Использование двигательных действий с отягощениями связано с натуживанием, повышающим величину силы действия. Однако продолжительное натуживание отрицательно сказывается на деятельности сердечно-сосудистой системы, так как при напряжении мышц уменьшается просвет кровеносных сосудов, а следовательно, ограничивается доставка кислорода тканям и увеличивается нагрузка на сердечную мышцу. Поэтому при работе с детьми, особенно младшего школьного возраста, двигательные действия с продолжительным натуживанием используются с ограничением.
Воспитание качества силы осуществляется преимущественно в игровой деятельности, где различные игровые ситуации вынуждают школьников менять режимы напряжения различных мышечных групп и бороться с наступающим утомлением организма. К таким играм относятся игры, требующие удержания внешних объектов (например, удержание партнера в игре «Всадники»), игры с преодолением внешнего сопротивления (например, игра «Перетягивание каната»), игры с чередованием режимов напряжения разных мышечных групп (например, различные эстафеты с переноской грузов различного веса).
Воспитание качества силы требует строго дифференцированного подхода с учетом уровня развития ведущих силовых способностей.
Силовые способности выражаются мышечными напряжениями, которые проявляются в динамическом и статическом режимах работы. Первый режим характеризуется изменением длины мышц и присущ преимущественно скоростно-силовым способностям, а второй – постоянством длины мышцы при напряжении и является прерогативой собственно силовых способностей. В практике физического воспитания данные режимы работы мышц обозначаются терминами «динамическая сила» и «статическая сила».
В зависимости от содержания двигательного действия активность мышцы проявляется в нескольких режимах: преодолевающем, уступающем и удерживающем. Преодолевающий и уступающий режимы относятся к динамической форме мышечного сокращения, а удерживающий – к статической форме.
Биологическое созревание организма школьников обусловливает интенсивное развитие скоростно-силовых способностей у мальчиков в периоды от 10 до 11 лет и с 14 до 16 лет, а у девочек – с 9 до 10 лет и с 13 до 14 лет. Вместе с тем темпы развития отдельных крупных мышечных групп неравномерны и не всегда совпадают. Так, например, наиболее интенсивно, особенно с 10 лет у мальчиков и с 9 лет у девочек, повышаются показатели разгибателей туловища, затем разгибателей бедра и стопы, далее сгибателей плеча, туловища и, наконец, сгибателей и разгибателей предплечья и голени. Сопоставление скоростно-силовых способностей с морфологическими особенностями опорно-двигательного аппарата позволяет судить о том, что относительные показатели силы действия подростков достигают величин взрослого человека (Кожанов В.В, 1990).
Для развития скоростно-силовых способностей используются упражнения с преодолением веса собственного тела (например, прыжки) и с внешними отягощениями (например, с гантелями, с сопротивлением партнера). В зависимости от величины отягощений применяемые упражнения условно разделяют на упражнения преимущественно развивающие или скоростной компонент способностей, или силовой. В первых упражнениях скорость сокращения мышц близка к максимальной (свыше 90% от максимальной) при отягощении в 20-30% от максимальной величины силы действия. Продолжительность выполнения упражнения колеблется от 5-10 до 30-40 с. во втором типе упражнений величина отягощений составляет 60-80% от максимальной, а скорость сокращения мышц – 30-50% от максимальной. Продолжительность упражнений в зависимости от возраста, пола и подготовленности может составлять от 1-2 до 5-6 мин.
Наиболее распространенными методами развития скоростно-силовых способностей являются методы повторного выполнения упражнений и круговой тренировки.
Собственно силовые способности проявляются преимущественно в условиях изометрического напряжения мышц, обеспечивая удержание тела и его звеньев в пространстве, сохранение заданных поз при воздействии на человека внешних сил.
В возрастном развитии собственно силовых способностей выделяют следующие сенситивные периоды: у мальчиков – возраст от 9 до 12 лет и от 14 до 17 лет, у девочек – возраст от 10 до 12 лет и от 16 до 17 лет.
В педагогическом процессе развитие собственно силовых способностей осуществляется через развитие скоростно-силовых способностей. Эта возможность обусловлена закономерностями переноса в развитии ведущих физических способностей.
Основным средством развития собственно силовых способностей являются динамические упражнения с отягощением, акцентировано воздействующие на силовой компонент скоростно-силовых способностей. Кроме того, используются и специальные упражнения, связанные с удержанием в пространстве либо веса собственного тела или его звеньев (например, вис на согнутых руках), либо какого-либо предмета (например, удержание набивного мяча на вытянутых руках). Специальные упражнения выполняются повторным методом и чередуются с упражнениями на расслабление мышц и усиление дыхания. Использование специальных упражнений в школьной практике ограничено, особенно со школьниками младшего и среднего возраста.
