Предмет и метод биомеханики; задачи биомеханики

ЛЕКЦИЯ 1. БИОМЕХАНИКА ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ КАК СИСТЕМА ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫХ ДВИЖЕНИЙ. План лекции. 1. Предмет и метод биомеханики. 2. Задачи биомеханики. 3. Содержание биомеханики спорта и физических упражнений. 4. Развитие биомеханики. Направления развития. 5. Связь биомеханики спорта и физических упражнений с другими науками. 6. Системный анализ и синтез спортивных движений. Биомеханика - само слово состоит из двух слов, био, что означает в переводе с латинского жизнь и механика - мы знаем - это раздел физики, изучающий простейшую форму движения тел - механическую. Из этих рассуждений следует, что «Биомеханика- наука о законах механического движения биологических объектов или сред». Биологический объект или, в широком смысле, живая система включает в себя целостные организмы, обитающие в земных условиях в воде, в воздухе, на земле. Биологическая среда - это жидкости, газы, двигающиеся в сосудах (кровь, лимфа, воздух в легких, пища в желудке, кишечнике). Если рассматривать спортивные виды, то часто можно наблюдать объединение организмов, например: пары, четверки акробатов, противодействующих борцов, боксеров, действия гребцов (пары, четверки, восьмерки), спортивные танцы, фигурное катание и т.д. Из приведенного определения биомеханики как науки следует, что эта наука чрезвычайно обширна, поскольку мы знаем огромное количество движущихся биологических объектов. Их движение изучает общая биомеханика (аэробиомеханика, гидробиомеханика, биомеханика наземных перемещений). Предмет и метод биомеханики. Биомеханика человека — значительный раздел общей биомеханики и включает в себя результаты изучения механических закономерностей движения человека. И, хотя человек не птица, но есть виды спорта, где человек вынужден летать и испытывать при этом все законы аэромеханики (например, прыжки на лыжах с трамплина). Человек не рыба и не морское животное, однако, пловцы (в плавании, в подводном плавании) испытывают на себе все законы гидродинамики. Большинство же движений человек осуществляет в наземных условиях и подчиняется законам наземных перемещений. Вот в этой области и располагается специфичный и важный для нас раздел биомеханики спорта и физических упражнений. Биомеханика физических упражнений как учебная дисциплина изучает движение человека в ходе выполнения классических спортивных движений и большого числа общих и специальных упражнений, используемых в процессе обучения и совершенствования двигательных навыков. Объект познания биомеханики спорта - двигательные действия, как система взаимосвязанных активных движений. Область изучения — механические и биомеханические причины движений и зависящие от них особенности двигательных действий в различных условиях. Действия человека, которые изучаются в биомеханике спорта, в первую очередь включают в себя механическое движение, как цель действия (совершить прыжок, преодолеть препятствие, переместить снаряд). Но механическое движение осуществляется при ведущей роли более высоких форм движений (биологической, социальной ...) В этой связи биомеханика шире и намного сложнее, чем механика неживых тел. Из механики известно, что причинами движения являются силы (тяжести, трения, сопротивления). Эти же силы вызывают и движение человека. Однако основной главной силой приводящей человека и его звенья в движение являются силы мышечной тяги, а работа мышц управляется центральной нервной системой, т.е. обусловлена физиологическими процессами. В этой связи, чтобы понять природу движения живого, необходимо изучать не только механику движений, но и их биологическую сущность. Именно она лежит в основе организации механических сил (живые объекты, в том числе и человек, обладают переменной жесткостью, движения в суставах сочетают вращательные и поступательные движения, процессы утомления, изменение внешних условий определяют организацию движений). Таким образом, предмет биомеханики спорта определяется объектом познания (что изучается?), которым являются двигательные действия спортсмена (механические, биомеханические причины движения), а целью познания - совершенствование и рационализация системы движений, (повышение эффективности (КПД) системы). Метод биомеханики, как и любой науки, это тот основной способ изучения, путь познания закономерностей действий (в нашем случае спортивных движений). В биомеханике спорта это системный анализ и системный синтез действий с использованием количественных характеристик в процессе моделирования движений. Выявление состава системы движений, определение его элементов первый этап познания целостности двигательного действия. Рассматривая характеристики, мы мысленно делим целостное движение, выявляем роль и значение каждого элемента - в этом заключается системный анализ действий. Но определить состав системы движений для познания - этого мало. Необходимо определить, анализируя характеристики, выясняя как элементы связаны друг с другом, как они влияют на результативность, т.