MedBookAide - путеводитель в мире медицинской литературы
Разделы сайта
Поиск
Контакты
Консультации

Уткин В. Л. - Биомеханика физических упражнений

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
<<< НазадСодержаниеДальше >>>

рис. 22).

Помимо систематических погрешностей, результаты измерений искажаются случайными погрешностями. Случайные погрешности возникают в силу разнообразных причин, которые ни предсказать заранее, ни точно учесть невозможно. Случайные погрешности принципиально неустранимы. Однако, воспользовавшись методами ма-

1 Вопрос для самоконтроля знаний: сколько это «килограммов силы»? И еще вопрос: с какой силой спокойно стоящий человек воздействует на пол, если масса его тела 50 кг?

тематической статистики, можно количественно оценить величину случайной погрешности и учесть ее при объяснении результатов измерений.

Тестирование и педагогическое оценивание в биомеханике

В переводе с английского test означает «проба», «испытание». В биомеханике тестированием называется контрольное испытание человека, осуществляемое для определения его технической и тактической подготовленности. Можно сказать и так: тестирование — это косвенное измерение.

Измерение заменяют тестированием в двух случаях:

— во-первых, когда изучаемый объект недоступен прямому измерению;

— во-вторых, когда изучаемое явление не вполне конкретно.

Например, невозможно определить топографию работающих мышц и мышечную силу борца непосредственно во время схватки. Поэтому применяют косвенные измерения в тренировочных или лабораторных условиях.

Другой пример: правильнее говорить о тестировании двигательных качеств, чем об их измерении. Так, в итоге измерений, описанных в предыдущих разделах, получают показатели, лишь косвенно характеризующие двигательные качества, спортивно-техническое и спортивно-тактическое мастерство.

Чтобы педагог смог использовать результаты тестирования в своей практической деятельности, их подвергают педагогическому оцениванию, т. е. ставят оценку, выражая ее в очках или баллах. Для этого составлены специальные таблицы и шкалы педагогических оценок.

Качество теста

Точность тестирования оценивается иначе, чем точность измерения. При оценке точности измерения результат измерения сопоставляют с результатом, полученным более точным методом. При тестировании возможность сравнения полученных результатов с более точными чаще всего отсутствует. Поэтому нужно проверять не результаты тестирования, а качество теста. И проверку эту следует осуществлять еще до начала тестирования.

Качество теста зависит от его информативности и надежности.

Информативность показывает, в какой мере тест пригоден для оценки интересующего нас явления (например, одного из двигательных качеств, уровня технической подготовленности и т. п.).

Информативность иногда называют валидностью (от английского valid — действенный, имеющий силу; сравните: инвалидность — несостоятельность, недееспособность).

Различают информативность содержательную (логическую) и эмпирическую (определяемую экспериментально).

Содержательная информативность определяется «логически», из соображений здравого смысла. Например, высота прыжка — информативный показатель при контроле за техническим мастерством гимнастки, а цвет глаз — неинформативный. Но чаще всего необходимы методы определения эмпирической информативности, основанные на вычислении коэффициента информативности.

Коэффициент информативности — это коэффициент корреляции между результатами тестирования и результатами измерения критерия информативности. Критерием информативности может служить:

1) результат, показанный на спортивных соревнованиях;

2) спортивная квалификация;

3) экспертная оценка того качества, которое тестируется.

При биомеханическом контроле следует применять только те тесты, которые обладают высокой информативностью.

Приведем пример из биомеханического контроля в художественной гимнастике. Спортсменки выполняли прыжок «в шпагат». Качество прыжков оценивалось экспертами, и в то же время измерялись биомеханические характеристики: сила отталкивания, длительность фазы опоры и длительность фазы полета. Оказалось, что наибольшей информативностью обладает величина максимальной силы отталкивания: чем сильнее отталкивается спортсменка, тем (в среднем) выше качество прыжка. Коэффициент информативности этого показателя равен 0,70. Такая информативность в теории тестов оценивается как удовлетворительная. Информативность считается отличной, если коэффициент информативности равен 0,85 и выше.

Надежность теста — это степень совпадения результатов многократного тестирования одних и тех же людей в одних и тех же условиях.

Как и информативность, надежность оценивается по величине коэффициента корреляции. Коэффициентом надежности служит коэффициент корреляции между двумя рядами результатов, полученных при первом и втором тестировании группы людей. Надежность считается:

— отличной, если коэффициент надежности больше или равен 0,95;

- хорошей, когда 0,90^гн<0,95;

- удовлетворительной при 0,80^г((<0,90.

Отсюда название простейшего способа проверки надежности теста — метода повторного тестирования (или test-re-test метода).

