На правах рукописи




ЗАБОРСКИЙ Геннадий Алексеевич

индивидуализация техники отталкивания у прыгунов

в длину и в высоту с разбега на основе моделирования

движений

13.00.04.- Теория и методика физического воспитания, спортивной

тренировки и оздоровительной физической культуры

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Омск - 2000

общАя характеристика диссертации

А к т у а ль н о сть В легкоатлетических видах спорта достигаемый спортивный результат требует от спортсмена максимальных усилий, прояв­ляющихся на пределе его возможностей. Возникающие при этом перегрузки функциональных систем организма уменьшают работоспособность двига­тельного аппарата спортсмена, что может стать причиной застоя или даже снижения спортивного результата. В таких случаях особенно важно подоб­рать индивидуально-оптимальный вариант выполнения движения, при кото­ром двигательные возможности спортсмена используются наилучшим обра­зом.

Вместе с тем, в процессе совершенствования техники движения легкоатле­тов сохраняется неопределенность в выборе индивидуально-оптимального ва­рианта выполнения движения. Для того чтобы исключить эту неопределен­ность, спортсмену необходимо точно знать, какие кинематические и динами­ческие характеристики движения, в какую сторону и как целесообразно из­менять, чтобы наилучшим образом реализовать свои двигательные возмож­ности.

Исследования технической подготовленности прыгунов в длину и в высо­ту с разбега (, ,1975; , 1974; ,1976; , ,1981) позволили опреде­лить проблемную ситуацию, заключающуюся в необходимости индивидуали­зации технической подготовки прыгунов, с одной стороны, и с другой - в от­сутствии научно-обоснованных, объективных критериев оценки и обучения оптимальной техники движений с учетом индивидуальных особенностей про­явления моторики прыгунов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Таким образом, проблема индивидуализации технической подготовки пры­гунов на основе оптимизации движений является актуальной.

Наиболее перспективный подход к решению проблемы двигательного оп­тимума развивается в рамках эргономического направления биомеханики на основе метода моделирования движений. При этом используются различного уровня сложности механо-математические модели, опирающиеся на принци­пы оптимальности.

Среди этих принципов выделяются вариационные методы математиче­ского анализа двигательной активности человека в различных сферах дея­тельности, в том числе и в спорте. Следует полагать, что вариационные мето­ды требуют своего развития в плане применения их к решению разного рода спортивно-педагогических задач. В частности, возникает необходимость в использовании этих методов для анализа индивидуально-оптимальной тех­ники отталкивания спортсменов прыгунов в длину и в высоту с разбега.

Для решения теоретических задач исследования нами разработана вариа­ционная модель поведения двигательной системы, воспроизводящая процесс

преобразования и перераспределения механической энергии движения тела человека при перемещениях в пространстве, с учетом упругих свойств всех частей его тела, по отдельным элементам и фазам движения. На основе этой модели сформулированы и решены задачи на индивидуально-оптимальное отталкивание для прыгунов в длину и в высоту с разбега.

Модельные характеристики двигательного оптимума дают представление о том, что есть совершенное движение, но эти же модельные характеристики не указывают, как усовершенствовать движение. Поэтому в эксперименталь­ной части исследования решается задача о способе формирования индивиду­альной техники отталкивания для прыгунов в длину и в высоту с разбега на основе модельных характеристик двигательного оптимума.

Основные положения и выводы, представленные в работе, подтверждены результатами обследования участников легкоатлетических сборов команд СССР и РСФСР с 1982 года, а также членов спортклуба ОГИФК и учащихся РШВСМ. Полученные в результате наших исследований рекомендации вне­дрены в практику подготовки легкоатлетов прыгунов членов спортивного клуба ОГИФК и областного спортивного общества "Спартак" г. Омска, что подтверждено актами внедрения.

Исследование выполнено в соответствии с планом научно-иссле­довательских работ АН СССР по проблеме "Биомеханика" 1 10.5.03.6.02 "Ис­следование биомеханических факторов определяющих и лимитирующих спортивную работоспособность". Номер государственной регистрации 01.87.0 058532.

Объектом исследования является техника отталкивания в легкоатлети­ческих прыжках.

Предметом исследования является способ индивидуализации техники отталкивания у легкоатлетов прыгунов на основе моделирования оптималь­ных характеристик движения.

