Технология обучения акробатическим упражнениям на бревне юных гимнасток

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МИНИСТЕРСТВО ПО ДЕЛАМ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

УЗБЕКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Каримджанова Стэлла Евгеньевна

ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ АКРОБАТИЧЕСКИМ УПРАЖНЕНИЯМ НА БРЕВНЕ ЮНЫХ ГИМНАСТОК

Направление образования 5А 810201 «Спортивная деятельность

(по видам деятельности)

ДИССЕРТАЦИОННАЯ РАБОТА

На соискание степени магистра педагогики

ТАШКЕНТ - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава I. Основы техники гимнастических упражнений и специально-двигательной подготовки гимнастов

1.1 Техника гимнастических упражнений и закономерности, лежащие в ее основе

1.2 Статические упражнения

1.3 Динамические упражнения

1.3.1 Основные понятия и законы динамики

1.3.2 Отталкивание и приземление

1.3.3 Реактивное движение и реактивная сила (реакция опоры), хлестовое движение

1.3.4 Вращательные движения

1.3.5 Маховые упражнения

1.3.6 Силовые упражнения

1.4 Общие правила анализа техники исполнения гимнастических упражнений

1.5 Характеристика упражнении на бревне и тенденции их развития

1.5.1 Методика обучения упражнениям на бревне юных гимнасток

1.6 Модельные характеристики общей и специальной физической подготовки гимнастов

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. Задачи, методы и организация исследования

2.1 Задачи исследования

2.2 Методы исследования

2.3 Организация исследования

ГЛАВА III. Педагогическое обоснование экспериментальной методики обучения акробатическим упражнениям на бревне

3.1 Разработка методики обучения юных гимнасток акробатическим элементам на бревне

3.2 Экспериментальная проверка эффективности методики обучения юных гимнасток упражнениям на бревне

Заключение по третьей главе

Выводы

Практические рекомендации

Используемая литература

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Правительство Узбекистана выдвигает перед физкультурным движением нашей страны важные и объемные задачи развития массовости физической культуры и спорта (Закон Республики Узбекистан “О физической культуре и спорте” // Новые законы Узбекистана - Ташкент: Адолат, 2001 г., Постановления Кабинета Министров Республики Узбекистан № 271 от 27.05.1999 года «О мерах по дальнейшему развитию физической культуры и спорта в Узбекистане» и №371 от 31.10.2002 года «Об организации деятельности фонда развития детского спорта в Узбекистане»). Вместе с тем, ставятся немаловажные задачи дальнейшего совершенствования высшего спортивного мастерства и завоевания ведущих позиций узбекскими спортсменами на международной спортивной арене (Постановление Президента Республики Узбекистан за номером ПП-1029, от 05.01.2009 г. «О подготовки спортсменов Узбекистана к участию в XXX летних Олимпийских и XIV Паралимпийских играх 2012 года в г. Лондоне (Великобритания)», в том числе и в спортивной гимнастике (1,2,3).

В связи с этим дальнейшая разработка теории и методики гимнастика как одного из физкультурно-массовых и спортивных видов спорта, привлекающего к занятиям широкие слои населения, является одной из немаловажных задач.

В настоящее время резкое усиление мировой конкуренции в в видах спорта со сложной координацией движений, особенно за счет вовлечения в соревнования стран Латинской Америки, Азии и Африки требует более эффективной подготовки спортсменов высокого класса, тем более олимпийского резерва. Дальнейший рост спортивного мастерства квалифицированных спортсменов по видам спорта, в том числе и в спортивной гимнастике, во многом зависит от создания оптимальных и эффективных структур учебно-тренировочного процесса, биомеханического анализа элементов на видах многоборья. Вопрос о подготовке гимнастов и гимнасток к наиболее значимым соревнованиям, таких как Олимпийским играм, чемпионатам мира, Азиатским играм и другим престижным международным соревнованиям требует серьезного подхода к изучению не только специально-двигательную основу учебно-тренировочного процесса, но и биомеханическую структуру программных упражнений, и на их основе грамотно формировать соревновательные комбинации на видах многоборья, и в частности на бревне (В.Б. Корнеберг 1996, В.М.Смолевский 1999, Ю.В.Менхин 2003, Ю.К. Гавердовский 2005, 2008).

