Кластерный анализ физического состояния девочек 6-7 лет

Аннотация: Использование кластерного анализа позволило выявить наиболее типичные сочетания уровней развития различных компонентов физической работоспособности и двигательной подготовленности у девочек 6-7 лет.

В настоящее время для выявления типологических особенностей детей широко используется кластерный анализ, позволяющий разделять исходную выборку испытуемых на относительно однородные группы [1-7 и др.]. На этой основе получены новые данные о становлении ряда типологических характеристик у мальчиков и девочек школьного возраста на различных этапах онтогенеза. Однако, несмотря на имеющиеся сведения, рассматриваемая проблема по-прежнему остается открытой. Для ее решения необходимо дальнейшее проведение исследований, ориентированных на выявление типологических особенностей физического состояния детей младшего школьного возраста.

Цель исследования – выявить типологические особенности физического состояния девочек 6-7 лет на основе кластерного анализа комплекса показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности.

Методика

В исследовании приняли девочки (n = 92) 6-7 лет, отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе.

Для выявления типологических особенностей физической работоспособности и двигательной подготовленности применялся метод кластерного анализа, позволяющий распознавать и объединять объекты со сходной структурой безотносительно к характеру распределения экспериментальных данных, а также получать информацию о том, какие факторы обуславливают группировку объектов [8]. Использовали интеративный метод группировки k–средних (k-means clastering).

Для оценки физической работоспособности использовали: индекс накопления пульсового долга (ИНПД); мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWC₁₇₀); ватт-пульс (ВтП); максимальное потребление кислорода (МПК) по Добельну; максимальную силу (МС); время работы (t₂, t₄) при выполнении «до отказа» нагрузок большой (2 Вт/кг) и субмаксимальной (4 Вт/кг) мощности [9, 10].

Двигательная подготовленность оценивалась по общепринятой методике. В программу ее изучения входили 6 моторных тестов: бег 6 мин; прыжок в длину с места; челночный бег 3х9 м; бег 20 м; поднимание туловища из положения «лежа на спине» за 1 мин; наклон вперед. На основании результатов выполнения отдельных двигательных тестов рассчитывали общую оценку физической подготовленности (далее – ОФП).

Кластерный анализ проводили на основе результатов выполнения описанных выше функциональных проб и моторных тестов. В ходе исследования определялись также основные статистические характеристики ряда измерений, проводилась проверка статистических гипотез.

Результаты исследования

В ходе статистической обработки собранного эмпирического материала методом кластерного анализа последовательно выделялись от двух до шести кластеров. Результаты исследования показали, что у девочек 6-7 лет трехкластерная структура физического состояния обеспечивает максимальный относительный прирост статистически значимых попарных различий между разными типологическими группами физической работоспособности и двигательной подготовленности (табл. 1).

Сопоставление физической работоспособности и двигательной подготовленности школьниц показало, что выделенные типологические группы существенно различаются по ряду показателей физического состояния. Так, у девочек, вошедших в первый кластер (n = 57), средние результаты по тестам аэробной работоспособности, общей и силовой выносливости, гибкости, а также средний уровень интегральной оценки физической подготовленности сочетались с низким уровнем силовой, скоростной и скоростно-силовой подготовленности (табл. 1). В этой группе отмечены также средние значения ИНПД. Представительницы второго кластера (n = 15) отличались высоким уровнем ряда параметров аэробной производительности организма (PWC₁₇₀, t_2Вт/кг), интегральной оценки физической подготовленности, общей и силовой выносливости, сочетающимися со средним уровнем анаэробной работоспособности, максимальной силы, скоростно-силовых качеств и гибкости. У школьниц этой группы отмечены также средний уровень аэробной мощности (МПК) и эффективности (ВтП), а также низкий уровень развития быстроты (табл. 1).

Таблица 1

Кластерная структура физического состояния девочек 6-7 лет

В – высокий уровень; С – средний уровень; Н – низкий уровень

Третий кластер (n = 18) объединил девочек, у которых низкий уровень параметров, характеризующих аэробную мощность, емкость и эффективность, а также общую выносливость и гибкость, сочетался со средним уровнем показателей анаэробной гликолитической работоспособности и высоким уровнем силы, быстроты, скоростно-силовых способностей, силовой выносливости и общей оценки физической подготовленности (табл. 1).

