Высокая конкуренция среди студенческих гандбольных команд заставляет специалистов искать новые подходы к совершенствованию тренировочного процесса. Сложность таких поисков связана с условиями соревновательной деятельности в гандболе, протекающей с переменной интенсивностью нервно-мышечных напряжений, что характеризует экстремальные нагрузки. Для достижения прироста точности попадания по воротам и повышения специальной выносливости студентов-гандболистов была разработана методика, моделирующая нагрузки переменной интенсивности специально подобранными упражнениями и имитирующая соревновательную деятельность. Цель исследования – изучение динамики показателей точности броска и частоты сердечных сокращений во время выполнения экстремальных физических нагрузок, моделирующих соревновательную деятельность в гандболе. В статье представлены результаты внедрения экспериментальной методики специфического построения тренировочных занятий, интенсивность которых доводилась до экстремумов игровыми упражнениями как 4 : 4 и 3 : 3 на одну половину, так и на всю игровую площадку. В процессе эксперимента изучалось влияние таких экстремальных нагрузок на точность попаданий в ворота и изменений частоты сердечных сокращений в течение годичного цикла. Была доказана эффективность методики, которая способствовала улучшению точности попаданий в ворота на 91 мяч, т. е. способствовала улучшению спортивного результата на 15% за один годичный цикл.