Актуальность исследований. Разработка и внедрение новых технологий повышения эффективности тренировочного процесса является необходимым условием для достижения успехов в современном спорте (В.К Бальсевич, 20; Н.Ж. Булгакова, 46; Н.И. Волков, 54; Д.Д. Донской, 105; Ю.Д. Железняк, 109; Г.П. Иванова, 174; В.Я. Игнатьева, 170; В.М. Игуменов, 171; В.Б. Коренберг, 187; В.В. Кузин, 193; СВ. Малиновский, 208; Л.П. Матвеев, 210; С.Д. Неверкович, 217; Ю.Ф. Подлипняк, 243; Г.И. Попов, 239; Ю.М. Портнов, 241; И.П. Ратов, 246; АЛ. Скородумова, 264; Н.Г.Сучилин, 278; О.П. Топышев, 283; В.И. Тхоревский, 288; В.П. Филин, 297; и др.).
В качестве теоретических основ оптимизации технологии обучения следует рассматривать теорию построения движений (Н.А. Бернштейн, 36), теорию структурности двигательных действий (Д.Д. Донской, 102) и теорию двигательной деятельности (П.К. Анохин,; А.А. Ухтомский, 294; Н.А. Бернштейн, 36; Л.С. Выгодский, 62; А.Н. Леонтьев, 199; А.В. Запорожец, С.Л., 166; П.Я. Гальперин, 64; и др.). Психологическая теория двигательной деятельности легла в основу развития теории решения двигательных задач и обучения двигательным действиям в спорте (М.М. Боген, 42; С.В.Дмитриев, 89; Д.Д.Донской, С.В.Дмитриев, 102-105; Коренберг В.Б.,187; и др.).
Большой вклад в разработку общих теоретических основ техники тенниса и подготовки игроков внесли как советские, так и зарубежные специалисты (Ф.К. Агашин, 3,4; СЛ. Белиц-Гейман, 29, 34; И.В.Всеволодов, 61; И. Гем, 66; В.А. Голенко, 72; Я. Гроппель, 82; Жемчужников Ю.А., ПО; О.И. Жихарева, 112; Л.С. Зайцева, 121, 156; Г.П.Иванова, 173, 178; Г.А.Кондратьева и АИ. Шокин, 184; Е.П. Корбут, 185; Э.Я.Крее, 191; А.П.
Скородумова, 262, 264; Ш.А. Тарпищев, 279; И.Н. Тучашвили, 286; Р. Шенборн, 304; В.Н. Янчук, 315, 318 и др ).
Техника двигательных действий в теннисе изучалась с помощью биомеханических методик исследования достаточно небольшим количеством авторов. Так в ряде работ использовался анализ материалов киносъемки (356,358-364,385,); видеосъемки (145,8,132,135); акселерография (203,176,82, 352,342,118,8,162,163); тензография (332,163,151,132 ), электромиография (119,146, 8,204,205 ).3адачи, которые решались авторами экспериментальных работ сводились к оценке качественных и количественных характеристик удара.
Среда отечественных работ следует отметить исследования, выполненные с помощью комплексных методик: Г.П. Лукирской (203), Г.П. Ивановой (173,174), В. А. Голенко (72) Л.С.Зайцевой (121,135,151), К. Бартониеца (24), М. Аль Халили (9).
Однако, одной из характерных тенденций развития современного тенниса является постоянная эволюция и совершенствование техники ударных действий. Это обусловлено бурным развитием материально-технической базы тенниса: появились ракетки из синтетических материалов с увеличенной головкой и рассчитанными с помощью компьютерного моделирования аэродинамическими и игровыми свойствами; новые типы покрытии; усовершенствованные струны, мячи. Все это привело к существенному изменению техники ударов, возрастанию темпа игры, к значительному увеличению скорости вылета мяча при исполнении всех технических приемов.
