Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса по литературным данным 5
1.1. Состояние проблемы утомления 5
1.2. Диагностирование утомления по данным изменения структуры движения 9
1.3. Двигательные проявления утомления в барьерном беге 18
1.4. Средства и методы развития специальной силовой выносливости 24
Глава II. Цель, задачи, методы и организация исследования 31
Глава III. Исследование изменения кинематических и динамических характеристик техники барьерного бега под влиянием утомления 44
Глава ІV. Исследование адекватности специальных упражнений барьерному бегу 64
Глава V. Педагогическое обоснование особенностей развития специальной выносливости барьер исток высокой квалификации (педагогический эксперимент) 83
5.1. Первый этап эксперимента 83
5.2. Второй этап эксперимента 109
5.3. Обсуждение результатов исследования 118
Выводы 135
Практические рекомендации 138
Библиография 141
Приложения 155
- Состояние проблемы утомления
- Цель, задачи, методы и организация исследования
- Исследование изменения кинематических и динамических характеристик техники барьерного бега под влиянием утомления
- Исследование адекватности специальных упражнений барьерному бегу
Введение к работе
За последние годы в женском барьерном беге на 100 м с/б произошли изменения прогрессивного характера. Обновлен рекорд мира -12.36 сек. и рекорд СССР - 12.39 сек. Однако, прогресс на этой дистанции выражается не только в повышении абсолютного результата, но и в увеличении конкуренции на соревнованиях любого уровня. Подчас соревнования выигрываются или проигрываются на последних метрах бега. Очевидно, что на этой спринтерской дистанции, очень важны не только скорость и сила, но и специальная выносливость. Следует отметить, что большинство авторов говорят о влиянии утомления на снижение скорости бега во время прохождения второй половины дистанции (Е.Н.Буланчик,1955,1958; Д.П.Ионов, 1955; T.Nett, 1965; B.Bartusek, 1970; L.Preda, 1973; T.Sczepanski, 1973; Е.Н.Кайтмазова, В.Г.Теннов, 1978; В.В.Чистяков, 1982 и мн.др.). При этом определенное значение придается специальной выносливости, как качеству необходимому барьеристке. Однако, рекомендации по методике воспитания специальной выносливости, в большинстве случаев, основываются на личном тренерском опыте авторов (В.В.Садовский, 1955, 1967, 1970; Б.і.Ценников, 1970, 1974, 1975,1982; G.Schroter, 1977 и др.) и не касаются причин приводящих к снижению скорости.
По мнению В.В.Брейзера (1974), с ростом квалификации барьеристов, повышается роль специальной выносливости и сравнивается по значимости со специальной скоростью. Это же отмечает и B.C.Fy-бин и И.С.Ильин (1978). Возросшая важность данного качества и определила выбор темы применительно к этапу спортивного совершенствования. Представляется логичным исследовать изменения (под влиянием утомления) техники, уже в своей основе стабильной и не требующей коренных перестроек. Такая техника барьерного бега присуща барьеристкам высокой квалификации.
В результате исследований впервые определены изменения кинематических и динамических характеристик техники бега барье-ристок высокой квалификации в конце дистанции 100 м с барьерами под влиянием утомления, что позволило выявить группу мышц, наиболее подверженную утомлению (группа мышц разгибателей тазобедренного сустава).
На основании этого, в лабораторном эксперименте, из применяемых на практике средств было выявлено девять специальных упражнений, адекватных барьерному бегу по режиму работы этой группы мышц и по ее реципрокным отношениям с мышцами синергистами и антагонистами.
В педагогическом эксперименте установлено, что специальная выносливость барьеристок должна иметь в своей основе не только общую и скоростную выносливость, но и силовую выносливость тех групп мышц, которые утомляются в конце дистанции барьерного бега. В работе показано, что применение упражнений адекватных барьерному бегу оказывает положительное влияние на развитие специальной выносливости барьеристок.