е. определить причины целостности. В этом заключается системный синтез — неотъемлемая часть познания любой системы. Функциональный метод широко применяется в современных биомеханических исследованиях, при этом изучается функциональная зависимость между свойствами и состоянием явлений. Задачи биомеханики. Задачи биомеханики спорта и физических упражнений определяют содержание этой области знаний и делятся на общую задачу и частные, определяющие изучение конкретных вопросов изучения движений. Общая задача изучения движений человека в биомеханике спорта оценка эффективности достижения приложения поставленной цели. сил Это для более определение совершенного своего рода коэффициента полезного действия (КПД). Например, в метании копья усилие, прилагаемое вдоль оси, вызывает ускорение, направленное под оптимальным углом вылета и определяет начальную скорость — основной фактор, обеспечивающий дальность полета. Но приложить усилие точно вдоль оси снаряда даже спортсменам экстра-класса не удается (эффективность приложения силы составляет даже у элитных спортсменов 80%). Частные задачи биомеханики спорта решают три основных вопроса: а) строение и свойства двигательной функции тела спортсмена; б) рационализация спортивной техники; в) техническое совершенствование спортсмена. А) Эта задача включает в себя изучение самих спортсменов, их особенностей и возможностей. Фактически многие особенности движений зависят от объекта движения тела человека, строения его опорно- двигательного аппарата, механических свойств и функций с учетом возрастных, половых, квалификационных особенностей. Б) Поиск рациональной спортивной техники как способа решения двигательной задачи – проблема биомеханическая и решением ее занимаются специалисты - биомеханики вместе со спортсменами и тренерами. История развития любого вида спорта показывает, в каком направлении развивалась биомеханическая мысль при решении этой задачи. Например, «рационализация техники прыжков в высоту - от перешагивания, волны, переката, перекидного, до фосбери-флоп». В) Техническое совершенствование спортсмена - задача индивидуализации спортивной техники. В этом случае биомеханические подходы позволяют выявить особенности движений конкретного спортсмена, уровень развития его двигательных качеств и на этом основании повысить эффективность освоения современной рациональной техники. Например, для скоростного спортсмена в прыжках в высоту следует обратить внимание на использование ее скорости в разбеге и при отталкивании. Прыгун, обладающий мощным толчком, за счет силового компонента должен использовать силу толчка. При высоком уровне гибкости — активно использовать маховые движения при отталкивании и при переходе через планку. Содержание биомеханики спорта и физических упражнений. Биомеханика как наука и учебная дисциплина представляет из себя совокупность накопленных теоретических и практических знаний. При этом разрабатываются пути получения этих знаний - методы биомеханики. Теория и методы биомеханики в виде соответствующих понятий, законов и подходов к исследованию раскрывают содержание биомеханики. В основе теории биомеханики спорта лежит механическая обусловленность движений и их рефлекторная природа на основе принципа нервизма. Причиной всех движений являются действия механических сил различного происхождения в полном соответствии с законами механики. При этом в основу понимания двигательных действий заложен системно -структурный подход, рассматривающий тело человека как движущуюся систему, а процессы движения - как развивающуюся систему. Н.А. Бернштейн замечал: «Движение не есть цепочка деталей, а структура, дифференцирующаяся на детали, - структура целостная, при наличии в то же время высокой дифференциации элементов и разнообразно- избирательных форм взаимоотношений между ними». Теория структурности включает следующие основные принципы: а) принцип структурности построения систем движения - все движения в системе взаимосвязаны; эти структурные связи определяют целостность и совершенство действия; б) принцип целостности действия - все движения в двигательном действии единое целое, направленное на достижение цели; в) принцип сознательной целенаправленности - определяет цель и осуществляет управление движениями для достижения цели. Метод биомеханики это - системный анализ, включающий определение состава системы движений и системный синтез — объединение, соединение элементов системы, связи, влияния, закономерности объединения, т.