автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Биомеханические основы индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям

Автореферат диссертации по теме "Биомеханические основы индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям"

На правах рукописи

ВИНОГРАДОВА Валентина Ивановна

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНДИВИДУАЛИЗАЦИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИМ УПРАЖНЕНИЯМ (НА ПРИМЕРЕ ФИГУРНОГО КАТАНИЯ НА КОНЬКАХ)

Специальности: 13.00.08 - Теория и методика профессионального образования 01.02.08 - Биомеханика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Санкт-Петербург - 2003

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете

"МАМИ".

Официальные оппоненты: заслуженный работник высшей школы,

доктор биологических наук, кандидат педагогических наук, профессор Зинковский Анатолий Викторович.

член-корреспондент РАО, доктор биологических наук, кандидат педагогических наук, профессор Бальсевич Вадим Константинович.

доктор педагогических наук, профессор Грозовский Григорий Львович.

Ведущая организация: Военный институт физической культуры

Защита состоится 29 октября 2003 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д212.229.28 в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете по адресу: 195220, Санкт-Петербург, Гражданский пр., д. 28, ауд. 328.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Автореферат разослан " ^ " ЩЛ« 2003 г.

Ученый секретарь /'

диссертационного совета 5 • Л Г.И.Кугузова

-3-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

\АСъй

Актуальность темы. Диссертация посвящена разработке биомеханических основ индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям на примере фигурного катания на коньках.

Профессиональное образование направлено на специальную подготовку человека к конкретной деятельности, становящейся основной в его трудовой и спортивной работе. Физическая культура и спорт как ее составляющая являются обязательным компонентом профессионального образования в российских вузах. Достижение высоких результатов в обучении исполнению физических упражнений возможно только при скоординированной деятельности преподавателя (тренера) и учащегося (спортсмена) на основе учета индивидуальных биомеханических особенностей учащегося. Выполненные в работе исследования позволили заложить биомеханические основы индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям.

Объектом исследования является совместная деятельность преподавателя (тренера) и учащегося (спортсмена), направленная на построение индивидуализированных образовательных, учебно-тренировочных и соревновательных программ, а также на выбор и использование технических средств повышения их эффективности в фигурном катании на коньках на основе биомеханики двигательных действий.

Предметом исследования являются построенные автором механико-математические модели спортсмена и его двигательных действий как теоретическое средство передачи знаний учащимся, которые используется для построения научно обоснованного индивидуально специализированного процесса обучения эффективному исполнению профессиональных физических упражнений, в том числе и в спорте высших достижений.

Методологией исследования являются принципы, законы и теоремы классической теоретической биомеханики, теория Н.А.Бернштейна о построении движений и теория А.Н.Крестовникова о двигательном навыке.

Концепцией выполненных исследований и разработки биомеханических основ индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям является

- выбор из бесконечного числа профессиональных физических упражнений только тех, по которым, главным образом, судят о мастерстве их исполнителя, например, о мастерстве спортсмена в рассматриваемом виде спорта;

- построение антропоморфных механизмов для изучения выбранных физических упражнений;

- построение математических моделей движений антропоморфных механизмов для выбранных физических упражнений;

- анализ количественного влияния антропометрических характеристик человека и параметров его двигательных дейстпий ни гтлттидуашш профессионального обучения физическим упражв ейййя^ЛН:1!^«„. !

БИБЛИОТЕКА

с.Петврвург ее, , 09 »0 мтЛЗр *

Концепция реализована в процессе индивидуализированного обучения физическим упражнениям на примере одноопорного скольжения и исполнения прыжков в фигурном катании на коньках.

Некоторые авторы (например, Экхард Майнберг и др.) педагогику физической культуры называют наукой о действии. При этом синонимом науки является теория, а действие - иное определение практики. В настоящее время наука о действии находится на эмпирической стадии своего развития, так как ее состояние характеризуется наблюдениями экспериментов, обработкой совокупности опытных данных, представляющих собой конечное число наблюдений, обобщение опыта при переходе от конечного числа членов данной выборки к бесконечному. Построение науки на наблюдениях является субъективным и не позволяет разобраться в сущности быстро протекающих двигательных действий спортсмена.

В.Н.Селуянов и Аиед Берхман в учебном пособии для студентов и слушателей Российская государственная академия физической культуры (Москва-1997) указывают, что наука о действии получила существенное ускорение развития в работах Брауне и Фишера, Н.А.Бернштейна, Д.Д.Донского, Д.Хейя. Брауне и Фишер оценили действующие силы при движении человека на основе ньютоновской механики (1889, 1906). Н.А.Бернпггейн один из первых поставил вопрос об управлении опорно-двигательным аппаратом человека как основе теории двигательных действий. Д.Д.Донской и его последователи Х.Х.Гросс, В.Б.Коренберг, С.В.Дмитриев внесли свой вклад в теорию двигательных действий на основе педагогических наблюдений. Так пишут авторы указанного учебного пособия РГАФКа.

Однако, авторы учебного пособия, по которому обучают студентов, не упоминают о фундаментальных работах наших соотечественников в области теоретической биомеханики двигательных действий человека.

Наибольших успехов в создании теоретических основ науки о действии достигли С.Ю.Алешинский, Д.Г.Арсеньев, А.В.Зинковский, В.А.Шолуха. Они построили математические модели движений антропоморфных механизмов в дифференциальной форме. Модели оказались сложными, и результат удалось получить численным интегрированием только для движений спортсменов в сагиттальной плоскости.

Общий фундаментальный подход при построении теории обучения профессиональным физическим упражнениям, позволяющий формулировать педагогические рекомендации с количественным обоснованием для бесконечного числа движений, реализовать до настоящего времени не удалось. До сих пор в биомеханике не существует общей теории управления движениями.

На основании вышеизложенного построение биомеханических основ индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям является актуальной проблемой. Часть этой проблемы решается в выполненной работе на примере фигурного катания на коньках.

Фигурное катание на коньках является одним из наиболее сложных видов спорта, т&к как движения спортсмена в фигурном катании пространственные

и выполняются при одноопорном и двухопорном скольжении, а также без опоры при исполнении прыжков и зависят как от антропометрических характеристик спортсмена, так и от параметров его двигательных действий.

В литературе описывается только качественная сторона исполнения элементов фигурного катания на коньках.

Однако, качественные количественно не обоснованные результаты не дают полного представления о путях дальнейшего развития профессиональных физических упражнений, в том числе и в фигурном катании на коньках, из-за субъективизма выводов на основе наблюдений почти мгновенно проте-каюгцих двигательных действий и из-за ограниченности экспериментальных , исследований в силу их технической сложности, трудоемкости и, как следст-

вие, высокой стоимости. Требуются научно обоснованные представления о возможных путях дальнейшего развития профессиональных физических уп-• ражнений. В работе они формируются на примере фигурного катания на

коньках для определения дальнейших усилий тренеров и спортсменов в организации индивидуально- специализированного процесса обучения фигурному катанию и технике достижения рекордных результатов.

Наиболее важными элементами в фигурном катании являются прыжки. Они являются наиболее сложными как в исполнении, так и в изучении их сущности.

Построение биомеханической теории исполнения прыжков и одноопор-ного скольжения по дуге как важнейших элементов фигурного катания, по исполнению которых судят о мастерстве фигуристов, может стать основой педагогической теории в этом виде спорта. Теоретические основы одно-опорного скольжения по дуге и исполнения прыжков, которые изложены в диссертации, по своей сути являются новой базой для дальнейшего развития фигурного катания на коньках.

В широком смысле можно утверждать, что качественные методы про-| фессионального обучения, традиционно раскрывающие совокупность

свойств с помощью описания признаков, развиваются успешно. До последнего времени педагогическая наука остается , главным образом, на качественном уровне и содержит богатейший материал наблюдений и теоретические обобщения, завершающие и систематизацию материала. Однако, пока нет другой части, характеризующей развитую науку, - математической. Дополняя качественные представления формализованными обобщениями, педагогическая теория приобретает необходимую строгость.

Преобразующим средством педагогических исследований становится моделирование. Моделирование - это метод создания и исследования моделей. Главное преимущество моделирования - целостность представления информации. Сотни лет педагогика развивалась главным образом за счет анализа - расчленения целостного на части; синтезом как таковым пренебрегали. Моделирование основывается на синтезе, когда вычленяются целые системы и исследуется их функционирование.

В работе развивается научное направление, актуальность которого определяется Приказом В.В.Путина № 578 от 30.03.02г. "Перечень критических технологий РФ". Раздел "Компьютерное моделирование":

- теоретические основы и инструментарий для проведения математического моделирования и вычислительного эксперимента, включая новые математические модели для естественных и гуманитарных наук.

Целью работы является разработка биомеханических основ индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям на примере фигурного катания на коньках с использованием механико-математического моделирования фигуриста и его двигательных действий при одноопорном скольжении и в прыжках, с использованием количественной оценки влияния антропометрических параметров фигуриста, параметров его двигательных действий и с использованием технических параметров коньков для повышения эффективности одноопорного скольжения и увеличения мно-гооборотаосш прыжков.

Научная гипотеза. Предполагалось, что классическая теоретическая механика позволит разработать биомеханические основы индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям на примере фигурного катания на коньках и с использованием простейших и многозвенных систем позволит построить биомеханические модели фигуриста и математические модели их двигательных действий, которые связывают антропометрические и динамические параметры единой зависимостью, позволит определить количественное влияние этих параметров на одноопорное скольжение по дуге и создание начального вращения в прыжках и станет основой индивидуализации обучения одноопорного скольжения и прыжкам с поворотами, по которым судят о мастерстве в спорте высших достижений.

Научную новизну составляют:

- концепция разработки биомеханических основ индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям, которая заключается в выборе из бесконечного числа только части физических упражнений, определяющих, например, мастерство спортсмена; в построении для выбранных физических упражнений антропоморфных механизмов и математических моделей их двигательных действий; в анализе количественного влияния антропометрических параметров человека и параметров его двигательных действий на эффективность обучения физическим упражнениям;

- построение технологии обучения спортсмена двигательным действиям в фигурном катании на коньках на основе принципов, законов и теорем классической теоретической механики;

- профессиональные средства повышения квалификации преподавателя и обучения ученика для индивидуализации тренировочного процесса и построения соревновательных программ в виде математических моделей двигательных действий при исполнении основных физических упражнений в фигурном катании на коньках;

- количественная оценка влияния антропометрических параметров фигуриста и динамических параметров его двигательных действий на одно-опорное скольжение по дуге;

- количественная оценка влияния антропометрических параметров фигуриста и параметров его двигательных действий на создание начального вращения во всех известных прыжках всеми известными способами, которая используется для индивидуализации обучения с учетом возрастных изменений масс-инерционных характеристик спортсмена;

- определение роли настильной траектории полета фигуриста в создании художественного эффекта при исполнении прыжков:

- разработка методик совершенствования кинематической структуры одноопорного скольжения и прыжков с оборотами;

- обоснование эффективности использования упругих элементов в коньках для увеличения многооборотности прыжков;

- теоретическое обоснование педагогического резерва обучения фигуриста увеличению многооборотности прыжков в фигурном катании на коньках;

- механико-математические модели человека и его двигательных действий и количественные результаты параметрического анализа для построения научно обоснованных индивидуально специализированных программ обучения фигуриста технике исполнения сложнейших физических упражнений и для построения соревновательных программ.

Практическая значимость. Педагогическая польза построенных биомеханических основ исполнения профессиональных физических упражнений на примере фигурного катания на коньках состоит в возможности индивидуализации обучения, так как:

- определены скрытые от наблюдения биомеханические силы инерции, которые являются причиной срыва исполнения прыжка "Сальхов" и определены оптимальные двигательные действия с учетом сил инерции во время исполнения одноопорного скольжения по дуге и многооборотных прыжков;

- даны объективные оценки количественного влияния антропометрических параметров человека и его двигательных действий на одноопорное скольжение и увеличение многооборотности прыжков, которые позволяют управлять индивидуальным процессом обучения мастерству катания во время тренировок путем отбора и установления очередности исполнения прыжков в зависимости от возрастных изменений масс-инерционных характеристик ученика;

- получены математические модели одноопорного скольжения по дуге и исполнения всех известных прыжков всеми известными способами и их сочетаниями, которые просты и доступны для повышения квалификации преподавателей и для образования и самообразования учащихся;

- предложены конструкции коньков с упругими элементами, которые можно эффективно использовать для совершенствования техники исполнения основных физически упражнений в фигурном катании на коньках;

- результаты работы в совокупности позволяют индивидуализировать процесс обучения физическим упражнениям с учетом возрастных изменений масс-инерционных характеристик человека по научно обоснованным индивидуально специализированным тренировочным программам и строить соревновательные программы с оптимально подобранным числом и составом многооборотных прыжков.

Достоверность результатов работа обеспечивается применением совокупности методов классической теоретической механики, ее принципов, законов и теорем, анализом влияния полученных количественных результатов на эффективность обучения физическим упражнениям и успешной практикой их внедрения в учебные и тренировочные процессы.

Организация исследования. Педагогические наблюдения, формирование концепции исследования, построение биомеханической теории двигательных действий при исполнении основных физических упражнений в фигурном катании на коньках и использование результатов в педагогической практике проводились в период работы с фигуристами и преподавателем физической культуры и спорта в вузе.

В период работы

- 1964 - 1966 г.г. тренером сборной команда по фигурному катанию Московский областной совет добровольного спортивного общества "Труд" при подготовке спортсменов KMC и МС;

- 1966 -1967 г.г. старшим тренером Детско-юношеской спортивной школы по фигурному катанию треста "Мосстрой 13" с группами начальной подготовки;

- 1975 - 1979 г.г. тренером ДЮСШ по фигурному катанию Балашихин-ского литейно-механического завода с учебно-тренировочными группами спортсменов 2-го и 1-го разрядов;

- 1979 - 1981 г.г. тренером по фигурному катанию ДЮСШ Московского городского совета "Зенит" с учебно-тренировочными группами спортсменов 1-го разряда и KMC

на основании педагогических наблюдений сформировалась гипотеза об эффективности оснащения коньков упругими элементами с целью повышения высоты прыжка и, следовательно, эффективности обучения учеников многооборотным прыжкам. Предложенные конструкции коньков с упругими элементами защищены авторскими свидетельствами.

В период работы

- 1981 - 1987 г.г. тренером по фигурному катанию сборной команды СССР Центрального Совета ВДФСО "Труд" с олимпийским контингентом на централизованных учебно-тренировочных сборах для кандидатов в основной, молодежный, юношеский и резервный составы сборной команды СССР ВДФСО "Труд";

- 1987 - 1991 г.г. тренером по фигурному катанию МГС ВДФСО профсоюзов с олимпийским резервом и спецгрупной одиночников по разряду KMC и МС;

- со сборными страны и ведущими тренерами Г.Змиевской, Т.Москвиной, А.Мишиным, Э.Плинером, Т.Тарасовой и др.,

стала очевидной необходимость индивидуализации учебно-тренировочного процесса обучения с учетом антропометрических параметров спортсмена и его двигательных возможностей, вызванная трудностями увеличения много-оборотности прыжков, особенно у женщин. Это был трудный период освоения исполнения прыжков в 3,5 оборота для мужчин и 2,5 оборота для женщин.

Задача, которая ставилась практикой учебно-тренировочного процесса, решалась автором работы на основании концепции, вытекающей из опыта педагогической работы с высококвалифицированными спортсменами.

Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в процесс обучения:

- студентов Российской государственной академии физической культуры в виде учебного пособия "Биомеханика. Одноопорное скольжение фигуриста";

- студентов Московской государственной академии физической культуры по курсу теории и методики фигурного катания на коньках;

- учащихся и спортсменов ДЮСШ стадиона "Авангард" с целью индивиду алгоаии учебно-тренировочного процесса обучения прыжкам и совершенствования исполнительского мастерства.

Основные положения, выносимые на защиту:

- концепция исследования, в основе которой лежит принцип выделения и изучения важнейших физических упражнений для индивидуализации профессионального обучения;

- теоретическая биомеханика как основа индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям и индивидуализации построения соревновательных научно обоснованных программ на примере фигурного катания на коньках;

- построенные механико-математические модели фигуриста и его двигательных действий как средство повышения квалификации тренеров и индивидуализации обучения спортсменов технике исполнения профессиональных физических упражнений спорта высших достижений;

- организация учебного процесса на основе индивидуализированных методик, разработанных с учетом антропометрических и морфологических особенностей спортсменов;

- технология индивидуализированного профессионального обучения физическим упражнениям на примере одноопорного скольжения на коньках и многооборотным прыжкам;

- технические средства для повышения эффективности индивидуального обучения многооборотным прыжкам в фигурном катании на коньках.

Объем и структура диссертации.

Работа изложена на 300 страницах машинописного текста, содержит 60 таблиц и 57 рисунков. Она состоит из введения, 10 глав, обобщения резуль-

татов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Список аннотированной литературы представлен 221 работами отечественных и 20 работами зарубежных авторов. Приложение содержит акты о внедрении результатов научных исследований в практику и 5 авторских свидетельств на изобретения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена характеристика работы. Обосновывается актуальность рассматриваемой проблемы, формулируется цель исследования, излагается научная новизна работы и основные положения, которые выносятся на защиту. Показывается достоверность результатов исследования и его практическая ценность.

