ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЦИКЛИЧЕСКИХ ЛОКОМОЦИЙ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

Стр 1 из 4Следующая ⇒

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЦИКЛИЧЕСКИХ ЛОКОМОЦИЙ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

(25 стр.)

Автор: БАРАНЦЕВ Сергей Анатольевич,

Доктор педагогических наук, профессор

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………3

1. Физиологические основы образования двигательных умений и навыков……………………………………………………………………4

2. Критерии оценки эффективности техники скоростного бега…….5

3. Возрастные особенности кинематики скоростного бега………………………………………………………………………..9

4. Методики оценки техники движений……………………………….10

5. Организация исследования …………………………………………14

6. Возрастные особенности формирования кинематической структуры циклических локомоций………………………………….17

7. Отличия в формирования кинематической структуры циклических локомоций мальчиков и девочек……………………20

8. Закономерности формирования кинематической структуры циклических локомоций………………………………………………22

Литература…………………………………………………………………...24

ВВЕДЕНИЕ

По мнению многих авторов (Н.А.Бернштейн, 1947; В.Н.Власов, 1971; Ю.И.Гришина, 1971; В.К.Бальсевич, 1974 и др.) рациональное обучение основам техники циклических локомоций и, в частности, скоростного бега и ее совершенствование на последующих этапах подготовки должно основываться на возрастных биомеханических закономерностях данного вида двигательной деятельности.

Почему важно знать, закономерности формирования циклических локомоций школьников-неспортсменов? Потому, что эти закономерности являются общими как для неспортсменов, так и юных спортсменов. Т.е., эти результаты можно экстраполировать на юных спортсменов.

1. Физиологические основы образования двигательных умений и навыков

Начало физиологической теории двигательного навыка было положено А.Н.Крестовниковым. В ее основу легло учение И.П.Павлова о высшей нервной деятельности и, в частности, о " динамическом стереотипе". А.Н.Крестовников понимал двигательный навык как результат выработки систем сложных, цепных, условных двигательных рефлексов на основе возникновения многообразных связей между различными анализаторами в их сложных взаимоотношениях между собой и внешней средой.

Динамический стереотип осуществляется по первому пусковому сигналу и далее составляющие его рефлексы воспроизводятся автоматизировано независимо от того, соответствует ли это требованиям реальной действительности или нет.

Таким образом, овладение системой движений, соответствующей технике спортивного двигательного действия, происходит по механизму образования динамического стереотипа, т.е. при установлении соответствующей системы корковых процессов, управляющих движениями. Возникновение навыка способствует закреплению этой системы, в результате чего и появляется автоматизированность, системность движений, устойчивость действия к сбивающим факторам.

Несколько иначе представлял процесс построения движений и управления ими Н.А.Бернштейн (1991). Он представлял это как сложный процесс с участием различных уровней центральной нервной системы, в котором каждый уровень со свойственной ему функцией обеспечивает определенные характеристики движений, начиная от использования врожденных двигательных рефлексов нижними отделами ЦНС до сознательного целевого управления действием высшим ее уровнем.

Осуществление двигательных действий происходит по принципу кольцевого управления с коррекцией движений в соответствии с сенсорной информацией (" сенсорные коррекции" ). В связи с этим Н.А.Бернштейн говорил не о рефлекторной дуге, а о рефлекторном кольце.

Самое существенное в критике рефлекторной дуги, по мнению Д.Д.Донского (1968), является то, что рефлекс зависит главным образом непосредственно от внешней среды и что ответ на воздействия заранее полностью предопределен. Важное в концепциях Н.А.Бернштейна - это идея о коррекции функций на основе " модели будущего ". Гипотеза о " модели будущего", по его мнению, дает единственное объяснение факту коррекций, формированию реакции по ходу ее становления, а не по заранее готовому, жесткому стереотипу.

В.Д.Мазниченко (1981) считает, что положения Н.А.Бернштейна не противоречат условно-рефлекторной теории.

