-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
| Виталий Иванович Тихонин
|
| Обучение двигательным действиям спортсменов в прыжках в высоту
-------
Виталий Тихонин
Обучение двигательным действиям спортсменов в прыжках в высоту
ВВЕДЕНИЕ
В 1947 году появилась наука об управлении и связи в машинах и живых организмах, названная ее создателем Н. Винером кибернетикой. Эта наука объединяет различные области знаний и человеческой деятельности, где имеют место процессы управления. К ним относится и управление движениями. Сохраняя все черты, присущие физиологии движений, управление движениями использует в то же время ряд общих кибернетических принципов. Кибернетика имеет прикладную направленность и представляет собой, по выражению бельгийского ученого Л. Куффиньяля, искусство эффективного действия.
Возросшее за последнее время внимание к научной организации труда, спортивной тренировки и многих других областей деятельности человека, обусловленной применением сложных и устойчивых двигательных навыков, повысило значение исследований в области координации движений. Потребовалась разработка теоретических позиций, призванных не только объяснить многие накопившиеся за десятилетия факты, но и служить основой для решения важных практических задач, связанных со становлением совершенствованием и переносом двигательных качеств человека.
Еще в древние времена ученых – анатомов, врачей, философов интересовал вопрос о причинах движений человека. В начале нашей эры уже была ясна сократительная функция мышц и роль двигательных нервов. Не трудно было понять, для чего совершаются движения, но неясны были причины, их вызывающие. Так же как для объяснения всех непонятных явлений, и здесь прибегали к помощи непознаваемого божества, которое повелевает человеком и руководит его действиями. Лишь в XVII веке была сделана первая попытка материалистически объяснить причины движений человека. Р. Декарт создал основу рефлекторной теории, показав, что причиной движения может быть конкретный фактор внешней среды, воздействующий на органы чувств. Этим, однако, объяснялось происхождение лишь одного вида движений – непроизвольных движений. Рефлекторная природа произвольных движений была показана И.М. Сеченовым в конце прошлого века. В дальнейшем произвольные движения по ряду признаков были отнесены И.П. Павловым к условным двигательным рефлексам, а непроизвольные – к безусловным.
В прошлом веке было сделано важное открытие, сыгравшее определяющую роль в представлениях о механизмах управления движениями. Английский ученый Ч. Бэлл установил, что помимо двигательных нервов к мышцам подходят также чувствующие нервы. Он очень точно усмотрел значение афферентной иннервации мышц как вида связи, несущей сообщения в центры о событиях, происходящих на периферии и необходимых для коррекции центробежных импульсов.
Открытие Ч. Бэлла не прошло незамеченным, и многие исследователи по-разному использовали его в изучении двигательной функции. Но никто не понял значения мышечной чувствительности так глубоко физиологически и психологически, как И.М. Сеченов. И теперь, более чем через 100 лет после написания им "Рефлексов головного мозга", приходится поражаться тому, насколько правильны и точны с позиций самой современной науки его высказывания о роли двигательных ощущений в управлении движениями в пространстве и во времени, о взаимодействии двигательных ощущений с зрительными и слуховыми.
Вся совокупность физиологических представлений о механизмах, лежавших в основе двигательных актов животных и человека, среди которых все больше подчеркивалось значение двигательной афферентации, явилась основой для широких обобщений о сущности управления движениями, представленных в работах советских физиологов Н.А. Бернштейна и П.К. Анохина.
ГЛАВА I. ОБУЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЬНЫМ ДЕЙСТВИЯМ СПОРТСМЕНОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА
1.1. Динамическая устойчивость и биомеханическая целесообразность движений
В учебном пособии рассматриваются частные физические (биомеханические) факторы, определяющие задачи координации движений. Рассмотрим ряд вопросов связанных с движением в целом. Известно, что любое произвольное движение содержит смысловую сторону. В данном случае под этим понимаются те цели, которые стоят перед движением.
Однако, какова бы ни была смысловая сторона движения, оно выполняется определенными мышечными синергиями, деятельность которых человек большей частью не улавливает. Его в первую очередь интересует качество выполнения движений. Это, в сущности, и составляет прикладную цель исследований по координации произвольных движений, исследований, связанных не только с теорией вопроса, но и с широким комплексом педагогических проблем (становление, совершенствование и перенос двигательных навыков).
Стремление определить биомеханические качества выполняемого движения и дать им определенную оценку привело к установлению понятия динамической устойчивости движения. Под ним должно пониматься настолько освоенное движение, что оно выполняется с минимальными мышечными затратами и протекает по устойчивым траекториям как в целом, так и в деталях. Устойчивыми же траекториями нужно считать такие, которые при многократном повторении легко воспроизводятся исполнителем с необходимой точностью в пространстве и времени.
Естественно, что до такого совершенства должен быть доведен любой двигательный навык (а вся теория вопроса должна служить именно этому). Для этого необходимо, чтобы все важнейшие реактивные силы, которые возникают в звеньях конечностей при выполнении данного движения, принимали прямое и положительное участие в нем (т.е. способствовали его правильному осуществлению). Это, в свою очередь, требует освобождения всех необходимых степеней свободы и, наконец, точного соответствия мышечных усилий условиям, требуемым силовым полем движения. Данные условия должны быть соблюдены не только в начале движения, но и во всем его ходе. Отсюда вытекает определение понятия координации движений в целом.
По Н.А. Бернштейну, «координация движения есть преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа и превращение его в управляемую систему». Следует, однако, учесть, что речь идет не о фиксации избыточных степеней свободы, а именно об использовании их для самого движения.
Н.А. Бернштейн показал (1940), что для того, чтобы добиться динамически устойчивого движения (т.е. освоить новый навык), центральная нервная система последовательно осуществляет три ступени его регулирования в биомеханическом аспекте.
1-я ступень: начальная фаза освоения двигательного навыка. В кинематической цепи посредством мышечной фиксации связаны все основные излишние степени свободы, с целью исключить реактивные силы, мешающие произвести движение хотя бы по приблизительно правильной траектории. Движение в целом – скованное и тяжелое.
2-я ступень: промежуточная фаза. После некоторого освоения движения ряд степеней свободы последовательно высвобождается, так как реактивные силы в целом меньше сбивают его, а мешающие гасятся короткими импульсами мышечных усилий. Само движение протекает легче и увереннее, чем на первой стадии.
3-я ступень: заключительная фаза. Окончательно освоенное движение использует не только мышечные усилия, но и реактивные силы соседних звеньев, базируясь на полном высвобождении требуемых степеней свободы.
В этом отношении освоение движения, в свою очередь предъявляет центральной нервной системе ряд сложных задач, решение которых требует очень большой гибкости ее деятельности при становлении координации движений. В частности, очень важна биомеханическая целесообразность движений.
Этим термином обозначаются такие динамические составляющие структуры движений, которые, независимо от того, насколько они выражены, возникают вследствие необходимости выполнить движение наиболее выгодным образом. Такие составляющие часто и не осознаются лицом, выполняющим навык, но в той или иной форме существуют в структуре движения. Обнаруживаются они не всегда. Легче всего их можно проследить на таких навыках, которые осуществляются на максимальных нервно-мышечных напряжениях. Однако при соответствующем анализе биомеханическая целесообразность мышечных напряжений и вообще динамических составляющих прослеживается даже на таких высокоавтоматизированных навыках как ходьба.
Из всего изложенного ясно, что управление произвольными движениями человека представляет собой очень сложную задачу из-за сложности и изменчивости силового поля движений, громадное количество степеней свободы, наличия реактивных сил, сложной взаимосвязи и, главное, неоднозначности связи между мышечным напряжением и результирующим движением, ауксотоничности в работе мышц.
Речь идет о том, чтобы ряд принципиально самонеуправляющихся кинематических цепей превратить в управляемую систему. Естественно, что для решения этой задачи должен существовать тщательно дифференцированный аппарат, прошедший определенную школу эволюции и способный к выполнению любых вариантов, выдвигаемых жизнью.
1.2. Организация и управление формированием произвольных движений
Попытаемся представить себе ход центральной регуляции произвольных движений с учетом не только узко-физиологических, но и физических (биомеханических) факторов (рис.1).
В этой проблеме слишком много неизученного, чтобы в данное время можно было составить такую схему без известной доли гипотетичности. Однако при рассмотрении узловых положений можно опираться на установившиеся физиологические закономерности и важнейшие принципы работы управляющих систем. Все сказанное ниже относится только к общей функциональной стороне вопроса, так как морфологических и физиологических доказательств еще недостаточно.
Первой, наиболее фундаментальной, закономерностью в координации движений является наличие «кольца управления» – зависимость не только управляемого звена от управляющего (прямая связь), но и наоборот (обратная связь).
Исходя из динамической сложности произвольных движений, следует считать, что осуществление координации движений невозможно без того, чтобы центральная нервная система не имела необходимой информации о том, что происходит на периферии. Существование этого информационного аппарата не отвергается никем из современных физиологов, которые называют подобный процесс проприоцептивной афферентацией, или, по П.К.Анохину, обратной афферентацией. Речь может идти о роли и значении этого аппарата, который на наш взгляд, в известной мере недооценивался многими исследователями.
Известно также, что при одновременных нарушениях экстро– и проприоцептивной сигнализации невозможно рациональное выполнение достаточно сложного произвольного движения. Остается предположить, что управление такими движениями осуществляется по замкнутому циклу: мозг – центробежные нервы – мышцы – проприоцепторы – центростремительные нервы – мозг. В этом цикле участком прямой связи будет: мозг – мышцы, а обратной связи – мышцы – мозг.
Рис. 1. Схема расположения основных ядер и проводящих путей центральной нервной системы человека (по Н.А. Бернштейну, 1947)
Однако при более детальном рассмотрении возникает первое разделение этого кольца на внешнее и внутреннее. Внешнее кольцо включает прямую связь и внешнюю дугу обратной связи по зрительным, слуховым, обонятельным и тактильным рецепторам, имеющим смысловую афферентацию (Н.А. Бернштейн, 1947), и непосредственно связанным с восприятием внешнего мира. Внутреннее кольцо включает прямую связь и внутреннюю дугу обратной связи по проприоцепторам, непосредственно не связанным с нашим сознанием.
Таки образом, общей частью колец является прямая связь (мозг – мышцы). Это разделение колец весьма принципиально и вместе с тем относительно; они играют различную роль в управлении произвольными движениями. Следует полагать, что внешнее кольцо осуществляет контроль за смысловой стороной движения, а внутренне – за синергетическими автоматизмами. Однако, как будет показано ниже, их функции могут в известной мере и в определенных случаях изменяться, частично взаимно переключаться. Разделение их функций относительное.
Высшие отделы центральной нервной системы имеют сравнительно малую афферентационную связь с мышечной периферией, а низшие, напротив, в полной мере обладают ею (О.Фогт).
Для иллюстрации этого приводится на рисунке 1 схема, взаимствованная из книги Н.А.Бернштейна «О построении движений» (1947). Как показано на схеме, из мозга на периферию ведут: пирамидный путь (Pyr), начинающийся в высших отделах, и группа экстрапирамидных (Rsm – руброспинальный, Ts – тектоспинальный, Vs – вестибулоспинальный), начинающихся в низших отделах; из периферии к центру идет только одна группа путей (Sth – спиноталамический, Fp – заднестолбовой, (Scrb – спиноцеребральный), они заканчиваются в низших отделах. Пути Fpc – фронтопонтоцеребелярный и затылочновисочнопонтоцеребелярный соединяют верхние отделы мозга с мозжечком. Одновременно на схеме приведено возможное распределение основных ядер мозга по уровням: R – красное ядро; D – ядро Дейтерса; Cq – четверохолмие; Hth – гипоталамус; Nd – зубчатое ядро; P – паллидум; Cm – внутреннее и Cl – наружное коленчатое тело; Crb – кора мозжечка; Str – стриатум; Th – зрительный бугор; Pm – премоторная зона коры; Pyr – пирамидная область; Pc – постцентральная извилина; Ac – слуховая зона; Opt – зрительная зона; Par – теменная область. Стрелками обозначены связи между отдельными ядрами, пунктирными линиями отмечено возможное расположение уровней управления движениями.
Можно полагать, что во внешнее кольцо управления информация о ходе конкретных синергетических деталей движения обычно при освоенном навыке не поступает, так как обратной связью с отдельными мышечными единицами оно не связано (О.Фогт). Это, а, следовательно, и контроль за такими деталями, естественно, остается за низшими отделами центральной нервной системы, которые, входя во внутренне кольцо управления, как раз и меняют необходимые пути. Во внешнее кольцо могут попасть только суммированные сигналы, сенсорные синтезы, которые отражают более общий, а не детальный ход движения.
Такое разделение функций наблюдается при выполнении хорошо освоенного движения. Если же выполняется незнакомое человеку движение и низшие отделы еще не подготовлены полностью к управлению им, то высшие осуществляют контроль за смысловой стороной движения и наблюдение за деталями движения изменяет сам его смысл.
Конкретные синергетические детали либо остаются вне контроля, либо становятся объектом внимания и тогда входят в смысловую сторону движения. Поскольку высшие центры выполняют в этих условиях две функции, из которых одна им явно не свойственна, они могут осуществить их только в весьма примитивном виде, контролируя ход движения преимущественно при помощи внешних рецепторов, т.е. внешней обратной связи. В результате само движение тоже окажется выполненным примитивно. Это явление наблюдали все осваивающие новый двигательный навык.
Полноценный контроль за всеми конкретными деталями движения (а, следовательно, и его качественное выполнение) происходит лишь после того, как низшие отделы образуют соответствующие связи между клетками и центрами и сделают действенной внутреннюю обратную связь. Таким образом, в управление движением будет включено внутреннее кольцо и за высшими отделами (т.е. за внешним кольцом) останется только их прямая задача – контроль за смысловой стороной движения.
Только тогда станет возможным биомеханически правильное решение тончайших деталей смысловой части движения. В этом случае оба кольца не остаются резко разделенными, а только тесно взаимодействуют.
Разделение колец управления и обратных связей на внешние и внутренние принципиально связано с вопросом программирования движений.
Из всего изложенного вытекает существование аппарата, обеспечивающего это программирование. Но следует отметить, что, несмотря на неясность многих сторон вопроса, уже сейчас можно провести некоторую дифференциацию этого аппарата.
Установлено, что все высшие животные, лишенные в силу травм или по другим причинам высших отделов головного мозга (например, соответствующих отделов больших полушарий), совершенно не способны к решению смысловых задач движений. Однако они легко выполняют даже сложные автоматизмы (например, ходьбу), если только такие движения были освоены до травмы. Патологические же изменения проводящих путей внутренней обратной связи (например, спинная сухотка, при которой наступает перерождение задних столбов спинного мозга) приводят не только к нарушению привычных автоматизмов, но и к прямой невозможности выполнить движение без зрительного контроля, в то время как общая смысловая сторона его остается без нарушений (Н.А. Бернштейн, 1947).
Можно предполагать, что внешнее кольцо управления больше связано с первой ступенью – с задающим механизмом, а внутреннее – со второй, с программирующим механизмом. При выполнении хорошо освоенного движения оба они работают последовательно. Однако в процессе обучения и при некоторых патологических состояниях на задающее звено падает дополнительная задача – управление еще и некоторыми конкретными деталями движения, хотя биомеханическая сторона его к этому еще не готова. Это происходит потому, что достаточно эффективное внутреннее кольцо управления еще не образовалось. Во всяком случае, наличие показанных выше двух основных нервных трактов в головном мозге – пирамидного и экстрапирамидного – не лишает центральную нервную систему возможности управлять движением по обоим кольцам, давая в нужных случаях преимущество тому или другому из них.
К изложенному нужно добавить следующее: во-первых, хотя составление программы условно рассматривается поэтапно, фактическое формирование ее носит, по-видимому, иной характер. В задающем механизме она может возникать на все движения от его начала и до конца; в программирующем – в ходе движения в зависимости от сигнала коррекции, поступающего от отличающих механизмов внутренней обратной связи. Вовторых, и само разделение центральных аппаратов во многом условно; можно предполагать, что чем выше автоматизированность навыка, тем более высокие отделы мозга играют роль задающего механизма и, наоборот, чем меньше освоен навык, тем больше этим аппаратам нужно заниматься конкретными деталями движения. Иными словами понятие «задающий» или «программирующий» механизм нельзя закрепить раз и навсегда за определенными отделами центральной нервной системы. Напротив, в зависимости от степени автоматизированности навыка и задач, стоящих перед движением, роль этих механизмов может выполняться различными субординационными уровнями центральной нервной системы.
Накопление первичных данных внутренней обратной связи, афферентации, выполняется проприоцепторами, нервными окончаниями в мышцах и сухожилиях («датчиками» внутренней обратной связи), которые, как говорилось выше, по соответствующим центростремительным аксонам передают эту информацию в центральные отделы мозга. При этом сведения о физиологическом и механическом состоянии мышц, как полагают, даются мышечными проприоцепторами, а о сочленовых углах (на чем строится важнейшая информация о скорости и ускорении перемещения звена в пространстве) – сухожильными и суставными. Эта информация после синтеза и, по-видимому, перекодировки поступает в сличающий механизм.
Здесь происходит важная встреча информации, даваемой обратной связью, с информацией-приказом. На этом участке вырабатываются новые сигналы, поступающие опять в кольцо управления по прямой связи. Как будет показано дальше, связь между мышечным напряжением и результирующим движением выражается дифференциальным управлением не ниже второго порядка. Это означает, что в ходе движения, в зависимости от меняющегося положения звеньев, эти уравнения могут иметь множество решений, из которых необходимо выбрать одно, наиболее отвечающее условиям выдвигаемой двигательной задачи, сличить его с действительным положением вещей и, наконец, внести соответствующие поправки в ход движения. Иначе говоря, сличающий механизм осуществляет полезный эффект обратной связи.
Необходимость сличающего механизма очевидна. Гораздо сложнее вопрос о его локализации. Некоторые данные можно получить при изучении ряда патологических состояний.
Известно, что сигналы сличающего механизма могут вызвать не только стабилизацию системы управления, но и его расстройство. Это бывает, когда сигнал, возникший в сличающем механизме и стремящийся восстановить систему, отклонившуюся от требуемого положения, слишком велик или несвоевременен. При этом система настолько энергично возвращается к состоянию равновесия, что «проскакивает» его, как говорится, «рыскает». Нечто подобное такому «рысканию» в виде интенционного тремора наблюдается при рассеянном склерозе, в случаях поражения мозжечка.
1.3. Деятельность задающего и программирующего механизмов
В настоящее время еще нет данных, подробно освещающих деятельность задающего и программирующего механизмов центральной нервной системы при регулировании произвольных движений. О целом ряде сторон можно делать только предположения той или иной степени достоверности. Тем не менее, есть все основания изложить накопленные в этой области знания с тем, чтобы представить ясную картину существующего положения. Наиболее подробно данные собраны в работе Н.А. Бернштейна «О построении движений» (1947).
По Н.А. Бернштейну можно различать, по крайней мере, пять, помещающихся друг над другом «уровней», на которые при регулировании движения выпадает та или иная двигательная задача. При этом в зависимости от степени освоения навыка высшие уровни выполняют роль ведущих, низшие – фоновых. Каждый из них имеет свою функцию, локализацию и афферентацию. Филогенетически они также взаимно связаны, причем низшие, естественно, более древнего происхождения, а высшие появляются при дальнейшей эволюции животного мира.
Деятельность уровней излагается с учетом выполнения сложного движения (например, письма, содержащего как символические координации, связанные с выражением мысли, так и координации, связанные с перемещением звеньев тела в пространстве). Высший кортикальный уровень (E), управляющий высшими символическими координациями, относится скорее к отделу высшего мышления. Это видно из того, что его афферентация не связана с внутренним кольцом обратной связи и целиком зависит от внешнего, который, естественно, всегда играет роль ведущего уровня. Этот уровень свойствен, по-видимому, только человеку.
Ближайший к нему уровень D – теменно-премоторный – решает смысловую задачу данного движения, составляет связные цепочки движений. Афферентация этого уровня состоит из обобщенного синтеза «качественного» характера, слагающегося из внешних и внутренних данных, т.е. идет по обоим кольцам. Роль как фонового – очень незначительная, а как ведущего – довольно обширная, захватывающая почти все автоматизированные смысловые движения.
Третий уровень C – пирамидно-стриарный. На этот уровень падает задача произвести некоторую дифференциацию движения и разделить его на элементы, причем выявление их связано с определенными, наиболее часто встречающимися в жизни движениями, играющими в некоторых случаях самостоятельную роль. К таким движениям можно отнести, например, простейшие локомоции и т.д.
Этот уровень может также играть и ведущую роль а фоновую. Это может произойти в том случае, если, например, сама выполняемая локомоция (ходьба, бег), которой он управляет, имеет подчиненное значение. Поэтому данный уровень имеет сложную переработанную афферентацию, связанную как с внешним, так и с внутренним кольцом. В некоторых движениях можно проследить, что этот уровень распадается на два подуровня C1 и C2.
На уровень B (таламо-паллидарный) выпадает задача управления синергиями. Но поскольку это больше связано непосредственно с мышечным аппаратом, то и афферентация этого уровня зависит от проприоцепции.
Наиболее низким уровнем в регулировании движений Н.А.Бернштейн считает уровень A, управляющий такими характеристиками движений, как мышечный тонус и хронаксия. Этот уровень, как и предыдущий, может быть только фоновым и в соответствии с этим иметь только внутреннюю афферентацию. Следует, однако, оговорить, что в зависимости от сложности движения роль описываемых уровней как фоновых или ведущих может меняться. Это связано с задачей движения и степенью его освоения исполнителем, а также с филогенетическим развитием центральной нервной системы. У низших животных ведущим уровнем может оказаться С или даже В. Это относится к онтогенезу.
Взаимоотношение между уровнями в случае регулирования отработанного движения протекает в условиях субординации, т.е. высший руководит деятельностью низшего. Такая субординация имеет целью правильно распределить роли между уровнями с тем, чтобы каждый из них выполнил задачу, наиболее отвечающую его афферентационным возможностям. Как было показано, высшие уровни не имеют полноценной обратной связи с мышечной периферией и, следовательно, не могут осуществить соответствующий контроль за конкретными деталями движения. Низшие же уровни, не решающие смысловой части движения, не могут включиться в него самостоятельно – для этого требуется деятельность высших уровней. Поэтому, если выполняется незнакомое движение, то вследствие неподготовленности низших уровней управление им приходится почти целиком на высшие уровни (большей частью самые высокие), которые, естественно, вынуждены осуществлять контроль за конкретными деталями движения только в весьма примитивной форме. В результате движение выполняется так, как это было описано выше.
