Управление тренировочным эффектом на основе оценки максимальной удельной мгновенной мощности движений в упражнениях скоростно-силового характера

На правах рукописи

Павлов Геннадий Кузьмич

УПРАВЛЕНИЕ ТРЕНИРОВОЧНЫМ ЭФФЕКТОМ

НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ МАКСИМАЛЬНОЙ УДЕЛЬНОЙ МГНОВЕННОЙ МОЩНОСТИ ДВИЖЕНИЙ В УПРАЖНЕНИЯХ СКОРОСТНО-СИЛОВОГО ХАРАКТЕРА

13.00.04 – Теория и методика физического воспитания, спортивной

тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Омск – 2009

Работа выполнена в Сибирском государственном университете физической культуры и спорта на кафедре теоретических и прикладных физико-математических дисциплин

Научный руководитель:	доктор педагогических наук, профессор Лысаковский Игорь Трофимович
Официальные оппоненты:	доктор педагогических наук, профессор Сальников Виктор Александрович Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (г.Омск) доктор биологических наук, профессор Дятлов Дмитрий Анатольевич Уральский государственный университет физической культуры
Ведущая организация:	Московская государственная академия физической культуры и спорта

Защита диссертации состоится 1 декабря 2009 года в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 311.001.01 в Сибирском государственном университете физической культуры и спорта по адресу: 644009, г. Омск, ул. Масленникова, 144, ауд.501.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного университета физической культуры и спорта

Автореферат разослан 27 октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета
доктор педагогических наук, профессор В.Н. Попков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. При анализе вопросов скоростно-силовой подготовки спортсменов выявляется наличие первоочередных, давно и прочно занимающих ключевые позиции - во-первых, связанных с проблемой управления названным тренировочным процессом, а во-вторых, возникающих при выборе критериев, с помощью которых можно реализовать управленческие функции. При управлении тренировочным процессом в видах спорта, связанным с измеряемым результатом (бег, плавание, тяжёлая атлетика и пр.), в качестве критерия эффективности в настоящее время используется не оценка состояния спортсмена, а сам спортивный результат и проверенные практикой решения для такого рода оптимизации контролируемого процесса (Н.Г. Озолин, 1960,1971; Л.П. Матвеев, 1964, 1970, 1977; А.Н. Воробьёв, А.С. Медведев, 1967; А.Н. Воробьёв, 1977; В.В. Кузнецов, 1975; Ю.В. Верхошанский, 1963,1977,1988; А.П.Бондарчук, 1970,1937; В.К. Бальсевич, 1992; А.И. Пьянзин, 2004; В.Н. Платонов, 1980,2004 и др.). Недостатки такого подхода к решению ключевых вопросов очевидны, но они усугубляются при выполнении вспомогательных упражнений, например, с применением тренажёрных устройств. Здесь необходимо учитывать, что объём работы с применением вспомогательных упражнений, например в прыжковых видах лёгкой атлетики, может достигать 80% от общего объема, но контролируемый результат на различных устройствах может иметь и разную размерность, связанную с высотой прыжка, его дальностью, скоростью разгона рабочей каретки, дополнительными отягощениями и прочими особенностями применяемых тренажёрных устройств. В этих условиях обоснование и выбор критерия эффективности тренировочного процесса приобретает особое значение, так как этот критерий должен быть общим при оценке различных упражнений.

На первый взгляд, решение поставленного вопроса очевидно: требуется назвать показатель, оценивающий энергетику движений в скоростно-силовом упражнении. Произведение названных характеристик - усилия и скорости, проявленных в упражнении в определённый момент времени, приводит к определению мгновенной мощности движений. Достаточно располагать методиками регистрации названного показателя в соревновательных и во вспомогательных упражнениях, чтобы выбрать и необходимое вспомогательное упражнение, и режим его выполнения, согласно общеизвестным и принятым педагогическим принципам построения тренировки, например, принципу адекватности (Н.Г.Озолин,1981).

