Типологические особенности двигательного поведения детей

Младшего школьного возраста

Для выявления типологических особенностей двигательного поведения детей младшего школьного возраста был использован кластерный анализ. Выявление кластеров, то есть групп детей, наиболее схожих по характеру двигательного поведения, проведено по методу k - средних. Мы использовали метод k - средних для наилучшего разделения всей группы детей на четыре кластера, поскольку результаты предварительного иерархического кластерного анализа показали наличие четырех основных кластеров (табл.2, 3).

Кластер 1. Скорость зрительно - моторной реакции, частота движений кисти в теппинг - тесте и уровень помехоустойчивости детей первого кластера (n=8) находятся в пределах среднегрупповых значений. Для них характерна высокая точность и преобладание опережающих реакций в РДО. Исследование генетических и средовых детерминант координационных способностей детей младшего школьного возраста Соколкиной В.А. (1991) указывают на то, что точность РДО - способность малокомпенсируемая (т.е. отсутствие необходимого уровня ее практически невосполнимо за счет других качеств), консервативна (решающий вклад в ее изменчивость вносит генотип) и рекомендуется в качестве критерия для отбора в сложно – координационные виды спорта.

В первый кластер вошли дети, отличающиеся медленной скоростью выполнения поворотов рычага на КИД - 3 (по ДЦД), переключения двигательных установок в центральной нервной системе (ПДУ выше средних значений по группе) при средних значениях точности и плавности движения.

Показатели стабилографического обследования, характеризующие устойчивость стояния (как постоянный поиск равновесия) или активность стабилизации постуральной системы (Гаже П.-М., Вебер Б., 2008) - скорость (V,мм/с) и площадь перемещений центра давления (ЦД) Ells,мм², в этой группе выше средних значений, что, вероятно, говорит о недостаточно эффективном управлении вертикальной позой в условиях решения двигательной задачи.

Среди координационных тестов отметим результаты ниже средних значений (у представителей данного кластера по сравнению с детьми других кластеров) в тестах на дифференцирование пространственных параметров движения, меткость, сохранение равновесия, проявление способности к максимальному ритму в циклических локомоциях (об этом говорит результат в «Беге за 10с» и наибольшая разница гладкого и челночного бега).

Кластер 2. У детей, отнесенных ко второму кластеру (n=22), на фоне некоторого преобладания опережающих реакций в РДО наблюдаются наилучшие показатели психофизиологического тестирования – среднее время простой реакции, помехоустойчивости и точности в задаче РДО.

Движения рук на приборе КИД - 3 у детей 2 кластера быстрые, ритмичные, автоматизированные (величина стандартного отклонения показателя ДЦД во 2 кластере наименьшая), со средней точностью.

Таблица 2.

Кластерная структура показателей двигательного поведения детей 8 – 10 лет

(средние и стандартные отклонения кластеров)

 