Возрастные особенности формирования кинематической структуры скоростного бега

По мнению многих авторов (Н.А.Бернштейн, 1947; В.Н.Власов, 1971; Ю.И.Гришина, 1971; В.К.Бальсевич, 1974 и др.) рациональное обучение основам техники скоростного бега и ее совершенствование на последующих этапах подготовки должно основываться на возрастных биомеханических закономерностях данного вида двигательной деятельности.

«Можно предположить, - пишет В.К.Бальсевич, (1974), - что эффективность управления процессом совершенствования локомоций будет значительно более высокий, если акценты обучающих воздействий будут совпадать по характеру с соответственными ускорениями в развитии отдельных элементов и структур моторики. В этом случае обучающая информация (или методика) окажется адекватной " настройке" обучаемого объекта и будет активно усваиваться им. Если же акценты педагогических воздействий не совпадают с преимущественной направленностью развития локомоторной системы, то обучающая информация окажется в роли " сбивающего" фактора».

Г.В.Рощупкин с соав.(1986) отмечают, что младший школьный возраст является важнейшим периодом формирования правильного двигательного навыка в беге. Если в 6-7 летнем возрасте у детей в технике бега можно наблюдать появление всех элементов бегового шага, которые в течение продолжительного времени остаются непостоянными, то с 8 лет начинается формирование более сложной структуры бега, которая оформляется к 10-летнему возрасту. Применение целенаправленных физических упражнений в этом возрасте способствует формированию более совершенной структуры движений в беге. Стихийное же образование такой структуры может привести к неправильному овладению двигательными навыками. Объясняется это тем, что в данный период у детей исчезает естественность движений, характерная для 6-7 летнего возраста, и появляются ошибки в беге.

Анализ биомеханических характеристик скоростного бега у мальчиков, подростков и юношей в возрасте от 10 лет до 21 года не занимающихся и занимающихся спринтерским бегом показал, что интенсивное развитие результатов и биомеханических характеристик отмечается в возрасте от 10 до 13 лет и от 16 лет и старше (В.И.Лузгин, 1988). Для подростков 14-16 лет характерна стабилизация этих показателей.

В.П.Губа (1985) на основании результатов исследования пришел к выводу, что изменения морфологии организма человека приводят к изменению биомеханики его движений.

Л.К.Солоха (1986) исследовал биомеханические характеристики скоростного бега детей и подростков разного телосложения и пришёл к выводу, что кинематика скоростного бега зависит от показателей физического развития, телосложения школьников.

Рис.1. Кинематограмма периода опоры скоростного бега: I – начало фазы амортизации, II – конец фазы амортизации, III – конец фазы отталкивания.

Условные обозначения:

1. Г/ОН₁ - угол наклона голени опорной ноги (от вертикали) в начале фазы амортизации (град);

2-4. КС/ОН₁, КС/ОН₂ и КС/ОН₃ - угол в коленном суставе опорной ноги в начале, в конце фазы амортизации и в конце фазы отталкивания (град);

5-7. КС/МН₁, КС/МН₂ и КС/МН₃ - то же - маховой ноги (град);

8. Б/МН₃- угол наклона бедра маховой ноги (от вертикали) в конце фазы отталкивания (град);

9. ГСС/ОН₃ - угол в голеностопном суставе опорной ноги (подошвенное сгибание) в конце фазы отталкивания (град);

10. Sz_(1-min)- вертикальное перемещение ОЦМТ в фазе амортизации (м);

11. Sz_(3-min) - вертикальное перемещение ОЦМТ в фазе отталкивания (м);

12. Sz_(max-min) - вертикальное перемещение ОЦМТ за период опоры и полета (м);

13. Б/МН - амплитуда движения бедра маховой ноги за изучаемый период (град);

14. ПЛ/МН - амплитуда движения плеча маховой ноги за изучаемый период (град);

15. Угол выл. - угол вылета - образуется вектором начальной скорости полетной фазы, проходящим через точку опоры и ОЦМТ, и линией горизонта (град);

16. Еп - потенциальная энергия перемещения ОЦМТ (Дж);

17. Ек - кинетическая энергия перемещения ОЦМТ (Дж);

18. Епол - сумма потенциальной и кинетической энергии перемещения ОЦМТ (Дж);

19. Рмах - максимальные значения мощности отталкивания (Вт).