Однако, в настоящее время не разработаны методики корректной регистрации мгновенной мощности движений в быстропротекающих скоростно-силовых упражнениях, а само понятие «мощность движения» не получило официального признания как основное двигательное качество, хотя названный вопрос обсуждался ранее, в ходе дискуссии 1959-1960гг на страницах журнала «Теория и практика физической культуры». В настоящее время постановка такого вопроса вновь признаётся актуальной для обсуждений и исследования. Опубликована монография (А.И. Пьянзин, 2004), в которой мощность P=FV признаётся достойной внимания. Однако при реализации планов использования её количественной характеристики в качестве критерия оценки эффективности движений мощность подменяется автором «равноценной» величиной - вертикальной скоростью выпрыгивания в сравниваемых упражнениях, а при построении «поля средств» операция векторного перемножения величин F и V подменяется их сложением. Есть и предложения по включению качества «мощность» в состав основных двигательных качеств (О.Б. Немцев, 1998). Более того, предложена концепция построения тренировочного процесса, предусматривающая необходимость повышения мощности работы организма спортсмена с использованием величин оптимальной, максимальной и предельной мощности движений (Ю.В.Верхошанский,1998). При этом совершенно игнорируется то обстоятельство, что мгновенная мощность движений не являлась до настоящего времени ни объектом, ни предметом исследований в спортивной педагогике, а для классификации уровней проявляемой мощности движений в многообразных скоростно-силовых упражнениях потребуется создание базы данных, полученных в стандартных условиях, на контрольно-диагностических стендах-тренажёрах.

Изложенные материалы послужили побудительным мотивом дальнейших действий в направлении поиска возможностей создания универсального контрольно-измерительного стенда для исследования возможностей целенаправленного развития «взрывных» способностей нервно-мышечного аппарата (НМА) спортсменов, с контролем проявляемой мгновенной мощности движений.

Проблема исследования обозначилась как управление процессом скоростно-силовой (специальной) подготовки спортсмена.

Объектом исследования явились способы и средства оптимизации выполнения скоростно-силовых упражнений.

Предметом исследования избраны выбор и обоснование критериев оценки эффективности скоростно-силовой подготовки спортсменов, способствующие реализации функций управления срочным тренировочным эффектом по максимальной удельной мгновенной мощности движений (Рот).

Целью исследования явилась разработка инновационной технологии построения тренировки, направленной на повышение двигательного потенциала спортсменов и основанной на предложенном методе контроля эффективности выполняемых упражнений по Рот.

Рабочая гипотеза. Мы предположили, что разработка контрольно-диагностического стенда-тренажера с унифицированным и стандартным набором регистрируемых показателей создала условия для выявления характерных особенностей динамики этих показателей, их верификации и выделения тех немногих, которые позволили бы перейти от управления поведением спортсмена к управлению срочным тренировочным эффектом. Создание такого стенда-тренажера безусловно способствовало бы исследованию проблемных вопросов специальной скоростно-силовой подготовки спортсменов в условиях стандартизованной нагрузки с контролируемыми режимами выполнения тестовых заданий, а в итоге создало бы предпосылки для подтверждения научной гипотезы о возможности использования показателей Рот для оценки качества работы НМА в кратковременных режимах скоростно-силовых упражнений.

Задачи исследования:

1. В теоретическом анализе имеющейся информации выявить достоинства и недостатки существующих методов оценки управления тренировочным процессом, в том числе и по Рот в скоростно-силовых (прыжковых) упражнениях.
2. Разработать новый метод оценки состояния спортсмена по Рот и другим сопутствующим показателям динамики движений с использованием контрольно-диагностического стенда-тренажера на базе современных информационных технологий.
3. Определить степень влияния биомеханических параметров на управляемость объектом по критерию достижения Рот при работе на контрольно-диагностическом стенде-тренажере.
4. Выявить характерные особенности динамики изменения Рот при выполнении скоростно-силовых упражнений в связи с нагрузкой различного характера, задаваемой различными параметрами движений.
5. Исследовать возможности управления срочным, а также текущим и кумулятивным эффектами тренировочных нагрузок при оперативном, текущем и поэтапном контроле квалифицированных спортсменов.

Теоретическую и методологическую основу исследования составили труды ученых по теории и методике спортивной тренировки (Л.П. Матвеев, 1977, 1991; В.Н. Платонов, 1988; Н.Г. Озолин, 1970-2002); научные исследования в области специальной физической подготовки спортсменов (В.М. Зациорский, 1969; В.К. Бальсевич, 2002, 2004; Ю.В. Верхошанский, 1985-1993); современные подходы к организации и управлению тренировочным процессом спортсменов (П.К. Анохин, 1980, Ю.В. Верхошанский, 1988,, Д.Д. Донской, 1979, В.М. Дьячков, 1972, В.М. Зациорский, 1970, В.В. Кузнецов, 1979, Л.П. Матвеев, 1991, В.П. Платонов, 2005 и др.).