Необходимость развития собственно силовых способностей в школьном возрасте обусловлена закономерностями формирования правильной осанки при сидении, ходьбе, беге и т.п. Длительное поддержание правильной осанки требует наравне с развитием собственно силовых способностей развития и силовой выносливости.
Под выносливостью понимается единство проявления психофизиологических и биоэнергетических функций организма человека, позволяющих длительно противостоять утомлению при механической работе. Выносливость характеризуется совокупностью физических способностей, обеспечивающих поддержание работы в зонах максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной нагрузок. Каждой зоне нагрузок присущ свой энергетический профиль, а вместе с ним и своеобразный комплекс реакций органов и структур организма.
Продолжительность механической работы до полного утомления можно разделить на три фазы: начального утомления, компенсированного и декомпенсированного утомления. Первая фаза характеризуется появлением первых признаков усталости, свидетельствующих о начале развития утомления. Вторая фаза характеризуется прогрессивно углубляющимся утомлением, поддержанием заданной мощности работы за счет дополнительных волевых усилий и частичным изменением биомеханической структуры двигательного действия (например, уменьшением длины и увеличением темпа шагов при беге). Третья фаза характеризуется высокой степенью утомления, приводящего к снижению мощности работы вплоть до ее прекращения. Продолжительность работы без снижения мощности (суммарное время работы в первых двух фазах) будет характеризовать лишь одну из способностей, выражающую качество выносливости, а суммарное время работы во всех трех фазах отражает уровень физической работоспособности в данной зоне мощности.
Наиболее интенсивно выносливость в максимальной зоне нагрузок развивается в среднем школьном возрасте (14-16 лет – у мальчиков и 13-14 лет – у девочек).
К основным средствам повышения уровня выносливости в максимальной зоне относятся циклические упражнения, продолжительность которых не превышает 5-10 с, что равняется пробеганию отрезков в 20-50 м с максимальной скоростью. Как правило, упражнения используются в режиме повторного выполнения, сериями.
Предлагаемые интервалы отдыха между беговыми упражнениями могут составлять 2-3 мин, а между сериями – 4-6 мин. Периоды отдыха заполняются упражнениями на расслабление мышц, ходьбой, чередуемой с дыхательными упражнениями, и т.п. Активный отдых ускоряет восстановление организма для последующей работы. Выбор количества беговых упражнений в серии и количество серий определяются по самочувствию школьников, их функциональному состоянию. Здесь преподаватель может ориентироваться на два основных показателя: частоту сердечных сокращений и скорость бега. У школьников повторное выполнение нагрузки можно предлагать при частоте сердечных сокращений 115-120 уд/мин и прекращать упражнение при снижении скорости бега в среднем до 70-75% от максимальной.
Выносливость в субмаксимальной зоне нагрузок характеризуется возможностями анаэробно-гликолитического механизма энергообеспечения. Максимальная продолжительность работы, проявляемая без снижения мощности, не превышает 2,5 – 3 мин. Сенситивными периодами для развития данной способности считается возраст 10-11 лет и 15-17 лет – у мальчиков и 9-10 и 13-14 лет – у девочек.
Основными средствами развития выносливости в субмаксимальной зоне являются упражнения циклического и ациклического характера (например, бег, метания). Мощность упражнений не должна превышать 85-95% от максимальной, а продолжительность их выполнения – от 40 с до 1,5 – 2,0 мин. Например, если максимальная скорость бега у школьников VI классов составляет в среднем 6,3 – 6,5 м/с, то скорость бега в зоне субмаксимальной нагрузки будет равняться примерно 5,4 м/с. Упражнения могут выполняться с дополнительными отягощениями, но с коррекцией продолжительности и количества повторений.
Ведущим методом развития являются строго регламентированные упражнения, позволяющие точно задавать величину и объем нагрузки. Упражнения могут выполняться повторно или непрерывно сериями и включать упражнения с разной биомеханической структурой. Интервалы отдыха в зависимости от применяемого подхода различны по длительности. Как правило, они могут составлять от 3 до 6 мин. Повторное выполнение упражнения или серии упражнений должно начинаться при частоте сердечных сокращений 110-120 уд/мин. Между повторениями нагрузок используются упражнения на дыхание, на расслабление мышц, упражнения на развитие подвижности в суставах.