автореферат и диссертация по педагогике 13.00.04 для написания научной статьи или работы на тему: Совершенствование двигательных способностей студентов факультета физической культуры в условиях комплексного вараативного применения переменныхсопротивлений на занятиях гимнастикой

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование двигательных способностей студентов факультета физической культуры в условиях комплексного вараативного применения переменныхсопротивлений на занятиях гимнастикой"

Адыгейский государственный университет

На правах рукописи

КОЖЕМОВ Аслан Аскерханович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТА ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ В УСЛОВИЯХ КОМПЛЕКСНОГО ВАРИАТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА ЗАНЯТИЯХ ГИМНАСТИКОЙ

13.00.04 - Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

г. Майкоп 1996 год

Работа выполнена на кафедре биотехнических основ физического воспитания Адыгейского государственного университета (заведующий профессор Ю.Т. Черкесов) и на кафедре теоретических и методических основ физического воспитания Кабардино-Балкарского государственного университета (заведующий доцент М.Х. Хаупшев)

Научные руководители: доктор педагогических наук,профессор,

заслуженный изобретатель Российской Федерации Ю.Т. Черкесов

кандидат педагогических наук, доцент В.И.Жуков

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Н.Х. Хакунов

кандидат педагогических наук, доцент Ю.А. Джаубаев

Ведущая организация: Кубанская Государственная Академия

физической культуры

Защита состоится " м- '¿/¿он& 199 6_г. в- часов на

заседании диссертационного совета К.113.34.02. в Адыгейском государственном университете по адресу:

352700, г. Майкоп, ул. Первомайская, 208

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Адыгейского государственного университета.

Автореферат разослан "«? У" а Я_1996 г.

Ученый секретарь ^

специализированного совета,

кандидат педагогических наук. * _/ М.Р.Кудаев

доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. На современном этапе развития общества проблема содержания высшего образования приобрела особую остроту. Сегодня уже не является спорным вопрос о том, что содержание образования, его структура, особенно набор учебных предметов, их распределение в часах, разработаны недостаточно. Об этом свидетельствует и тот факт, что в обширной педагогической литературе до последнего времени не было монографических работ, посвященных основам теории содержания образования и его структуры, хотя отдельные вопросы затрагивались во многих работах (Дж. Брунер, 1962; И.И. Логвинов, 1968; A.B. Лотоненко, 1980; Ю.Г. Травин, 1981).

В последние годы проблема оптимального набора учебных предметов, их объема в часах, в частности, по специальности 03.03 "Физическая культура", обсуждалась неоднократно. Включены новые предметы (вале-ология, информатика, вычислительная техника и т.д.) за счет сокращения общего объема учебно-аудиторных часов, в том числе и спортивно-педагогического цикла. Не оспаривая необходимость некоторой реконструкции учебного плана, что соответствует современной тенденции реформирования высшего образования, следует отметить, что качество профессиональной двигательной подготовки выпускников факультетов физической культуры значительно снизилось.

Сказанное в полной мерс относится к гимнастике - учебному предмету, чрезвычайно богатому структурно-разнообразными упражнениями. Сокращение часов по разделу "Гимнастика с основами акробатики и методикой преподавания" (в 1982 году на весь период обучения учебным планом специальности 2114 "Физическое воспитание" определялось 412 часов, в 1988 году - 270, в 1994 году - 236) обусловило необходимость поиска наиболее эффективных методик подготовки студентов. Объем часов, определенный учебным планом 1994-1995 гг. на освоение программы курса "Гимнастика с основами акробатики и методикой преподавания", исключает,при использовании традиционных форм организации учебного процесса, возможность подготовки специалистов с высоким двигательным, гимнастическим, потенциалом. Более того, тенденция к резкому снижению качества двигательно-координационных способностей в процессе обучения гимнастическим упражнениям, имея в виду их универсальный характер, оказывает негативное влияние на освоение техники двигательных действий всего цикла спортивно-педагогических дисциплин (Ю.В. Менхин, 1989).

Одним из факторов, способствующих повышению эффективности учебного процесса по гимнастике, может стать его интенсификация за счет внедрения универсальных, но простых в исполнении технических средств класса "Машин управляющего воздействия" (МУВ) (Ю.Т. Черкесов, 1979). Ю.Т. Черкесов (1976, 1979, 1993) и его ученики (A.M. Доро-

нин, 1992; В.И.Жуков, 1992; А.И. Мацко, 1993; В.А. Сланко, 1993) док; зали эффективность использования в тренировочном процессе отдельны переменных режимов сопротивления в некоторых видах спорта. Вместе тем нет материалов исследования полезности метода комплексного, вар* ативного использования переменных режимов сопротивления в учебне тренировочных занятиях по гимнастике с основами акробатики на фг культете физической культуры.

Все выше сказанное позволяет утверждать, что тема нашего диссер тационного исследования является актуальной.

ОБЪЕКТОМ исследования являлись двигательные способност студентов факультета физической культуры на занятиях гимнастикой основами акробатики.

ПРЕДМЕТ исследования - изучение двигательных способности студентов факультета физической культуры в традиционных и нетради ционных условиях проведения занятий по гимнастике с основами акроба тики.

ЦЕЛЬ. Совершенствование методики преподавания курса гимна стики с основами акробатики на факультете физической культуры.

ГИПОТЕЗА. Предполагалось, что комплексное вариативное при менение переменных режимов сопротивления (убывающий, возрастаю щий, постоянный и возрастающе-убывающий) будет способствовать боле! эффективному, быстрому и прочному формированию специальных двига тельных способностей студентов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

1. Впервые установлены особенности проявления двигательны) способностей студентов при освоении гимнастических упражнений в связи с изменениями объема часов в учебном плане по специальности 03.03 "Физическая культура" для педагогических факультетов физическогс воспитания.