Показатели тестирования	M ± δ	Кластеры
№1	№2	№3	№4
n=8	n=22	n=4	n=31
Психофизиологическое исследование
Треморометрия, кас/c	1,96 ± 1,4*	1,98 ± 1,3	2,45 ± 1,4	2,50 ± 1,4	1,60 ± 1,2
Координациометрия, кас/с	4,4 ± 2,1	5,86 ± 2,4	5,0 ± 1,9	4,11 ± 1,1	3,35 ± 1,8
ПЗМР, мс	262,3 ± 23,9	270± 15,3	266,3 ± 26	283 ± 27	252,8±21
Ошибка РДО, мс	22,1 ± 3,5	19,6± 5,3	22,5 ± 3,8	24, 6± 3,7	22,11± 3,3
Опережающие реакции в РДО, %	33,9 ± 13,7	45,5 ± 11	32,7 ± 15,5	31,5 ± 15	31,9 ± 10
Запаздывающие реакции в РДО, %	27,7 ± 12,7	24 ± 10,1	27,7 ± 12,6	37, 5± 8,8	26,1± 13,6
Время реакции в условиях помех, мс	337,5 ± 21,7	346 ±13,3	340,4 ± 23	362± 15,7	327,9 ± 22
Теппинг-тест, Гц	5,25 ± 1,4	5,12 ± 0,5	4,89 ± 0,9	4,55 ± 0,7	5,13 ± 1,6
Психомоторное тестирование (КИД-3)
ПД, %	69 ± 23,1	74,3±10,2	64,2 ± 27	82,4 ± 10	71,1 ± 20
ДЦД, с	0,62 ± 0,15	0,72±0,16	0,61 ± 0,13	0,77 ± 0,2	0,6 ± 0,15
ПЦУ, циклы	1,35 ± 0,9	1,6 ± 0,98	1,49 ± 0,92	1,82 ± 1	1,07 ± 0,8
ОК, %	15,8 ± 4,3	15,6 ± 4,4	16,3 ± 3,9	13,3 ± 5,7	15,39 ± 4
Стабилография (тест «Мишень»)
V, мм/с	15,8 ± 5,6	22,2 ± 5,6	16,42 ± 2,9	28 ± 3,5	12,23 ± 3
Ells,мм2	237,3 ± 195*	499 ± 65	247±46,3	774,2±66	93,51 ± 37
LFS, 1/мм	1,9 ± 1	0,85± 0,3	1,47 ± 0,42	0,66±0,06	2,7 ± 0,97
Очки	83,9 ± 9,5	73,2 ± 5,6	80,6 ± 6,9	68,5 ± 6,2	91 ± 5,14
Двигательное (координационное) тестирование
Ошибка «воспроизведения времени бега», с	0,32 ± 0,26*	0,33 ± 0,3	0,39 ± 0,28	0,25 ± 0,2	0,35 ± 0,3
Ошибка «прыжка в длину на 1/2», см	7,2 ± 6,3*	11,1 ± 9,2	7,37 ± 5,58	4,4 ± 2	7,85 ± 7
«Координационный комплекс», t/оценка	7 ± 4,8*	7,13 ± 4,3	7,14 ± 4,4	7,83 ± 3,3	6,22 ± 4,4
«Бег к цифрам», с	12,2 ± 1,2	12,65±1,7	12,4 ± 1,26	13,1 ± 2	11,7 ± 0,9
«Смена положений»	4,8 ± 0,8	4,7±0,86	4,85 ± 0,82	3,75 ± 0,9	4,97 ± 0,7
Разница челночного и гладкого бега, с	8,1 ± 3,3	8,22 ± 4	6,47 ± 0,98	7,35 ± 1,3	6,7 ± 2,3
Стат. равновесие (ГЗ), с	17,4 ± 17,9*	13,7 ± 18	16,6 ± 16,6	15,5 ± 16	21,2 ± 23
Метание, попадания	0,81± 0,79*	0,38 ± 0,7	1,00 ± 0,82	0,75 ± 0,5	0,94 ± 0,7
«Бег за 10с», шаги	42,4 ± 6,35	35,1 ± 8,7	41,45 ± 5,1	42,5 ± 9,4	42,6 ± 5,5

«*» отмечены показатели, имеющие коэффициент вариации более 70%.

 

Стабилографические показатели – скорость ЦД и коэффициент LFS (отношение длины кривой статокинезиграммы к площади перемещений ЦД в 1/мм) в тесте «Мишень» - близки к среднегрупповым значениям. Перемещения ЦД были не такими быстрыми, как у представителей кластера 1, и более управляемыми (количество набранных очков в среднем 80, а площадь эллипса в 2 раза меньше).

В двигательных тестах эти дети показали минимальную разницу во времени гладкого и челночного бега, высокую способность к перестроению в циклических локомоциях и среднюю скорость в тесте «смена положений», т.е. в двух тестах на «телесную ловкость», которые требуют ритмичности и согласования движений. Налаженность движений во времени, ритмичность (способность к темпу), серийность, одинаковость циклов отличают движения детей 2 кластера на КИД - 3 и в двигательных тестах.

Кластер 3. Данные психофизиологического обследования группы детей 3 кластера (n=4), показывают медленную зрительно – моторную реакцию, низкую помехоустойчивость (наименьшие значения показателей в выборке). В РДО наблюдаем низкую точность упреждающего управления (по величине ошибки РДО), что свидетельствует о недостаточной эффективности механизмов антиципации, и некоторое преобладание запаздывающих реакций (процентное соотношение - 31% опережающих действий, 37% запаздывающих действий). Результаты треморометрии показывают уровень тремора выше среднего в статической пробе и близкий к средним величинам в координациометрии по профилю. Частота нажатий в теппинг – тесте относительно среднегрупповых значений низкая.