Выявленные типологические особенности физической работоспособности и двигательной подготовленности девочек 6-7 лет указывают на то, что одни и те же дети могут иметь относительно высокое развитие одних и среднее или даже низкое развитие других показателей физического состояния. Часто, встречалось сочетание высоких уровней со средними, а средних – с низкими. Важно отметить, что типологические различия между детьми, объединенными в разные кластеры, в целом сводятся к различиям в уровне развития аэробных и анаэробных возможностей организма и связанных с ними кондиционных двигательных способностей.

Анализ результатов исследования позволил предположить, что выявленным типологическим группам девочек 6-7 лет могут быть присущи различные стратегии адаптивного поведения [11]. Так, девочки, объединенные в третий кластер, обладают способностью хорошо выдерживать воздействие кратковременных и сильных нагрузок на фоне низкой устойчивости к длительно действующим низкоинтенсивным нагрузкам на выносливость, что характерно для такого вида индивидуального реагирования, как «спринтер». Школьницы, выделившиеся во второй кластер, по-видимому, отличаются способностью сохранять высокий уровень устойчивости при длительном воздействии слабых раздражителей, на фоне неустойчивости перед сильными кратковременными раздражителями, что характерно для такого вида индивидуального реагирования, как «стайер». Девочки, объединенные в первый кластер, по-видимому, характеризуются способностью сочетать в своих реакциях черты адаптивного поведения, присущие первому и второму видам реагирования. Эта их особенность в наибольшей мере соответствуют стратегии адаптивного поведения, называемой «микст» [11]. Вероятно за обнаруженными типологическими особенностями физической работоспособности и двигательной подготовленности девочек 6-7 лет, скрываются глубинные конституциональные различия по многим формирующимся в ходе индивидуального развития морфологическим, физиологическим и метаболическим признакам.

Заключение

Полученные данные свидетельствуют о том, что девочки 6-7 лет характеризуются тремя различными типологическими сочетаниями уровней показателей физического состояния. Результаты исследования указывают на то, что одни и те же школьницы могут иметь относительно высокое развитие одних и среднее, или даже низкое, развитие других показателей физического состояния. В целом типологические различия между девочками, объединенными в разные кластеры, сводятся к различиям в уровне развития аэробных и анаэробных возможностей организма, а также связанных с ними кондиционных двигательных способностей. Выявленные типологические особенности необходимо учитывать при организации занятий по физическому воспитанию и оздоровительной тренировке в школе.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 16-06-00211а.

Список литературы

1. Усов А. В. Типологическая характеристика физической подготовленности и методика совершенствования двигательных качеств у учащихся младшего школьного возраста: автореф. дис. ... канд. пед. наук. М., 1989. 16 с.
2. Zhu W., Wirth J. C. Cluster analysis of levels of body fatness in children // Percept Mot Skills. 1995. 80 (3 Pt 1) P. 803-808.
3. Андреева А. М., Акимов Е. Б. Кластерная структура психомоторной и координационной сфер детей младшего школьного возраста // Физиология человека. 2011. Т. 37, № 4. С. 44-54.
4. Krivolapchuk I. A., Chernova M. B. Physical performance and psychophysiological reactivity of 7-8 year-old children to different types of exercise // Medicina dello Sport. 2012. № 65 (2). P. 173-185.
5. Modifiable lifestyle behavior patterns, sedentary time and physical activity contexts: a cluster analysis among middle school boys and girls in the SALTA study / E. A. Marques, A. N. Pizarro, P. Figueiredo, J. Mota, M. P. Santos // Prev Med. 2013. № 56 (6). P. 413-415.
6. Factors associated with low fitness in adolescents – a mixed methods study / R. Charlton, M. B. Gravenor, A. Rees, G. Knox, R. Hill, M. A. Rahman, K. Jones, D. Christian, J. S. Baker, G. Stratton, S. Brophy // BMC Public Health. 2014. Vol. 14, № 1. P. 764.
7. The adiposity of children is associated with their lifestyle behaviours: A cluster analysis of school-aged children from 12 nations / Dumuid D., Olds T., Lewis L. K., Martin-Fernández J. A. et al. // Pediatric Obesity. 2016. DOI: 10.1111/ijpo.12196.
8. Боровиков В. П. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб. : Издательский дом «Питер», 2003. 344 с.
9. Карпман В. Л., Белоцерковский З. Б., Гудков И. А. Тестирование в спортивной медицине. М. : Физкультура и спорт, 1988. 208 с.
10. Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. 368 с.
11. Казначеев В. П., Казначеев С. В. Адаптация и конституция человека. Новосибирск : Наука, 1986. 120 с.

 

Материал поступил в редакцию 06.07.2017
© Криволапчук И. И., Чернова М. Б. Герасимова А. А., Мышъяков В. В., 2017