Не трудно видеть, что «отработка» движения в этом случае сводится к установлению субординации, и, следовательно, освоение нового двигательного навыка требует создания соответствующих связей между отделами центральной нервной системы. Когда движение будет достаточно освоено, на низшие уровни переложатся все свойственные им задачи, а высшие освободятся от несвойственных, и движение будет протекать более правильно. В свете изложенного автоматизированным двигательным навыком можно считать такой, при котором фоновые уровни основательно освоили свои задачи и вмешательство ведущих становится не только излишним, иногда даже вредным. Регуляцию движения, например, в процессе письма (было взятописьмо – «многоэтажный» акт, который позволяет очень выпукло показать деятельность фоновых уровней) можно представить себе следующим образом.
Уровень E решает высшие символические задачи движения, например: «Мне нужно изложить такую-то мысль».
Уровень D определяет смысловую задачу движения: «Нужно написать такие-то слова, состоящие из таких-то букв».
Уровень С распределяет движение рукой и пером в пространстве, т.е. точно указывает, как и куда вести звенья конечности.
Уровень В распределяет работу между мышечными синергиями (округлость, скоропись, облик почерка).
Уровень A обеспечивает соответствующий мышечный тонус и управление мышечной хронаксией.
Конечно, приведенное описание дает лишь обобщенное представление о предложенной Н.А. Бернштейном схеме управления движением, но мы сохранили в ней все основные элементы, составляющие ее принципиальные особенности.
В заключении отметим, что изложенное описание управления движением (во многом не лишенное, конечно, гипотетичности) основывается на ряде доказательств. Некоторые факты приводились, более подробно это изложено в книге Н.А. Бернштейна (1947). Сущность доказательств сводится к анализу тех или иных выпадений двигательных функций при различных поражениях центральной нервной системы.
Так, например, поражения в центральном афферентном пути приводят к синдрому атаксии при спинной сухотке (невозможности управлять своими движениями иначе, чем под зрительным контролем) в результате перерождения задних столбов мозга, несущих в норме всю проприоцептивную сигнализацию. Но поскольку с этими рецепторными качествами так или иначе связаны уровни А, В, С, то все известные явления легко объяснимы выпадением этих уровней.
Рассматривая явления гиподинамии и гипердинамии, Н.А. Бернштейн устанавливает возможные центры локализации управления рядом движений, учитывая при этом, что смысловая структура его всегда обеспечивается ведущим уровнем данного движения. Следовательно, утрата той или иной функции должна проявиться в том, что, если управление синергетическими деталями перейдет к вышестоящему уровню (что, в свою очередь, выразится в переходе от одной формы контроля за ходом движения к другой), то это и будет свидетельствовать о выключении определенного нервного центра, руководившего данным движением в норме.
Была рассмотрена в самых общих чертах основная схема координации производных движений у человека (так, как ее можно себе представить на современном уровне знаний).
Эта схема в известной мере гипотетична, но в определенной степени свою функцию путеводной нити выполнила. Остается подвести некоторые итоги, которые следует изложить в виде выводов.
1. Управление произвольными движениями у человека и высших животных можно рассматривать только как сложный кольцевой процесс.
2. Процесс состоит из деятельности двух основных колец: внешнего, преимущественно строящегося на внешней афферентации, и внутреннего, строящегося на внутренней афферентации.
3. При выполнении освоенных навыков внешнее кольцо связано с деятельностью сознания, а внутреннее – с деятельностью мышечных синергий.
4. Оба афферентные пути как вместе, так и в отдельности могут входить с различными физиологическими значениями в те или иные дуги условных и безусловных рефлексов.
5. Учитывая не поддающееся точному определению количество степеней свободы открытых кинематических цепей, из которых состоят конечности человека и животных, сложность силового поля движений, неоднозначность связи между мышечным напряжением и результирующим усилием, а также необходимость создания динамически устойчивого движения, можно с достаточной уверенностью считать, что координация произвольных движений, требующая в первую очередь превращения мышечной периферии в управляемую систему, обусловлена системой рефлексов с обязательным участием самопрограммирующего управляющего механизма.
6. Важнейшей, неотъемлемой частью всего управления движениями является внутренняя обратная связь, приемным элементом которой можно считать мышечные, суставные и сухожильные рецепторы – «датчики», сигнализирующие о том или ином состоянии мышц и положении звена в пространстве.
7. Сигналы этих датчиков после синтеза поступают в важнейший элемент всей системы – сличающий механизм, который, в сущности, определяет основную задачу, связанную с выполнением координированного движения, – установление взаимоотношения между мышечным напряжением и результирующим движением, сличающий механизм локализируется, по-видимому, в мозжечке.
8. На основании сложной взаимосвязи между сличающим механизмом, задающим элементом и моторной памятью должны вырабатываться необходимые коррекции, которые, поступая вновь в программирующий механизм, продолжают управлять уточненным движением. По некоторым косвенным данным можно, по-видимому, предполагать, что средняя частота внесения таких коррективов в общих чертах колеблется для автоматизированных навыков в пределах 8-12 гц.
9. Протекание неосвоенного двигательного навыка можно представить как управление в условиях, когда внутреннее кольцо не подготовлено к осуществлению своих функций. Это приводит в большинстве случаев к биомеханической неполноценности движения, так как конкретные синергетические детали большей частью остаются вне контроля или регулируются внешним кольцом, рецепторы которого не могут осуществить самого важного – установить правильное взаимоотношение между мышечным напряжением и результирующим движением. В результате не может быть полностью и правильно осуществлена и смысловая сторона движения.
10. Протекание освоенного навыка, напротив, можно представить в виде управления как по внешнему кольцу (смысловая сторона движения), так и по внутреннему (автоматизированные детали движения). На последнее в этом случае ложится выработка и управление наиболее удобными формами непосредственного (в деталях) осуществления навыка. Поскольку этим самым обеспечивается биомеханическая целесообразность движения, внешнее кольцо имеет возможность правильно осуществить тончайшие детали смысловой стороны движения.
Можно предполагать, что кольцо управления на некоторых отрезках распадается на ряд мелких параллельных цепей, имеющих большие диапазоны взаимозаменяемости.
1.4. Становление и совершенствование двигательного навыка
В свете изложенного управление достаточно координированным движением (установившимся навыком) допустимо представить как согласованную деятельность колец, когда каждое выполняет свою функцию. В этом случае педагогическая задача становления навыка заключается в «запуске» и взаимодействии колец, а совершенствование – в дальнейшей стабилизации их деятельности. Хотя, особо отмечаем, обе эти задачи решаются фактически одновременно и становление навыка нельзя отрывать от его совершенствования. Распад следует рассматривать как ухудшение или прекращение способности колец регулировать контролируемые ими параметры движений. И, наконец, перенос – как использование программы готовых навыков для образования новых, сходных по структуре. Но прежде отметим одно важное обстоятельство, без учета которого эти задачи не решаются.
Как было описано, формирование управления двигательными навыками с приведенных позиций управления можно представить в виде образования соответствующей программы взаимно-последующего возбуждения групп нервных клеток в программирующем механизме внутреннего кольца и дальнейшего построения его деятельности в целом так, чтобы была обеспечена, с одной стороны, биомеханическая целесообразность движений, а с другой, деятельность кольца приняла стабилизированный характер. Тогда за внешним кольцом остается только руководство смысловой стороной движения, чем, конечно, возможно обеспечить тактически (если речь идет о спортивных навыках) наиболее целесообразное использование движений.
В противном случае часть управления определенными мышечными синергиями может перейти на внешнее кольцо, которое к этому не приспособлено. В результате это движение будет лишено биомеханической целесообразности и автоматизированности, поскольку, как было неоднократно подчеркнуто, это кольцо к руководству деятельностью конкретных мышечных синергий не приспособлено, прежде всего, из-за отсутствия датчиков, накапливающих первичную информацию о фактических параметрах состояния мышц, сухожилий и т.д.
Образование смысловой программы движения в задающем механизме внешнего кольца не составляет особых трудностей (хотя это не отрицает определенные педагогические приемы, может быть на самом высоком уровне) и достигается обычными методами, связанными с той или иной информацией о внешней картине движения – показом, рассказом, личным изучением и т.п. Создание же аналогичной программы в собственно программирующем механизме внутреннего кольца и вообще «запуск» принципиально значительно сложнее.
Здесь возможен только один путь – непосредственное выполнение самого движения, Если рассматривать программу деятельности внутреннего кольца, как наличие связей между управляющим и корригирующими функциями, то для их образования необходима взаимно направленная иррадиация возбуждения соответствующих нервных центров. В данном случае она возникает между двигательными (эффекторными) и афферентными, может быть, через промежуточные. Но если возбуждение первого из них допустимо представить как передачу раздражений из самых высоких нервных центров в более низкие – эффекторные, то афферентные центры могут соответственно возбудиться только в том случае, если раздражение поступит в них из периферии, т.е. лишь тогда, когда мышца будет напряжена, сухожилие натянется, а суставной угол изменится и все это приведет в действие механорецепторы. Подобное явление бывает только в ходе самого движения.
Иными словами, для образования программы во внутреннем кольце требуется создание «проприоцептивного рефлекса». Оговариваем, что для простоты последующих рассуждений умышленно упрощается описание этого процесса – на самом деле он протекает сложнее, но это не принципиально. В частности, мы не будем касаться всего хода сужения, иррадиации, последующей дифференциации возбуждения, укрепления связей и т.д., предполагая, что эти детали в данном случае не существенны. Важен самый главный факт – без движения нет образования программы и вообще «запуска» внутреннего кольца.
Таким образом, получается, что, с одной стороны, навык не может быть осуществлен без наличия программы во внутреннем кольце, а с другой – для образования этой программы требуется выполнение самого движения. И притом не просто выполнения, а такого, которое, как легко понять, с самого начала обеспечило бы создание правильной, требуемой программы движения.
Этот «порочный круг» и составляет наибольшую педагогическую трудность при выработке двигательных навыков. Мастерство педагога заключается в том, чтобы найти пути для устранения этого принципиального противоречия.
Обычно как выход из положения используется один путь – осуществлять осваиваемый навык первоначально под управлением внешнего кольца в какой-то примитивной, минимально приемлемой форме, чтобы заложить хоть какую-то простейшую программу для внутреннего, а затем, по мере включения в управление этого кольца, постепенно расширять его деятельность. Но тут немедленно возникает очень серьезная опасность «заложить» неправильную программу. Подобное первоначальное выполнение движения должно протекать по биомеханическим (внутренним!) параметрам, наиболее близко (если не полностью) стоящим к тем, которые необходимы для правильного выполнения движения. Ибо, очевидно, что несоответствие их требуемым параметрам приведет к тому, что в программирующем механизме внутреннего кольца будет образована ошибочная, ненужная программа, разрушение которой и создание нужной окажется, может быть, более трудным делом, чем образование с самого начала правильной.
Любой педагог в области, связанной с двигательными навыками, может привести многочисленные примеры этого явления, причины которого лежат в том, что важнейшие для освоения движения динамические параметры – его структуры – проходят по внутреннему кольцу и их подробности, поэтому всегда скрыты от сознания обучаемого и, как правило, обучающего.
Вот на это принципиально важное обстоятельство мы и считаем нужным обратить внимание читателей. Вся последующая работа педагога будет заметно облегчена, если он найдет выход из описываемого противоречия. К счастью, современные методы вскрытия биомеханической структуры движений позволяют это сделать если не для всех навыков, то хотя бы для некоторых.
Важно применить в ходе первоначального выполнения навыка такие методы срочной информации (В.С.Фарфель), которые позволят немедленно вслед за образованием нужных составляющих структуры движений тут же довести их параметры до обучаемого, т.е. сразу показать ему, как протекает освоение скрытой от него деятельности внутреннего кольца, и одновременно принять меры к устранению возможных ошибок. Подобный метод использования срочной информации позволит вести разучивание навыка так, чтобы перемещение звеньев тела и создание мышечных усилий шло сразу по требуемым параметрам. Это устранит опасность заложить неверную программу деятельности наиболее ответственного участка управления. Легко понять, насколько ускорится обучение и повысится его качество.
//-- Контрольные вопросы: --//
1. Назовите фазы освоения двигательного навыка?
2. Дайте определение координации движений?
3. Назовите уровни построения движений и их функции?
4. Роль обратной афферентации в координации движений человека?
5. Назовите функции внешнего и внутреннего колец управления при обучении произвольных движений человека?
6. Какие уровни выполняют роль ведущих и фоновых?
7. Дайте определение двигательному навыку?
8. Каковы основные трудности при образовании двигательных навыков?
//-- ЛИТЕРАТУРА: --//
1. Анохин П.К. Физиология и кибернетика // Вопросы философии. – 1957. – Вып. 4.
2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. – М.: Медицина, 1975.
3. Бернштейн Н.А. Некоторые назревающие проблемы регуляции двигательных актов // Вопросы психологии. – 1957. – № 6.
4. Бернштейн Н.А. О построении движений. – М.: Медгиз, 1947.
5. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. – М.: Медицина, 1966.
6. Бернштейн Н.А. Пути и задачи физиологии активности // Вопросы философии. – 1961. – Вып. 6.
7. Дмитриев С.В. Учитесь читать движения, чтобы строить действия. – Нижний Новгород, 2003.
8. Донской Д.Д. Мировоззренческие аспекты преподавания биомеханики в физкультурных вузах // Теория и практика физической культуры. – 1997. – № 12.
ГЛАВА II. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ УПРАВЛЕНИИ ПРОИЗВОЛЬНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ ЧЕЛОВЕКА
2.1. Проблема управления движениями человека
Прежде чем приступить к рассмотрению проблемы нужно дать определения некоторых понятий, а также краткий очерк изучения управления движениями человека.
При изложении материала необходимо придерживаться следующих основных понятий:
1. Всякий двигательный акт рассматривается с двух сторон – смысловой и мышечных синергий. Под первой понимается решение определенной двигательной задачи, а под второй – синергетическая согласованная деятельность множества групп мышц, приводящих в движение звенья тела и управляющих ими.
2. Под произвольными движениями в данном случае понимаются такие, в смысловую (а иногда и в двигательную) сторону которых в той или иной форме или в тех или иных условиях возможно вмешательство сознания человека.
3. Автоматизированными движениями называем такие, при выполнения которых управление конкретными мышечными синергиями дифференцированно осуществляется приспособленными для этого относительно более низовыми отделами центральной нервной системы, а смысловыми синергиями – высшими отделами с участием в той или иной мере сознания человека. В этом случае движения выполняются биомеханически целесообразно, без излишних нервно-мышечных затрат и при многократном повторении позволяют воспроизводить его достаточно одинаково.
В зависимости от условий, при которых выполняется движение, и степени освоения его мера автоматизированности и возможности, а также необходимости вмешательства сознания может быть различной. Однако чем более автоматизирован навык, тем меньшее участие в контроле за его деталями могут принимать высшие отделы центральной нервной системы. Хотя в дальнейшем мы будем неоднократно возвращаться к этим определениям, считаем тем не менее нужным дать некоторые пояснения.
Рассмотрение двигательного акта с двух сторон выдвигал еще А.Р. Лурия, который различал его смысловую структуру и двигательный состав. Определение Н.А. Бернштейна отличается тем, что вторая часть называется деятельностью конкретных мышечных синергий и рассматривается с позиций непосредственного управления биомеханической структурой движений.
Под биомеханической структурой в теории структурности понимаются закономерности взаимодействия элементов двигательного действия (множества частных движений, входящих в двигательный состав), образующих единое целое (систему движений); эти закономерности – кинематические и динамические – определяют появление новых системных свойств, поведение и развитие системы движений (Д.Д. Донской, 1968). Управление этими закономерностями приводит к достижению поставленной цели, к решению двигательной задачи. Смысловая сторона как раз и характеризует содержание задачи, ее смысл. А мышечные синергии осуществляют способ решения задачи, соответствующую кинематическую и динамическую структуры.
Движения человека настолько разнообразны и выполняются в столь различных условиях, что в некоторых случаях провести точную границу между произвольными движениями и непроизвольными, неавтоматизированными и автоматизированными, сознательными и бессознательными чрезвычайно затруднительно. Это приводит к многочисленным недоразумениям. Не случайно выражение И.П. Павлова "так называемые произвольные движения". Для удобства изложения материала были несколько схематизированы эти понятия, нисколько не скрывая известной условности приведенных определений.
В частности, для рассмотрения некоторых положений удобно считать произвольными такие движения, в смысловую сторону которых возможно вмешательство сознания. Однако подчеркиваем, это может быть в той или иной мере, в тех или иных условиях. Действительно, отдергивание руки при простом болевом раздражении оставляет впечатление явно непроизвольного движения. Но человек может, в случае надобности, вмешательством сознания подавить это автоматическое движение; так бывает, если подобные резкие движения представляют, например, непосредственную опасность для трудового или иного процесса и от них следует воздержаться. Тоже самое можно сказать и о сознательности или бессознательности выполнения навыков. Нередко бывает, что человек осуществляет те или действия "не задумываясь" или "бессознательно" (например, если они высокоавтоматизированы и их уже приходилось неоднократно осуществлять в аналогичных ситуациях). Следует ли считать их непроизвольными? По нашему определению – нет, поскольку в случае надобности можно изменить не только их смысловую сторону, но и детали управления синергиями. Поэтому при рассмотрении того или иного понятия следует исключать подобные идиоматические случаи и применять определения в общем значении, учитывая повторяем, что они нами только для удобства изложения материала.
Первоначальное изучение управления движениями человека происходило как анализ отдельных особенностей движений. Исследования в этой области были начаты братьями Вебер (1836), осуществившими первый, самый примитивный анализ ходьбы. Следует отметить, что ряд высказываний по биомеханике движений животных можно найти еще у Леонардо да Винчи, а первые наблюдения о местонахождении общего центра тяжести человека – у Д.А. Борелли (1679). Позднее локомоции человека изучались В. Мейером (1853), Э.М. Мареем (1871), Е. Майбриджем (1891). Однако все эти исследования не выходили из рамок изучения внешней стороны движений и не касались их координационных особенностей, хотя два последних исследователя уже применяли кинематографическую методику, позволившую установить кинематическую структуру движений.
Первый шаг в сторону подробного изучения биодинамики движений был сделан лишь в конце XIX столетия немецкими учеными В. Брауне и О. Фишером (1895-1904), которые, разработав более совершенную методику регистрации движений, детально изучили динамическую сторону перемещений конечностей и общего центра тяжести человека при обычной ходьбы. Недостатком исследований В. Брауне и О. Фишера явилось то, что они, проделав громадную вычислительную работу , в дальнейшем почти не использовали ее и, сгладив "от руки" важнейшие динамические колебания прилагаемых к конечностям усилий, исключили из своих наблюдений самое ценное – отражение на мышечной периферии деятельности центральных аппаратов, управляющих актом ходьбы, и само взаимодействие звеньев кинематических цепей тела человека.
После первой мировой войны биомеханик движений изучали "тейлористы" (Ф. Тейлор, Ж. Амар, Ф. Гильбрет и др.). Но их исследования производились с позиций самого узкого практицизма – изыскать пути повышения производительности труда без каких-либо попыток вникнуть в координационную сущность движений человека. Более примитивная методика этих исследований является и шагом назад по сравнению с методами В. Брауне и О. Фишера.
Глубокое изучение координации движений человека начало проводиться в Советском Союзе. Задачами этих исследований является детальное изучение всей биомеханической структуры произвольных движений человека с целью установления общих закономерностей, определяющих как центральную регуляцию, так и активность мышечной периферии в этом важнейшем жизненном процессе. Это необходимо для изыскания научных путей, облегчающих трудовую деятельность и высшие (например, спортивные) достижения человека, а также могущих служить в медицинской практике.
Пионером советских исследований в этой области следует считать К.Х. Кекчеева (1923), применившего с некоторыми улучшениями методику Брауне и Фишера для изучения патологических походок.
Решающий, качественный скачок в обширном анализе координационной структуры движений человека был осуществлен Н.А. Бернштейном, который в период с 1923 по 1949 г. изучал многие формы двигательных актов как в средних условиях, так и при максимальных нервно-мышечных напряжениях в спорте.
Вместе с Н.А. Бернштейном в те же годы большая группа исследователей изучала движения, имеющие важное значение в проявлении жизненных функций человека в труде и спорте (Т.С. Попова, П.И. Шпильберг, О.А. Зальцгебер, Л.В. Чхаидзе, Л.С. Осипов, Н.Г. Садчиков, А.С. Шевес, М.Л. Укран, Е.А. Котикова, В.Ф. Сорокин, Е.Г. Котельникова, Д.А. Семенов, С.В. Янанис, Н.А. Бутович, Д.Д. Донской, И.И. Алиханов, К.П. Субботина и др.). В конце сороковых годов была проделана большая работа по изучению биомеханики движений протезированных конечностей человека (В.С. Гурфинкель, Я.Л. Славуцкий и др.).
Все эти исследования производились в основном циклографической методикой, разработанной Н.А. Бернштейном, позволявшей за несколько дней вычислить такое количество данных, на которое у Брауне и Фишера уходили месяцы. А.А. Ухтомский (1927) дал высокую оценку этой методике: "Ни один метод регистрации двигательных реакций организма не дает такой полноты и объективности, как метод циклограммометрический. И ни один прежний метод изучения двигательных реакций не обладает такой наглядностью и точностью, как метод циклограммометрии".
В результате всех этих исследований к концу сороковых годов в руках исследователей накопился большой экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что любой двигательный акт человека является чрезвычайно сложным процессом, простейшие объяснения которого, без учета всей его структур, несостоятельны.
Действительно, если проследить только возрастной генезис структуры бытовой ходьбы (Т.С. Попова, 1940) и изменения структуры бега под влиянием тренировки (Н.А. Бернштейн, 1940) или утомления (Л.В. Чхаидзе, 1948), то не трудно убедиться в том, что основные динамические составляющие этих движений сложно эволюционируют и в своем развитии или распаде подчиняются определенным закономерностям.
Одновременно было показано (Н.А. Бернштейн, 1935), что биомеханическая структура любого движения есть результат механического взаимодействия между организмом и общим силовым полем движения. Это привело в конечном итоге к представлению о том, что правильное взаимоотношение между мышечным напряжением и результирующим движением (необходимое для выполнения координированного двигательного акта) требует непрерывного внесения корригирующих сигналов в деятельность мышечной периферии, а сами сигналы являются результатом сличения запланированного и фактически протекающего движения. Так была утверждена провозглашенная еще в конце прошлого столетия идея И.М. Сеченова о корригировании движений человека.
