Пограничные проблемы биомеханики , психологическое и теоретическое обучения движениям

Системный анализ и системный синтез неразрывно связаны друг с другом, они взаимно дополняются в системно-структурном исследовании.

При изучении движений в процессе развития системного анализа и синтеза в последние годы все шире применяется метод кибернетического моделирования - построение управляемых моделей (электронных, математических, физических и др.) движений и моделей тела человека.

С применением каждой новой методики, с накоплением фактических данных, с развитием смежных областей знания (механики, анатомии, физиологии, кибернетики) менялись критерии оценки получаемых результатов, появлялись умозаключения, выводы, постепенно складывающиеся в новое понимание явлений и процессов. Теория биомеханики как обобщение экспериментальных данных в свете определенных идей развивалась по нескольким направлениям.

Механическое направление. Механический подход к изучению движений человека позволяет определить количественную меру двигательных процессов, объяснить физическую сущность механических явлений, раскрывает огромную сложность строения тела человека и его движений с точки зрения физики.

Хронологически первым было механическое направление в развитии биомеханики. Первую книгу по биомеханике "О движениях животных" (1679 г) написал ученик Галилея, итальянский врач и математик Джовани Борелли. Исследование действия и противодействия, определение центра тяжести тела человека, классификация локомоторных движений по источнику сил проводились с позиций механики. Физиологи братья Вебер (1836 г) изучали ходьбу человека тоже с позиций механики, сравнивая движения шагания с качаниями маятников (их гипотезы в последующем во многом не подтвердились).

Изучению механических характеристик движений были посвящены исследования В. Брауне, О. Фишера, Г. Хохмута, А. Новака и др.

Применение законов механики в биомеханике совершенно необходимо, но оно недостаточно. Как биомеханическая система тело человека существенно отличается от абсолютно твердого тела или материальной точки, которые рассматриваются в классической механике. Внутренние силы, которые при решении задач в механике твердого тела стараются исключить, имеют определяющее значение для движений человека. Безразличие к источнику силы в механике сменяется крайним интересом к этому вопросу в биомеханике.

Наряду с механическими причинами особой сложности движений животных существуют немеханические причины, которые играют еще большую роль. Именно эти причины представители данного направления обычно не рассматривают. Чисто механический подход создает почву для неоправданных упрощений, что часто приводит к неправильным выводам. Кроме того, появляется опасность недооценки качественной специфики физики живого. Возникают механистические тенденции объяснения качественно более высоких явлений простейшими механическими факторами.

Функционально - анатомическое направление. Функционально-анатомический подход характеризуется преимущественно описательным анализом движений в суставах, определением участия мышц при сохранении положений тела и в его движениях.

Изучая форму и строение органов опоры, а также движения человека в тесной связи с их функцией, анатомы исследовали преимущественно двигательный аппарат. Аналитическое изучение тела человека преобладало в работах О. Фишера, Г. Брауса, С. Моллье и других зарубежных анатомов.

Вместе с тем расширялось изучение функций двигательного аппарата как целого. Один из основателей функциональной анатомии П.Ф. Лесгафт рассматривал все системы и органы прежде всего во взаимодействии, как части единого целостного живого организма. Высоко оценивая возможности формообразующего влияния функций, П.Ф. Лесгафт одним из первых начал разрабатывать научные основы физического образования детей и молодежи. Функционально-анатомическое направление развивалось учениками П.Ф. Лесгафта и продолжателями его учения А.А. Красуской, Е.А. Котиковой, Е.Г. Котельниковой и др. Большой вклад в учение о движениях внес М.Ф. Иваницкий, разрабатывавший раздел курса анатомии - двигательный аппарат как целое (динамическая анатомия). Во многих странах наука о движениях - кинезиология - представляет собою в настоящее время своеобразное сочетание механического и функционально-анатомического направлений. Для анатомического направления в целом характерен описательный подход - преимущественно качественные характеристики при незначительном применении количественной меры. Однако сейчас широко применяются регистрация электрической активности мышц (электромиография), дающая ценный вклад в определение времени и степени участия мышц в движениях, согласования активности отдельных и групп мышц.

