Оптимизация физических и тренировочных нагрузок на основе индивидуального адаптивного состояния человека

О.Н. Московченко 

ОПТИМИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ И ТРЕНИРОВОЧНЫХ 

НАГРУЗОК НА ОСНОВЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО 
АДАПТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА 

Монография

2-е издание, стереотипное

Москва
Издательство «ФЛИНТА»
2019

УДК 796.015:612.14 
ББК  75.15
         М 82

Рецензенты:

Е.В. Воробьева, доцент, доктор педагогических наук, директор Иркутского 

филиала ФГБОУ ВПО «РГУФКСМ и Т»;

Э. М. Казин, профессор, доктор биологических наук, заслуженный деятель 

науки РФ, академик МАН ВШ, зав. кафедрой физиологии человека и 

животных и валеологии ГОУ ВПО КемГУ

М82 

 Московченко О.Н.
  Оптимизация физических и тренировочных нагрузок на основе 
индивидуального 
адаптивного 
состояния 
человека 
[Электронный 
ресурс]: монография / О.Н. Московченко. — 2-е изд., стер. — М.:
Флинта, 2019. — 310 с.

ISBN 978-5-9765-1440-9

Дано 
физиологическое, 
психофизиологическое 
и 
педагогическое 

обоснование инновационных подходов к оптимизации физической нагрузки на 
основе индивидуальной диагностики адаптивного состояния занимающихся 
физической культурой и спортом с применением компьютерных технологий. 
Выделены количественные критерии, характеризующие нейродинамические 
профили психофизиологической адаптации, уровни адаптивных состояний в 
соответствии с возрастно-половыми различиями для определения стратегии и
тактики регулирования физической нагрузки для оздоровления организма. 
Описана система управления тренировочным процессом на основе объективных 
критериев адаптивного состояния, модельных характеристик, позволяющих 
оптимизировать динамику нагрузок в различных видах спорта.

Монография адресована тренерам высших категорий, тренерам школ 

олимпийской подготовки, преподавателям и студентам специализированных 
вузов, преподавателям физического воспитания. Может быть полезна для 
физиологов, 
биологов, 
специалистов 
по 
педагогической 
валеологии, 

психологов, спортивных психологов, врачей спортивной и профилактической 
медицины и для всех тех, кто использует физические нагрузки для 
оздоровления. 

УДК 796.015:612.14
ББК 75.15

ISBN 978-5-9765-1440-9
© Московченко О.Н., 2019
© Издательство «ФЛИНТА», 2019

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ ..............................................................................................8

Глава 1. Адаптация человека к условиям среды и физическим нагрузкам .....................................................................................13
1.1. 
Адаптация 
человека 
к 
природно-климатическим 
условиям ..................................................................................................13
1.2. Особенности физиологической адаптации к физическим 
нагрузкам .................................................................................................16
1.3. Методологические аспекты психофизиологической адаптации  .......................................................................................................20
1.4. Оценка адаптивного состояния человека на донозологическом уровне .............................................................................................25
1.5. Информационные технологии для диагностики адаптивного состояния человека ........................................................................30
1.6. Методологические подходы к оптимизации физических 
нагрузок в массовой физической культуре .........................................38
1.7. Методологические подходы к оптимизации физических 
нагрузок у спортсменов .........................................................................42
1.8. Резюме ...............................................................................................48

Глава 2. Методы оценки адаптивного состояния и 
условия эксперимента..........................................................................56
2.1. Методы исследования .....................................................................56
2.1.1. Метод омегаметрии ...............................................................56
2.1.2. Медико-биологические методы ..........................................62
2.1.3. Методы оценки физического состояния ............................64
2.1.4. Метод комплексной оценки психофизиологического 
состояния человека .........................................................................65
2.1.5. Методы математической статистики и моделирования ...67
2.2. Условия эксперимента  ...................................................................72

Глава 3. Концепция оптимизации физических нагрузок .............74
3.1. Философско-исторический аспект двигательной активности человека ............................................................................................76
3.2. Формирование понятийного аппарата ..........................................79
3.3. Методологические основы автоматизированного мониторинга .........................................................................................................83