На этом следует остановиться несколько подробнее. Как указывает Х.С. Коштоянц (1952), по всем сочинениям И.М. Сеченова красной нитью проходит идея "регулирования движений чувствованием", идея связи между ощущениями и движениями в процессе образования двигательного навыка. Это очень важно. И.М. Сеченов был первым, кто обратил внимание на роль проприорецептивных ощущений в ходе управления навыком. В сравнительно малоизвестной работе "Участие нервной системы в рабочих движениях человека" он напишет: "Чем … руководствуется музыкант, когда разыгрывает знакомую ему пьесу в полной темноте? Ведь каждому отдельному звуку или аккорду предшествует отдельное расположение пальцев руки в пространстве с последующим движением их; значит, верное исполнение гарантируется не слухом, а привычными ощущениями, идущими из играющей руки. Другими словами, при игре в темноте в предшествие быстрому ряду движений и параллельно сними бежит ряд чувственных знаков, определяющих последовательные перемены в положение рук. Здесь мышечное чувство играет ту же роль, что и зрительное чтение нот при игре по нотам, идущее в предшествие движений" (И.М. Сеченов, Изб. произв., изд. АН СССР, М., 1952, том 1, стр. 512-513).
Из сказанного со всей ясностью вытекает, что И.М. Сеченов еще в конце прошлого столетия предугадывая роль проприорецепторики в управлении движениями человека и высших животных. Как будет показано ниже, ту роль трудно переоценить. Не меньшее значение имеют работы И.М. Сеченова и по вопросам взаимоотношения между сенсорными и моторными компонентами на различных стадиях формирования двигательных навыков.
В дальнейшем, когда учение о высшей нервной деятельности И.П. Павлова и успехи современной нейрофизиологии дали возможность подойти вплотную к более или менее ясному представлению о деятельности если не всех, то во всяком случае важнейших отделов центральной нервной системы, это сыграло свою роль. Создалась возможность объединить физиологические данные с материалами биомеханических исследований.
Объединение, начатое еще в тридцатых годах (Н.А. Бернштейн, 1935), привело к разработке теории координации движений, основные идеи которой намного определили высказывания кибернетиков о принципах регулирования движений в живом организме. К сожалению, прогрессивность этих взглядов была оценена не сразу. Основная работа Н.А. Бернштейна "О построении движений" (1947), получившая Государственную премию, вскоре была подвергнута критике, которую сейчас вряд ли можно признать справедливой. Лишь потом, когда выяснилась жизненность и обоснованность его высказываний, они постепенно стали завоевывать себе право гражданства.
Это совпало с дальнейшим развитием методов исследований. Появилось тензометрирование, позволяющее за несколько минут получать данные, на вычисление которых ранее уходили недели. Такая методика дала возможность осуществить накопление массового материала, чем устранила важнейший недостаток многих ранних биомеханических исследований. И, что особенно существенно, получила бурное развитие кибернетика, во многом предвосхищенная в развитии биомеханики.
Таким образом, в развитии биомеханики как науки наступил новый этап. Последние работы Н.А. Бернштейна (1961, 1962), И.М. Гельфанда, В.С. Гурфинкеля и М.Л. Цетлина (1962), Л.В. Чхаидзе (1962) и Д.Д. Донского (1968) подвели итоги ряду теоретических соображений, а разрешение некоторых практических вопросов, связанных, например, с протезированием (В.С. Гурфинкель, 1955, Я.Л. Славуцкий, 1956) или спортивной тренировкой (Л.В. Чхаидзе, 1948-1962; И.П. Ратов, Ю.В. Верхошанский, А.И. Джорджадзе, А.В. Седов, В.А. Самсонадзе, К. Фиделус, Г. Хохмут, Г. Мархольд, А. Новак и др.) резко расширили сферу ее применения как самостоятельной биологической дисциплины.
В результате в учебные планы специальных высших учебных заведений по физической культуре с 1958 г., вводится курс биомеханики. Для его прохождения изданы высококачественные учебные пособия (Д.Д. Донской, 1958, 1960, Е.К. Жуков, Е.Г. Котельникова, Д.А. Семенов, 1963). Пособие Д.Д. Донского переведено на несколько иностранных языков.
Наличие четких теоретических соображений и разнообразие методов исследований привели к тому, что биомеханические исследования применяют в решении важных задач современной науки, например в изучении вопросов, связанных с жизнедеятельностью человека в условиях перегрузок и невесомости. Проведенные в этой области исследования (Л.В. Чхаидзе, 1962-1967), М.А. Черепахин (1963-1966), И.Ф. Чекирда (1967), В.С.
Гурфинкель и др. (1960-1967) позволили решить ряд проблем, связанных с космическими полетами человека.
Большой вклад в изучение управления движениями человека внесли работы Н.А. Бернштейна (1986-1966). Они легли в основу изучения локомоций человека, создания теории об уровнях построения движений. Он разработал учение о физиологии активности и кольцевом принципе управления движениями на основе сенсорных коррекций.
Новаторские работы Н.А. Бернштейна совершили научный прорыв в нейрофизиологии «живых движений» и теории построения двигательных действий человека.
2.2. Природа навыка и тренировки
Усилия между звеньями кинематических цепей передаются от одного к другому через упругорастяжимые тяги скелетных мышц. В следствии этих обстоятельств совершенно и принципиально невозможно управлять движениями этих цепей иначе, как посредством непрерывно совершающихся сенсорных коррекций.
Каждая деталь текущего движения, каждый очередной миллиметр или угловая минута его в пространстве, и каждая следующая миллисекунда его во времени непрерывно сигнализируется центральной нервной системой по всем чувствительным системам организма. Эти сигналы о том, как фактически протекает движение, также непрерывно сверяются центральной нервной системой с тем, что составляло ее намерения, и позволяют ее эффекторным центрам вносить в движение все выясняющиеся таким образом коррективы. Наивысшие из них для данного акта, берущий на себя реализацию основных смысловых коррекций, обозначается как ведущий уровень для этого движения. Подчиненные ему нижележащие уровни, обеспечивающие выполнение вспомогательных, технических коррекций, называется фоновыми уровнями. Как правило в каждом двигательном акте в поле сознания попадает только содержание его ведущего уровня, какова бы ни была его абсолютная высота, тогда как коррекции фоновых уровней остаются за порогами сознания. Прижизненно вырабатываемые двигательные фоны обычно обозначаются термином «автоматизмы», а сам процесс их выработки термином «автоматизация двигательного акта». Оба акта объясняются именно тем, что фоновые компоненты движений остаются за порогом сознания.
Как только какая либо группа координационных коррекций переключается из ведущего уровня в фоновый, наиболее адекватный для нее по качеству и составу его коррекций, так она уходит из поля зрения, автоматизируется. В самом начале освоения нового движения все применяемые для него коррекции совершаются на его ведущем уровне.
Так как не один уровень не универсален настолько, чтобы обладать адекватными коррекциями для всех сторон движения то по неволе вначале всякое движение совершается неуклюже, при временном содействии более или менее подходящих коррекций, какие данный ведущий уровень в состоянии предоставить данному движению. Отсутствие автоматизмов вызывает при этом большую перегрузку сознания, вынужденного вникать в каждую техническую подробность движения.
В процессе тренировки происходит постепенное выделение фоновых компонентов, которые переадресовываются ведущем уровнем в этой из более низовых уровней, в котором имеются предпосылки для наилучшего выполнения именно этих коррекций. По мере выработки в низовых уровнях соответственных фоновых автоматизмов все больший и больший процент технических фонов уходит из поля сознания, разгружая этим ведущий уровень и в тоже время находя для себя условия значительно более точного и совершенного выполнения.
Из всего изложенного с необходимостью следует, что каждое переключение того или иного компонента движения из ведущего уровня в фоновый является, во-первых, более или менее внезапным скачкообразным изменением в процессе движения, а во-вторых, обязательно качественным скачком, поскольку первоначальные коррекции слагающей сменяются качественно совершенно иными. В каждом двигательном акте мы должны различать, его смысловую структуру и двигательный состав.
Смысловая структура целиком вытекает из существа возникшей двигательной задачи и определяет ведущий уровень построения, которому эта задача приходится по плечу. Двигательный же состав определяется не одной только задачей, а ее столкновением с двигательными возможностями человека, устройством его кинематических цепей, наличием того или другого орудия, содержанием накопленного к этому времени психомоторного опыта и т.д.
В самом начале освоения движения новичок подходит к разрешению этой задачи самым примитивным образом: он фиксирует все суставы движущегося органа путем одновременного напряжения всех антагонистов и тем самым заранее и с запасом выводит из строя все степени свободы, оставляя только одну – две, непосредственно необходимые для данной фазы движения. Это движение становится скованным, неловким, так как, в следствии иррадиации применяемого субъектом разлитого напряжения, напрягаются также и многие мышцы, не имеющие никакого отношения к выполняемому движению: поза и мимика становятся скованными, дыхание задерживается, язык высовывается и т.п.
На следующей ступени упражнения, уже освоившись в известной мере с тем, где, когда и в каком направлении постигнет его очередной толчок реактивной силы, субъект позволяет себе постепенно, одну за другой, высвободить фиксированные до того степени свободы, с тем, чтобы прекращать возникающие реактивные толчки уже не заблаговременной фиксацией, а короткими физическими импульсами, осуществляемыми в нужный момент и в нужном направлении. Это вызывает огромную энергетическую разгрузку от дорогостоящих статических титанических напряжений. Субъекту рано или поздно удается придать движению такую форму, при которой реактивные силы из помех, сбивающих движение, превращаются в значительной своей части в полезные силы, которые возникают когда движение случайно сходит с правильной траектории и стремятся вернуть его на эту траекторию.
Если такая удачная форма движения найдена и освоена, субъект может, очевидно, позволить себе освободить полностью суставы движущегося органа от настороженной реактивности, требовавшейся в предыдущей стадии. Субъективно такое движение ощущается как протекающее само собою. Спортсмены иногда определяют достигаемое при этом субъективное состояние, как расслабление, хотя, конечно, правильнее было бы назвать такое состояние снятием фиксации, так как расслабляются при этом, приобретая максимально свободную подвижность не мышцы органа, а его сочленения.
В динамически устойчивых формах сами реактивные силы, как сказано, обеспечивают движению возможность каждый раз выдерживать одну и ту же правильную траекторию; все те прочие формы по той же причине сами разрушаются, их трудно повторить одинаково, и даже по этому одному они не могут запечатлеться прочно. Деавтоматизация происходит отнюдь не только на органической основе. Она может получиться, например, при сильном утомлении, при чрезмерном злоупотреблении тренировкой того или другого приема (при заболевании), наконец, при возникновении каких либо осложняющих, сбивающих условий. Чем прочнее и рациональнее выработан навык, тем крепче он противостоит такого рода деавтоматизирующим воздействиям.
2.3. Образование двигательного навыка
Двигательный навык – это умение выполнять определенный род движения. В коре головного мозга имеется специальная двигательная область, возбуждение определенной точки этой области доходит по проводящим путям до спинного мозга, а оттуда к определенной мышечной группе, тело же человека можно представить подобно марионетке: достаточно дернуть за ниточку и конечности куклы будут подскакивать.
Извне на тело человека действует в первую очередь сила тяжести. Недостаточно просто направить первый импульс в мышцы конечности, чтобы последняя произвела движение в нужном направлении и с нужной силой и скоростью. Надо сообразовать этот импульс с силой тяжести, надо быть осведомленным о том, какое положение занимает конечность в пространстве перед началом или во время движения, нагружена она или свободна, совершает она падение или подъем, или перемещается горизонтально, выпрямлена она или согнута в суставах. Понятно, что один и тот же нервный импульс дает при этих разных условиях разный эффект. И, наоборот, для получения одного и того же эффекта, необходимо при каждом новом условии менять характер нервного импульса. Если на тело действует сила инерции, совершенно различен будет результат одних и тех же импульсов в зависимости от того находится ли конечность в покое или движении, а также от того, какова скорость и направление этого движения. Если, например, значительный толчок нужен, чтобы сообщить конечности начальное движение, то совершенно незначительное усилие требуется для поддержания начавшегося движения, но зато очень большое для изменения направления движения.
Наконец, следует считаться с реактивными силами. Известно, что каждое действие вызывает одинаковое по силе, но противоположное по направлению противодействие. Таким образом, если сила сокращающихся мышц толкает наиболее отдаленное от туловища звено конечности в одну сторону, то это отзывается на ближнем к туловищу звене в виде противоположно-направленного толчка.
Для того чтобы получилось нужное по силе, направлению, скорости, точности движение центральная нервная система должна непрерывно осведомляться о действии внешних сил; без этого она не может точно регулировать характер своих импульсов и распределять их по мускулатуре. Без этой непрерывной информации движения будут хаотичны, неправильны. Как известно, подобная информация исходит от чувствующих аппаратов, прежде всего от проприорецепторов, возбуждаемых при различной степени напряжения мускулатуры, при различной степени сгибаний в суставах. Громадную роль играют в этом отношении так же рецепторы вестибулярного аппарата, рецепторы кожи и зрительные. На основе этих афферентных сигналов и строятся, как нам известно, центробежные импульсы.
Многозвенная система тела не может быть управляема одними центробежными импульсами без ответных – центростремительных, от каждого звена приходящих импульсов. Только при наличии очень тонкой и точной сигнализации с периферии центр может управлять ею, закрепляя и отпуская, возбуждая и притормаживая движение отдельных звеньев. Образование любого двигательного навыка – это также координация, при том определенная, свойственная данному движению.
Первой стадией образования двигательного навыка является совершенствование чувствительности афферентной системы и ускорение реагирования на афферентные импульсы со стороны центральной нервной системы. Наконец, наступает этап еще большего совершенствования двигательного акта, когда человек перестает быть только во власти действия внешних сил, но оказывается в состоянии выгодно их для себя использовать. Это сказывается, например, в том, что, когда движение должно быть направлено вниз, активные импульсы уже не посылаются в соответствующие мышцы, последние остаются расслабленными и конечности представляется свободно падать под действием силы тяжести. Это сказывается также в том, что при движении выгодно используется сила инерции: импульс подается в мышцы не на протяжении всего движения, а только в начале его, дальше конечность продолжает движение уже по инерции.
Таким образом, вырабатывается очень тонкая и экономная дозировка импульсов. Они направлены лишь в те мышцы, которые нужны для движения лишь в данный момент, быстро переключаются с одной мышечной группы на другую, усиливаются при необходимости противодействовать внешним силам, но зато вовремя включаются или уменьшаются, чтобы предоставить этим силам самим произвести движение. Управление многозвенной системой происходит не за счет непрерывного закрепощения большинства звеньев, а путем своевременного и быстрого закрепления и ослабления отдельных звеньев. Такая дозировка импульсов и создает то, что называется высокой техникой движения. Нетрудно видеть, что в основе ее лежит явление называемое в спорте расслаблением. Утомляемость таких движений наименьшая.
В начале обучения все элементы движения совершаются под контролем сознания. Постепенно, однако, по мере повторения движения, его элементы начинают, как бы ускользать из под контроля сознания, не теряя при этом совершенства выполнения. Принято считать, что такой переход движений из области сознательной сферы в область бессознательной осуществляется благодаря тому, что управление движением спускается из высших нервных центров (коры) в более низшие. Многие виды движений могут управляться даже подкорковыми образованиями (экстрапирамидной системой). Это и есть автоматизация движений. Автоматизации в первую очередь подвергаются более простые движения. Благодаря этому управление движениями распределяется между различными уровнями центральной нервной системы, из которых одни, более низко расположенные, приобретают значение фоновых уровней, а другие – ведущих. Двигательный навык можно считать прочно усвоенным, когда наибольшее число элементов движений автоматизировалось, то есть перешло в фоновые уровни, и лишь самая главная, конечная цель движения осталась в ведущем уровне.
2.4. Распад, восстановление и перенос двигательного навыка
До сих пор рассматривался вопрос о становлении и совершенствовании двигательных навыков. Однако в практике встречается много случаев их распада и восстановления. В качестве примера рассмотрим анализ распада и восстановления определенного координированного навыка у человека в условиях длительных перегрузок.
Различные формы физических перегрузок человека имеют место в тех случаях, когда по ряду причин воздействие на звенья тела превышает силу земного притяжения. При этом оно обычно охватывает не какое-нибудь отдельное звено, а все тело человека и вызывает то, что называется его перегрузкой. Естественно полагать, что в этом случае координация движений должна нарушаться. Ведь в ходе многовековой эволюции всего двигательного аппарата человека сила тяжести играла решающую роль не только в формировании жесткого опорного скелете и мускулатуры живых существ, но и, что не менее важно, всей системы управления их движениями.
Центральные аппараты, управляющие движениями человека, учитывая все происходящее на костно-мышечной периферии, не могут не реагировать на такую постоянно действующую силу, как тяжесть управляемого звена. Это значительная часть информации, на которой строится управление навыком. Но вот наступил какой-то отрезок времени (иногда измеряющийся минутами) как эта информация резко изменилась. Как поведет себя центральная нервная система? Нарушится ли координация движений? На сколько? Нет ли возможностей восстановить ее? И т.д.
Для этого в качестве теста был избран двигательный навык со сравнительно несложной структурой; его можно было не только достаточно быстро автоматизировать (перенести управление на внутреннее кольцо), но и в удобных единицах измерять нарушения параметров. Это навык заключается в способности человека дифференцировать нажимы пальцем руки на жесткую опору. В ходе его выполнения испытуемый должен был стремиться сделать усилия второго нажима в половину величины первого. Соотношение этих нажимов выражалось специально разработанным для такого случая коэффициентом дифференциации усилий, который при соблюдении указанного выше соотношения должен был быть равным единице, а при невыполнении соответственно снижался.
Как и следовало ожидать, этот предел достигался только в отдельных случаях. Из 70-80 пар, записываемых (тензометрической методикой) в течение двухминутного выполнения теста, не более как 10-15 % нажимов отвечали этому требованию. По-видимому, в этом особенность данного навыка. Лишь после длительной (около полутора месяцев) ежедневной двухчасовой тренировки испытуемых, когда управление требуемыми деталями навыка перешло во внутреннее кольцо, что выразилось в известной стабильности коэффициента дифференциации усилий (в среднем около 0,82), движение стало достаточно автоматизированным.
Затем испытуемые стали выполнять этот навык в условиях различных перегрузок, создаваемых на специальном устройстве, и после соответствующей статистической обработки большого материала были получены очень интересные закономерности, имеющие принципиальное значение.
Сначала способность человека дифференцировать нажимы пальцем (а значит, так или иначе координировать движения) в условиях перегрузок нарушается. Если проследить способность испытуемых выполнять дифференцирование усилий в течение всего времени, когда они подвергались перегрузкам (то есть развернуть процесс во времени), то, описываемое ухудшение наблюдается только в начале опыта, а затем в случае сохранения величины перегрузки испытуемые постепенно восстанавливают способность координировать свои движения и притом в логарифмической зависимости от времени пребывания в этих условиях.
Так были установлены две очень важные закономерности. В их практическом значении сомневаться не приходится. Они не только позволяют заранее определить параметры нарушений координации движений человека и продолжительности ее восстановления при длительных перегрузках, но и могут служить тестом для определения тренированности человека, которому предстоит работать в этих условиях.
Эти закономерности имеют и теоретическое значение, свидетельствуя о замечательной способности центральной нервной системы перестраивать свою деятельность при резком изменении стабильной информации о величине силы тяжести. Объяснение такому интересному явлению, видимо, надо искать в том, что сама по себе перегрузка конечностей для управляющих аппаратов не новость. Не следует забывать, что, как показал рад исследований, при выполнении некоторых баллистических движений, ускорения крайних звеньев конечностей человека достигают пятидесятикратных. Но центральная нервная система при соответствующей подготовке прекрасно справляется с управлением этими движениями. Значит, и перестройка ее деятельности в описываемом примере имеет какие– то основания.
В заключение есть необходимость рассмотреть в доступном объеме, вопрос о переносе двигательных навыков. Под этим следует понимать использование целиком или частично во внутреннем кольце существующей программы какого-нибудь готового навыка для образования программы нового. Естественно, что подобное применение ранее созданной программы или ее деталей подразумевает одновременное использование части самой структуры движений. Как раз отражение тех или иных динамических составляющих существующего навыка в координационных деталях нового может и должно явиться фактом и результатом переноса.
С педагогической точки зрения, этот перенос должен, так или иначе способствовать становлению нового навыка. Обычно, если сходство структуры навыков хорошо подобрано, то это удается осуществить и процесс образования программы, как и вообще запуск внутреннего кольца, заметно ускоряется. Нередко тренеры специально прибегают к этому приему.
Однако, как и в случае со становлением совершенно нового навыка, все зачастую затрудняется отсутствием действенного контроля за протеканием внутренней динамики осваиваемого движения, с одной стороны, и неясностью, какие именно детали ее должны быть перенесены из старого навыка в новый, с другой. С описываемых позиций управления движениями это означает, что и в данном случае может возникнуть опасность образования ненужной, вредной программы во внутреннем кольце, поскольку как и для описанных выше примеров становления новых навыков очень важно, чтобы начальное выполнение навыка с переносом в него деталей из существующего выполнялось биомеханически правильно по тем же причинам, на которые в свое время обращалось внимание.
Для иллюстрации возможностей анализа движений с целью, выявления ведущих динамических составляющих, подлежащих переносу из одного навыка в другой, и контроля за этим процессом с педагогической точки зрения, приводится случай образования навыка спортивной ходьбы путем переноса динамических деталей из координационной структуры обычной ходьбы. Был избран этот пример потому, что являющаяся, может быть, единственным достаточно сложным высококоординированным движением, свойственным всему человечеству (за исключением разве патологических походок), эта ходьба имеет очень стабильную и хорошо изученную структуру. Перенос ее деталей в спортивную ходьбу, так или иначе, должен иметь место. Это связано с тем, что обе рассматриваемые формы локомоции выполняются по одинаковой смысловой задаче (отталкивание от опоры) и в сходных динамических условиях. Конечно, возможные различия структуры могли проявить себя, но, как бы то ни было, следовало ожидать, что в силу указанной общности задач и динамики некоторые важные детали обычной ходьбы должны войти в структуру спортивной. С другой стороны, не менее интересно было выявить достаточно четкие различия между структурами. Это позволило бы учесть их в ходе становления навыка спортивной ходьбы.
