Статодинамическая устойчивость тела гимнастов высокой квалификации

Статодинамическая устойчивость тела гимнастов высокой квалификации

В видах спорта со сложной координационной структурой движений, особенно в спортивных видах гимнастики, очень важны соблюдения принципов выполнения композиций, в которых сочетание технически правильно выполненных упражнений статического и динамического характера представляет одно из наиболее важных правил достижения зрелищности и спортивного мастерства [1, 5, 7, 19]. Логично подобранные упражнения статического и динамического характера, технически правильно выстроенные связки упражнений, при их демонстрации на соревнованиях, зависят от того насколько сформированы умения и навыки выполнения поз тела, положений тела и их мультипликаций в упражнении, в связках упражнений, в структуре целой соревновательной композиции упражнений [4, 5, 7, 13]. Возрастают требования к технике двигательных действий, реализуемой в сложных условиях статодинамической устойчивости тела спортсмена [2−4, 10, 12, 14−16, 18, 20]. Спортсмен должен выполнить одинаково эффективно упражнение, как на опоре, так и в безопорном положении. Демонстрировать совершенную регуляцию поз тела и положений тела в простых и трудных упражнениях. Требования к спортсменам, относительно эффективного построения композиций упражнений, предъявляет ФИЖ [1, 7, 13]. В этой связи, исследования статической и динамической устойчивости тела спортсмена представляют методическую и практическую необходимость. Например, при выполнении упражнений статического характера спортсмен должен так запрограммировать фиксацию гимнастического равновесия, чтобы устойчивость протекала с минимальными амплитудой колебаний тела и расходованием энергии [5, 12, 20]. Это позволит максимально эффективно выполнить программу движений, до минимума снизить возможные вынужденные двигательные перестройки, не накапливать технические ошибки в комбинации упражнений. Авторы [3−5, 12, 18−20] обращают внимание на необходимость развития «школы» движений, выбора индивидуального способа регуляции позы тела, формирования индивидуального стиля спортивной техники в сложных условиях статодинамической устойчивости тела спортсмена, утверждая, что от этого зависит стабильность и надежность выполняемого спортивного упражнения.

Целью исследования была оценка индивидуальных способов регуляции позы гимнастов высокой квалификации, при решении задач на устойчивость тела в двигательных тестах.

Для реализации цели необходимо было ответить на такие исследовательские вопросы:

• 1. Зависит ли эффективность статодинамической устойчивости тела квалифицированных и высококвалифицированных гимнастов от специфики выполняемых двигательных тестов, способов регуляции позы и уровня спортивного мастерства (МС и МСМК)?
• 2. Отражают ли показатели расходования энергии гимнастов высокой квалификации, при решении задач на устойчивость тела в двигательных тестах, какиелибо способы регуляции позы тела, а также уровень спортивного мастерства?

Для решения задач на устойчивость тела в двигательных тестах мы применили:

Тест 1 — Проба стойка на руках (руки расположены на расстоянии ширины плеч). Фиксировать 10с [3, 5, 14, 18, 19, 20 ].

Тест 2 — Проба Бирюк — сомкнутая стойка на высоких полупальцах, руки вверх, глаза закрыты. Фиксировать 20с [3, 4, 5, 18, 19, 20].

Тест 3 — Проба Ромберга сложная — вертикальная стойка, ноги расположены по линии, по схеме «пятка — носок», руки вперед, пальцы разведены. Фиксировать 20с (10с с глазами открытыми и 10с с глазами закрытыми), rtt — от 0, 610 — до 0, 930 [3, 4, 5, 6, 17].

Измерения проведены на платформе Kistler (Typ 2812A1−3). Регистрировались перемещения центра давления стоп на опору — COP (center of pressure) и движения общего центра масс тела — COM (center of mass) в функции времени. Анализировались перемещения центра давления стоп на опору в процессе выполнения двигательных тестов в двух плоскостях: Fy (N) — сагиттальной и Fx (N) — фронтальной. Оценке подлежали форма и размер поля опорной поверхности по которой перемещается СОР и строит годограф стабилограммы (Avsy i Avsx, mm) — показатель, который в достаточной степени объективно свидетельствует о качестве регуляции позы тела в плоскостях Fy (N), Fx (N) и движения общего центра давления конечностей на опору Fz (N); скорости (м/с), ускорения (м/с 2) COP; работа COM (J): Wy (J) и Wx (J); время фиксации равновесия тела ©.