Новое направление в функциональной анатомии - спортивная морфология (А.А. Гладышева) - способствует познанию специфических особенностей опорно-двигательного аппарата человека в связи с занятиями спортом. Конкретизация знаний о морфологических основах биомеханических систем обеспечивает более глубокое и правильное определение физической и технической подготовки в физическом воспитании, в частности в спорте.

Физиологическое направление. Физиологическое направление в биомеханике утвердило представление о рефлекторной природе движений, кольцевом характере управления движениями и об обусловленной этим чрезвычайной сложности движений человека.

На развитие биомеханики оказали существенное влияние физиология нервно-мышечного аппарата, учение о высшей нервной деятельности и нейрофизиология. Признание рефлекторной природы двигательных действий и механизмов нервной регуляции при взаимодействии организма и среды в работах И.М. Сеченова, И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского, П.К. Анохина, Н.А. Бернштейна и других ученых составляет физиологическую основу изучения движений человека. Результаты многочисленных, проведенных за последние десятилетия во многих странах мира исследований механизмов центральной нервной системы и нервно-мышечного аппарата позволяют наиболее полно представить высокую сложность управления движениями.

Исследования Н.А. Бернштейна, ставшие уже классическими, дали результаты, которые привели его в свое время к новой системе взглядов на движения и управление ими. Развивая идеи И.М. Сеченова о рефлекторной природе управления движениями путем использования чувствительных сигналов, Н.А. Бернштейн выдвинул положение о кольцевом характере процессов управления. Его гипотеза об уровневом построении движений сыграла важную роль в дальнейшей разработке физиологического направления в биомеханике. Глубокое изучение действительных явлений в самом опорно-двигательном аппарате вызвало особое внимание к управлению движениями. Выявленные особенности управления движениями показали, насколько были неверны прежние упрощенные объяснения механизма движений.

Системно-структурный подход. В биомеханике характеризуется изучением состава и структуры систем как в двигательном аппарате, так и в его функциях. Этот подход в известной мере объединяет механическое, функционально-анатомическое и физиологическое направления в развитии теории биомеханики.

По современным представлениям, опорно-двигательный аппарат рассматривается как сложная биомеханическая система; движения человека также изучаются как сложная целостная система.

Понятие о системе, в которой множество элементов (ее состав) закономерно объединено взаимными связями, взаимозависимостью (ее структура), характерно для современного научного представления о мире. Системно-структурный подход требует изучения системы как единого целого, потому что ее свойства не сводятся к свойствам отдельных элементов. Важно изучать не только состав, но и структуру системы, рассматривать во взаимосвязи строение и функцию.

Идеи о системности внес в изучение двигательной деятельности также Н.А. Бернштейн. Кибернетический, по сути дела, подход к движениям был им осуществлен более чем за 10 лет до оформления кибернетики как самостоятельной науки.

Современный системно-структурный подход не только не отрицает значения в биомеханике всех направлений, а как бы объединяет их; при этом каждое направление сохраняет в биомеханике свое значение.

 

 

 

 

 

 

 

3. Обучения двигательным действиям

При обучении двигательным действиям ставится задача довести до определенной степени совершенства двигательные умения, навыки и связанные с ними знания.

Определим понятия "двигательное умение" и "двигательный навык", чтобы избежать путаницы, когда эти термины ошибочно употребляются как синонимы.

Двигательное умение - это такая степень владения техникой действия, при которой повышена концентрация внимания на составные операции (части), наблюдается нестабильное решение двигательной задачи.

В процессе многократного повторения разучиваемого двигательного действия отдельные его операции становятся все более привычными, осваиваются и постепенно автоматизируются его координационные механизмы, и двигательные умения переходят в навык.

Двигательный навык - такая степень владения техникой действия, при которой управление движением (движениями) происходит автоматически и действия отличаются надежностью.

Прочный двигательный навык сохраняется в течение многих лет. Классический пример: научившись ездить на велосипеде или плавать, а это сложные двигательные навыки, разучиться уже невозможно.