Анализ динамограмм обычной и спортивной ходьбы показал, что структура навыка спортивной ходьбы (точнее, его опорного интервала), с одной стороны, отличается от обычной, а с другой – содержит ее элементы. В частности, в спортивной ходьбе заметно снижены параметры переднего толчка, а задний, напротив, резко возрос как по величине, так и продолжительности.
Кроме того, не прослеживается столь характерной для обычной ходьбы разграничение между этими толчками. Все это вызвано определенными причинами. При спортивной ходьбе важно как можно быстрее погасить скорость приземления ноги и скорее выполнить сильный задний толчок. Это и находит свое отражение в параметрах, приложенных к опоре усилий.
При формировании этого навыка у лиц, совершенно не знакомых с ним, наблюдается характерная картина. Оказывается, что и перенос навыка подчиняется определенным закономерностям и доступен сразу не всем. Однако, это вполне реальное явление, при длительном и правильном выполнении он происходит.
Таким образом, можно заключить, что перенос навыка в том понимании, как это было изложено выше, вполне нормальное явление и при правильном использовании может принести соответствующую пользу.
//-- Контрольные вопросы: --//
1. Какие движения следует считать автоматизированными?
2. Какие движения являются произвольными?
3. Раскройте механизм образования двигательного навыка?
4. Назовите основную трудность при изучении двигательным действиям?
5. Как следует рассматривать распад двигательного навыка и место колец управления в этом процессе?
6. Что такое степень свободы?
7. Как происходит перенос двигательных навыков?
8. Какова роль сличающего механизма при обучении двигательным действием?
//-- ЛИТЕРАТУРА: --//
1. Анохин П.К. Физиология и кибернетика // Вопросы философии. – 1957. – Вып. 4.
2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. – М.: Медицина, 1975.
3. Бернштейн Н.А. О построении движений. – М.: Медгиз, 1947.
4. Дмитриев С.В. Акмеологическая экспертиза педагогических достижений: методические рекомендации для экспертов. – СПб.: Балтийская педагогическая академия, 2000.
5. Дмитриев С.В. Дидактические основы ценностно-смыслового и биомеханического моделирования двигательных действий спортсмена. – Н.Новгород, 1995.
6. Дмитриев С.В. Учитесь читать движения, чтобы строить действия. – Нижний Новгород, 2003.
7. Дмитриев С.В., Оленев Д.В. Технология обучения двигательным действиям. Предметная область и теоретические основания: Монография. – Нижний Новгород, 2001.
8. Донской Д.Д. Законы движений в спорте (очерки по теории структурности движений). – М.: Физкультура и спорт, 1969.
9. Чхаидзе Л.В. Об управлении движениями человека. М: Физкультура и спорт, 1970.
ГЛАВА III. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ
На основе преемственности стержневых понятий классической рефлекторной теории И.П. Павлова и результатов собственных экспериментальных работ П.К. Анохиным (1935) была сформулирована теория функциональной системы.
Продолжив дело, начатое И.М. Сеченовым и И.П. Павловым, он показал, что наиболее устойчивая форма функционирования живых существ является функциональная система. Автор со своими многочисленными учениками установил, что функциональная система это замкнутая самоуправляемая динамическая организация центральных и периферических механизмов, компоненты которой находятся в отношениях взаимосодействия в получении необходимого организму результата. Им показано, что фактором, образующим систему взаимосодействующих элементов является необходимый результат деятельности этой системы, поэтому результат можно рассматривать как полноправную физиологическую категорию.
П.К. Анохин нашел, что «…все функциональные системы независимо от уровня своей организации и от количества составляющих их компонентов имеют принципиально одну и ту же функциональную архитектуру, в которой результат является доминирующим фактором, стабилизирующим организацию систем» (П.К. Анохин, Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем. В кн.: Принципы системной организации функций. М., Наука, 1973, с. 5-61). Как было отмечено ранее, взаимодействие человека и животных с окружающей средой осуществляется через целенаправленную деятельность или поведение. Двигательный акт как элемент поведения воспроизводит основные звенья его структуры. Ведущим системообразующим фактором целенаправленного поведения, так же как и отдельного двигательного акта, является полезный для жизнедеятельности организма приспособительный результат.
С позиции принципа системного квантования процессов жизнедеятельности двигательный акт может быть соотнесен с отдельным квантом поведения. Это наиболее очевидно при иерархическом квантовании, когда удовлетворение ведущей потребности значительно отставлено во времени и для достижения конечного результата необходимо выполнить ряд предварительных действий. Например, при конструировании человеком определенного изделия, когда для создания конечного продукта необходимо решить ряд промежуточных задач со своими конкретными результатами (Судаков К.В., 1997).
Изучая физиологическую структуру поведенческого акта, П.К. Анохин пришел к выводу о необходимости различать частные механизмы интеграции, когда эти частные механизмы вступают между собой в сложное координированное взаимодействие. Они объединяются, интегрируются в систему более высокого порядка, в целостную архитектуру приспособительного, поведенческого акта. Этот принцип интегрирования частных механизмов и был им назван принципом «функциональной системы».
Определяя функциональную систему как динамическую, саморегулирующуюся организацию, избирательно объединяющую структуры и процессы на основе нервных и гуморальных механизмов регуляции для достижения полезных системе и организму в целом приспособительных результатов, П.К. Анохин распространил содержание этого понятия на структуру любого целенаправленного поведения (Анохин П.К., 1968).
С этих позиций может быть рассмотрена и структура отдельного двигательного акта. На основе теории функциональных систем А. Батуев и О.Таиров предложили свою схему механизма организации движений. (Рис.2).
Рис. 2. Схема организации движений по А. Батуеву и О. Таирову (1987)
Функциональная система имеет разветвленный морфофизиологический аппарат, обеспечивающий за счет присущих ей закономерностей как эффект гомеостаза, так и саморегуляции.
Выделяют два типа функциональных систем.
1. Функциональные системы первого типа обеспечивают постоянство определенных констант внутренней среды за счет системы саморегуляции, звенья которой не выходят за пределы самого организма. Примером может служить функциональная система поддержания постоянства кровяного давления, температуры тела и т.п. Такая система с помощью разнообразных механизмов автоматически компенсирует возникающие сдвиги во внутренней среде организма.
2. Функциональные системы второго типа используют внешнее звено саморегуляции. Они обеспечивают приспособительный эффект благодаря выходу за пределы организма через связь с внешним миром, через изменения поведения. Именно функциональные системы второго типа лежат в основе различных поведенческих актов, различных типов поведения.
Центральная архитектоника функциональных систем, определяющих целенаправленные поведенческие акты различной степени сложности, складывается из следующих последовательно сменяющих друг друга стадий:
– афферентный синтез,
– принятие решения,
– акцептор результатов действия,
– эфферентный синтез,
– формирование действия, и, наконец,
– оценка достигнутого результата.
АФФЕРЕНТНЫЙ (от лат. afferens – приносящий), несущий к органу или в него (напр., афферентная артерия); передающий импульсы от рабочих органов (желез, мышц) к нервному центру (афферентные, или центростремительные, нервные волокна).
ЭФФЕРЕНТНЫЙ (от лат. efferens – выносящий), выносящий, выводящий, передающий импульсы от нервных центров к рабочим органам, напр. эфферентные, или центробежные, нервные волокна.
АКЦЕПТОР (от лат. acceptor – принимающий).
Общая структура функциональной системы представлена на рис. 3.
Рис. 3. Структура функциональной системы П. К. Анохина.
1. Поведенческий акт любой степени сложности начинается со стадии афферентного синтеза.
Возбуждение, вызванное внешним стимулом, действует не изолированно. Оно непременно вступает во взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, имеющими иной функциональный смысл. Головной мозг непрерывно обрабатывает все сигналы, поступающие по многочисленным сенсорным каналам. И только в результате синтеза этих афферентных возбуждений создаются условия для реализации определенного целенаправленного поведения. Содержание афферентного синтеза определяется влиянием нескольких факторов: мотивационного возбуждения, памяти, обстановочной и пусковой афферентации.
Мотивационное возбуждение появляется в центральной нервной системе вследствие той или другой витальной, социальной или идеальной потребности.
Специфика мотивационного возбуждения определяется особенностями, типом вызвавшей его потребности. Оно – необходимый компонент любого поведения. Важность мотивационного возбуждения для афферентного синтеза вытекает уже из того, что условный сигнал теряет способность вызывать ранее выработанное пищедобывательное поведение (например, пробежку собаки к кормушке для получения пищи), если животное уже хорошо накормлено и, следовательно, у него отсутствует мотивационное пищевое возбуждение.
Роль мотивационного возбуждения в формировании афферентного синтеза определяется тем, что любая поступающая информация соотносится с доминирующим в данный момент мотивационным возбуждением, которое действует как фильтр, отбирающий наиболее нужное для данной мотивационной установки. Доминирующая мотивация как первичный системообразующий фактор определяет все последующие этапы мозговой деятельности по формированию поведенческих программ. Специфика мотиваций определяет характер и «химический статус» внутрицентральной интеграции и набор вовлекаемых мозговых аппаратов. В качестве полезного результата определенного поведенческого акта выступает удовлетворение потребности, т.е. снижение уровня мотивации.
Нейрофизиологической основой мотивационного возбуждения является избирательная активация различных нервных структур, создаваемая, прежде всего лимбической и ретикулярной системами головного мозга. На уровне коры мотивационное возбуждение представлено специфическим паттерном возбуждения.
Хотя мотивационное возбуждение является очень важным компонентом афферентного синтеза, оно не единственной его компонент. Внешние стимулы с их разным функциональным смыслом по отношению к данному, конкретному организму также вносят свой вклад в афферентный синтез.
Выделяют два класса стимулов с функциями пусковой и обстановочной афферентации.
Условные и безусловные раздражители, ключевые стимулы (вид ястреба – хищника для птиц, вызывающего поведение бегства, и др.) служат толчком к развертыванию определенного поведения или отдельного поведенческого акта. Этим стимулам присуща пусковая функция. Картина возбуждения, создаваемая биологически значимыми стимулами в сенсорных системах, и есть пусковая афферентация. Однако способность пусковых стимулов инициировать поведение не является абсолютной. Она зависит от той обстановки и условий, в которых они действуют.
Зависимость формирования условного рефлекса от обстановки опыта была описана уже И.П. Павловым. Неожиданное изменение обстановки может разрушать ранее выработанный уловный рефлекс. Однако обстановочная афферентация, хотя и влияет на появление и интенсивность условнорефлекторной реакции, сама неспособна вызывать эти реакции.
Влияние обстановочной афферентации на условный рефлекс наиболее отчетливо выступило при изучении явления динамического стереотипа. В этих опытах животное тренировали для выполнения в определенном порядке серии различных условных рефлексов. После длительной тренировки оказалось, что любой случайный условный раздражитель может воспроизвести все специфические эффекты, характерные для каждого раздражителя в системе двигательного стереотипа. Для этого лишь необходимо, чтобы он следовал в заученной временной последовательности. Таким образом, решающее значение при вызове условных рефлексов в системе динамического стереотипа приобретает порядок их выполнения.
Следовательно, обстановочная афферентация включает не только возбуждение от стационарной обстановки, но и ту последовательность афферентных возбуждений, которая ассоциируется с этой обстановкой.
Обстановочная афферентация создает скрытое возбуждение, которое может быть выявлено, как только подействует пусковой раздражитель. Физиологический смысл пусковой афферентации состоит в том, что, выявляя скрытое возбуждение, создаваемое обстановочной афферентацией, она приурочивает его к определенным моментам времени, наиболее целесообразным с точки зрения самого поведения.
Решающее влияние обстановочной афферентации на условнорефлекторный ответ было показано в опытах И.И. Лаптева – сотрудника П.К. Анохина. В его экспериментах звонок утром подкреплялся едой, и тот же звонок вечером сопровождался ударом электрического тока. В результате было выработано два разных условных рефлекса: утром – слюноотделительная реакция, вечером – оборонительный рефлекс. Животное научилось дифференцировать два комплекса раздражителей, различающихся только временным компонентом.
Афферентный синтез включает также использование аппарата памяти. Очевидно, что функциональная роль пусковых и обстановочных раздражений в известной мере уже обусловлена прошлым опытом животного. Это и видовая память, и индивидуальная, приобретенная в результате обучения. На стадии афферентного синтеза из памяти извлекаются и используются именно те фрагменты прошлого опыта, которые полезны, нужны для будущего поведения.
Таким образом, на основе взаимодействия мотивационного, обстановочного возбуждения и механизмов памяти формируется так называемая интеграция или готовность к определенному поведению. Но, чтобы она трансформировалась в целенаправленное поведение, необходимо воздействие со стороны пусковых раздражителей.
Пусковая афферентация – последний компонент афферентного синтеза.
Процессы афферентного синтеза, охватывающие мотивационное возбуждение, пусковую и обстановочную афферентацию, аппарат памяти, реализуются с помощью специального модуляционного механизма, обеспечивающего необходимый для этого тонус коры больших полушарий и других структур мозга. Этот механизм регулирует и распределяет активирующие и инактивирующие влияния, исходящие из лимбической и ретикулярной систем мозга. Поведенческим выражением роста уровня активации в центральной нервной системе, создаваемым этим механизмом, является появление ориентировочно-исследовательских реакций и поисковой активности животного.
2. Завершение стадии афферентного синтеза сопровождается переходом в стадию принятия решения, которая и определяет тип и направленность поведения. Стадия принятия решения реализуется через специальную и очень важную стадию поведенческого акта – формирование аппарата акцептора результатов действия. Это аппарат, программирующий результаты будущих событий. В нем актуализирована врожденная и индивидуальная память животного и человека в отношении свойств внешних объектов, способных удовлетворить возникшую потребность, а также способов действия, направленных на достижение или избегание целевого объекта. Нередко в этом аппарате запрограммирован весь путь поиска во внешней среде соответствующих раздражителей.
Предполагается, что акцептор результатов действия представлен сетью вставочных нейронов, охваченных кольцевым взаимодействием. Возбуждение, попав в эту сеть, длительное время продолжает в ней циркулировать. Благодаря этому механизму и достигается продолжительное удержание цели как основного регулятора поведения.
До того как целенаправленное поведение начнет осуществляться, развивается еще одна стадия поведенческого акта – стадия программы действия или эфферентного синтеза.
На этой стадии осуществляется интеграция соматических и вегетативных возбуждений в целостный поведенческий акт. Эта стадия характеризуется тем, что действие уже сформировано, но внешне оно еще не реализуется.
3. Следующая стадия – это само выполнение программы поведения. Эфферентное возбуждение достигает исполнительных механизмов, и действие осуществляется.
Благодаря аппарату акцептора результатов действия, в котором программируется цель и способы поведения, организм имеет возможность сравнивать их с поступающей афферентной информацией о результатах и параметрах совершаемого действия, т.е. с обратной афферентацией. Именно результаты сравнения определяют последующее построение поведения, либо оно корректируется, либо оно прекращается как в случае достижения конечного результата.
Следовательно, если сигнализация о совершенном действии полностью соответствует заготовленной информации, содержащейся в акцепторе действия, то поисковое поведение завершается. Соответствующая потребность удовлетворяется. И животное успокаивается. В случае, когда результаты действия не совпадают с акцептором результата действия и возникает их рассогласование, появляется ориентировочно– исследовательская деятельность. В результате этого заново перестраивается афферентный синтез, принимается новое решение, создается новый акцептор результатов действия и строится новая программа действий. Это происходит до тех пор, пока результаты поведения не станут соответствовать свойствам нового акцептора действия. И тогда поведенческий акт завершается последней санкционирующей стадией – удовлетворением потребности.
Таким образом, в концепции функциональной системы наиболее важным ключевым этапом, определяющим развитие поведения, является выделение цели поведения.
Она представлена аппаратом акцептора результатов действия, который содержит два типа образов, регулирующих поведение, – сами цели и способы их достижения. Выделение цели связывается с операцией принятия решения как заключительного этапа афферентного синтеза.
В чем суть механизма, который приводит к принятию решения, в результате которого и формируется цель?
Исследователи выделяют две группы эмоциональных явлений.
1. Первая группа – это ведущие эмоции.
Их возникновение связано с появлением или усилением потребностей. Так, возникновение той или другой биологической потребности, прежде всего, отражается в появлении отрицательных эмоциональных переживаний, выражающих биологическую значимость тех изменений, которые развиваются во внутренней среде организма. Качество и специфика ведущего эмоционального переживания тесно увязаны с типом и особенностями породившей его потребности.
2. Вторая группа эмоциональных переживаний – ситуативные эмоции.
Они возникают в процессе действий, совершаемых в отношении цели, и являются следствием сравнения реальных результатов с ожидаемыми. В структуре поведенческого акта, по П.К. Анохину, эти переживания возникают в результате сопоставления обратной афферентации с акцептором результатов действия. В случаях рассогласования возникают эмоциональные переживания с отрицательным знаком. При совпадении параметров результатов действия с ожидаемыми, эмоциональные переживания носят положительный характер.
Наиболее прямое отношение к формированию цели поведения имеют ведущие эмоции. Это касается как отрицательных, так и положительных эмоциональных переживаний.
Ведущие эмоции с отрицательным знаком сигнализируют субъекту о биологической значимости тех отклонений, которые совершаются в его внутренней среде. Они и определяют зону поиска целевых объектов, так как эмоциональные переживания, порожденные потребностью, направлены на те предметы, которые способны ее удовлетворить. Например, в ситуации длительного голодания переживание голода проецируется на пищу. В результате этого меняется отношение животного к пищевым объектам. Оно эмоционально, с жадностью набрасывается на еду, тогда как сытое животное может проявить полное равнодушие к пище.
Целенаправленное поведение – поиск целевого объекта, удовлетворяющего потребность, – побуждается не только отрицательными эмоциональными переживаниями. Побудительной силой обладают и представления о тех положительных эмоциях, которые в результате индивидуального прошлого опыта связаны в памяти животного и человека с получением будущего положительного подкрепления или награды, удовлетворяющего данную конкретную потребность. Положительные эмоции фиксируются в памяти и впоследствии возникают всякий раз как своеобразное представление о будущем результате при возникновении соответствующей потребности.
Формирование акцептора результатов действия в структуре поведенческого акта опосредовано содержанием эмоциональных переживаний. Ведущие эмоции выделяют цель поведения и тем самым инициируют поведение, определяя его вектор. Ситуативные эмоции, возникающие в результате оценок отдельных этапов или поведения в целом, побуждают субъект действовать либо в прежнем направлении, либо менять поведение, его тактику, способы достижения цели.
Согласно теории функциональной системы, хотя поведение и строится на рефлекторном принципе, но оно не может быть определено как последовательность или цепь рефлексов.
Поведение отличается от совокупности рефлексов наличием особой структуры, включающей в качестве обязательного элемента программирование, которое выполняет функцию опережающего отражения действительности. Постоянное сравнение результатов поведения с этими программирующими механизмами, обновление содержания самого программирования и обусловливают целенаправленность поведения.
В рассмотренной структуре поведенческого акта отчетливо представлены главные характеристики поведения: его целенаправленность и активная роль субъекта в процессе построения поведения (движения).
Получению результата действия, удовлетворяющего доминирующую потребность, предшествует его афферентная модель, которая предвосхищает афферентные параметры реального результата. Афферентная модель, предвидя афферентные свойства будущего реального результата действия, выступает в роли задающего элемента функциональной системы, программирующего параметры ожидаемого результата. В то же время, эта модель выступает также и в роли эталона, относительно которого происходит оценка обратной афферентации о параметрах реального полученного результата и, в случае рассогласования, направляет активность человека или животного вплоть до получения афферентных параметров реального результата совпадающих с моделью. Совместно эти две функции модели результата объединяются в одном из узловых механизмов функциональной системы, который в теории функциональных систем получил название акцептора результатов действия.
Таким образом, акцептор результатов действия является аппаратом опережающим ход событий в отношениях между организмом и средой, а так же контролирующим их.
Акцептор результатов действия формируется на основе афферентного синтеза.
К.В. Судаков с соавт. (1975), разбирая узловые механизмы функциональной системы, следующим образом описывает задачи и процесс этого узлового механизма функциональной системы: «В процессе афферентного синтеза происходит решение трех основных вопросов: что делать, как делать, когда делать. Были установлены четыре ведущих компонента афферентного синтеза: исходная доминирующая мотивация: обстановочные и пусковая афферентации; память. Общий принцип формирования стадий афферентного синтеза представляется следующим образом. На основе исходной доминирующей мотивации (возникающей как результат определенной потребности организма) и прошлого опыта из всего разнообразия внешних стимулов отбираются наиболее значимые по критерию их пригодности для реализации данного мотивационного состояния. Итогом адекватного синтеза отобранной информации является принятие конкретного решения к действию, максимально способствующего получению полезного приспособительного результата» (К.В. Судаков с соавт. Предисловие к книге П.К. Анохина «Очерки функциональных систем», М., Медицина, 1975, с. 11).
Следует особо остановиться на вопросах получения обстановочной афферентации посредством деятельности анализаторов, осуществляющих восприятие информации.
Схема этапной деятельности анализаторов представлена на рис. 4.
Рис. 4. Блок схема этапов деятельности анализаторов.
Таким образом, модель акцептора результатов действия формируется как с учетом обстановочной афферентации, так и на основе прошлого опыта индивида и направлена на обеспечение доминирующей потребности организма. Будучи динамическим образованием, функциональная система после достижения необходимого результата вытормаживается как больше не нужная в данный момент. Вытормаживание функциональной системы возможно также и в условиях, когда на основе этого системного образования не может быть получен результат удовлетворяющий потребность. В этом случае на основе поиска создается совершенно новая система способная получить необходимый результат действия. «Результат, – пишет П.К. Анохин (1973), господствует над всей системой, и над всем формированием системы доминирует влияние результата.
Результат имеет императивное влияние на систему: если он недостаточен, то немедленно эта информация о недостаточности результата перестраивает всю систему, перебирает все степени свободы, и, в конце концов, каждый элемент вступает в работу теми своими степенями, которые способствуют получению результата» (П.К. Анохин. В кн.: Философские проблемы биологии. М:, Наука, 1973, с. 100).
Афферентация о параметрах полученного результата движения, поступающая в акцептор результатов действия, или подкрепляет имеющуюся афферентацию модель результата или, если результат не удовлетворяет потребность организма, является сигналом к поиску более совершенной модели результата движения. Таким образом, подкрепление афферентной модели результата обратной афферентацией о параметрах полученного во внешней среде реального результата, является тем фактором который сохраняет в памяти человека необходимую ему модель результата движения.