В исследованиях приняли участие занимающиеся спортивной гимнастикой (n=9, из которых 3 МСМК и 6 МС). Рост 170, 0±4, 0 см; масса тела 72, 4±3, 6 кг; возраст 20, 4 ±1, 7 лет. Техническое исполнение и способы регуляции позы при решении двигательных задач на устойчивость тела в равновесии при выполнении тестов оценивало 5 экспертов с использованием видео камеры. Заключения экспертов были вербальными.

Работа выполнена в соответствии со Сводным планом НИР в сфере ФКиС Украины на 2011;2015гг. в рамках темы 2.15 «Управление статодинамической устойчивостью тела спортсмена и системы тел в видах спорта со сложной координационной структурой движений» и госбюджетной темы «Техническая подготовка квалифицированных спортсменов на основе моделирования рациональной двигательной структуры спортивных упражнений» .

Результаты стабилографических исследований при выполнении теста 1 — проба стойка на руках. Оценки экспертов подтверждают тот факт, что у испытуемых сформирован прочный специфичный двигательный навык фиксации перевернутой вертикальной позы тела. Показатели статодинамической устойчивости тела гимнастов можно характеризовать как ярко индивидуальные с достаточно высоким уровнем специальной технической подготовленности и сенсомоторной координации. Вместе с тем, детальный анализ полученных стабилограмм показал, что отдельные испытуемые МС осуществляют регуляцию позы тела в стойке на руках с техническими ошибками, которые эксперты классифицируют как способы макроколебаний в плечевых, локтевых и тазобедренных суставах. Зарегистрированы отдельные движения головой назад и вперед, отчетливые сгибания — разгибания пальцев рук на опоре, которые гимнасты используют для сохранения устойчивости тела в стойке на руках. На рис. 1 представлены стабилограммы СОР (N) выполнения стойки на руках: И.Б. (вариант А) — МС и А.К. (вариант В) — МСМК. Средние показатели COP (N) И.Б. имеют следующие значения: Fx — (-0, 18 ± 24, 68 N), Fy — 0, 26 ± 6, 05N, Fz — 663, 66 ± 23, 56 N. Для поддержания устойчивости в стойке на руках испытуемый И.Б. использует макродвижения в плечевых суставах. На рис. 1 представлены графики стабилограмм в виде значительных флуктуаций, больших (нередко случайных) разбросов показателей регуляции позы в плоскости Fx, а также крайне активных движений общего центра давления конечностей на опору при решении задачи на устойчивость тела в равновесии (Fz). Средние показатели COP (N) А.К. (вариант В) при выполнении стойки на руках имеют такие данные: Fx — (-0, 77 ± 5, 69 N), Fy — 3, 08 ± 2, 13 N, Fz — 634, 40 ± 6, 61 N. Стабилограммы испытуемого А.К. свидетельствуют о высоком исполнительском мастерстве, которое он демонстрирует в процессе регуляции позы тела при решении двигательной задачи — стабильно фиксировать стойку на руках 10с. Для поддержания прямого биомеханически рационально устойчивого положения тела, гимнаст осуществляет едва заметные микродвижения в лучезапястных, локтевых и плечевых суставах, т. е. расположенных ближе к опоре. Это позволило спортсмену А.К. микроколебаниями всего тела эффективно справляться с двигательной задачей.

На рис. 1 (вариант В) отражены минимальные значения стабилограмм (Fy (N), Fx (N), Fz (N) при показанном максимально высоком спортивном результате — фиксации стойки на руках в соответствии с канонами спортивной техники.

Средние показатели расходования энергии COM (J) равны соответственно: И.Б. — Wx — (-0, 55 ± 0, 26 J), Wy — (-0, 15 ± 0, 09 J); А.К. — Wx — (-0, 17 ± 0, 17 J), Wy — (-2, 43 ± 2, 11 J), (рис. 2 A и B).

