Автоматизовані комп’ютерні комплексні діагностики стану опорно-рухового апарату людини.

Методи відеореєстрації. Під цією назвою поєднується більша група методів реєстрації рухів, характерною ознакою якої є наявність тільки оптичного каналу зв'язку апаратур, що реєструє, з досліджуваним . Переваги цих методів очевидна: відсутність зв'язку обстежуваного з реєструемой апаратурами, наявність повної просторової картини дослідження, мала вага маркерів і іншого встаткування, що носить обстежуваним. До недоліків можна віднести високу вартість спеціального устаткування, складність і неоднозначність обчислення похідних параметрів.

Программа - «BIG FOOT» включает определение угловых характеристик стопы.

Плюсневый угол a - отражает рессорные свойства стопы, связанные с удержанием сводов активными компонентами - мышцами, величина этого угла и является показателем степени развития высоты свода (угол между линией опорной части свода стопы (l) и прямой, соединяющей головку 1-й плюсневой кости с точкой максимальной высоты свода).       

Пяточный угол b - характеризует рессорные свойства, связанные с пассивными компонентами, обусловленными особенностями сочленения костей и связочным аппаратом стопы (угол между линией (l) и прямой, соединяющей опорную точку бугра пяточной кости с максимальной высотой свода).

Угол g - характеризует рессорные свойства стопы в целом (180°-(a+b)).

Программа «Foot Print ». Методика использования видеокомпьютерных средств анализа и оценки плантограмм включает: фотограмметрирование стоп в горизонтальной плоскости и определение таких линейных и угловых характеристик стоп: длину и ширину стопы; индексы Чижина и Штритера; угловой индекс Кларка; пяточный угол; угол кривизны большого пальца и угол постановки V пальца.

«BioVideo» предназначен для получения кинематических и динамических характеристик двигательных действий человека по видеограмме.

 Видеограмму можно получить при помощи цифровой или аналоговой видеокамеры (если используется аналоговая видеозапись, то для получения видеокадров в компьютере необходимо использовать специальное устройство — захватчик кадров или видеограббер).

ПК «BioVideo» состоит из четырех модулей:

Модуля «Конструктор».

Модуля снятия координат точек.

Модуля расчета характеристик двигательных действий человека или объекта исследования.

Модуля построения биосхемы движения человека.

Новосибирским НИИТО на основе оптических методов измерения поверхности спины для определения деформаций позвоночного столба разработан метод компьютерной оптической топографии. Преобразование информации о форме поверхности спины в изображение интерферограммы с фазовой кодировкой измерительной информации в топографе осуществляется методом проекции полос со скрещивающимися оптическими осями камеры и проектора, который представляет собой графическое описание рельефа поверхности спины пациента в виде изолиний. Предложенный метод позволяет производить измерения в трех плоскостях (сагиттальной, фронтальной и горизонтальной).

Для определения и оценки сколиоза может использоваться диагностический комплекс итальянской фирмы «BTS».

На кафедре кинезиологии была разработана технология компьютерной диагностики осанки с использованием видеокомпьютерного комплекса.

Считывание координат точек изучаемого объекта осуществляется со стоп-кадра видеограммы, воспроизводимой на видеомониторе, посредством цифровой видеокамеры. В качестве модели опорно-двигательного аппарата используется 14-ти сегментная разветвленная кинематическая цепь, звенья которой по геометрическим характеристикам соответствуют крупным сегментам тела человека, а точки отсчета – координатам основных суставов.

Автоматизированая обработка цифровых снимков проводится с помощью программы «TORSO».

Алгоритм работы с программой состоит из четырех этапов:

1.Создание новой учетной записи; 2. Оцифровки изображения; 3.Статистической обработки полученных результатов; 4.Формирование отчета.

Система мероприятий по оценке физического состояния с использованием автоматизированной системы «Monitoring» включает ряд последовательных действий:

– подбор средств и методов осуществления контроля, обеспечивающих полноту изучаемых показателей;

– определение показателей физического состояния младших школьников (предварительный контроль);

– обработка полученных результатов с использованием баз данных;

– выявление детей с различными уровнями физического состояния, распределение их на группы;

– подбор оздоровительных мероприятий, направленных на повышение уровня физического состояния школьников;

– оценка эффективности воздействий специально организованных занятий физическими упражнениями на физическое состояние младших школьников (текущий контроль);

– проведение оценки динамики уровня физического состояния детей школьного возраста по данным предварительного и текущего контроля;

– оценка изменения физического состояния младших школьников (итоговый контроль);

– разработка оздоровительных мероприятий, направленных на повышение уровня физического состояния детей на следующий период занятий.

Общая схема организации контроля физического состояния детей включает целостную систему взаимосвязанных действий.

Исследование показателей физического развития, функциональных показателей систем организма, заболеваемости и ее структуры проводится медицинским персоналом школы и оформляется в виде протоколов.

Проведение функциональных проб и оценка физической подготовленности детей осуществляется учителем физической культуры в урочной форме занятий.

Тестирование теоретических знаний проводится учителем начальных классов во время занятий по предмету «Основы здоровья».

Важным разделом организации является активная работа с родителями и совместная деятельностей детей и родителей по осуществлению оперативного контроля физического состояния.