Многочисленными исследованиями автора теории функциональных систем и его сотрудников показано, что результат суперсистемы целенаправленного действия не является жестко детерминированным результатом отдельных субсистем объединенных в эту систему отношениями взаимодействия в получении приспособительного результата (П.К. Анохин, 1968, 1970, 1973). К.В.Судаков пишет, что «Такое свойство функциональных систем различными путями достигать одного и того же приспособительного результата является проявлением, их крайней пластичности» (К.В. Судаков. Функциональные системы организма. М., 1976, с. 15.)
В настоящее время теория функциональной системы получила международное признание. Так А.Р. Лурия (1977) отмечает, что «Теория функциональных систем» сформулировала общие положения о построении основных единиц работы мозга и начала переходить к раскрытию их реальных нейрофизиологических механизмов» (А.Р. Лурия. К проблеме психологически ориентированной физиологии). (В кн.: Проблемы нейрофизиологии. М:, Наука, 1977, с. 25).
В предисловии к книге П.К. Анохина «Очерки по физиологии функциональных систем», К.В. Судаков с соавторами подчеркивают, что «теория функциональной системы П.К. Анохина дала возможность подойти к изучению мозга с новых методологических позиций, которые теперь известны как системный подход.
Системный подход имеет два аспекта. Во-первых, в любой функциональной системе имеется системообразующий фактор – результат действия, вокруг которого в зависимости от конкретных условий складывается функциональная архитектура рабочих элементов данной системы… Во-вторых, системный подход означает попытку распространить основные принципы теории функциональной системы для объяснения возможно большего числа физиологических явлений.
Преимущество общей теории функциональных систем по сравнению с другими типами систем и «системных подходов» заключается именно в том, что она дает конкретные возможности для анализа различных классов явлений».
В настоящее время продолжается дальнейшая разработка теории функциональной системы, в основном направленная на изучение нейрофизиологических механизмов предвидения и программирования параметров будущих результатов, удовлетворяющих доминирующую потребность, т.е. исследование вопроса постановки цели в широком смысле слова (К.В. Судаков, 1976, 1978).
Как отмечает К.В. Судаков (1978), «успешно ведутся исследования различных аспектов теории функциональной системы, – от системной интегрированной деятельности отдельных нейронов, до системных механизмов психических функций включительно» (К.В. Судаков, К.А. Волков. Перспективы развития теории функциональной системы. Успехи физиологической науки, т. 9, № 1, 1973, с. 13).
Нами проведен анализ основных теоретических направлений, на основе которых в настоящее время строятся представления о механизмах двигательного поведения человека и животных. Эти теоретические направления находят свое широкое применение как в теории и методике физического воспитания и спорта, так и в лечебной, адаптивной физической культуре.
//-- Контрольные вопросы --//
1. Дайте определение функциональной системе?
2. По какому принципу работают компоненты системы?
3. Что является фактором образующим функциональную систему?
4. Какую архитектуру имеют все функциональные системы?
5. Сколько существует типов функциональных систем?
6. Какова архитектоника функциональной системы?
7. Что включает в себя афферентный синтез?
//-- ЛИТЕРАТУРА: --//
1. Селуянов В.Н. Направления развития теории технической подготовки спортсменов // Проблемы теории технической подготовки спортсменов. – М.: ГЦОЛИФК, 1993.
2. Селуянов В.Н. Биомеханизмы как основа развития биомеханики движений человека (спорта) // Теория и практика физической культуры. – 1995. – № 7.
3. Судаков К.В. Общая теория функциональных систем. – М.: Медицина, 1984.
4. Фарфель В.С. Управление движениями в спорте. – М: Физкультура и спорт, 1975.
5. Чхаидзе Л.В. Об управлении движениями человека. М: Физкультура и спорт, 1970.
6. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. – М.: Медицина, 1966.
7. Донской Д.Д. Законы движений в спорте (очерки по теории структурности движений). – М.: Физкультура и спорт, 1969.
8. Донской Д.Д. Мировоззренческие аспекты преподавания биомеханики в физкультурных вузах // Теория и практика физической культуры. – 1997. – № 12.
9. Дмитриев С.В. Дидактические основы ценностно-смыслового и биомеханического моделирования двигательных действий спортсмена – Н.Новгород, 1995.
10. Дмитриев С.В. Акмеологическая экспертиза педагогических достижений: методические рекомендации для экспертов. – СПб.: Балтийская педагогическая академия, 2000.
11. Дмитриев С.В. Учитесь читать движения, чтобы строить действия. – Нижний Новгород, 2003.
12. Анохин П.К. Физиология и кибернетика // Вопросы философии. – 1957, – Вып. 4.
13. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. – М.: Медицина, 1975.
14. Бернштейн Н.А. О построении движений. – М.: Медгиз, 1947.
ГЛАВА IV. ФОРМИРОВАНИЕ РИТМО-ТЕМПОВОЙ СТРУКТУРЫ РАЗБЕГА В ПРЫЖКАХ В ВЫСОТУ
4.1. Влияние предварительной технической и специальной физической подготовленности на процесс формирования эффективного навыка прыжка в высоту
В процессе многолетней педагогической работы в Волгоградском государственном институте физической культуры мы выявили, что студенты различных специализаций по-разному осваивают технику прыжка в высоту. За один и тот же период времени представители одних видов спорта (волейбол, баскетбол, футбол, легкая атлетика) добиваются существенного улучшения спортивных результатов, а других (тяжелая атлетика, бокс, плавание) – часто с большими трудностями выполняют даже минимальный учебный норматив. Причину этого явления мы попытались выявить в ходе педагогического эксперимента, в котором принимали участие две группы испытуемых. В первую группу вошли представители специализаций баскетбол (группа «А»), а во вторую (группа «В») – тяжелая атлетика.
Целью педагогического эксперимента являлось выявление влияния специфики тренировочной деятельности испытуемых и их общей и специальной подготовленности на эффективность обучаемости технике прыжка в высоту с разбега.
Результаты исследования представлены в таблице 1. Сопоставление исходного уровня подготовленности спортсменов обеих групп выявило существенное их различие.
По одним показателям (абсолютная сила мышц разгибателей голени – 63,8 %, р<0,001; абсолютная сила икроножной группы мышц голени при подошвенном сгибании стопы в статическом режиме – 37,9 %, р<0,001; тройной прыжок с места – 8,9 %, р<0,05; прыжок с места вверх – 6,2 %, р<0,05; прыжок в длину с места – 4,6 %, р<0,05; бег 30 м с ходу – 4,4 %, р<0,05) прослеживается преимущество студентов тяжелоатлетов (группа «В»), а по другим характеристикам (выпрыгивание вверх с полного разбега – 31,0 %, р<0,001; выпрыгивание вверх с трех шагов разбега – 26,1 %, р<0,001) выявлены боле высокие результаты у баскетболистов (группа «А»).
Таблица 1
Динамика росто-весовых данных и показателей физической и технической подготовленности занимающихся различных специализаций в прыжках в высоту
Условные обозначения: группа «А» – специализация баскетбол;
группа «В» – тяжелая атлетика
Сопоставление исходного уровня спортивных результатов в прыжках в высоту в обеих группах показало значительное преимущество представителей специализации баскетбол (12,5 %, р<0,01).
Таким образом, было установлено превосходство в предварительном уровне развития силовых и скоростно-силовых качеств у тяжелоатлетов и, наоборот, преимущество баскетболистов в показателях технико-физической подготовленности и спортивных результатах.
За период педагогического эксперимента у студентов группы «А» (специализация баскетбол) существенно увеличились показатели в выпрыгивании вверх с полного разбега (10,6 %, р<0,05), которые превысили на 0,5 см результаты выпрыгивания вверх с трех беговых шагов. Кроме того на 7,2 см (5,3 %, р<0,01) улучшился результат в прыжках в высоту. Данные показатели изменились и у представителей группы «В», однако это улучшение было менее выражено и являлось статистически не достоверным (р>0,05).
Испытуемые группы «В» продолжали иметь заметное преимущество в силовой (абсолютная сила икроножной группы мышц голени при подошвенном сгибании стопы в статическом режиме – 39,3 %, р<0,001; абсолютная сила мышц разгибателей голени в динамическом режиме – 68,7 %, р<0,001) и скоростно-силовой (тройной прыжок с места – 9,1 %, р<0,01; прыжок в длину с места – 5,8 %, р<0,05; прыжок с места вверх – 9,8 %, р<0,05) подготовленности.
За период исследования показатели скоростной подготовленности в обеих группах практически не изменились. На наш взгляд, специфика тренировочной деятельности баскетболистов более приближена к технике прыжка в высоту (многократные выпрыгивания вверх с разбега в игровых ситуациях), поэтому результативность обучения в данной группе оказалась выше.
В отличие от баскетболистов в процессе подготовки тяжелоатлетов выполнение упражнений, связанных с выполнением отталкивания на скорости, практически не встречается. Поэтому в процессе обучения технике прыжка в высоту у них нет возможности использовать эффект переноса ранее приобретенных навыков в специфической тренировочной деятельности.
Таким образом, можно констатировать, что уровень предварительной технико-физической подготовленности оказывает более существенное влияние на процесс последующего освоения эффективных навыков технических действий в прыжках в высоту, чем уровень предварительной силовой, скоростной и скоростно-силовой подготовленности.
Сопоставляя модельные характеристики прыгунов в высоту, разработанные В.Ф. Тарановым (1994), со средними показателями испытуемых, можно отметить, что физические и технические возможности позволили бы им прыгать значительно выше. Так, показатель выпрыгивания вверх с полного разбега баскетболистам должен обеспечить результат в прыжках в высоту в пределах 170-175 см, а тяжелоатлетам – 140-145 см.
Уровень развития силовых способностей также позволяет достичь более высоких спортивных результатов: баскетболисты – 180-185 см, тяжелоатлеты – 220-225 см. Развитие скоростно-силовых показателей дает возможность баскетболистам показать результат 170-180 см, тяжелоатлетам – 180-185 см.
К сожалению, фактические результаты в прыжках в высоту у испытуемых обеих групп заметно ниже должных как по показателям физической, так и технической подготовленности. Особенно это ярко проявляется у тяжелоатлетов.
4.2. Влияние направленности средств специальной физической подготовки на процесс формирования и совершенствования технических действий в прыжках в высоту
На основании данных предыдущего педагогического эксперимента, мы предположили, что возможно у прыгунов в высоту может иметь место явление, трансформированное с тренировочного процесса тяжелоатлетов: стимулирование в упражнениях со штангой разгибательного механизма приложения усилий. Это, безусловно, снизит эффект переноса навыка при освоении техники реактивно-взрывного отталкивания с рикошетирующим эффектом в прыжках в высоту. Данное предположение мы попытались проверить в педагогическом эксперименте. В исследованиях принимали участие прыгуны в высоту различной квалификации (от III разряда до I разряда).
Динамика подготовленности прыгунов в высоту под влиянием направленности средств специальной физической подготовки
Условные обозначения: 1 – длина тела, см; 2 – масса тела, кг; 3 – прыжок в высо вверх с трех шагов разбега, см; 5 –выпрыгивание вверх с полного разбега, см; 6 – выпр помощью рук, см; 7 – прыжок в длину с места, см; 8 – тройной прыжок с места, см; –соответственно абсолютная и относительная сила икроножной мышцы голени при стопы, кг; 12 и 13 – соответственно абсолютная и относительная сила мышцы разги со штангой), кг.
За период исследования показатели технической и специальной физической подготовленности изменились в обеих группах (табл. 2). У занимающихся группы «А» более выражено выросли скоростно-силовые (прыжок вверх с места – 11,1 %, р<0,05; прыжок в длину с места – 5,3 %, р<0,05) и силовые (абсолютная сила мышц разгибателей голени – 23,1 %, р<0,01; абсолютная сила икроножной мышцы голени при подошвенном сгибании стопы – 7,0 %, р<0,05) способности.
У прыгунов группы «В» отмечается заметный рост показателей, характеризующих уровень технического мастерства (выпрыгивание вверх с полного разбега – 17,0 %, р<0,01; выпрыгивание с трех шагов разбега – 5,6 %, р<0,05).
Сопоставляя приросты спортивных результатов в прыжках в высоту, прослеживается заметное преимущество группы «В» (7,3 %, р<0,01). Данный показатель улучшился у прыгунов группы «А», но эти изменения не существенные (2,3 %, р>0,05).
Результаты исследования показали, что различные упражнения со штангой хотя и приводят к значительному увеличению показателей силовой и скоростно-силовой подготовленности, однако не способствуют существенному улучшению показателей технико-физической подготовленности и результативности прыжка в высоту. Использование подвижной площадки в фазе отталкивания в сочетании с прыжковыми упражнениями более эффективно.
4.3. Кинематические характеристики прыжка в высоту с разбега в различных условиях
4.3.1. Амплитудные характеристики прыжка в высоту
Данное исследование проведено с целью сравнения формы движений, скорости перемещения отдельных частей тела, угловых характеристик прыжка в высоту в различных условиях. Анализ циклограмм показал, что при выполнении последних шагов разбега в измененных условиях отмечается более вертикальное положение туловища в сравнении с этими же фазами в обычных условиях (рис. 5).
Разбег (три последних шага) по возрастающим ступенькам изменяет позы прыгунов (табл. 3). В обычных условиях положение туловища на маховой ноге (относительно вертикали) изменяется от +8 до – 2 градусов, в то время как в измененных условиях оно находится в более вертикальном положении (от 0 до 5°). В беге по ступенькам на последнем шаге разбега происходит увеличение угла разведения бедер (от 3 до 20°). В измененных условиях при постановке толчковой ноги на место отталкивания угол между бедром толчковой ноги и туловищем уменьшается на 7-8°, что свидетельствует о более вертикальном положении туловища при подготовке к отталкиванию. При завершении отталкивания туловище находится ближе к положению вертикали на 2-7° в сравнении с прыжками в обычных условиях. Анализ циклограмм прыжка в высоту (вид сзади) показывает, что при отталкивании положение туловища во многом зависит от условий выполнения упражнения. В измененных условиях при постановке толчковой ноги на место отталкивания происходит увеличение угла отталкивания на 13-16° относительно вертикали, а при завершении отталкивания – на 12-13° (в сравнении с прыжками в обычных условиях).
Следовательно, при выполнении последних шагов разбега с отталкиванием по возрастающим ступенькам туловище прыгуна принимает более ровное положение, чем в этих же фазах в обычных условиях. Одним из важных критериев технического мастерства в прыжках в высоту является вертикальное положение туловища в предпоследнем шаге и в завершающей фазе – отталкивании.
Рис. 5. Циклограммы последних шагов разбега и отталкивания в прыжках в высоту в различных условиях: А – обычные; В – измененные.
Угловые характеристики поз спортсмена при выполнении прыжка в высоту в обычных и измененных условиях, град
Примечание. Выделены достоверные показатели.
Благодаря этому, уменьшается стопорящий момент и создаются предпосылки для рационального выполнения реактивно-взрывного отталкивания с рикошетирующим эффектом и лучшего использования горизонтальной скорости разбега для взлета.
Анализ траекторий движения точек тазобедренного и плечевого суставов показывает, что прыгуны в обычных условиях достигают наивысшего подъема этих точек за планкой. Это свидетельствует о характерной ошибке в отталкивании, связанной с преждевременным наклоном туловища в сторону планки. Занимающиеся не справляются с действием центробежной силы, которая возникает в результате дугообразного разбега.
В измененных условиях преждевременного наклона туловища в сторону планки не происходит. Точки таза и плеч достигают наивысшего подъема над планкой.
На наш взгляд, ранняя постановка ноги на ступеньку увеличивает рычаг опорного взаимодействия, что обеспечивает противодействие центробежной силы дугообразного разбега и предотвращает возможность преждевременного наклона туловища в сторону планки.
Угол в коленном суставе является важным показателем эффективности выполнения отталкивания. В данной фазе диапазон угловых колебаний составляет 22 градуса (от 155 до 177°), а в фазе амортизации – 14 градусов (от 142 до 156°). В момент постановки ноги на место отталкивания угол в коленном суставе в среднем составляет 162,4 градусов. Наибольшее сгибание ноги наблюдается не в толчковом шаге, а за один шаг до окончания отталкивания. В измененных условиях анализируемые характеристики в большей мере приближаются к показателям сильнейших прыгунов мира, и все это может быть принято как создание наиболее благоприятных условий перевода горизонтальной в вертикальную скорость.
4.3.2. Динамика параметров шагов разбега в прыжках в высоту
Большой интерес представляют различные варианты перемещений как звеньев тела, так и общего центра массы тяжести. Знание вертикальной и горизонтальной составляющих перемещения ОЦМТ определяет во многом эффективную работу мышц, подбор специальных упражнений, выбор конкретной методики подготовки. Структура беговых шагов в заключительной части отталкивания создает объективные предпосылки для реализации двигательного, в особенности силового потенциала во взрывном усилии при отталкивании.
Комбинируя длину и темп бега в последних шагах разбега, прыгун стремится создать наиболее благоприятные условия для перевода горизонтальной скорости в результирующую, правильной и эффективной работы мышц.
В измененных условиях отмечается не достоверное удлинение последних трех шагов разбега, так третий увеличился на 1,4 % (р>0,05), предпоследний – на 0,8 % (р>0,05), а последний – на 0,4 % (р>0,05) (табл. 4).
В обычных условиях по мере приближения к отталкиванию коэффициенты вариации длины шагов повышаются (на трех последних шагах с 2,9 до 3,7 %), а в измененных условиях, наоборот, снижаются (с 4,6 до 3,0 %).
В обычных и измененных условиях наиболее длинным является предпоследний шаг (средняя длина шагов соответственно составляет 205,3 и 207,0 см), а самым коротким (из трех последних шагов) – последний (187,4 и 188,1 см). Однако, анализ индивидуальных изменений длины шагов в разбеге показывает, что у занимающихся обнаружены разные варианты динамики данной характеристики.
Динамика длины последних шагов разбега в прыжках в высоту в обычных и измененных условиях
Частота последних шагов разбега постоянно увеличивается как в обычных, так и измененных условиях. Этот показатель в измененных условиях выше (6-9%) и разница результатов увеличивается по мере приближения к отталкиванию. Выявлены также индивидуальные особенности распределения темпа шагов разбега у квалифицированных спортсменов.
Выявленную закономерность подтверждает и определение взаимосвязи длины шагов в разбеге. Нами выявлена взаимосвязь только между длиной последнего и предпоследнего шагов разбега в обычных (r = 0,563) и измененных (r = 0,491) условиях.
Применение возрастающих ступенек не изменяет стиль разбега (скоростной или силовой): коэффициенты корреляции между длиной третьего шага, выполненного в обычных и измененных условиях, составили 0,848, предпоследнего – 0,679, последнего – 0,893, но оказывает существенное влияние на параметры шагов разбега, увеличивая их количественные характеристики.
Таким образом, в прыжках в высоту четко прослеживается индивидуальный стиль выполнения ритмо-темповых характеристик разбега.
4.3.3. Динамика горизонтальной, вертикальной и результирующей скорости в шагах разбега
В измененных условиях нами выявлено увеличение скорости разбега (11,5 %, р<0,01) на околопредельной высоте, а индивидуальный прирост скорости отмечается от 8,2 до 14,6 %. Показатели скорости разбега в обычных и измененных условиях тесно взаимосвязаны между собой (r = 0,825, что указывает на однородность факторов у прыгунов с разным уровнем скоростных способностей.
Для различных прыгунов возрастание скорости разбега не является доминантой взятой высоты. По-видимому, в данном случае проявляется более сложная взаимосвязь не только между скоростью, формой и качеством отталкивания, но и работой мышц, индивидуальными двигательными возможностями спортсмена. Для испытуемых диапазон оптимальной горизонтальной скорости в обычных условиях составляет 5,8-6,8 м/с, в измененных условиях – 6,4 – 7,6 м/с. Следовательно, в измененных условиях занимающиеся приближаются по уровню горизонтальной скорости в шагах разбега к спортсменам высокого класса.
Анализ индивидуальных показателей скорости показывает существенные различия в организации соревновательной деятельности в предтолчковых шагах разбега. Можно предположить, что эти особенности обусловлены морфофункциональным профилем прыгунов и дифференцированным выполнением отталкивания, исходя из того, как выполняется этот элемент прыжка, какие мышцы работают. Сравнение индивидуальных вариантов изменения горизонтальной скорости в предтолчковых фазах во многом показательно для определения прыжкового «стиля» с последующим выбором методических приемов.
Сравнительные данные по изменению горизонтальной скорости в разбеге показывают, что в ключевой фазе прыжка прослеживается ее больший вклад в результирующую скорость вылета ОЦМТ (по сравнению с вертикальной). Предтолчковые шаги разбега заметно различаются, поэтому происходит дифференциация спортсменов по величине вклада горизонтальной скорости в соответствии с достигнутой высотой. По нашему мнению, ведущую роль в переводе горизонтальной скорости разбега в результирующую играют не только и не столько подготовительные действия, а главным образом качество и уровень эффективности работы мышц в фазе отталкивания. Мы полагаем, что введение мышц в режим максимального напряжения должно быть постепенным, так как направление реализации напряжения в ключевой фазе изменяется. Это связано с действием гравитационных сил, пространственным перераспределением массы звеньев тела спортсмена.
Изменение вертикальной скорости ОЦМТ в фазе отталкивания характеризует режимы и условия работы мышц, дает ценную информацию об организации в заключительной фазе прыжка. Режим реализации в рабочей фазе опорного периода (отталкивание) не должен полностью утилизировать энергию мышечного напряжения.
В последних шагах разбега одни прыгуны утилизируют энергию упругих деформаций мышц во взрывной режим работы, другие её рекуперируют и запасают для заключительного мощного отталкивания. В этом направлении имеются существенные резервы, поэтому при анализе скоростных компонентов прыжка важно анализировать не только горизонтальную, но и вертикальную, и результирующую скорости.
Результаты исследований показывают, что существуют несколько вариантов скоростных взаимоотношений выполнения последних шагов разбега: с торможением, нарастанием и сохранением скорости. Вклад компонентов вертикальной и горизонтальной скорости перемещения ОЦМТ в результирующую различен и определяется целым комплексом движений, поз и положений, которые прыгун выполняет на последних шагах разбега.
Нами установлено, что перевод горизонтальной скорости в результирующую достаточно стабилен, индивидуален и во многом обусловлен техникой и обучаемостью прыгунов.