Анализ результатов исследований позволил применять в тренировке высоко квалифицированных барьеристок специальные упражнения для подготовки к последующей учебно-тренировочной работе с пробеганием большого количества барьеров (8-Ю шт.) за один раз. Более подготовленные группы мышц в меньшей степени были подвержены утомлению, а следовательно и техника бега в конце дистанции изменялась в меньшей степени. Это привело к тому, что при использовании данных средств, не происходило заучивание изменений техники бега в конце пробегаемой дистанции.
Работа выполнена в соответствии со сводным планом НИР Спорткомитета СССР на I98I-I985 гг. Направление 2. Проблема 2.2. Тема 2.2.5. № государственной регистрации 0182.4025743.
Состояние проблемы утомления
Проблема утомления по праву считается одной из важнейших и актуальнейших проблем физиологии спорта. Она имеет огромное практическое значение, а потому изучение проявлений утомления занимает ведущее место в ряде областей прикладной физиологии и особенно в физиологии труда и спорта. Проблема утомления привлекала к себе многих видных физиологов. Так С.И.Каплун (1925) составил перечень работ иностранных авторов по изучению утомления, объем которого превысил 40 страниц и охватил более 1300 названий. Однако, несмотря на такое широкое освещение проблемы в мировой научной литературе, нет полной ясности и единообразия в понимании утомления. «Правильно указывал К.Х.Кекчеев (1931), что термин «утомление" - один из наиболее неопределенных и неточных в физиологической терминологии и под ним различные авторы понимают далеко не одно и то же". В монографии S.H.Bartley и L.Chute (1947) приводится около 100 различных определений данного понятия . Говоря о понимании проблемы утомления, необходимо сказать, что с конца прошлого века борются две теории мышечного утомления: гуморально-локалистическая и центрально-нервная. Среди различных ответвлений гуморально-локалистической концепции мышечного утомления, наибольшее развитие, особенно в зарубежной литературе, получили представления о роли молочной кислоты. Они основывались на понимании процесса утомления в мышцах вследствие их истощения (Schiff, 1868, цит.по: В.В.Розенблату, 1975), либо: об отравлении продуктами метаболизма (Pflilger, 1872, цит. по: В.В.Розенблату, 1975). Взгляды эти в основе своей имели опыты Heimhoitz (1845 цит.по: В.В.Розенблату, 1975), который установил, что в работающей мышце накапливаются растворимые в спирте вещества, и Dubois-Reymond(1859 цит.по: В.В.Розенблату, 1975), который констатировал сдвиг реакции в утомленных мышцах в кислую сторону. Эта концепция приобрела особый вес после известных работ О.Мейергофа (1926) и А.Хилла (1929), показавших значение молочной кислоты в энергетических превращениях работающей мышцы. Недостаток исследований проведенных этими авторами был в том, что рассматривая работу на отдельных нервно-мышечных препаратах, они переносили сделанные выводы на целостный организм человека. Центрально-нервная теория мышечного утомления берет свое начало от А.Моссо (1893) и И.М.Сеченова (1903). Однако, если Моссо видел роль нервной системы в том, что она либо потребляет какие-то вещества необходимые мышце, либо выделяет какие-то ток- сины, отравляющие мышцу, то для Сеченова вопрос заключался в работоспособности нервных центров. Поэтому, не отрицая заслуг Моссо, творцом новой теории утомления считается И.М.Сеченов. Основы своей теории И.М.Сеченов закладывал раньше. В 1863 г. в ««Рефлексах головного мозга" он отмечал: нВсе внешние проявления мозговой деятельности действительно могут быть сведены на мышечное движение". Продолжая эту мысль, он в 1900 г. писал: «Всякая внешняя механическая работа производится не иначе как мышцами рук, ног и туловища. Мышцы - есть двигатели нашего тела, но сами по себе без толчков из нервной системы они действовать о не могут". Уже из этого можно понять какое звено И.М.Сеченов считает ведущим в развивающемся утомлении. Однако он не забывает и о периферии. Говоря об изменениях, происходящих в ЦНС, он указывает на изменения в работе мышцы (1889), изменения темпа и мощности работы (1901). Одним из первых эстафету сеченовских идей принял А.А.