Обзор исследований других авторов, который приводится во введении, доказывает необходимость построения биомеханической теории для индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям на примере фигурного катания на коньках.

Глава 1. Биомеханические основы обучения одноопорному скольжению по дуге

В первой главе изложена техника и технология обучения одноопорному скольжению фигуриста по дуге.

Рассматривается биомеханика одноопорного скольжения фигуриста при малых углах отклонения его тела от нормали к поверхности льда.

При этом обосновывается допущение, что массу фигуриста можно сосредоточить в его центре масс. В результате определяется закон движения фигуриста под действием силы его веса Р, силы F трения его конька о лед и реакции опоры N (льда). Показано, что величина силы F трения конька о лед зависит от скорости v скольжения фигуриста, радиуса R кривизны траектории скольжения и, естественно, от массы М фигуриста. Закон скольжения позволяет определить время и пройденный путь до остановки фигуриста, которые учитываются при составлении тренировочных программ. При моделировании фигуриста стержнем, длина которого равна росту фигуриста, а масса равна массе фигуриста, определяются геометрические параметры равновесного скольжения фигуриста по дуге. Показано, что часто принимаемое в научных работах и учебниках допущение о прохождении реакции опоры N через центр тяжести фигуриста не соответствует действительности. В наших исследованиях эта ошибка исправлена. Если угол а отклонения оси тела фигуриста от нормали к поверхности льда велик, то равновесное скольжение фигуриста по дуге описывается нелинейным уравнением

со2 (п I . ~\3R-2lsiaa sina .

—\R—sin« -cosa--= 0 . (1)

2 ) 2R-lsiaa 2

Результаты численного решения этого уравнения представлены в виде графиков на рис. 1 и рис. 2 для фигуриста, рост которого /=1,7 метра.

Рис. 1 Зависимость угловой скорости со фигуриста от радиуса Я кривизны его

следа и угла а его наклона.

Рис.2 Зависимость угла а наклона фигуриста от угловой скорости® и радиуса

Я его следа.

При обучении фигуриста должно учитываться большое изменение угла а отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда при незначительных изменениях угловой скорости © равновесного скольжения его по дуге, которые показаны на рис. 1 и рис. 2.

Перед прыжком, когда начальное вращение создается скольжением по дуге, может случиться, что ось вращения будет пересекать тело фигуриста на расстоянии г со стороны головы. Обнаружено, что равновесное состояние фигурист может сохранять только тогда, когда это расстояние г меньше 1/3 его роста /.

С целью определения влияния на динамику скольжения фигуриста по дуге его антропометрических параметров и уточнения влияния динамических параметров по сравнению с полученным для однородного стержня и с целью построения научно обоснованной программы обучения скольжению по дуге в диссертации рассмотрены трехзвенные и четырехзвенные модели фигуриста с выделением в качестве звеньев головы, туловища, ног и отдельно каждой руки, а также головы, туловища, одной ноги и отдельно другой ноги и каждой руки соответственно. В каждой из этих моделей рассматривалась цилиндрическая и коническая формы туловища. Для количественных параметрических исследований принимались рост /=172,2 см и масса фигуриста т=69,4 кг фигуриста. Известным способом были определены массовые параметры к двух рук 2кр=0,09892, головы кг=0,06940 и туловища кт=0,83168 для трехзвенных моделей, соответственно 2кр=0,09892, кг=0,06940, кт=0,6330 и ноги кн=0,19866 для четырехзвенных моделей. Линейные размеры Ь определены с помощью уравнений регрессии. Для всех моделей фигуриста они имеют размеры Ьр=0,636 м для руки, Ьн= 0,6890 м для ноги и 1^=1,45 м для туловища. Дополнительно принято г=0,1 м - радиус головы, Яц=0,2 м - радиус цилиндрической модели туловища, К*=0,3464 м - радиус основания конической модели туловища, который находится из условия равенства объемов и длин моделей туловищ фигуриста, безразмерная координата !;=х/Ьг =0,6138 крепления ноги к туловищу фигуриста с началом в точке опоры его конька о лед. Далее для туловища, где это возможно, индекс т опускается и в формулах длина туловища обозначается Ь без индекса.

С использованием принципа Даламбера в диссертации получены многопараметрические (массовые доли и линейные размеры частей тела человека, а также динамические параметры его равновесного движения) формулы для определения угловой скорости со скольжения по дуге радиуса К трехзвенных и четырехзвенных моделей фигуриста с цилиндрической и конической формами туловища. Для четырехзвенной модели фигуриста с цилиндрической формой туловища, показанной на рис. 3, формула имеет вид

а>2=ё

1 ~^кт^1 + гкг %ша + кн - 1)вюа--^этог,

(кГА + 2 кРВ + ктС)соза + кнО где а1=а+<р, <р - угол отклонения ноги от оси фигуриста,

Рис. 3 Расчетная схема для четырехзвенной модели фигуриста с цилиндрической формой туловища. Здесь Р^, (/'=г, р, н, т) соответственно силы веса и равнодействующие линейно распределенных даламберовских сил инерции для головы, рук, ноги и туловища фигуриста; С, 0=1,..., 7) - точки приложения сил; N2, Ыу - составляющие реакции опоры; со - угловая скорость скольжения по дуге радиуса ОА.

A = [R-(L + r)sinaX¿ + r); В = (R - Lsma)b; 3\ 2 ) 2R-Lsina

D-

Л-1 sin a - —sin «j ]£L

13/?-(3sinar-2sina,)a .„

cosar----Ticosa, \¿L.

3 2R - (2sinar - sin«! 1 1

Для четырехзвенной модели фигуриста с конической формой туловища, показанной на рис. 4, формула имеет вид (2) с той лишь разницей, что при параметре кт вместо коэффициента 1/2 получен коэффициент 2/3, и С определяется по формуле

R Lsxaa

2

С — R—Ь&ша 3

4 5

R Isinor

3 4

Количественные исследования показали, что в зависимости от значений динамических параметров изменение угловой скорости ю скольжения по дуге многократное - до 4,5 раза - должно использоваться для создания художественного эффекта при обучении фигуристов, так как фигурист может без отталкивания изменять угловую скорость скольжения по дуге.

Сравнение значений угловой скорости скольжения по дуге, полученных для трехзвенной модели фигуриста с цилиндрической формой туловища и полученных при моделировании фигуриста однородным стержнем показало, что они отличаются не более, чем на 0,5%. Таким образом, моделирование фигуриста однородным стержнем допустимо только при определении влияния динамических параметров Я и а на угловую скорость ю равновесного скольжения.

Количественные исследования показали, что угловая скорость скольжения по дуге для фигуриста с цилиндрической формой туловища выше, чем для фигуриста с конической формой туловища. В зависимости от формы туловища фигуриста и значений динамических параметров угловая скорость равновесного скольжения фигуриста с конической формой туловища отличается на 30%-40%. При обучении фигуриста и составлении соревновательных программ полученные результаты необходимо учитывать. При отборе спортсменов для исполнения прыжков, начальное вращение в которых создается скольжением по дуге, преподаватель (тренер) должен учитывать существенное влияние на угловую скорость равновесного скольжения формы туловища фигуриста.

С помощью закона сохранения момента количества движения при условии, что группировка не изменяет ни форму, ни размеры туловища фигуриста, ни его массу, получены формулы для определения угловой скорости ш скольжения фигуриста по дуге. Для четырехзвенной модели фигуриста эта формула в зависимости от угловой скорости ш перед группировкой, от динамических и антропометрических параметров имеет вид:

Рис. 4 Расчетная схема дня четырехзвенной модели фигуриста с конической формой туловища. Здесь Р1, 1\и (г=г, р, н, т) соответственно силы веса и равнодействующие линейно и нелинейно распределенных даламберовских сил инерции головы, рук, ноги и туловища фигуриста; С,- (/=1,..., 7) - точки приложения сил; Ых, Ыу - составляющие реакции опоры; со - угловая скорость скольжения по дуге радиуса ОА.

Ф* - s¡ + 2крВ + ктС+kHD ^

IcpÁ "i-"Ь 2кр Ч" ^ je

где А = ОЛг2 +[R-(L+r)smaf-, B = \l}p+[R-(Lsma + LPf\

D = j^l}Hsm2 ах + R2 +LH

Т .

—sin a, - sin а 2 1

2R + LHI ^-sin«] - sina

С = ^L2 sin2 а + ^Яц cos2 a + R(R- Asina) - для цилиндрической формы

туловища;

67 г г i 2 т/ 4

С = — L sin а + 0.3Rj,cos а + R\R--Lsina I - для конической формы

туловища.

Исследования показали, что отношение ю /и угловых скоростей скольжения по дуге после и до группировки изменяется до 32% в зависимости от величины параметров R и а. Влияние ноги, участвующей в группировке, изменяет отношение угловых скоростей на 12% и 10% для цилиндрической и конической форм туловища фигуриста. Более подробные количественные исследования одноопорного скольжения фигуриста по дуге содержатся в диссертации.

Выявлены антропометрические и морфологические особенности спортсменов легли в основу разработки системы упражнений, направленных на индивидуализацию процесса обучения одноопорному скольжению по дуге.

Глава 2. Создание начального вращения в прыжках скольжением по дуге

Известно, что способ создания начального вращения в прыжках скольжением по дуге является основным для прыжка "Сальхов". Для модели фигуриста в виде однородного стержня математической моделью его движений перед прыжком при создании начального вращения является нелинейное уравнение

а

— ¿cr + ________

3*1 2 2

Результаты его решения представлены в виде графиков на рис. 5 и рис. 6. Рост фигуриста /=1,7 м. Из графиков следует, что угловая скорость о скольжения по дуге для создания начального вращения особенно быстро увеличивается при малых значениях а расстояния головы фигуриста от оси вращения и малых значениях угла а отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда.

Для малых углов а, когда sina=a, a cosa=l , из уравнения (4) следует совсем простая для использования формула

a=a(g/ro2-l/3).

2 f 5 /2 1 I

Ъа2 +— a/sina + — sin2 a cosa-asina—sin2a = 0. (4)

Рис. 5 Зависимость угла а от величины угловой скорости® и а - расстояния головы фигуриста от оси вращения.

Рис.6 Зависимость угловой скорости® от расстояния а его головы от оси

вращения.

Для четырехзвенной модели фигуриста с конической формой туловища, показанной на рис. 4, зависимость начальной скорости о вращения в прыжках скольжением по дуге с группировкой фигуриста в момент отрыва ото льда получена с помощью закона сохранения момента количества движения

кгА + 2 кРВ + ктС + kHD

а =со---1-" . . , (5)

0Акгг + 0.3(кг +2кР+кнЩ

где А, В, С и D определяются соотношениями из (3).

Аналогичные формулы приведены в диссертации для четырехзвенной модели с цилиндрической формой туловища, а также для трехзвенньгх моделей с цилиндрической и конической формами туловища фигуриста. 4

Количественные исследования, результаты которых приведены в диссертации, показали, что цилиндрическая форма туловища фигуриста пред- < почтительнее конической при создании начального вращения в прыжках, так , как при одинаковых значениях остальных параметров позволяет увеличивать многооборотность прыжков.

Глава 3. Техника и технология обучения созданию начального вращения в прыжках закручиванием тела Такой способ создания начального вращения является основным для исполнения многооборотных прыжков "Петля", "Тулуп", "Флип", "Лутц".

Исследования выполнены с использованием закона сохранения момента количества движения теоретической механики.

Предполагается, что тело фигуриста закручивается по линейному закону с началом в точке опоры конька о лед, а скорость вращения плеч в момент отрыва фигуриста ото льда обозначается <воПри принятых допущениях для конической формы туловища получено, что скорость со вращения фигуриста в полете на 20% меньше скорости ю0 вращения плеч в момент отрыва ото льда. Для цилиндрической формы туловища скорость вращения фигуриста в полете в 2 раза меньше скорости ©о вращения его плеч. Таким образом, показано, что форма туловища фигуриста оказывает существенное влияние на скорость ю его вращения в полете и, следовательно, должна учитываться при индивидуализации процесса обучении спортсмена технике исполнения прыжков.

Фигурист может достичь максимально возможной скорости вращения в полете и, следовательно, максимальной многооборотности прыжка при совмещении момента отрыва ото льда с моментом достижения максимальной скорости вращения плеч. Указанное условие необходимо соблюдать всем спортсменам независимо от их индивидуальных особенностей.

Получены формулы для скорости со вращения фигуриста в полете, учитывающие его антропометрические параметры. Для конической формы туловища фигуриста

Г1£Р . пл.2 кг . хЬ2нкн вш2а _ 1

л2

У "2 цт г>2 л Т

у_

® = —---;-Щ,

Я2 ЪЬ К2 4

0.3(2кР +кн+кт)+ 0.4г2

где Я - радиус основания конуса, г - радиус головы фигуриста, а - угол отклонения ноги от оси фигуриста, остальные обозначения указывались выше.

Для цилиндрической формы туловища фигуриста структура формулы аналогична конической, а заменяется лишь коэффициент в знаменателе с 0,3 на 0,5.

Параметрический анализ влияния масс-инерционных характеристик и линейных размеров частей тела фигуриста выполнен с вариацией одного из параметров Ьр, Ьн, Я, Ь, кр, кн при неизменных значениях всех остальных. Получены следующие результаты, составляющие основу индивидуализации обучения:

- для исполнения прыжков, начальное вращение в которых создается закручиванием тела, предпочтительнее спортсмены с конической формой туловища. При этом скорость га вращения фигуриста в полете превышает скорость Юо вращения его плеч в 2,23 раза дня средних антропометрических параметров;

- если форма туловища фигуриста цилиндрическая, то указанное выше превышение составляет 1,35 раза;

- перспективными для создания начального вращения закручиванием тела являются стройные фигуристы с длинными руками. Исследования показывают, что если руки на 20% длиннее усредненного значения, то скорость вращения в полете увеличивается на 23%; если радиус К тела на 20% меньше усредненного значения, то скорость вращения в полете увеличивается на 35%;

- за счет отклонения ноги наибольшего эффекта можно достичь, если угол отклонения находится в интервале значений 30°-б0°;

- рост Ь, вес рук и ног фигуриста почти не оказывают влияния на скорость вращения его в полете.

Глава 4. Техника и технология обучения созданию начального вращения в прыжках скольжением по дуге и закручиванием тела

В диссертации обосновывается механико-математическая модель движений фигуриста при исполнении прыжков "Сальхов", получаемая сложением вращений вокруг двух параллельных осей. Вращения направлены в одну сторону с угловой скоростью И] скольжения по дуге и скоростью ю2 вращения фигуриста вокруг его оси. Угловая скорость е>2 выражается через скорость юо вращения плеч фигуриста при закручивании его тела. Рассматривается четырехзвенная модель фигуриста с конической формой туловища. Получена формула для определения начальной скорости ю вращения фигури-

ста в прыжках, когда основным является способ создания начального вращения скольжением по дуге

0 + Я2а>г

СО =-г--.-i-рг, (6)

0.4 кгг2 + 0.3 (кт + 2 кр + kH)R2K где А = QAkrr2 + ^kPL2P; В = kTRg; С = ^kHI?H sinar^ + sinarj;

D=A(Ü?0 +а>г)+В(0.25й>0 + 0.3wt)+C(fw0

Моделирование движений при исполнении прыжка "Петля", когда основным является способ закручивания тела, выполняется методом последовательных приближений. В первом приближении получена формула

п2

D + —ÍA + 0.35 + CW

«•О) =_й±___

0Акгг2 + 0.3(кт + 2кр + kH)R2K ' где А, В, С и D определяются выражениями из (6).

Исследования показали, что использование вспомогательного способа закручивания тела при исполнении прыжка "Сальхов" позволяет увеличить начальную скорость вращения на 80%, то есть закручивание тела позволяет более, чем в 1,5 раза увеличить многооборотность прыжка.

При исполнении прыжка "Петля" влияние динамических параметров R и а вспомогательного способа скольжения по дуге незначительное. Влияние же основного параметра coi/oo вспомогательного способа скольжения по дуге на увеличение отношения ю*/<во (показатель многооборотности прыжка), как следует из графиков на рис. 7 и рис. 8, весьма значительное. Из графиков следует, что увеличение отношения raí/too на ОД при прочих неизменных параметру приводит к увеличению отношения <г>*/юо, то есть начальной скорости вращения в прыжках, приблизительно в 2 раза.

Указанные антропометрические различия спортсменов легли в основу создания дифференцированных комплексов физических упражнений для обучения технике начального в прыжках скольжением по дуге и закручиванием тела.

Глава 5. Техника и технология обучения созданию начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед

Создание начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед (основной способ) происходит при исполнении прыжка "Аксель".

Для определения основных закономерностей создания начального вращения в прыжках фигурист моделировался однородным цилиндрическим телом, центр тяжести которого совпадал с центром тяжести фигуриста. Предполагалось, что цилиндр точкой нижнего основания с эксцентриситетом относительно его оси касается поверхности льда и создает стопорящее действие, эквивалентное действию конька о лед, в виде силы трения F. С использованием теоремы об изменении кинетической энергии вращения в работе

ОГ а>о 10

5 ..