2. Впервые предложены и сконструированы пружинное устройстве для развития мышц ног и туловища и пружинное устройство для вертикальных и горизонтальных тяг, предназначенные для создания мышцам переменных режимов сопротивлений.

3. Впервые исследованы особенности проявления силы тяги, электрической активности и работы мышц в первой и второй половинах суставного движения с преодолением режимов убывающего, возрастающего, постоянного и возрастающе-убывающего сопротивления, создаваемых пружинным устройством.

4. Впервые предложена методика проведения учебно-тренировоч-

ных занятий по гимнастике с основами акробатики в условиях комплексного вариативного использования переменных режимов сопротивления и обоснована ее эффективность.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные результаты исследований углубляют знания в области физической культуры по применению технических средств обучения (в частности, машин управляющего воздействия) и вариативных методов тренировок.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Методика комплексного вариативного применения переменных режимов сопротивления, создаваемых устройствами управляющего силового воздействия, может эффективно использоваться при организации учебно-тренировочного процесса в цикле спортивно-педагогических дисциплин факультетов физической культуры вузов, а также в системе общеобразовательных школ и средних специальных учебных заведений. Доказано, что комплексное вариативное использование переменных режимов сопротивлений, создаваемых пружинными устройствами управляющего силового воздействия, значительно сокращает сроки специальной силовой подготовки, а также повышает способности дифференциации мышечных усилий (напряжений), что весьма важно для освоения гимнастических упражнений.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ :

1. Количественные показатели, характеризующие особенности проявления двигательных способностей студентов по освоению гимнастических упражнений в связи с изменениями объема часов в учебном плане по специальности 03.03. "Физическая культура" для педагогических факультетов физического воспитания.

2. Методические приемы по управлению внешним силовым воз-деяствие.м с использованием пружинного устройства.

3. Особенности проявления биомеханических характеристик (сила, работа и электрическая активность мышц) движений, обусловленные регулирующим воздействием переменных режимов сопротивления, создаваемых пружинными устройствами.

4. Методика проведения занятий по гимнастике с основами акробатики в условиях комплексного вариативного применения переменных режимов сопротивления, более эффективная по сравнению с традиционной.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц и 11 рисунков. Список литературы включает в себя 177 документов, в том числе 17 работ на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ'

В работе были поставлены следующие задачу:

1. Изучить динамику выполнения нормативных требований по гимнастике студентами факультета физической культуры.

2. Разработать комплекс технических средств (тренажеров) вариативного силового воздействия и изучить возможности непрерывного (бездискретного) регулирования активности мышц при выполнении упражнений с преодолением различных переменных режимов сопротивления.

3. Разработать методику применения технических средств вариативного силового воздействия. Обосновать эффективность комплексного вариативного применения различных переменных режимов сопротивления на занятиях гимнастикой со студентами факультета физической культуры.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

1. Обобщение и анализ научно-методической литературы.

2. Патентный поиск.

3. Педагогические наблюдения.

4. Комплексная инструментальная методика (хронометрирование; тестирование двигательной подготовленности; динамометрия; электромиография; гониография; регистрация перемещения).

5. Педагогический эксперимент.

6. Методы математической статистики.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Уровень двигательной подготовленности студентов оценивался £ помощью контрольных упражнений, традиционно используемых в тестировании гимнастов (Ю.К. Гавердовский, 1985; Ю. Менхин, 1989). Тестирование осуществлялось в начале учебного 1994/95 (сентябрь), в середине (после первого полугодия - январь) и в конце учебного года (май).

Для установления особенностей проявления мышечных напряжений (режимов работ), создаваемых тренажерным устройством управляющего силового воздействия, и электрической активности двуглавой мышцы плеча при сгибании руки в упоре, а также силы тяги в начале и конце движения применены методы электромиографии, динамографии и гони-ографии (Рис. 1).

Метод педагогического эксперимента организован для выявленш режимов сопротивления и облегчения, создаваемых пружинным устройством, а также для разработки методики вариативного использования искусственно создаваемых переменных режимов сопротивления с целью

Электромиограф

Регистрирующее устройство

6

Блок усилителей

/

/3

Г \ / 1

/7

к. /

Рис. 1.

Блок - схема узла переменного сопротивления и автоматизированного комплекса для регистрации силы тяги и электрической активности мышц

1 - Узел переменного сопротивления. 2 - Электроды. 3 - Гониометр. 4 - Тросик. 5 - Электромиограф. 6 - Блок усилитель. 7 - Регистрирующее устройство. 8 - Датчик силы

двигательной подготовки студентов на занятиях гимнастикой.

Обработке подвергались значения следующих характеристик:

- работы ( в процентах), производимой в цервой и второй фаза движения (Рис. 2);

- силы тяги в начале и в конце движения;

- площадей огибающей электромиограммы (ОЭМГ) по фазам дви жения в процентных соотношениях.

р

0

1 фаза 2 фаза Б

Рис. 2.

График типичного проявления силы тяги (Р) двуглавой мышцы плеча от перемещения (Б) при выполнении сгибания предплечья на пружинном устройстве управляющего силового воздействия в режиме убывающего сопротивления.

Обработка полученных результатов осуществлялась с использованием методов математической статистики. Производился расчет средних арифметических значений и средних квадратичных отклонений. Достоверность различия определялась по критерию Фишера и Уилкоксона. Полученные результаты обрабатывались на компьютере 1ВМ-386.

Патентный поиск проводился для установления отличительных особенностей разработанных конструкций, устройств управляющего силового воздействия (УУВ), и оформления заявок на предметы изобретения.