У детей, отнесенных к третьему кластеру, движения на КИД – 3 очень плавные (значения плавности движений (ПД) выше среднегрупповых), точные, ритмичные, однако темп и переключение двигательных установок замедлены. В стабилографическом тесте «Мишень» перемещения ЦД очень быстрые (самая высокая скорость ЦД в выборке), высокоамплитудные (Ells, мм² выше среднего в 3,3 раза). Хаотичные колебания ЦД обуславливают низкое количество очков, набранных детьми этого кластера в тесте, и говорят о недостаточно эффективном управлении позой.

В координационных тестах «Бег к цифрам», «Смена положений» и «Координационный комплекс» показатели детей этой группы были низкими. Напротив, в тестах на воспроизведение времени бега и пространственное дифференцирование только дети 3 кластера показали высокие результаты.

Кластер 4. Уровень организации психомоторики детей четвертогокластера (n=31) наиболее высок, о чем свидетельствуют наименьшее время ПЗМР, реакции в условиях помех и наиболее высокая частота движений кисти в теппинг – тесте. В РДО наблюдаем некоторое преобладание реакций опережения (по соотношению опережающих (32%) и запаздывающих (26%) действий). Низкий уровень тремора относительно средних значений по выборке регистрировали у детей 4 кластера как в статической, так и в динамической пробах.

На КИД - 3 дети выполняли очень быстрые, бросковые повороты рычага между парой световых маркеров, с высокой скоростью переключения двигательных установок, но не плавно и со средним уровнем точности.

Таблица 3.

Схема кластерного распределения результатов тестирования

 

Свойства организма	Кластеры
Уровень тремора (статический)
Уровень тремора (по профилю)
Простая реакция (в элементарных движениях)
Антиципация (в элементарных движениях)
Помехоустойчивость
Способность к максимальному ритму (кисть)
Плавность движений (руки)
Скорость движения (руки)
Переключаемость двигательных установок
Точность движений (руки)
Скорость перемещений ЦД («Мишень»)
Постуральная устойчивость («Мишень»)
Энергозатраты постуральной системы («Мишень»)
Точность постурального управления («Мишень»)
«Чувство темпа» (локомоции)
«Чувство пространства» (точность прыжка в длину)
Управление схемой тела (движения рук)
Быстрота ориентирования в пространстве (локомоции)
Согласование движений, макс. ритм (локомоции)
Способность к перестроению (локомоции)
Сохранение равновесия (с закрытыми глазами)
Меткость
Способность к максимальному ритму (локомоции)

В таблице цветом выделены:

- значения, близкие к средним; - наименьшие, - наибольшие.

 

Перемещения ЦД на стабилограмме были очень медленными и ограниченными меньшей площадью. Дети этого кластера набрали наибольшее количество очков в стабилографической пробе «Мишень». Тест представляет собой реализацию компенсаторного типа слежения, когда цель (мишень) неподвижна и испытуемый должен удерживать на ней управляемый объект (свой ЦД), имеющий собственную динамику, и предотвращать его выходы за пределы цели. Успешное выполнение задания заключается в гашении высокой скорости перемещения ЦД за счет большого расхода энергии ЦНС. Именно эти характеристики движения (низкая скорость ЦД и высокое значение показателя постуральных энергозатрат LFS) на стабилограмме отличают детей 4 кластера, что можно соотнести с наиболее высокой координацией систем поддержания вертикальной позы и управления движением по сравнению с представителями 1 - 3 кластеров.

В координационных тестах наиболее высокими у этих детей были показатели в «Беге к цифрам», «Координационном комплексе», «Смене положений», «Беге за 10с», «Равновесии с закрытыми глазами (ГЗ)» и «Метании в цель». Высокие результаты в двигательных тестах «Бег за 10с» и «Смена положений» отражают способность к темпу этих детей, согласованность движений и выраженное скоростное начало – т.е. те свойства моторики, которые мы наблюдаем у них и на психомоторном уровне.