20. W/кг_*м - работа относительно массы тела испытуемого и длины шага (коэффициент экономичности) (Дж/кг_*м);

21. Vср - средняя результирующая скорость бега (м/с);

22. Vмн – угловая скорость движения бедра маховой ноги за период опоры – разница углов наклона бедра маховой ноги конца фазы отталкивания и начала фазы амортизации деленная на время опоры (град/с);

23-25. V₁, V₂ и V₃ - скорость перемещения ОЦМТ (результирующая) в начале, в конце фазы амортизации и в конце фазы отталкивания;

26-27. V₁/V₂ и V₃/V₂ - эффективность техники перехода от начала к концу фазы амортизации и от начала к концу фазы отталкивания (усл.ед);

28. Sу_(п-в) - расстояние от проекции ОЦМТ на опору до стопы в начале фазы амортизации («загребающая» постановка ноги на опору) (м);

29-31. Sу₁/tам, Sу₂/tотт, Sу₃/tоп – средняя скорость перемещения ОЦМТ в фазах амортизации, отталкивания и за период опоры (эффективность отталкивания в фазах амортизации, отталкивания и за период опоры) (м/с);

32. L/дл.тела - отношение длины шага (м) к длине тела(м) = (усл.ед);

33. f - частота шагов (ш/с) и др.

Кроме того, изучали показатели двигательной подготовленности (абсолютная и относительная сила мышц-разгибателей спины и ног, прыжки в длину и вверх с места на максимальный результат и на 50% от максимального результата, наклон вперед, бег на 10 м с хода на максимальный результат и на 50% от максимального результата).

Использовали антропометрические методы: определение длины, массы тела, весо-ростового индекса;

Организация исследования

Было проведено два параллельных эксперимента на одних и тех же испытуемых:

- шестилетний эксперимент, в ходе которого изучали кинематические показатели скоростного бега (СБ) учащихся II-VII классов в условиях применения на уроках физической культуры традиционных методик ( ТМ - контрольные группы). Во II классе учащихся обучали основам техники бега, далее использовались разновидности беговых упражнений с их постепенным усложнением: во II– бег с высокого старта, в III - бег с изменением длины и частоты шагов, с преодолением препятствий, с высокого старта на 30 м, в IV классе – бег 60 м, V класс – бег 60 м с низкого старта и т.п.;

- семилетний эксперимент, в ходе которого изучали кинематические показатели СБ учащихся I-VII классов в условиях методик, учитывающих особенности кинематической структуры движения ( МОКС - экспериментальные группы). Совершенствование техники СБ в экспериментальных группах проводилось по методикам, разработанным по новой технологии, в сетке часов учебных занятий по физической культуре в IV четверти с упреждающим развитием необходимых двигательных качеств. Новая технология разработки методик совершенствования циклических и ациклических локомоций школьников предусматривала следующие этапы: 1) обоснование педагогических задач на основе возрастных закономерностей кинематической структуры циклических и ациклических локомоций учащихся общеобразовательной школы и их двигательной подготовленности(впервые); 2) разработка методик совершенствования кинематической структуры движений (впервые); 3) определение доступности для учащихся различных классов предлагаемых в методиках физических упражнений; 4) апробация разработанных методик на уроках физической культуры в рамках учебной программы физического воспитания; 5) оценка их эффективности для учащихся каждого класса общеобразовательной школы на основе сравнительного биомеханического анализа кинематической структуры движений экспериментальных и контрольных групп (впервые).