На первом этапе исследований нами создавались пружинные устройства класса "Машин управляющего воздействия" (МУВ) (Ю.Т. Черкесов, 1993). непрерывно регулирующие внешнее сопротивление. Затем, на втором этапе, исследовались отличительные особенности работы этих устройств по созданию различных переменных режимов сопротивления.

Исследование особенностей проявления силы тяги и электрической активности двуглавой мышцы плеча, при выполнении сгибания руки, осуществлялось с участием одного и того же спортсмена. Этим достигалась максимально точная картина действия разработанных нами и заявленных, как предметы изобретения, устройств.

Для регистрации силы тяги, электрической активности двуглавой мышцы плеча и установления режимов сопротивления, создаваемых вышеназванными устройствами, использовался автоматизированный комплекс (Рис. 1.), состоящий из узла переменного сопротивления 1; электродов 2, закрепляющихся на двуглавой мышце плеча; датчика угловых перемещений 3; скользящего тросика 4; электромиографа 5; четырехка-нального блока-усилителя 6; регистрирующего устройства 7 и датчика силы 8.

Исследование изменения сопротивления пружинного устройства управляющего воздействия класса МУВ, а также отличительных особенностей проявления силы тяги и электрической активности двуглавой мышцы плеча при выполнении сгибания предплечья осуществлялось путем перестановки пружинных амортизаторов и, тем самым, изменения плеча силы сопротивления. Это в свою очередь обусловливало четыре режима нагружения мышц (убывающий, возрастающий, постоянный и воз-растающе-убывающий). Исследование биомеханических параметров взаимодействия спортсмена и данного устройства осуществлялось с использованием методики, разработанной в НИЛ "Биотехника" Адыгейского государственного университета под руководством Ю.Т. Черкесова. Для удобства сравнительного анализа режимов мышечных напряжений на протяжении всего двигательного акта (сгибание предплечья из горизонтального положения) по результирующей, огибающей электромиограммы (ОЭМГ), нами были выделены две основные фазы движения соответствующие первой и второй половинам углового изменения (Рис. 2.). Они характеризуют особенности проявления силы тяги и электрической активности двуглавой мышцы плеча при различных режимах сопротивления в начале и конце упражнения.

За начало ОЭМГ принималось визуально определяемое изменение кривой огибающей электрической активности мышц на миллиметровой ленте. Граница первой и второй фаз движения определялась расчетом срединного значения изменения угла в локтевом суставе.

Задачей данного этапа исследования являлось изучение биомеханических и электромиографических параметров сгибания руки с применением пружинного устройства.

Регистрация и обработка выше названных характеристик осуществлялись следующим образом.

После закрепления гониометрического датчика на локтевом суставе и электродов на двуглавой мышце плеча, испытуемый в исходном положении устанавливает руку (правую) на рабочий стол с мягким покры-

тием в выпрямленном положении ладонью вверх, захватывает ручку, соединенную скользящим тросом с узлом переменного сопротивления пружинного устройства. С включением регистрирующего устройства 5 начинается сгибание руки в локтевом суставе с преодолением одного из режимов сопротивления.

Для установления особенностей регулирования биомеханических параметров устройством управляющего силового воздействия сравнивались следующие показатели:

- процентное соотношение интегральных значений электрической активности двуглавой мышцы плеча (ОЭМГ) по фазам;

- абсолютные значения силы тяги в начале и конце движения;

- процентное соотношение выполненной работы в первой и второй фазах.

После расчетов значений исследуемых характеристик проводился статистический анализ различий параметров движений в четырех режимах сопротивления.

Основной педагогический эксперимент проводился на базе факультета физической культуры Кабардино-Балкарского государственного университета. Участники эксперимента были разделены на две контрольных и две экспериментальных группы по принципу случайной выборки. Показатели возраста, веса и роста определяли примерную однородность этих групп.

В эксперименте приняли участие студенты 1-2 курсов педагогического факультета физической культуры (всего 75 человек). Эксперимент длился 7 месяцев: с октября 1994 года по 5 мая 1995 года, с перерывом на период зимней зачетно-экзаменационной сессии. Занятия в экспериментальных и контрольных группах проводились два раза в неделю.

Учебно-тренировочные занятия в контрольных группах проводились по традиционной методике, при которой последние 15-20 минут основной части занятия выделялись на совершенствование специальных двигательных способностей студентов (силовая, скоростно-силовая и координационная) с использованием, в качестве развивающих приспособлений, снарядов гимнастического многоборья (перекладина низкая и высокая; брусья параллельные; конь с ручками; канат; кольца; гири; набивные мячи и др.).

В экспериментальных группах в последние 15-20 минут основной части урока, развитие силовых, скоростно-силовых и координационных способностей студентов осуществлялось на пружинных устройствах управляющего силового воздействия с серийным (в каждой серии по 9 занятий) комплексным вариативным использованием режимов сопротивлений в следующей последовательности :

Первая серия - возрастающий, убывающий, постоянный, возраста-юще-убывающий;

Вторая серия - возрастающе-убывающий, постоянный, убываю-

щий, возрастающий;

Третья серия - постоянный, возрастающе-убывающий, возрастающий, убывающий;

Четвертая серия - убывающий, возрастающий, возрастающе-убы-вающий, постоянный.

Внутри серий вариативность режимов сопротивлений регулировалась с учетом содержания и задач учебно-тренировочного занятия.

Задаваемое количество повторений в одном подходе определялось опытным путем, так, чтобы занимающийся мог выполнить упражнение 68 раз.

Содержание учебно-тренировочных занятий, как в экспериментальных, так и в контрольных группах, определялось требованиями действующей программы по гимнастике с основами акробатики и методикой преподавания специальности 03.03. "Физическая культура".