Ухтомский (1927). В его исследованиях дана критика гуморально-лока-листических теорий утомления, показана роль центральной нервной системы в наступающем утомлении. Критикуя теории засорения, задушения и т.д. А.А.Ухтомский писал: «Большинство этих попыток в своей абстрактности дают так мало реального, что преподносить их в качестве ответа житейски заинтересованному человеку, значит, приблизительно, давать камень вместо яйца". Здесь же он дает и программу действий своим последователям: «Физиологическая наука до тех пор не выполнит здесь своей задачи, пока она не даст житейски ясным языком указаний, как овладеть явлениями утомления, как можно было бы предотвратить их и сохранить рабочие ресурсы организма без функционального упадка на максимально долгое время". Основываясь на данных более или менее извращенной плети- смограммы, он указывает путь повышения работоспособности, сопротивляемости утомлению - тренировка. Причем тренировка, по его мнению, должна основываться на изучении самого движения, его сути. Значительный вклад в изучение проблемы утомления внес В.В. Розенблат (1961, 1975). Он разработал центрально-корковую теорию, согласно которой начальным звеном утомления при мышечной работе являются изменения в кортикальных центрах. Утомление корковых нервных клеток приводит, с одной стороны, к нарушению контролируемой ими сложнейшей координации процессов, а с другой - меняет характер установочных влияний коры мозга и связанных с ней нижележащих образований на исполнительные органы. Признавая исключительную роль коры больших полушарий в управлении двигательными и вегетативными функциями в процессе напряженной мышечной деятельности, а также в развитии утомления, нельзя игнорировать значение местных факторов, т.е. изменение функционального состояния нервно-мышечного аппарата. В.С.Фарфель (1949в), хотя и считает, что борьба с утомлением - прежде всего работа нервных центров, но говорит и о том, что нельзя указывать на какой-либо один фактор утомления, т.е. локализировать фактор утомления в одной точке. Он же отмечает выступление А.А.Ухтомского на У Всесоюзном съезде физиологов, в котором говорится, что хотя прежние теоретические факторы утомления (истощение, задушение, засорение рабочего ритма) приобретают более конкретную характеристику в свете новых данных о метаболизме в тканях, и каждый из этих факторов может принимать участие в образовании синдрома утомления, но ни в одном из них нельзя видеть исключительную причину утомления.
Цель, задачи, методы и организация исследования
Была выдвинута гипотеза о том, что применение в тренировочном процессе определенной системы екоростно-силовых упражнений, адекватных отдельным фазам и элементам техники барьерного бега, даст возможность повысить уровень специальной выносливости барьеристок высокой квалификации, как одного из факторов достижения высоких спортивно-технических результатов. Исходя из этого целью настоящей работы является совершенствование методики развития специальной выносливости барьеристок высокой квалификации на основании данных о двигательных проявлениях утомления, возникающих в процессе пробегания дистанции барьерного бега. Для достижения постановленной цели, в работе необходимо решить следующие задачи: 1. Выявить изменения основных параметров техники барьерного бега, возникающие под влиянием утомления. 2. Определить средства развития специальной силовой выносливости барьеристок адекватные отдельным фазам и элементам техники барьерного бега. 3. Экспериментально обосновать целесообразность применения выявленных средств, адекватных основному упражнению, для повышения уровня специальной выносливости барьеристок высокой квалификации. Для решения поставленных в работе задач использовались следующие педагогические методы исследования. - Анализ и обобщение данных специальной литературы. - Опрос (интервьюирование). - Педагогические наблюдения. - Лабораторный эксперимент. - Педагогический эксперимент. В работе так же использовались следующие инструментальные методы регистрации движений: - Специальная киносъемка. - Видеомагнитофонная съемка. - Электромиография. - Подография. Для определения расчетных динамических характеристик по зафиксированной кинематике применялся метод математического моделирования. Обработка