3.4. Системно-структурный подход к оптимизации физических нагрузок ........................................................................................101
3.4.1. Оптимизация физических нагрузок .................................102
3.4.2. Оптимизация тренировочных нагрузок ..........................107
3.5. Резюме .............................................................................................112

Глава 4. Системное исследование донозологического адаптивного состояния индивида ...........................................................117
4.1. Модель системного исследования донозологического 
адаптивного состояния индивида ...................................................... 118
4.2. Исследование физиологического компонента ...........................120
4.2.1. Исследование физического состояния человека .............122
4.2.2. Дифференциация уровней физического состояния 
на основе непараметрических методов ......................................124
4.2.3. 
Исследование 
функционального 
состояния 
сердечно-сосудистой системы и вегетативного гомеостаза ...142
4.3. Исследование нейропсихофизиологического компонента .......146
4.3.1. 
Тест 
Люшера 
в 
оценке 
индивидуальнопсихологических особенностей личности ................................147
4.3.2. Исследование нейродинамического профиля адаптации ..............................................................................................160
4.3.3. Исследование нейродинамического профиля адаптации  у спортсменов ...................................................................172
4.3.4. Моделирование психомоторных процессов ....................179
4.4. Донозологическое адаптивное состояние индивида .................185
4.5. Резюме .............................................................................................198

Глава 5. Оптимизация физических и тренировочных нагрузок на основе адаптивного состояния ......................................202
5.1. Системно-структурный подход к оптимизации физических нагрузок ........................................................................................202
5.2. Оптимизация оздоровительных физических нагрузок ............208
5.3. Оптимизация физических нагрузок у спортсменов ..................219
5.3.1. Система управления подготовкой спортсменов ..............219
5.4. Резюме .............................................................................................224

Глава 6. Эффективность физических и тренировочных нагрузок на основе оптимизации .........................................................227
6.1 Эффективность прогноза адаптивного состояния .....................227

6.2. Эффективность нагрузок циклического характера ..................231
6.3. Эффективность выбора педагогических тестов ........................240
6.4. Резюме .............................................................................................244

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................246

Список литературы ............................................................................251

Приложения .........................................................................................275

Список сокращений ...........................................................................311

Посвящается педагогам, наставникам и всем тем, кто привил мне любовь к 
тренерской и научной работе, помогал в 
проведении экспериментов, моей семье, 
ученикам – спортсменам, которые достигли не только спортивных успехов, но и 
учёных званий в разных областях деятельности, а также тренерам, которые ведут 
своих учеников к вершинам победы.

ВВЕДЕНИЕ

Ученому иногда, как и спортсмену, для 
достижения хорошего результата необходимы соперники. Наедине с истиной быть 
так же трудно, как одному на длинной марафонской дистанции.
Б.М. Понтекорво

Необходимость поиска инновационных подходов к оптимизации физических нагрузок в массовой физической культуре и спорте 
высших достижений продиктована временем. 
В последнее пятнадцатилетие ускорился темп жизни, изменились привычные стереотипы, возросли психоэмоциональные 
перегрузки в процессе деятельности человека на фоне дефицита 
двигательной активности, что приводит к ухудшению состояния 
здоровья и снижению адаптационных возможностей организма. В 
то же время у молодежи появилось увлечение экстремальными видами спорта, но при этом не учитываются сильные и слабые стороны индивидуально-личностных особенностей и функциональных 
резервов организма. Высокий уровень спортивных достижений, 
непрерывный рост конкуренции на мировой и олимпийской арене предъявляют повышенные требования к уровню подготовлен