Для определения набора переменных, наиболее различающих четыре выделенных кластера, был проведен дискриминантный анализ. Группирующей переменной являлся номер кластера, анализировались 25 показателей психомоторного, стабилографического и двигательного тестирований, а также показатель физического развития ИМТ (индекс массы тела, или индекс Кетле II), возраст и пол. Результаты дискриминантного анализа представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Результаты дискриминантного анализа

 

№	Показатели	Частная лямбда	F-исключ (3,51)	p-уров.	Толер.	1-толер. (R2)
	Ells, мм2	0,23	55,73	0,00	0,48	0,52
	Ошибка РДО, мс	0,71	6,76	0,00	0,67	0,33
	LFS, 1/мм	0,74	5,76	0,00	0,70	0,30
	«Бег за 10с», шаги	0,74	5,64	0,00	0,56	0,44
	ДЦД, мс	0,77	4,92	0,00	0,65	0,35
	«Бег к цифрам», с	0,81	3,73	0,02	0,59	0,41
	«Смена положений», циклы	0,94	0,99	0,40	0,82	0,18
	Метание, попадания	0,92	1,48	0,23	0,67	0,33
	V, мм/с	0,91	1,54	0,22	0,74	0,26
	Пол, баллы	0,91	1,67	0,19	0,86	0,14
	Опережающие действия в РДО,%	0,91	1,53	0,22	0,78	0,22
	Статическое равновесие (ГЗ), с	0,92	1,36	0,26	0,72	0,28
	Ошибка «воспр. времени бега», с	0,94	1,04	0,38	0,83	0,17

 

Создание модели происходило с пошаговым включением переменных. Получили модель, состоящую из 13 переменных (F (39,15) =10,2, p < 0,05). Нас интересовал индивидуальный вклад каждой переменной в полученной кластерной структуре. Его характеризует частная лямбда (чем меньше ее значение – тем больше вклад переменной в общую дискриминацию). Как видно из таблицы 26, первые 6 переменных модели имеют p<0,02, переменные с 7 по 13 по значениям лямбды близки к ее максимальным значениям, когда дискриминации не наблюдается (частная лямбда = 1) и p<0,4. Стабилографический показатель площадь эллипса (Ells) имеет наименьшее значение лямбды (0,23), т.е. является наиболее дискриминирующим признаком, далее по убыванию дискриминации: ошибка РДО (0,71), LFS (0,74), «бег за 10с» (0,74), ДЦД (0,77) и «бег к цифрам» (0,81).

Показатель физического развития, характеризующий телосложение - индекс массы тела (ИМТ), и возраст, в ходе пошагового включения переменных в дискриминантную модель оказались вне ее. Значения частной лямбды пола (0,91) близки к отсутствию дискриминации.

Повторное тестирование (февраль 2011г.) было проведено на 31 ребенке, участвовавшем в исходном исследовании. За год показатели основных тестов практически не изменились (минимальное значение p=0,81, т.е. различий между сравниваемыми результатами нет). Таким образом, в течение года у детей данной выборки наблюдаем стабильную структуру полученных в нашем исследовании четырех кластеров, профилей двигательного поведения, которая не связана с процессами биологического созревания детей (в рамках этого возрастного отрезка), а характеризуют их типологические особенности организации двигательной системы.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении нам представляется интересным рассмотреть выделенные кластеры с позиций теории Н.А. Бернштейна, сложившейся еще в XX веке. Согласно Н.А. Бернштейну управление движениями представляет собой сложный процесс преодоления избыточных степеней свободы движущихся органов тела и реализуется на нескольких уровнях (A - E), и стоящая за движением функциональная система строится по принципу кольца (Бернштейн Н.А., 1966, 1990). Эти представления составляют основу большинства современных теоретических представлений об управлении произвольными движениями (Левик Ю.С., 2006, Развитие мозга и формирование познавательной деятельности ребенка, 2009, Shaal S., 2004). Любое ловкое движение, как отмечает Н.А. Бернштейн, построено на основе работы двух уровней – ведущего и фонового. Соотнесем основные свойства движений детей разных кластеров с характеристиками «отправлений» каждого из уровней.