Надежность имеет разновидности — воспроизводимость и объективность. Методом повторного тестирования проверяется воспроизводимость результатов тестирования. Воспроизводимость теста высока, если при втором тестировании спортсмены ранжируются так же, как при первом.

Объективностью (или согласованностью) теста называется степень независимости получаемых результатов от личных свойств человека, осуществляющего тестирование. Чем проще процедура тестирования, тем выше объективность теста. И наоборот, объективность теста снижается по мере повышения требований к квалификации человека, проводящего тестирование.

Так, высока объективность тестов комплекса ГТО, для проведения которых достаточно секундомера и рулетки. И значительно ниже, например, объективность тестов, в которых определяется экономичность техники и тактики, поскольку в этом случае нужно использовать достаточно сложные методы измерения энергетических затрат'.

Педагогическое оценивание

Педагогическое оценивание — завершающий этап процедуры тестирования. Оно необходимо потому, что на итоговую оценку результатов тестирования оказывают влияние пол и возраст человека, состояние здоровья, темпера-

1 О том, как определить коэффициенты надежности и объективности, можно прочитать в кн.: Уткин В. Л. Измерения в спорте (введение в спортивную метрологию).— М., 1978; Спортивная метрология/Под общ. ред. В. М. Зациорского.— М., 1982,

Тура воздуха и Другие показатели, характеризующие условия, в которых осуществляется биомеханический контроль.

Формирование шкалы педагогических оценок1 — дело чрезвычайно трудоемкое. Предположим, нужно разработать шкалу для оценки результатов тестирования детей, подростков, юношей в возрасте 10—18 лет (табл. 5). В каждую из восьми возрастных групп должно войти не менее 100—200 человек. При этом каждый испытуемый должен выполнить упражнение не менее двух раз. Легко подсчитать, что общее число измерений составит несколько тысяч, и, каким бы простым ни было упражнение, сбор необходимых сведений и их обработка отнимут мно-, го времени и труда. Затраты, однако, окупаются достоинствами полученной шкалы, относящейся к классу так называемых перцентильных шкал (от английского percent — процент) (рис.25).

Таблица 5

Шкала оценок результатов детей, подростков и юношей в возрасте 10—18 лет в ударе ногой по мячу на дальность

При использовании перцентильной шкалы число баллов, полученных при тестировании, показывает, какой процент своих сверстников опередил испытуемый. Так, в шкале на рис. 25 лучший результат у детей 10 лет равен 26,5м. Иначе говоря, результат 26,5 м или ниже показали 100% испытуемых. А ребенок, показавший, например, результат 8,5 м, опередил 10% детей этого возраста.

1 Шкалы педагогических оценок не следует путать с измерительными шкалами (шкалами отношений, порядка, наименований).

Результат тестирования

Рис. 26. Наиболее распространенные формы шкалы педагогических оценок:

А — прогрессирующая; Б — пропорциональная; В — регрессирующая; пунктир — сигмовидная. Участки шкал, где наиболее высок прирост оценки (т. е. вознаграждения) за увеличение результата, выделены двойной линией. Например, прогрессирующая шкала стимулирует наивысшие достижения

Важнейшим параметром шкалы является ее форма.

Перцентильные шкалы имеют сигмовидную форму (см. рис. 25). Другие шкалы имеют иную форму (рис. 26). Наиболее распространены пропорциональные, регрессирующие и прогрессирующие шкалы. Регрессирующие шкалы предопределяют наибольший прирост оценки за повышение результата в области низких результатов, тем самым стимулируется массовость спорта. Прогрессирующие шкалы, напротив, стимулируют стремление спортсменов к наивысшим достижениям. И наконец, в пропорциональной шкале поощрение за прирост мастерства не зависит от уровня показанных результатов.

Тестирование двигательных качеств

Описание методов тестирования, применяемых для биомеханического контроля в физическом воспитании и спорте, начнем с тестов, позволяющих оценить уровень развития двигательных качеств. На этой основе учитель физкультуры или тренер может выбирать из числа известных или самостоятельно создавать тесты, необходимые ему в практической работе.

Биомеханические тесты выносливости позволяют установить, к-акой объем работы человек может выполнить и как долго может работать без снижения эффективности двигательной деятельности. Например, при беге с постоянной скоростью наступает момент, когда человек не может поддержать исходную длину шага (компенсированное утомление), а спустя еще некоторое время он вынужден снизить скорость (декомпенсированное утомление) (рис. 27). Чем выносливее человек, тем дольше не наступает утомление.

Вместо скорости можно программировать длину дистанции и измерять минимальное время, за которое человек справляется с заданием. Этот тест аналогичен соревновательному упражнению в циклических видах спорта.

Есть и третий вариант теста, когда ограничивается продолжительность упражнения и измеряется преодоленное расстояние. Известно несколько разновидностей этого теста: 60-минутный беговой тест, 7-минутный тест для гребцов, разные варианты теста Купера (беговой, плавательный и т. п.).