Рабочая гипотеза исследования. Известно, что эффективность дей­ствий прыгуна в отталкивании полностью зависит от оптимальной организа­ции процесса преобразования и перераспределения механической энергии тела спортсмена по отдельным элементам и фазам отталкивания. Поэтому в качестве гипотезы выдвигается предположение, что на базе вариационной мо­дели для этого процесса возможна разработка методики расчета модельных характеристик индивидуального двигательного оптимума, которые позволят уточнить структуру двигательных действий прыгуна в отталкивании как предмета обучения. Сравнение модельных характеристик двигательного оп­тимума с реально воспроизводимой структурой движения прыгуна в оттал­кивании, позволит выявить такие элементы его технической и скоростно - силовой подготовленности, коррекция и развитие которых позволят ему сформировать индивидуально-оптимальную технику отталкивания в прыжках.

Цель исследования - на основе моделирования движений разработать надежный способ анализа и формирования оптимального отталкивания для прыгунов.

Задачи исследования:

1.  Разработать вариационную модель поведения двигательной системы, воспроизводящую процесс преобразования и перераспределения механиче­ской энергии движения через упругие компоненты тела человека.

2.  Выявить доминирующую структуру двигательных действий, соответст­вующую оптимальному построению движений в отталкивании у легкоатлетов прыгунов.

3.  Определить краевые условия входа и выхода из отталкивания, обеспе­чивающие наилучший результат прыжка в длину и в высоту с разбега.

4.  Разработать методику расчета модельных характеристик двигательного оптимума в отталкивании, учитывающую индивидуальные особенности про­явления моторики легкоатлетов прыгунов.

5.  Определить условия, обеспечивающие сближение реальных характери­стик движения с модельными характеристиками двигательного оптимума в отталкивании у легкоатлетов прыгунов.

6.  Разработать способ формирования индивидуально-оптимальной тех­ники отталкивания, обеспечивающий согласование двигательных возможно­стей прыгуна с требованиями оптимальной динамики в отталкивании и соз­дающий предпосылки к повышению результата в прыжках.

Методы исследования: анализ и обобщение научно - методической литературы, метод моделирования и вариационный принцип оптимальности, педагогические эксперименты, электротензодинамометрия и киносъемка, методы математической статистики.

Организация исследования: Работа по моделированию и фор­мированию оптимального отталкивания у легкоатлетов прыгунов проводи­лась в несколько этапов. В исследовании приняло участие 32 легкоатлета, из них в предварительном эксперименте 28 прыгунов и прыгуний разного воз­раста и разного уровня спортивной квалификации и 4 легкоатлета прыгуна в экспериментах по формированию индивидуального двигательного оптимума в отталкивании в прыжках в длину и в высоту с разбега.

Первый этап связан с выяснением роли упругих компонент тела человека в организации локомоторного акта и синтезом математической модели, отра­жающей преобразование механической энергии движения через упругие ком­поненты тела в локомоциях. В качестве экспериментальных данных исполь­зовались тензодинамограммы опорных реакций в прыжках и данные по кино­съемке этих же прыжков. Работа проводилась с 1978 по 1979 год.

Второй этап исследования связан с анализом доминирующей структуры двигательных действий организма в прыжках. В качестве исходного материа­ла использовались результаты аппроксимаций тензодинамограмм опорных
реакций в прыжках решениями модельной вариационной задачи, разработан­ной на первом этапе исследований. Работы второго этапа проводились с 1979 по 1980 год.

Работы третьего этапа проводились с 1980 по 1981 год. На третьем этапе исследований решается проблема краевых условий входа и выхода из оттал­кивания, обеспечивающих наилучший результат прыжка в длину и в высоту с разбега.

Работы четвертого этапа проводились с 1981 по 1982 год. Задача четверто­го этапа - разработка программы для расчета на ЭВМ оптимального отталки­вания для прыгунов в длину и в высоту. Теоретически оптимальные варианты отталкивания в легкоатлетических прыжках рассчитываются через решение вариационной задачи для доминирующей цепочки двигательных действий с учетом необходимых краевых условий.