оС = 30"

2,0 м

1,5 м

0,1

0,2

0,5

Рис. 7 Параметрические зависимости отношений

СО*

и>»

10

об I. 15'

0,1 0,2

(О

2,0 м

1,5 М

1,0 м

0,5 м

СО, СОе

0,3

Рис. 8 Параметрические зависимости отношений

со

(Оп

получена формула для определения величины скорости со вращения фигуриста в момент отрыва его ото льда

V г!е + 2е

где ш- масса фигуриста, г - радиус цилиндра, е - эксцентриситет точки касания коньком льда относительно оси фигуриста, ср - угол поворота фигуриста перед отрывом ото льда.

Для использования на практике формулы (7) и других, приведенных в работе, необходимо знать величину силы трения Р стопорящего действия конька о лед. Определить эту силу можно только экспериментально по параметрам движения фигуриста.

В работе определено время I* стопорящего действия конька о лед по теореме об изменении количества движения

Г т{уй-У) F

Длина х* следа стопорящего действия конька о лед определена по второму закону Ньютона

(8)

2 ^ ^ '

В формулах т - масса фигуриста, Уо - скорость скольжения фигуриста перед стопорящим действием конька о лед, V* - скорость скольжения фигуриста перед отрывом его ото льда.

Из формулы (8) следует, что

г тк-Г2)

2х*

Все величины, входящие в правую часть этой формулы, легко измеряются экспериментально. Таким образом, экспериментально определяется сила Р стопорящего действия конька о лед.

Из формулы (7) следует, что начальная скорость со вращения фигуриста достигает максимального значения со , когда угол поворота фигуриста за время стопорящего действия конька о лед будет равен <р=90°, а БШф=1. При повороте фигуриста на угол ср=80° начальная скорость вращения в прыжках отличается от своего максимального значения всего на 1%. Если угол поворота составляет 50°, то уменьшение скорости со составляет 12,5%.

Очевиден важный вывод для организации учебно-тренировочного процесса, связанного с его индивидуализацией. Фигурист может не стремиться к повороту на угол ф=90°, так как при уменьшении угла поворота и, следовательно, значительном упрощении исполнения прыжка происходит небольшая потеря начальной скорости со вращения фигуриста в полете.

Используя экспериментально полученные результаты А.Н.Мишина для фигуриста, момент инерции тела которого равен 0,12 кгм в с2, рост - Ь=1,7 м, вес - 60 кг, а значение горизонтальной скорости Уо=б,45 м/с фигуриста перед

стопорящим действием конька о лед и ее значение у*=4,58 м/с перед отрывом ото льда, находим радиус соответствующей модели туловища. Он равен 0,2 м.

Для различных длин х* следа стопорящего действия конька, который оставляет фигурист на поверхности льда, определены средние значения силы Р трения.

Таблица!.

Значения силы Р трения конька о лед в зависимости от длины х его следа._

X*, м 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

6188 3094 2063 1547 1238 1031 8840 7740 6880

Исследования показали, что сокращение длины х следа стопорящего действия конька о лед приводит к значительному увеличению начальной скорости а* вращения фигуриста. При этом больших успехов в увеличении многооборотности прыжков будут добиваться фигуристы, радиус туловища которых меньше.

Полученные результаты учитываются при обучении фигуристов.

Глава 6. Техника и технология обучения созданию начального вращения в прыжках стопорящим действием конька и закручиванием тела Самым распространенным способом создания начального вращения в прыжках фигурного катания на коньках является закручивание тела. Стопорящее же действие конька о лед для создания начального вращения в большей или меньшей степени встречается во всех прыжках. Стопорящее действие конька о лед является основным способом создания начального вращения в прыжке "Аксель", вспомогательным в прыжках "Тулуп", "Флип" и "Лутц" и сопутствующим в прыжках "Сальхов", "Петля".

Создание начального вращения фигуриста в прыжках основным способом - стопорящим действием конька о лед - и вспомогательным способом -закручиванием тела - рассматривалось на основе только трехзвенной модели фигуриста с конической формой туловища, потому что использование четы-рехзвенной модели с малым влиянием группировки ноги и цилиндрической формы туловища не несет дополнительной существенной педагогически полезной информации.

Расчетная схема модели представлена на рис. 9. Очевидно, что начальное вращение фигуриста создается парой сил РР. Многопараметрическая формула для определения начальной скорости вращения фигуриста в прыжках без группировки получена с помощью теоремы теоретической механики об изменении кинетической энергии. Начальная скорость та вращения фигуриста в прыжках, которая создается только стопорящим действием конька о лед и группировкой, получена с использованием закона сохранения момента количества движения, формула имеет вид: _

йГ=— + Гг][(1-кг)£т + кгг]Еыпафт<р,

Рис. 9 Расчетная схема для трехзвенной модели фигуриста с конической формой туловища. Здесь Рг (г=г, р, т) - силы веса головы, рук и туловища фигуриста; Рг - его вес; Р - сила трения стопорящего действия конька; РР" -уравновешенная система сил, модуль каждой из которых равен модулю силы F трения; т^ - момент пары сил РР' вращения фигуриста; $ - скорость его

скольжения.

где А = OAr2 4(Lr +r)sina]2; +l%sm2aj; AF = V0 -V;

C = |^4+[(l-¿r)ZT+ ¿rrf|sm2 a + 0.3 cosa;

G = 0.4krr2 + 0.3(2)*> + kj. ; E = kr A + kPB + kj-C.

Если начальное вращение в прыжках создается с использованием вспомогательного способа - закручивания тела, то формула для определения начальной скорости со вращения принимает вид ё = Ш + Nm0, где

N = 0Лкгг2 + *kPL2P + 0.25kTR¡¿.

В работе выполнены исследования влияния динамических параметров, угла a отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда, угла <$> поворота фигуриста во время стопорящего действия конька о лед и длины х следа стопорящего действия конька, который остается на льду, на величину начальной скорости га вращения фигуриста в прыжках, которая создается только стопорящим действием конька о лед. При увеличении угла a отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда во время стопорящего действия конька о лед при неизменных значениях прочих параметров начальная скорость та вращения в прыжках возрастает многократно, приблизительно в 4 раза при увеличении угла a от 5° до 20°. Причина состоит в том, что с увеличением угла a увеличивается момент пары сил FF, вызывающий вращение фигуриста при стопорящем действии конька о лед. При сокращении длины х* следа стопорящего действия конька о лед начальная скорость то вращения в прыжках возрастает. При сокращении, например, длины следа стопорящего действия конька о лед от 0,5 м до 0,1 м начальная скорость вращения в прыжках возрастает более, чем в 2 раза. Подтверждается ранее полученный вывод о том, что потеря начальной скорости вращения в прыжках с уменьшением величины угла <р поворота фигуриста во время стопорящего действия конька о лед от 90° до 50° приводит к снижению начальной скорости вращения всего на 12,5% и к резкому упрощению исполнения прыжка.

Исследования выполнены для начальных скоростей со вращения фигуриста в прыжках, создаваемых основным способом - стопорящим действием конька о лед - и вспомогательным способом - закручиванием тела - в зависимости от динамических параметров а, <р, х* основного и Юо вспомогательного способов создания начального вращения в прыжках. Исследования выполнены при условии, что максимальная величина скорости вращения плеч совпадает с моментом прекращения стопорящего действия конька, то есть с моментом отрыва фигуриста ото льда, и моментом группировки фигуриста. В случае несогласованности перечисленных моментов двигательных действий фигуриста неизбежно снижение начальной скорости вращения фигуриста в прыжках. Количественный анализ показал, что с уменьшением значений уг-

лов а отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда вклад вспомогательного способа в увеличение начальной скорости ю вращения фигуриста в прыжках возрастает. Увеличение скорости со за счет уменьшения длины х* следа стопорящего действия конька о лед особенно проявляется при уменьшении вклада вспомогательного способа на создание начального вращения в прыжках. Количественные значения влияния указанных и других параметров на увеличение многооборотности прыжков, создаваемых основным и вспомогательным способами, приводятся в работе. Влияние параметров в различных сочетаниях на увеличение многооборотности прыжков изменяется от 20% до 100% и должно учитываться при обучении фигуристов при составлении тренировочных и соревновательных программ. Выявленное количественное влияние различных параметров и их комбинаций на величину начальной скорости вращения в прыжках открывает педагогические резервы в достижении рекордной величины многооборотности исполнения прыжков "Лугц", "Тулуп" и "Флип".

Глава 7. Обучение созданию начального вращения в прыжках на основе пятизвенного антропоморфного механизма"

Антропоморфный механизм как механическая модель фигуриста для построения математических моделей его двигательных действий при создании начального вращения в прыжках скольжением по дуге, закручиванием туловища фигуриста и стопорящим действием конька о лед построен в виде шар-нирно соединенных модели туловища в виде однородного цилиндра, моделей рук в виде однородных стержней и моделей ног в виде однородных конусов; голова моделировалась однородным шаром, жестко соединенным с туловищем.

Для различных способов создания начального вращения в прыжках на основе антропоморфного механизма получены математические модели его двигательных действий в виде зависимостей скорости начального вращения от антропометрических параметров и параметров его двигательных действий.

Выполнен сравнительный анализ влияния параметров на скорость начального вращения в прыжках на основе трехзвенного, четырехзвенного и пятизвенного механизмов, когда вращение создается скольжением по дуге, закручиванием туловища и стопорящим действием конька о лед. Максимальное расхождение в результатах для трехзвенного и пятизвенного механизмов не превышало 54%, а для четырехзвенного и пятизвенного механизмов не превышало 12%. Таким образом, дальнейшее увеличение числа звеньев антропоморфного механизма с целью построения параметров в ряд по степени их влияния на увеличение многооборотности прыжков лишено практического смысла.

На рис. 10 показан пятизвенный антропоморфный механизм фигуриста и система сил, действующая на фигуриста при создании начального вращения в прыжках, которое создается стопорящим действием конька о лед. Основные обозначения на рис. 10 те же, что и на рис. 9.

Рис. 10 Антропоморфный механизм фигуриста.

Формула зависимости скорости та начального вращения от антропометрических параметров фигуриста и параметров его двигательных действий для случая создания начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед имеет вид :

К2-г2

т =-

1

кг(г + Ьг +Ьн)+2кР(Ьг + Ьн)+кТ\ +ЬН

ша-

0Л2ктг2 +0.5(2кР +

1+ Г^-Я^Н (5 БШ £* — БШО!] А + кРВ + ктС + кнО)

+ кг)Яц +0.6кнЯц

где А - ОАг2 + {г+Ьр + Ьн У ящ2 а;

5 = 2

-1}р +(1^ +ЬР)2 эш2 а + Яц сое2 а

С = ^1% эш2 а + 0.5 Яц сое2 а + + ^н

вт2«;

-^(1128т2 а + 0.52зт2 ах)- у зшагвтаг! + 0.75 Яц (соб2 а + сое2 ах).

Аналогичные формулы для создания начального вращения в прыжках скольжением по дуге и закручиванием туловища фигуриста приводятся и анализируются в диссертации.

Результаты, необходимые для индивидуализации профессионального обучения фигуриста, мало отличаются от полученных на основе четырех-звенных механизмов.

Глава 8. Обучение фигуристов полету при исполнении прыжков

Рассматривается свободный полет фигуриста в прыжках после создания начального вращения.

Считая, что вес фигуриста сосредоточен в центре его тяжести, приходим к академически решенной задаче о движении точки, брошенной под углом к горизонту в однородном поле тяжести. Из формулы для определения горизонтальной дальности полета

х=(Уо28ш2а)/§

при одной и той же начальной скорости Уо следует, что фигурист может попасть в одну и ту же точку на поверхности льда по двум траекториям: настильной, когда угол между вектором начальной скорости у0 и поверхностью льда а меньше 45°; и навесной, когда тот же угол больше 45°.

Полет по настильной или навесной траекториям зависит от величины скорости скольжения фигуриста перед прыжком. Чем больше скорость скольжения, тем более настильной становится траектория полета.

После завершения полета по настильной траектории скорость скольжения фигуриста по поверхности льда будет большой. Если прыжок завершает-

ся расположением лезвия конька с отклонением от направления движения фигуриста при приземлении, то фигуристу трудно сохранить равновесие, если его горизонтальная скорость движения большая. Только фигуристы с высокой техникой исполнения прыжков способны прыгать по настильной траектории, которая высоко оценивается судьями и хорошо воспринимается зрителями на соревнованиях.

После завершения полета по навесной траектории горизонтальная скорость скольжения фигуриста по поверхности льда небольшая. Хотя при этом удается без срыва прыжка исправить неточное исполнение приземления, судьи такое исполнение прыжка по навесной траектории оценивают с незначительной ошибкой.

Известно из академического решения, что высота Н и время I полета фигуриста не зависят от траектории полета, то есть не зависят от скорости скольжения фигуриста перед прыжком, а зависят только от силы толчка фигуриста в вертикальном направлении.

Знание преподавателями и самими спортсменами описанных закономерностей и внедрение их в профессиональное обучение способствует повышению художественного мастерства при исполнении прыжков.

Увеличение многооборотности прыжков фигурист может достичь с помощью увеличения высоты прыжка и, следовательно, времени полета, а помочь этому могут технические средства. В работе показано, что из многих наиболее эффективным будет то средство, которое использует накопленную энергию в упругих элементах, например, в сжатых пружинах. Определив в этом случае коэффициент к динамичности, нами показано, что высота прыжка Нд после первого отталкивания будет

I 2 Нл

нд = ш,к1+1=1+ 1+—Я-,

V Уст

где 1 - номер последовательно исполняемого прыжка, ^ - статическая осадка пружины под действием веса фигуриста.

После очередного отталкивания высота полета и, следовательно, время полета возрастают. В работе выполнено исследование рассматриваемого явления и обоснована перспективность наделения коньков упругими элементами.

Глава 9. Коньки для обучения исполнению многооборотных прыжков

Предложены различные конструкции коньков, наделенных упругими элементами для повышения высоты полета с целью увеличения многооборотности прыжков, которые признаны изобретениями и защищены авторскими свидетельствами. Жесткость упругих элементов подбирается индивидуально в зависимости от веса фигуриста, что позволяет использовать их как эффективные тренажеры при обучении исполнению прыжков различной сложности. Все коньки для исполнения заданного числа прыжков каскада программы катания вручную с помощью тяг приводятся в состояние готов-

ности. После исполнения каскада прыжков упругие элементы технических средств автоматически блокируются и коньки становятся жесткими.

В одних коньках в качестве упругого элемента используется набор коак-сиально установленных пружин различной длины. Последовательное включение в работу пружин смягчает толчок в прыжке и удар при контакте конька фигуриста с поверхностью льда после его полета. Возможен индивидуальный подбор пружин.

В других коньках в качестве упругого элемента предложено использовать рессору. Эти коньки по сравнению с использующими пружины проще приводятся в состояние готовности. Однако они сложнее подбираются по индивидуальным признакам спортсменов.

В коньках с качающимся упругим элементом предложено использовать пружину, которая по мере сжатия и сближения подподошвенной пластины с полозом отклоняется от вертикального положения, изменяя силу упругого сопротивления сжатию.

Глава 10. Способ определения триботехнических характеристик пары конек-лед

Особенность способа состоит в том, что триботехнические характеристики пары конек-лед определяются непосредственно перед катанием. По предложенному способу определяется коэффициент трения конька о лед под действием веса фигуриста для одноопорного скольжения при заданном наклоне полоза конька к поверхности льда.

О качестве заточки коньков для заданного состояния льда судят по величине сдвига (срыва) коньков по льду в направлении, перпендикулярном полозу конька. При этом коньки нагружены весом, равным весу фигуриста, а испытания выполняются при различных наклонах полоза конька к поверхности льда. Важнейшие характеристики взаимодействия конька и льда определяются за небольшой промежуток времени для каждого фигуриста перед его катанием, что обеспечивает успех обучения фигурному катанию и исполнения соревновательных программ.

ВЫВОДЫ

Предложенная концепция исследований для индивидуализации обучения оправдала себя на примере изучения двигательных действий в фигурном катании на коньках.

На основании принципов, законов и теорем классической теоретической механики получены многопараметрические математические модели двигательных действий спортсмена при исполнении тех физических упражнений, по технике исполнения которых, в основном, судят о его мастерстве. Полученные математические модели являются основой формирования теоретических знаний преподавателя(тренера) и учащегося(спортсмена), необходимых для профессионального обучения.

Исследование механических моделей спортсмена и математических моделей его двигательных действий позволило обнаружить и научно обосно-

вать имеющиеся резервы обучения спортсмена технике одноопорного скольжения по дуге и исполнения всех известных прыжков всеми известными способами и их сочетаниями.

Результаты исследования влияния антропометрических параметров (массовые доли и линейные размеры частей тела человека) спортсмена и параметров его двигательных действий (динамические параметры равновесного движения человека) на технику исполнения основных физических упражнений представляют собой теоретическую базу построения индивидуализированного процесса профессионального обучения физическим упражнениям спортсмена технике двигательных действий в спорте высших достижений и построения научно обоснованных соревновательных программ с учетом изменения его масс-инерционных характеристик.

Предложена организация учебного процесса на основе индивидуализированных методик, разработанных с учетом антропометрических и морфологических особенностей спортсменов.

Созданы технические средства обучения спортсмена исполнению многооборотных прыжков, которые защищены авторскими свидетельствами.

Разработана принципиально новая технология обучения и совершенствования техники одноопорного скольжения и выполнения многооборотных прыжков.