Наиболее интегративное проявление координации мы наблюдаем у детей 4 кластера. Для них характерно предварительное программирование движений на основе опережающих преднастроек на КИД – 3, наиболее активное постуральное управление, способность к ритму (на психомоторном и локомоторном уровнях), высокая способность к антиципации. Эти координационные свойства отличают уровень предметных (осмысленных) действий D и группу высших кортикальных уровней символической координации Е. Дети 3 кластера показали плавные, точные, но медленно переключаемые движения на КИД – 3, наименее эффективное постуральное управление (хаотичные, слабо контролируемые колебания ЦД), высокую способность к дифференцированию пространственных и временных параметров движения. Временная и силовая организация движений, перемещение тела в пространстве (прыжок в длину) отличают, согласно теории Н.А. Бернштейна, движения пирамидно – стриального уровня С. В аспекте теории Бернштейн такое управление может быть основано на работе подуровня С2. Хаотичные движения ЦД на стабилограмме, вероятно, связаны с тем, что движения подуровня С2 отличает не позная, а пространственная обусловленность (Бернштейн Н.А., 1966, 1990). Представители 2 кластера показали быстрые, автоматизированные, ритмичные движения на КИД - 3 и в двигательных тестах. Управление движениями у этих детей может быть основано на фоновой работе уровня синергий В под руководством ведущего стриального подуровня С1. Движения детей, входящих в 1 кластер, вероятно, основаны на самостоятельной работе подуровня С1. Возможно, поэтому в координациометрии их отличают высокие значения тремора; т.к. это движение сходно с обведением, руководимым более высокими кортикальными структурами (С2/В). Дифференцирование пространственных параметров движения («чувство пространства»), которое затруднено у детей 1 и удается детям 3 кластера, также требуют кортикального управления (С2). Низкая скорость в циклических локомоциях (способность к перестроению), на наш взгляд, обусловлена недостаточной автоматизированностью, ритмичностью движений. Они являются свойствами субкортикального уровня В, самостоятельно управляющего движениями и не выполняющего функции фона для уровня С1 (Бернштейн Н.А., 1966, 1990).

Исходя из представлений Н.А. Бернштейна об иерархических принципах многоуровневой организации движений, мы считаем, что полученные кластеры отражают некоторые характерные пропорции, далеко не все, характерные для данной выборки (дети 8 – 10 лет). Но даже в таких узких рамках мы наблюдаем разделение детей на две подгруппы, отличающиеся стратегией и типом управления движениями, типом двигательного поведения: представители 3 и 4 кластеров успешно выполняют задания, требующие кортикального управления, детям 1 и 2 кластеров они в основном не доступны, т.к. их движения, вероятно, основаны на субкортикальном управлении. Такое разбиение на «облигатную» (дети 1 и 2 кластеров) и «факультативную» (дети 4 и 3 кластеров) группы соответствует в классификации координационных способностей (Лях В.И., 2006) КС первого и второго порядков, которые, соответственно, требуют или не требуют проявления ловкости.

 

Выводы

1. Структура двигательной системы младших школьников практически не зависит от типа нервной системы, типа телосложения, особенностей энергообеспечения, но различается в зависимости от пола и возраста. Влияние пола младших школьников сказывается на уровне мануального тремора и точности дифференцирования пространственных параметров движения. Влияние возраста выявлено по показателям уровня тремора в координациометрии, помехоустойчивости, скорости и точности движений руки, эффективности постурального управления, перекрестной координации, способности к согласованию движений, способности к ориентации в пространстве, статическому равновесию и уровню меткости. И половые, и возрастные различия у детей 8 – 10 лет получены по показателю времени простой зрительно – моторной реакции.

2. Большинство корреляционных связей между показателями двигательной системы, отражающими особенности двигательного поведения младших школьников, являются средними и слабыми по силе. Количество корреляций между показателями двигательной системы разнится в зависимости от пола и возраста детей. Наиболее интегративно (как по силе, так и по количеству корреляций) различные характеристики двигательного поведения проявляются в группе детей 9 – 10,5 лет по сравнению с детьми 7 – 8,5 лет, а также у девочек по сравнению с мальчиками, что вероятно, связано с более ранним развитием девочек в период второго детства.