Приведенные цифры, на первый взгляд, кажутся не логичными — гимнаст И.Б. осуществлял регуляцию позы в процессе решения задачи на устойчивость тела в стойке на руках с техническими ошибками, а расходовал энергии меньше, чем это зарегистрировано у испытуемого А.К., который в эксперименте продемонстрировал стабильность фиксации стойки на руках, характеризующую высокий уровень спортивно — технического мастерства. Средние значения расходования энергии у А.К. были значительно выше, чем у И.Б., особенно в сагиттальной плоскости (рис. 2 вариант В). Гимнаст А. К. избрал способ микродвижениями одновременно управлять регуляцией позы тела в стойке на руках в двух плоскостях (Fx и Fy). В тоже время, экономичное расходование энергии гимнастом И.Б. в процессе регуляции позы тела в стойке на руках является эффектом нарушения техники выполнения упражнения (во время фиксации стойки зарегистрировано значительное изменение углов в плечевых суставах). Аналогичные результаты зарегистрированы еще у двух гимнастов — МС.

Зарегистрированные индивидуальные годографы стабилограмм, при решении двигательных задач на устойчивость тела в стойке на руках отличаются формой и размером поля опорной поверхности, зависят от способа регуляции позы при выполнении двигательного теста. Для МС И.Б. (рис. 3 вариант А) характерны: объёмное поле регуляции позы тела с правосторонними акцентированными коррекциями звеньев тела (макроколебаниями). Подтверждают это минимальные и максимальные показатели Ax vs Ay [мм], находящиеся в границах — 25, 56 ч 11, 82 (рис. 3 вариант А). В тоже время МСМК А.К. имеет меньшее поле опорной поверхности, на которой строит свою тактику регуляции позы; устойчивость сохраняется в условном центральном секторе с акцентированными левосторонними коррекциями звеньев тела. Полученные показатели имеют следующие значения — 1, 13 ч 21, 94 (рис. 3 вариант В).

Анализируя результаты регуляции позы тела при решении задач на устойчивость тела в стойке на носках (тест 2 — проба Бирюк) получены индивидуальные способы регуляции позы тела. Их два. Макроколебания (зарегистрированы у 5 МС и 1 МСМК) и микроколебания (1 МС и 2 МСМК) тела. Проводя анализ и оценку полученных результатов мы отмечаем факт дискоординации вертикальной позы тела у большинства испытуемых в связи с неспецифичностью предложенного испытуемым теста — стойка на высоких полупальцах. Об этом свидетельствуют значительные различия между минимальными и максимальными показателями СОР (N) экспериментальных данных у рассматриваемых, как пример, двух испытуемых. У гимнаста И.Б. зарегистрированы такие показатели: Fx — (-68, 56 N) — 42, 41 N, Fy — (-65, 89) — 79, 34 N, Fz — 558, 74 — 856, 37 N; средние значения: Fx — (-1, 64 ± 14, 11 N, Fy — 7, 86 ± 20, 18 N). У гимнаста А.К. получены следующие данные: Fx — (-20, 72 N) — 12, 05 N, Fy — (-16, 44) — 28, 65 N, Fz — 550, 13 — 756, 53 N; средние значения: Fx — (-3, 00 ± 4, 47 N, Fy — 3, 49 ± 6, 36 N) (рис. 4 A и B).

При выполнении пробы Бирюк средние значения расходования энергии COM (J) в процессе регуляции позы тела у МС И.Б. равны: Wx — (-3, 04 ± 2, 62 J), Wy — (-61, 54 ± 55, 90 J), в то же время у МСМК А.К. они составляют: Wx — (-8, 98 ± 7, 91 J), Wy — (-14, 93 ± 12, 46 J) (рис. 5 A и B).

При выполнении теста 2 испытуемому И.Б. понадобилось приложить много усилий, расходовать много энергии, чтобы сохранить равновесие тела (особенно в сагиттальной плоскости, см. рис. 5 вариант А). Это обусловлено тем, что испытуемый находится высоко на пальцах стоп, высоко поднят ОЦМ тела, уменьшена площадь опоры, что и привело гимнаста к значительной дискоординации позы тела.

Испытуемый МСМК А.К. — победитель Кубка мира в упражнениях на параллельных брусьях — в процессе выполнения теста 2 осуществляет регуляцию позы тела одновременно в двух плоскостях (сагиттальной и фронтальной) способом микроколебаний в голеностопных и тазобедренных суставах. Расходование энергии в три — пять раз меньше, чем у большинства гимнастов, которые приняли участие в эксперименте (рис. 5 вариант В). Подобные результаты исследований (тест 2) зарегистрированы при выполнении теста 3 — пробы Ромберга сложной. Вертикальное положение тела испытуемого, расположенные в линию стопы по схеме «пятка — носок», фиксация равновесия с открытыми (10с) и закрытыми глазами (10с) вызывают значительные колебания тела во фронтальной плоскости, поэтому испытуемые расходуют значительное количество энергии. В этой связи, а также с определенной специфичностью предложенного гимнастам теста способ микродвижений зарегистрирован лишь у одного испытуемого — МСМК А.К.

