Исследовательская работа "Энергетические поступления и затраты современного школьника"

Государственное бюджетное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 152
Красногвардейского района Санкт-Петербурга

_______________________________________________________________

Исследование

Энергетические поступления и затраты современного школьника

Выполнила:

Евдокимова Лина,

обучающая 11Б класса,

ГБОУ СОШ № 152

Научный руководитель:

учитель физики,

Соболева Алла Иванова

Санкт-Петербург

2017

Содержание

Введение

        Школьный период - это один из наиболее важных периодов для развития ребенка. Именно в эти годы происходит процесс формирования организма, половое созревание, становление ребенка как личности. И немаловажную роль в этом процессе играет правильное питание школьников.

Современная школа требует от школьника огромного напряжения как физического, так и психологического. Если вести здоровый образ жизни и правильно питаться, то большинство болезней можно предотвратить. 

Для сохранения здоровья необходимо, чтобы учащиеся получал с пищей то количество калорий, которое они тратят в течение суток. То есть, в питании должен быть энергетический баланс.

В данной работе я решила рассчитать, сколько калорий должны получать мои одноклассники в суточном рационе, а также на своем примере рассчитать свой энергетический баланс и сделать вывод о правильности моего питания.

Цель работы: исследование зависимости между энергозатратностью организма и энергоемкостью (калорийностью) пищи, для организации здорового питания современного школьника.

        Задачи:

• Проанализировать научную информацию по теме;
• Рассчитать необходимое количество калорий для учащихся 11б класса;
• Рассчитать энергетический баланс организма человека на примере одного ученика;
• Разработать рекомендации по улучшению питания учащихся.

Гипотеза: современный школьник не уделяет должного внимания

правильному питанию, как залогу дальнейшего сохранения здоровья.

Предмет исследования: энергетический баланс современного

школьника.

Методы исследования:

• теоретический (изучение литературных и информационных источников по данному вопросу)

• математический;
• статистический;
• обобщение: сравнение расчетных данных.

1. Энергетическая ценность продукта

Энергетическая ценность (калорийность) – это количество энергии высвобождаемой в организме человека из продуктов питания в процессе пищеварения. Энергетическая ценность продукта измеряется в килокалориях (кКал) из расчета на 100 граммов продукта.

Энергетическая ценность  продукта складывается из 6 основных компонентов – эти компоненты называются пищевыми веществами. К пищевым веществам относятся белки,  углеводы, жиры, витамины, минеральные вещества и вода. См.таблицы 1. БЖУ и 2.Витамины.

Таблица 1. БЖУ

Витамины – это органические вещества, необходимые для регулирования обмена веществ  и нормального течения процессов жизнедеятельности.

Таблица 2. Витамины

Минералы - это вещества, которые поддерживают в норме многие функции  организма. К ним относятся кальций, фосфор, железо, магний, калий и другие. Всего насчитывается более 30 минералов и микроэлементов, без которых невозможно нормальное функционирование организма.

Вода  является таким же важным компонентом питания, как все перечисленные выше пищевые вещества. Дневная потребность в жидкости 1,7-2,2 литра.

Ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии, но они необходимы для осуществления важных функций организма. 

Установлено, что в суточном рационе современного школьников в среднем должно быть  следующие количество БЖУ(см.таблицу 3.).

Таблица 3.  Количество БЖУ для школьников

II.Сколько калорий нужно школьнику?

Количество калорий, необходимое школьникам, может значительно варьироваться в зависимости от уровня его физической и умственной активности. Правда, ученые высчитали примерное количество потребляемых калорий для различных возрастных категорий школьников.

Первая категория - это дети возрастом от 7 до 11 лет. Им необходимо минимум 2300 килокалорий в сутки,  такая же, как потребность в калориях пожилых людей (60-70 лет).

Вторая категория - это дети возрастом от 11 до 14 лет. Им необходимо минимум 2500 килокалорий в сутки, т. е. столько же, сколько и взрослые, занятые трудом, требующим несущественных физических усилий.

Третья категория - это подростки возрастом от 14 до 17 лет. Мальчикам необходимо 2800-3000 килокалорий в сутки, девочкам 2400-2600 килокалорий в сутки, что соответствует потребности мужчин - рабочих в возрасте 18-40 лет, занятых трудом, который требует значительных физических усилий. 