Адекватность нагрузки возможностям студентов оценивалась визуально, по внешним признакам (тремор мышц, частота дыхания и т.д.) и по ЧСС (частоте сердечных сокращений).

Эффективность комплексного вариативного использования переменных режимов сопротивления в процессе учебно-тренировочных занятий по гимнастике выявлялась по результатам прироста показателей в таких упражнениях, как подтягивание в висе на высокой перекладине, тройной прыжок вперед с места, становая сила (динамометрия), дифференциация межмышечных напряжений (кистевая динамометрия).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Уровень двигательных способностей студентов 1-4 курсов при сдаче контрольных нормативов по гимнастике.

Как видно из Рис. 3 и Таблицы № 1 наибольшее снижение силовой подготовленности студентов обнаружено в 1994-95 уч. году, когда в результате перехода на новые учебные планы в связи с многоуровневой системой подготовки и государственным стандартом образования, объем часов, выделяемых на освоение курса гимнастики, был сокращен до 236. Так, в 1981-82 уч. году контрольные нормативы по СФП с оценкой "отлично" и "хорошо" сдали 86,9 % студентов, в 1988-89 - 76,6 %, в 1994-95 - 61,7 %. Различия статистически достоверны при р < 0,05.

Описание и принцип работы пружинных устройств управляющего силового воздействия.

Нами сконструированы и созданы пружинное устройство для вертикальных и горизонтальных тяг (ПУВГТ) и пружинное устройство для развития силы мышц ног и туловища (ПУРС-НТ). Изучены возможности принудительного управляющего силового воздействия их на человека в процессе выполнения двигательных действий. Ввиду идентичности конст-

/о Объем часов

100 412 86.9 270

76.6

50 61,7

0

84,2

81-82 88-89 94-95

Рис. 3.

Учебный год

Динамика силовой и скоростно-силовой подготовленности студентов по годам обучения

Таблица № 1

Результаты сдачи контрольных нормативов (СДП) студентами на "хорошо" и "отлично" по годам обучения в процентах.

Учебный год X + ш (%> Достоверность различий при р < 0.05

1 2 3 4

81-82 1 86.9 0.21 < < >

88-89 2 76.6 0.25 > <

94-95 Контрольная группа 3 61.7 0.44 <

Экспериментальная группа 4 84.2 0.20

руктивных особенностей и воздействия на спортсмена, мы ограничимся описанием одного из них - ПУВГТ.

Пружинное устройство для вертикальных и горизонтальных тяг (ПУВГТ) предназначено для развития силы мышц в условиях преодоления различных переменных режимов сопротивления при выполнении

вертикальных и горизонтальных тяг.

Оно состоит из стойки 1 (Рис. 4), закрепленной на основании 2. На верхней части стойки 1 приварен кронштейн 3, на котором в свою очередь закреплены ползуны 7, 8, 9. На ползуне 7 закреплен, с возможностью

Ч

Рис. 4.

Пружинное устройство для вертикальных и горизонтальных тяг

(ПУВГТ).

вращения во фронтальной плоскости, рычаг 10. Ползун 8 содержит упор 11, а к ползуну 9 жестко приварен рычаг 12. Для закрепления пружин на рычагах 10 и 12 предусмотрены отверстия. В ПУВГТ предусмотрен блок 13, который может закрепляться с помощью зацепа 14 в разные отверстия на рычаге вращения 10, что позволяет изменять величину сопротивления. Трос 15 закреплен одним концом на кронштейне 3, а другой его конец огибает блоки 13 и 4 и соединяется с рукояткой 16. Использование системы блоков 4, 13 и троса 15 позволяет при меньшем вращении рычага 10 осуществлять большее перемещение рукоятки 16. Второй трос 17, который используется при выполнении тяг в горизонтальной плоскости, соединяется одним концом с первым тросом 15, а вторым, огибая блок 18, расположенный в нижней части стойки 1, закрепляется на рукоятке.Меж-ду рычагами 10 и 12 закрепляются пружины 20.

Перед работой на ПУВГТ необходимо цифрами обозначить отверстия на подвижном и неподвижном рычагах 10 и 12 и направляющей стойке 6.

Принцип работы ПУВГТ поясним на примере выполнения вертикальных тяг в положении сидя. Перед выполнением упражнения занимающийся закрепляет пружины на рычагах ближе к направляющей стойке 6, садится на сиденье 5, захватывает рукоятку 16 и осуществляет тягу сверху вниз с последующим возвращением рукоятки в исходное положение. Постепенно увеличивая расстояние, методом динамометрии определяет максимум сопротивления, которое он может преодолеть, и соответствие расположения пружин данной величине сопротивления.

Максимум сопротивления, преодолеваемого спортсменом на данном устройстве при соответствующих положениях пружин, принимается за 100 % нагрузки.

Изменением положения пружин, согласно вариантам исследования, устанавливаются соответствующие абсолютные и относительные значения силы сопротивления устройства. После этого строится график зависимости силы сопротивления ПУВГТ от перемещения рукоятки в начале, середине и конце движения. По такому же принципу устанавливаются особенности изменения сопротивления при разных расположениях пружин: а) между рычагами и б) между рычагом вращения и направляющей стойкой 6.

Первый вариант исследования ПУВГТ £?ис. 4а). Рычаги 10 и 12 расположены параллельно по отношению друг к' другу. Две пружины закреплены параллельно направляющей стойке 6 на расстоянии, соответствующем максимальному сопротивлению, которое может преодолевать занимающийся. Затем, перезакрепляя дальнюю пружину в отверстия рядом с ближней пружиной, со стороны направляющей стойки 6, определяем сопротивление в начале, середине и конце упражнения. Таким образом, переставляя концы пружин до максимального ърс сближения со стойкой 6, устанавливают сопротивление необходимой величины. Исследование со-

Рис. 4в

Рис. 4г

противления ПУВГТ важно для правильного подбора тренировочной нагрузки и построения тренировочного процесса.