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ научно-методической литературы по существующим подходам к оценке эффективности процесса скоростно-силовой подготовки спортсменов; педагогические наблюдения и эксперименты; методы биомеханического контроля режимов тренировочных нагрузок; метод диагностики состояния НМА по латентному времени вызванного сокращения мышц (Аксельрод А.Е. и др., 2005); методы математического, биомеханического анализа и математической статистики с использованием современных информационных технологий для анализа и обработки данных.

Организация и этапы исследования. Исследования проводились на кафедре теоретических и прикладных физико-математических дисциплин СибГУФК в 2004-2009гг под руководством д.п.н., профессора И.Т. Лысаковского.

С 2004г по октябрь 2007г – изучалось состояние проблемы, формировалась гипотеза, цель и задачи работы. В этот период подбирались адекватные методы и средства исследований, разрабатывалась техническая документация, изготавливался экспериментальный контрольно-диагностический стенд для изучения скоростно-силовых характеристик движений спортсменов в модельном упражнении, определяемых с помощью датчика перемещений рабочей каретки стенда.

На первом этапе педагогического эксперимента, который проводился с 14.11.2007 по 29.11.2007, изучалась динамика изменения Рот в фазе отталкивания при экстремальном управлении по одному из двух параметров – по скорости в момент отталкивания Vot, или по времени отталкивания Tot у двух спортсменов КМС, специализирующихся в тройном прыжке и в прыжках в высоту. По ходу эксперимента определялась динамика изменения состояния НМА по латентному времени вызванного сокращения мышц в связи с нагрузкой.

На втором этапе педагогического эксперимента (1.12.2008 - 23.12.2008) после реконструкции контрольно-диагностического стенда, связанной с увеличением точности датчика перемещения и быстродействия аналого-цифрового преобразования, проводился эксперимент, в котором управление проводилось непосредственно по показателю Рот.

На третьем этапе педагогического эксперимента (5.01.2009 - 30.01.2009) применялось двухконтурное управление, в котором ведущим контуром было управление по времени отталкивания Tot, а второй контур реализовывал ограничительные функции максимума проявляемой мощности Pot.

На четвертом этапе педагогического эксперимента (2.02.2009-4.03.2009) управление осуществлялось ритмической структурой движений, в которой делались различные акценты на время и максимальную удельную мгновенную мощность в фазе отталкивания, свойственные определенной ритмической структуре движений основного упражнения (тройной прыжок).

Всего было проведено 54 комплексных занятий, в ходе которых выполнено 1967 попыток модельного упражнения с контролем 15 параметров движений в каждой попытке.

Научная новизна исследования:

• выявлены достоинства и недостатки существующих критериев оценки управления тренировочным процессом, в том числе и Рот в скоростно-силовых упражнениях;
• разработан новый метод оценки состояния спортсмена по проявленной Рот с использованием контрольно-диагностического стенда-тренажера на базе современных информационных технологий;
• определены динамика и степень влияния биомеханических параметров на управляемость движениями спортсмена в одно- и двухконтурной схеме управления по критерию достижения Рот при работе на контрольно-диагностическом стенде-тренажере;
• показана возможность организации последовательного переключения установок с двухконтурной на одноконтурное управление движениями спортсмена в режиме формирования ритмической структуры двигательного действия;
• выявлены характерные особенности динамики изменения Рот при выполнении скоростно-силовых упражнений в связи с нагрузкой различного характера, задаваемой различными параметрами движений;
• исследованы возможности управления срочным, а также текущим и кумулятивным эффектами тренировочных нагрузок при оперативном, текущем и поэтапном контроле подготовленности квалифицированных спортсменов.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что обоснован состав контролируемых параметров движений спортсмена в упражнении, имеющем прикладный характер. Это позволило совместить исследование теоретических и практических аспектов проблемы управления процессом специальной скоростно-силовой подготовки спортсменов, в частности, при развитии прыгучести. Анализ теоретических аспектов скоростно-силовой подготовки спортсменов привел к обоснованию и выбору показателя оценки эффективности движений в модельном упражнении – Рот, достигаемой спортсменом в фазе отталкивания опорной реакции. Полученные данные по управлению тренировочным процессом с использованием показателя Рот как критерия оценки эффективности движений в конкретных фазах выполняемого упражнения, в котором отражается состояние спортсмена, дополняют теорию и методику спортивной тренировки возможностью реализации принципа индивидуализации и учета потенциальных возможностей спортсмена, оптимизирующей их проявления в тренировочном процессе.