Институт возрастной физиологии РАО изучил показатели работы сердца и дыхания школьников во время уроков – оказалось, что по степени напряжения организма в момент занятий ребенка можно сравнить с космонавтом, находящимся в невесомости. Ученик сидит за партой, но при этом его эмоциональная и интеллектуальная нагрузка настолько велика, что он тратит огромное количество калорий – мозг школьника расходует почти 25% полученной с пищей энергии, в то время как «голова» взрослого – лишь 3-4%.

При расчете необходимой калорийности суточного рациона учитываются следующие факторы: нормальный вес тела, рост, возраст, характер выполняемой работы.

Расчет нормы потребления калорий можно рассчитать разными вариантами.

Первый вариант: уравнения Харриса-Бенедикта 

Второй вариант- это формулы, приведенные в "Основах физиологии человека" под редакцией академика РАМН Б.И.Ткаченко. 

Далее делается поправка на коэффициент активности  k, где

k=1,20 при низкой активности                 k=1,38 при малой активности

k=1,55 при средней активности                 k=1,73 при высокой активности

В данной работе при расчете нормы потребления калорий, я воспользовалась вторым вариантом, коэффициент активности приняла 1,55 - для учащихся моего класса со средней активностью, 1,73 - для учащихся с высокой активностью. Коэффициент  был взят в результате опроса учащихся (см.таблицу 4).

Таблица 4

Вес и рост учащихся были взяты из школьных медицинских карточек. Расчеты определения основного обмена и калорийности суточного рациона приведены в таблице 5.

 Таблица 5. Расчет калорийности суточного рациона

и нормы потребления калорийности

Ниже построены диаграммы сравнения веса школьника с его нормальным весом (см. диаграмму 1) , а так же сравнение суточного рациона учащегося с его нормой потребления килокалорий (см.диаграмму 2)

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Из диаграмм 1,2 видно, что вес и килокалории это две прямо пропорциональные величины, чем выше вес, тем больше потребление  калорий. Так же можно наблюдать, что не у всех ребят вес совпадает с допустимым. Есть ребята, у которых вес ниже допустимого или наоборот. Возможно, это связано с проблемой правильного питания и образом жизни моих одноклассников.  Чтобы это выяснить в анкетирование были включены вопросы по темам  «Как я питаюсь?» (см.таблицу 6), «Какие продукты я люблю» (см.таблицу 7).

Таблица 6. Как я питаюсь.

Из данного анкетирования можно сделать вывод что, 71%  учащихся считают завтраки  необходимыми,  14%  учащихся  получают  второй  завтрак  в  школьной  столовой. К сожалению 14% учащихся не завтракают ни дома не в школе. 57% учащихся приобретают обеды или горячие блюда в школьной столовой, остальные делают перекусы выпечкой, чаем, салатом. Также мы видим, что 71% учащихся питаются 3-4 раза в день, но 29%  учащихся получают питание только два раза в день.

Таблица 7. Какие продукты я люблю

Диаграмма 3

Из данного анкетирования  и построенной диаграммы (3) можно увидеть, что 21% учащихся не получают в свой рацион рыбу, 14% - мясо птицы и каши, 7% - макаронные и молочные продукты.

Но большинство учащихся моего класса получают в рационе своего питания все необходимые им продукты: овощи и фрукты - 71% учащихся,  молочные продукты-  64% учащихся, каши и блюда из макарон – 50% учащихся, мясо и мясо птицы – 43% учащихся.

3. Энергетический баланс

Человеческий организм в процессе жизнедеятельности подчиняется фундаментальному закону природы – Закону сохранения энергии для термодинамических систем или первому закону термодинамики: «Количество теплоты, которое получила система, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил».

Применительно к нашему организму этот закон можно представить в следующее уравнение:

Поступившая с пищей энергия = изменение энергетических запасов + траты энергии

Энергетический баланс определяется полученной и затраченной энергией.

Если полученная энергия равна затраченной энергии, говорят о нулевом балансе.

Отрицательный баланс возникает в том случае, если затраченная энергия больше полученной энергии.

Положительный энергетический баланс достигается, если полученная энергия больше затраченной. В этом случае избыточная энергия депонируется в виде жира и расходуется при усилении энергетических процессов.

Для определения своего энергетического баланса я решила рассчитать свои энергопоступления с пищей в течение 6 учебных дней. Энергетическая ценность продуктов была взята из пособия для врачей [3].  Результаты вычислений занесены в таблицы 8.  