Второй вариант исследования ПУВГТ (Рис. 46). В этом случае расположение пружин в исходном положении соответствует первому варианту (Рис. 4а). Особенность исследования сопротивления устройства заключается в том, что последовательно переставляют только верхние концы пружин в отверстия рычага вращения 10, ближе к направляющей стойке 6, и устанавливают в каждом случае изменение сопротивления устройства.

Третий вариант исследования ПУВГТ (Рис. 4в). Верхние концы пружин закреплены на рычаге вращения 10 ближе к его свободному концу (или на самом конце). Нижние концы пружин прикреплены к неподвижному рычагу 12 ближе к направляющей стойке 6. Суть исследования заключается в установлении особенностей изменения сопротивлений, создаваемых ПУВГТ, при удалении нижних концов пружин от направляющей стойки 6 по отверстиям неподвижного рычага 12.

Четвертый вариант исследования ПУВГТ (Рис. 4г). В этом варианте верхние концы пружин закреплены на рычаге вращения 10 ближе к его свободному концу (или на самом конце). Нижние концы закреплены на направляющей стойке ближе к ее основанию. Устанавливают величину сопротивления устройства при таком исходном положении пружин. Затем переставляют верхние концы пружин на рычаге вращения в сторону сближения (до максимума приближения) с направляющей стойкой 6 и вновь регистрируют сопротивление устройства.

Пятый вариант исследования ПУВГТ (Рис. 4д) отличается от четвертого тем, что рычаг вращения 10 находится под углом, меньшим, чем 90 градусов, по отношению к направляющей стойке 6.

Для более четкого представления об особенностях работы ПУВГТ и повышения удобства использования устройства, строится график зависимости величин сопротивления от перемещений рукоятки при разных вариантах расположения пружин от стойки 6, а также регистрируется сила тяги мышц.

Общим положением для всех случаев исследования данного устрой-

8 10 12 14 16 18 20

9 И 13 15 17 19 21

Рис. 4д

ства является создание таких условий его действия, при которых достигался бы одинаковый максимум сопротивления, независимо от того, на каком участке выполнения упражнения это происходит (в начале, середине или конце движения).

Исключительным отличием данного устройства от ранее предложенных является то, что появившаяся возможность разного расположения пружин между подвижным и неподвижным рычагами и стойкой 6 позволяет создавать мышцам спортсмена различные переменные режимы сопротивления.

Особенности регулирования двигательными действиями в пространстве в условиях использования переменных режимов сопротивления, создаваемых пружинным устройством управляющего воздействия

Целью настоящего эксперимента являлось установление особенностей регулирования таких двигательных характеристик как электрическая активность и сила тяги мышц в пространстве в условиях использования узла переменных сопротивлений устройства ПУВГТ.

В результате регистрации и обработки биомеханических параметров движения выяснилось, что узел вариативного воздействия, создавая различные переменные режимы сопротивления, оказывает испытуемым управляющее силовое воздействие.

Убывающий режим сопротивления (Табл. № 2) характеризуется значительной силой тяги в начале движения (539 Н) и существенным снижением усилий (до 176,8 Н) к его окончанию. Процентные значения площадей огибающей электромиограммы по фазам движения составляет 60,6% в первой фазе и 39,4% - во второй.

Постоянный режим сопротивления характеризуется равномерным распределением усилия как в первой, так и во второй фазах движения. Сила тяги (Н) в начале и в конце первой и второй фаз движения практически одинакова - 340 н. Объем мышечной работы в первой и второй фазах в процентах составляет соответственно 50,1 % и 49,9% (Р>0,05). Процентные значения ОЭМГ- 49,5% в первой фазе и 50,5% - во второй. Различия электрической активности мышц по фазам при выполнении сгибания руки в локтевом суставе с преодолением постоянного режима сопротивления, не существенны.

Возрастающий режим сопротивления характеризуется невысокой силой тяги в начале движения (257 Н) и значительным ее увеличением к концу второй фазы (673 Н). Процентное значение объема мышечной работы в первой фазе составило 39,1 %, во второй - 60,9%.

Изменение параметров площадей ОЭМГ происходит также по нарастающему принципу. Так, в первой фазе движения значение ОЭМГ составило 40,7%, а во второй - 59,3%.

Суммарное значение ОЭМГ равно 298 у.е.

Таблица №

Средние значения силы тяги, работы и электрической активности двуглавой мышцы плеча при различных переменных режимах сопротивления, создаваемых пружинным устройством управляющего воздействия

Наименование характеристик Режимы сопротивления и фазы движения (1 / 2) Достос п верность разли чий оир< 0.05

Убывающий Возрастают. Jlocitio- 1 Возрас/ янный I убыв. 1-2 1-3 1-4 2-3 2-4 3-

1 2 3 4

X + т Х+т Х + т Х + т

Сила тяги в фазах (Н) 539.2 84.9 257.6 52.3 334.4 | 192.7 109.3 1 59.1 < < < < < <

176.8 43.6 673.6 59.6 340.0 106.3 173.2 41.9

Работа в фазах (%) 61.1 6.80 39.1 4.8 50.1 0.19 50.7 0.9 < < < < <

38.9 6.90 60.9 4.7 49.9 0.19 49.3 0.9

Огибающая электромиог- раммы в фазах (%) 60.6 8.00 40.7 4.9 49.5 3.76 50.5 0.83 < < < < < 5

39.4 8.00 59.3 5.2 50.5 2.76 49.5 0.83

При возрастающе-убывающем режиме сопротивления сила тяги начале движения (первая фаза) равна 192.7 Н, а в конце второй фазы 173.2 Н. Однако, в отличие от постоянного режима сопротивления, возр стающе-убывающий создает резкое увеличение силы тяги к середине дв: жения.Объем мышечной работы в процентах в первой и второй фазах с ставил соответственно 50,7% и 49,3%. Относительные значения ОЭМГ первой фазе 50,5%, во второй - 49,5%. Однако, и сила тяги, и ОЭМГ ре ко возрастают к середине движения. Изменение площадей ОЭМГ тао происходит по резко возрастающему и убывающему принципу.