результатов исследования производилась с помощью методов математической статистики. Анализ и обобщение данных специальной литературы Изучение и анализ литературных источников, касающихся различных вопросов, связанных с двигательными проявлениями утомления в барьерном беге и совершенствованием специальной выносливости барьеристок старших разрядов, позволили более полно вскрыть сущность и состояние вопроса, дать теоретическое обоснование выдвигаемых предложений и способствовали объяснению полученных результатов исследования. Опрос (интервьюирование) Опрос в виде интервьюирования проводился в I980-I98I гг. с целью выявления специальных упражнений применяемых тренерами по барьерному бегу для развития специальной силовой выносливости мышц нижних конечностей. Ответы на вопросы дали 62 тренера и специалиста, среди которых 14 заслуженных тренеров СССР и союзных республик; 12 тренеров сборной страны; 7 кандидатов наук. Список упражнений представлен в главе 4. Объектом педагогических наблюдений, проводимых во время предварительного этапа педагогического эксперимента, были методы развития специальной силовой выносливости барьеристок. Наблюдения были специально организованы. Протоколирование велось в форме описания, по заранее разработанной схеме. Лабораторный эксперимент Лабораторный эксперимент проводился с целью определения адекватности специальных упражнений барьерному бегу. В лабораторном эксперименте использовался комплекс электронной аппаратуры, позволявший регистрировать биоэлектрическую активность исследуемых мышц (электромиография) и внешнюю картину движения (специальная киносъемка, подография). Адекватность исследуемого упражнения барьерному бегу определялась с помощью метода распознавания образов (G.A.Bekey et al., 1977), примененного к спортивным движениям И.М.Козловым и А.В. Звенигородской (1981). Электромиограммы одной и той же группы мышц, записанные во время барьерного бега и выполнения специального упражнения, сопоставлялись по внешней картине движения (опора, полет). После этого анализировались по совпадению электрической активности специальным цифровым кодом. Код по каждому из исследуемых участков состоял из 3-х цифр. О - отсутствие активности, I - наличие активности в какой-либо части участка (начало, конец), 2 - наличие активности на протяжении всего участка. После этого составлялись карты движения в барьерном беге (интересующий нас участок) и специальных упражнений, по которым определялась та или иная степень адекватности этих движений. Исследования проводились на базе манежа "Зенит" ШВСМ им. В.И.Алексеева в феврале-марте 1982 г. Педагогический эксперимент Педагогический эксперимент был одним из главных методов исследования. Он позволил выявить эффективность применения предложенной методики совершенствования специальной выносливости барьеристок старших разрядов. Основная задача педагогического эксперимента решалась проведением учебно-тренировочных занятий с использованием различных программ. Педагогический эксперимент проводился в два этапа и был по логической схеме доказательств пролонгированный, прямой. По форме - закрытый. Объектом исследования являлись средства и методы развития специальной выносливости барьеристок высокой квалификации. I этап длился с октября 1980 г. по сентябрь 1981 г. с целью выявления правильности подхода к исследуемой теме. Особенностью этого этапа явилось акцентированное внимание к развитию специальной выносливости у барьеристок. Так же уделялось внимание развитию специальной силовой выносливости нижних конечностей.
Исследование изменения кинематических и динамических характеристик техники барьерного бега под влиянием утомления
Анализ научно-методической литературы по вопросу исследования показал недостаточность сведений о двигательных проявлениях утомления у спортсменок в конце пробегаемой дистанции 100 м с/б. Следовательно, и различные методики развития специальной выносливости не основываются на конкретных данньк об этих проявлениях.
Это и определило цель и задачи нашей работы, исходя из которых было осуществлено изучение изменения техники барьерного бега в процессе пробегания дистанции. На возможность такого подхода указывали В.М.Зациорский, Као Ван Тхы (1971).