Согласно правилу обратимости двигательных заданий все три разновидности теста на выносливость эквивалентны (табл. 6), т. е. при тестировании группы людей наиболее выносливые в одном из этих трех тестов будут наиболее выносливыми и в двух других.

Примечание. Для тестирования выносливости используют не только циклические локомоции, но и другие физические упражнения, поэтому скорость передвижения — частный случай интенсивности мышечной работы, а преодоленное расстояние — частный случай объема выполненной работы.

Тестирование силовых качеств осуществля-

Рис. 27. Изменение скорости, длины шага и частоты шагов (темпа) у человека, выполняющего тест на выносливость: / — компенсированное утомление; // — декомпенсированное утомление ется либо в упражнениях статического характера, либо в таких общеразвивающих упражнениях, где выполняется локальная или регионарная мышечная работа. В первом случае мерой силовых возможностей служит величина проявляемой силы (F0 на рис. 14) и продолжительность ее удержания. Во втором случае определяется, сколько раз подряд человек может сжать или растянуть пружину динамометра, подтянуться, отжаться и т. п. Конкретных упражнений, в которых оцениваются силовые качества, очень много. Это неудивительно, ведь двигательный аппарат человека включает в себя около 600 мышц, которые по-разному взаимодействуют в различных упражнениях.

Таблица 6

Способы тестирования выносливости, эквивалентные согласно правилу обратимости двигательных заданий

Задается

Измеряется

Вычисляется

Скорость передвижения

Предельное время поддержания скорости

Преодоленное расстояние

Продолжительность упражнения

Предельное расстояние, преодоленное за данное время

Средняя скорость

Дистанция

Минимальное время преодоления дистанции

Средняя скорость

Проявляемая человеком сила зависит от позы, от углов в суставах. Влияние суставного угла на проявляемую силу иллюстрирует рис. 28. Изображенный на нем график показывает, что, например, оптимальный угол в локтевом суставе близок к 80°. В этом случае угол между направлением тяги двуглавой мышцы плеча и костями предплечья близок к 90°.

Вообще говоря, измерение силы можно проводить при любой величине суставного угла. Важно лишь, чтобы он всегда был одним и тем же.

Угол 6 локтевом суставе let), град

Рис. 28. Сила тяги мышцы, необходимая для удержания груза, в зависимости от величины суставного угла

Максимальное число отжиманий

Рис. 29. Шкала для оценивания силовой подготовленности по результатам сгибания и разгибания рук в упоре лежа у людей разного возраста (слева — свыше 30 лет; справа — до 30 лет) (по Johnson, Nelson, переработано)

Время-, С

Рис. 30. Динамограмма, регистрируемая при тестировании скоростно-силовых качеств; такая форма динамограммы может иметь место, например, в том случае, когда испытуемый получает задание изо всей силы рвануть рукоятку силоизмерительной уста-

Шкалы для оценивания силовой подготовленности мальчиков, Ш подростков и юношей при подтягивании на низкой перекладине (по Johnson, Nelson, 1974 г.), количество раз ле того, как было установлено, что результаты в тестах 1 одной и той же группы тесно взаимосвязаны, а результаты в тестах из разных групп не связаны между собой. Например, человек может с большим запаздыванием реагировать на сигнал стартера, но развивать высокую скорость на дистанции. А у другого человека может быть высокая скорость одиночного движения, но сравнительно низкая скорость бега. Но если кто-то демонстрирует высокую скорость одиночного движения рукой, то и по скорости одиночного движения ногой он опередит многих своих сверстников. Практический совет, вытекающий из сказанного, состоит в том, что при тестировании скоростных качеств достаточно измерить три показателя (по одному из каждой группы). Тестирование скоростно-силовых качеств осуществляется в упражнениях, позволяющих продемонстрировать и силу, и быстроту. Для этого издавна использовали прыжки в высоту и в длину с места. Одна из шкал, применяемых для оценки результатов такого тестирования, содержится в таблице 8. Даже такой простой показатель скоростно-силовых качеств, как высота вертикального прыжка с места, приносит большую пользу. Так, Каунсилмен предлагает использовать его для выявления прирожденных спринтеров и стайеров в плавании. Пловцам-мужчинам, прыгающим на высоту 41 см и ниже, он рекомендует специализироваться на стайерских дистанциях. А тем, кто прыгает выше : 55см, — на спринтерских.

Таблица 8

Шкала для оценки скоростно-силовых качеств по высоте вертикального прыжка в положении руки за головой

(по Johnson, Nelson, 1974 г.)

