правой кисти, кг strength of the right hand, kg (Δ=±1,5; p<0,05) | сила левой кисти, кг strength of the left hand, kg (Δ=±1,7; p<0,05) | |||||
| до/before | после/after | до/before | после/after | до/before | после/after | до/before | после/after | |
| 7 лет/7 years | 13,3 | 14,0 | 12,9 | 13,5 | 11,4 | 12,4 | 10,6 | 11,2 |
| 8 лет/8 years | 14,4 | 14,9 | 13,6 | 14,0 | 13,5 | 13,2 | 12,0 | 11,8 |
| 9 лет/9 years | 16,4 | 18,6 | 16,2 | 17,2 | 14,0 | 15,6 | 13,3 | 14,7 |
| 10 лет/10 years | 18,5 | 19,0 | 17,0 | 17,0 | 18,3 | 19,7 | 16,2 | 18,6 |
Результаты определения силовых качеств методом динамометрии у детей обоего пола соответствовали возрастной норме, показывая недостоверные по величине, но устойчивые приросты после профилактических занятий ФК. Методика ФК была направлена на укрепление ОДА и мышечного корсета, однако оказала развивающее воздействие на всю мышечную систему младших учеников.
Зафиксировано возрастание силовых показателей после специальных занятий ФК детей, особенно выраженное в возрастном периоде 9 лет: у мальчиков — на 2,2 кг для правой и 1,0 кг для левой руки при среднем приросте 0,6 кг; у девочек — на 1,6 кг для правой и 1,4 кг для левой руки при среднем приросте 1,0 кг, что связано с интенсификацией ростовых процессов (ростовой скачок) в возрасте 8—9 лет (см. рис. 1).
Для мальчиков максимальные возрастные приросты наблюдались в возрасте 8—9 лет: для правой руки до занятий ФК 2,0 кг, после занятий ФК — 2,4 кг; для левой руки — 3,4 и 3,2 кг соответственно.
В период 9—10 лет у девочек зарегистрирован более выраженный прирост силовых показателей, чем у мальчиков, максимальный возрастной прирост составил: для правой руки до занятий ФК 4,3 кг и после занятий ФК 4,1 кг; для левой руки — 2,9 и 3,9 кг соответственно. Возрастные приросты в 9—10 лет для мальчиков были ниже в 1,5—2 раза и более, чем у девочек: для правой руки до занятия ФК 2,1 кг и после занятий ФК 2,6 кг; для левой руки — 1,0 и 0,2 кг соответственно. Возможно, эти различия вызваны особенностями становления силовых качеств в зависимости от фактора пола.
ФР проявляется в возрастной динамике формирования физических качеств и способностей ребенка [2, 11, 22], из которых в более поздние сроки формируются координационные способности, имеющие большое значение для произвольной двигательной активности человека. В связи с эти было проведено тестирование координационных показателей с использованием пробы Ромберга (рис. 4).
Рис. 4. Число московских школьников 1—4-х классов, выполнивших нормативные критерии (60 с) при диагностике координационных показателей «проба Ромберга».
Данные, приведенные на рис. 4, показывают, что профилактические занятия ФК положительно повлияли на координационные показатели школьников 1—4-х классов. Число мальчиков и девочек, соответствующих нормативным критериям, возросло после профилактических занятий ФК в 3 раза при тестировании стояния на правой ноге, а также в 2,8 раза при тесте на левой ноге у мальчиков и в 2,3 раза у девочек. Это свидетельствует об эффективности применения этих комплексов упражнений на уроках ФК (в рамках ФГОС) для укрепления ОДА, мышечного корсета, силовых качеств и координационных способностей у школьников обоего пола 1—4-х классов в Московском мегаполисе.
Таким образом, исследование возрастной динамики и функционального состояния младших школьников в начальный период их адаптации к комплексу факторов учебной среды показал неблагоприятное влияние их совокупности на ростовые процессы с проявлением эффектов замедления. Вызванное учебной средой умеренное напряжение РС у 24% учащихся переходит в чрезмерное напряжение, истощение и дезадаптацию детского организма.