Работы пятого этапа проводились с 1982 по 1986 год. Задача пятого этапа исследований состояла в том, чтобы, варьируя условия входа в отталкивание у прыгунов, добиться сближения характеристик движения с их теоретически оптимальными значениями. Регистрация характеристик движения осуществ­лялась при помощи киносъемки. На основе сопоставления результатов кино­съемки с рассчитанными по модели оптимальными характеристиками оттал­кивания оценивалось влияние условий входа в отталкивание на сближение ха­рактеристик отталкивания с их теоретически оптимальными значениями.

Работы шестого этапа проводились с 1985 по 1990 год. Задача шестого эта­па, основного педагогического эксперимента по индивидуализации техники отталкивания у прыгунов, состоит в том, чтобы, ориентируясь на модельные характеристики двигательного оптимума, согласовать двигательные возмож­ности прыгуна с требованиями оптимальной динамики в отталкивании и, тем самым, создать предпосылки к повышению результата в прыжке. На основе сопоставления реальных характеристик отталкивания с модельными значе­ниями двигательного оптимума, прыгунам выдавались рекомендации по ис­правлению элементов техники отталкивания.

Научная новизна исследования состоит в том, что она основе мо­делирования разработан подход к анализу оптимальной динамики отталки­вания для прыгунов в длину и в высоту с разбега, что позволяет установить неизвестный ранее порядок индивидуализации техники отталкивания. Впер­вые показано, что существенную роль в организации оптимального отталки­вания выполняют процессы преобразования и перераспределения механиче­ской энергии по пространственным координатам и фазам движения через упругие компоненты всех частей тела прыгуна.

Теоретическая значимость исследования заключается в допол­нении теории обучения и тренировки в легкоатлетических прыжках новыми данными по способу анализа и формирования индивидуально-оптимального отталкивания на основе вариационной модели, воспроизводящей процесс пре­
образования и перераспределения механической энергии движения тела чело­века при перемещениях в пространстве, с учетом упругих свойств всех час­тей его тела.

Практическая значимость исследования определяется тем, что экспериментально подтверждена целесообразность использования результа­тов моделирования оптимального движения в отталкивании для оценки и коррекции некоторых элементов технической и скоростно-силовой подго­товленности прыгунов. Разработана методика расчета модельных характери­стик оптимального отталкивания для прыгунов в длину и в высоту с разбе­га. Разработан способ формирования индивидуально-оптимального отталки­вания, который может быть полезен при подготовке легкоатлетов прыгунов независимо от их уровня квалификации и возраста.

Основные положения, выносимые на защиту:

1.  Вариационная модель поведения двигательной системы в локомоциях, которая позволяет исследовать оптимальную структуру двигательных дейст­вий человека с учетом процесса преобразования и перераспределения механи­ческой энергии движения через упругие компоненты его тела.

2.  Схема расчета оптимальной динамики отталкивания, которая позволяет, в отличие от известных критериев техничности, полученных на основе опыта, рассчитать теоретические характеристики индивидуального двигательного оптимума в отталкивании для легкоатлетов прыгунов.

3.  Способ формирования индивидуально-оптимального отталкивания у легкоатлетов прыгунов, который позволяет согласовать двигательные воз­можности прыгунов с требованиями оптимальной динамики и сблизить их ре­альные характеристики движения с оптимальными значениями в отталкива­нии, что создает предпосылки для повышения результатов в прыжках.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шес­ти глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и 9 прило­жений. Работа иллюстрирована 11 рисунками и 8 таблицами. Список литера­туры включает 171 источник, из них 14 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Вариационная модель поведения двигательной системы в локомоциях

Упругая модель. Простейшая модель упругих свойств тела человека представляет собой систему невесомых рычагов с невесомой пружиной и с сосредоточенной на ней массой, совпадающей с положением общего центра масс (О. Ц.М.) тела человека во время движения (рис. 1). Величина растяжения пружины соответствует величине упругих суммарных деформаций тела чело­века во время движения.