Вертикальная скорость в момент отрыва прыгуна от опоры определяет высоту подъема ОЦМТ и составляет в среднем в обычных условиях 4,14 м/с, в измененных – 4,48 м/с (рис. 6). Подъем ОЦМТ в полетной фазе достигает в обычных условиях в среднем 87,6 см, в измененных – 102,5 см.
Временные характеристики фаз в прыжках в высоту являются важными составляющими оценки организации отталкивания и технического мастерства в целом.
Рис. 6. Динамика горизонтальной, результирующей и вертикальной скорости в прыжках в высоту в обычных и измененных условиях
Анализируя технику прыжка, важно выделить объективные предпосылки успешного преодоления высоты: скорость и стабильность разбега в подготовительных фазах; крутизна дуги разбега; число шагов, выполняемых для стабилизации скорости (до предтолчковых шагов); оптимальные условия параметров для создания эффективной предпосылки к переводу горизонтальной скорости разбега в результирующую. Действия в подготовительных фазах прыжка (в особенности в предтолчковых и отталкивании) направлены на создание оптимальных условий для перевода горизонтальной скорости в результирующую с весовым вкладом компонента вертикальной скорости.
Одной из основных задач совершенствования технического мастерства прыгунов в высоту является поиск оптимальных вариантов отталкивания. В измененных условиях (сравнение с обычными) достоверно повысилась результирующая скорость разбега (8,8 %, р<0,001) и несущественно снизился угол вылета (2,0 %, р>0,05). Повышение скорости вылета прыгуна обусловлено существенным ростом как горизонтальной (11,8 %, р<0,001), так и вертикальной (8,2 %, р<0,01) скорости.
В обычных условиях в среднем 3,83 м/с (72,9 %) горизонтальной скорости утилизируется в результирующую. Индивидуальные показатели трансформирования скорости варьируют от 67,5 до 75,1 %. Таким образом, одни прыгуны увеличивают скорость вылета за счет более высокого уровня утилизации горизонтальной скорости, другие – посредством повышения мощности отталкивания.
Корреляционный анализ показал, что спортивный результат зависит от уровней результирующей (r = 0,667) и вертикальной (r = 0,640) скоростей. Горизонтальная скорость не влияет на результативность прыжков в высоту (r = -0,276). В фазе отталкивания вертикальная и горизонтальные скорости имеют отрицательную достоверную взаимосвязь (r = -0,694). Это подтверждает необходимость индивидуального подхода в тренировочном процессе прыгунов в высоту.
Для прогнозирования результирующей скорости в фазе отталкивания рассчитаны уравнения множественной регрессии:
V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
= 0,24 V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
+ 0,58 V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
+ 2,07 (обычные условия);
V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
= 1,05 V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
+ 1,12 V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 3,09 (измененные условия), где V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– результирующая скорость, м/с; V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– горизонтальная скорость, м/с; V -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– вертикальная скорость, м/с.
Таким образом, данные уравнения позволяют оценить (высокий, средний и низкий уровни) эффективность соотношения вертикальной и горизонтальной скорости у каждого прыгуна.
В измененных условиях уже в среднем 75,9 % горизонтальной скорости (4,36 м/с) утилизируется в результирующую. Коэффициент вариации данного показателя равен 7,9 %, что почти вдвое выше, чем многие другие характеристики (вертикальная, горизонтальная, результирующая скорости).
В результате исследований установлено, что ОЦМТ спортсмена существенно понижается (до 50 % по сравнению с положением основной стойки) в конце разбега в основном посредством наклона туловища в сторону центра дуги и сгибания опорной ноги в коленном суставе. В момент постановки ноги прыгун имеет вертикальную скорость, направленную вниз. Однако важно эту нисходящую составляющую скорость минимизировать, чтобы не тормозить движения в фазе отталкивания. Исходя из этого, прыгун в высоту должен в начальной фазе отталкивания значительно понизить ОЦМТ, иметь большую горизонтальную скорость и минимальную вертикальную нисходящую составляющую скорости. Разбег по возрастающим ступенькам разрешает данную проблему.
Структура беговых шагов заключительной части разбега в измененных условиях создает при отталкивании объективные предпосылки для реализации двигательного (силового) потенциала. Прыгун, комбинируя длиной и частотой шагов разбега, стремится создать наиболее благоприятные условия для перевода горизонтальной скорости в результирующую.
Высота вылета находится в зависимости от вертикальной скорости центра масс во время отталкивания (r = 0,837), а вертикальная скорость отталкивания определяется вертикальным импульсом силы, вертикальной скоростью ОЦМТ при постановке стопы на опору и массой спортсмена. Вертикальная составляющая импульса силы зависит от вертикальной траектории, на которой тело может ускоряться в процессе отталкивания, результирующей вертикальной силы отталкивания, продолжительности отталкивания и разбега.
Высота вылета должна быть максимальной, а высота нахождения над планкой проявляет тенденцию к минимизации и зависит от ориентации сегментов в момент прохождения прыгуна над планкой.
Высота вылета – наиболее важный фактор, влияющий на результат прыжка, поэтому основное внимание необходимо уделять биомеханическим параметрам, которые влияют на вертикальную скорость отталкивания.
Данное исследование показывает различные формы подготовки к отталкиванию, а так же различия в отталкивании. Отчетливо прослеживаются два варианта (скоростной и силовой) подготовки и выполнения отталкивания. Это позволяет заключить, что имеются индивидуальные оптимальные варианты выполнения решающей фазы прыжка в высоту: межгрупповые различия достигают значительных величин.
Техника исполнения скоростного стиля характеризуется высокой скоростью разбега (6,5 – 6,8 м/с), увеличенным (10-12) числом беговых шагов, быстрым отталкиванием в финальной стадии прыжка. Подготовка к отталкиванию происходит на двух последних шагах, а подготовка к переходу планки происходит уже в полетной фазе. Отмечаются не большие потери горизонтальной скорости разбега в этой части прыжка. Направление линии перехода планки задает маховая рука и голова спортсмена. При скоростной технике выполнения прыжка предъявляются высокие требования к стабильности показателей и качеству разбега.
Разбег прыгунов силового стиля состоит из 8-9 шагов и делится на две части: первая пробегается на носках, вторая – на стопе. Отталкивание происходит почти перпендикулярно планки, вращательное движение задается на земле.
Сравнение индивидуальных вариантов изменения горизонтальной скорости разбега в предтолчковых фазах во многом показательно для определения прыжкового «стиля» с последующим выбором методических приемов тренировки.
4.3.4. Динамика кинематических характеристик прыжка в высоту в различных условиях
Нами установлено (табл. 5), что выполнение последних шагов разбега по возрастающим ступенькам существенно изменяет кинематические характеристики прыжка в высоту: наиболее значимо улучшаются показатели высоты выпрыгивания вверх с полного разбега (16,7 %, р<0,01), горизонтальной скорости (11,2 %, р<0,05), скорости вылета (9,3 %, р<0,01), увеличилось расстояние от места отталкивания до проекции планки (33,6 %, р<0,01).
Вертикальная скорость и показатель превышения высоты подъема ОЦМТ над спортивным результатов изменились при однопроцентном уровне значимости.
В измененных условиях достоверно увеличилась (1,9 %, р<0,05) высота ОЦМТ в фазе отталкивания, незначительно (1,8 %, р>0,05) снизился угол вылета ОЦМТ.
Спортсмен, забегая по ступенькам на последних шагах разбега, изменяет направление вектора горизонтальной скорости, что позволяет более эффективно и с меньшими затратами усилий выполнять отталкивание. Это плавно повышает траекторию перемещения ОЦМТ в последних шагах разбега и дает возможность на более высоком уровне скорости достигать оптимальный угол вылета и тем самым существенно повышать (2,6 %, р<0,05) спортивный результат (от высоты места отталкивания).
Динамика кинематических характеристик прыжка в высоту в обычных и измененных условиях
Сопоставляя высоту выпрыгивания вверх с различной длины разбега (с полного и трех шагов), можно оценить эффективность ритмо-темповых характеристик разбега.
По нашим данным, у начинающих прыгунов высота выпрыгивания вверх с трех шагов разбега превышает аналогичный показатель с полного разбега. Когда спортсмены достигают в прыжках в высоту двухметрового рубежа, данные показатели сравниваются, а в дальнейшем с ростом спортивного мастерства высота выпрыгивания с полного разбега все более превышает.
На начальных этапах подготовки низкий уровень выпрыгивания вверх с полного разбега можно объяснить неумением использовать ритмотемповую организацию движений. Для преодоления планки важно не только высоко поднять ОЦМТ, но и иметь достаточный уровень горизонтальной скорости. В обычных условиях высота подъема ОЦМТ превышала спортивный результат в среднем на 27,23 см, а в измененных – на 39,53 см. По нашему мнению, низкое качество перехода планки в измененных условиях можно объяснить относительно близким отталкиванием от проекции планки (максимальная высота ОЦМТ находится за планкой).
В фазе отталкивания обнаружена отрицательная взаимосвязь между горизонтальной скоростью и вертикальной (r = -0,694). Это дает основание считать, что спортсмены по-разному реализуют свои двигательные возможности в главной фазе прыжка в высоту: одни – за счет более высокого уровня горизонтальной скорости (скоростной стиль), другие – вертикальной (силовой стиль). По-видимому, важнее совершенствовать индивидуальный стиль прыгуна, чем подтягивать отстающий компонент.
Корреляционный анализ показал, что между анализируемыми кинематическими характеристиками в обычных условиях выявлено 16 достоверных взаимосвязей (табл. 6).
Взаимосвязь кинематических характеристик прыжка в высоту в различных условиях
Условные обозначения: 1 – обычные условия; 2 – измененные. Коэффициенты корреляции умножены на 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
.
Наиболее тесно взаимосвязаны показатели высоты выпрыгивания вверх с полного разбега и вертикальной скоростью в фазе отталкивания (r = 0,899), скорости вылета и расстояния от места отталкивания до проекции планки (r = 0,828), горизонтальной скорости и угла вылета (r = -0,821).
Наибольшее количество достоверных взаимосвязей выявлено у показателей высоты выпрыгивания вверх с полного разбега и вертикальной скорости (по шесть взаимосвязей). Высота ОЦМТ в фазе отталкивания не взаимосвязана с анализируемыми показателями.
Результаты прыжка в высоту коррелируют с показателями скорости вылета (r = 0,667), вертикальной скорости (r = 0,640), высоты выпрыгивания вверх с полного разбега (r = 0,637).
В измененных условиях структура взаимосвязи анализируемых характеристик имеет свои особенности: выявлено меньшее количество (десять) взаимосвязей, изменилась их значимость и структурные компоненты. Наибольшее количество достоверных взаимосвязей (по четыре) выявлено у показателей вертикальной скорости и угла вылета.
Наиболее тесная взаимосвязь выявлена между показателями вертикальной скорости и высотой выпрыгивания вверх с полного разбега (r = 0,898).
Метод максимального корреляционного пути показал, что в обычных условиях анализируемые показатели сгруппировались в систему (рис. 7). Выделена стволовая часть, состоящая из двух показателей (высота выпрыгивания вверх с полного разбега, скорость вылета). Другие показатели распределились в четыре ветви. Первая ветвь состоит из трех показателей (вертикальная и горизонтальная скорость, угол вылета), другие ветви – монокомпонентные: результат в прыжках в высоту (ветвь 2), превышение высоты подъема ОЦМТ спортивного результата (ветвь 3), расстояние от места отталкивания до проекции планки (ветвь 4).
Рис. 7. Корреляционные дендрограммы кинематических характеристик прыжка в высоту в различных условиях.
Условные обозначения показателей представлены в таблице 6.
В измененных условиях выделено только центральное звено – высота выпрыгивания вверх с полного разбега. Выделено три ветви результатов: вертикальная скорость, скорость вылета (ветвь 1), горизонтальная скорость (ветвь 2), угол вылета (ветвь 3).
Показатели прыжка в высоту, результаты превышения высоты подъема ОЦМТ спортивного результата, высота ОЦМТ в фазе отталкивания, расстояние от места отталкивания до проекции планки представлены обособленно.
Таким образом, выполнение соревновательного упражнения по возрастающим ступенькам существенно улучшает кинематические характеристики прыжка в высоту, изменяет структуру их взаимосвязи.
4.4. Срочный и кумулятивный тренировочный эффект специальных упражнений, выполняемых в измененных условиях
Следующий этап исследований предусматривал проверку возможности достижения срочного и кумулятивного тренировочного эффекта при использовании специальных упражнений в измененных условиях.
В эксперименте принимали участие студенты ВГИФК, специализирующиеся в прыжках в высоту (I-II спортивные разряды).
После выявления исходного показателя выпрыгивания с полного разбега испытуемым было предложено поэтапно выполнить 5-10, 15-20, 25-30 аналогичных прыжков в измененных условиях (рис. 8).
В срочном тренировочном эффекте (после окончания тренировки) в измененных условиях обнаружено не существенное изменение результативности выпрыгиваний. Можно заключить, что применение в тренировочном процессе выпрыгиваний вверх в измененных условиях (срочный тренировочный эффект) не дает эффекта.
Рис. 8. Динамика высоты выпрыгивания вверх с полного разбега при различном выполнении прыжков в измененных условиях (на следующий день после тренировки)
Перед началом основной части следующего тренировочного занятия выявлено достоверное повышение высоты выпрыгивания с полного разбега, особенно после 15-20 повторений (2,1 %, р<0,05).
Дальнейшие исследования направлены на выявление кумулятивного эффекта последствия применения упражнений в измененных условиях. На 12 тренировочных занятиях испытуемые выполнили около 300 прыжков по возрастающим ступенькам.
Данное исследование показало, что все занимающиеся улучшили результаты выпрыгивания вверх с полного разбега в обычных условиях (от 6 до 11 см). Средний показатель данного упражнения повысился достоверно (9,1 %, р<0,05).
Можно заключить, что даже за такое небольшое количество тренировочных занятий (двенадцать) можно существенно повысить результативность выпрыгиваний вверх с полного разбега. Это происходит главным образом благодаря улучшению ритмо-темповых характеристик разбега. Есть основание считать, что использование специальных упражнений (последние шага разбега по возрастающим ступенькам) способствует формированию эффективной техники реактивно-взрывного отталкивания с рикошетирующим эффектом и повышению индивидуального уровня ритмо-темповых характеристик необходимых для достижения высоких спортивных результатов.
В последние десятилетия в практике подготовки прыгунов в высоту по мере роста спортивного мастерства наметилась четкая тенденция к повышению интенсивности тренировочного процесса и сужению круга тренировочных средств. На уровне высшего спортивного мастерства дальнейший прогресс возможен только в том случае, если в подготовке прыгуна в высоту применяется большой объем высокоинтенсивной узкоспециализированной тренировочной работы.
В спортивной практике накоплен большой арсенал средств и методов общей и специальной физической подготовки прыгунов в высоту и в настоящее время постоянно ведется поиск все новых и более эффективных упражнений.
4.5. Соответствие ритмо-темповых характеристик разбега при выполнении прыжка в высоту и специальных упражнений
Достижение высоких спортивных результатов в прыжках в высоту связано с освоением эффективной ритмо-темповой структуры разбега с рикошетирующим отталкиванием и последующим повышением индивидуального уровня данных характеристик. Однако в обычных условиях это обусловлено большими трудностями, так как ранее закрепленные временно-пространственные характеристики движений с трудом поддаются перестройке. С целью повышения интенсивности тренировочного процесса и освоения более высокого уровня характеристик спортивной техники необходимо изменить внешние условия выполнения специальных упражнений и прыжка в высоту с разбега.
В этой связи последние три шага разбега с отталкиванием выполнялись по постепенно возрастающим ступенькам. Мы полагали, что создание таких условий может позволить прыгунам значительно повысить индивидуальный уровень ритмо-темповых характеристик разбега с отталкиванием за счет уменьшения времени полетной фазы в последних трех беговых шагах.
Для выявления объективных закономерностей, лежащих в основе технического совершенствования в прыжках в высоту, нами изучались особенности изменения интегрального показателя эффективности спортивной техники – ритмо-темповой структуры разбега с отталкиванием и её характеристик (Кк, Тср., Мт) у спортсменов различной квалификации (от второго спортивного разряда до кандидата в мастера спорта). Анализировались и сопоставлялись данные ритмо-темповых характеристик разбега прыжка в высоту через планку на предельной и околопредельной высоте; прыжка через спаренные барьеры; прыжка вверх с доставанием рукой предметов; выпрыгивания вверх на планку (табл. 7). В прыжках в высоту учитывались только удачные попытки.
Сравнительные данные ритмо-темповых характеристик разбега с отталкиванием при выполнении различных прыжков в обычных и измененных условиях
Условные обозначения ритмо-темповых характеристик: К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– коэффициент к темповая активность; М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– темповая мобилизация.
Необходимо было выявить специальные упражнения, отвечающие задачам формирования и совершенствования эффективной трехшажной ритмо-темповой структуры и реактивно-взрывного отталкивания. Анализировались характеристики наиболее распространенных в спортивной практике упражнений и сопоставлялись с ритмо-темповой структурой прыжка в высоту (рис. 9).
В прыжках в высоту в измененных условиях (сравнение с обычными условиями) существенно повышаются показатели темповой мобилизации (40,2 %, р<0,01), коэффициенты контрастности (32,2 %, р<0,001) и средней темповой активности (6,2 %, р<0,05).
Анализ коэффициентов вариации указывает, что показатели темповой мобилизации и контрастности вариабельны, а средней темповой активности подвержены не значительным колебаниям, как в обычных, так и в измененных условиях.
Сопоставление среднего темпа последних шести шагов разбега показывает, что данная характеристика повышается постоянно в обычных условиях от 2,84 до 4,74 ш/с (66,9 %, р<0,001), в измененных – от 2,08 до 5,16 ш/с (84,3 %, р<0,001). В обычных условиях наибольший прирост (15,2 %, р<0,01) темпа наблюдается между пятым и четвертым (от места отталкивания) шагами разбега. Анализируемый показатель повышается и в последующих шагах разбега, но темп прироста постепенно снижается.
В измененных условиях наибольший прирост (17,5 %, р<0,01) темпа разбега выявлен между третьим и четвертым шагами, затем частота шагов снижается и вновь повышается в последнем шаге.
Сопоставляя динамику темпа разбега в прыжках в высоту в обычных и измененных условиях, можно констатировать, что различия показателей начинают проявляться уже в третьем шаге (6,3 %, р<0,01), а затем они более усиливаются (8,9 %, р<0,001) в последнем шаге разбега.
Рис. 9. Индивидуальная и усредненная ритмо-темповая организация движений на последних шагах разбега в различных условиях выполнения упражнений.
Условные обозначения
:индивидуальные показатели в обычных условиях 
индивидуальные в измененных условиях;
средние в обычных;
средние в измененных.
Следовательно, использование постепенно возрастающих ступенек позволяет существенно повысить темп последних шагов разбега. У всех испытуемых наблюдается тенденция к становлению трехшажной ритмотемповой структуры разбега с отталкиванием.
На основании литературных данных и собственного опыта работы нами были выбраны специальные упражнения прыгуна в высоту, в которых анализировались ритмо-темповые характеристики разбега.
Упражнение 1 – прыжок в высоту через спаренные барьеры.
Сопоставление ритмо-темповых характеристик разбега при выполнении данного упражнения в обычных и измененных условиях показывает, что использование возрастающих ступенек существенно повышает показатель темповой мобилизации (38,5 %, р<0,001), коэффициенты контрастности (28,6 %, р<0,01) и средней темповой активности (6,9 %, р<0,01). Ритмо-темповые характеристики разбега в прыжке через спаренные барьеры несколько (недостоверно) выше (сравнение с прыжками в высоту) как в обычных (К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 5,9 %, р > 0,05; М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 4,9 %, р > 0,05), так и в измененных (К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 3,8 %, р > 0,05; М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 3,6 %, р > 0,05) условиях.
Аналогичная закономерность прослеживается и при анализе темпа последних шагов разбега. По мере приближения к отталкиванию повышается количество шагов в единицу времени особенно на последних трех шагах разбега (в обычных условиях – с 3,53 до 4,78 ш/с, в измененных – с 3,58 до 5,21 ш/с). Темп прироста анализируемых показателей значительно выше в измененных условиях (13,4 %), чем в обычных (10,6 %).
Анализ коэффициентов вариации показывает, что в пятом и четвертом шагах разбега (от места отталкивания) отмечается наибольший разброс индивидуальных результатов: коэффициент вариации колеблется от 4,2 до 6,5 %. По-видимому, это обусловлено подготовкой к выполнению трехшажной ритмо-темповой структуры разбега с отталкиванием. Характерной особенностью прыжка через спаренные барьеры является то, что последние шаги разбега выполняются с повышением темпа прироста частоты шагов: в обычных условиях – последовательно прирост темпа составляет 9,6; 11,1 и 11,2 %; в измененных – 13,1; 13,3 и 13,5 %. Это позволяет на последних шагах разбега более интенсивно повышать ритмотемповые характеристики. Выполнение прыжка в высоту через спаренные барьеры по ступенькам более эффективно обеспечивает увеличение темпа разбега, особенно на последнем шаге. В измененных условиях данный показатель варьировал от 5,00 до 5,55 ш/с, а в обычных – от 4,54 до 5,00 ш/с. По мере приближения к отталкиванию повышается частота шагов, но у одних прыгунов продолжает увеличиваться темп прироста данного показателя, у других, наоборот, он снижается.
В процессе исследований установлено, что все испытуемые (и даже те, которые не обладают навыком эффективной ритмо-темповой организации движений) при выполнении прыжков через спаренные барьеры демонстрируют трехшажную ритмо-темповую структуру разбега. Следовательно, данное упражнение удовлетворяет требованиям структурно– функционального моделирования соревновательного упражнения – прыжка в высоту с разбега. При выполнении прыжка через барьеры воспроизводятся (или даже превышают) ритмо-темповые характеристики разбега, характерные для прыжков на предельной высоте и околопредельной.
Упражнение 2 – прыжок вверх, доставая рукой предмет.
При сопоставлении ритмо-темповых характеристик разбега данного упражнения и прыжка в высоту через планку наблюдается снижение анализируемых показателей.
Средние показатели ритмо-темповых характеристик в обычных и измененных условиях соответственно составляли: коэффициент контрастности – 1,01 и 1,33 ш/с, средняя темповая активность – 4,92 и 4,52ш/с, темповая мобилизация – 4,97 и 6,01 ш/с. При выполнении прыжка вверх с доставанием рукой предметов в обычных условиях коэффициенты контрастности и темповой мобилизация вариабельны: коэффициенты вариации соответственно составили 26,7 и 19,7 %. В измененных условиях данные показатели становятся более однородными.