В связи с этим возникает необходимость углубленного исследования биодинамических структур современной техники ударных действий и разработки новых технологий формирования и совершенствования
1
разработки новых технологий формирования и совершенство-вания технического арсенала теннисистов. Как известно, разработка современных технологий обучения двигательным действиям является одной из важных педагогических задач трудовой деятельности и современного спорта (М.М. Боген, 42; Х.Х. Гросс, 84; СВ. Дмитриев, 89; Д.Д. Донской,102; Д.Д. Донской, СВ. Дмитриев 104,107; Г.П. Иванова, 173; Г.И. Попов, 234; И.П. Ратов, Г.И. Попов, 250; П.Я. Гальперин, Талызина, 64 и
ДР-)
В основе двигательной программы тенниса лежат ударные действия и перемещения игрока по площадке. Построение движений при выполнении теннисистом ударного действия отличается значительной сложностью, обусловленной тем, что удар выполняется многозвенной системой «рука-ракетка» по летящему с большой линейной и угловой скоростью мячу, имеющему разные направления, траекторию и длину полета, а также высоту отскока. Поэтому обучение ударным действиям, лежащим в основе главных технических приемов теннисиста является длительным, трудно управляемым и сложным педагогическим процессом.
В связи с этим одной из актуальных проблем современного тенниса является исследование биомеханических основ строения ударного действия и оптимизация технологии их обучения. Исследования в этом направлении имеют важное теоретическое и практическое значение, так как отвечают запросам тренерской практики.
Цель работы - теоретико-методическое обоснование инновационной технологии обучения теннисистов ударным действиям и совершенствования в них в процессе многолетней подготовки.
Рабочая гипотеза исследований: предполагалось, что полученные экспериментальные данные о биомеханических структурах ударных действий и морфо-функциональных предпосылках индивидуализации техники их выполнения, позволят с новых позиций подойти к оптимизации
8
техники их выполнения, позволят с новых позиций подойти к оптимизации технологии овладения современной техникой этих ударных действий, исходя из выявленных биомеханических особенностей их строения.
Задачи исследования:
1. Установить особенности биокинематических структур ударных действий у теннисистов различной квалификации при разнохарактерных и разноуровневых ударах.
2. Выявить закономерности в работе мышц при управлении и энергообеспечении ударных действий.
3. Изучить характерные особенности биодинамических структур ударных действий.
4. Исследовать биоэнергетические структуры ударных действий.
5.Определить предпосылки индивидуализации техники теннисистов с учетом их морфо - функционального статуса.
6. Выявить основные направления оптимизации технологии овладения ударными действиями, исходя из конкретных особенностей их строения, установленных в результате биомеханического обоснования и на основе использования смыслового проектирования.
Для решения поставленных задач был использован следующий комплекс биомеханических методик исследования: 1. Теоретический анализ и обобщение данных, имеющихся в литературе; 2. Электромиография (ЭМГ); 3. Акселерография (АГ); 4. Электротензография (ЭТТ); 5. Стереовидеосъемка; 6. Специальная видеосъемка; 7. Антропометрические методики; 8.Биомеханические станки; 9.Методы математической статистики.
Комплекс биомеханических методик включал: две тензометрические платформж, позволявшие фиксировать усилия, прикладжваемме правой и
левой ногой теннисиста к опоре при различных ударах; трехкомпо-нентный акселерометрический датчик, стоявший на головке ракетки; малогабаритный усилитель биопотенциалов, усиливавший электрическую активность от шести до двенадцати поверхностных мышц теннисиста; две видеокамеры, синхронно снимавшие движения теннисиста с двух точек. Проекции основных суставов тела игрока отмечались светоотражающими маркерами. Координаты маркированных суставов тела теннисиста с двух видеопленок через полуавтоматический видеоанализатор заносились в оперативную память ЭВМ. Персональный компьютер рассчитывал текущие значения скоростей для каждой изучаемой точки тела игрока. Экспериментальные исследования проводились на аппаратуре лаборатории «Биомеханики» ВНИИФК и обрабатывались по программам, разработанным заведующим этой лаборатории старшим научным сотрудником к.п.н. Вороновым А.В.