е. выявление структуры системы. Функциональный метод — выявляет зависимость между свойствами и состоянием явлений, в нашем случае между характеристиками движений, состоянием спортсмена и результативностью. Развитие биомеханики спорта. Направления развития. Биомеханика - наука совсем еще молодая. 1 конференция по биомеханике спорта в СССР состоялась в 1974 году в г. Киеве, а по общей биомеханике в 1975 году в г. Риге. А с другой стороны, биомеханика как наука возникла еще в древние времена, во времена римских гладиаторов, когда врач Гален проводил первые анатомические опыты и пытался определить функциональные особенности в работе мышц. Возникновение и развитие биомеханики тесно связано с развитием механики. Еще Леонардо да Винчи утверждал, что «наука механика потому столь благородна и полезна более всех прочих наук, что, как оказывается, все живые тела, имеющие способность к движению, действуют по ее законам». Достижения теоретической механики, описывающей основные законы механического движения в водной среде, в воздухе и при наземных перемещениях легли в основу изучения движения живых существ, в частности, спортивных движений человека. Математические науки находят все большее применение в биомеханических исследованиях и это не только статистические методы обработки экспериментальных данных, но и методы математического моделирования. Из биологических наук в биомеханике человека в первую очередь использовались данные анатомии и физиологии. В дальнейшем, особое влияние на развитие биомеханики оказали функциональная анатомия и идеи нервизма в современной физиологии. Таким образом складывались основные направления в развитии биомеханики: механическое, функционально-анатомическое, физиологическое. Эти направления существуют и в настоящее время и входят органично в современное направление, определяемое как системно — структурный подход. Механическое направление, его начало связывают с именем Д. Борелли, итальянским врачом и математиком. Механический подход позволяет определить количественную меру движения человека и его двигательных процессов. Это одна из главных основ биомеханики. Выявление особенностей строения и свойств опорно-двигательного аппарата не мыслимо без использования механического направления в биомеханике человека. К недостаткам этого подхода можно отнести порой неоправданные упрощения, некоторую недооценку специфики физики живого организма. Функционально - анатомическое направление в развитии биомеханики. В нашей стране это направление развивалось трудами П.Ф. Лесгафта, И.М. Сеченова, М.Ф. Иваницкого. Для этого направления характерным является описательный анализ движений в суставах, определение участия мышц в сохранении положений тела и его движений. Изучение биомеханики физических упражнений в тесной связи с анатомическими исследованиями было введено П.Ф. Лесгафтом (18371909 годы). Разрабатывая основы теоретической анатомии, П.Ф. Лесгафт стремился к установлению связи между формой и функцией органов, изучая общие закономерности строения двигательного аппарата. В частности, он объединял в своем учении костную и мышечную системы, поскольку они связаны общей функцией. Существенный вклад в развитие функционально-анатомического направления внесли труды М.Ф. Иваницкого «Записи по динамической анатомии» (1934г.), «Движение человеческого тела» (1938 г.), «Анатомия человека» (1956 г.). В настоящее время все шире используется регистрация электрической активности мышц (электромиография), позволяющая определять время и степень участия мышц в движениях, согласованность в работе отдельных мышц и мышечных групп. С появлением этого метода в функциональноанатомическом направлении преодолевается его основной недостаток описательный характер исследований. Физиологическое направление в развитии биомеханики складывалось под влиянием идей нервизма, учения о высшей нервной деятельности. Физиологические основы движений человека были заложены в работах И.М. Сеченова, И.П. Павлова, А.А. Ухтомского, П.И. Анохина, Н.А. Бернштейна, показавших рефлекторную природу двигательных действий, роль механизмов нервной регуляции при взаимодействии организма и среды. Фундаментальные труды этих ученых о регуляторных механизмах нервной системы и нервно-мышечного аппарата, дают представление о чрезвычайной сложности и совершенстве процессов управления движениями. Особенно следует отметить исследования Н.А. Бернштейна, признанного ныне основоположником спортивной и общей биомеханики. Он основательно исследовал и обосновал основные представления об управлении движениями человека, о координации движений, о проявлении ловкости – как психофизического качества. В ходе управления движениями осуществляется приспособление импульсов нервной системы (т.е. команд) по ходу движения с учетом конкретных условий его выполнения (внешних и внутренних). При этом осуществляются коррекции, устраняющие отклонения от задачи (модели) движения. Нейрофизиологические концепции Н.