Проведенные экспериментальные исследования показывают, ч' разработанные пружинные устройства оказывают управляющее силов! воздействие.

Таким образом, вариативный метод использования переменных р жимов сопротивления, создаваемый тренажерными устройствами упраЕ

ляющего силового воздействия типа ПУРС-НТ и ПУВГТ, создает оптимальные возможности для существенного повышения эффективности силовой подготовки студентов на занятиях гимнастикой.

Результаты апробации методики проведения учебных занятий по гимнастике с основами акробатики в условиях комплексного вариативного использования переменных режимов сопротивления.

Силовая подготовка. После завершения педагогического эксперимента, в конце учебного года показатели мышечной силы (динамометрия становая, подтягивание в висе) улучшились во всех группах.

Однако анализ динамики прироста средних значений показателей в контрольных группах достоверных различий не выявил (См. Таблицу № 3). В экспериментальных группах значителен статистически достоверный прирост мышечной силы, по сравнению с контрольными группами.

Скоростно-силовые качества. Проведенный педагогический эксперимент показал статистически достоверный прирост показателей скоро-стно-силовых качеств в экспериментальных группах, а в контрольных группах прирост результатов - не существенен.

Координационные способности (дифференциация межмышечных напряжений).

Результаты исследования дифференцировки мышечных напряжений (кистевой динамометр) показывают существенное ее улучшение в экспериментальных группах, и в то же время обнаружено некоторое ухудшение результатов в контрольных группах (Табл. № 3).

Результаты сдачи зачетов и экзаменов в контрольных и экспериментальных группах подтверждают эффективность предложенной методики. На первом курсе из 18 человек в контрольной группе зачет с первой попытки сдали - 11, что составляет 60%, в экспериментальной группе из 20-17 человек, что составляет 85%.

На втором курсе из 19 человек контрольной группы экзамен с первой попытки сдали 14, (73,3%), в экспериментальной группе из 18 человек сдали экзамен - 16. (88%).

Анализ полученных результатов позволяет считать, что метод комплексного вариативного использования переменных режимов управляющего силового воздействия, создаваемых тренажерными устройствами типа ПУВГТ и ПУРС-НТ, оказывает положительное влияние на специальную физическую подготовку студентов в цикле спортивно-педагогических дисциплин, улучшает их функциональное состояние, способность к дифференцированию мышечных напряжений, координации движений и силовую подготовку.

Таблица № 3

Результаты основного педагогического эксперимента

Наименование тестов Контрольная группа Экспериментальная группа Дост оверн ость различий (при р < 0.05

До экспер. После экспер. До экспер. После экспер.

X ± ш X + ш 1-2|1-3|2-4|3-4

Курс 1 (38 человек)

18 человек 20 человек

1. Динамометрия становая (кг) 120.2 4.8 119.0 4.3 121.0 2.3 128.6 2.0 > > I < <

2. Подтягивание в висе (раз) 8.9 0.6 10.9 0.6 8.0 0.4 13.0 0.2 > I > < <

3. Дифференциация мышечных усилий (ки-стев.динам.) 0.55 0.75 2.6 0.33 4.16 0.71 1.3 0.2 > I > 1 < <

4. Тройной прыжок в длину с места (см) 658 7.0 661 3.1 639 5.0 669 5.0 > I > I < <

Курс 2 (37 человек)

19 человек 18 человек

1. Динамометрия становая (кг) 129.2 1.5 131.0 1.3 123.1 2.0 134.0 1.5 < <

2. Подтягивание в висе (раз) 11.6 0.8 13.0 0.7 10.7 0.4 15.1 0.55 < > < <

3. Дифференциация мышечных усилий (ки-стев.динам.) -0.9 0.6 -0.91 0.4 1.0 0.8 0.0 0.1 > > < <

4. Тройной прыжок в длину с места (см) 659 8.6 662 8.5 662 6.7 678 8.2 > > < <

Всего по 1 и 2 курсу (75 человек)

37 человек 38 человек

1. Динамометрия становая (кг) 123.5 2.8 125.0 2.8 122.5 2.1 131.3 1.7 > > < <

2. Подтягивание в висе (раз) 10.2 0.7 11.9 0.66 9.4 0.4 14.5 0.52 > > < <

3. Дифференциация мышечных усилий (ки-стев.динам.) 1.45 0.66 1.76 0.38 5.58 0.75 0.65 0.15 > > < <

4. Тройной прыжок в длину с места (см) 658.5 7.8 661.5 5.8 650.5 5.8 673.5 6.62 > > < <

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ программы курса "Гимнастика с основами акробатики" специальности 03.03. "Физическая культура", осуществленный нами и другими авторами (М. Укран, 1969; A.M. Шлемин, 1975; Ю.В. Менхин, 1989) показывает, что в основе базовой подготовки, способной обеспечить безусловное освоение студентами раздела "Гимнастики с основами акробатики", должно лежать развитие скоростной, статической силы и двигательных координационных способностей.

В гимнастике для развития силовых способностей используют две принципиально различные методики (Ю.В. Менхин, 1989; A.B. Хилл, 1973): методика упражнений с сопротивлениями и на снарядах гимнастического многоборья и методика электростимуляции.