Экспериментально установлено, что величина упругих суммарных дефор­маций тела человека прямопропорциональна с обратным знаком величине си­лы реакции опоры в любой момент времени движения. В модели принято, что начало отсчета упругих деформаций совпадает с точкой "А" крепления пру­жины с системой невесомых рычагов (рис. 1),

Рис. 1 Простейшая упругая модель двигательной системы

Р - сила тяжести, сосредоточенная в центре масс тела; N - сила, дейст­вующая со стороны опоры (реакция опоры), расположена в точке нулевой де­формации; -_вектор упругих суммарных деформаций;_ к - коэффициент уп­ругости тела; R - вектор положения центра масс тела; гд - вектор положения упругой нулевой суммарной деформации. R - вектор ускорения цетра масс; Еку - кинетическая энергия упругих деформаций, Uny - потенциальная энергия упругих деформаций тела человека, t - время.

Вариационная задача. Установлено, что при перемещениях в по­ле тяжести двигательная система из всех возможных способов перехода из одного механического состояния в другое, соответствующих уравнению дви­жения общего центра масс (О. Ц.М.) для упругой антропоморфной системы человека, реализует такие, при которых минимизируется определенный инте­грал по времени от собственной упругой энергии тела человека (рис. 1).

Рис. 2 Кусочно-непрерывная аппроксимация тензодинамограммы опорных реакций прыжка с места вверх для нетренированного человека решениями ва­риационной задачи

N/P - отношение величины силы реакции опоры к весу тела; о-a-b - фаза разгона центра масс; b-с - фаза торможения центра масс; c-d-e - фаза отталки­вания центра масс; e-q- фаза вылета центра масс; 0- начало фазы разгона; а - минимум величины суммарных упругих деформаций тела, конец первой части фазы разгона; Ь - максимум скорости движения центра масс к опоре, конец фа­зы разгона; 1- относительный максимум величины упругих деформаций тела; 2- относительный минимум скорости упругих деформаций; 3- относительный минимум величины упругих деформаций; 4- относительный максимум вели­чины скорости упругих деформаций; с - относительный максимум величины упругих деформаций, конец фазы торможения; d - относительный минимум величины упругих деформаций, конец первой части фазы отталкивания; 5- относительный максимум величины упругих деформаций; 6- относительный минимум величины упругих деформаций; 7- относительный максимум вели­чины упругих деформаций; е - максимум скорости движения центра масс от опоры, конец фазы отталкивания; q - момент вылета от опоры, конец фазы вы­лета.

Цифрами помечены точки стыковок решений вариационной задачи для не­обязательных экстремумов динамического состояния, буквами - стыковки ре­шений для доминирующей последовательности экстремумов динамического состояния в локомоторном цикле.

Вариационная задача, сформулированная для функционала модели с уче­том дифференциального условия (уравнения движения), соответствует обоб­щенной задаче Лагранжа на условный экстремум. Поэтому эксперименталь­ные тензодинамщраммы опорных реакций можно описать по частям реше­ниями вариационной задачи. Причем, каждая часть будет связана с решением экстремальной задачи для одной из функций, входящих в функционал модели и уравнение движения О. Ц.М. тела человека (рис.2).

Доминирующая структура. Сопоставляя различные тензограм- мы опорных реакций у различных испытуемых в одном и том же виде движе­ния, например, в прыжке с места вверх (рис. 2), можно заметить обязательное присутствие совершенно определенных экстремальных моментов, связанных с обязательными экстремумами динамического состояния упругой конструк­ции тела при реализации двигательной задачи в этом движении. Последова­тельность этих экстремальных состояний отражает обязательную цепочку преобразований механической энергии движения в этом виде локомоций, без которых в принципе не реализуется двигательная задача. Такую последо­вательность назовем доминирующей,(рис. 2).

Появление дополнительных экстремалей в реальном движении отражает колебательные движения упругих компонент тела по ходу движения его цен­тра масс, что, по-видимому, увеличивает диссипативные потери в двигатель­ной системе. Полная реализация двигательного потенциала организма спорт­смена за локомоторный цикл возможна только на доминирующей последова­тельности экстремумов динамического состояния тела.

Расчет индивидуально-оптимальных характеристик отталкивания для прыгунов в длину и в высоту с разбега

Расчет индивидуально-оптимальных характеристик отталкивания для пры­гунов в длину и в высоту с разбега осуществляется через решение краевой за­дачи динамики для доминирующей последовательности экстремальных со­стояний двигательной системы за локомоторный цикл.