Морфо-функциональные особенности теннисистов изучались с помощью общепринятых антропометрических методик.
Объектом исследования являлись биокинематические, биодинамические, биоэнергетические структуры ударных действий при разнохарактерных и разноуровневых ударах у теннисистов разной й квалификации с учетом морфо-функциональных предпосылок
индивидуализации.
Предметом исследования были биомеханические основы строения ударных действий и определение путей овладения ими (оптимизация технологии обучения ударным действиям) в теннисе.
Научная новизна исследования заключается в том, что впервые при изучении ударных действий теннисистов использование в качестве методологической основы теории построения движений, теории ^ стуктурности движений, теории решения двигательной задачи,
теоретических основ подготовки спортсменов, а также применение
10
комплекса биомеханических методик с компьютерной обработкой экспериментального материала в режиме реального времени позволило получить новые научные данные: 1 - определенабиокинематическая организация ударных действий у
теннисистов разной квалификации, выполняющих современные разнохарактерные и разноуровневые удары;
- выявлены закономерности динамики электрической активности
и структурных отношений в работе мышц аппарата управления и исполнения теннисиста. На основе этих данных определены и сформулированы задачи управления и энергообеспечения, решаемые в каждой фазе ударных действий;
- установлены биодинамические структуры дифференцированного взаимодействия ног игрока с опорой в трех взаимно перпендикулярных направлениях и благодаря этому определены и описаны современные варианты техники выполнения ударов по отскочившему мячу и с лета;
- разработан способ получения аналитическим путем энергетических характеристик и на этой основе изучены биоэнергетические структуры ударных действий при разнохарактерных и разноуровневых
% ударах у теннисистов разной квалификации;
- установлены морфо-функциональные предпосылки индивидуализации техники теннисистов, основывающиеся на изменении соотношения вкладов кинетической энергии ракетки и потенциальной энергии напряженных мышц у игроков с разным типом строения тела;
- разработана и экспериментально проверена технология оптимизации обучения ударным действиям на основе биомеханического и дидактического моделирования, базирующегося на осмысленном
*> представлении игроками строения ударных действий, а также использования
искусственной управляющей среды (волновых тренажеров).
и
Теоретическое значение исследований состоит, прежде
всего, в том, что были впервые изучены и научно обоснованы:
- необходимость и эффективность применения современного комплекса инструментальных методик для выявления и изучения основных механизмов ударных действий теннисиста при разнохарактерных и разноуровневых ударах и у игроков разной квалификации;
- особенности дифференцированного взаимодействия ног теннисиста с опорной (в трёх взаимно перпендикулярных направлениях) при разнохарактерных и разноуровневых ударах и у теннисистов разной квалификации;
- взаимосвязь и взаимодействие различных звеньев биокинематических цепях в трех взаимно перпендикулярных направлениях при выполнении ударного действия теннисистами различной квалификации;
- задачи управления и энергообеспечения, решаемые в пяти фазах ударного действия и требования к движениям теннисистов в этих фазах, обуславливающих эффективность ударных действий;
- возможности использование волнового метода для формирования
1 специфики динамической структуры ударного действия и структурно -
функциональной специализацию работы мышц биомеханического аппарата
** управления (БАУ) и биомеханического аппарата исполнения (БАИ)
теннисиста;
- особенности оптимизации технологии обучения ударным действиям на основе разработанных биомеханических, дидактических моделей, включающих: цель действия, подцели фаз, целевые требования в фазах ударных действий, факторы оптимизации, которые позволяют лучше понимать и разрабатывать совокупность основополагающих механизмов действия, блоки решения двигательной задачи при реализации ударных действий. Также минимизации во времени периода формирования необходимой программы по управлению и энергообеспечению ударного
12
действия за счет повышения интенсивности специальной
нагрузки на мышцы БАУ и БАИ.
