Анатомо-физиологические особенности детей младшего школьного возраста
Все дети школьного возраста делятся на три возрастные группы: младшие школьники (7-11 лет), подростки (11-15лет), старшие школьники (15-17 лет).
Каждой возрастной группе детей свойственны особенности строения и функций систем организма и психологические особенности, учет которых необходим для рационального физического воспитания.
Позвоночный столб – основная часть опорного аппарата туловища ребенка
в младшем школьном возрасте отличается большой гибкостью, неустойчивостью основных изгибов – грудного и поясничного. Грудной изгиб полностью формируется к концу 7-го года жизни, а поясничный – к 12 годам. К 7 годам «закрываются» дужки позвонков (происходит слияние ядер окостенения левой и правой половины дужек), а в период от 8 до 11лет происходит окостенение эпифизарных хрящевых дисков тел позвонков. Эластичный связочный аппарат, толстые межпозвоночные хрящевые диски и слаборазвитая мускулатура мышц спины может вызвать деформацию позвоночных изгибов у детей младшего школьного возраста. Физические упражнения с односторонней нагрузкой способствуют деформации позвоночных изгибов, боковым искривлениям или образованию сутулой спины.
Скелет верхних и нижних конечностей формируется у детей разными темпами. К началу школьного возраста длина ног у ребенка увеличивается более чем в три раза по сравнению их длиной у новорожденного. Длина рук к 7 годам увеличивается в два раза. Окостенение рук заканчивается раньше, чем ног.
С возрастом изменяется абсолютная величина мышечной массы, ее относительный вес, а также морфологическая структура мышц. К 7-8годам удельный вес мышечной массы увеличивается до 28%. Существенные изменения претерпевает микроструктура мышц: увеличивается число миофибрилл – сократительных элементов мышечных клеток, повышаются их энергетические запасы, снижается количество воды. Становятся более прочными связки, удлиняются сухожилия мышц.
У детей младшего возраста наблюдается интенсивное развитие мелких мышц кисти. Этому способствуют и новые формы движений.
В темпах увеличения роста и веса тела, а также силы отдельных мышечных групп у мальчиков и девочек школьного возраста имеются существенные различия, которые необходимо учитывать при занятиях физическими упражнениями. До 10 лет существенных различий в темпах изменения роста и веса между девочками и мальчиками не наблюдается. С 10 лет длина тела у девочек резко увеличивается, а с 11 лет они заметно обгоняют мальчиков и в весе тела. Резкое увеличение длины тела у мальчиков начинается с 12, а веса – с 13лет. В возрасте от 7 до 12 лет преобладает рост двуглавой мышцы голени (В.П. Филин, 1980).
При этом заметно увеличивается длина сухожилий по сравнению с длиной основной массы мышцы в «брюшке». Интенсивный рост стоп наблюдается у девочек после 7 лет, а мальчиков после 9 лет. С возраста 5-7 лет до 10-11 лет быстро увеличивается длина конечностей. Превышая скорость роста тела. Прирост массы тела отстает от скорости увеличения длины тела.
Мышечные волокна тонкие и слабые, они гораздо менее возбудимы, чем у взрослых. Мышечная масса детей не велика, в 7-8 лет она составляет 27%. В первые годы жизни (до 9-10лет) ребенка тонус мышц – сгибателей превышает тонус разгибателей.
Мышцы конечностей относительно слабее, чем мышцы туловища. Сила мышц мальчиков в младшем школьном возрасте равна силе мышц девочек.
С возраста 6-7лет прирост силы оказывается больше прироста массы тела, и начинает нарастать относительная сила мышц. При этом увеличивается прыгучесть и скоростно-силовые возможности детей.
К моменту рождения все волокна его мышц являются медленными. Однако по ходу онтогенеза происходит развитие быстрых волокон, которое завершается лишь в14-15 лет (Солодков А.С., Сологуб Е.Б., 2001).
К концу периода младшего школьного возраста объем легких составляет половину объема легких взрослого. Минутный объем дыхания возрастает с 3500 мл/мин у 7-летних детей до 4400мл/мин у детей в возрасте 11 лет. Жизненная емкость легких возрастает с 1200мл в 7-летнем возрасте до 2000мл в 10-летнем (Ж.К. Холодов, 2001).
Для нервной системы у детей младшего школьного возраста характерна высокая возбудимость и слабость тормозных процессов, что приводит к широкой иррадиации возбуждения по коре и недостаточной координации движений. Особенно важно строго дозировать нагрузки, так как дети этого возраста отличаются недостаточно развитым ощущением усталости.