Результаты исследований согласуются с фундаментальными положениями ученых [5, 6, 8, 9, 11, 19, 21], создавших научную основу биомеханического измерения, анализа и оценки статодинамической устойчивости тела человека. Перспектива НИР — в разработке стратегии статодинамической устойчивости тела спортсмена и системы тел в сложных, изменяющихся условиях реализации программы движений.

Выводы

В результате проведенного исследования регуляции позы при решении задач на устойчивость тела в двигательных тестах равновесного характера гимнастами, имеющими квалификацию МС и МСМК установлены индивидуальные способы микроколебаний звеньев тела и макроколебаний в сагиттальной и фронтальной плоскостях; зарегистрирована симметрия и асимметрия движений, различные показатели расходования энергии. Качество регуляции позы при выполнении двигательных тестов было детерминировано условиями опоры, положением тела, ограниченной зрительной ориентацией, различным индивидуальным уровнем спортивно — технического мастерства гимнастов. В тесте 1 — стойка на руках испытуемые гимнасты демонстрировали сформированный двигательный навык сохранения равновесия тела в перевернутом вниз головой положении тела. Часть испытуемых осуществляла регуляцию позы тела микроколебаниями в плечевых и тазобедренных суставах. Равновесие тела при выполнении теста было стабильным. Показатели СОР в сагиттальной плоскости составили: 0, 26 — 4, 75 N, во фронтальной плоскости они равны: 8, 64 — 0, 8 N. Свидетельствует это о высоком уровне сенсомоторной координации, что подтверждают показатели экономного расходования энергии: COM Wy = 0, 15 — 2, 43 J, СОМ Wx = 0, 17 — 2, 12 J.

Структура COP и COM при выполнении испытуемыми гимнастами МС и МСМК теста 2 — проба Бирюк и теста 3 — проба Ромберга сложная, характеризуется показателями большой амплитуды колебаний тела и значительным расходованием энергии.

Следует указать и на резервы совершенствования статодинамической устойчивости, которые кроются в таких элементах координационной тренировки как развитие «школы» движений на всех этапах спортивной подготовки, формирование двигательного навыка длительного удержания равновесия тела, совершенствование специальной технической подготовленности, а также повышение вестибулярной устойчивости и чувствительности.

• 1. Аркаев Л. Я. Как готовить чемпионов / Л. Я. Аркаев, Н. Г. Сучилин // М: Физкультура и спорт, 2004. — 328 с.
• 2. Безноско Н. Н. Способы управления мышечной активностью при сохранении положения тела в заданиях разной степени трудности и рациональности: Автореф. дис… канд. пед. наук: 13.00.04 / Н. Н. Безноско. — М., 2002. — 23 с.
• 3. Болобан В. Н. Контроль устойчивости равновесия тела спортсмена методом стабилографии / В. Н. Болобан, ТЕ. Мистулова // Физическое воспитание студентов творческих специальностей. Сборник научных трудов, под ред. проф. Ермакова С.С.- Харьков: ХГАДИ, 2003. № 2. С. 24 — 33.
• 4. Болобан В. Системная стабилография: методология и методы измерения, анализа и оценки статодинамической устойчивости тела спортсмена и системы тел / В. Болобан, Ю. Литвиненко, Т. Нижниковски // Наука в олимп. спорте. — 2012. — № 1. — С. 27−35.
• 5. Болобан В. Н. Регуляция позы тела спортсмена: Монография / В. Н. Болобан. — К.: НУФВСУ, изд — во «Олимп. лит.», 2013. — 232с.
• 6. Бретз К. Устойчивость равновесия тела человека: Автореф. дис… доктора пед. наук / К. Бретз. — К., 1997. — 41 с.
• 7. Гавердовский Ю. К. Совершенствование техники движений и специальной технической подготовки как основа высших достижений в современной спортивной гимнастике / Ю. К. Гавердовский // Наука в олимп. спорте. — 2012. — № 1. — С. 7−26.
• 8. Гурфинкель В. С. Стабилизация положения тела — основная задача позной регуляции / В. С. Гурфинкель, М. И. Липшиц, С. Мори, К. Е. Попов // Физиология человека, 1981. — Том 7. — № 3.