Практическая значимость исследований заключается в разработке для практического использования в учебно-тренировочном процессе спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта (л/а, игровые виды, гимнастика и др.):

• универсального контрольно - диагностического стенда-тренажера, позволяющего индивидуально дозировать выполняемую работу по признакам выраженной усталости, определяемой по характерным особенностям динамики контролируемых показателей качества движений спортсмена в модельном упражнении;
• инновационной технологии повышения уровня двигательного потенциала спортсменов, основанной на контроле показателей качества движений в фазе отталкивания опорных реакций, а также на их периодической смене по различным управляемым переменным: максимальной скорости разгона рабочей каретки Vot, сокращения длительности Tot фазы отталкивания, с ограничением и без него, для показателя Рот.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработаны теоретические и практические основы нового метода контроля уровня специальной подготовленности спортсменов, проявляющих «взрывные» усилия во вспомогательных упражнениях. В отличие от существующего метода, основанного на контроле переднего фронта кривой усилия и расчёта усреднённых характеристик её крутизны на различных его интервалах, а так же средних величин рабочих усилий, коэффициента реактивности и др., в разработанном методе контролируется фазовый состав этих усилий, а далее - динамические характеристики фазы отталкивания.
2. В рамках разработанного метода, с высокой точностью (не хуже 1%), реализована возможность регистрации и контроля показателя Роt, выступающего критерием качества выполняемой работы в каждой отдельно взятой попытке серии упражнений. Показана возможность замены показателя времени Тоtр (выход на максимум проявляемой Роt в фазе отталкивания) показателем Tot общей длительности той же фазы движения, связанным с Тоtр зависимостью, близкой к функциональной, что облегчает организацию управления процессом специальной подготовки спортсменов.
3. Показано, что время Totp выхода рабочих усилий на максимум Роt соответствует моменту достижения максимума крутизны кривой кинетической энергии разгоняемого отягощения. Это обстоятельство подчёркивает важность учёта названных характеристик движений, выявляющих фазовый состав и характерные особенности самой фазы отталкивания при реализации функций управления специфическими адаптациями организма спортсменов, возможность изучения срочных тренировочных эффектов и способов их гарантированного достижения.
4. Разработана методика тренировки на контрольно-диагностическом стенде-тренажёре, дифференцирующая обусловленную и последовательную замену акцентируемых и контролируемых в ходе тренировочного процесса переменных величин. Оказалось, что акцент на увеличение показателей максимальной скорости движений в фазе отталкивании приводит к быстрой, индивидуально проявляемой стабилизации названного показателя. Это явление классифицировано нами как «скоростной барьер» - выход на плато регистрируемых показателей скорости разгона каретки, требующий оперативной смены двигательной установки на акцентирование сокращения длительности Tot фазы отталкивания, что проявляется далее в существенном её укорочении, при столь же существенном изменении тенденции к увеличению средних значений Роt в фазе отталкивания.
5. Выявлена высокая эффективность тренировочного процесса на разработанном контрольно-диагностическом стенде-тренажере, выразившаяся в высоких абсолютных приростах не только регистрируемых и контролируемых на стенде-тренажёре показателей, но и в тестах, выявляющих увеличение показателей результативности в прыжках-многоскоках, обычно применяющихся при тестировании уровня специальной подготовленности спортсменов.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены совокупностью теоретических и методических положений, использованием объективных методов исследования, в том числе методов математической статистики, а также последовательным решением проблемных вопросов на 4-х этапах педагогического эксперимента и воспроизводимостью его результатов.

Апробация работы и внедрение. Основные положения диссертационной работы отражены в 8 опубликованных печатных работах автора, в том числе одна из них в рецензируемом журнале из перечня ВАК, доложены и обсуждены на итоговых научно-практических конференциях профессорско-преподава-тельского состава СибГУФК г.Омска и г.Кемерово. Имеется авторское свидетельство на изобретение. Внедрение проводилось в рамках хоздоговорных работ на базах сборных команд страны на о. Круглом и с. Леселидзе.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка и приложений. Материал диссертации изложен на 153 страницах и включает 40 рисунков и 4 таблицы. В библиографическом списке цитируемой литературы 199 наименований, в том числе 23 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В исследованиях, проведенных в рамках четырех этапов педагогического эксперимента, использовалось экстремальное управление выходной переменной, в качестве которой была избрана либо скорость движения каретки, либо его время , либо максимальная удельная мгновенная мощность движений в фазе отталкивания, а входной переменной было выбрано ускорение (мышечное усилие), с помощью которого формировалась выходная переменная в соответствии с заданной двигательной установкой (рис.1).