А. Бернштейна послужили основой формирования современной теории биомеханики движений человека. Современный этап развития биомеханики спорта (системноструктурный подход). Сформировался целый ряд научных направлений в биомеханике спорта, объединенных общими основами отечественной школы биомеханики. Значительно расширился объем биомеханических исследований, особенно в зарубежных странах в связи с использованием высокоточных методик и компьютерных технологий. Связь биомеханики с другими науками. Биомеханика рассматривается в теории как часть биофизики, которая возникла и развивается на стыке биологических и физико-математических областей знания. Биологические дисциплины, взаимосвязанные с биомеханикой: анатомия, физиология, биохимия, психология и медицина. Физико-математические науки тесно связаны с биомеханикой. К ним относятся: физика кибернетика, (механика, моделирование электроника), приборостроение, (математическое, компьютерное, статистическое и т.д.). Биомеханика двигательных действий взаимодействует с теорией и методикой физической культуры, психологией спорта, физиологией спорта и биомеханикой видов спорта (рациональность и эффективность спортивной техники, развитие и совершенствование двигательных качеств, возрастные и квалификационные стандарты спортивной техники, особенности строения и функции тела спортсмена и т.д.). Системный анализ и синтез спортивных движений. С одной стороны, система вещественная, включающая опорно-двигательный аппарат, с другой, как система процессов выполнения действия. Под системой понимается единое целое закономерно объединяющее в определенном порядке разнородные составные части (элементы), которые взаимодействуют друг с другом. Слово "система" - означает целое, составленное из частей. Однако необходимо уточнить; что представляет собой это целое, какие части входят в его состав и каким образом из частей собрано это целое. Представляет ли человек, его двигательный аппарат систему? Безусловно. В человеке функционируют многие системы органов, объединённые в единую систему - организм. Вещественная система двигательного аппарата человека включает более 200 костей, более 600 мышц, тысячи километров кровеносных сосудов и т.д. Система процессов, происходящих в организме человека, определяет его деятельность. Процессы эти тесно взаимосвязаны. Например, кровообращение, дыхание, движение, нервные процессы и т.д. Система свойств, системы органов обладают различными свойствами как механическими (упругость, вязкость, ползучесть и т.д.), так и биологическими (возбудимость, сократимость и др.). Все эти свойства связаны между собой, зависимы друг от друга. В процессе выполнения движений, в управлении ими выявляется многочисленные отношения (субординация - соподчинение, координация взаимное согласование, корреляция - взаимосвязь, автономия - относительная независимость). Все эти отношения связаны между собой в единое целое - систему отношений. Движения человека представляет собой целостные, динамические и сложные системы процессов. Системы процессов, обеспечивавшие двигательную деятельность, являются целостными, т.к. все процессы между собой тесно взаимосвязаны и представляет единое целое. Движения человека являются динамической системой процессов, поскольку в каждый последующий момент времени любая из этих систем изменяет свое состояние; меняется физиологические характеристики, изменяются и механические параметры движения. Движения, осуществляемые человеком, представляет сложную систему, так как постоянно нуждаются в управлении. Состав системы движений (ССД) - это элементы, части движения из которых состоит целостная система движений. ССД может быть постоянен, как, например, гимнастические упражнения (обязательная программа) или легкоатлетические упражнения, состав которых определен рациональным вариантом спортивной техники. В противоборствах состав технических действий изменчив. Он включает элементарные действия (броски, удары, прыжки, перемещения) в оптимальном сочетании относительно окружающей игровой обстановки. Все двигательные действия осуществляются в пространстве и во времени. Чтобы определить состав движения необходимо выделить по тому или иному признаку его элементы. Пространственные элементы движений выделяют по изменению взаимных положений звеньев тела в разных суставах (элементарные действия). Элементарное действие рассматривается как наименьший элемент системы движений самостоятельное (пространственный), значение и имеющий определенный смысл. относительно Движения объединяются в одновременные группы (отталкивание во всех суставах) и последовательные ряды (например, подседание, отталкивание, перенос ноги). Это комплексы элементов в пространстве. Например, движения ног, рук, туловища