Выводы
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Задержка по времени наступления ускорения ростовых процессов (ретардация) у школьников возраста второго детства Московского мегаполиса может быть обусловлена изменением образа жизни современных детей и ростом стрессогенности комплекса факторов учебной среды для учащихся, получающих общее начальное образование в государственных ОУ.
2. Все обследованные ученики 1—4-х классов Московского мегаполиса в школьной среде по ПАРС-индексу находятся в донозологическом состоянии напряжения РС, из них 24% детей показали выраженное снижение адаптационных возможностей с повышением рисков нарушения здоровья.
3. Эффективность воздействия профилактических занятий на уроках ФК в рамках ФГОС зависела от возраста: у детей 7—8 лет происходило улучшение адаптации; в возрастной группе 9—10 лет учебные нагрузки превышали адаптационные возможности детского организма, поэтому использованная методика профилактики средствами ФК полностью не предотвращала неблагоприятные тенденции снижения адаптации.
4. Все учащиеся младших классов по данным СИ находятся в зоне «компенсированной стресс-реакции», манифестирующей начальные проявления напряжения РС. Влияние занятий ФК на показатель СИ зависело от возраста: у школьников 7—8 лет выявлена тенденция снижения показателя после профилактических занятий ФК, тогда как у учеников 9—10 лет СИ возрастал и после занятий ФК, что объясняется ростом учебных нагрузок в 3—4-х классах, превышающих потенциал психофизической зрелости детей.
5. Анализ возрастных закономерностей показал, что дети 9 лет (3-й класс) имеют более выраженные ухудшения адаптации и здоровья под влиянием учебных нагрузок: высокие уровни ПАРС, СИ, что может быть связано с установленной интенсификацией ростовых процессов в период 8—9 лет, т.е. критическим периодом онтогенеза.
6. Результаты динамометрии силовых качеств у детей обоего пола соответствовали возрастной норме, показали устойчивые приросты как проявление суммарного эффекта: взросления детей и развивающего влияния профилактических занятий ФК на их мышечную систему.
7. Число детей, соответствующих нормативным критериям по показателям координационных способностей после профилактических занятий ФК возросло в 3 раза на правой ноге, в 2,8 раза на левой ноге у мальчиков и в 2,3 раза у девочек. Это подтверждает профилактическую направленность специальной методики, использованной в процессе физического воспитания (в рамках ФГОС) для снижения нарушений адаптации, здоровья, состояния осанки.
8. Проведение скрининга и мониторинга динамики функционального состояния и ФР младших школьников 7—10 лет позволяет проследить возрастные закономерности взаимосвязи процесса морфогенеза и функционального созревания детского организма, а также выявить воздействие комплекса факторов учебной среды, педагогических технологий на основе компьютерно-информационных систем, вызывающих изменения образа жизни детей на начальных этапах школьного обучения.
Заключение
Для контроля состояния здоровья, адаптации и ФР школьников Московского мегаполиса в условиях быстрых изменений образа жизни детского населения, требований ОУ и технологий обучения необходимы измерения показателей морфогенеза, состояния РС и адаптационных возможностей в режиме скрининга и мониторинга. Это дает исследователю в области школьной гигиены, антропологии и педагогам ОУ широкие возможности: 1) отслеживать изменения индивидуального онтогенеза и адаптации на этапах морфогенеза обучающихся; 2) проводить оздоровительные мероприятия и объективно оценивать их эффективность; 3) своевременно выявлять и корректировать нарушения онтогенетического развития, адаптации, здоровья; 4) проводить профилактику и коррекцию школьной дезадаптации, наступающей вследствие психофизических школьных перегрузок; 5) разрабатывать требования к учащимся с учетом индивидуально-типологических особенностей; 6) создавать результативные системы управления здоровьем и качеством обучения школьников в ОУ; 7) минимизировать негативные последствия цифровизации образования для физического и ментального развития школьников; 8) накапливать данные и обобщения для развития нового научного направления «возрастная адаптология».
Участие авторов: концепция и дизайн исследования — С.Н. Филиппова, Д.Н. Черногоров; сбор и обработка материала — Д.Н. Черногоров, Ю.А. Матвеев, О.В. Мелкадзе; статистическая обработка данных — С.И. Алексеева; написание текста — С.Н. Филиппова; редактирование — С.Н. Филиппова, С.И. Алексеева.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflict of interest.