Общая организация и проведение контроля осуществляется завучем по воспитательной работе. Эффективность управления системой контроля определяется наличием электронных баз данных физического состояния учеников в динамике за период обучения.

Алгоритмизация контроля физического состояния школьников с использованием автоматизированной системы «Monitoring» позволяет создать условия для реализации принципа индивидуализации в процессе физического воспитания.

Последовательность операций по осуществлению контроля физического состояния предусматривает использование комплекса информационно-методических средств: методических указаний по проведению оценивания физического состояния детей, протоколов исследования, анкет для проведения опроса родителей, анкет для определения уровня двигательной активности детей, компьютерной программы для обработки результатов тестирования.

Компьютерная программа мониторинга физического состояния школьников «Monitoring» в практике физкультурно-оздоровительной работы может использоваться учителями физической культуры, учащимися и их родителями в нескольких направлениях: организация контроля физического состояния детей, формирование навыка организации самостоятельной физкультурно-оздоровительной деятельности, повышение уровня знаний и мотивации детей младшего школьного возраста к ведению здорового образа жизни и повышение теоретических знаний по основным направлениям теоретической подготовки и способов организации физкультурно-оздоровительной деятельности родителей.

База данных, сформированная по результатам тестирования, может пополняться новыми данными на основании результатов текущего и итогового контроля.

Диагностический блок автоматизированной системы «Monitoring» используется для оценки физического состояния детей и получения оперативной информации о его динамике в процессе физического воспитания. Содержание данного блока было составлено на основе существующих в специальной литературе положений о критериях оценки физического состояния детей.

Информационный блок содержит задания на усвоение практических знаний и умений, рекомендации по составлению комплексов физических упражнений, физкультурных пауз и минуток, утренней гигиенической гимнастики, индивидуальных программ и их реализацию в оздоровительной деятельности, а также теоретические знания о ведении здорового образа жизни.

Включение в программу «Учебника здоровья» объясняется низким уровнем знаний детей о физической культуре и спорте, что подтверждено данными проведенных предварительных исследований.

Использование информационных технологий позволяет педагогу индивидуализировать процесс контроля освоения теоретических знаний учениками.

В основе комплексов, предложенных в блоке «Спортивная площадка» , были следующие педагогические положения:

– комплексы физических упражнений построены так, чтобы оказать разностороннее воздействие на организм ребенка. Комплексы составлены с учетом возрастных и половых особенностей, исходного уровня физического состояния и направлены на развитие различных двигательных качеств;

– использование разнообразных видов двигательной активности для формирования «школы движений»;

– достижение физиологических норм специально–организованной двигательной активности;

– использование на занятиях физических упражнений с яркой эмоциональной окраской, применение элементов игровой деятельности;

– обеспечение взаимосвязи физического воспитания в школе с самостоятельно организованными физкультурно-оздоровительными занятиями.

Физические упражнения, которые имеют сложную двигательную структуру, демонстрируются в виде рисунков, анимационных файлов и видеофрагментов, что обеспечивает реализацию принципа наглядности и яркую эмоциональную окраску процесса физического воспитания. Представленные в блоке «Спортивная площадка» комплексы могут быть использованы в режиме дня.

Необходимость включения блока «Дневник самоконтроля»обусловлено важностью привлечения внимания ребенка к своей двигательной активности и ведению здорового образа жизни.

Блок «Дневник самоконтроля» представляет набор методик, которые могут использоваться учителем физической культуры для формирования осознанной мотивации у детей к осуществлению физкультурно-оздоровительной деятельности.

Основными принципами построения «Дневника самоконтроля» являются:

– самооценка результатов (промежуточных, итоговых);

– систематичность и регулярность самоконтроля;

– аккуратность и эстетичность оформления;

– целостность и тематическая завершенность представленных ребенком материалов;

– наглядность и обоснованность результатов ученика.

Одной из особенностей структуры «Дневника самоконтроля» является наличие элемента формирования целеполагания школьника к осуществлению физкультурно-оздоровительной деятельности. Данный подход был апробирован сотрудниками Института Купера (США), Ю. Харитоновой (2005). «Лист желаний» ребенка, состоящий из разделов: «Какой я сейчас», «Каким я могу быть», «Каким я стал».

Структурным элементом «Дневника самоконтроля» являются «Кейс-технологии». Разработка «Кейс-технологии» основывалась на соблюдении общедидактических принципов.

Каждый «Кейс» включает в себя учебный материал, состоящий из обязательной и вариативной частей. Обязательная часть содержит теоретические сведения в соответствии с требованиями, предъявляемыми к теоретической подготовленности школьников. Вариативная часть формируется, исходя из интересов младших школьников в ходе совместного обсуждения с преподавателем.

Учебно-методические материалы «Кейс-технологии» реализуются с использованием различных видов носителей информации и любыми приемлемыми для организации учебного процесса способами (на электронных носителях в виде компьютерной программы и печатном виде). Применение «Кейс-технологии» возможно в сочетании с другими образовательными технологиями и не требует обязательного компьютерного обеспечения.

«Кейс-технологии» могут использоваться также в качестве методических рекомендаций, как для учителей, так и для родителей, по осуществлению контроля физического состояния детей в процессе физического воспитания.