Конкретные научно обоснованные результаты, полученные для индивидуализации профессионального обучения спортсмена основным физическим упражнениям, состоят в следующем:

- в механико - математическом моделировании двигательных действий спортсмена однородным стержнем, цилиндром, конусом, трехзвенной, четы-рехзвенной и пятизвенной системами, выполненными со строго сформулированными допущениями;

- моделирование фигуриста однородным стержнем при изучении скольжения по дуге и при создании начального вращения способом скольжения по дуге позволило обнаружить, что опасность падения или срыва исполнения прыжка объясняется действием сил инерции. Если ось вращения при скольжении отсекает треть и более роста спортсмена со стороны головы, то, как показано, падение становится неизбежным;

- на основе трехзвенной и четырехзвенной моделей показано, что изменение угловой скорости скольжения по дуге в зависимости от антропометрических параметров спортсмена и параметров его двигательных действий может быть многократным (до 4,5 раза) и должно использоваться для обучения созданию художественного эффекта. В зависимости от формы туловища спортсмена скорость скольжения по дуге изменяется на 30% -40%. Группировка и разгруппировка изменяют угловую скорость скольжения спортсмена по дуге на 32%;

- моделирование спортсмена однородным стержнем позволяет просто и достаточно точно определять влияние динамических параметров на создание начального вращения в прыжках;

- при создании начального вращения в прыжках способом скольжения по дуге цилиндрическая форма туловища спортсмена оказалась предпочтительнее, так как позволяет при прочих равных условиях получить большую начальную скорость вращения по сравнению с соответствующей скоростью для конической формы туловища спортсмена;

- при создании начального вращения способом закручивания тела показано, что спортсмен с конической формой туловища обладает возможностью создавать скорость вращения в полете в 1,7 раза большую, чем спортсмен с цилиндрической формой туловища, а влияние на скорость вращения условного радиуса туловища и длины рук составляет 23% - 35%. Увеличение скорости вращения фигуриста в полете, которая создается способом закручивания тела, достигается увеличением скорости вращения его плеч в момент отрыва ото льда;

- при создании начальной скорости вращения в прыжках основным способом - скольжением по дуге - показано, что вспомогательный способ - закручивание тела - позволяет более, чем в 1,5 раза увеличить многооборот-ность прыжков;

- при создании начальной скорости вращения в прыжках основным способом - закручиванием тела показано, что вспомогательный способ - скольжение по дуге позволяет приблизительно в 2 раза увеличить многооборот-ность прыжков;

- при создании начальной скорости вращения в прыжках способом стопорящего действия конька о лед и при моделировании спортсмена цилиндром показано, что угол поворота спортсмена менее, чем на 90° за время стопорящего действия конька незначительно снижает скорость вращения в полете и позволяет индивидуализировать процесс обучения технике исполнения прыжков;

- при создании начальной скорости вращения в прыжках способом стопорящего действия конька о лед, при моделировании спортсмена конусом, при использовании вспомогательного способа создания начального вращения показано, что зависимости аналогичны зависимостям, полученным при моделировании спортсмена цилиндром. Показано, что сокращение длины следа стопорящего действия конька о лед от 0,5 до 0,1 метра позволяет увеличить почти в 2 раза многооборотность прыжков;

- при исследовании влияния антропометрических параметров спортсмена и параметров его двигательных действий на совершенствование техники двигательных действий в спорте высших достижений фигурного катания на коньках доказано, что достаточно ограничиться пятизвенным антропоморфным механизмом;

- использование в конструкции коньков упругих элементов позволяет индивидуализировать процесс обучения фигурному катанию на коньках;

- способ определения качества поверхности льда перед катанием на коньках позволяет добиваться успехов на соревнованиях.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.А.С. 1389791 СССР МКИ А63 С1/24. Коньки для тренировки спортсменов/В.И.Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР). -№4134425/ 28-12; заяв. 14.10.86; опубл. 23.04.88. -Бюл. №15. -4 с.

2.А.с. 1389792 СССР МКИ А63 С1/24. Коньки для тренировки спортсменов/В.И.Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР), -№4138499/28-12; заявл. 23.10.86; опубл. 23.04.88. -Бюл. №15. -2 с.

3.А.с. 1440515 СССР МКИ А63 С1/24. Коньки для тренировки спортсменов/В.И.Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР). -№4138498/ 28-12; заявл. 23.10.86; опубл. 30.11.88 -Бюл. №44. -4 с.

4.А.с. 1509100 СССР МКИ А63 С1/24. Конек для фигурного катания/В.И.Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР). -№4135928/28-12; заявл. 10.10.86; опубл. 23.09.89. -Бюл. №35. -3 с.

5.А.с, 1783384 СССР МКИ 001 №19/02. Способ определения триботех-нических характеристик пары конек-лед/В.И.Виноградова (СССР). -№4839577/28; заявл. 15.06.90; опубл. 23.12.92. -Бюл. №47. -3 с.

6.Виноградова В.И. Некоторые задачи биодинамики одноопорного скольжения фигуриста//Теория и практика физической культуры. -1991. -№5. -С.55-63.

7.Виноградова В.И. Движения фигуриста при создании начального вращения в прыжках закручиванием тела//Теория и практика физической культуры. -1993.-№1.-С.13-16.

8.Виноградова В.И. Технические средства увеличения многооборотно-сти прыжков фигуристов//Теория и практика физической культуры. -1993. -№3. -С.28-30.

9.Виноградова В.И. Волшебные коньки//Тренер. -1993. -№4. -С.41.

Ю.Виноградова В.И. Параметрический анализ движения фигуриста перед отрывом ото льда//Теория и практика физической культуры. -1995. -№3. -С.38-39.

11 .Виноградова В.И. Исследование влияния динамических и антропометрических параметров на скорость одноопорного скольжения фигуриста по дуге//Теория и практика физической культуры. 1995. -№12. С.58.

12.Виноградова В.И. Биодинамика вращения фигуриста при стопорящем действии его конька о лед//Теория и практика физической культуры. -1995. -№11. -С.42.

13.Виноградова В.И. Секреты "ВОЛЧКА'У/Тренер. -1995. -№10. -С.36.

14.Виноградова В.И. Простых прыжков не бывает//Тренер. -1995. -№11. -С .32.

15.Виноградова В.И. Теоретические основы обучения прыжку "Петля" для преподавателей и тренеров, студентов и спортсменов//Моск. гос.акад. ав-том. и трактор, машиностроения. -М., 1995. -12 с. -Библиогр.: 3 назв. -Деп. в НИИ ВО 31.08.95, №171-95 деп.

16.Виноградова В.И. Теоретические осповы об > шшл цишмсу "Саль

хов для преподавателей и тренеров, студ

Л1

С.Петервург ДО 300 акт

оск. гос.

акад. автом. и трактор, машиностроения. -М., 1995. -12 с. -Библиогр..; 2 назв. -Ден. в НИИ ВО 31.08.95, №170-95 деп.

17.Виноградова В.И. Биомеханические основы высших достижений в фигурном катании//111 Всероссийская конференция по биомеханике/Тез. докл. -Н.Новгород, 1996. -С.211-212.

18.Виноградова В.И. Механико-математическое моделирование фигуриста и его двигательных действий - теоретическая основа совершенствования мастерства фигурного катания на коньках//Актуальные вопросы физического воспитания в современном обществе/Тез. 111 Всероссийской межвузовской научно-практической конференции. -Карачаевск, 1998. -С.32-33.

19.Виноградова В.И. Влияние антропометрических параметров фигуриста и его двигательных действий на одноопорное скольжение по дуге/Актуальные вопросы физического воспитания в современном обществе/Тез. 111 Всероссийской межвузовской научно-практической конференции. -Карачаевск, 1998. -С.35.

20.Вино1радова В.И. Исследование влияния некоторых параметров на создание начального вращения в прыжках скольжением фигуриста по дуге/Актуальные вопросы физического воспитания в современном обществе/Тез. 111 Всероссийской межвузовской научно-практической конференции. -Карачаевск, 1998. -С.34.

21.Виноградова В.И. Биомеханика создания начального вращения стопорящим действием конька в прыжке Аксель/Физическая культура и спорт в системе высшего профессионального образования/Тез. Всероссийской юбилейной научно-практической конференции. -Тула, 1998. -С.75-77.

22.Виноградова В.И. Перспективы развития биомеханики фигурного катания на коньках/Физическое воспитание и спорт учащейся молодежи/Материалы lV-й Межвузовской научно-методической конференции. -М., 1998. -С.49.

23.Виноградова В.И. Некоторые проблемы биомеханики спортивных движений фигуриста на коньках/Физическое воспитание и спорт учащейся молодежи/Материалы lV-й Межвузовской научно-методической конференции. -М., 1998. -С.50.

24.Виноградова В.И. Биомеханика прыжков фигурного катания на коньках в свете идей Н.А.Бернштейна/Научно-методическое обеспечение физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры: Сб. научн. трудов. -Вып. 2. -Челябинск, 1998. -С.118-121.

25.Виноградова В.И. Динамика создания начального вращения в прыжках закручиванием туловища при моделировании фигуриста неидеальным пятизвенным антропоморфным механизмом/Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы оздоровительной физической культуры и подготовки спортивного резерва." -Волгоград, 1998. -С.34-35.

26.Виноградова В.И. Динамика создания начального вращения в прыжках скольжением ,по дуге при пятизвенном моделировании фигури-

ста/Подготовка спортивного резерва и здоровье//Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы оздоровительной физической культуры и подготовки спортивного резерва". -Волгоград, 1998. -С.32-34.

27.Виноградова В.И. Моделирование фигуриста и его двигательных действий при создании начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед//Теория и практика физической культуры. -1999. -№5. -С.34-36.

28.Виноградова В.И. Количественная биомеханика в подготовке специалистов по фигурному катанию/Тез. Международной научно-практической конференции "Новые направления в системе подготовки специалистов физической культуры и спорта и оздоровительной работе с населением". -Ижевск,

1999. -С.115-117.

29.Виноградова В.И. Биомеханика в индивидуализации фигурного катания на коньках//Тез. Международной научно-практической конференции "Новые направления в системе подготовки специалистов физической культуры и спорта и оздоровительной работе с населением". -Ижевск, 1999. -С.117-120.

30.Виноградова В.И. Моделирование прыжков в фигурном катании на коньках/Тез. научно-практической конференции "Моделирование спортивной деятельности человека в искусственно созданной среде (стенды, тренажеры, имитаторы)". -М., 1999. -С.152-155

31.Виноградова В.И. Моделирование двигательных действий в фигурном катании на коньках для учащейся молодежи/Материалы Международной научно-практической конференции "Образовательная, воспитательная и оздоровительная роль физического воспитания и спорта в современных условиях". -М., 2000. -С27-28

32.Виноградова В.И. О силе трения конька о лед при скольжении по дуге в фигурном катании на коньках/Материалы Международной научно-практической конференции "Образовательная, воспитательная и оздоровительная роль физического воспитания и спорта в современных условиях". -М„ 2000. -С.28-29.

33.Виноградова В.И. Совершенствование антропоморфного механизма для моделирования двигательных действий в фигурном катании на коньках при создании начального вращения в прыжках закручиванием туловища//Сб. научных работ "Физическое воспитание и спорт учащейся молодежи". -М.,

2000. -С.38-42.

34.Виноградова В.И. Создание начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед и закручиванием тела//Теория и практика физической культуры. -М., 2000. -№1. -С.31-32.

35.Виноградова В.И. Совершенствование индивидуальной подготовки для исполнения прыжков в фигурном катании на конысах//Труды XVI Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы со-

вершенствования системы подготовки спортивного резерва". -М., 1999. -С.143-144.

36.Виноградова В.И. Биомеханика. Одноопорное скольжение фигуриста по дуге. Учебное пособие. -М., 1994. -60 с.

37.Виноградова В.И. Биомеханика и педагогика фигурного катания на коньках в изменяющемся мире//Материалы X научно-практической конференции по проблемам физического воспитания учащихся "Человек, здоровье, физическая культура и спорт в изменяющемся мире". -Коломна, 2000. -С.107.

38.Виноградова В.И. Биомеханика - теоретическая основа организации спортивно-технической подготовки//Материалы международной VI Межуниверситетской научно-методической конференции "Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы". -Ростов-на-Дону, 2000. -С.222-224.

39.Виноградова В.И. Проблемы преподавания биомеханики двигательных действий спортсмена в фигурном катании на коньках//Тез. докл. на Международной юбилейной научно-практической конференции, посвященной 30-летию основания Великолукского государственного института физической культуры. -Великие Луки, 2000. -С.35-37.

40.Виноградова В.И. Биомеханика элементов двигательных действий высших спортивных достижений в фигурном катании на коньках//Тез. докл. V Всероссийской конференции по биомеханике, "Биомеханика-2000". -Нижний Новгород, 2000. -С. 154.

41.Виноградова В.И. Моделирование двигательных действий при исполнении физических упражнений высших спортивных достижений//Тез. докл. V Всероссийской конференции по биомеханике, "Биомеханика-2000". -Нижний Новгород, 2000. -С. 155.

42.Виноградова В.И. Перспективы увеличения многооборотности прыжков в фигурном катании на коньках с упругими элементами//Физическое воспитание и спорт учащейся и студенческой молодежи. -М., 2001. -С.69-71.

43.Виноградова В.И. Перспективы развития спортивно-педагогической биомеханики двигательных действий//Аннотации докладов на Восьмом Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике. -Пермь, 2001. -С.156-157.

44.Виноградова В.И. Основы анализа и синтеза спортивных движений/Лез. докл. VI Всероссийской конференции по биомеханике, "Биомеха-ника-2002". .-Нижний Новгород, 2002.

45.Виноградова В.И. Биомеханика в учебнике по фигурному катанию на коньках//Тез. докл. VI Всероссийской конференции по биомеханике, "Биоме-ханика-2002". -Нижний Новгород, 2002.

46.Виноградова В.И. Совершенствование мастерства одиночного фигурного катания на основе положений теоретической биомеханики//Материалы международной VII Межуниверситетской научно-методической конференции "Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы". -Ростов-на-Дону, 2002. -С.46-47.

Лицензия ЛР № 020593 от 7.08.97

Подписано в печать /£ 03.200Ъ Объем в п.л. £$5. Тираж 100 экз.__Заказ № _

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства СПбГПУ 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Отпечатано на ризографе 1Ш-2000 ИР Поставщик оборудования — фирма "Р-ПРИНТ" Телефон: (812) 110-65-09 Факс: (812)315-23-04

- A

"TTÇô^T

»14606

Содержание диссертации автор научной статьи: доктора педагогических наук, Виноградова, Валентина Ивановна, 2003 год

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБУЧЕНИЯ ОДНООПОРНОМУ СКОЛЬЖЕНИЮ ПО ДУГЕ.

1.1. Определение закона скольжения фигуриста с сосредоточен ной массой.

1.2. Динамика скольжения при моделировании фигуриста однородным стержнем.

1.3. Динамика скольжения при трех- и четырехзвенном моделировании фигуриста с цилиндрической формой туловища

1.4. Динамика скольжения при трех- и четырехзвенном моделировании фигуриста с конической формой туловища.

1.5. Количественные исследования влияния динамических и антропометрических параметров на скольжение фигуриста

1.6. Динамика скольжения с группировкой при трех- и четырехзвенном моделировании фигуристов с различной формой туловища.

1.7. Количественные исследования влияния динамических и антропометрических параметров на скольжение с группировкой

Глава 2. СОЗДАНИЕ НАЧАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ

В ПРЫЖКАХ СКОЛЬЖЕНИЕМ ПО ДУГЕ.

2.1 .Движение фигуриста, моделируемого однородным стержнем

2.2. Динамика создания начального вращения на льду и в прыжках при трех- и четырехзвенном моделировании фигуристов с различ ной формой туловища.

2.3. Количественные исследования влияния параметров на создание начального вращения.

2.4. Исследование влияния группировки ноги на скольжение и вращение.

Глава 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ СОЗДАНИЮ НАЧАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ В ПРЫЖКАХ ЗАКРУЧИВАНИЕМ ТЕЛА.

3.1. Определение момента отрыва фигуриста ото льда.

3.2. Влияние формы туловища фигуриста на скорость вращения в полете.

3.3. Влияние динамических и антропометрических параметров фигуриста на скорость вращения в полете.

Глава 4. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ СОЗДАНИЮ НАЧАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ В ПРЫЖКАХ СКОЛЬЖЕНИЕМ ПО ДУГЕ И ЗАКРУЧИВАНИЕМ ТЕЛА

4.1. Основной способ - закручивание тела.

4.2. Основной способ - скольжение по дуге.

4.3. Количественные параметрические исследования.

Глава 5. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ СОЗДАНИЮ НАЧАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ В ПРЫЖКАХ СТОПОРЯЩИМ ДЕЙСТВИЕМ КОНЬКА О ЛЕД.

5.1. Определение параметров движения фигуриста, моделируемого цилиндром.

5.2. Определение средней величины силы трения стопорящего действия конька о лед.

5.3. Параметрические исследования движений фигуриста перед отрывом ото льда.

Глава 6. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ СОЗДАНИЮ НАЧАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ В ПРЫЖКАХ СТОПОРЯЩИМ ДЕЙСТВИЕМ КОНЬКА И ЗАКРУЧИВАНИЕМ ТЕЛА.

6.1. Динамика создания начального вращения при трехзвенном моделировании фигуриста с конической формой туловища

6.2. Количественные параметрические исследования.