Рис.1. Графики изменения кинетической энергии Ek и ее производной – мощности Pуд (Ап – точка перегиба кривой Ek, S - путь разгона рабочей каретки, Там - длительность фазы амортизации)

Динамика развития удельной мгновенной мощности при управлении скоростью и временем отталкивания на контрольно-диагностическом стенде (первый этап педэксперимента)

Первый этап исследований был по характеру поисковым, в котором определялась динамика изменения максимума удельной мгновенной мощности движений в фазе отталкивания при управлении по каждому из двух параметров – по скорости в момент отталкивания Vot или по времени в фазе отталкивания Tot. Результаты выполнения задания с контролем значений максимальной скорости отталкивания от платформы, для каждой попытки серии повторений, выводились последовательно на экран монитора в виде точек, соединяющихся прямыми линиями. Спортсмен, получая срочную информацию о скорости Vot в текущей попытке серии, пытался за счет мышечных усилий увеличить значение скорости в следующей попытке. Контролировались показатели мощности, пути, скорости, ускорения и времени в фазе отталкивания с целью анализа двигательных действий спортсмена в выполненной серии, а также для принятия решения о возможности их коррекций при выполнении следующей серии попыток. При этом осуществлялась обработка полученных данных с применением корреляционного и регрессионного анализов для оценки статистической значимости связей между управляемым и фиксируемыми параметрами. Экспериментальные данные, полученные на первом этапе для испытуемого З-ва, по каждому занятию по исследуемым параметрам, в зависимости от режима управления в виде средних значений, представлены в таблице 1 и отображены на рис.2, из которых видна тенденция изменения мощности Potср от смены режима управления. В первом и втором занятиях наблюдался значительный прирост скорости, мощности и времени отталкивания.

Таблица 1

Динамика изменения мощности отталкивания Potср

при управлении по скорости Votср и времени отталкивания Totср

Номер занятия	Дата	Режим управления	Potср, вт/кг	Votср, м/с	Totср, мс
1	14.11.2007	скоростью отталкивания	58.83	3.63	184
2	16.11.2007		60.71	3.82	208
3	19.11.2007		54.87	3.85	237
4	21.11.2007		53.70	3.85	241
5	23.11.2007	временем отталкивания	59.37	3.92	226
6	27.11.2007		67.12	3.95	189
7	29.11.2007		66.44	3.93	181

Примечание: Potср, Votср, Totср – средние значения переменных по занятиям в фазе отталкивания.

После второго занятия увеличение скорости сопровождалось значительно меньшим ее приростом. Мощность начинала снижаться, а время отталкивания возрастать. Такая же тенденция наблюдалась и на последующих двух занятиях. В этот момент было принято решение о переходе на режим управления по сокращению времени фазы отталкивания, который был реализован в течение последующих трех занятий (5, 6, 7). Здесь мы наблюдали обратную картину в соотношении мощности и времени отталкивания. Мощность проявлялась со значительным по величине приростом на 5 и 6-ом занятиях, а время отталкивания сокращалось, но со значительным по величине спадом, т.е. между мощностью и

временем отталкивания наблюдалась обратно-пропорциональная зависимость.

Рис.2. Графики изменения средних величин (а) и трендов (б) мощности, скорости и времени отталкивания в проведенных занятиях при смене акцентов: с управления по скорости на управление по времени фазы отталкивания

При управлении временем отталкивания изменение скорости было недостоверно (p>0,05). В этом режиме управления, очевидно, устранялись все лишние степени свободы перемещения и минимизировался путь разгона, что и привело к стабилизации скорости, к «скоростному барьеру».

На 7-ом занятии мощность, скорость и время вышли на уровень стабилизации этих параметров. Это факт объясняется тем, что, выполняя по 10 попыток в каждой серии и в каждом занятии, у испытуемого, начиная с какой-то попытки в серии, наступало утомление, которое выражалось в нарушении поставленной перед ним двигательной задачи. Необходимо отметить то, что при управлении по времени отталкивания (с 5-го по 7-ое занятия) сам управляемый параметр показывал момент наступления утомления. При этом момент проявления утомления в занятии варьировал по-разному: от третьей до седьмой попытки, как показано на рис.3.

Рис.3. График начала наступления утомления в 6 сериях 5-го занятия

Следовательно, спортсмен в каждой серии выполнял «лишние» от двух до шести попыток.

Управление непосредственно мгновенной мощностью движений

(второй этап педагогического эксперимента)

На втором этапе педэксперимента были проведены занятия с различными выходными переменными (скорость, мощность, время и ускорение движения в фазе отталкивания от опоры). При этом изучались варианты управляемых переменных, имеющих высокую корреляцию с максимальной мгновенной удельной мощностью движений. Учитывая выявленную избыточность количества повторений упражнений в каждой серии повторений, было решено сократить число попыток в серии. Было проведено 6 занятий (23 серии упражнений со 105 попытками повторений).