при метании копья. Таким образом, пространственные элементы системы движений представляют собой группы одновременных суставных движений, которые сменяясь, развёртываются во времени в последовательные ряды. Группы и ряды суставных движений представляет собой комплексы движений. Временные элементы системы движений выделяются между характерными моментами времени и называются фазами. Фаза - это наименьший элемент системы движений (временной), включающий движения от одного момента до другого. Фазы следуют во времени одна за другой. В момент времени, когда происходит существенное изменение (например, заканчивается контакт с опорой в беге) заканчивается одна фаза и начинается другая. Момент изменения движения служит границей двух смежных фаз, он не имеет длительности. Позы тела на границе двух фаз в момент их смены называют граничными. Каждая такая поза служит конечным положением предыдущей фазы и начальным для последующей. Поэтому движения в каждой фазе к моменту её смены должны привести к граничной позе, наиболее благоприятной для реализации последующей фазы. В биомеханике и практике спорта фаза - часть системы движений, выделанная во времени. В практике контроля за техникой движений граничные позы служат неплохим ориентиром. Фазы, имеющие общие особенности объединяются в периоды (например, фаза амортизации и фаза отталкивания в беге составляют период опоры). Из периодов состоят циклы движений (в повторяющихся видах движений, таких как ходьба, бег, лыжные ходы и т.д.) или однократные акты (метания, прыжок). И суставные движения, и фазы движения - это одни и те же движения, из которых состоит система; только они рассматриваются, выделяются по разным признакам (в пространстве и во времени). Элементы движения как составные части системы, - это движения, то более простые, чем целое, чем вся система. При рассмотрении двигательного состава было отмечено, что элементы объединены в комплексы, а из комплексов уже состоит целая система. Такой ступенчатый или иерархический порядок объединения элементов характерен для всех сложных систем. Структура системы движений - это наиболее сложившиеся и определяющие закономерности взаимодействия упорядоченных компонентов системы (подсистем и их элементов). Структура системы определяет течение внутренних процессов, взаимодействие с внешним окружением, появление новых свойств и возможности развития системы. Структуру системы можно назвать законом интеграции системы. Если, рассматривая состав системы мы определяем из каких элементов (подсистем) состоит система, то выясняя структуру мы выясняем закономерности взаимодействия этих элементов. Элементы в системах, а подсистемы в системе движений находится во взаимосвязях, обусловливающих структуру. В природе множество взаимосвязей (между телами, явлениями, событиями, фактами и т.д.) В системе взаимодействия движений и наблюдаются взаимосвязи. сложные Связи, закономерности способствующие совершенствованию системы, считаются системообразующие. Но кроме этих связей в системе имеются и внутренние взаимные помехи. В системе движений к помехам относятся рассогласования тяги мышц. Иными словами, структура отражает законы интеграция - объединения в целое каких-либо частей. Решение двигательной задачи возможно на разном качественном уровне и этот уровень с одной стороны обеспечивается степенью согласованности начала и окончания мышечных усилий их величины, быстроты нарастания и спада, с другой же стороны при движении звеньев тела с ускорениями возникает множество внутренних сил: инерционных, упругих, реактивных, эти силы взаимодействуют чрезвычайно сложно, возникают помехи, предусмотреть которые нельзя. Все движения выполняются в соответствии с окружающими условиями. Они складываются под влиянием внешних сил и сами в определенной мере изменяют окружающие условия. Это внешнее взаимодействие. Все эти связи и отношения закономерны. Это не значит, что они постоянны, - они изменчивы, но изменчивость здесь не хаотическая, не случайная, а закономерная. Объединенные в систему элементы получают новые свойства. Например, в метании копья можно выполнить разбег и отдельно бросок. При этом акт метания с места и во взаимосвязи с разбегом будет существенно отличаться. Во-первых, использование разбега позволяет в большом мере, чем с места растянуть, рабочие группы мышц использовать их эластические свойства. Существенно увеличивается и путь разгона снаряда, возникают новые скоростные возможности, проявляются другие закономерности ритма движений. По мере совершенствования системы движений все больше проявляются ее системные свойства, благодаря взаимодействиям между ее элементами. В зависимости от того, в каком направлении развиваются взаимодействия в системе, насколько они прочны, насколько они могут приспосабливаться к условиям и т.