По мере приближения к отталкиванию повышается темп разбега: в обычных условиях – с 2,81 до 4,55 ш/с, в измененных – с 2,80 до 4,93 ш/с. Наибольший темп прироста показателей в обычных условиях отмечается между пятым и четвертым шагами (13,1 %), а при выполнении разбега по ступенькам – между четвертым и третьим (17,0 %). В обеих вариантах выполнения прыжка вверх на последних шагах разбега обнаружено заметное снижение темпа прироста частоты шагов, особенно в последнем шаге. Сопоставление коэффициентов вариации темпа разбега показывает, что наиболее вариабельным является выполнение с пятого до второго шагов.
В последних шагах разбега (обычные и измененные условия), не смотря на повышение темпа шагов, происходит постепенное снижение коэффициентов вариации, что предполагает в фазе отталкивания более однородную значимость факторов.
Сравнение характеристик прыжка вверх с доставанием рукой предмета в обычных и измененных условиях показывает, что разбег по ступенькам более эффективен, однако данное упражнение нельзя назвать лучшим.
Упражнение 3 – прыжок с прямого разбега через один барьер.
Ритмо-темповые характеристики разбега в этом упражнении самые низкие: в обычных условиях коэффициенты контрастности составляют 0,89 ш/с (индивидуальные показатели варьируют от 0,65 до 1,22 ш/с), средняя темповая активность – 4,36 ш/с (от 4,01 до 4,62 ш/с), темповая мобилизация – 3,88 ш/с (от 2,71 до 4,70 ш/с), а в измененных условиях соответственно равны 1,25 ш/с (от 0,91 до 1,52 ш/с), 4,56 ш/с (от 4,20 до 4,85 ш/с), 5,70 ш/с (от 4,02 до 7,10 ш/с).
По мере приближения к отталкиванию повышается темп разбега, как в обычных, так и измененных условиях, но темп прироста показателей выше при использовании восходящих ступенек.
Сопоставление характеристик данного упражнения с аналогичными данными ранее анализируемых упражнений показывает, что для формирования ритмо-темповой структуры разбега, прыжок через планку с прямого разбега менее эффективное средство.
Изменение внешних условий (возрастающие ступеньки) выполнения последних шагов разбега с отталкиванием позволяет в каждом анализируемом упражнении достигать и осваивать более высокий уровень ритмо-темповых характеристик.
Создание таких условий дает возможность спортсмену выработать неповторимый индивидуальный почерк, но на более высоком уровне. Это обусловлено уменьшением времени полетной фазы в шагах разбега.
Сопоставляя среднегрупповые и индивидуальные показатели, можно заключить, что наибольшая величина анализируемых характеристик достигалась в прыжках через спаренные барьеры в измененных условиях. Безусловно, для формирования трехшажной ритмо-темповой структуры разбега в качестве основного тренировочного средства целесообразно рекомендовать прыжок через спаренные барьеры, а прыжок вверх с доставанием рукой высоко расположенных предметов и прыжок через планку с прямого разбега необходимо использовать как вспомогательные упражнения.
В исследовании доказана целесообразность использования спортивных игр в сочетании с прыжковыми упражнениями в тренировочном процессе прыгунов в высоту.
Упражнения со штангой, повышая в основном уровень силовых способностей, не всегда способствуют существенному росту спортивных результатов в прыжках в высоту.
Использование возрастающих ступенек на последних шагах разбега увеличивает рычаг опорного взаимодействия, предотвращает возможность преждевременного наклона туловища в сторону планки.
Частота шагов существенно увеличивается по мере приближения к отталкиванию, особенно в измененных условиях. Возрастание скорости разбега не является доминантой взятой высоты. Применение возрастающих ступенек не изменяет индивидуальный стиль разбега.
В последних шагах разбега прыгуны либо утилизируют энергию упругих деформаций мышц во взрывной режим работы, либо её рекуперируют и запасают для мощного отталкивания. Одни спортсмены увеличивают скорость вылета за счет более высокого уровня утилизации горизонтальной скорости, другие – посредствам повышения мощности отталкивания.
На основе результатов исследования выбрано наиболее эффективное специальное упражнение – прыжки через спаренные барьеры в измененных условиях, оптимально формирующее трехшажную ритмо-темповую структуру разбега.
//-- Контрольные вопросы: --//
1. Почему технику прыжка в высоту студенты различных специализаций осваивают не одинаково?
2. Как влияет направленность средств специальной физической подготовки на совершенствования технических действий в прыжках в высоту?
3. С какой целью следует изменять внешние условия выполнения прыжка?
4. Назовите упражнения, которые воспроизводят ритмо-темповые характеристики прыжка в высоту на предельных высотах?
5. Чем отличается реактивно-взрыное отталкивание от жимового?
6. Как влияют измененные внешние условия на скорость разбега в прыжках в высоту?
7. Как изменяются кинематические характеристики прыжка в высоту под влиянием измененных внешних условий?
//-- ЛИТЕРАТУРА: --//
1. Дьячков В.М. Совершенствование технического мастерства спортсменов (педагогические проблемы управления). – М.: Физкультура и спорт, 1972. – 231 с.
2. Ильин Е.П. Психомоторная организация человека: учебник для вузов. – С-Пб., 2003. – 382 с.
3. Таранов В.Ф. Прыжок длиной в год. Построение годичного цикла подготовки в легкоатлетических прыжках // Легкая атлетика. – 1997. – № 1. – С. 14-15.
4. Тихонин В.И. Формирование рациональной ритмо-темповой структуры разбега в прыжках в высоту: Автореф. дис. … канд. пед. наук. – Волгоград, 2003.
ГЛАВА V. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ РИТМО-ТЕМПОВОЙ СТРУКТУРЫ РАЗБЕГА В ПРЫЖКАХ В ВЫСОТУ
Для оптимального построения тренировочного процесса возникает необходимость высокоэффективного контроля за уровнем специальной подготовленности. Это позволяет сформировать цель подготовки, объективно смоделировать и спрогнозировать спортивный результат на основании исходного уровня подготовленности, определить необходимые и ведущие компоненты целенаправленного совершенствования, подобрать средства и систему тренировочных воздействий, обеспечивающих решение этих задач.
5.1. Методика формирования ритмо-темповой структуры разбега в прыжках в высоту
Процесс совершенствования технического мастерства в прыжках в высоту связан с уточнением двигательных представлений спортсменов об эффективных двигательных действиях, а так же с освоением более высокого уровня ритмо-темповых характеристик (T -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
; М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
) разбега с отталкиванием. В настоящем исследовании разработана методика решения этих задач в процессе подготовки прыгунов к соревновательному сезону.
Технология совершенствования технического мастерства спортсменов экспериментальной группы заключалась следующем: в начале анализировались особенности ритмо-темповой организации движений в прыжках в высоту, зарегистрированные в условиях тренировочной и соревновательной деятельности в завершившимся полугодичном цикле подготовки; на основе анализа полученных данных разрабатывалась индивидуальная программа ритмо-темповой организации движений в разбеге с отталкиванием.
Рис. 10. Технология применения средств совершенствования технического мастерства прыгунов в высоту экспериментальной группы в полугодичном тренировочном цикле
В тренировочную программу были заложены более высокие индивидуальные показатели ритмо-темповых характеристик, к которым необходимо было стремиться спортсменам в новом полугодичном тренировочном цикле.
В программу непосредственного совершенствования технического мастерства в полугодичном тренировочном цикле были включены следующие тренировочные средства:
1) бег в структуре разбега по прямой;
2) бег в структуре разбега по виражу;
3) бег в структуре разбега по дуге;
4) пробегание по разбегу с обозначением отталкивания;
5) пробегание по разбегу с прыжком через спаренные барьеры;
6) пробегание по разбегу с отталкиванием и доставанием высоко расположенного предмета рукой;
7) пробегание по разбегу с отталкиванием и запрыгиванием на стопку матов в положении перехода через планку;
8) прыжки в высоту с разбега.
Эти упражнения применялись по схеме, представленной на рисунке 7. Цифрами обозначены вышеперечисленные специальные упражнения.
Стрелки показывают последовательность, условия выполнения и продолжительность использования их в полугодичном тренировочном цикле подготовки к соревновательному сезону.
Наличие сейсморитмографического контроля за ритмо-темповой организацией движений в разбеге с отталкиванием в специальных упражнения и прыжках в высоту с полного разбега в измененных и стандартных условиях позволяло оценивать качество тренировочного процесса. В обеих группах было приблизительно одинаковое количество прыжков в высоту (около 3000).
5.2. Динамика показателей физической подготовленности
Улучшение спортивных результатов в прыжках в высоту требует помимо овладения элементами спортивной техники целенаправленного развития физических способностей. Большое значение приобретает научное обоснование использования различных средств подготовки, системы проверки эффективности тренировочной работы. Широкое распространение получил метод контрольных испытаний, специально подобранных с учетом особенностей вида легкой атлетики.
У прыгунов в высоту главное внимание следует уделять развитию силовых и скоростно-силовых качеств, гибкости и подвижности в суставах.
Необходимо решить какие качества и до какой степени следует развивать у прыгунов в высоту на различных этапах подготовки. Для решения данного вопроса нами проведены педагогические исследования (табл. 8).
За период исследования антропометрические показатели занимающихся контрольной и экспериментальной групп изменились несущественно. В возрасте 18-21 лет практически завершается рост характеристик длины тела, а показатели массы тела остались на прежнем уровне по причине активных занятий спортом.
Показатели скоростной подготовленности улучшились у занимающихся обеих групп (экспериментальная – 4,3 %, р<0,05; контрольная – 3,8 %, р<0,05). Начальные и конечные межгрупповые показатели скоростной подготовленности недостоверны. У занимающихся обеих групп скоростносиловые качества повысились достоверно (пятипроцентный уровень значимости). По одним показателям (прыжок вверх с места без помощи рук, прыжок в длину с места, тройной прыжок с места) более высокий достоверный прирост результатов отмечается в контрольной группе (соответственно 8,9; 6,8 и 5,1 %), а по другим (прыжок вверх с места с помощью рук) – в экспериментальной (8,9 %, р<0,05).
Динамика антропометрических данных и показателей специальной физической подготовленности прыгунов в высоту за период исследования
Конечные межгрупповые показатели, характеризующие уровень развития скоростно-силовых способностей, существенно не отличаются у занимающихся контрольной и экспериментальной групп, не смотря на различный прирост показателей.
За период исследования у занимающихся обеих групп обнаружено достоверное увеличение силовых характеристик: в экспериментальной группе показатель приседания со штангой повысился на 6,0 % (р<0,05), у испытуемых контрольной группы – на 3,6 % (р<0,05). Относительный показатель приседания со штангой улучшился только в экспериментальной группе и в конечном обследовании составил 1,34 кг/кг.
Показатели подвижности в суставах также улучшились у всех занимающихся (р<0,05), но больший прирост данных характеристик обнаружен в экспериментальной группе (наклон туловища вперед – 18,9 %, р<0,05; шпагат продольный – 5,7 %, р<0,05; шпагат поперечный – 6,0 %, р<0,05).
В начальном и конечном тестировании межгрупповые различия показателей физической подготовленности не наблюдались.
Различия между начальными и конечными данными в экспериментальной группе были достоверными при пятипроцентном уровне значимости в 11 случаях из 16; в контрольной – только в 9, хотя в начальном обследовании группы существенно не отличались.
На основе данного исследования можно констатировать, что в обеих группах произошли приблизительно одинаковые позитивные изменения показателей физической подготовленности.
Корреляционный анализ показал обусловленность спортивного результата в прыжках в высоту уровнем развития физических качеств. В обеих группах результат в прыжках в высоту тесно взаимосвязан с показателями (конечные данные) прыжка вверх с места (контрольная – 0,815; экспериментальная – 0,785), тройного прыжка с места (соответственно 0,744 и 0,766), прыжка в длину с места (0,704 и 0,695), бега на 30 м с ходу (-0,619; -0,704), наклона туловища вперед (0,576; 0,622), продольного шпагата (0,515; 0,602). Эти данные доказывают, что у занимающихся обеих групп в основном одни и те же показатели оказывают существенное влияние на спортивный результат.
Антропометрические характеристики также оказывают влияние на спортивный результат: масса тела имеет среднюю отрицательную взаимосвязь (-0,417; -0,512), а большая длина тела благоприятствует (0,517; 0,624) повышению результативности прыжка.
Как показывает данное исследование, спортивный результат имеет тесную взаимосвязь с различными специализированными тестами. Построение уравнений регрессии, наиболее адекватно отражающих взаимосвязи спортивного результата от группы тестовых показателей, позволяет описывать по этим характеристикам физическое состояние спортсмена (рис.11).
Мы построили три линейных уравнений регрессии, в которых определили основные зависимости спортивного результата и наиболее информативных и доступных тестов. Из предложенных уравнений в наибольшей мере подходит использование тройного прыжка с места. С ростом спортивных результатов неуклонно растут требования к уровню развития физических способностей прыгуна. По нашему мнению, основными причинами возникновения недостатков техники является бытующая силовая установка, которая имеет низкую степень реализации двигательного потенциала в соревновательном упражнении.
Располагая объективной информацией о физической подготовленности прыгуна и его двигательном потенциале, можно прогнозировать спортивный результат и судить о степени овладения техникой двигательного действия.
Рис. 11. Взаимосвязь между спортивным результатом и основными
У = -0,93 х1+6,06
У = 0,29 х3 – 0,57
тестами (бег 30 м, прыжок вверх с места, тройной прыжок с места) у прыгунов в высоту экспериментальной группы
Мы считаем, что правильный разбег может быть обеспечен только высоким уровнем специальной физической и технической подготовленности. Поэтому необходимо создать некоторый запас двигательных качеств, в особенности по специальным (скоростные и скоростно-силовые).
5.3. Характеристика специальной силовой подготовленности прыгунов
Нами изучались абсолютные и относительные показатели силы икроножной группы мышц голени при подошвенном сгибании стопы в статическом режиме и силы мышц-разгибателей голени в динамическом режиме (табл. 9).
У занимающихся контрольной группы начальные показатели силовой подготовленности были несколько выше, но эти различия недостоверны. Данная закономерность прослеживается как по абсолютным, так и по относительным характеристикам.
После проведения исследования некоторое (несущественное) преимущество по показателям силы икроножной группы мышц голени при подошвенном сгибании стопы продолжало отмечаться в контрольной группе (1,2 %, р>0,05), а показатель силы мышц-разгибателей голени в динамическом режиме был выше у прыгунов экспериментальной группы (0,6 %, р>0,05). Однако, можно утверждать, что в обеих группах происходили приблизительно одинаковые положительные изменения в силовой подготовленности. Как начальные, так и конечные межгрупповые различия показателей были недостоверны.
Пропорциональность развития силовых показателей подтверждает некоторое преимущество роста силовых характеристик у прыгунов контрольной группы, хотя в конечном тестировании показатели силовых способностей и пропорциональности развития силовых возможностей в обеих группах приблизительно одинаковы.
Динамика показателей силовой подготовленности прыгунов в высоту за период исследования
В целом индивидуальная динамика показателей, характеризующих силовую подготовленность, совпадает с результатами полученными ранее.
Таким образом, за период исследования в контрольной и экспериментальной группах произошли положительные изменения в силовой подготовленности. Приросты анализируемых показателей приблизительно одинаковы.
Корреляционный анализ показал, что в обеих группах силовые показатели тесно взаимосвязаны со спортивными результатами. Это закономерность прослеживается в начальном и конечном тестировании, что указывает на возможность специальной силовой подготовленности прыгунов в высоту на различных этапах подготовки. Сопоставляя значимость анализируемых показателей, нами выявлено более высокое влияние относительных характеристик (сравнение с абсолютными) на результативность прыгунов как в контрольной, так и в экспериментальной группах.
В процессе проведения исследования в контрольной группе обнаружена тенденция на снижение корреляционных взаимосвязей, а в экспериментальной, наоборот, значимость силовой подготовленности усиливается.
По нашему мнению, это произошло по причине более акцентированного воздействия средств специальной физической подготовки в контрольной группе, и повышения удельного веса упражнений, направленных на совершенствование технического мастерства, у занимающихся экспериментальной группы.
Не смотря на приблизительно одинаковый прирост специальной силовой подготовленности, у занимающихся четко проявляются разные тенденции корреляционной взаимосвязи со спортивным результатом. Это обусловлено направленностью подготовки испытуемых каждой группы.
Следует учитывать, что многие скоростно-силовые упражнения по своей структуре далеки от основного соревновательного упражнения.
Научные исследования В.М. Дъячкова (1972), А.П. Стрижака (1972), В.Ф. Таранова (1994) свидетельствуют о высокой эффективности сопряженного развития специальной физической и технической подготовленности спортсменов. Особое значение метод сопряженного воздействия приобретает на этапе спортивного совершенствования, поэтому в подготовке квалифицированных прыгунов в высоту целесообразно подбирать такие силовые и скоростно-силовые упражнения, которые близки по структуре к основному соревновательному упражнению.
5.4. Динамика показателей технической подготовленности
Прыжок в высоту – сложный в техническом отношении вид легкой атлетики, поэтому вопросы методики начального обучения и совершенствования технического мастерства всегда находились в центре внимания специалистов.
Начальное обучение предполагает изучение основ спортивной техники и освоения целостной структуры прыжка в высоту. Техническое совершенствование ориентировано на достижение максимально возможного спортивного результата.
Становление и совершенствование технического мастерства необходимо увязать с другими сторонами подготовленности прыгуна, а именно теоретической, психологической и технико-физической. С этих позиций и рассмотрим процесс становления и совершенствования технического мастерства прыгунов в высоту.
5.4.1. Теоретическое обеспечение технической подготовки прыгунов
В практике спорта часто встречаются совершенно различные понимания техники выполнения прыжка. Если эти представления оказываются неверными, то уже в процессе обучения осваиваются ошибочные действия, которые впоследствии значительно затрудняют совершенствование технического мастерства. Учитывая важность теоретической подготовки для успешного осуществления процесса технического совершенствования и создания единых требований к процессу обучения, нами разработана программа теоретических знаний по технике прыжка в высоту способом «фосбери-флоп» (табл. 10).
Эта инструкция может служить руководством для тренеров в практической работе и формирование систем самоконтроля и самонастройки у спортсменов.
Таблица 10
Оценка теоретической подготовленности прыгунов в высоту, баллы
Основное внимание уделяется постановке индивидуальных задач к выполнению различных фаз прыжка и указание рациональных изменений их решения. В качестве контроля теоретической подготовленности прыгунов в высоту важно использовать ответы на вопросы, разработанные на основе представленной инструкции теоретических знаний.
Начальный уровень теоретической подготовленности занимающихся обеих групп был низок (контрольная – 3,08; экспериментальная – 3,10 балла). Особую трудность занимающиеся испытывали, характеризуя фазу отталкивания (контрольная – 2,82; экспериментальная – 2,82 балла).
За период исследования произошли положительные изменения в оценке теоретической подготовленности (табл. 10). Прыгуны контрольной группы более качественно стали оценивать только фазу перехода планки, а экспериментальной – все фазы прыжка (разбег, отталкивание, переход через планку). Различия между начальными и конечными данными в экспериментальной группе были достоверными при пятипроцентном уровне значимости в 11 случаях из 12, в контрольной – всего лишь в двух, хотя в начале эксперимента группы существенно не различались.
Бесспорно, в конечном обследовании наблюдается заметное преимущество по уровню теоретической подготовленности прыгунов экспериментальной группы. Мы убеждены, что знание основ техники прыжка в высоту занимающихся данной группы поможет быстрее освоить технические элементы этого вида легкой атлетики.
5.4.2. Психологическое обеспечение технической подготовки спортсменов
Движения прыгуна в высоту могут быть управляемыми только при высокой степени развития таких психических процессов, как мышечно– двигательные ощущения и восприятия, отчетливые и устойчивые представления, двигательная и эмоциональная память, сосредоточенное и устойчивое внимание, волевая мобилизация. Однако это развитие протекает чаще всего стихийно и бесконтрольно со стороны тренера, поэтому психологическое обеспечение технической подготовки прыгунов должно предусматривать систему психолого-педагогических воздействий, необходимых для управления движениями.
Ведущим методом, позволяющим использовать резервы психологических возможностей спортсмена, является метод идеомоторной подготовки. Основная сущность подхода состоит в развитии умения сознательно вызывать и анализировать мышечно-двигательные представления, вносить в них коррективы и благодаря этому управлять отдельными движениями и действием в целом.
Применение приемов идеомоторного метода дает возможность развить способность к сосредоточению внимания, стремление к постоянному самоанализу своих действий, воспитать творческое отношение к тренировочному процессу. Все это возможно в том случае, если тренер строит работу по внедрению идеомоторного тренинга на основе общепринятых дидактических принципов, которые дополняют и конкретизируют основы дидактики.
В процессе технической подготовки прыгунов в высоту экспериментальной группы решались следующие задачи психологического обеспечения:
1. Создать глубокий и устойчивый интерес и доверительное отношение к идеомоторному тренингу.
2. Обучить спортсменов умению находить в прыжке основные результативные элементы техники.
3. Способствовать развитию отчетливости мышечно-двигательных ощущений и восприятий.
4. Обучить навыкам и составить индивидуальную программу идеомоторного тренинга.
5. Повысить эффективность речевого обучения тренера и спортсмена при совершенствовании двигательного навыка.
Прыжок можно разделить на фазы и подфазы, которые включают в себе множество мелких и крупных движений. Тренер и спортсмен в совместном творческом поиске должны найти и выделить для каждой фазы те движения и усилия, от которых зависит качество выполнения прыжка в целом. Концентрируя внимание спортсмена на этих движениях, тренер вкладывает в двигательную память ученика такие ориентиры, по которым он может контролировать себя в прыжке и тем самым управлять своими движениями.
В процессе технического совершенствования обобщенная программа постоянно уточняется индивидуальными ритмо-темповыми акцентами и дополняется возникающими ощущениями, которые трансформируются в новый, более детальный двигательный образ.
Практический опыт показал, что если сразу «вложить» в память прыгуна обобщенную программу технических действий, минуя этап детализации, то в сознании прыгуна появляются ориентиры, не соответствующие критериям эффективных технических действий.