Практическая значимость исследований заключается в том, что I основные положения и выводы диссертации могут быть использованы при
| подготовке теннисистов в следующих основных направлениях.
1. Результаты исследований, проведенных с использованием в I качестве методологической основы теории построения движений, теории
стуктурности движений, теории решения двигательной задачи, теоретических основ подготовки спортсменов, а также с применением
комплекса биомеханических методик с компьютерной обработкой
tt
экспериментального материала в режиме реального времени позволили
детально изучить современную технику ударов на основе выявленных механизмов. Эти данные могут использоваться для формирования у тренеров и спортсменов правильного и углубленного представления о современной технике выполнения сложных теннисных приёмов.
2. Выявленные механизмы строения ударных действий и наиболее информативные показатели их оптимальности у теннисистов высокой квалификации при разнохарактерных и разноуровневых ударах могут применяться в следующих целях:
* - контроль и коррекция движений теннисиста как тренером, так и
самоконтроль и самооценка при реализации ударных действий и при анализе видеофильмов;
- определение локализации ошибок в положениях и движениях отдельных звеньев опорно-двигательного аппарата теннисиста при выполнении ударных действий;
- выявление путей исправления ошибок в технических и тактических действиях теннисиста при разнохарактерных и разноуровневых ударах;
- выбор путей оптимизации ударных действий у теннисистов разной квалификации.
13
3. Предложенная классификация ударов в теннисе,
основанная на их биомеханическом обосновании позволяет более целенаправленно планировать техническую подготовку теннисистов.
I 4. Разработанные технологии оптимизации обучения современным
ударным действиям, основанные на построенных биомеханических и дидактических моделях ударных действий, позволяют непосредственно
1 формировать специфику динамической структуры ударного действия и
структурно - функциональную специализацию работы мышц биомеханического аппарата управления и биомеханического аппарата
i исполнения теннисиста. При этом минимизируется во времени период
формирования необходимой программы по управлению и энергообеспечению ударного действия за счет повышения интенсивности специальной нагрузки на мышцы БАУ и БАИ.
Основные положения, выносимые на защиту:
( 1) В основе оптимизации обучения ударным действиям лежат
разработанные нами биомеханические и дидактические модели. В качестве критериев оптимальности (основной цели) ударных действий следует рассматривать соотношение величины и направления линейной скорости мяча после удара и его угловой скорости (с определенным направлением вращения), которые определяют темп игры и точность попадания мяча в выбранное место площадки.
2) К подцелям ударных действий отнесены выявленные и сформулированные задачи по управлению и энергообеспечению, решаемые на протяжении пяти фаз ударных действий.
3) Установлены целевые требования, которые относятся к механизмам и способам выполнения ударных действий.
4) К факторам оптимизации или основополагающим механизмам > ударных действий следует отнести морфо-функциональные,
биомеханические и эргономические, которые проявляются в следующем:
14
-структурно-функциональной специализации моторного потенциала мышц руки и тела у теннисистов с разным типом строения тела, что лежит в основе индивидуализации их техники;
- тонкой дифференциации управления ракеткой и ритмом удара;
- абсолютных значениях вкладов кинетической и потенциальной энергии напряженных мышц в ударное взаимодействие, которые обуславливаются: типом удара, игровой ситуацией, типом строения тела и моторного потенциала мышц теннисиста;
- скорость прилетающего мяча является основным препрограмми-щим фактором, определяющим кинематические и динамические особенности будущего удара;
- в решении задачи о встрече двух движений - мяча и струнной поверхности ракетки, которая происходит путем приспособительных изменений в биомеханических структурах движений теннисиста и выражается в значительной вариативности кинематических и динамических характеристиках ударного действия и взаимодействий с опорой;
- многозвенная биомеханическая система приближается по своим характеристикам к линейной механической системе;
- проявление эмерджентности (превращение нелинейной системы
* в линейную) характерно для высшего спортивного мастерства и
обеспечивает надежность при выполнении очень сильных и точных ударов
5) Предложены подготовительные, подводящие и специальные упражнения с широким использованием тренажеров, позволяющие в значительной мере оптимизировать обучение ударным взаимодействиям.