Глава 7. ОБУЧЕНИЕ СОЗДАНИЮ НАЧАЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ В ПРЫЖКАХ НА ОСНОВЕ ПЯТИЗВЕННОГО АНТРОПОМОРФНОГО МЕХАНИЗМА.

7.1. Создание начального вращения скольжением по дуге.

7.2. Создание начального вращения закручиванием туловища.

7.3. Создание начального вращения стопорящим действием конька.

Глава 8. ОБУЧЕНИЕ ФИГУРИСТОВ ПОЛЕТУ ПРИ ИСПОЛНЕНИИ ПРЫЖКОВ.

8.1. Динамика полета.

8.2. Средства увеличения времени полета.

8.3. Движения фигуриста после полета.

Глава 9. КОНЬКИ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ИСПОЛНЕНИЮ МНОГООБОРОТНЫХ ПРЫЖКОВ.

9.1. Коньки с цилиндрическими телескопическими пружинами

9.2. Коньки с рессорами.

9.3. Коньки с качающимся упругим элементом.

9.4. Коньки с регулируемой фиксацией упорного зуба.

Глава 10. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ПАРЫ КОНЕК - ЛЕД.

ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Биомеханические основы индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям"

Актуальность темы. Диссертация посвящена разработке биомеханических основ индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям на примере фигурного катания на коньках.

Профессиональное образование направлено на специальную подготовку человека к конкретной деятельности, становящейся основной в его трудовой и спортивной работе. Физическая культура и спорт как ее составляющая являются обязательным компонентом профессионального образования в российских ВУЗах. Достижение высоких результатов в обучении исполнению физических упражнений возможно только при скоординированной деятельности преподавателя (тренера) и учащегося (спортсмена) на основе учета индивидуальных биомеханических особенностей учащегося.

Объектом исследования является совместная деятельность преподавателя (тренера) и учащегося (спортсмена), направленная на построение индивидуализированных образовательных, учебно-тренировочных и соревновательных программ, а также на выбор и использование технических средств повышения их эффективности в фигурном катании на коньках на основе биомеханики двигательных действий.

Предметом исследования являются построенные автором механико-математические модели спортсмена и его двигательных действий как теоретическое средство передачи знаний учащимся, которое используется для построения научно обоснованного индивидуально специализированного процесса обучения эффективному исполнению профессиональных физических упражнений, в том числе и в спорте высших достижений.

Методологией исследования являются принципы, законы и теоремы классической теоретической биомеханики, теория Н.А.Бернштейна о построении движений и теория А.Н.Крестовникова о двигательном навыке.

Концепцией выполненных исследований и разработки биомеханических основ индивидуализации обучения профессиональным физическим упражнениям являются

- выбор из бесконечного числа профессиональных физических упражнений только тех, по которым, главным образом, судят о мастерстве их исполнителя, например, о мастерстве спортсмена в рассматриваемом виде спорта,

- построение антропоморфных механизмов для изучения выбранных физических упражнений,

- построение математических моделей движений антропоморфных механизмов для выбранных физических упражнений,

- анализ количественного влияния антропометрических характеристик человека и параметров его двигательных действий на индивидуализацию профессионального обучения физическим упражнениям.

Некоторые авторы (например, Экхард Майнберг и др.) педагогику физической культуры называют наукой о действии. При этом синонимом науки является теория, а действие - иное определение практики.

В.Н.Селуянов и Аиед Берхман в учебном пособии для студентов и слушателей РГАФК (Москва-1997) указывают, что наука о действии получила существенное ускорение развития в работах Брауне и Фишера, Н.А.Бернштейна, Д.Д.Донского, Д.Хейя. Брауне и Фишер оценили действующие силы при движении человека на основе ньютоновской механики (1889, 1906). Н.А.Бернштейн один из первых поставил вопрос об управлении опорно-двигательным аппаратом человека как основы теории двигательных действий. Д.Д.Донской и его последователи Х.Х.Гросс, В.Б.Коренберг, С.В.Дмитриев внесли свой вклад в теорию двигательных действий на основе педагогических наблюдений. Так пишут авторы указанного учебного пособия РГАФКа.

Наибольших успехов в создании теоретических основ науки о действии достигли С.Ю.Алешинский, Д.Г.Арсеньев, А.В.Зинковский, В.А.Шолуха и другие. Они построили математические модели движений антропоморфных механизмов в дифференциальной форме. Модели оказались сложными и результат удалось получить численным интегрированием только для движений спортсменов в сагиттальной плоскости.

Общий фундаментальный подход при построении теории обучения профессиональным физическим упражнениям, позволяющий формулировать педагогические рекомендации с количественным обоснованием для бесконечного числа движений, реализовать до настоящего времени не удалось. До сих пор в биомеханике не существует общей теории управления движениями.

Можно утверждать, что результаты изучения движений человека, в том числе и в фигурном катании на коньках, получены на огромном опыте педагогических наблюдений, и экспериментальных исследований.

Однако, качественные количественно не обоснованные результаты не дают полного представления о путях дальнейшего развития профессиональных физических упражнений, в том числе и в фигурном катании на коньках, из-за субъективизма выводов на основе наблюдений почти мгновенно протекающих двигательных действий, и из-за ограниченности экспериментальных исследований в силу их технической сложности, трудоемкости и, как следствие, высокой стоимости.

Таким образом, построение биомеханической теории исполнения прыжков и одноопорного скольжения по дуге, как важнейших элементов фигурного катания, по исполнению которых судят о мастерстве фигуристов, может стать основой педагогической теории в этом виде спорта.

В широком смысле можно утверждать, что качественные методы профессионального обучения, традиционно раскрывающие совокупность свойств с помощью описания признаков, развиваются успешно. Однако пока нет другой части, характеризующей развитую науку, - математической. Дополняя качественные представления формализованными обобщениями, педагогическая теория приобретает необходимую строгость.

Преобразующим средством педагогических исследований становится моделирование. Моделирование - это метод создания и исследования моделей. Главное преимущество моделирования - целостность представления информации. Сотни лет педагогика развивалась главным образом за счет анализа - расчленения целостного на части; синтезом как таковым пренебрегали. Моделирование основывается на синтезе, когда вычленяются целые системы и исследуется их функционирование.

В работе развивается научное направление, актуальность которого определяется Приказом 578 от 30.03.02г. В.Путина "Перечень критических технологий РФ". Раздел "Компьютерное моделирование":

- теоретические основы и инструментарий для проведения математического моделирования и вычислительного эксперимента, включая новые математические модели для естественных и гуманитарных наук.

Целью работы являются разработка биомеханических основ индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям на примере фигурного катания на коньках с использованием механико-математического моделирования фигуриста и его двигательных действий при одноопорном скольжении и в прыжках, с использованием количественной оценки влияния антропометрических параметров фигуриста, параметров его двигательных действий и с использованием технических параметров коньков для повышения эффективности одноопорного скольжения и увеличения многооборотности прыжков.

Научная гипотеза. Предполагалось, что классическая теоретическая механика позволит разработать биомеханические основы индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям на примере фигурного катания на коньках и с использованием простейших и многозвенных систем позволит построить биомеханические модели фигуриста и математические модели их двигательных действий, которые связывают антропометрические и динамические параметры единой зависимостью, позволит определить количественное влияние этих параметров на одноопорное скольжение по дуге и создание начального вращения в прыжках и станет основой индивидуализации обучения одноопорному скольжению и прыжкам с поворотами, по которым судят о мастерстве в спорте высших достижений.

Научную новизну составляют:

- концепция разработки биомеханических основ индивидуализации обучения профессиональным физическим упражнениям, которая заключается в выборе из бесконечного числа только части физических упражнений, определяющих, например, мастерство спортсмена; в построении для выбранных физических упражнений антропоморфных механизмов и математических моделей их двигательных действий; в анализе количественного влияния антропометрических параметров человека и параметров его двигательных действий на эффективность обучения физическим упражнениям;

- построении технологии обучения спортсмена двигательным действиям в фигурном катании на коньках на основе принципов, законов и теорем классической теоретической механики;

- профессиональные средства повышения квалификации преподавателя и обучения ученика для индивидуализации тренировочного процесса и построения соревновательных программ с использованием математических моделей двигательных действий при исполнении основных физических упражнений в фигурном катании на коньках;

- количественная оценка влияния антропометрических параметров фигуриста и динамических параметров его двигательных действий на одноопорное скольжение по дуге;

- количественная оценка влияния антропометрических параметров фигуриста и параметров его двигательных действий на создание начального вращения во всех известных прыжках всеми известными способами, которая используется для индивидуализации обучения с учетом возрастных изменений масс-инерционных характеристик спортсмена;

- определение роли настильной траектории полета фигуриста в создании художественного эффекта при исполнении прыжков;

- разработка методик совершенствования кинематической структуры од-ноопорного скольжения и прыжков с оборотами;

- обоснование эффективности использования упругих элементов в коньках для увеличения многооборотности прыжков;

- теоретическое обоснование педагогического резерва обучения фигуриста увеличению многооборотности прыжков в фигурном катании на коньках;

- механико-математические модели человека и его двигательных действий и количественные результаты параметрического анализа для построения научно обоснованных индивидуально специализированных программ обучения фигуриста технике исполнения сложнейших физических упражнений и для построения соревновательных программ.

Практическая значимость. Педагогическая польза построенных биомеханических основ исполнения профессиональных физических упражнений на примере фигурного катания на коньках состоит в возможности индивидуализации обучения потому, что

- определены скрытые от наблюдения биомеханические силы инерции, которые являются причиной срыва исполнения прыжка "Сальхов", и определены оптимальные двигательные действия с учетом сил инерции во время исполнения одноопорного скольжения по дуге и многооборотных прыжков;

- даны объективные оценки количественного влияния антропометрических параметров человека и параметров его двигательных действий на одноопорное скольжение и увеличение многооборотности прыжков, которые позволяют управлять индивидуальным процессом обучения мастерству катания во время тренировок путем отбора и установления очередности исполнения прыжков в зависимости от возрастных изменений масс-инерционных характеристик ученика;

- полученные математические модели одноопорного скольжения по дуге и исполнения всех известных прыжков всеми известными способами и их сочетаниями, которые просты и доступны для повышения квалификации преподавателей и для образования и самообразования учащихся;

- предложены конструкции коньков с упругими элементами, которые можно эффективно использовать для совершенствования техники исполнения основных физических упражнений в фигурном катании на коньках;

- результаты работы в совокупности позволяют индивидуализировать процесс обучения физическим упражнениям с учетом возрастных изменений масс-инерционных характеристик человека по научно обоснованным индивидуально специализированным тренировочным программам и позволяют строить соревновательные программы с оптимально подобранным числом и составом многооборотных прыжков.

Достоверность результатов работы обеспечивается применением совокупности методов классической теоретической механики, ее принципов, законов и теорем, анализом влияния полученных количественных результатов на эффективность обучения физическим упражнениям и успешной практикой их внедрения в учебные и тренировочные процессы.

Организация исследований.

Педагогические наблюдения, формирование концепции исследований, построение биомеханической теории двигательных действий при исполнении основных физических упражнений в фигурном катании на коньках и использование результатов в педагогической практике проводились в период работы с фигуристами и преподавателем физической культуры и спорта в ВУЗе.

В период работы

- 1964 - 1966 г.г. тренером сборной команды по фигурному катанию МОС ДСО "Труд" при подготовке спортсменов KMC и МС;

- 1966 - 1967 г.г. старшим тренером ДЮСШ по фигурному катанию треста "Мосстрой 13" с группами начальной подготовки;

- 1975 - 1979 г.г. тренером ДЮСШ по фигурному катанию Балашихинско-го литейно-механического завода с учебно-тренировочными группами спортсменов 2-го и 1-го разрядов;

- 1979 - 1981 г.г. тренером по фигурному катанию ДЮСШ МГС ДСО "Зенит" с учебно-тренировочными группами спортсменов 1-го разряда и KMC на основании педагогических наблюдений сформировалась гипотеза об эффективности оснащения коньков упругими элементами с целью повышения высоты прыжка и, следовательно, эффективности обучения учеников многооборотным прыжкам. Предложенные конструкции коньков с упругими элементами защищены авторскими свидетельствами.

В период работы

- 1981 - 1987 г.г. тренером по фигурному катанию сборной команды СССР по Центральному Совету ВДФСО "Труд" с олимпийским контингентом на централизованных учебно-тренировочных сборах для кандидатов в основной, молодежный, юношеский и резервный составы сборной команды СССР по ВДФСО "Труд";

- 1987 - 1991 г.г. тренером по фигурному катанию МГС ВДФСО профсоюзов с олимпийским резервом и спецгруппой одиночников по разряду KMC и МС со сборными командами страны и ведущими тренерами Г.Змиевской, Т.Москвиной, А.Мишиным, Э.Плинером, Т.Тарасовой и другими наблюдались трудности увеличения многооборотности прыжков. Особенно у женщин. Это был трудный период освоения исполнения прыжков в 3,5 оборота для мужчин и 2.5 оборота для женщин. Для решения возникших задач стала очевидной необходимость индивидуализации учебно-тренировочного процесса обучения с учетом антропометрических параметров спортсмена и его двигательных возможностей.

Задача, которая ставилась практикой учебно-тренировочного процесса, решалась автором работы на основании концепции, вытекающей из опыта педагогической работы с высококвалифицированными спортсменами.

Внедрение результатов работы. Некоторые результаты работы внедрены в:

- индивидуализацию учебно-тренировочного обучения прыжкам учащихся и совершенствования исполнительского мастерства спортсменов ДЮСШ МГС ДСО "Зенит" стадиона "Авангард";

- процесс обучения студентов Российской государственной академии физической культуры в виде учебного пособия "Биомеханика. Одноопорное скольжение фигуриста";

- процесс обучения студентов Московской государственной академии физической культуры по курсу теории и методики фигурного катания на коньках.

Основные положения, выносимые на защиту:

- концепция исследования, в основе которой лежит принцип выделения и изучения важнейших профессиональных физических упражнений для индивидуализации обучения;

- построение механико-математических моделей фигуриста и его двигательных действий как средство повышения квалификации тренеров и индивидуализации обучения спортсменов технике исполнения профессиональных физических упражнений спорта высших достижений;

- организация учебного процесса на основе индивидуализированных методик, разработанных с учетом антропометрических и морфологических особенностей спортсменов;

- теоретическая биомеханика как основа индивидуализации профессионального обучения физическим упражнениям и индивидуализации построения соревновательных научно обоснованных программ на примере фигурного катания на коньках;

- технические средства для повышения эффективности индивидуального обучения многооборотным прыжкам в фигурном катании на коньках.

Объем и структура диссертации.

Работа изложена на 300 страницах машинописного текста, содержит 60 таблиц и 57 рисунков. Она состоит из введения, 10 глав, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Список аннотированной литературы представлен 221 работами отечественных и 20 работами зарубежных авторов. Приложение содержит акты о внедрении результатов научных исследований в практику и 5 авторских свидетельств на изобретения.

Обзор литературы.

Фигурное катание на коньках, согласно общей классификации движений в спорте В.С.Фарфеля, отнесено к движениям качественного значения - оцениваемых в баллах [156].

Большинство движений фигурного катания - прыжки, вращения, прыжки во вращения классифицированы как ациклические, которые имеют четко выраженное начало и, в особенности, конец. Это - однократные движения. Скольжения и разбега относятся к циклическим движениям, где все фазы, существующие в одном цикле, присутствуют в остальных, причем в той же последовательности [100,112, 113,156].

Немецкие тренеры относят фигурное катание к индивидуальной борьбе с косвенным влиянием со стороны противника [163] .

Ряд авторов относят фигурное катание на коньках к группе видов спорта, в которых техника движений является спортивным достижением [70, 148, 160].

Фигурное катание на коньках - один из видов спорта, где высокое спортивное мастерство достигается к 15 - 18 годам. начало занятий этим видом спорта приходится на старший дошкольный и младший школьный возраст [36, 51, 70, 99, 100, 130, 132, 136,156].

Фигуристы по основным тотальным размерам тела относятся к людям среднего роста [42, 49, 5 1]. По данным С.И.Ляссотович [42] критериями, определяющими уровень достижения в одиночном катании, является уровень развития ч мышечной массы, которая составляет в относительных единицах, в процентах к весу тела, у мужчин 52 - 54%, у I женщин - 48-50%, а в парном катании разница в весе тела -20 - 26 кг, в росте - 17 - 32 см у сильнейших спортсменов.

Обзор специальной и научной литературы по фигурному катанию свидетельствует о постоянном стремлении специалистов дать научное об'яснение проблемам подготовки фигуристов для достижения ими высоких спортивных результатов, так, за последние шестьдесят лет в стране защищено более тридцати диссертационных работ в области теории и методики фигурного катания на коньках.

Однако, в' сравнении с такими развитыми в научном плане видами спорта как легкая атлетика и спортвная гимнастика фигурное катание отстает по количеству диссертационных работ, примерно, в двадцать и десять раз соответственно первая книга по фигурному катанию в России вышла в 1838 году в Петербурге под названием "Зимние забавы и искусство бега на коньках с фигурами" [134].

Тематика большинства диссертационных работ посвящена педагогическим> проблемам и небольшая их часть посвящена психолого-педагогическим и биологическим проблемам фигурного катания.