п. происходит перестройка системы – ее развитие. Рассмотренные здесь особенности взаимодействия в системе и составляют ее структуру, у каждой подсистемы имеется своя структура, входящая в общую структуру системы. В этом смысле структура движений многоступенчатая. Рассмотрим из каких ступеней или видов структур состоит структура системы движений. Двигательная структура - это закономерности взаимосвязи движений в пространстве и во времени (кинематическая структура), а также силовых и энергетических взаимодействий (динамические структура) в системе движений. Кинематическая структура. В первую очередь поддаются наблюдению форма и характер движений, внешняя их картина. По кинематическим характеристикам (пространственным, временным, а также пространственно-временным) устанавливают кинематическую структуру. Кинематическая структура - это закономерности взаимодействия движений (подсистем и их элементов) в пространстве и во времени. Кинематическая структура - не сами движения и не их кинематические характеристики. Это те взаимосвязи и взаимоотношения, которые существуют между движениями в пространстве и во времени. Это те взаимные зависимости, в которых находятся кинематические характеристики. Эти закономерности выявляют путем определения характеристик, и они отражаются на траекториях, длительности, темпе, ритме, скоростях и ускорениях. Соответственно различают: пространственные структуры, раскрывающие форму движений в пространстве, их связи; временные структуры, показывающие как организована во времени система движений; пространственно-временные структуры - главные показатели быстроты изменения положения и движения. Каждая из этих структур имеет своё значение; все вместе они образует во взаимосвязи общую кинематическую структуру. При высоком совершенстве кинематической структуры наблюдается высокая пространственная и временная слаженность, согласованность системы движений. При обучении физическим упражнениям чаше всего стараются вначале установить кинематическую структуру движений, их общую хорошо видимую организацию. Но этот подход недостаточен. Движения человека непрерывно изменяются, изменяются скорости звеньев тела, одни из них разгоняются, другие тормозятся. Изменяется и направление их движения. Однако торможение, ускорение изменение направления частей тела человека, обладающих инертными свойствами возможно только при приложении сил. Силы действия совместно могут способствовать решению двигательной задачи или препятствовать её решению. От того насколько они согласованы (координированы) и зависит совершенство движения. Основные закономерности взаимодействия сил в движении и определяют его динамическую структуру. Динамическая структура - это закономерности энергетического взаимодействия частей тела человека друг с другом и внешними телами (среда, опора, снаряды, партнёры, противники). Определяя массы тел и их распределение (инерционные характеристики), а также меры взаимодействия тел (силы и моменты сил), можно исследовать силовые взаимодействия. Это значит, что можно определить источники сил, их величину, направление, место расположения, меру их действия, импульс силы и работу - результат их действия. Когда рассматривают совместное приложение ряда сил, оценивают их взаимное влияние, эффект совместного воздействия - определяют силовую структуру. Если интерес обращен в сторону внутренних мышечных сил, их совместного действия, сложных отношений, возникающих внутри групп мышц и между их группами - определяют анатомическую структуру. Высокое совершенство динамической структуры проявляется в своевременных и точных силовых воздействиях, что чаше всего заметно по внешней картине движений. Информационные структуры. В управлении движениями важнейшую роль играют процессы. В мозг поступают сигналы от органов чувств, от мозга следуют команды к мышцам все это потоки информации. Они вызваны многими внешними и внутренними раздражителями, в том числе обусловлены кинематическими и динамическими факторами. Все потоки информации, взаимодействуя, сплетаются в сложнейшую информационную структуру движений. Информационная последовательность структура – это упорядоченных во складывающаяся времени и известная пространстве сообщений. Они несут как сведения о движениях и условиях действия, так и команды о подготовке к деятельности и её проявлению. Кинематические и динамические структуры сами имеют определенное информационное значение; они связаны между собой соответствующими информационными структурами; они все совместно отражают ход выполнения движений, то этим они влияют и на управление ими. В информационной структуре выделяют сенсорные структуры синтеза чувствительных сигналов, переработанные и обобщенные. Они отражают воздействия внешних факторов и внутреннего состояния организм спортсменов. Эти воздействия отражаются