На рис.4 показана динамика средних величин контролируемых характеристик движений. В метках к оси абсцисс указано число попыток в серии, управляемый параметр движения, дата и время проведения серии. Следует отметить констатирующий характер второго этапа педэксперимента, где мы выявляли предпочтительные варианты акцентов, выясняя совместно с испытуемым возможности управления движениями в разных их вариантах. К этому моменту мы уже имели четкое представление об управлении движениями по скорости разгона каретки и по времени фазы отталкивания. Появилась возмож

ность управления непосредственно мгновенной мощностью в фазе отталкивания.

Рис.4. Динамика изменения исследуемых показателей при различных режимах управления при малом количестве попыток

Почти на всех занятиях, вначале каждого, мы проводили настроечную серию упражнений на управление скоростью движений в фазе отталкивания, которое настраивало НМА спортсмена на один из компонентов мощности – скорость движений. Рассматривая серии упражнений в трех занятиях (1.12.2008, 4.12.2008 и 8.12.2008), в которых управление велось по показателю мощности движений, мы пришли к выводу, что испытуемый не всегда осознавал то, как и за счет чего можно было повысить эту мощность. В связи с такой двигательной установкой, общий уровень проявляемой мощности движений резко снизился. Анализ данной ситуации показал такую же неоднозначность, которую мы получили ранее при управлении скоростью отталкивания, а именно, за счет чего можно было увеличивать мощность: за счет увеличения пути, либо за счет уменьшения времени отталкивания.

Данный эксперимент показал, что наиболее эффективным оказался режим управления временем отталкивания с заданием на его минимизацию (19.12.2008). Он был наиболее понятен испытуемому, как с точки зрения его исполнения, так и с психологической стороны, так как приводил к реализации выполняемого задания.

Управление временем отталкивания с ограничением по мощности

движений (третий этап педэксперимента)

Третий этап педэксперимента был характерен тем, что мы предприняли попытку расширения диапазона управления временем отталкивания в сторону меньших значений за счет снижения уровня мгновенной мощности движений до 65 вт/кг. К этому времени наш подопечный имел минимальное среднее значение времени отталкивания равное 160 мс, при установившемся среднем значении скорости отталкивания 3.5 м/с. Двигательная установка формулировалась следующим образом: во время выполнения упражнения в каждой попытке серии следовало уменьшать время отталкивания так, чтобы оно было меньше времени отталкивания, заданного горизонтальной линией курсора, а проявляемая мощность не превышала значений, заданных второй линией курсора. Эти линии можно было перемещать на экране в соответствии с заданием.

На рис.5 представлены результаты 4-х занятий в виде графиков изменения мощности, скорости, времени отталкивания, а также их средних величин при работе в режиме управления временем отталкивания, но с ограничением мощности движений. В легенде рис.5 против каждой из трех переменных показано значение переменной, принятой за единицу. Каждая серия представлена результативностью попыток в серии, а для всех занятий показаны тренды. На протяжении 3-х занятий и двух серий 4-го занятия спортсмен пытался, уменьшая время отталкивания, приблизится к верхнему предельному уровню мощности (65вт/кг).

Рис.5. Графики изменения мощности, скорости, времени отталкивания и их средних при работе в режиме управления временем отталкивания с ограничением по мощности движений

Наблюдался волнообразный характер изменения мощности, которая в большинстве случаев выходила за верхний предельный уровень. И только, начиная с 3-ей серии 4-го занятия, спортсмену удалось выйти на режим, в котором мощность не превышала верхний предельный уровень мощности. Спортсмену удалось уменьшить время отталкивания со 170 мс до 130 мс, при этом скорость движений снизилась с 3.6 м/с до 3 м/с.