При слабости корковых процессов у детей преобладают подкорковые процессы возбуждения. Дети в этом возрасте легко отвлекаются при любых внешних раздражениях. В такой чрезвычайной выраженности ориентировочной реакции (по И.П. Павлову, рефлекса «Что такое?») отражается непроизвольный характер их внимания. Произвольное внимание очень кратковременно: дети 5-7 лет способны сосредотачивать внимание на 15-20 минут.
Схема тела формируется у ребенка к 6 годам, а более сложные пространственные представления – к 9-10 годам, что зависит от развития полушарий мозга и совершенствования сенсомоторных функций.
Высшая нервная деятельность характеризуется медленной выработкой отдельных условных рефлексов и формирования динамических стереотипов, а также особенной трудностью их переделки.
В младшем школьном возрасте уже возникают преобладающие влияния коры на подкорковые процессы, усиливаются процессы внутреннего торможения и произвольного внимания, появляется способность к освоению сложных программ деятельности, формируются характерные индивидуально типологические особенности высшей нервной деятельности ребенка (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2001).
В младшем школьном возрасте по мере прогрессивного созревания коры больших полушарий совершенствуются сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов. Развитие процессов коркового торможения создает условия для быстрого и дифференцированного формирования условных связей. Формированию связей в высших отделах Ц.Н.С. способствует интенсивное созревание в этом возрасте внутрикорковых ассоциативных путей, объединяющих различные нервные центры (А.Г. Хрипкова, 1990).
В младшем школьном возрасте дети легко могут овладевать технически сложными формами движений. Объясняется это тем, что в возрасте 7-8 лет высшая нервная система достигает высокой степени развития. К этому времени заканчивается рост и структурная дифференцировка нервных клеток.
Но функциональным показателям нервной системы еще далеко до совершенства. Сила нервных процессов у детей младшего школьного возраста относительно не велика. Резко выражено запредельное торможение при действии сверхсильных или монотонных, длительных раздражителей.
Внутреннее торможение еще неустойчиво. Особенности запаздывающего и дифференцированного торможения необходимо учитывать при обучении детей командам, элементам строя и фигурной маршировке. Преподаватель должен найти оптимальные интервалы между предварительной и исполнительной командами.
7-9-летние дети, обладая способностью вырабатывать сложные дифференцировки, отличаются слабой устойчивостью к воздействию посторонних раздражителей, вызывающих внешнее торможение. У детей инертного или возбудимого типа эта особенность проявляется больше, чем усильных, уравновешенных.
Возбудительные и тормозные процессы в этом возрасте легко иррадиируют, «расплываются» по коре головного мозга. Вот почему выполнение движений отличаются неточностью. Анализ близких по структуре движений затруднен. Новые условные связи образуются быстро, но труднее дифференцируются. При обучении физическим упражнениям лучше использовать целостный метод, облегчая выполнение основного задания системой подводящих и подготовительных упражнений (Н.А. Фомин, В.П.Филин, 1972).
Формирование двигательной функции у детей школьного возраста определяется не только и не столько созреванием опорно-двигательного аппарата, сколько степенью зрелости высших центров регуляции движений. К началу школьного периода нервные центры подкорковой регуляции движений, обеспечивающие преимущественно тонические влияния, составляют по абсолютному объему 94-98% нервных ядер взрослого человека. Корковое представительство двигательного анализатора составляет только 75-85%взрослого человека. Созревание коркового центра двигательного анализатора завершается значительно позже (к 12-13 годам), чем периферического аппарата мышечной чувствительности. Мышечные веретена и рецепторы Гольджи, обеспечивающие восприятие и первичный анализ мышечных движений, достигают морфологической зрелости в первые годы жизни ребенка. Функциональное совершенствование мышечной чувствительности и центрального аппарата регуляции продолжается и на более поздних этапах возрастного развития (В.П. Филин, Н.А. Фомин, 1980).
Формируется представление о схеме тела. Приобретается адресная точность передачи моторных команд к различным звеньям тела, а сами команды становятся более тонкими и сложными.
Постепенно совершенствуются координация движений в ходьбе и беге. При ходьбе увеличивается амплитуда движений, угол разворота стоп, что повышает устойчивость тела, стабилизируются пространственные и временные параметры шагов.
В возрасте 7-9 лет деятельность зрительно-двигательной системы начинает полностью контролироваться хорошо выраженными проприоцептивными обратными связями, которые приобретают значение ведущего механизма управления движениями. Механизмы кольцевого рефлекторного регулирования достигает своего совершенствования.