в сознании спортсмена, сочетаются со следами в его памяти и с результатами его мышления и образуют психологическую структуру двигательного навыка. Это то, что знает и понимает спортсмен в своей технике, технике других спортсменов, общих требованиях к технике. Команды, формирующиеся в мозгу и направленные к мышцам и другим органам, обслуживающим выполнение движений, составляет эффекторную структуру. Она зависит от соотношения произвольного и автоматического в управлении системой движения. Обобщённые структуры. Все перечисленные виды структур сливаются в единую общую структуру системы движений. Но при анализе движений бывает полезно выделить ещё некоторые обобщённые структуры. Ритмическая структура – это закономерная последовательность движений и соотношение их длительностей, определяемые соотношением временных характеристик. Ритмическая структура раскрывает порядок выполнения фаз; соотношения длительности фаз; расположение же времени силовых акцентов; время длительности и направления сил; слияние ритмов подсистем в единый ритм системы; устойчивость ритмических соотношений и др. Ритмическая структура служит ориентиром при построении системы движений. Для высококвалифицированных спортсменов она играет роль показателя их технического мастерства. Фазовая структура - закономерное разделение системы движений на подсистемы во времени и их взаимодействие, определявшее целостность системы. Для установления фазовой структуры могут быть использованы все характеристики, позволяющие выделить фазы и установить их взаимное влияние. Координационная структура - включает в себя все перечисленные виды (стороны) внутренней структуры системы, а также так называемую внешнюю структуру - закономерности взаимодействия спортсмена с его окружением. Совместное действие сил внешних и внутренних для человека лежит в основе организации взаимодействия с окружением. Человек управляет этим взаимодействием, создаёт единство внутренней и внешней структуры -координационное структуру. Таким образом, под координационной структурой понимается вся совокупность закономерностей взаимодействий как внутри системы, так и всей системы окружения. О структурных взаимодействиях на любых уровнях судят на основе биомеханических характеристик, их взаимосвязи и влиянию. Информационные и обобщённые структуры, раскрывая особенности движения, также опираются на биомеханические характеристики. Направления развития систем движения. Уровень спортивнотехнического мастерства зависит от степени совершенства систем движений, которые в процессе тренировки непрерывно перестраиваются. Перестройка осуществляется под влиянием внешних воздействий. При этом происходит изменение внутренней структуры систем и их элементов под влиянием управления. Источником развития системы, её самодвижения" является внутренние противоречия. Противоречивы и направления развития систем движения. Что это за направления и в чём противоречия? Ответы на эти вопросы позволят совершенствовать систему управления развитием двигательных действий. Интеграция и дифференциация. Интеграция представляет объединение множества движений в единое целое, имеющее единую цель действия. Интеграция проявляется во влиянии движений друг на друга. Как правило, ошибки в подготовительных или предыдущих фазах движения оказывают существенное влияние на последующие основные части движения. Например, нарушение ритма бросковых шагов в метании копья (недостаточно активные движения при "обгоне" копья) приводят к неудачному выполнению финального разгона копья (уменьшается путь разгона, недостаточно подготовлены (растянуты) рабочие группы мышц). Как подготовительные, так и основные движения при высоком уровне развития системы движений подчинены единой цели, все они целесообразны. Дифференциация проявляется как различение в целостной системе множества неоднородных составных частей (деталей). Иначе говоря, отдельные элементы, объединённые и взаимно связанные между собой, имеют свою специализацию. Тот спортсмен, который хорошо владеет техникой движений, более тонко может различать (дифференцировать) детали движений, контролировать движение по элементам. В каждый период подготовки существуют свои ведущие элементы и структуры, на которые спортсмену и тренеру следует обращать особое внимание. При построении новых систем движений происходит интеграция состава (объединение частей в целое) и дифференциация системы (расчленение целого на части). В процессе тренировки по мере необходимости ведущим может быть то один, то другой путь (прыгуны в длину совершенствуют систему движений в целом - интегрируя, объединяя отдельные части прыжка и в то же время совершенствуют отдельные элементы - разбег, толчок, движения в полёте, приземление). Стабилизация и вариативность. Стабилизация системы движения проявляется в её устойчивости