Так, исследованию техники исполнения обязательных фигур одиночного катания посвящены работы ряда авторов [1-7,11, 108, 117, 122], которые в основном базируются на педагогических наблюдениях и личном опыте авторов, и только в работах Н.И.Панина, Д.Д.Донского и Я.А.смушкина [58, 132, 133, 142] компоненты техники обязательных фигур исследованы с количественнрй оценкой. Позднее а.Н.Мишин и а. а.четверу-хин [109, 167] разработали методики количественных оценок основных характеристик обязательных фигур с позиций современного фигурного катания. в настоящее время обязательные фигуры - "школа" выведены из программы соревнований одиночного катания.Однако, научные рекомендации вышеназванных авторов актуальны, поскольку обязательные фигуры лежат в основе большинства элементов катания.

Обзор литературы показывает,что отдельные авторы [20, I

132] и др. придают большое значение вопросам содержания и построения программ произвольного катания, но не исследовали их и не давали обоснованных рекомендаций по их построению. в 70-х - 80-х годах появляется ряд исследований [38,

39, 40-45, 50, 51-59, 70-73, 143]. В КОТОРЫХ Прослежены основные тенденции в изменении содержания и структуры произвольной программы фигуристов-одиночников в течение десятилетия и рассматриваются теоретико-методические основы управления тренировочным процессом в фигурном катании.

Анализ программ произвольного катания сильнейших фигуристов мира показал, что их содержание, количество входящих в программу элементов, является надежным критерием оценки уровня техгической подготовленности фигуристов одиночного катания. Основными элементами содержания произвольных программ являются прыжки, соответственно 76-68% у мужчин и женшин. Определен возраст первых выступлений на чемпионатах мира, для женщин - 15 - 2, 1 лет, для мужчин - 16 - 1,9 лет. I зона возможного снижения результатов составляет соответствено 17- 1,8 и 17,7 - 1 лет. зона максимальных результатов - 19 - 1,7 лет у женщин и 20,4- 2,8 лет у мужчин. Средняя скорость прироста результатов у женщин выше, чем у мужчин на 26,5%. выявлена высокая степень связи между об'емом тренировочной нагрузки по общефизической подготовке (офп) и общим количеством элементов в программе, об'емом по офп и количеством прыжков, суммарным объемом тренировочной нагрузки по офп и специальной физической подготовке (сфп) и общим количеством элементов в программе. тренировочную нагрузку предложено определять в следующих количественных показателях: объемом тренировочной работы, выраженным в количестве упражнений в основных группах движений (прыжки, прыжки во вращения) и количеством часов, затраченных на тренировку элементов произвольного катания и программы в целом, а также интенсивностью нагрузки, т.е. количеством элементов в единицу времени.

В восьмидесятые годы появляются книги [123, 124], в I которых авторы дают характеристики программ парного катания, раскрывают требования к их технической и художественной сторонам подготовки, дают рекомендации к сос тавлению, совершенствованию программ и подготовке фигуристов к старту.

Исследования вопросов управления подготовкой фигуристов вообще и тренировочным процессом в частности получили дальнейшее развитие, а результаты обобщены в сборнике научных трудов [48, 49] 1990 года.

Проблемам1 психологической подготовки фигуристов посвящены труды ряда авторов [87. 98, 1 14, 139 ]. в них разработаны приемы самоконтроля на основе самооценки и само коррекции неблагоприятных параметров психологического состояния фигуристов. Разработана система самоконтроля над техническими элементами соревновательных программ, приемы саморегуляции в подготовке к ответственным соревнованиям. Разработан метод стимуляции метафорического мышления, способствующий срочной оптимизации мотивационной установки.

Исследования многих авторов [70, 92-94,115, 116,148155, 160-162, 172] посвящены проблемам энергетического обеспечения программ катания фигуристов:

-исследованы пути повышения работоспособности фигуристов (по показателям специальной выносливости). Рекомендован метод круговой тренировки, как значительно приближающий характер деятельности к соревновательным упражнениям фигуриста, и способствующий значительному повышению работоспо

СОбноСТИ;

-исследованы вопросы специальной работоспособности фигуристов-одиночников. Впервые определен уровень развития максимальных аэробных и анаэробных показателей у фигуристов различного возраста, пола, квалификации и степень их проявления в соревновательном упражнении (произвольной прог рамме) ;

-предложен новый принцип определения нагрузочности различных элементов фигурного катан ия по относительным показателям (коэффициентам нагрузочности) на основе пульсомет рической информации,

-определено влияние различных режимов тренировочных занятий на ведущие функциональные системы организма спрот-сменов в микроциклах этапа непосредственной подготовки к главным стартам сезона,

-проведено исследование газообмена и частоты сердечных сокращений у фигуристов при выполнении прыжков. Изучены про цессы расхода энергии у фигуристов во время выполнения упражнений произвольной программы и в начальном периоде восстановления. I

Ряд работ посвящены исследованию хореографической подготовленности фигуристов [20, 5 1, 91, 134] :

Л.А.Пахомова одной из главных проблем фигурного катания определяет взаимоотношение фигурного катания и искусства балета, проблемы сочетания спорта, балета и музыки,

- Т.С.Клинова отводит существенную роль (от которой зависит результат фигуристов высокой квалификации) художественной стороне подготовленности, органично сочетающей эстетическую культуру исполнения и хореографичес кие возможности, структура этого компонента представлена двумя независимыми факторами: "собственно художественной подготовленностью", характеризующей ценность фигурного катания с точки зрения искусства, и "эстетической реализации технических возможностей".

Одна из составных частей подготовки спортсмена - разви тие физических качеств. процесс развития основных физических качеств спортсмена обычно называют физической подготовкой. I

Примерно сто лет назад тренировались с помощью упражне ний только своего вида спорта, затем арсенал тренировки стал пополняться все большим числом физических упражнений. К началу пятидесятых годов стала обосновываться необходимость хорошего физического развития спортсменов применительно к требованиям избранного вида спорта. постепенно менялось понятие о физической подготовке как общей для всех, так и специальной. Для повышения эффективности такой подготовки все больше используются ■ упражнения, соответствующие особенностям вида спорта.

Исследования семидесятых годов подтверждают значительную роль ОФП, дополняющей специальную тренировку [166].

В основе современного планирования физической подготов ки в большей степени лежит анализ соревновательной деятельности фигуриста, выявление причин неудачных выступлений, связанных с недостаточным уровнем того или иного раздела об щей или специальной физической подготовки [113].

В целом для выполнения основных групп движений фигурис там необходимы прежде всего высокая степень развития силы. скоростных качеств, координации, гибкости и подвижности в суставах.

Исследованиям физических качеств фигуристов посвящено МНОГО работ [10,18,19,50,52-55,83,84,95,103,113,125,145,148 162].

Качество выполнения движений в фигурном катании характеризуется способностью управления различными сторонами дви гательного действия: силой и скоростью мышечных сокращений, координацией • движений отдельных частей тела, поддержанием равновесия, ориентировкой в пространстве и во времени, гибкостью в суставах, действиями в безопорных условиях и выразительностью движений.

Координация движений в фигурном катании разнообразна от несложных движений одной конечности до сложнейших сочета ч ний движений всех четырех конечностей и туловища.

Сохранение равновесия особенно необходимо в фигурном катании, где опасность его потери возникает при исполнении многих элементов.

Ориентировка в пространстве и во времени - необходимое условие качественного выполнения упражнений в фигурном ката нии. особенно высокие требования к ориентировке в пространстве и во времени пред'являют упражнения, сопровождающиеся вращением тела вокруг его вертикальной и горизонтальной осей, маховыми движениями,отсутствием опоры.

В сложных прыжках и вращениях спортсмен ориентируется главным образом не на ощущение пространства, а на ощущение времени, исключительно точное распределение движений во вре I мени имеет решающее значение для совершенного выполнения всех движений в безопорном положении.

Выразительность движений спортсмена относится к эстетической стороне физических упражнений. Трудно назвать другие виды спорта, в которых демонстрировалось бы столько изящества, красоты, непринужденности, как это имеет место в фигурном катании, для обеспечения большей выразительности движении требуется высокая техника их исполнения. Лишь при совершенном владении навыком, когда исполнение элементов до ведено до автоматизма, движениям можно придать такие оттенки, которые производили бы на зрителя сильное эмоциональное воздействие, способствовали бы эстетическому восприятию дви жений. Все это достигается в результате высокой степени совершенства управления движением, когда сознание спортсмена устремлено не столько на технику выполнения движения, сколь ко на придание ему эстетического образа, создаваемого ч средствами выражения художественной идеи [156].

Обзор работ показывает недостаточное научное обеспечение фигурного катания в той области науки о человеI ке, которая называется биомеханикой.

Выявлению биомеханических закономерностей двигательных действий спортсменов посвящены работы во многих видах спорта.

Одно из направлений в исследованиях по биомеханике исследование технической подготовки спортсменов, изучение функциональных связей "биомеханические параметры - результат". Ему посвящены многие работы [15,33,57,59,60,64,66,88,

97,125,126,135,138,146]. 1

Имеющиеся в настоящее время подходы к анализу двигательных действий и прежде всего - техники спортивных упражнений основаны на том, что целостное движение расчленя ется на фрагменты, все изменения в динамике движений, происходящие по мере повышения тренированности или под действием каких-либо возмущающих факторов, затем сравниваются также на этом фрагментарном .уровне [8,15,21,33,35,56,89,101,102,135]. В ЭТИХ работах осуществляется только первая часть системного исследования - анализ. Последующее "сшивание" фрагментов в целостное I движение-синтез не рассматривается. в список литературы нами включены работы [202-244]. в которых ставится задача построения многозвенных антропоморфных механизмов (AM), возможности движений которых адекватны специальным движениям человека и движениям промышленных механизмов. в этих работах качественно обосновывается построение пяти, шести, восьми, пятнадцати и двадцатизвенных AM для выполнения различных физических упражнений, а также для произвольных пространственных I движений человека и механизмов. математические модели движений am в дифференциальной форме строились в работах [202-205, 218-223] с помощью уравнений лагранжа 2-го рода, принципа Даламбера-Лагранжа, вариационных принципов Гаусса, Гамильтона и др. Математическое моделирование движений am в биомеханике и технической механике имеет одинаковые подходы.

Наибольших успехов в механико-математическом моделировании спортсменов и их двигательных действий достигли С. ю. Алешине кий, д. г. Арсеньев, а.в.зин ковский, В.А.Шолуха и др. При построении дифференциальных уравнений движений идеальных am, у которых звенья - абсолютно твердые тела соединены шарнирами без трения, авторами вводятся суставные моменты, которые в.м.зациорский назвал управляющими моментами. Следует отметить, что введенные в рассмотрение суставные моменты не имеют реальных адекватных мышечных построений в суставах человека.

Дифференциальные уравнения, построенные этими авторами, не имеют аналитических решений, а программы для I их численного интегрирования оказались очень сложными.

С одной стороны построение общих и, следовательно, сложных и сверхсложных дифференциальных уравнений для описания произвольных движений am несомненно значительные достижения авторов, с другой стороны именно эта сложность уравнений и сложность их численного интегрирования не позволяет воспользоваться результатами работ большинству тренеров-практиков. Да и самим авторам удалось получить количественные результаты для движений спортсменов лишь в сагиттальной плоскости. предложенные в рассмотренных работах механико-математические модели принципиально не позволяют анализировать движения неидеальных am. Такие модели не позволяют, например, анализировать создание начального вращения в прыжках способом закручивания туловища фигуриста, в этом случае необходимо построение цеидеального am и иное математическое моделирование его движений, так как одно из звеньев AM, туловище фигуриста, нельзя моделировать абсолютно твердым телом во время его закручивания. в работах [206-217] математические модели движений идеальных и неидеальных am позволили получить окончательные результаты в виде формул, доступных тренерам и спортсменам для параметрических исследований биомеханики прыжков.

- 25

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

ВЫВОДЫ

С помощью принципа Даламбера, теорем и законов теоретической механики в диссертации предложен новый подход и разработаны теоретические основы количественной биомеханики фигурного катания на коньках.

Они содержат .механико-математическое моделирование фигуриста и его двигательных действий при одноопорном скольжении по дуге, в прыжках, полете и приземлении. Они содержат теоретическое обоснование перспективности снабжения коньков для фигурного катания упругими элементами и способ определения качества поверхности льда.

Количественная оценка влияния антропометрических параметров фигуриста и динамических параметров его двигательных действий, которая выполнена в диссертации, завершается рекомендациями, составляющими основу индивидуализации учебI но-тренировочного процесса обучения одиночному фигурному катанию и достижения рекордных результатов в соревнованиях.

Рекомендации открывают новые возможности увеличения многооборотности.прыжков.

1.Механико-математическое моделирование фигуриста материальной точкой, однородным стержнем, цилиндром, конусом, трехэвенной системой с выделением головы, рук и туловища и четырехзвенной системой с выделением головы, рук, ноги и туловища с его цилиндрической и конической формами для каждой из систем'выполнено со строго сформулированными допущениями для обоснования теоретических основ одиночного фигурного катания.

2.моделирование фигуриста материальной точкой позволило определить закон скольжения по дуге.

3.моделирование фигуриста однородным стержнем при скольжении по дуге и при создании начального вращения скольжением по дуге позволило получить нелинейное уравнение, связывающее угловую скорость скольжения и начальную скорость вращения в прыжках с динамическими параметрами. получена простая формула связи этих параметров, погрешность в результатах которой при счете не превышает 57. по сравнению с соответствующими результатами, вытекающими из нелинейной зависимости, если угол отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда не превышает 20°. с увеличением кривизны дуги скольжения перед отрывом ото льда в прыжке растет опасность его срыва, так как происходит быстрое изменение угловой скорости скольжения фигуриста. А изменение угловой скорости скольжения фигуриста всего на 3% вызывает изменение угла отклонения его от нормали к поверхности льда на 20°.

Увеличение кривизны дуги скольжения ограничено неизбежным падением, если ось вращения при скольжении отсекает треть и более роста фигуриста со стороны головы.

4.получены зависимости угловой скорости скольжения от антропометрических параметров и формы туловища фигуриста и динамических параметров его двигательных действий на основе трехзвенной и четырехзвенной моделей. ч

Показано большое изменение угловой скорости скольжения в зависимости от значений динамических параметров. Оно может быть многократным (до 4,5 раза) и должно использоваться для создания художественного эффекта.

В зависимости от формы туловища угловая скорость скольжения изменяется на зо7. - 407., что должно учитываться при определении "двигательного будущего" начинающих спортсменов.

5.группировка и разгруппировка фигуриста при скольжении по дуге для реальных значений динамических параметров его двигательных действий изменяют угловую скорость скольжения по дуге на 327. и могут использоваться для создания художественного эффекта. Это в большей степени будет удаваться фигуристу с формой туловища, приближающейся к цилиндрической.

6. моделирование фигуриста однородным стержнем позволяет просто и достаточно точно определить влияние динамических параметров на создание начального вращения в прыжках скольжением по дуге.

7. трехзвенные и четырехзвенные модели фигуриста позволяют исследовать влияние не только динамических параметров двигательных действии фигуриста, но и формы его туловища и антропометрических параметров на создание начального вращения в прыжках скольжением по дуге. цилиндрическая форма туловища оказалась предпочтительнее для создания начального вращения, так как при прочих равных условиях можно получить большую начальную скорость вращения по сравнению с соответствующей для конической формы туловища. ч

8. Моделирование фигуриста цилиндром и конусом при создании.-начального вращения закручиванием тела показало, что фигурист с конической формой туловища обладает возможностью создавать скорость вращения в полете в 1,7 раза большую, чем фигурист с цилиндрической формой туловища, а влияние на скорость вращения условного радиуса последнего и изменения длины рук составляет 23% - 357.

9. Увеличение скорости вращения фигуриста в полете, которая создается закручиванием тела, достигается увеличением I скорости вращения его плеч в момент отрыва ото льда. ю. для четырехзвенной модели фигуриста с конической формой его туловища в первом приближении получена формула для определения начальной скорости вращения в прыжках, которая создается основным способом-скольжением по дуге и вспомогательным способом-закручиванием тела. Для уточнения результатов предлагается итерационный процесс с ограничением по задаваемой погрешности результатов. показано, что вспомогательный способ позволяет более чем в полтора tpa3a увеличить многооборотность прыжков. и.получена формула для определения начальной скорости вращения в прыжках, когда основной способ-закручивание тела и вспомогательный-скольжение по дуге.

Показано, что вспомогательный способ позволяет увеличить начальную скорость вращения в прыжках приблизительно в 2 раза.

12.Моделирование фигуриста цилиндром при создании начального вращения стопорящим действием конька показало, что поворот фигуриста за время стопорящего действия перед 4 отрывом ото льда на 90° незначительно снижает начальную ч скорость вращения и позволяет оптимизировать процесс тренировки в связи с ростом мастерства фигуриста.

13.для четырехзвенной модели фигуриста с конической формой его туловища получены формулы для определения начальной скорости вращения в прыжках стопорящим действием конька, а также стопорящим действием конька-основным способом и закручиванием тела-вспомогательным способом. подтверждены закономерности влияния угла поворота фигуриста за время стопорящего действия конька и длины следа его действия, которые получены при моделировании фигуриста цилиндром.

Показано, что сокращение длины следа с 0,5 м до о,1 м позволяет увеличить начальную скорость вращения почти в 2 раза.

Выявленное существенное влияние и других параметров на величину начальной скорости вращения в прыжках открывает реальные возможности использования искусства тренера и мастерства фигуриста в увеличении многооборотности прыжков.