Метод электростимуляции в настоящее время не получил широкого распространения из-за дорогостоящей аппаратуры и отсутствия подготовленных кадров.

Что касается метода упражнений с отягощениями и на снарядах гимнастического многоборья, то он предполагает развитие силовых качеств с помощью специально подобранных двигательных заданий.

В практике силовой подготовки гимнастов традиционно используются следующие методы развития силовых качеств: метод статических упражнений, метод скоростно-силовых упражнений, метод силовых движений (медленный "жим").

Однако практикой подтвержденная эффективность данных методов силовой подготовки требует довольно продолжительного времени, которого учебный план не предоставляет.

Анализ результатов наших исследований показывает, что уровень специальной силовой подготовленности студентов факультетов физической культуры в последние годы стал резко снижаться и оказался недостаточным для качественного освоения программы по гимнастике с основами акробатики (Табл. № 1, Рис. 3).

Причиной тому явилась тенденция к сокращению объема часов, выделяемого учебным планом специальности по гимнастике.

В этой связи возникает необходимость поиска новых, более эффективных средств и методов, применяемых в учебно-тренировочном процессе курса гимнастики с основами акробатики на факультете физической культуры.

С целью реализации названной потребности решалась задача: разработать адекватную цели исследования методику проведения учебно-тренировочных занятий по гимнастике, которая позволила бы обеспечить эффективную силовую и скоростно-силовую подготовку студентов без увеличения объема часов.

Анализ действия ранее разработанных, созданных и апробированных УУВ и МУВ показал, что использование переменных режимов сопро-

тивлений, создаваемых ими, значительно повышает возможности развития силовых и скоростно-силовых качеств подготовки занимающихся (Ю.Т. Черкесов, 1976, 1993; A.M. Доронин, 1992; В,.И. Жуков, 1992; В.А. Сланко, 1993, А.Н. Мацко, 1994).

Вместе с тем, исследования по экспериментальному обоснованию эффективности данного типа тренажерных устройств ограничивались сферой легкой и тяжелой атлетики; частично проводились на уроках физической культуры общеобрзовательных школ.

Однако мы не нашли сведений, отражающих особенности выполнения упражнения с использованием более информативных характеристик, таких, как биоэлектрическая активность мышц и мышечная работа при преодолении сопротивлений возрастающего характера, убывающего, постоянного и возрастающе-убывающего.

Отличительными достоинствами предложенных пружинных устройств (ПУВГТ и ПУРС-НТ) являются портативность, малая грузоем-кость, легкость пользования ими. Кроме того, преимуществом данных устройств является еще то, что можно легко и быстро перестроить их работу с одного режима на другой, изменения расположение пружин между подвижным и неподвижным рычагами.

Проведенное исследование проявления силы и электрической активности мышц в упражнениях позволило установить, что предложенное техническое решение является более совершенным и полнее соответствует запросам спортивной практики. Использование пружин вместо грузовых дисков позволяет избежать явлений инерции и более точно регулировать нагрузку, независимо от скорости выполняемого движения.

Анализ результатов исследования узла переменных сопротивлений дает основание утверждать, что ПУВГТ и ПУРС-НТ создают четыре режима сопротивления. При этом выявлено, следующее:

1. Убывающий режим сопротивления характеризуется значительной силой тяги, меньшей скоростью перемещения в начале движения и возрастающим снижением силы тяги к концу движения с одновременным увеличением скорости. Возможность регулировать силу тяги в начале движения и возрастание скорости к его окончанию, т.е. возможность вариативного воспроизводства любых параметров мышечных усилий от начала движения до его окончания, обусловливает развитие такого скоро-стно-силового качества как способность к мощному начальному напряжению, являющуюся ключевой при выполнении основного набора гимнастических упражнений скоростно-силового характера.

2. Возрастающий режим сопротивления характеризуется невысоко£ силой тяги в начале движения и значительным ее увеличением к концу В тяге с возрастающим режимом сопротивления занимающийся имее: возможность для проявления большей силы к окончанию движения, при чем величину проявляемой силы тяги и скорости можно регулировать из бирательно, путем простой перестановки пружинных амортизаторов.

Изменение параметров площадей ОЭМГ в первой и второй фазах движения происходит по нарастающему признаку, практически воспроизводится характер изменения параметров силы тяги.

3. Как показали исследования, постоянный режим сопротивления, позволяет создавать условия для равномерного проявления величины работы и ОЭМГ как в первой, так и во второй фазах движения, аналогично тому, как это проявляется при возрастающе-убывающем режиме.

Обобщая вышесказанное, можно утверждать, что разработанные и апробированные тренажерные устройства типа ПУВГТ и ПУРС-НТ создают различные переменные режимы сопротивлений, использование которых способствует вариативному проявлению двигательных характеристик.

Проведенные исследования показывают, что пружинные устройства управляющего воздействия, как и ранее предложенные Ю.Т. Черкесовым (1993) машины управляющего воздействия (МУВ), относящиеся к новому классу технических средств, обладают большими возможностями для согласования внешних и внутренних (мышечных) сил, направленных на увеличение функциональных резервов организма и формирования двигательных способностей и умений в сравнении с традиционными методиками тренировки.

Педагогический эксперимент по определению эффективности методики комплексного вариативного применения различных переменных режимов сопротивления студентами факультета физической культуры выявил значительный прирост показателей силы и скоростно-силовой подготовленности у испытуемых экспериментальной группы. Достигнутое преимущество объясняется более рациональным распределением усилий при выполнении упражнений, направленных на развитие мышц-разгибателей бедра, голени и спины.

Убывающий режим сопротивления создает большую нагрузку мышцам нижних конечностей, спины и верхних конечностей, когда они находятся в растянутом положении при выполнении соответственно: разгибаний голени на скамье, становой тяги и сгибаний рук.