6) Формирование основных механизмов ударных действий предусматривает применение большого количества разнообразных средств даже в пределах одного тренировочного занятия.
15
Апробация и внедрение результатов исследования.
Основные положения диссертационной работы докладывались в период 1976 - 1999гг. на международных, всероссийских научно-методических конференциях и семинарах тренеров по теннису, где получили положительную оценку специалистов. Материалы исследования отражены в 63 публикациях автора. Материалы работы нашли отражение в учебном пособии:
Теннис для всех. - М.. Колос, 1998г., 8п.л.;
и в книгах: Основы тенниса. - М.: ФиС, 1980г, 8п.л.«На корт за здоровьем. -М.: Знание, серия «Физкультура и спорт», №5, 1991, 4п.л.
Основные положения разрабатываемой проблемы вошли в содержание ряда учебных курсов институтов физкультуры:
- по биомеханике в виде опубликованных 11 брошюр методических указаний к расчетно-графическим работам;
- по биомеханическому обоснованию техники ударных действий в теннисе и технологии обучения в виде опубликованных 52 научных и научно-методических работ.
Материалы диссертации включены в учебные программы курсов * РГАФК "Теннис" - специализации и курса "Теннис" - минимум.
Достоверность результатов исследований и степень обоснованности
научных положений и выводов, содержащихся в диссертации,
обеспечивается: использованием современных приборов; адекватного
поставленным задачам специального комплекса измерительных методик,
отвечающих метрологическим требованиям опытно-экспериментальной
I работы; значительным объемом экспериментальных исследований;
корректной статистической обработкой полученных данных; тщательным
+ аналитическим обзором литературных данных. Комплексы применяемых
16
исследовательских методик гарантируют достоверность и
валидность результатов исследований.
Объём и структура диссертационной работы. Общий объем
диссертации составляет 374 страницы машинописного текста. Работа
j состоит из введения, семи глав, выводов, научно-практических
I
рекомендаций, списка литературы, который содержит 395 наименований. Иллюстративный материал включает 20 таблиц и 82 рисунка.
17
ГЛАВА I. Анализ теоретических основ оптимизации технологии обучения (литературный обзор)
1.1. Теория построения движений
Создание теоретических основ построения движений и в целом -отечественной школы биомеханики неразрывно связано с именем профессора Н.А. Бернштейна. Разработанные в 30-ых годах XX века Н.А. Бернштейном методы регистрации и анализа движений (35) и проведенные на их основе исследования позволили ему сформулировать ряд важнейших положений. Главное из них состоит в том, что движения живого организма должны рассматриваться как своего рода органы со свойствами, присущими анатомическим органам: "Во-первых, живое движение реагирует, во-вторых, закономерно эволюционизирует и инволюционирует" (38,с.178). При изучении реактивности движения он обнаружил ее избирательность. Это привело его к заключению, что "движение не есть цепочка деталей, а структура, дифференцирующаяся на детали,— структура целостная при наличии в то же время высокой дифференциации элементов и разнообразно- избирательных форм взаимоотношений между ними" (там же, с. 179)
Таким образом живое движение по Н.А. Бернштейну,— это реактивный, развивающийся функциональный орган, обладающий дифференцирующейся на детали структурой и собственной биодинамической тканью. Столь сложное образование, как живое движение, должно обладать определенными жизненными функциями, для характеристики которых Н.А. Бернштейн использовал понятие «двигательная задача». Задача "построения движения" в предметной уникальной ситуации является фантастической по |