14. сравнительный биомеханический анализ на основе четы рехзвенных и пятизвенных антропоморфных механизмов показал незначительное для практики расхождение в результатах и, следовательно, показал, что дальнейшее совершенствование модели фигуриста не представляет интереса для практики.

15. обосновано использование упругих элементов в коньках для фигурного катания и предложены их конструкции.

16. Предложен способ определения качества поверхности льда перед фигурным катанием на коньках.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ч

Биодинамические основы исполнения прыжков в фигурном катании для увеличения их многооборотности и развития одиночного фигурного катания позволяют сформулировать конкретные, основанные на количественном анализе, практические рекомендации.

Теория позволила выявить основные параметры влияния на исполнение элементов фигурного катания, которые становятся важнейшими для организации индивидуально-специализированного процесса обучения фигурному катанию.

Становится ясной возможность определения с детского возраста "двигательного будущего" в прыжках начинающих фигуристов. Становится ясным ответ на вопрос об оценке возможностей спортсменов в достижении рекордных результатов по их антропометрическим параметрам, способности к координации движений, чувственного восприятия изменения динамических параметров.

1.Учебно-тренировочный процесс должен включать в себя развитие почти мгновенной автоматической реакции фигуриста на изменение геометрических параметров равновесного скольжения.

2. Для многократного изменения угловой скорости скольжения и тем самым управления художественным эффектом при скольжении по дуге фигурист должен использовать динамические параметры двигательных действий, группировку и раз-группировку.

3. Следует Иметь в виду, что отклонение ноги от оси фигуриста почти не оказывает влияния на изменение угловой скорости скольжения по дуге и на увеличение начальной скорости в прыжках, которая создается скольжением по дуге.

Отклонение ноги должно использоваться для балансировки равновесного скольжения и создания художественного эффекта.

4.тренер и спортсмен должны следить за кривизной дуги скольжения перед отрывом ото льда. для увеличения многооборотности прыжков необходимо увеличивать кривизну дуги и скорость скольжения, не превышая их критических значений, при которых неизбежны срыв прыжка или падение фигуриста.

5.необходима тренировка развития чувственного восприятия моментов достижения максимальной скорости вращения плеч фигуриста при его закручивании и отрыва от поверхности. При обучении прыжкам, в которых начальное вращение создается закручиванием туловиша, необходимо добиваться совпадения этих моментов.

6. Для увеличения многооборотности прыжков, начальное вращение в которых создается стопорящим действием конька о лед, необходимо сокращать длину следа этого стопорящего действия, который хорошо виден на льду.

7.в процессе обучения необходимо постоянно оптимизировать величину поворота фигуриста при стопорящем действии конька в зависимости от роста его мастерства и числа оборотности осваиваемого прыжка.

Следует иметь в виду, что увеличение угла поворота фигуриста усложняет исполнение прыжка, а неполный поворот на 90° мало сказывается на начальную скорость вращения.

8. При освоении прыжков, в которых начальное вращение создается способами скольжения по дуге и закручиванием тела, когда один из них главный, а другой вспомогательный, необходимо учитывать индивидуальные способности спортсмена и дозированно увеличивать вклад вспомогательного способа, имея в виду его существенное влияние на увеличение начальной скорости вращения.

9. при освоении прыжков, в которых начальное вращение создается стопорящим действием конька и вспомогательным ■ способом - закручиванием тела, также рекомендуется дозированно увеличивать роль вспомогательного способа с ростом мастерства фигуриста и числа оборотности осваиваемых прыжков с целью предотвращения их срывов. ю. многооборотность прыжка увеличивается с увеличением угла отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда и угла поворота фигуриста за время стопорящего действия конька, с уменьшением длины следа стопорящего действия, с увеличением скорости вращения плеч в момент отрыва ото льда.

11.Создание начального вращения скольжением по дуге I следует рекомендовать фигуристам с формой туловища, которая приближается к цилиндрической, а закручиванием тела и стопорящим действием конька - фигуристам, форма туловища которых приближается к конической.

12."двигательное будущее" в прыжках рекомендуется определять по способностям начинающего фигуриста к быстроте движений и их координации, форме его туловища и антропометрическим параметрам.

13.с ростом.мастерства фигуриста необходимо переходить I к настильной траектории полета в прыжках с целью повышения художественного эффекта их исполнения.

14.необходимо добиваться совпадения следа конька фигуриста с направлением его движения после приземления, чтобы избежать срыва прыжка или падения фигуриста.

15.Рекомендуется в учебно-тренировочном процессе использовать предложенные в работе коньки и способ определения качества их заточки и поверхности льда. I

Список литературы диссертации автор научной работы: доктора педагогических наук, Виноградова, Валентина Ивановна, Москва

1. Абсалямова и. В. Обоснование и разработка режима тренировки при обучении и совершенствовании обязательных упражнений в фигурном катании на коньках: Дисс.канд.пед.наук. -м., 1973. -155 с.

2. Адамов ю.в., Данилов ю.и., Жуков в. и. вычисление "единиц" двигательных проявлений в горнолыжном спорте // Те ория и практика физической культуры. -1986. -N3. -С.5 1-53.

3. Алабина п. Г. , Кривоносова м.н. тренажеры и специаль ные упражнения 'в легкой атлетике. м. : Физкультура и спорт. 1982. -272 С. .

4. Андрианов Ю. Я. Влияние режимов чередования нагрузки и отдыха в уроке на уровень проявления двигательной координации в фигурном катании на коньках-. Автореф. дис.канд.пед. наук. -м. , 1984. -24 с.

5. Апарин В. а. исследование путей совершенствования процесса начального обучения обязательным упражнениям фигуриста: Автореф. дис. . канд. пед.наук, -л., 1976. -24 е.

6. Байдаченко т.в., Балашов и.п., Бертумео м.Л. Влияние силы натяжения тетивы и наличия амортизаторов на точ -ность боя спортивных луков / проблемы биомеханики в спорте: Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции. -М. , 1987. -С. 11 12.

7. Бакаринов Ю. М., Желудев а.а., жуков И.л. Адекватно сть специальных упражнений копьеметателя //Научно-спортивчный вестник. -1990. -N1. -С.11 14.

8. Бйттон Д. Спорт за рубежом // Физкультура и спорт. -1959. -N3. -С. 105.

9. Бернштейн Н.а. О построении движений. -М.: Медгиз, 1947. -254 С.

10. Богданов в.а. обнаружение энергетической инвариант ности в локомоторных движениях человека / Медицинская биомеханика. -Рига, 1986. -Т. 3. -С. 4,9 54.

11. Бронштейн И.Н., Семендяев К.а. справочник по математике. -м. : Наука, 1965. -608 е.

12. Бухарцева и.г., Александров г.в. Исследование прыгучести у фигуристов //Теория и практика физической культуры. 1978. -N9, -С. 42 - 46.

13. Бухарцева и.Г. Силовые и скоростно-силовые характе ристики мышц нижних конечностей квалифицированных фигуристов //Теория и практика физической культуры. -1979. -N12. -С. 35 38.

14. Васильев с.П., Френкин а.а. эстетика фигурного катания //Теория и практика физической культуры. -1961. -N7. -С. 35 38.

15. Верховский ф.я., Трофимов с. в. Исследование условий рационального использования упругих сил грифа штанги в толчее от груди / Сборник научных трудов вниифк "Проблемы биомеханики спорта", -м., 1974. -с.50 65.

16. Виноградова в.и. Некоторые задачи биодинамикиодноопорного скольжения фигуриста//теория и практика физической культуры. -1991. -N5. -С.55 63.

17. Виноградова в. и. Движение фигуриста при созданииначального вращения в прыжках закручиванием тела//Теория ичпрактика физической культуры. -1993. -N1. -с.13 16.

18. Виноградова В. и. Технические средства увеличения многооборотности прыжков фигуристов//теория и практика физической культуры. -1993. -N3. -с.28 30.

19. Виноградова в.и. Волшебные коньки//Тренер. -1993. -N4. -С. 41.

20. Виноградова В.и. параметрический анализ движения фигуриста перед отрывом ото льда^/Теория и практика физической культуры. -1995. -N3. -С. 38 39.

21. Виноградова В. и. Биодинамика вращения фигуриста при стопорящем действии его конька о лед//теория и практика физической культуры. -1995. -N11. -С.25 27.I

22. Виноградова в. и. теоретические основы обучения прыжку "сальхов" для преподавателей и тренеров, студентов и спортсменов//моск.гос. акад. автом. и трактор, машиностроения.-М. , 1995. -12 С. -Библио Г р: 2 назв. -Деп. В НИИ ВО 31 . 08. 95, N170 95деп.

23. Виноградова в. и. теоретические основы обучения прыжку "Петля" для преподавателей и тренеров, студентов. и спортсменов//моск. гос.акад.автом.и трактор.машиностроения. -М., 1995. -12 с. -Библиогр: 3 НаЗВ. -Деп. В НИИ ВО 31. 08. 95. N17 1 95деп.

24. Виноградова В.И. Секреты "ВОЛЧКА"//Тренер. -1995. -N10. -С.36.

25. Виноградова В.и. Простых прыжков не бывает//тренер. -1995. -Nil. -с.32.

26. Виноградова В. И. Исследование влияния динамических и антропометрических параметров на скорость одноопор-ного скольжения фигуриста по дуге//Теория и практика физической культуры. -1995. -N12. -с. 58.

27. Волжанин с.Д., Джафаров м.а. , Раневский и.ф.I

28. Экспериментально-теоретическое исследование биомеханики стрельбы из лука / Проблемы биомеханики в спорте: тезисы докладов всесоюзной научно-практической конференции. м., 1987. -С.27 - 28.

29. Галичев м.п. Биомеханическая структура финального отталкивания прыгунов в длину и методы ее формирования.- ав-тореф.дис. канд. пед. наук. -м. , 1983. -24 е.

30. Гандельсман А. Б. Фигурное катание на коньках. -М.: Физкультура и спорт, 1975. -176 с.

31. Гандельсман А.Б., Мишин А.Н. Энергетика и частота сердцебиений у фигуристов при выполнении произвольной программы //Теория и практика физической культуры. -1974. -N2, -С.25.

32. Гришина М.в. Спор континентов //спорт за рубежом,1966. -N1. -С. 2 5.

33. Гришина м. в. К вопросу о содержании произвольных программ фигуристов в одиночном катании / сборник научных трудов материалов конференции молодых научных сотрудников ВНИИФК за 1971. -М. , ВНИИФК, 1972. -С. 27 28.

34. Гришина м.в.Возрастная динамика спортивных результатов фигуристов одиночного катания //Теория и практика физической культуры. -1974. -N12. -С.9 11.

35. Гришина М. В. Исследование некоторых факторов мастерства фигуристов одиночного катания для совершенствова ния управления тренировочным процессом.- дисс. . канд. пед. наук. -М. , ВНИИФК, 1975. -150 с.,

36. Гришина м. В. количественные показатели и динамика тренировочных нагрузок у фигуристов одиночного катания.-М. : Комитет по физической культуре и спорту при Совмине СССР, ВНИИФК, 1980. -47 С.

37. Гришина М.в. Методика расчета объема,интенсивности и координационной сложности нагрузок в фигурном катании на коньках //научно-спортивный вестник. -1981. -N2. -с.29-33.

38. Гришина M.В. Критерии оценки соревновательных нагрузок у фигуристов //Научно-спортивный вестник. -1981. -N2. -С.29 33.

39. Гришина м. В. Некоторые вопросы организации и методики подготовки фигуристов одиночного катания в ГДР. -м. : Комитет по физической культуре и спорту при см СССР, 1982. -60 С.

40. Гришина м.в. прогнозирование спортивных достижений в фигурном катании на коньках / основы прогнозирования спортивных достижений: Сб. науч. тр. -М. , 1983. -С. 63-71.

41. Гришина М.в., Ляссотович С. и. Количественные характеристики и структура произвольных программ сильнейших фигуристов мира: Методические рекомендации. м. : вниифк, 1986. -30 С.

42. Гришина м.в. подготовка фигуристов: Основы управления. -М.: Физкультура и спорт, 1986. -144 С.

43. Гришина М. В. Совершенствование системы подготовки высококвалифицированных фигуристов / сборник научных трудов /Под общ.редакц. М.В.Гришиной. -М.: ВНИИФК, 1990. -210 с.

44. Гросс А.Я., топчиян B.C. Комплексный контроль за подготовкой юных фигуристов / Особенности построения тренировки юных спортсменов: Сборник научных трудов. м., ВНИИФК, 1983. -С.99 - 114.

45. Гросс а.Я. Повышение скоростно-силовой подготовлен ности юных квалифицированных фигуристов при использовании тренажерных устройств: Автореф. дис.канд. пед. наук. -м. , 1992. -24 с.I

46. Дьячков в.м. исследование ведущих элементов структуры движений и их временной зависимости в ациклических упражнениях / материалы итоговой научной сессии института За 1967. -М. ВНИИФК, 1969. -с.63 67.

47. Ершова н. В. хореография на льду, становление и пути дальнейшего развития: Диссертация кандидата искусствоведения. -м. , 1984. -2 13 С.

48. Зациорский В.М. , Алешинский С.ю., Якунин н.а. Биомеханические основы выносливости, -м. :Физкультура и спорт, 1982. -207 С.

49. Зациорский В.М., Прилуцкий Б. и. Механизмы функционирования двухсуставных мышц в локомоциях / Проблемы биомеханики в спорте: Тезисы докладов Всесоюзнойнаучно-практической конференции, -м. , 1987. -с.58 59. *

50. Зациорский в.м., Аруни а.е., селуянов в.н. Биомеха ника двигательного аппарата человека. м. : Физкультура и спорт, 198 1. -143 с. .I

51. Иванова Г. п. эргономика спорта / Эргономическая биомеханика физической'культуры и спорта-, сборник научных трудов. -M., 1989. -С.46 54.

52. Ипполитов ю.а. Методы обучения гимнастическим упра жнениям на основе их моделирования: Автореф. дис. доктора пед.наук. -M., 1988. -44 е.

53. Ипполитов ю.а. Определение параметров ударного вза имодействия спортсмена с упругой опорой / Проблемы биомеханики в спорте: тезисы докладов всесоюзной научно-практичесIкой конференции. М. , 1987. -С. 69.

54. Ипполитов ю.а., Сластников в.в. Оптимизация взаимо действия спортсмена с упругой опорой / проблемы биомеханики в спорте: Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции. -М. . 1987. -С.68 69.

55. Ипполитов Ю.А., Митина н. Ф. Ударное взаимодействие спортсмена с упругой опорой / Совершенствование спортивныхупражнений на основе целенаправленного изменения их структу ры: Сборник научных трудов МОПИ. -М., МОПИ, 1984. -С.41-46.

56. Ирошникова Н.И. Распределение элементов в произвольной программе сильнейших фигуристов мира, Европы в сезо не 1970-1971г.г. / тезисы научной конференции конькобежного спорта. -М., ГЦОЛИФК. 1972. -С.7 1 72.

57. Ирошникова н. и.- Показатели функциональных возможностей фигуристов в специфических тестах / Тезисы док ладов X научной конференции молодых ученых гцолифк. -М.: ГЦОЛИФК, 1973. -С.22 23.

58. Ирошникова Н.И. Влияние занятий фигурным катанием на функциональные возможности спортсменов различного возраста / Тезисы докладов конференции по конькобежному спорту. -М.: ГЦОЛИФК. 1973, -С.15 17.

59. Ирошникова H. И. Энергетические характеристикиисполнения фигуристами произвольной программы и ее "макета" *

60. Проблемы оптимизации тренировочного процесса: Биоэнергетические критерйи спортивной работоспособности, -м., гцолифк, 1978. -С.53 57.80. кайл ч. Спортивная одежда и обувь //в мире науки.ч-1986. -N 2. -С.76 84.

61. Карпман В.л. Спортивная медицина, -м.: Физкультура И спорт, 1987. -304 С.

62. Кирсанов а. и. Динамика нервных процессов и некоторых вегетативных функций детей младшего школьного возраста под влиянием занятий фигурным катанием на коньках: Автореф. дис. . .канд. биол. наук. -Красноярск, 1972. -20 с.

63. Кобелев В.В. Исследование уровня скоростно-силовой подготовки конькобежцев высокого класса/Проблемы подготовки КОНЬКОбежцеВ ВЫСОКОГО Класса.-M., ВНИИФК, 1977.-с.71 78.

64. Кобелев в. в. Развитие скоростно-силовых качеств высококвалифицированных фигуристов: Методическое письмо КНГ. -м. : Комитет по физической культуре и спорту при СМ СССР, 1974. -15 С.

65. Коган А. А. Оценка перспективности юных фигуристокв период начальной спортивной специализации: Автореф.дисс. канд. пед. наук-. -Омск, 1984. -17 е.

66. Коган а.а., Синицын Р.А., Горшков а.г., ляссотович С. И. Организация и методика отбора в спортивных танцах на льду: методические рекомендации. М.: Госспорт СССР, 1990. -14 с.

67. Козлов и. м. Биомеханические факторы организации движений у человека: Автореф.дисс. доктора биол.наук, -л.,1984. -46 с.

68. Козлов a.m., Кряжев в. д., Власов н.ф. Формирова -ние рациональной техники велосипедного педалирования //теория и практика физической культуры. -1983. -N9. -с.24-26.