Возрастающий режим сопротивления позволяет создавать дополнительную афферентную импульсацию в момент максимального сокращения, что, по нашему мнению стимулирует развитие силовой выносливости, и способствует более значительному приросту числа сгибаний рук на перекладине.

Возрастающе-убывающий режим сопротивления оказывает влияние на результат в тройном прыжке, так как соответствует оптимальному проявлению биомеханических характеристик этого упражнения.

Улучшившийся показатель дифференциации мышечных усилий отражает устоявшееся в спортивной практике положение о том, что, чем больше объем освоенных движений и двигательных режимов, тем выше уровень двигательных дифференцировок.

Известно (Ю.Т. Черкесов, 1979; И.П. Ратов, 1982), что процесс подбора тренировочных упражнений рассматривается как создание рационального взаимодействия с внешними силами и использование сил гравитации и инерции в целях организации необходимых следовых процессов i организме.

Больший прирост результатов в экспериментальных группах мь связываем с особенностями комплексного вариативного воздействия нг мышцы при выполнении упражнений на тренажерах типа ПУВГТ i ПУРС-НТ.

Использование тренажерных устройств класса "Машин управляющего воздействия" (МУВ) в вузовском физическом воспитании, на факультетах физической культуры, дает возможность целенаправленно воздействовать на повышение качества спортивно-педагогической подготовки студентов, расширяет их знания в области применения ТСО. Совершенствование методики физического воспитания сопровождается вс£ более широким использованием технических средств и методов, направленных на оптимизацию процессов формирования, совершенствование двигательных навыков и управления эффектом упражнений. Эта тенденция должна проявляться, прежде всего, в создании разнообразных технических средств, совершенствовании традиционных методов физическогс воспитания. Тренажеры, искусственно создавая необходимые параметрь: движения, формируют нужные мышечно-двигательные ощущения и развивают необходимые двигательные способности (качества).

ВЫВОДЫ

1. Сокращение объема часов, предусмотренных учебным планом специальности 03.03 "Физическая культура и спорт" по разделу гимнастики с основами акробатики (в 1981-82 учебном году - 412 часов; в 198889 - 270 часов; в 1994-95 - 236 часов), обусловило снижение уровня двигательной подготовленности студентов.Так, на факультете физической культуры Кабардино-Балкарского государственного университета нормативы по специальной физической подготовке на "отлично" и "хорошо" i 1981-82 учебном году сдали 86,9%, в 1988-89 - 76,6%, а в 1994-95 -61,7% обучающихся.

В этих условиях возникает необходимость поиска более эффективных средств и методов организации учебно-тренировочного процесса студентов.

2. Предложенные пружинные устройства управляющего силовогс воздействия для развития мышц плечевого пояса и мышц - разгибателей туловища, разгибателей и сгибателей голени позволяют создавать переменные режимы сопротивления.

3. Использование убывающего, постоянного, возрастающего и воз-растающе-убывающего режимов сопротивления позволяет по-разному нг

различных участках движения регулировать проявление силы, работы и электрической активности мышц. Убывающий режим сопротивления способствует большему проявлению силы тяги в начале движения (539 Н) и существенному снижению усилий (до 176,8 Н) к его окончанию. Процентное соотношение площадей огибающей электромиограммы составляет 60,6 % в первой фазе и 39,4 % - во второй.

Постоянный режим сопротивления характеризуется равномерным распределением силы тяги , электрической активности и мышечной работы, как в первой, так и во второй фазах движения.

Возрастающий режим сопротивления сопровождается незначительным проявлением силы тяги (257 Н), объема работы (39,1 %) и электрической активности мышц (40,7 %) в начале движения и значительным увеличением этих параметров к концу второй фазы (673 Н; 60,9 % и 59,3 %).

Возрастагоще-убывающий режим сопротивления, в отличии от постоянного, создает резкое увеличение силы тяги к середине движения. Относительные значения работы и электрической активности мышц в первой и второй фазах проявляются равномерно, как и при постоянном режиме сопротивления.

4. Методика проведения занятий по гимнастике с основами акробатики в условиях комплексного вариативного применения переменных режимов сопротивления эффективнее, чем традиционная.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Ухудшение двигательных способностей студентов факультета физической культуры в связи с уменьшившимся объемом часов, предусмотренным в учебном плане, обусловливает необходимость разработки более эффективных методик проведения занятий по гимнастике с основами акробатики.

2. Методика проведения занятий по гимнастике с основами акробатики в условиях комплексного вариативного использования переменных режимов сопротивления, создаваемых пружинными устройствами управляющего силового воздействия, может быть внедрена в учебно-тренировочный процесс в цикле спортивно-педагогических дисциплин факультетов физической культуры вузов, а также в систему общеобразовательных школ и средних специальных учебных заведений.

Список работ,опубликованных по теме диссертации:

1. Некоторые вопросы повышения эффективности учебного процесса по физическому воспитанию школьников.- Нальчик: Изд-во КБГУ, 1982.- 2 п.л. (в соавт.).

2. Пружинное устройство для развития мышц ног и туловища // Проблемы совершенствования системы физического воспитания.- Нальчик, 1995 - С. 42-44 (в соавт.)

3. Устройство для развития силы мышц // Проблемы совершенствования системы физического воспитания,- Нальчик, 1995.- С. 45-48 (в соавт.)

4. Пружинное устройство для вертикальных и горизонтальных тяг // Проблемы совершенствования системы физического воспитания.Нальчик, 1995,- С. 50-55 (в соавт.)

5. Особенности проявления двигательных характеристик в связи с применением переменных режимов сопротивления // Проблемы совершенствования системы физического воспитания.- Нальчик, 1995.- С. 5560 (в соавт.)