На рис. 3 представлен характер перераспределения скорости разбега на уп­ругую и вращательную компоненты движения при входе в отталкивание. Динамические особенности входа в отталкивание в общих чертах одинаковы и для прыгунов в длину, и для прыгунов в высоту. Организация эффективного отталкивания и, следовательно, запасание необходимой энергии на упругих компонентах тела по вертикальной составляющей движения, а по горизон­тальной составляющей минимизация тормозящих действий приводит к су­ществованию оптимального соотношения между углом входа а - и углом ц/- склонения центра масс тела над опорой при входе в отталкивание (рис. 3).

а - угол входа центра масс в отталкивание; ц/ - угол склонения центра масс над опорой при входе в отталкивание; Vp - вектор скорости разбего центра масс; Vop6 - орбитальная составляющая скорости разбега; U0 - вектор ско­рости упругих деформаций в момент постановки толчковой ноги на опору; г0 - вектор положения центра масс к опоре при входе в отталкивание.

На рис. 4 представлена схема образования поступательной и вращательной компонент движения тела прыгуна к концу отталкивания. Требования успеш­ного перехода планки для прыгунов в высоту и максимальной дальности по­лета для прыгунов в длину приводят к существованию оптимальных соотно­шений между углом вылета 3 и углом ф - склонения центра масс над опорой к концу отталкивания для каждого вида прыжка (рис. 4).

При расчете двигательного оптимума в отталкивании по вариационной мо­дели для доминирующей последовательности экстремумов динамического со­стояния, с учетом краевых условий (рис.3 и 4), за показатели индивидуального проявления моторики прыгуна удобно взягь: скорость разбега, пространст­венные ограничения на перемещения центра масс в отталкивании и собствен­ную частоту колебаний упругого тела прыгуна.

Рис.4 Схема образования поступательного и вращательного движения тела прыгуна к концу отталкивания

V0T - вектор скорости движения центра масс к концу отталкивания. Vор6 - орбитальная составляющая V0T; Vr - радиальная составляющая V0Т; ΔV Vop6 - часть орбитальной составляющей скорости V0T, которая может идти на обра­зование вращения в полете; Увыл - вектор скорости вылета центра масс в мо­мент отрыва толчковой ноги от опоры; у - угол движения центра масс в конце отталкивания; р - угол вылета центра масс; φ - угол склонения центра масс над опорой в момент вылета; г1 - вектор положения центра масс в момент отрыва толчковой ноги от опоры.

Решение краевой задачи на основе вариационной модели приводит к одно­значному определению сил реакции опоры и характеристик движения центра масс прыгуна, соответствующих оптимальному отталкиванию в прыжке. По­лученные таким образом модельные характеристики двигательного оптимума используются для оценки техничности действий прыгуна в отталкивании.

Теоретический анализ движений в отталкивании показывает, что модель­ные характеристики двигательного оптимума обеспечивают минимизацию энергетических затрат организма прыгуна на один и тот же результат в прыж­ке.

Особенности сближения характеристик отталкивания с их теоретически оптимальными значениями в связи с коррекцией угла склонения центра масс прыгуна над опорой при входе в отталкивание

Для того чтобы показать надежность модельных характеристик двигатель­ного оптимума как критерия оценки индивидуально-оптимальной техники от­талкивания у прыгунов, были проведены предварительные исследования. Ис­следования проходили в условиях легкоатлетических сборов, в которых уча­ствовали прыгуны и прыгуньи разной квалификации.

В начале у испытуемых регистрировались характеристики отталкивания по наилучшей попытке в серии из 5 - 7 прыжков по данным киносъемки. Для каждого испытуемого для текущего значения собственной частоты колебаний упругих компонент его тела, по известным для его наилучшей попытки скоро­сти разбега и пространственным ограничениям на перемещение центра масс рассчитывались теоретические модельные характеристики оптимального от­талкивания и теоретически ожидаемый результат прыжка. Расхождение мо­дельных характеристик оптимального отталкивания от их реальных значений определялись для угла склонения центра масс над опорой в конце отталкива­ния, угла вылета, времени отталкивания и для, собственно, результата в прыжке.

Далее, испытуемым предлагалось, не меняя, по возможности, скорости разбега, подводить толчковую ногу под себя в момент входа в отталкивание так, чтобы увеличить угол ѱ - склонения центра масс над опорой. И здесь, также по наилучшей попытке, регистрировались характеристики отталкива­ния по данным киносъемки. Рассчитывались модельные характеристики дви­гательного оптимума и их расхождение от реально наблюдаемых значений в отталкивании.