Для регистрации параметров техники барьерного бега была применена специальная киносъемка, которая проводилась при пробе-гании спортсменками дистанции 100 м с/б. Производилась съемка двух отрезков дистанции: от "атаки" на 4-й барьер до схода с 6-го барьера, и от 8-го до 10-го барьера.
Съемка проводилась на группе высококвалифицированных барье-ристок. Исследования, организованные как официальные соревнования позволили показать спортсменкам результаты близкие к лучшим личным достижениям этого соревновательного сезона. Сведения о барьеристках помещены в таблице 2.
Для анализа полученных киноматериалов использовался метод математического моделирования, применение которого позволило провести достаточно полный биомеханический анализ техники барьерного бега, а также сравнительный анализ техники барьерного бега на максимальной скорости и при снижении скорости из-за наступившего утомления.
Скорость передвижения является показателем функционального состояния человека на данный момент (В.С.Фарфель, 1975), если ее снижение не запланированно вследствие тактического плана выбранного спортсменом (как например в стайерском беге).
Объективное снижение скорости бега говорит о наступающем утомлении и действительно средняя горизонтальная скорость общего центра масс тела (О.Ц.М.Т.) по группе на первом участке была 7.45+0.16 мс, а на втором участке стала 6.64+0.14 м/с f n "to.05 (tn я 3-80, tQe05 = 3»18)]. Изменение мгновенной горизонтальной скорости О.Ц.М.Т. у каждой участницы эксперимента имело индивидуальную обусловленность и необходимо было установить причины приводящие к уменьшению средней горизонтальной скорости О.Ц.М.Т. на второй половине дистанции.
Для этого определялась средняя горизонтальная скорость О.Ц.М.Т. каждого шага спортсменки (во время опоры и полета).
Показатели полученные на первой половине дистанции сравнивались с аналогичными показателями второй половины и определялись изменения (в %) затем определялись изменения средней горизонтальной скорости О.Ц.М.Т. на участке (так же в %). Этим находился средний уровень изменений горизонтальной скорости О.Ц.М.Т. данной спортсменки. Для изучения выделялись те фазы, в которых изменения средней горизонтальной скорости бега превышали полученный уровень.
Проводя анализ скорости бега у всех испытуемых, можно убедиться, что такие изменения совпадают только во время опоры 1-го и 3-го беговых шагов между барьерами. Уменьшение горизонтальной скорости О.Ц.М.Т. во время этих фаз было общим для всех испытуемых и превышало у каждой спортсменки средней уровень изменения скорости.
Для дальнейшего анализа требовалось установить взаимосвязь и взаимозависимость каждой из фаз бегового шага.
Горизонтальная скорость О.Ц.М.Т. активно изменяется только во время опорных периодов, а во время полетного периода горизонтальная скорость О.Ц.М.Т. незначительно снижается вследствие сопротивления воздуха (Д.Д.Донской, В.М.Зациорский, 1979). Но, во время полета выполняются подготовительные движения для осуществления более качественного контакта ноги спортсменки с опорой. В опорном положении горизонтальная скорость О.Ц.М.Т. снижается в фазе аммортизации до момента прохождения вертикали. Затем начинается увеличение горизонтальной скорости О.Ц.М.Т. вплоть до отрыва от опоры.
Исследование адекватности специальных упражнений барьерному бегу
В научно-методической литературе достаточно полно освещены вопросы методики применения упражнений для развития специальной выносливости различных групп мышц. Исследуются объемы, интенсивность применяемых нагрузок (М.Шолих, 1966; В.Крысанов и А.Конников, 1976; Ю.В.Верхошанский, 1977), их расположение в одном занятии, в микроцикле, в годичном тренировочном цикле (Ю.В.Верхошанский, 1981; Ю.В.Верхошанский и др., 1982).