Особенности технологии, описание и дозировка упражнений, используемых в методиках совершенствования техники скоростного бега детей и подростков 6-13 лет, опубликованы в журнале «Физическая культура в школе» №№5 и 6 за 2000 год, №№4 и 5 за 2001 год, №3 за 2002 год и в последующих номерах этого журнала, а также в диссертационной работе С.А.Баранцева (2002).

Тестирование двигательной подготовленности, киноциклография скоростного бега, изучение физического развития проводились в каждом классе в начале и в конце учебного года на протяжении семи лет (табл.1). Эксперимент проводился на базе школы N710 г. Москвы. Все испытуемые по состоянию здоровья относились к основной медицинской группе. В общей сложности было оцифровано 1204 попытки скоростного бега.

Таблица 1

В условиях ТМ

А. Мальчики Б. Девочки

-2 -4

-2

В условиях МОКС

А. Мальчики Б. Девочки

Рис.2. Совершенствование компонентов техники скоростного бега учащихся I-VII классов

В Ш классе - снижение эффективности (p< 0, 01) и мощности отталкивания (p< 0, 01), кинетической энергии исследуемого движения (p< 0, 01), скорости и амплитуды движения маховой ноги (p< 0, 01) и рук (p< 0, 01) во время бега и др.

В 9-10 лет (IV класс) у мальчиков наблюдается стабилизация (p> 0, 05) показателей скорости бега, эффективности отталкивания и многих других кинематических характеристик исследуемого движения. Отмечены как позитивные, так и негативные изменения отдельных компонентов.

В V классе на фоне стабилизации показателей скорости бега, эффективности отталкивания происходят существенные позитивные изменения в технике бега. В частности, увеличиваются амплитуда (p< 0, 01) и скорость движения бедра маховой ноги (p< 0, 01), сгибание ее в коленном суставе (p< 0, 01), эффективность отталкивания в фазе амортизации (p< 0, 01), уменьшаются угол отталкивания (p< 0, 01) и вертикальные колебания тела во время бега (p< 0, 01) и др.

В 11-13 лет (VI и VII классы) у мальчиков от начала к концу учебного года отмечено достоверное улучшение компонентов техники бега: увеличиваются показатели скорости бега, длины и частоты беговых шагов, эффективности отталкивания, амплитуды движений ног во время бега, снижение вертикальных перемещений тела во время бега и др.

Таким образом, в условиях ТМ совершенствования движения у мальчиков в младшем школьном возрасте наблюдается период стабилизации техники со значительным ее ухудшением в 8-9 лет. С 10 до 13 лет отмечается период улучшения техники бега.

В условиях ТМ у девочек во II и III классах от начала к концу учебного года отсутствуют существенные изменения (p> 0, 05) показателей скорости бега (рис.2). Во II классе снижается эффективность отталкивания (p< 0, 05) и скорость махового движения ногой (p< 0, 01). Экономичность бега повышается (p< 0, 01) за счет уменьшения вертикальных перемещений ОЦМТ в фазе опоры (p< 0, 05) и повышения равномерности скорости бега (p< 0, 01). Сходные изменения показателей техники отмечены у девочек III классов, т.е. от начала к концу учебного года происходят как негативные, так и позитивные изменения.

В IV-VII классах у девочек наблюдается улучшение компонентов техники, но скорость бега значительно повышается только в VI и VII классах.

Таким образом, в процессе возрастного развития кинематической структуры циклических локомоций у детей и подростков происходит чередование периодов стабилизации, роста и снижения показателей техники бега. Снижение (у мальчиков) или тенденция снижения (у девочек) отмечается в младшем школьном возрасте. Улучшение кинематической структуры бега у мальчиков и девочек происходит в среднем школьном возрасте, причем у девочек оно наступает на год раньше – в 9-10 лет.