Основоположник отечественной педагогики К.Д. Ушинский очень высоко оценивал роль навыков в жизни человека. Он говорил, что если бы человек не имел способностей к навыку, то не мог бы продвинуться ни на одну ступень в своем развитии, и оно беспрестанно задерживалось бы бесчисленными трудностями, которые можно преодолеть только навыком, освободив ум и волю для новых работ и свершений.

Процесс обучения двигательному действию включает три этапа:

Первый этап - ознакомление, первоначальное разучивание движения. Цель - обучить основам техники двигательного действия, добиться выполнения его хотя бы в приближенной форме. Для этого требуется решить следующие задачи:

• создать общее представление о двигательном действии;
• научить частям (элементам) техники этого действия;
• сформировать общий ритм двигательного акта;
• предупредить или сразу же устранить неправильные движения и грубые искажения техники действия.

Второй этап - углубленное детализированное разучивание, формирование двигательного умения. Цель обучения достигается путем детализированного освоения техники на основе разучиваемого двигательного действия, сформированного на первом этапе обучения. Основные задачи этого этапа:

• углубленно понять закономерности движений действия;
• уточнить технику действия (по ее пространственным, временным и динамическим характеристикам) в соответствии с индивидуальными особенностями обучаемого;
• усовершенствовать ритм выполнения движения;
• создать предпосылки для вариативного выполнения этого действия.

Техника уточняется в процессе многократных повторений. По мере ее усвоения увеличивается количество движений, выполняемых автоматически. С увеличением автоматизации движений растет число повторений упражнения.

Второй этап обучения заканчивается в тот момент, когда занимающийся научился правильно выполнять основную схему движения и детали техники в целостном движении при специальной фиксации внимания. Именно в это время следует переходить к следующему этапу обучения.

Третий этап - формирование двигательного навыка, достижение двигательного мастерства.

На основе двигательного умения формируется двигательный навык. Чтобы достичь цели - добиться совершенного владения двигательным действием в разнообразных условиях его применения, необходимо применять методы как для закрепления разучиваемого упражнения, так и для его возможного варьирования.

Задачи третьего этапа:

• закрепить навык и совершенствовать технику движения, чтобы повысить достижения (результат). Для этого постепенно увеличиваются требования к результату без нарушения техники двигательного действия;
• избирательно совершенствовать те физические качества (или функциональные системы), от которых зависит высокий результат в двигательном действии;
• совершенствовать технику двигательного действия в нестандартных условиях, т.е. увеличивать его вариативность. Этому могут служить требования выполнить движение в экстремальном состоянии, на фоне сильного утомления, эмоциональной напряженности; усложняются задания (подключаются дополнительные движения) или, наоборот, условия его выполнения упрощаются;
• облегчить технику движения. Ознакомиться с прикладными способами его выполнения, когда применяются варианты этого движения из бытовой, производственной или военной практики (плавание в военном обмундировании и т.п.).

 

Заключение

Разнообразные двигательные действия формируются в течение жизни человека под влиянием многих факторов, и процесс их формирования может приобретать различный характер. Оптимизация этого процесса достигается в условиях рационально построенного обучения. Внутреннюю логику процесса образования и совершенствования двигательного действия в таких условиях принято схематически представлять как последовательный переход от знаний и представлений о действии к умению выполнить его, а затем – от умения к навыку.

Так, для успешного протекания обучения очень важно, чтобы у обучающихся была достаточно сильная мотивация к овладению деятельностью в виде желания учиться, интереса к профессии.

Экспериментальным путем доказано, что процесс формирования двигательного навыка имеет следующие закономерности:

• образование двигательного навыка носит прогрессивно-поступательный характер (другими словами, формирование навыка всегда имеет тенденцию к росту);
• рост результатов в процессе формирования навыка неравномерен: в начале усвоения спортивного навыка результаты растут быстро, а затем постепенно их рост замедляется;
• результаты растут скачкообразно – со взлетами и спадами;
• на стадии совершенствования навыка возникает стойкая стабилизация результатов, хотя на отдельных этапах его формирования возникает задержка в росте результатов.  Это объясняется тем, что применяемые приемы совершенствования уже не обеспечивают дальнейшего развития техники. В этих случаях необходимо вносить рациональные изменения в методику тренировки.