стабильности спортивного результата благодаря уменьшению влияния сбивающих факторов, различного рода помех. Кроме того, стабилизация структуры системы проявляется в устойчивости главных, решающих особенностей движения, проявляющихся в характеристиках, колебание величии которых происходит в небольших пределах. Например, в группе упражнений на заданную внешнюю картину (гимнастика, прыжки в воду) решающим является кинематические характеристики. В группе упражнений на максимальный результат (плавание, лёгкая атлетика) - динамические. В прыжках с трамплина важны как динамические, так и кинематические характеристики, поскольку спортивный результат - это симбиоз дальности полета и точности форм движения. В конечном итоге задача стабилизации движении означает стремление сохранить высокий результат, а не все составлявшие его компоненты. Вариативность рассматривается как неизбежные отклонения элементов и структур (или иначе, характеристик движения), имеющих различное происхождение и значение. Приспособительные изменения снижают возможность в будущем существенных отклонений. Коррекционные - устраняют уже возникшие отклонения. Возмущающими воздействиями могут быть: изменение погодных условий (сила и направление ветра, дождь, состояние снега), действие противника, ошибки партнёра по команде и т.д. С ростом спортивного мастерства характеристики движений рабочих точек уточняются, уменьшается их разброс. Эта тенденция особенно проявляется в ответственные фазы движения. Приспособительные же изменения, проявляющиеся в подготовительных фазах движения, расширяют свой диапазон. Осваивая новое движение, у спортсмена величина отклонения вначале увеличивается (происходит поиск решения), а потом сужается (вырабатывается оптимальная система, устраняются лишние движения). С ростом мастерства приспособительная вариативность вновь расширяется. В наибольшей степени эта тенденция проявляется в единоборствах, игровых видах. Таким образом, вариативность системы обеспечивает снижение действия помех для стабилизации результата, повышая тем самым надёжность системы. В этом случае вариативность стабилизирует систему. Стандартизация и индивидуализация. Стандартизация движений направлена на обеспечение единых требований к современной наиболее рациональной технике. В каждый период развития спорта существует современная техника – система представлений о спортивном движении сформированная на основе требований правил соревнований, учёта спортивного и педагогического опыта многих поколений, данных научных исследований. Стандарт предусматривает определённые допуски - разницу между наибольшими и наименьшими значениями предельного отклонения, т.е. означает признание факта вариативности техники. Индивидуализация техники определяется индивидуальным профилем морфофункционального комплекса спортсмена. Существуют типологические особенности сложения. В этой связи определяются и соответствующие поправки в технике движений. Индивидуализация рассматривается как приспособление техники к особенностям спортсмена и развитие его морфофункциональных возможностей с учётом требований современной техники. Соотношение произвольности и автоматизации. И.М. Сеченов произвольностью управлять движениями называл способность человека по своей воле "вызывать, прекращать и ослаблять движение". Вся сознательная деятельность спортсмена - произвольная. Процесс освоения и совершенствования движений подчинён сознанию, волевым действиям. Однако совершенные движения - это движения автоматизированные. Автоматизация управления позволяет уменьшать произвольный контроль и переключать внимание на другие объекты. Ошибки при освоении могут так же закрепляться, становиться автоматизированными. Сочетание произвольности и автоматизма вырабатывается в процессе подготовки спортсмена. В ходе совершенствования движений многие детали, элементы выходят из произвольного контроля и управления, и становятся автоматизированным. Быстрота формирования автоматизированного движения зависит от условий выполнения, степени сложности движения, уровня координационных способностей спортсмена. Фиксация и прогрессирование. Фиксация рассматривается как необходимое условие дальнейшего совершенствования освоенного движения. Однако излишнее заучивание (фиксация) препятствует росту спортивного мастерства, создает различные барьеры, потолки. Жёстко закреплённые скорости, ритм, размах движений, усилия и т.д. представляют пороги, тормозят рост результативности движений. Причины образования препятствий в прогрессировании технического мастерства это монотонность условий, однообразие используемых средств и методов в подготовке. Отмеченные здесь противоречивые тенденции, проявляются во взаимодействии друг с другом, в различных сочетаниях, отражая разные стороны одной и той же системы движений спортсменов.