3. Показано наличие четырех групп (кластеров) детей младшего школьного возраста, наиболее схожих по типу двигательного поведения. Выявленные различия между кластерами характеризуют их типологические особенности организации координации движений. Отнесение к одному из четырех профилей двигательного поведения не связано с возрастом, полом, процессами биологического созревания или телосложением ребенка, а потому может использоваться как показатель двигательной одаренности в ряде видов спорта и профессиональной деятельности в возрастном диапазоне 8 – 10 лет.

4. Дискриминантный анализ показал, что для выявления принадлежности к типу двигательного поведения детей достаточно шести основных признаков: Ells, точность РДО, LFS, ДЦД, способности к ориентации в пространстве и способности к удержанию максимального темпа бега на месте.

5. Повторное обследование детей с годичным интервалом показало, что структура двигательной системы остается неизменной, что позволяет считать выделенные варианты устойчивыми типами и использовать их в дальнейшем для практического применения.

 

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Андреева А.М., Абрамова Т.Ф., Никитина Т.М. Особенности становления соматической и моторной сферы у девочек 8 – 10 лет, занимающихся художественной гимнастикой // Новые исследования: М.: Вердана, 2009. №2 (19). С. 94 – 95.

2. 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.

3. Андреева А.М. Анализ взаимосвязей показателей управления движениями, соматических характеристик и психомоторных функций детей 8 – 10 лет // Материалы IV Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением, приуроченной к 90-летнему юбилею кафедры физиологии ФГБОУ «РГУФКСМиТ» / под общ. Ред. И.Б. Козловской, О.Л. Виноградовой, В.Д. Сонькина, Б.С. Шенкмана. Москва, 2012г. С. 19.

4. Кузнецова О.В., Андреева А.М., Мосунова Ю.А. Особенности координации движений и вегетативного обеспечения дыхания и гемодинамики у юных спортсменок, занимающихся художественной гимнастикой // Материалы IV Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением, приуроченной к 90-летнему юбилею кафедры физиологии ФГБОУ «РГУФКСМиТ» / под общ. Ред. И.Б. Козловской, О.Л. Виноградовой, В.Д. Сонькина, Б.С. Шенкмана. Москва, 2012г. С. 75.

5. Андреева А.М., Сонькин В.Д. Корреляционный анализ показателей соматической и моторной сфер девочек 8-10 лет, занимающихся художественной гимнастикой // Сборник трудов студентов и молодых ученых РГУФКСиТ: материалы по итогам науч. конф. студентов и молодых ученых РГУФКСиТ (Москва, 18-20 марта, 22-24 апр. 2009 г.) / Рос. гос. ун-т физ. культуры, спорта и туризма. М., 2009. С. 122 – 124.

6. Андреева А.М., Захаров Д.В. Индивидуально - типологические особенности структуры координационных способностей у девочек 8-11 лет, занимающихся художественной гимнастикой и спортивными танцами // Молодые ученые - науке о физической культуре: Сборник материалов заочной межрегиональной научной конференции / Под ред. В.Ф. Воробьева. Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2009. С. 34 – 41.

7. Андреева А.М. Характеристика моторных профилей детей 8 – 10 лет // Системные и клеточные механизмы в физиологии двигательной системы. Материалы VI Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности. Москва 1 – 4 февраля 2011г. М.: Графика-Сервис, 2011. С. 97.

8. Андреева А.М. Типологические особенности координации движений детей младшего школьного возраста // Сборник трудов студентов и молодых ученых РГУФКСиТ: материалы по итогам науч. конф. студентов и молодых ученых РГУФКСиТ (Москва, 18 – 20 марта, 20 – 22 апреля 2011 г.) / Рос. гос. ун-т физ. культуры, спорта и туризма. М., 2011. (в печати).

9. Andreeva A.M. Type-specific features of movement coordination of primary schoolchildren // Presents and future research in the science of human movement. Material of 12 International scientific conference of Sport Kinetics 2011. Cracow, Poland. 22-24 sept. 2011: University school of physical education in Krakow, 2011. p. 126 – 127.