Достаточно полно и обоснованно представлены требования предъявляемые к специальному упражнению направленному на развитие какого-либо качества (Н.А.Бернштейн, 1946; В.М.Зациорский, 1965; В.М.Дьячков, 1967, 1972; Ю.В.Верхошанский, 1977).
Однако, вопрос об исследовании упражнений, применяемых барь-еристками при воспитании специальной выносливости, в научно-методической литературе по существу не ставился.
Для развития специальной выносливости нужно найти те специфические средства, в которых интересующие нас группы мышц работали бы в том режиме, в котором они работают в барьерном беге.
Лабораторный эксперимент, в ходе которого осуществлялось исследование специальных упражнений, с целью определения их адекватности барьерному бегу, проводился на базе манежа "Зенит" ШВСМ им. В.И.Алексеева, в феврале 1982 г. В нем принимали участие 6 барьеристок высшей квалификации учебно-тренировочная группа заслуженного тренера СССР Б.Ф.Щенникова. Все барьеристки - мастера спорта СССР. Средний результат по группе 13.76+0.II с. Лабораторные исследования, по определению степени адекватности, показали схожесть картин электромиографической активности мышц (прямая и двухглавая бедра, передняя большеберцовая и икроножная) во время барьерного бега у членов экспериментальной группы. Это видимо является следствием того, что члены экспериментальной группы -опытные высококвалифицированные барьеристки. Некоторые различия заключались лишь в неодинаковом времени пробегания барьерного цикла. Это соответственно приводило к неодинаковой длительности вьшолнения фаз барьерного бега. Однако эти различия не влияли на относительное время включения и выключения мышц соответственно фазам барьерного бега» и были недостоверны. Поэтому в дальнейшем исследовании принимала участие одна спортсменка.
Результаты анализа техники бега на разных участках барьерной дистанции, изложенные в предыдущей главе, позволили определить группу мышц подверженных значительному утомлению в процессе пробегания 100 м с/б. Эта группа мышц, производит разгибание тазобедренного сустава маховой ноги и проявляет меньшие усилия как в полете, с момента активного торможения маха, до момента постановки ноги на 1-е и 3-е отталкивание, так и во время отталкиваний. Это большая ягодичная мышца двухглавая мышца бедра, полусухожильная, полуперепончатая, и большая приводящая мышцы. Наибольший интерес для записи ЭМГ представляют большая ягодичная мышца и двуглавая мышца бедра. Однако, запись электромиограммы с большой ягодичной мышцы не представлялась возможной, так как исследовалась группа женщин спортсменок, и отказ от наклейки электродов на эту мышцу произошел по морально-этическим соображениям.
Запись ЭМГ двухглавой мышцы бедра, как одной из основных разгибающих бедро позволяла достаточно полно судить о реципрокных отношениях группы мышц разгибающих бедро с ее антогонистами и синергистами во время барьерного бега и специальных упражнений.
У испытуемой была проведена электромиографическая запись активности мышц во время барьерного бега на максимальной скороети. Время прохождения барьерного цикла было І.І2 с. И, учитывая время проведения эксперимента - конец зимнего соревновательного периода, можно сказать, что спортсменка показала на исследуемом отрезке скорость близкую к максимальной.
Кроме двухглавой мышцы бедра, электромиограмма была так же записана с прямой мышцы бедра, икроножной мышцы и передней боль-шеберцовой мышцы этой же ноги.
Организация эксперимента и характеристика методов исследования (электромиография, специальная киносъемка, подография) были описаны в главе 2. Необходимо отметить, что перечисленные методы использовались комплексно и были синхронизированны между собой.
Как уже говорилось была проведена запись электрической активности с выше перечисленных мышц во время барьерного бега и во время выполнения специальных упражнений. Перечень исследуемых специальных упражнений представлен ниже. Необходимо отметить,что все приведенные упражнения применялись для развития специальной силовой выносливости мышц нижних конечностей в процессе I этапа педагогического эксперимента.