Введение

ности, соревновательной деятельности спортсмена и его психоэмоциональной сфере. При этом следует отметить, что как гиподинамия, так и большие объёмы тренировочной нагрузки приводят к 
напряжению адаптационных процессов и ухудшению состояния 
здоровья разных социально-демографических групп населения, 
в том числе и спортсменов. Чтобы не допустить срыва адаптации 
необходимо ориентироваться на индивидуальные особенности человека при выборе физической нагрузки, не только опираться на 
наследственную обусловленность морфофункциональных характеристик телосложения и гомеостатические системы организма, но 
учитывать основополагающие принципы формирования психических процессов. 
Движение – важнейшее условие проявления жизнедеятельности 
организма. Ученые (М.А. Берштейн, 1966, 1990;. К. Бальсевич, 2002; 
В.П. Куликов, 1998; Л.И. Лубышева, 1993; 2002) подчёркивают, что 
движение не только служит основой развития адаптивного поведения человека, но и является основополагающим принципом формирования и совершенствования физической культуры личности. 
Регулярные физические нагрузки оптимизируют функциональное 
состояние организма, повышают уровень физической работоспособности и энергетических резервов организма. В трудах некоторых 
ученых (Б.Г. Ананьева, 1969; С.Ю. Баринова, 2009; Л.С. Выготского, 
1982; В.В. Давыдова, 1996; С.Л. Рубинштейна, 1969; В.И. Столярова, 
2009 и др.) отражены идеи об интегральных характеристиках человека как личности, способной к самореализации в социуме. 
Одной из основных проблем оптимизации физической нагрузки 
для субъектов образовательного процесса является дифференциация 
физических нагрузок в соответствии с адаптивными возможностями 
организма (С.И. Петухов, 2001; Э.Г. Булич, 2003; В.Г. Шилько, 2003; 
О.Л. Терещева, 2004 и др.). 
Для дифференциации физических нагрузок в массовой физической культуре немногочисленные авторы (икторов, 1990; В.Д. Сонькин, 1993; В.В. Зайцева, 1995; А.И. Федоров, 2003) предлагают применять компьютерные технологии, но при этом не дают критерии 
оценки индивидуальной диагностики адаптивного состояния. Как 
подчёркивает В.В. Зайцева, «сложившийся в физическом воспитании методологический подход, опирающийся на среднестатистическую норму, становится тормозом на пути научного познания», что 
подтверждает значимость поиска новых подходов по вопросам опти

Введение

мизации физической нагрузки для разных социальных групп населения и спортсменов.
Система знаний о спортивной тренировке достаточно изложена в ряде работ (Н.Ж. Булгакова, 1990; Л.П. Матвеев, 1991, 2008; 
А.А. Новиков, 1977; Н.Г. Озолин, 1970, 2003; Г.С. Туманян, 2000, 2006; 
В.Н. Платонов, 1997; Д. Харре, 1971; J. Hollozy, 1973 и др.). Вопросы 
оптимизации и управления тренировочным процессом рассматривались за счёт исследования функциональных возможностей организма, моделирования состояний и уровня специальной подготовленности, прогнозирования спортивного результата с использованием 
математических методов. (Ю.В. Верхошанский, 1988; С.М. Гордон, 
1988; А.Л. Оганджанов, 2005; Е.А. Ширковец, 1995, 2008; Б.Н. Шустин, 1995, 2003; и др.). Между тем, до настоящего времени данная 
проблема является предметом дискуссий. Одни авторы считают, что 
спортивный результат можно улучшить за счёт наращивания объёма 
нагрузки, но объём бесконечно увеличиваться не может. Во-первых, 
ограничивает дефицит времени; во-вторых, может наступить дезадаптация, что приведёт к ограничению роста результата. 
В то же время бесспорен и факт, что спортивная тренировка – 
это многолетняя адаптация к спортивной деятельности. Существует 
множество подходов исследования адаптивных приспособительных 
функций организма к тренировочным нагрузкам (Н.И. Волков, 2000; 
Г.Н. Кассиль, 1978; А.П. Исаев, 1993; М.Г. Пшенникова, 1986; А.С. Солодков, 1988, 1990; Л.Г. Харитонова, 1995 и др.). Однако в имеющихся 
работах отсутствует методологический подход к понятию оптимизации физических нагрузок на основе индивидуальной диагностики 
адаптивного состояния.
Кроме того, анализ теоретических исследований выявил существующие противоречия, которые требуют научного осмысления:
- 
между требованиями, предъявляемыми к сложившейся системе физического воспитания студентов вузов нефизкультурного профиля, и её реальным состоянием, направленным 
на развитие физических качеств без учёта мотивационно–
ценностных отношений и потребностной сферы личности;
- 
между пропагандой здорового образа жизни и слабым внедрением здоровьесберегающих и инновационных технологий в оздоровительную физическую культуру, что не позволяет активизировать интерес широких слоёв населения к 
занятиям оздоровительной физической культурой; 