На рис. 5 представлены результаты статистического анализа по изменени­ям в расхождениях характеристик отгалкивания от теоретически оптимальных значений до и после сдвига углов ѱ для прыгуний в длину с разбега. Увеличе­ние угла ѱ при входе в отталкивание приводит к сближению реальных харак­теристик отталкивания с их модельными оптимальными значениями. Анало­гичные результаты получены и для других групп участников педагогического эксперимента - прыгунов и прыгуний в длину и в высоту с разбега

Статистический анализ результатов предварительного исследования про­веден методом попарного сравнения. Число участников предварительного эксперимента: мужчин - прыгунов в высоту - 10 человек, мужчин - прыгунов в длину - 6 человек, женщин - прыгуний в высоту - 8 человек, женщин - прыгуний в длину - 4 человека.

Уровень значимости статистического сравнения составляет Р0 < 0.01. Статистически достоверные изменения получены для всех величин (рис.5).

а)- изменения в углах ѱ склонения центров масс над опорой при входе в от­талкивание;

б)- изменения в ΔS - расхождениях дальности прыжков от расчетных значений;

в)- изменения в Δφ- расхождениях углов склонения центров масс над опорой от расчетных значений к концу отталкивания;

г)- изменения в Δβ- расхождениях углов вылета от расчетных значений;

д)- изменения в Δt- расхождениях времени отталкивания от расчетных значе­ний.

Таким образом, сохраняя скорость разбега, но, изменяя угол ѱ - склонения центра масс при входе в отталкивание, можно управлять степенью сближения характеристик отталкивания с их теоретически оптимальными значениями.

Результаты формирования индивидуально-оптимального отталкивания у легкоатлетов прыгунов в длину и в высоту с разбега

В индивидуальных экспериментах с прыгунами в длину и в высоту уста­новлено, что заметного прироста спортивных результатов в прыжках можно добиться только в тех случаях, когда, либо спортсмен уже достаточно подго­товлен в скоростно-силовом плане, либо процесс оптимизации проводится па­раллельно со скоростно-силовой подготовкой спортсмена. Особое внимание следует уделять подготовке или готовности прыгуна к интенсивному махово­му движению звеньев его тела, в частности, маховой ноги,

Порядок оптимизации отталкивания для прыгунов в длину и в высоту с раз­бега приведен в разделе "ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ" настоящего автореферата. В таблице 1 представлены результаты индивидуального экспе­римента с прыгуном в высоту: способ "фосбюри" , 1 разряд. Сравнение ха­рактеристик отталкивания в наилучшей попытке в исходной серии прыжков с ближайшими характеристиками двигательного оптимума дает сильное расхо­ждение по времени отталкивания и по высоте прыжка (первая строка табл. 1).

Увеличив угол ѱ- склонения центра масс тела при входе в отталкивание от 45° - 48°, в исходной серии прыжков, до 50° - 55°, спортсмен в течение трех недель осваивает новый вариант отталкивания, параллельно работая над ин­тенсивностью движения маховой ноги. В контрольной серии прыжков, в кон­це эксперимента зафиксирован прыжок высотой 1.96 метра. Характеристики отталкивания практически совпадают с рассчитанными по модели оптималь­ными значениями для этого прыжка (вторая строка табл. 1).

Последовательное вхождение в двигательный оптимум, на новом уровне скоростно-силовой подготовленности, возможно при постепенном, теперь уже, уменьшении на 3° - 5° угла ѱ— склонения центра масс над опорой при входе в отталкивание. По нашему мнению, это приведет к более выгодному использованию двигательных ресурсов организма спортсмена и к более пол­ной реализации индивидуальных проявлений моторики прыгуна, и, как след­ствие, к заметному повышению результатов в прыжках (третья строка табл.1).

Таким образом, процесс индивидуализации техники отталкивания у прыгу­нов на основе моделирования двигательного оптимума не противоречит об­щим принципам обучения и спортивного совершенствования, как последова­тельного наведения на идеальную модель двигательного навыка (­ков, 1972).

Аналогичные результаты получены в индивидуальных экспериментах с другими прыгунами и прыгуньями в длину и в высоту с разбега.