Таблица 8. Энергопоступления с пищей(ккал)

Исходя из своих расчетов, ежедневно я должна получать 2358 ккал. Мое энергопоступление с пищей в среднем за 6 учебных дней составило 2201ккал., что на 157 ккал меньше положенного.

Дальше я решила узнать, сколько же калорий я трачу. В таблице 9 представлен расчет затрат энергии при различных видах деятельности за 6 учебных дней

Таблица 9. Энерготраты при различных видах деятельности.

Вторник

Среда

Четверг

Пятница

Суббота

Для ребенка или подростка в связи с ростом и развитием требуется примерно на 30% энергии больше, чем затратил организм. Это необходимо для образования новых веществ, клеток и тканей. 

Для определения суточного расхода энергии я умножила полученную величину на 30% от суточного расхода энергии. Таким образом, чтобы вес оставался постоянным, число калорий, поступающих с пищей, не должно превышать энергетические потребности человека.

Теперь сравним поступление и затраты энергии. Расчеты занесены в таблицу 10.

Таблица 10. Расчет энергетического баланса

Пример расчета. Разница между приходом и расходом энергии за день составляет: 2436-1822,1=613,9 ккал. Но так как мой организм растет и развивается, то ему требуется на 30% энергии больше, чем затратил организм. Отсюда 1822,1 х 0,3= 546,6 ккал расходуется на рост и развитие организма. Таким образом, за понедельник 613 – 546,6 = 67 ккал больше получила, чем израсходовала.

По такому примеру были проведены расчеты по остальным 5 дням и взято среднее значение. По среднему значению к концу учебной недели мне не хватает – 145,4  килокалорий. Следовательно, наблюдался отрицательный баланс, где затраченная энергия оказалась больше полученной энергии.

Вывод

Проведя расчеты и сделав сравнительный анализ я выяснила, что не у всех учащихся моего класса вес совпадает с допустимы. Следовательно, калорийность их суточного рациона питания отличается от нормы потребления.

 Объяснить я могу это тем, что ребята не серьезно относятся к здоровому питанию:

• не всегда завтракают дома, и отказываются завтракать в школе,
• нет разнообразия в их рационе питания,
• редко питаются;
• не соблюдают режим питания.

При расчете своего энергетического баланса я узнала, что на данном этапе у меня в среднем отрицательный баланс. Отсюда, я могу сделать предположение, что мой вес ниже допустимого, из за моего неправильного питания. Следовательно, мне надо серьезно подойти к вопросу своего питания:

во-первых, изменить рацион своего питания;

во-вторых, вместо 3 раз в день питаться 4 раза.

В дальнейшем я планирую продолжить свое исследование и более подробно изучить энергетическую ценность продуктов и влияние их на организм.

Рекомендации

1. Ежедневный рацион современного школьника должен содержать около 15 наименований разных продуктов питания.
2.  Каждый день в рационе ученика питания должны присутствовать следующие продукты: мясо, сливочное масло, молоко, хлеб, крупы, свежие овощи и фрукты. Ряд продуктов: рыба, яйца, сметана, творог и другие кисломолочные продукты, сыр — не обязательно должны входить в рацион питания каждый день, но в течение недели должны присутствовать 2—3 раза обязательно.
3. Ученик должен питаться не менее 4 раз в день.

7:30-8:30 - должны получать завтрак (дома);

11:00-12:00 - горячий завтрак в школе;

14:30-15:30 - после окончания занятий — обед в школе или дома;

19:00-19:30 - ужин (дома).

4. Прием пищи должен проходить в спокойной обстановке.
5. Если в Вашем рационе имеет место дефицит или избыток массы тела, необходима консультация врача, так как в этом случае ваш рацион питания должен быть скорректирован с учетом степени отклонения физического развития от нормы.
6. Если Вы занимаетесь спортом, ваш рацион питания также должен быть скорректирован с учетом объема физической нагрузки.

Литература

1. Биология. Человек 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений/

Д.В.Колесников, Р.Д.Маш, И.Н.Беляев.- 11-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. – 332 c

2. Физика: учеб. Для 10 кл. общеобразоват.учреждения/ Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский – 11-е изд. – М.: Просвещение, 2003. – 336 с.
3. Питание здорового и больного ребенка / [под ред. В.А.Тутельяна, И.Я.Коня, Б.С.Каганова]. изд. 6-е. М.: Издательство «Династия», 2012. – 292 с.

Интернет ресурсы

4. http://gdkp8.udmmed.ru
5. http://medic.social
6. http://livebalans.ru