В условиях МОКС в 6-7 лет как у мальчиков, так и у девочек происходит совершенствование отдельных компонентов техники бега (рис.2). От 7-8 до 12-13 лет наблюдается как улучшение компонентов техники, так и повышение скорости бега. Наиболее значительное совершенствование техники СБ у мальчиков и у девочек отмечается в младшем школьном возрасте (7-9 лет).

Наряду с отличиями в динамике показателей техники бега у учащихся экспериментальных и контрольных групп выделяется общий период - период улучшения компонентов техники – у девочек от начала учебного года IV класса (9-10 лет) до конца учебного года VII класса (12-13 лет). У мальчиков этот период начинается на год позже. Хотя у мальчиков и девочек 9-11 лет (IV-V классы) контрольных групп отмечается период интенсивного совершенствования многих кинематических характеристик, но скорость бега в течение учебного года существенно не меняется. В 11-13 лет (VI-VII классы) накопленный потенциал правильного, техничного выполнения исследуемого движения реализуется в повышении показателей скорости бега.

В условиях ТМ

II III IV V VI VII классы

В условиях МОКС

I II III IV V VI VII классы

- достоверно лучшие показатели кинематики бега мальчиков

- достоверно лучшие показатели кинематики бега девочек

- общие отличия в кинематике бега мальчиков и девочек

Рис.3. Динамика отличий кинематики скоростного бега мальчиков и девочек I-VII классов

В младшем школьном возрасте они наиболее значительны, а их пик приходится на начало учебного года третьего класса. В среднем школьном возрасте отличия в технике бега мальчиков и девочек также значительны, а их пик приходится на конец учебного года пятого и начало учебного года шестого классов.

В условиях МОКС отмечены половые отличия формирования кинематической структуры СБ. Если в I, во II и в III классах мальчики превосходили девочек в кинематических характеристиках СБ, то в конце учебного года IV класса девочки опережают мальчиков в некоторых компонентах техники движения.

В среднем школьном возрасте половые отличия уменьшаются, а к концу учебного года V класса и в VII классе преимущество мальчиков над девочками в компонентах техники СБ минимальны.

Таким образом, половые отличия в технике скоростного бега мальчиков и девочек 6-7 лет (I класс) увеличиваются от начала к концу учебного года. В дальнейшем, независимо от применяемых методик, мальчики 7-9 лет (II-III классы) значительно превосходят девочек в технике исследуемого движения.

В возрасте 9-12 лет (IV-VI классы) отличия в технике бега мальчиков и девочек при использовании МОКС уменьшаются. В IV классе в конце учебного года девочки даже превосходят мальчиков в некоторых компонентах техники.

Следовательно, использование МОКС значительно улучшает технику бега девочек, приближая ее к технике бега мальчиков. В 12-13 лет (VII класс) при использовании МОКС отличия в кинематике бега мальчиков вновь растут.

Литература

1. Артынюк А.А., Гандельсман А.Б. О соотношении длины и частоты шагов как основных компонентов скорости бега// Биоэнергетика.- Ленинград, 1973. С. 244-250.

2. Бальсевич В.К. Онтогенез локомоторной функции человека // Вопросы биомеханики физических упражнений / Под ред. В.К.Бальсевича. - Омск, 1974. - С. 7-15.

3. Баранцев С.А., Якунин Н.А. Комплекс технических средств для изучения локомоций человека и его метрологическая оценка //Сб. науч. трудов межвузовский " Новые методы и средства обучения" / Под общ. ред. Н.Н.Евтихиева. - М., 1993.- С. 98-101.

4. Бернштейн Н.А. О построении движений. - М.: Медгиз. 1947. - 225 с.

5. Бернштейн Н.А. О ловкости и её развитии. - М.: Физкультура и спорт, 1991. - 288 с.

6. Верхошанский Ю.В. Основы специальной физической подготовки спортсменов. - М.: Физкультура и спорт, 1988.-331 с.

7. Власов В.Н. Экспериментальное исследование методики воспитания быстроты и скорости бега у детей младшего и среднего школьного возраста: Автореф. дис.... канд. пед. наук. - М., 1971. - 22 с.