Проявление мгновенной мощности в заданной ритмике движений (четвертый этап педэксперимента)

Четвертый этап педагогического эксперимента отличался от предыдущего тем, что в начальных попытках каждой серии упражнений осуществлялась настройка времени отталкивания при ограничении мощности движений. В заключительных же трех попытках серии осуществлялось управление максимальной удельной мгновенной мощностью движений в фазе отталкивания без каких-либо ограничений по времени и мощности отталкивания, при этом акцент ставился на последовательное увеличение проявляемой мощности, особенно в последней попытке. Формулировка двигательной установки для данного этапа возникла в связи с учетом специализации спортсмена (тройной прыжок), предполагающей его умение акцентировать величину проявляемых усилий в трех последовательных отталкиваниях. На протяжении пяти занятий (2.02.2009, 4.02.2009, 6.02.2009, 11.02.2009, 13.02.2009), в которых производился поиск общего (оптимизированного) количества попыток в серии и их соотношение по составу (предварительные и заключительные попытки), спортсмен должен был выполнять следующую двигательную установку: в предварительных попытках при заданном уровне проявляемой мощности (65 вт/кг) настроить временную структуру движений с установкой на минимум времени отталкивания, а в заключительных трех попытках попытаться последовательно увеличить уровень проявляемой мощности (до 70 вт/кг и выше). Переход на меньшее количество попыток в серии позволил в последующих занятиях получить время отталкивания меньше порогового (130мс) и успешно выполнить двигательную установку на последовательное увеличение проявляемой мощности движений в заключительных попытках серии упражнений. На рис.6 приведены нормированные графики основных и дополнительных переменных при управлении ритмической структурой в фазе отталкивания. Прежде всего, отметим тот факт, что по основным переменным (мощности, скорости и времени отталкивания) спортсмен выполнил полностью все двигательные установки и более того, уменьшил время фазы отталкивания до 120 мс, а в некоторых попытках даже менее 120 мс (114 мс, 117 мс). При этом в одной из попыток показал мощность в последней попытке равную 74 вт/кг при времени отталкивания 145 мс. Отмечалась корреляционная связь между ускорением в точке достижения максимума мощности, пройденным путем в точке достижения максимума скорости () и временем отталкивания ().

Рис.6 Графики изменения контролируемых показателей при управлении ритмической структурой движений в фазе отталкивания

В заключительных двух занятиях, была апробирована возможность увеличения числа заключительных попыток, в которых проявлялась бы тенденция постепенного повышения мощности движений с акцентированием ее уровня в последней попытке на уровне, превышающем 70 вт/кг. Названный уровень 70вт/кг был превышен уже в пяти сериях, то есть прежнее рекордное достижение стало обычным уровнем проявляемой мощности движений и превратилось в стартовую площадку для последующего роста достижений.

Результаты четырех этапов педагогического эксперимента отраженны на рис.7, из которого следует, что за время проведения педагогического эксперимента средние значения максимальной удельной мгновенной мощности увеличились с 52 вт/кг до 69 вт/кг, а средние значения времени отталкивания уменьшились с 180 мс до 130 мс по попыткам для всех серий данного эксперимента. При этом необходимо отметить, что хотя средние величины максимальной удельной мгновенной мощности в последних сериях первого и четвертого этапов имеют почти равные значения (67 вт/кг и 68.5 вт/кг соответственно), но они показаны при временах отталкивания 180 мс для первого и 130 мс для четвертого этапов.

Рис.7 Изменение средних величин максимальной удельной мгновенной мощности Pcp и времени отталкивания по попыткам Tcp для всех серий на протяжении 4-х этапов педагогического эксперимента

ВЫВОДЫ

1. Мощность движений является генерализованным (комплексным) двигательным качеством (способностью) и ее можно использовать как критерий управления процессом специальной подготовки спортсменов. Ранее предлагалось управлять «мощностью силовых проявлений» за счет компонентов мощности (силы и скорости движений). Нами показано, что технологичнее и эффективней управлять процессом специальной скоростно-силовой подготовки спортсменов, используя показатель максимальной удельной мгновенной мощности движений как критерий оценки качества выполняемых упражнений. При этом переменными величинами, оптимизирующими проявление указанной мощности, могут выступать другие показатели биодинамики движений, главным из которых является длительность фазы отталкивания, которая содержит точку с максимумом проявляемой мощности. При этом временной параметр указанной фазы должен подвергаться ограничениям, связанным с реальным соревновательным упражнением.
2. Разработано устройство для воспитания скоростно-силовых качеств (мощности, скорости и времени в фазе отталкивания) спортсмена. На вход системы измерения биодинамических характеристик движения в модельном параспециальноподготовительном упражнении подается сигнал S=f(t). Дифференциальные характеристики этого сигнала выдают широкий спектр рабочих характеристик (до 15) выполняемого упражнения, в частности Pot – базового показателя специальной физической подготовленности спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта.
3. Показана возможность повышения уровня проявляемой Рот в модельном упражнении при смене двигательной установки с максимизации скорости движений на минимизацию времени фазы отталкивания. При этом следует отметить, что первый акцент выводит на формирование «скоростного барьера», что в принципе негативно, а во втором имеется возможность широкого варьирования временных параметров.
4. Показана возможность перестройки двигательных акцентов с выходом на максимум проявляемой Рот после тренировок с минимизацией времени в фазе отталкивания. Это свидетельствует о возможности последующего расширения временного диапазона фазы отталкивания и соответствующего, гарантированного повышения уровня проявляемой Рот.
5. Акцент на увеличение скорости отталкивания приводит к увеличению амплитуды движений и латентного времени вызванного сокращения мышц. Смена акцента на минимизацию времени отталкивания ведет к переориентации работы НМА с вовлечением в работу быстрых двигательных волокон. Длительные серии упражнений с такими акцентированными двигательными установками приводят к выраженным изменениям в работе НМА, проявляющимся в стойком изменении реактивности сократительного аппарата.
6. Разработан оптимизированный вариант режима, эффективный по выходу на максимум проявляемой Рот выполняемых серий повторений модельного упражнения. Здесь реализуется последовательная смена акцентов настройки НМА спортсмена. В начальных 2-3-х сериях повторений упражнения производится его настройка на скоростной режим работы (заданный, но не максимальный уровень скорости разгона каретки тренажерного устройства). Затем настраивается временной режим фазы отталкивания с ограничением ее длительности; после этого следуют рабочие серии повторений модельного упражнения с организацией ритмического рисунка движений. В этом последнем режиме настройки реализуется постепенное увеличение проявляемой Рот, вплоть до ее рекордного уровня.