Представление о прыжке – это следы тех мышечно-двигательных ощущений, которые характерны для реального выполнения прыжка. На каждой тренировке спортсмен ориентирован на постоянный самоконтроль и самооценку движений. Навыки самоконтроля формируются поэтапно, через различные варианты сосредоточения внимания на силовые, пространственные и временные компоненты прыжка (табл. 11).
Анализ самооценки кинематических характеристик прыжка в высоту показал, что занимающиеся контрольной группы существенно ошибались в большинстве показателей (кроме угла вылета и угла в коленном суставе в фазе отталкивания).
Наибольшее несовпадение проявилось в определении продолжительности отталкивания (19,4 %, р<0,01), показателя темповой мобилизации (43,4 %, р<0,01) и скорости вылета (22,8 %, р<0,01). В экспериментальной группе результаты фактические и по оценке испытуемых почти совпадали, отклонения показателей составляли от 0,8 до 6,7 %.
Таблица 11
Оценка кинематических характеристик прыжка в высоту занимающихся контрольной и экспериментальной групп
Условные обозначения:
выделены достоверные различия показателей:
– р<0,05;
– р<0,01;
– р<0,001.
Это указывало об умении анализировать временно-пространственные характеристики движений и точно их определять прыгунами экспериментальной группы.
Безусловно, вербализация двигательных ощущений (перенос своих ощущений на словесный уровень) значительно усилило эффективность двигательного самоконтроля. В экспериментальной группе постоянно проводился поиск оптимального варианта настройки на прыжок в высоту: необходимо представить степень мышечного напряжения в узловых элементах прыжка, темп, ритм, скорость движений, направление и амплитуда движений. Систематически требовался словесный отчет спортсмена о своих ощущениях сразу после прыжка. Процесс технической подготовки в этой группе индивидуализирован. Мышечно-двигательные элементы представления, подбирались для каждого спортсмена. При составлении индивидуальных программ идеомоторного тренинга опирались на следующие моменты:
– оценку тренера качественных характеристик прыжка;
– данные спортсменов по самоконтролю и самооценке тренировок, раскрывающие индивидуальные особенности их двигательных ощущений, представлений, внимания;
– решение предыдущих задач программы психологического обеспечения технической подготовки.
В индивидуальную программу включались мышечно-двигательные ориентиры, которые помогали спортсмену эффективно настраиваться на прыжок, а также контролировать эффективность его выполнения.
5.4.3. Динамика показателей технической подготовленности прыгунов в высоту
За период исследования в контрольной группе ритмо-темповая структура разбега последних трех шагов существенно не изменилась (табл. 12). Показатель средней темповой активности в начале исследования составлял 3,33 ш/с, в конце – 3,43 ш/с, коэффициент контрастности соответственно равен 0,60 и 0,55 ш/с, темповая мобилизация была на низком уровне: 2,15 и 2,03 ш/с. В последнем шаге разбега темп повышается (с 3,27 до 3,55 ш/с) и уменьшается длина шага (с 197,0 до 180,1 см), что ведет к потери скорости перед отталкиванием (с 6,45 до 6,40 м/с).
У занимающихся экспериментальной группы была сформирована эффективная ритмо-темповая структура разбега с отталкиванием. У прыгунов этой группы обнаружена несколько иная тенденция изменения ритмотемповых характеристик: по мере приближения к отталкиванию стабильно повышается (с 3,49 до 3,98 ш/с) темп разбега и существенно снижается (с 191,2 до 173,3 см) длина шагов. Такое соотношение параметров бегового шага способствовало повышению скорости на последних шагах разбега. Важно отметить, что анализируемые характеристики достаточно вариабельны, и не всегда совпадают с закономерностями, выявленными по показателям средней величины. Поэтому в дальнейшем мы рассматривали как индивидуальные (рис. 12) так и усредненные данные.
За период исследования в контрольной группе существенных изменений в структуре бегового шага не произошло. По мере приближения к отталкиванию продолжительность опорного периода повышается (с 0,135 до 0,195 с) и уменьшается (с 0,156 до 0,087 с) полетная фаза. Аналогичная закономерность прослеживается и у занимающихся экспериментальной группы, но за счет повышения темпа наблюдаются более короткие опорно-полетные фазы. В последних шагах разбега вертикальная скорость постепенно снижается, а затем наблюдается резкий её рост в фазе отталкивания (контрольная – 4,23 м/с, экспериментальная – 4,39 м/с).
В результате исследований определено, что ОЦМТ спортсмена существенно понижается в конце разбега в основном за счет наклона туловища в сторону центра дуги разбега и сгибания опорной ноги в коленном суставе.
Динамика кинематических характеристик прыжка в высоту
Рис. 12. Длина и частота последних шагов разбега в прыжках в высоту у испытуемых экспериментальной группы (индивидуальные показатели)
Снижение ОЦМТ (экспериментальная группа) в значительной степени зависит от уровня горизонтальной скорости (r = – 0,756).
В контрольной групп вертикальные колебания ОЦМТ в последних шагах разбега варьируют в диапазоне 8,5-9,9 см, в экспериментальной – 8,0 –8,7 см. В обеих группах наибольшая величина колебаний наблюдается в последнем шаге и обусловлена главным образом (более 90 %) изменениями данной характеристики в опорной фазе. При постановке ноги на место отталкивания возникает вертикальная скорость, направленная вниз.
Оптимальная ритмо-темповая организация движений в разбеге у прыгунов экспериментальной группы позволяет нисходящую составляющую скорость минимизировать, чтобы не тормозить движение в фазе отталкивания. Это позволило им существенно повысить горизонтальную (17,6 %, р<0,01) и вертикальную (7,9 %, р<0,05) скорости в фазе отталкивания. Данные характеристики также улучшились и в контрольной группе, но в значительно меньшей степени (горизонтальная – 3,6 %, р>0,05; вертикальная – 3,7 %, р<0,05).
За период исследования в экспериментальной группе скорость вылета повысилась на 11,5 % (р<0,01), в контрольной – на 3,7 % (р>0,05). Сопоставляя коэффициенты вариации горизонтальной, вертикальной и результирующей скорости, можно констатировать, что первые показателя более вариабельны и это подтверждает возможность и эффективность использования двух стилей прыжка (скоростной и силовой).
За период исследования повышение вертикальной скорости позволило увеличить высоту подъема ОЦМТ у испытуемых экспериментальной группы на 12,8 % (р<0,01), контрольной – на 7,1 % (р<0,05). Безусловно, это разница показателей главным образом и обеспечила более высокий средний спортивный результат у прыгунов экспериментальной группы (х = 197,7 см).
Существенный прирост (17,6 %, р<0,01) горизонтальной скорости в фазе отталкивания у спортсменов экспериментальной группы снизил угол вылета в среднем на 1,5 градусов.
Большее совпадение горизонтальной скорости результирующей при меньшем угле вылета позволило прыгунам экспериментальной группы трансформировать 75,1 % скорости разбега в скорость вылета, что значительно больше, чем в контрольной группе (69,6 %).
В начале обследования максимальная высота подъема ОЦМТ у большинства испытуемых находилась перед планкой и высота преодолевалась, когда центр тяжести начинал снижаться.
Конечное тестирование показало, что в контрольной группе данная ошибка так и не устранена, а вот занимающиеся экспериментальной группы учитывали закономерности достижения максимальной высоты подъема ОЦМТ и нахождения планки от места отталкивания. По нашим данным, прыгуны экспериментальной группы достигали наибольшего подъема тела на расстоянии 1,52 м от проекции центра тяжести.
За период исследования величина подъема ОЦМТ в фазе отталкивания не претерпела существенных изменений, как в контрольной, так и экспериментальной группах. Среднегрупповые показатели находятся на уровне 38-39 см, а индивидуальные варьируют от 35 до 43 см. Так как большая часть горизонтальной скорости (65-75 %) трансформируется в результирующую, то только на небольшой (около 20 %) части пути спортсмен активно воздействует на опору. В экспериментальной группе «холостой» ход уменьшается и существенно возрастает активный путь (25,7 %), что позволяет получить большую скорость вылета.
Большой интерес представляет изучение различных вариантов перемещения ОЦМТ и звеньев тела. Одни прыгуны в высшей точке полета над планкой держат тело прямым, другие переходят планку с различным положением рук, а туловище сильно прогибают. Некоторые сегменты тела перемещаются по траекториям, отличающимся от траекторий ОЦМТ. Если один из сегментов перемещается вверх, то другой – в противоположном направлении, но при этом траектория ОЦМТ не изменяется.
Задача оптимизации техники прыжка заключается в определении необходимого перемещения сегментов тела относительно друг друга во время полета.
5.5. Характеристика специальной подготовленности прыгунов в высоту
В моторике существует различие между физическими и психомоторными качествами. К первым относятся специфические физические способности (силовые, скоростные, выносливость и гибкость), ко вторым – координационные. Однако с ростом спортивного мастерства физические качества трудно отделить от двигательно-технических навыков, в которых они получают непосредственное выражение.
Анализ технико-физической подготовленности прыгунов в высоту показал, что начальные результаты в обеих группах существенно не отличались (табл. 13).
За период исследования в экспериментальной группе при однопроцентном уровне значимости увеличилась высота выпрыгивания вверх с полного разбега (17,9 %), в контрольной данный показатель изменился менее выражено (8,6 %, р<0,05).
В конечном тестировании у спортсменов экспериментальной группы высота выпрыгивания вверх с полного разбега превышала показатель выпрыгивания вверх с трех шагов разбега на 0,8 см, хотя в начале исследования было наоборот. Данный факт указывает на эффективность ритмо-темповых характеристик разбега у прыгунов этой группы, что позволило им показать более высокий средний спортивный результат (х = 197,7 см).
В контрольной группе начальные и конечные результаты выпрыгивания вверх с короткого разбега превышали данный показатель с полного разбега соответственно на 5,6 и 3,5 см.
В обеих группах начальные показатели ритмо-темповой структуры разбега существенно не отличались.
Таблица 13
Динамика показателей специальной подготовленности прыгунов в высоту за период исследования
За период исследования в контрольной группе показатели коэффициента контрастности, средней темповой активности и темповой мобилизации изменились недостоверно (р>0,05) и, наоборот, существенно повысились в экспериментальной группе (М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 169,7 %, р<0,001; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 142,5 %, р<0,01; Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------
– 11,4 %, р<0,05).
Безусловно, более высокий уровень технической подготовленности занимающихся экспериментальной группы и позволил показать лучший результат в прыжках в высоту.
5.6. Динамика кинематических характеристик прыжка на разных высотах
Особенность прыжка в высоту заключается в том, что постоянно поднимается планка и соответственно мобилизируются потенциальные возможности прыгунов. Для преодоления не большой высоты необходим и более низкий уровень кинематических характеристик прыжка. Спортсмен должен рассчитать так свои усилия, чтобы с меньшими затратами энергии преодолеть высоту. Таким образом, технически правильно спортсмен должен выполнять прыжки на различных высотах. Естественно уровень физической подготовленности прыгуна в условиях одного соревнования не изменяется, поэтому преодолевать меньшие высоты можно с более низким уровнем кинематических характеристик, обеспечивающих этот результат.
Анализ кинематических характеристик последних шагов разбега показал, что при снижении высоты планки на 10 см существенно уменьшается темп (табл. 14). В контрольной группе по мере приближения к отталкиванию разница показателей снижается (с 8,1 до 6,2 %), в экспериментальной, наоборот, повышается (с 5,1 до 9,6 %).
В контрольной группе только на низких высотах темп последних шагов разбега постоянно растет, в экспериментальной группе данная закономерность прослеживается на всех высотах. Закономерность изменения длины шагов несколько иная: в контрольной группе удлиняется предпоследний шаг (4,2 %, р<0,05) и укорачивается третий (6,7 %, р<0,05), в экспериментальной группе увеличивается только длина последнего шага (5,7 %, р<0,05).
Динамика кинематических характеристик прыжка на разных высота контрольной и экспериментальной групп
Изменение горизонтальной скорости на последних шагах разбега во многом совпадает с динамикой темпа, как в контрольной, так и экспериментальной группах.
По мере снижения скорости разбега продолжительность опорного периода увеличивается, а полетная фаза существенных изменений не претерпевает. Это закономерность проявляется в обеих группах. По мере снижения высоты планки достоверно уменьшается результирующая скорость в отталкивании, а угол вылета изменяется несущественно. Следовательно, изменение результирующей скорости обусловливает регулирование высоты прыжка.
По мере уменьшения высоты прыжка заметно снижаются характеристики ритмо-темповой структуры разбега. На всех этапах обследования в контрольной группе коэффициенты контрастности, показатели средней темповой активности и темповой мобилизации значительно ниже, что указывает о недостаточном уровне сформированности анализируемых характеристик.
По мере подъема планки высота ОЦМТ в фазе отталкивания несколько повышается в обеих группах. Безусловно, мотивация высоты прыжка играет определяющую роль.
На предельных высотах уменьшается разница между подъемом ОЦМТ и высотой планки (контрольная – 24,3 см; экспериментальная – 25,2 см). Это обязывает прыгунов более эффективно выполнять движения над планкой, чтобы её не сбить при такой разности показателей.
Результаты исследования убедительно доказали, что занимающиеся экспериментальной группы достаточно эффективно реализовали ритмотемповую структуру разбега с отталкивание на всех высотах. Прыгуны контрольной группы добивались такой эффективности только в начале соревнований (начальные высоты).
По нашему мнению, не эффективная ритмо-темповая структура разбега на предельных высотах у прыгунов контрольной группы и является главной причиной меньшего прироста спортивных результатов (сравнение с экспериментальной).
Результаты педагогического эксперимента показали, что наибольшие трудности в совершенствовании техники прыжка в высоту способом «фосбери» связаны с освоением рациональной структуры движений в фазе отталкивания, выполнение которой происходит в условиях действия центробежной силы. Поэтому на протяжении всего исследования мы уделяли главное внимание именно решению этой задачи, что позволило прыгунам экспериментальной группы существенно повысить уровень технической подготовленности. По нашему мнению, более высокий уровень технического мастерства и обеспечил высокий прирост спортивных результатов.
В настоящее время проблема индивидуализации подготовки прыгунов в высоту имеет чрезвычайно важное значение, так как от совершенствования такой формы организации тренировочного процесса во многом зависит достижение спортивных результатов.
В процессе педагогического эксперимента установлено, что целенаправленное использование тренировочных средств, коррекция физической и технической подготовленности привели к существенному изменению изучаемых параметров.
Дальнейшая оптимизация тренировочного процесса предполагает разработку индивидуальной ритмо-темповой структуры разбега.
Техника легкоатлетических прыжков достаточно хорошо изучена и обоснована. Ее основой является «реактивно-взрывное» отталкивание. Спортсмены, владеющие им, показывают стабильно высокие результаты. Однако в настоящее время еще бытует и успешно функционирует «жимовой» или «стопорящий» способ толчка. Он является причиной застоя в результатах и травматизма. Чтобы понять суть «реактивно-взрывного» отталкивания вспомним известное положение, что мышца обладает высокой эластичностью и что растянутая мышца (до определенного оптимума) сокращается сильнее и быстрее, если она напряжена. И.М.Сеченов так и говорил, что «напряженная мышца, в то время, как в ней развиваются подъемные силы, способствует усиленному развитию их». Кроме того, при растягивании мышцы, как это отмечал А.Н.Крестовников, в ней возникает рефлекторное усиление ее сокращения (миотонический рефлекс). Накопленная в разбеге энергия частично поглощается опорной фазой и затем используется для активного отталкивания. Здесь имеет место механизм использования баллистических свойств мышц-разгибателей. При сгибании опорной ноги напряженные мышцы растягиваются, в них возникают мощные сократительные силы, которые в момент ослабления давления на опору проявляются «взрывом». Этот момент связан с перемещением маховой ноги и рук. «Взрыв» дополняется реактивной силой, возникающей в результате торможения маховых звеньев мышцами антогонистами. Высокая скорость разбега усиливает такое отталкивание. При выполнении «жимового» отталкивания она является помехой и спортсмен снижает скорость, чтобы успеть оттолкнуться. На наш взгляд причина здесь кроется не столько в технике, сколько в методике подготовки прыгунов.
Каждый тренер по легкой атлетике сталкивался с явлением, при котором рост физических качеств не обеспечивает рост результатов в соревновательном упражнении. Мы попытались разобраться в причинах этого.
В наших исследованиях, проходивших в период 2004-2005года, принимали участие новички, студенты, специализирующиеся в тяжелой атлетике, и сильнейшие спортсмены России и Волгоградской области.
Результат в прыжках в высоту складывается из силового, реактивного и скоростного компонентов. Силовой компонент определяется по результату прыжка вверх с места, отталкиваясь одной ногой без участия маховых звеньев. Реактивный – составляет разницу результатов прыжка вверх с участием маховых звеньев и без них. Скоростной – составляет разницу между результатом прыжка вверх с разбега и с места с участием маховых звеньев тела. Максимальный результат прыжка нами был взят за 100 %, таким образом, была определена мера участия каждого компонента прыжка. При проведении не сложных арифметических операций было установлено, что у новичков мера участия силового компонента составила 62,3 %, реактивного – 37,7 %, скоростной компонент отсутствовал вовсе. Это означает, что результаты с разбега были такие же, либо хуже чем с места. Аналогичная картина наблюдалась у спортсменов специализирующихся в тяжелой атлетике. 82,7 % приходилось у них на долю силового компонента, реактивный – составил 17,3 %, скоростной полностью отсутствовал,(таблица 1). Новичков и людей с атлетическим сложением объединяет отсутствие умения выполнять отталкивание с разбега. Высокий уровень силовых качеств у штангистов не способствует проявлению скоростного компонента. Наши исследования показали, что у сильнейших прыгунов России и Волгоградской области мера участия компонентов прыжка индивидуальна и не связана с их квалификацией. Однако определенная закономерность все же просматривается. В таблице значками обозначены спортсмены, имеющие застой в результатах, либо травму опорно-двигательного аппарата. Было установлено, что у них силовой компонент прыжка превышает 50 %. Однако имеет место и другое сочетание. Испытуемые: И.Поздняков, В.Клюкин, М.Вербицкий, С.Милокумов имеют уровень силового компонента около 40 %. Это позволило им в значительной степени использовать реактивный и скоростной компоненты. Следует отметить, что спортсмены М.Вербицкий и С.Милокумов в последний год значительно повысили свои результаты, став мастерами спорта. На наш взгляд и И.Поздняков и В.Клюкин имели хорошие перспективы для роста результатов, но они оставили спорт.
У мастера спорта А.Приказчиковой доля силового компонента составила 80,0 %, реактивного – 20,0 %, скоростной – полностью отсутствовал. Ее результат в прыжках с места без участия маховых звеньев составил 52 см (это на 5 см выше, чем у Олимпийской чемпионки Е.Слесаренко), с участием маховых звеньев – 65 см, а с разбега – 45 см. Это свидетельствует о том, что скорость разбега ничего не дает и, даже, мешает. Заслуженный мастер спорта Е.Слесаренко имеет силовой компонент 52,1 %, реактивный – 30,9 % и скоростной – 17,0 %. На наш взгляд, такой расклад не является рациональным. Из-за травмы опорно-двигательного аппарата она пропустила весь сезон 2005 года.
Чемпион России 2005 года П.Фоменко имеет силовой компонент 52,0 %, реактивный – 22,0 % и скоростной – 26,0 %. Вот уже четыре года ему не удается повысить свои результаты.
В 2004 году в наших исследованиях принял участие молодой, подающий большие надежды спортсмен, С.Милокумов. Компоненты его прыжка составили 37,0 %, 20,0 % и 40,0 % соответственно. Преобладание скоростного компонента над остальными, позволило ему за год повысить результаты на 15 см. Он стал мастером спорта, показав результат 218 см.
М.Вербицкий имеет силовой компонент 41,0 %, реактивный – 30,1 % и скоростной – 28,9 %. За последний год ему удалось повысить результат на 13 см и выполнить норматив мастера спорта 215 см.
Наши исследования показали, что отсутствие у спортсменов реактивно-взрывного отталкивания происходит из-за методических просчетов в учебно-тренировочном процессе. Акцентированная силовая тренировка стимулирует жимовой вариант отталкивания. При этом любые, самые рациональные упражнения, направленные на совершенствование технического мастерства могут оказаться бесполезными. На наш взгляд наиболее предпочтительным было бы сбалансированное развитие физических качеств, которое позволило бы иметь компоненты прыжка на уровне 30-35 % каждый.
Таблица 15
Уровень физической и технической подготовленности у сильнейших спортсменов Волгоградской области, специализирующихся в прыжках в высоту
На наш взгляд тренеры Волгоградской области бессистемно развивают физические качества у своих воспитанников с явным преобладанием силы. Причиной является то, что сила хорошо поддается тренирующему воздействию и ее развитию уделяется первостепенное внимание. Реактивные и скоростные качества хуже поддаются тренирующему воздействию, но их развитие необходимо.
//-- Контрольные вопросы: --//
1. При помощи каких ритмо-темповых характеристик оценивается эффективность разбега и отталкивания в прыжках в высоту?
2. Какая ритмо-темповая характеристика разбега соответствует технике реактивно-взрывного отталкивания?
3. Какие преимущества дает применение приемов идеомоторного метода в процессе спортивно-технического совершенствования прыгунов в высоту?
4. По каким тестам следует определять эффективность технических действий в разбеге и отталкивание в прыжках в высоту?
5. Назовите факторы от которых зависит результат в прыжках в высоту?
6. Назовите ориентиры при помощи которых можно определять эффект технических действий в разбеге и отталкивании в прыжках в высоту?
7. Как влияют компоненты прыжка на результаты в прыжках в высоту, какое их сочетание является оптимальным?
8. Почему рост физических качеств не всегда обеспечивает рост результатов в прыжках в высоту?
//-- ЛИТЕРАТУРА: --//
1. Гойхман П.. Сосина Е. Метод альтернативной нагрузки // Легкая атлетика. – 2006. – № 6. – С. 20-22.
2. Дьячков В.М. Совершенствование технического мастерства спортсменов (педагогические проблемы управления). – М.: Физкультура и спорт, 1972. – 231 с.
3. Дурсенев Л.М. Механизм отталкивания // Легкая атлетика. – 1975. – № 1. – С. 18-19.
4. Стрижак А.П. Научно-методические основы управления тренировочным процессом высококвалифицированных легкоатлетовпрыгунов: Автореф. дис. … докт. пед. наук. – М., 1992. – 32 с.
5. Тихонин В.И. Формирование рациональной ритмо-темповой структуры разбега в прыжках в высоту: Автореф. дис. … канд. пед. наук. – Волгоград, 2003.