8. Губа В.П. Онтогенез и биомеханика спортивных действий// Актуальные вопросы биомеханики спорта. - Смоленск, 1985. - С.12-17.

9. Губа В.П. Морфобиомеханические закономерности проявления двигательных физических качеств на начальном этапе становления основных спортивных умений// Актуальные вопросы биомеханики спорта. - Смоленск, 1985. - С.117-120.

10. Донской Д.Д. Законы движений в спорте. - М.: Физкультура и спорт, 1968. - 176 с.

11. Донской Д.Д. Биомеханика. Учебное пособие для студентов фак. физ. воспитания пед. ин-тов. М.: Просвещение, 1975. - 239 с.

12. Зациорский В.М., Аруин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. - М.: Физкультура и спорт, 1981. - 143 с.

13. Зациорский В.М., Алешинский С.Ю., Якунин Н.А. Биомеханические основы выносливости. - М.: Физкультура и спорт, 1982. - 208 с.

14. Лапутин А.Н., Ханко В.Е. Биомеханика физических упражнений. - Киев: Радянська школа, 1986. - 136 с.

15. Левченко А., Папанов В. Ф.Джойнер-Гриффит. Техника и соревновательная структура// Легкая атлетика.- 1987.- N7. - С.16-18

16. Лузгин В.Н. Влияние возраста и тренировки на биомеханические характеристики спринтерского бега: Дис.... канд. пед. наук. - Омск, 1988. - 226 с.

17. Мазниченко В.Д. Двигательные навыки в спорте// Метод. разработки к спецкурсу для студ. спорт. факультетов. - Малаховка, 1981.-48 с.

18. Найданов Б.М., АксеновМ.О. Автоматизированные системы управления тренировочным процессом в спорте/ Материалы межд. научно-практ. конф. – Улан-Удэ: Изд-во Бурятского ун-та, 2007.

19. Рощупкин Г.В., Никулина А.А., Гогин А.В. Бег в Ш классе //Физическая культура в школе.- 1986.- N 7.-C.11-15.

20. Рощупкин Г.В., Никулина А.А., Гогин А.В. Бег в IV классе //Физическая культура в школе.- 1986.- N 8.- С.13-15.

21. Рощупкин Г.В., Никулина А.А., Гогин А.В. Бег в V классе //Физическая культура в школе.- 1986.- N 9.- С.11-14.

22. Солоха Л.К. Воспитание двигательных качеств и навыков скоростного бега у детей и подростков разного телосложения: Дис.... канд. пед. наук. - Омск, 1986. - 197 с.

23. Тюпа В.В., Зациорский В.М., Алешинский С.Ю. и др. Биомеханика спринтерского бега //Учебное пособие для студентов института физической культуры. - М., 1981. - 73 с.

24. Уткин В.Л. ГТО: техника движений (с основами контроля и оптимизации). - М.: Физкультура и спорт, 1987. - 112 с.

25. Шалманов А.А. Взаимодействие с опорой как предмет обучения: Автореф. дис.... канд. пед. наук.- М., 1986. - 20 с.

26. Brauer von G., Quies W., Meuser K.D., Witter G. Untersuchungen zur Standardizierung der Stufentest methodik. - Med. Sport, 1979. Bd. 19, N 41516, pp. 176-177.

27. Cavagna G.A., Kaneko M. - J.Physiol. (Lond.), 1977, v.268, p. 467-481.

28. Hoffman K. - Kultura Fiziezna, 1964, R 17, N 9, p. 29-31.

29. Hogberg P. How do stride length and stride frequency influence the energy output during running. - Arbeitsphysiol., 1952, Bd. 14, pp. 437-441.

30. Saito M., Kobayashi K., Miyashita M., Hoshikawa T., Temporal patterns in ranning. In: Biomechanics IV, Baltimore London, Tokyo, 1974, p. 106-111.