Практические рекомендации

Дальнейший прогресс в достижениях спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах, связывается нами с повышением эффективности режимов выполнения вспомогательных упражнений. Это может быть реализовано при внедрении в практику тренировочного процесса унифицированного контрольно-диагностического стенда-тренажера, разработанного нами и позволяющего:

1. контролировать проявляемую максимальную удельную мгновенную мощность Pot с возможностью выхода спортсмена на рекордный уровень достижений;
2. разрабатывать эффективные программы тренировочных заданий с учетом известных педагогических принципов мерности, постепенности, доступности, индивидуализации и т.д.;
3. диагностировать состояния спортсмена при организации срочного, текущего и кумулятивного эффектов тренировки по показателям.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Павлов, Г.К. Опорные взаимодействия при дефиците времени /И.Т. Лысаковский, Г.К. Павлов //В сб.: Вопросы биомеханики физических упражнений. - Омск, 1983.-С.88-93.
2. Устройство для тренировки скоростно-силовых качеств спортсмена /И.Т. Лысаковский, Г.К. Павлов: Авторское свидетельство №995827, А63 В 69/00 //Бюллетень изобретений. -1983. - №6.- С.22.
3. Павлов, Г.К. Применение тренажеров с обратной связью для скоростно-силовой подготовки спортсменов /И.Т. Лысаковский, Г.К. Павлов //Биоуправление в медицине и спорте. Материалы II Всероссийской конференции. - Омск, 2000. - С.37-38.
4. Павлов, Г.К. Автоматизированное рабочее место для управления тренировочным процессом по латентному времени вызванного сокращения нервно-мышечного аппарата / Г.К. Павлов, А.К. Павлов // Сибирский ун-т физ. культ. и спорта. Научные труды: ежегодник. - Омск, 2005. - С.42-46.
5. Павлов, Г.К. Оценка состояния нервно-мышечного аппарата и ее использование при управлении процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов / И.Т.Лысаковский, А.Е.Аксельрод, Г.К.Павлов //Теория и практика физической культуры. - М.:2005. -№10. С.25-26; 39-42.
6. Павлов, Г.К. Оценка утомления НМА в работе скоростно-силового характера по латентному времени вызванного сокращения и его производной /А.Е.Аксельрод, Г.К.Павлов, И.Т.Лысаковский // Тезисы Всеросс. научн. практ.конф. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2005. - С.152-158.
7. Павлов, Г.К. Оценка утомления НМА по латентному времени вызванного сокращения в зависимости от нагрузки, с использованием современных информационных технологий / Г.К.Павлов, А.Е.Аксельрод, И.Т.Лысаковский // Сибирский ун-т физ. культ. и спорта. Научные труды: ежегодник. - Омск, 2005.-С.38-42.
8. Павлов, Г.К. Мощность движений как целевой и критериальный признак в проблеме управления процессом специальной подготовки спортсменов /И.Т. Лысаковский, Г.К. Павлов //Физкультурное образование Сибири.- №1(22). - Омск: Изд-во СибГУФК, 2008. – С.82-90.