выводы

1.  Существенная роль в динамике локомоций человека принадлежит про­цессу преобразованию механической энергии движения через упругие компо­ненты тела человека. Поэтому при индивидуализации техники отталкивания у прыгунов в длину и в высоту необходимо учитывать влияние этого процесса на эффективное построение движения.

2.  Поведение двигательной системы прыгуна в отталкивании представля­ется в виде структурной цепочки переходов его тела из одного механического состояния в другое. Способ перехода соответствует вариационной модели на минимизацию интеграла по времени от собственной энергии упругих де­формаций тела прыгуна. Вариационная модель охватывает все возможное многообразие поведения двигательной системы прыгуна в отталкивании, что подтверждается результатами аппроксимации решениями вариационной мо­дели реальных тензодинамограмм опорных реакций в прыжках.

3.  С учетом индивидуальных особенностей проявления моторики прыгу­нов: скорости разбега, пространственных ограничений на перемещение цен­тра масс, коэффициента упругости, а также условий оптимального соотноше­ния между углом вылета и углом склонения центра масс к концу отталкива­ния вариационная модель поведения двигательной системы позволяет найти такие характеристики движения, которые соответствуют наилучшему резуль­тату в прыжке. Полученные таким образом модельные характеристики двига­тельного оптимума в отталкивании ориентируют прыгунов на индивидуально - оптимальный вариант отталкивания в прыжках с разбега.

4.  В результате педагогических экспериментов установлено, что сближение реальных характеристик движения в отталкивании с теоретически оптималь­ными значениями как у прыгунов в длину, так и у прыгунов в высоту достига­ется через увеличение угла склонения центра масс над опорой при входе в отталкивание в условиях постоянства скорости разбега. При этом доля тор­мозных действий прыгунов в отталкивании уменьшается, а ускоренные махо­вые движения звеньев тела непосредственно в фазе отталкивания активизи­руются за счет переноса доли этих движений из фазы амортизации в фазу от­талкивания.

5.  В индивидуальных экспериментах с прыгунами в длину и в высоту ус­тановлено, что существенного прироста спортивных результатов в прыжках можно добиться через сближение характера отталкивания с теоретически оп­тимальным вариантом только тогда, когда либо спортсмены уже достаточно подготовлены в скоростно-силовом плане, либо процесс оптимизации про­исходит параллельно со скоростно-силовой подготовкой Особое внимание при этом необходимо уделять развитию способности к интенсивному, уско­ренному выполнению маховых движений звеньями тела прыгунов.

6. Индивидуализация техники отталкивания у прыгунов в длину и в вы­соту на основе модельных характеристик двигательного оптимума приводит к более полной реализации двигательных возможностей прыгунов, устраняет неопределенность в организации конкретного характера действий прыгуна в отталкивании. Предлагаемый способ индивидуализации техники отталкива­ния может быть рекомендован при подготовке прыгунов в длину и в высоту с разбега.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Теоретические модельные характеристики отталкивания позволяют осу­ществить индивидуальный подход к формированию техники отгалкивания у прыгунов в длину и в высоту. Сближение реальных характеристик движения в отталкивании с теоретически оптимальными значениями реализуется сле­дующим образом:

1.  Предварительно у прыгуна регистрируют характеристики движения в отталкивании по результатам киносъемки наилучшей из 5-8 попыток. В каче­стве вводных данных для расчета оптимального варианта движения в оттал­кивании в наилучшей попытке измеряют: скорость разбега, угол входа центра масс в отталкивание, угол склонения центра масс над опорой при входе в от­талкивание, расстояние центра масс от места постановки толчковой ноги на опору при входе в отталкивание, это же расстояние в конце отталкивания. Коэффициент упругости определяют по начальному участку тензодинамо - граммы приземления в прыжке с места вверх по формуле k = N/Vnp, где к - коэффициент упругости, N - производная по времени от силы реакции опо­ры в начальный момент приземления, Vnp- скорость приземления. В результа­те расчета по вариационной модели поведения двигательной системы полу­чают все характеристики движения центра масс в отталкивании, величины опорных реакций и, собственно, результат прыжка, который соответствует теоретическому оптимуму движения прыгуна в отталкивании.