Введение

- 
между необходимостью оптимизации тренировочной нагрузки и отсутствием стратегии в управлении наращивания 
объёма и интенсивности нагрузок, что не способствует сохранению здоровья спортсменов; 
- 
между необходимостью информационного обеспечения 
физической культуры и спорта и отсутствием в имеющихся 
автоматизированных системах расчетных критериев, позволяющих проводить индивидуальную диагностику различных состояний человека, в зависимости от возрастнополовых, региональных особенностей и спортивной специализации. 
Это позволило автору:
- 
сформулировать гипотезу об оптимальном управлении физических нагрузок у занимающихся физической культурой и 
спортом высших достижений;
- 
экспериментально обосновать выдвинутые предположения 
на большом статистическом материале (30756 респондентов);
- 
решить поставленную цель.
Поставленная цель и вытекающие из неё задачи заключались: 
- 
в разработке методологических, организационных подходов 
и методических приемов к оптимизации физических нагрузок на основе программного компьютерного обеспечения 
индивидуальной диагностики адаптивного состояния у разных социально-демографических групп населения и спортсменов; 
- 
в выборе управляющих воздействий на оздоровительную 
физическую культуру, тренировочный процесс и соревновательную деятельность спортсменов; 
- 
во внедрении новых научно обоснованных педагогических 
технологий, направленных на повышение качества физического воспитания и тренировочного процесса;
- 
в выделении количественных критериев, характеризующих 
основные компоненты индивидуального адаптивного состояния в соответствии с возрастно-половыми особенностями 
на основе математического моделирования;
- 
в обосновании здоровьесберегающих технологий, направленных на формирование потребности в самостоятельных 
занятиях оздоровительной физической культурой;

Введение

- 
в разработке стратегии и тактики оптимального планирования и управления тренировочным процессом с целью повышения работоспособности и удержания спортивной формы в 
ответственных стартах.

Гораздо труднее увидеть проблему, 
чем найти ее решение. Для первого требуется воображение, а для второго – только 
умение. 
Джон Бернал

Глава 1. Адаптация человека 
к условиям среды 
и физическим нагрузкам

1.1. Адаптация человека 
к природно-климатическим условиям

Анализ научной литературы показал, что вопросы адаптации 
человека, проживающего в различных климатогеографических зонах, изучались как отечественными (А.П. Авцын, 1975; Т.И. Алексеева, 1986; Э.М. Казин, 2008; В.П. Казначеев, 1986; С.И. Сороко, 
1984; О.Г. Сорокин, 1999; Л.Г. Харитонова, 2006), так и зарубежными 
(G.M. Budd, 1973; R. Burd, 1992) исследователями. 
По данным Т.И. Алексеевой (1986), специфические черты акклиматизации в условиях Крайнего Севера наиболее выражены в период 
полярного дня и полярной ночи. Отмечено, что полярной ночью снижается функциональная активность щитовидной железы, появляется ваготония, брадикардия и склонность ко сну.
Во время полярной зимы основной обмен физиологических процессов в среднем снижается на 9,1 % (M. Wiliam, 1965), а сам процесс 
адаптации является непрерывным, но подразделяется на отдельные 
стадии (C.И. Сороко, 1984). 
Природные условия Крайнего Севера экстремальны для человека, любое неблагоприятное экологическое воздействие вызывает 
эмоциональный стресс, различные нарушения вегетативных функций (Н.П. Неверова, 1972), что, безусловно, отражается на здоровье 