Общепринятым тестом силовых качеств является подтягивание на перекладине. Но далеко не каждый может подтянуться на высокой перекладине. Поэтому полезен тест, в котором человек выполняет возможно большее число подтягиваний на низкой перекладине (см. рис. 4), и соответствующие педагогические шкалы (табл. 7). С той же целью можно использовать «отжимания» (рис. 29) и другие общедоступные упражнения (некоторые из них описаны в главе 12). Задание для самоконтроля знаний Нарисуйте графики, соответствующие цифрам в таблице; к какому типу относятся эти шкалы? Тесты скоростных качеств делятся на три группы. При тестировании человек должен продемонстрировать: 1) наименьшее латентное время двигательной реакции, т. е. временной интервал между световым или звуковым сигналом («стимулом») и началом двигательного действия; 2) наибольшую скорость одиночного движения (рукой, ногой и т. д.); 3) наибольший темп циклических движений (например, боксерских ударов) или наибольшую скорость передвижения (например, в спринтерском беге). В каждой группе бесконечное множество тестов. Какой из них выбрать? Отвечать на этот вопрос стало легче пос-

Девушки

Оценка

Максимальная высота прыжка, см

97 и выше 44 и выше 76—96 34—43 47—75 22—23

36-46 15—21 0—35 0—14

Отлично Хорошо Удовлетворительно Плохо Очень плохо

Рис. 31. Динамограмма прыжка вверх с места (по В. А. Петрову, Ю. А. Гагину, Miller, Hay с соавт., переработано); коэффициент реактивности равен

ЛГ,„Р ' где Р — вес тела

Для более глубокого анализа скоростно-силовых качеств регистрируют динамограмму1 прыжка или другого «взрывного» упражнения и вычисляют градиент силы (т. е. отношение приращения силы к интервалу времени, за которое это приращение произошло).

Градиент силы неодинаков на разных участках динамо-граммы. Обычно в начале движения он больше, чем в конце. Поэтому вычисляют скор о стно-си л ово и индекс — частное от деления разности между максимальным и минимальным значениями проявляемой силы на величину временного интервала, за который это изменение произошло (рис. 30). Чем выше скоростно-силовая подготовленность, тем больше скоростно-силовой индекс, так как большая сила достигается за меньшее время.

При выполнении многих физических упражнений приходится преодолевать силу тяжести своего тела. В этих случаях наиболее информативный показатель скоростно-силовых качеств — не скоростно-силовой индекс, а коэффициент реактивности. Коэффициент реактивности равен скоростно-силовому индексу, деленному на вес

1 Динамограммой (от греческого dynamis — сила) график изменения проявляемой силы во времени.

называется тела. Пример подготовки динамограммы к вычислению коэффициента реактивности приведен на рис. 31.

Тестирование -гибкости чаще всего связано с измерением углов между звеньями тела (рис. 32). Делается* это гониометрами (угломерами). Существуют и другие методы контроля за гибкостью (рис. 33).

Гибкость занимает особое положение среди двигательных качеств. Тем, кто занимается в группах здоровья и руководит ими, особенно важно помнить, что «потеря гибкости равносильна началу старости». Для каждодневного контроля за гибкостью рекомендуются наклоны вперед с прямыми ногами, выполняемые на ступеньке, к которой вертикально приставлена линейка с сантиметровыми делениями (рис. 34). Гибкость оценивается расстоянием от кончиков пальцев руки до опоры. 1 см на линейке соответствует одному очку. Нормальной считается гибкость, оцениваемая в ноль очков; в этом случае испытуемый достает копчиками пальцев до опоры. Если, не сгибая коленей, удается дотянуться еще ниже, гибкость оценивается тем или иным положительным числом очков. У человека, не дотянувшегося до опоры, оценка гибкости отрицательна. Например, минус 25 очков получает тот, у кого в положении наклона концы пальцев на 25 см выше опоры.

Различают активную и пассивную гибкость. Активную гибкость человек демонстрирует сам, без посторонней помощи. Пассивная гибкость проявляется при приложении внешней силы. Понятно, что пассивная гибкость выше активной.

Рис. j*2. Тестирование гибкости: измеряется угол между бедрами

Рис. 33. Тестирование гибкости: измеряется расстояние (d) между руками и ногами

Автоматизация биомеханического контроля

Биомеханический контроль можно осуществлять по-разному. Самое простое — наблюдать и записывать результаты наблюдений. Но при этом многое будет упущено и никто не сможет поручиться за точность полученных результатов.

Гораздо плодотворнее, хотя и сложнее, автоматизированный контроль. Можно сказать, что в наши дни ленинская формула «от живого созерцания — к абстрактному мышлению и от него - - к практике» приобрела новый смысл. Сегодня процесс «живого созерцания», наблюдения за объектом исследования немыслим без использования измерительной аппаратуры.

<<< НазадСодержаниеДальше >>>

medbookaide.ru