69. Корешев И.а. структура тренировочных нагрузок предсоревновательного этапа квалифицированных фигуристовтанцоров: лвтореф.дисс.канд. пед. наук. -м., 1986. -24 с.I

70. Корешев И.а., Рубин B.C. Оптимизация тренировочного процесса на начальном этапе подготовки юных фигуристов-танцоров / Оптимизация подготовки юных спортсменов: Тезисы УШ Всесоюзной научно-практической конференции.- М. , 1983. -С. 53 54.

71. Корешев и.а., Рубин B.C. Распределение тренировочных нагрузок у фигуристов-танцоров высокой квалификации в подготовительном периоде //теория и практика физической культуры. -1983. -N10. -С.7 9.I

72. Кузнецов а. В. Оценка точности двигательных действий фигуристов: Дисс.канд.пед.наук. -М., 1989.-247 с.

73. Кузнецов В.в., Попов г.и., Ратов и.п. К вопросу обособенностях взаимодействия спортсмена с упругой средой ч

74. Биомеханика: Труды Рижского НИИ травмотологии и ортопедии. -Рига, 1975, Т. 137 -С. 564 568.

75. Лапутин а.Н. Биомеханика физических упражнений. -Киев: Высшая школа, 1976. -86 с.

76. Локалова Н.П. Изучение ведущих элементовIсамоконтроля при выполнении сложных прыжков спортсменами-фигуристами //Теория и практика физической культуры. -1974. -N11. -С.16 18.

77. Автореф.дисс.канд. пед.наук. -м. , 1982. -25 с.

78. Мартьянов С.С., Попов Г.и. Совершенствование техники движений тяжелоатлетов с помощью технических средств/ Формирование двигательных действий .в физическом воспитании: межвузовский сборник научных трудов. -M.; 1988. -С. 61 71.

79. Медведева И.М. Структура и содержание специальной физической подготовки спортсменов на этапе начального обучения в фигурном катании на коньках: Автореф. дисс.Iканд. пед.наук. -Киев, 1985. -23 с.

80. Мишин А. н. Кинематическая структура движений фигуриста //Теория и практика физической культуры. i 97 i.--N5. -С. 12 - 14.

81. МИШИН А. н. Школа в фигурном катании М. : Физкультура И спорт. 1979. -150 с.

82. Мишин А.н. прыжки в фигурном катании. -м. : Физкультура И спорт, 1976. -104 с.из. Мишин А. н. Фигурное катание на коньках: Учебник для институтов физической культуры /Под обш.редакц. А.Н.Мишина. М.: Физкультура И спорт, 1985. -27 1 С.

83. Мильман В.Э. О влиянии напряженной соревновательной ситуации на структуру самоконтроля фигуристов. / научные труды ВНИИФК за 1971Г. -М. , 1973. -т. 2. -С. 160 163.

84. Морозова Ж.ю. Оптимизация педагогического контроля за тренировочными нагрузками в одиночном катании на конь ках : Атореф. дисс. канд.пед.наук. -Малаховка, 1983. -21 с.

85. Морозова Ж.Ю. динамика-тренировочных нагрузок фигуристов одиночников высокого класса в годичном макроцикле / Актуальные проблемы физической культуры и спорта. -Рига, 1983. -с. 67 70.

86. Москвина т.н. Техника исполнения и методика обучения обязательным упражнениям конькобежца-фигуриста: Автореф. дисс. . канд.пед.наук. -Л., 197 i. -24 с.

87. Москвина Т.н. Скорости скольжения на обязательныхупражнениях у конькобежцев-фигуристов //Теория и практика физической культуры. -1967. -N12. -С.23 25.

88. Москвина т.н. о глазомере фигуристов-конькобежцев при выполнении обязательных упражнений //теория и практика физической культуры. -1969. -N 4. -с.19 21.

89. Москвина т.н.Роль зрительного анализатора у детей фигуристов 12-16 лет в пространственной ориентации при исполнении обязательных упражнений / материалы IX научной конференции по возрастной морфологии, физиологии и биохимии. -М. , 1969. -С. 49 50.

90. Москвина т.н. совершенствование "чувства круга" у фигуристов / сборник научных трудов молодых ученых гдоифк. -Л., 1969. -С. 50.

91. Москвина т.н. Движения конькобежца-фигуриста при исполнении поворотов в обязательных упражнениях //теория и Практика физической культуры. -1970. -N2. -С.4 9.

92. Москвина т.н. Короткая программа в парном катании. -М.: Физкультура и спорт, 1980. -ill с.

93. Москвина т.н., Москвин и. Б. произвольная программа парного катания. -М. : Физкультура и спорт, 1984. -109 с.

94. Назаров в. п. Влияние уровня развития координации движений на процесс обучения в фигурном катании. / материалы научно-методической конференции по проблемам детского и юношеского спорта.-М.: ООП, 1970. -С.23 24.

95. Никитин Е.в. О технике исполнения первых четырех обязательных упражнений в фигурном катании //теория и практика физической культуры. -197 1. -Nil. -с.26 29.

96. О'Тилви. Фигурное катание на коньках.-м. :Физкультура и спорт, 1974. -120 с.

97. Панин н. а. советы молодым фигуристам. -М.: Физкультура и спорт, 1953. -78 С.

98. Панин H. а. Искусство катания на коньках, -л. Физкультура и спорт, 1938. -326 с.

99. Панин н.а. Фигурное катание на коньках, -м.:ФизIкультура и спорт, 1956. -326 с.

100. Пахомова л. а. хореография в фигурном катании. -м.: Физкультура и спорт, 1980. -30 с.135. попов Г. и. Биомеханические основы создания предметной среды для формирования и совершенствования спортивных движений: Дисс.докт.пед.наук. -м., 1991. -327 с.

101. Скуратова т. в. Критерии оценки подготовленности фигуристов различных специализаций: Автореф. дисс. канд. цед.наук, МОГИФК, 1987. -23 с.

102. Смирнова и. К. Исследование некоторых факторов, способствующих оптимизации обучения и тренировки фигупис-ТОВ-ОДИНОЧНИКОВ: ДИСС.КаНД.пед.науК. -Л., 1973. -153 с.

103. Смушкин Я. А. теоретические основы^ обязательных фигур/Фигурное катание. -M.: Физкультура и спорт, 1966. -с. 20 72.

104. Соловьев В.Н. , торунова Э.Л. Совершенствование системы планирования и управления тренировочным процессом в фигурном катании / Конькобежный спорт, -м. : Физкультура и спорт, 1983. -С. 52 53.

105. Тихомиров А.К. Исследование путей повышения работоспособности фигуристов (по показателям специальной выносливости) : дисс.канд.пед.наук. -м., ГЦОЛИФК, 1974. -189 с.

106. Тихомиров А. К. Пути повышения работоспособности фигуристов //Теория и практика физической культуры. -1973. -N1. -С.33 35.

107. Тихомиров а. к. Оценка эффективности двигательной деятельности фигуристов по показателям чсс //теория и практика физической культуры. -1973. -N9. -С.25 27.

108. Тихомиров а.К. Экспериментальное исследование переноса тренированности у фигуристов //Теория и практика физической культуры. 1974. -N1. ^С. 44-45.

109. Тихомиров а.К. Величины максимального потребления кислорода у фигуристов/Тезисы докладов X научной конференции молодых ученых.-м.: ГЦОЛИФК, 1973. -С.27.

110. Тихомиров а. к. Радиотелеметрическая регистрация частоты сердечных сокращений у фигуристов. / Тезисы докладов X научной конференции молодых ученых.-м.: ГЦОЛИФК, 1973. -С.109.

111. Тихомиров а.к., Еремин а.а., Тихомирова в. л. Иследование подготовленности юных фигуристов //теория и практика физической культуры. -1983. -n1. -с.20 22.

112. Тихомиров А.К., Скуратова т.в., Тихомирова в. Л. Комплексный контроль в фигурном катании./ конькобежный спорт. -м. : Физкультура и спорт, 1983. -С. 46 49.

113. Фарфель B.C. Управление движениями в спорте, -м.: Физкультура и спорт, 1975. -208 С.

114. Фарфель B.C. Физиологические основы фигурного катания / Фигурное катание, -м. Физкультура и спорт, 1 966.- с.157 161.

115. Фелицын Г.К. Фигурное катание на коньках.-м. Физкультура и спорт, 1962. -142 с.

116. Хамаганова г.Г. Количественные характеристики тренировочных нагрузок в спортивных танцах на льду: Дисс.канд.пед. наук. -м., 1988. -151 с.

117. Харре д. Учение о тренировке. -М.: Физкультура и спорт, 1971. -326 с.

118. Юшкевич т.п., васюк д. Е., Буланов В.а. Применение технических средств в обучении и тренировке спортсменов: МеТОДИЧеСКОе ПОСОбие. -МН.: ПОЛЫМЯ, 1987. -240 с.

119. Bhambhan J.N., Singh M. Cinematographie and metabolic analysis of optimal walking and running speeds //Olimpic scientifik congress. University of Oregjn, 1984. -P.18.

120. Bobert M.F. Huijing P.A., van ingen Schenau G.J. An estimation of power output and work alone by human triceps surae muscletendon complex applied to jumping //Journal of Biomechanices. -1986. -Vol. 18. -P.889-906.

121. Bohen A. Energy cost on different surface //Track Technique. -1975. -N59. -P.1890.

122. Brodeux R. Soutas-Little R. The velationship between segmental energy changes and joint musele moment work //Journal of Biomechanics. -1988. -Vol.21. -P.870.

123. Cavagna G.A.,Saibene F.P., Margaria R. External work in walkin //Jjurnal Appl.Physiol.-1963.-Vol.13.-P.1-9.

124. Chapman A.E., Caldwell G.E. Factor determiningchanges in lonver limb energy during swing in treadmill running //Journal of Biomechanics.-1983. -Vol.16. -P.69-77.

125. Deutsche Normen Din 18035 sportplatze. Kunstes-toff Flachen.-Anforderungen, Prufung, Pflege. -1978. -27 p.

126. External work in level walking J.W. Gersten, W.Or., A.W.Sexton et al.//Journal of Applied Physiology. -1969. -Vol.26. -P.286-289.

127. Garhammtr J. Energy flow during olimpic weight jifting //Medicine and science in sports and exercise. -1982. -Vol.14. -P.328-340.

128. Groppel J.L. The Biomechanics of tennis an overview //International Journal of sport biomechanics. -1986. -N2. -P.101-155.

129. Mazgaria R. Biomechanics and ehergetics of muscular exercise.-Oxford, 1976. 149 p.

130. Nigg B.M., Jeadon M.R. Biomechanical aspects of playing surffases //Journal of Sport Seiences.-1987.-Vol.5. -P.117 145.

131. Nigg B. The validity and relevance of tests used for the assesment of sports surfaces //Medicine and science in sport and exercise. -1990. -Vol.22. -P.131-139.I

132. Pedott A., Rodano R. , Ricerche di biomeccanica:ipotesi per una ottimale utilizzazione dei manti sintetici peril raggiungimento della migliore performance sportiva //Atletica-studi. -1982. -N6. -P.7-18.

133. Quanbury A.O., Winter D.A.,Raimer G.D. Instanten-eous power and power flow in body segments during walhing //Journal Human Movtments Studies. -1975. -N1. -P.59-67.

134. Segmental ehergy contributions in walking andrunning/Galdwell G.,Forrester S.,Phillips S.,et al//proce-dings of the XII Congress of Biomechanics.-Los Angeles, 1989. -P.343."

135. Unold E.M.,Neukomm R.A., Nigg B.M. Continuous acceleration measurements in human during locomotions on different surfaces //Biotelemetry II:Second International Symposium . -Davos , 1974. -P.112-114.

136. Xiutang W.,Tao Lui The mechanice of take-off from springboard //Congress Proceedinge of the XII International Congress of Biomechanics.-University of California. -1989. -P.25 26.

137. Изобретатель и рационализатор.-м., 1991,N4.-с.7.

138. А.С. 815604 СССР МКИ C0I 19/02, 1981.

139. А.С 954862 СССР МКИ C0I 19/02, 1982.

140. А. С.- 86870 СССР МКИ C0I 19/02, 1949.

141. А. С. 1389791 СССР МКИ А63 Cl/24. коньки ДЛЯ тренировки cnopTCiVieHOB/B. И. Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР). -N4134425/28-12; ЗаЯБЛ. 14.10.86; Опубл. 23.04.88. БЮЛ. N15. -4 С.

142. А. С. 1389792 СССР МКИ А63 С1/24. КОНЬКИ ДЛЯ тренировки спортсменов/В.И.Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР). -N4 138499/28-12; Заявл. 23.10.86; Опубл. 23.04.88. БЮЛ. N15. -2 С.

143. А. С. 144015 СССР МКИ А63 С1/24. КОНЬКИ ДЛЯ тренировки спортсменов/ В.И.Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР). -N 4138498/28-12; Заявл. 23.10.86; Опубл. 30.11.88. БЮЛ. N44. -4 С.

144. А. С. 1509100 СССР МКИ А63 С1/24. Конек ДЛЯ фигурного катания/ В.И.Виноградова, А.Ю.Виноградов (СССР). N 4135928/28-12; Заявл. 10.10.86; Опубл. 23.09.89. БЮЛ. N35. -3 С.

145. А.С. 1783384 СССР МКИ G01 N19/02. Способ определения триботехнических характеристик пары конек-лед/ В. и. Виноградова, (СССР) . -N4839577/28; Заявл. 10.06.90;I

146. Опубл. 23.12.92. БЮЛ. N47. -3 С. Антропоморфные механизмы

147. Алешинский С. Ю. Результаты решения основной задачи биомеханики, -в кн. : Совершенствование управления системой подготовки спортсменов высшей квалификации. Биодинамика спортивной тренировки: сб. научн. трудов, -м. , 1987. -С. 87117.

148. Алешинский с.Ю. Биомеханический анализ движений человека, -м. : 1980г.I

149. Алешинский с. Ю. механическая эффективность движений человека. -в кн. : Механико математическое моделирование спортивной техники, всесоюзн. научн. конф. 26-27 апреля 1982Г. Тез. докл. -м., 1982. -с. з.

150. Арсеньев Д.г., Зин ковский А.в., Шолуха В.А. Математические методы системного анализа в биомеханике. -СПб.: СПбГТУ, 1995. -47 С.

151. Виноградова В. И. Биомеханические основы высших достижений в фигурном катании/ ill всероссийскаяконференция по биомеханике/ тезисы докладов. нижний Новгород, 1996. -С. 211-212.

152. Виноградова В.и. перспективы развития биомеханики фигурного катания* на коньках/ Физическое воспитание и спортучашейся молодежи/ материалы iv-й межвузовской научно-методической конференции, -м. , 1998. -с.49.

153. Виноградова В.и. некоторые проблемы биомеханики спортивных движений и движений фигуриста на коньках/ Физмческое воспитание и спорт учащейся молодежи/ материалы lV-й межвузовской научно-методической конференции. -м., 1998. -С.50.

154. Виноградова В.и. создание начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед и закручиваниемNтела// Теория и практика физической культуры. -:2000. -N. 1-с. 31-32.

155. Виноградова В. и. Динамика создания начального вращения в прыжках скольжением по дуге при пятизвенном моделировании фигуриста/ тезисы докладов всероссийской научно-практической конференции. -Волгоград, 1998. -с.32-34.

156. Виноградова в. и. моделирование фигуриста и его двигательных действий при создании начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед// теория ипрактика физической культуры. -1999. -№5. -С.34-36.

157. Виноградова В.И. Моделирование прыжков в фигурном катании на коньках/Тезисы научно-практической конференции "Моделирование спортивной деятельности человека в искусственно созданной среде (стенды, тренажеры, имитаторы)". -М., 1999. -С. 152-155.

158. Виноградова В.И. Биомеханика. Одноопорное скольжение фигуриста по дуге. Учебное пособие. -М., 1994. -60 с.

159. Виноградова В.И. Биомеханика элементов двигательных действий высших спортивных достижений в фигурном катании на коньках/ЛГез. докл. V Всероссийской конференции по биомеханике, "Биомеханика-2000", Нижний Новгород, 2000- -С. 154.

160. Виноградова В.И. Перспективы развития спортивно-педагогической биомеханики двигательных действий//Аннот. докл. на Восьмом Всеросс. съезде по теоретич. и прикладной механике. -Пермь, 2001. -С.156-157.

161. Виноградова В.И. Основы анализа и синтеза спортивных движение/Тез. докл. VI Всеросс. конфер. по биомеханике, "Биомеханика-2002". -Нижний Новгород, 2002.

162. Виноградова В.И. Биомеханика в учебнике по фигурному катанию на коньках//Тез. докл. VI Всероссийской конференции по биомеханике, "Биомеханика-2002". -Нижний Новгород, 2002.

163. Витенбург И. Динамика систем твердых тел. -М.: Мир, 1980. -292 с.

164. Вукобратович М. Шагающие роботы антропоморфные механизмы. -М.: Мир, 1976. -541 с.238.3инковский А.В., Шолуха В.А. Антропоморфные механизмы, моделирование, анализ и синтез движений, Уч. пособие, СП6ГТУД992. -72 с.

165. Коренев Г.В. Введение в динамику человека.-М.:Наука, 1977.-263 с.

166. Назаров В.Т. Движения спортсмена. -Минск: Полымя, 1984. -176 с.

167. Формальский A.M. Перемещения антроп. механиз.-М:Наука.-368 с.