2.  Далее, сопоставляют реальный результат прыжка в длину или в высоту с теоретически вычисленным значением. Если расхождение расчетного и на­блюдаемого результата не превышает допустимого значения погрешности из­мерения этой величины, то вариант отталкивания рассматривается как реаль­но оптимальный для данного прыгуна. Как правило, наблюдаемый результат в прыжке значительно меньше теоретически вычисленного значения. В этом случае, прыгуну (независимо от вида прыжков, квалификации и пола) следует рекомендовать увеличить угол склонения центра масс над опорой при входе в отталкивание, подбирая толчковую ногу несколько под себя, по - возможности сохраняя неизменной скорость разбега. Такая установка выну­ждает атлета активизировать маховые движения звеньев тела и, прежде все­го, маховой ноги.

3.  Величину смещения для угла склонения центра масс над опорой при входе в отталкивание подбирают из тех соображений, чтобы результат прыж­ка хотя бы не уменьшился. Обычная величина смещения, которая может быть рекомендована, составляет порядка 5 градусов. Величину смещения для угла склонения центра масс над опорой при входе в отталкивание не рекомен­дуется брать больше естественной вариативности этого показателя у самого прыгуна.

4.  В течение двух (максимум трех) недель спортсмен усваивает новый ва­риант отталкивания. По истечении этого срока прыгун вновь подвергается об­следованию. Если за это время сближение с теоретическим оптимумом произошло, то процесс оптимизации имеет место.

5.  Процедура формирования двигательного оптимума, по предложенной схеме, повторяется до тех пор, пока осуществляется сближение теоретически рассчитанного результата в прыжке с реальным его значением. Это сближе­ние должно происходить либо при постоянно неизменном результате прыжка, либо с нарастанием результатов в прыжке.

Предлагаемая схема индивидуализации техники отталкивания у прыгунов в длину и в высоту на основе модельных характеристик двигательного опти­мума не требует сложной координационной перестройки в структуре движе­ния. Поэтому в экспериментах по формированию двигательного оптимума, с учетом индивидуальных особенностей моторики прыгуна, никогда не наблю­дается затруднений в усвоении новых вариантов отталкивания.

По нашему мнению, процесс формирования индивидуально-оптимальной техники отталкивания у прыгунов отразится на формировании чувственно - логической модели (М М. Боген, 1985) индивидуально-оптимальных действий в отталкивании у самих прыгунов, какой бы уровень подготовленности они не имели. Если коррекцию в организации отталкивания вводить целенаправлен­но, ориентируясь на характеристики двигательного оптимума, то требуемая структура движений, близкая к модельной, сформируется быстро и будет ус­тойчивой.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.  Заборский Г А. Простейшая модель для изучения роли упругих свойств тела человека в движениях локомоторного типа // Проблемы биомеханики спорта; Тезисы докладов Всесоюз. науч. конф./Каменец-Подольский пед. инст^ т.- г. Каменец-Подольский, 1981. - С. 25-26.

2.  Заборский подход к построению теории локомоции // Проблемы биомеханики спорта: Тезисы докладов Всесоюз. науч. конф./Каменец-Подольский пед. инст-т - г. Каменец-Подольский, 1981. - С. 5- 6.

3. Заборский оптимальных режимов движений у пры­гунов в длину // Применение ЭВМ и математических методов в управлении подготовкой сборных команд: Тезисы докладов Всесоюз. науч. конф. - Одесса, 1983.-С. 86-87.

4.  Заборский исследования структуры управления двига­тельными действиями человека в локомоциях при помощи вариационной мо­дели // Тезисы докладов третьей Всесоюз. конф. по проблемам биомеханики. - Рига, 1983. - Т.2.-С. 46-47.

5. Заборский принцип биомеханики локомоций // Тези­сы докладов Всесоюз. науч.-практ. конф. "Проблемы биомеханики в спорте". - М.: ВНИИФК, 1987.-С. 50-51.

6.  Заборский оптимального отталкивания у прыгунов в высоту // Тезисы докладов Всесоюз. науч.-практ. конф. "Проблемы биомеха­ники в спорте". - М: ВНИИФК, 1987.-С. 51-52.

7. Заборский и формирование индивидуальной техники оттал­кивания в прыжках в высоту с разбега //Научные труды СибГАФК. - Омск, 1995. - С. 95-103.