Глава 1. Адаптация человека к условиям среды и физическим нагрузкам

человека. Географические и климатические условия предъявляют к 
здоровью людей повышенные требования, вызывая, в первую очередь, развитие сложных процессов адаптации (В.П. Казначеев,1980). 
Особенно проблема климатической адаптации касается тренированных к мышечным нагрузкам людей с учётом их конституциональногенетических особенностей. В основе исследований социальноэкологической адаптации лежит концепция В.П. Казначеева о «синдроме полярного напряжения», который возникает в результате действия экологических и климатических факторов, характерных для 
регионов Севера, лимитирующих здоровье человека.
Вовлечение метаболических реакций в адаптационный процесс 
отмечено в работе aker (1969), который считает, что иммунная система, являясь одной из важнейших гомеостатических систем организма, во многом определяет степень здоровья человека и его адаптивные возможности.
В работах других авторов исследован вопрос физической работоспособности разных демографических групп населения г. Норильска, при этом отмечено, что у пришлого населения в первый год 
адаптации отмечаются сдвиги физиологических показателей ряда 
функциональных систем организма, указывая на их адаптационное 
напряжение. Чаще всего отмечалось нарушение сердечного ритма, 
указывая на нарастание в процессе адаптации тонуса парасимпатической регуляции. 
Неблагоприятные климатические условия являются экстремальными. Это территории Арктики, Субарктики и Крайнего Севера, которые имеют своеобразный радиационный фон, в связи, с 
чем среди населения ежегодно растет число психосоматических и 
невралгических заболеваний, болезней органов дыхания, сердечнососудистой и других систем, снижается физическое и психическое 
здоровье человека (M.A. Wilciam, 1965; M.R. Zelbe, 1955).
Велико влияние окружающей среды на адаптацию и здоровье 
людей, проживающих в крупных промышленных городах. Так, в загрязненных районах города показатели заболеваемости на 40–60 % 
выше, чем в более чистых районах того же города. Связь между состоянием здоровья подростков и уровнем загрязнения атмосферного 
воздуха в различных районах г. Красноярска отмечает ряд авторов 
(Г.А. Агаханова с соавт., 2001; В.Г. Николаев, 2002 и др.). Они установили влияние неблагоприятной экологической обстановки на физическое развитие детей, подростков и студентов.

Глава 1. Адаптация человека к условиям среды и физическим нагрузкам

Обобщая исследования различных авторов, можно прийти к выводу, что при смене климатических условий ослабевают приспособительные возможности организма и нередко возникают патологические реакции со стороны нервной, легочной, сердечно-сосудистой 
систем, обостряются нервно-психические заболевания.
В работах В.И. Вернадского (1967) заложены базовые знания о 
природе живого вещества, о преобразовании биосферы в ноосферу – 
сферу разума. Эволюция связана с накоплением свободной энергии. 
«При эволюции видов выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию». Данный 
подход рассматривается как биогеохимический принцип В.И. Вернадского. 
В.П. Казначеевым (1980) были определены методологические 
подходы по выделению и оценке адаптивных типов, лежащих в 
основе физиологической, социально-экологической адаптации, где 
конституционно-генетический тип определяет адаптивные возможности организма. Организм человека адаптируется к разнообразным изменениям окружающей среды. Среди них можно выделить: 
адаптацию к природным условиям и воздействию на организм неблагоприятных антропогенных факторов; адаптацию к социальным условиям (межличностные отношения, деятельность человека, 
образ жизни, традиции, ритуалы и т.д.). Человеку приходится работать в неадекватных условиях либо проводить в них значительную 
часть времени (командировка, отдых, учебно-тренировочный сбор, 
спортивные соревнования и т.д.), что не может не сказываться на 
функциональном состоянии различных систем организма и его 
психической сфере. 
Адаптивный тип рассматривается как норма биологической реакции организма на комплекс условий окружающей среды. Он может 
проявляться в развитии морфофункциональных, биохимических и 
иммунологических признаков, обеспечивающих оптимальную приспособленность к условиям обитания, двигательной и социальной 
активности. 
На наш взгляд, конституциональные и морфофункциональные 
особенности человека как фенотипическое проявление генетической программы, реализующейся в конкретных условиях внешней 
среды, должны рассматриваться как генетические задатки, оказывающие влияние на двигательную и тренировочную деятельность 
человека.