В 7-8 лет при беге хорошо выражена безопорная фаза. Это заметно повышает скорость бега. В возрасте 7-8 лет средняя скорость бега у мальчиков составляет – 4,83 м/с, в 9-10 лет – 5,09 м/с, в 11-12 лет-6.85 м/с (В.К. Бальсевич,2003). Однако опорные реакции еще отличаются от взрослого типа. Они «вялого» типа – характеризуются медленным развитием усилий. Координация движений при ходьбе и беге имеет генетически закрепленный индивидуальный характер.
У детей младшего школьного возраста с ростом скоростно-силовых возможностей повышается высота вертикального прыжка. У мальчиков она на 2-4 см больше, чем у девочек.
К 9-летнему возрасту у детей завершается формирование представления о схеме пространства. Ребенок хорошо ориентируется в пространстве, обладает достаточным глазомером. Однако в 7-9лет еще недостаточно развиты процессы экстраполяции, планирования действий в предстоящие моменты.
С 9-летнего возраста начинается развитие механизмов центральных команд, когда ребенок программирует предстоящие кратковременные движения, не имея обратной информации от периферических афферентов о результатах действия. При таком программном управлении все движение должно быть точно запрограммировано еще до его начала, так как поправки в эти команды могут вноситься лишь при повторных выполнениях двигательных актов.
В возрасте 10-11 лет механизм центральных команд (программного управления) уже полностью включен в моторную деятельность ребенка. Это означает, что дети этого возраста используют все механизмы управления произвольными движениями, присущие взрослому человеку.
Большое значение в регуляции двигательной активности имеет развитие межполушарных отношений. Впервые годы жизни доминирующим является правое полушарие. Еще не сформированы индивидуальные особенности функциональной асимметрии. Они формируются постепенно на протяжении младшего школьного возраста.
Недостаточная функциональная зрелость левого полушария головного мозга у детей и преобладание у них функций правого полушария требует использования в физическом воспитании преимущественно наглядных методов обучения, прочувствования движений, использование подражательных реакций, а высокая эмоциональность детей, обусловленная большой ролью подкорковых влияний – широкого применения игровых средств.
На протяжении младшего школьного возраста происходит постепенное нарастание физиологической лабильности нервных центров и подвижности нервных процессов. Соответственно, умеренно развиваются различные показатели быстроты – время двигательной реакции, скорость одиночного движения и максимальный темп движений. Основное ускорение развития быстроты начинается с 10-летнего возраста. Время простой двигательной реакции на свет в 5-7 лет составляет 0,3-0,4с. Показатели быстроты в младшем школьном возрасте лучше у мальчиков. Скорость одиночных движений различна для разных мышечных групп и в разном возрасте. С 6-7 лет начинает преобладать скорость движений мышц, управляющих дистальными сегментами. Максимальный темп движений постепенно растет в младшем школьном возрасте, увеличиваясь за этот период в 1,5-2 раза. Особенно интенсивно он прогрессирует у мальчиков. Повышение темпа движений связано с ростом подвижности нервных процессов, лабильности нервных центров, скорости развития возбуждения и скорости проведения в нервных и мышечных волокнах, а также с увеличением скорости расслабления мышц (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2003).
Показатели функциональной зрелости нервно-мышечного аппарата – возбудимость и лабильность – уже к 9-10 годам приближаются к уровню взрослых людей. Время возбуждения отдельных мышечных групп у детей 9-10 лет может быть даже меньше, чем у взрослых.
В возрасте от 7 до12 лет наблюдается интенсивный рост темпа движений. У мальчиков от 7до 9 лет темп движений резко увеличивается в отличие от девочек.
Точность движений у 8-11-летних детей развита слабо. Ошибки при воспроизведении заданных параметров движений составляют 45-50%. Систематические занятия физическими упражнениями с применением методов, облегчающих воспроизведение пространственно-временных параметров движения, приводят к улучшению точности воспроизведения пространственных характеристик.
Развитие пространственной ориентировки связано в первую очередь с повышением мышечной чувствительности. Она достигает уже в младшем школьном возрасте такого уровня развития, при котором можно разучивать технически сложные движения. Дети хорошо дифференцируют мышечные ощущения, а отдельные упражнения для них оказываются более доступными, ем для взрослых (В.П. Филин, Н.А. Фомин, 1980).
Младший школьный возраст является наиболее благоприятным для развития физических способностей (скоростные и координационные способности, способность длительно выполнять циклические действия в режимах умеренной и большой интенсивности), о чем свидетельствуют обобщенные данные отечественных и зарубежных авторов (В.Ф. Ломейко, В.И.Лях и др.) (Ж.К. Холодов,2001).