Направленность на раннюю специализацию, рост спортивных результатов и совершенствование методов тренировки юных гимнастов ставят перед спортивной педагогической наукой вопрос:

- о необходимости дальнейшего совершенствования элементов планирования учебно-тренировочного процесса на начальных этапах подготовки юных спортсменов (10,20,22,36,45,54);

- в поэтапном развитии специально-двигательных способностей и базовых физических качеств детей и подростков (8,10,13,15,17,23,30,33, 37,45,51,56);

- об эффективном использовании методов обучения и рационального распределения средств тренировки в малых, средних и больших циклах (11,16,19,21,24,31,32,39,41,43,48,49,50);

- в изучении вопросов последовательного и качественного, поэтапного освоения упражнений квалификационной программы (6,7,10,13,34, 43,55,58);

- в разработке эффективной системы комплексного контроля за специально-двигательной, физической и технической подготовленностью юных гимнастов на видах многоборья (4,5,13,14,16,19,20,39,41,47,58).

Упражнения на бревне являются одним из самых сложных видов женского гимнастического многоборья, на котором ведущую роль играет сохранение устойчивости тела в условиях, когда возможности ее восстановления с помощью физической силы чрезвычайно ограничены, когда единственное «оружие» - точность движений и тонкость «чувства равновесия» (6,7,10,22,24,38,44,52).

Особенно ярко это проявляется при выполнении акробатических элементов. Причем количество таких упражнений и связок, из года в год, все увеличивается, и они являются основной причиной значительного числа ошибок и падений со снаряда.

На этапе начальной специализированной подготовки, очень важно заложить надежный фундамент для формирования основ рациональной техники выполнения перспективных упражнений. Отсутствие единства взглядов среди специалистов на сущность и механизмы формирования локальных двигательных навыков, четких представлений о наиболее важных узловых моментах: их техники, ведет к разногласиям в решении вопроса о содержании учебно-тренировочных занятий с юными гимнастками, методах и средствах их акробатической подготовки.

В ряде работ указывается на различные причины, повышающие надежность выполнения элементов и комбинаций на бревне. Это - недостаточная специальная физическая, техническая и специально-двигательная подготовка, ошибки в методике обучения, а также психологические факторы (6,7, 15,17,20,23,24,34,40,44,56).

Однако имеются специфические особенности выполнения упражнений на узкой поверхности снаряда, возвышающейся над уровнем пола. Даже такие простые и естественные движения как ходьба, не могут быть перенесены в натуральном виде с пола на бревно. Расположение опорных звеньев (или проще, рук и ног) на снаряде - важнейший элемента техники движений на бревне. В настоящее время выработаны различные приемы постановки стоп и кистей на бревно, однако потребность в уточнении представлений, осознании причин применения той или иной техники расположения опорных звеньев, их влияния на качество и время освоения элементов на бревне осталась.

Традиционная, т.е. сомкнутая постановка стоп, с плотно сомкнутыми ногами позволяет сконцентрировать на минимальной площади максимальное для этих условий давление и точно сориентировать направление импульса, обеспечивающего отталкивание. Однако такая работа возможна чисто теоретически, а на практике это крайне ненадежно и даже опасно,

В настоящее время не обнаружено методик обучения акробатическим упражнениям на бревне, учитывающих специфические особенности данного вида многоборья. Существующие работы (6,7,15,24,32,36,39,44) посвящены обучению спортсменок сохранению равновесия различной степени сложности. Однако они не дают полного ответа на вопрос о содержании методики начального обучения акробатическим упражнениям, сроки обучения и надежность выполнения соревновательных действий гимнастками на бревне.

Указанные обстоятельства делают актуальным наше специальное научное исследование, которое поможет раскрыть содержание методики акробатической подготовки гимнасток в упражнениях на бревне, и которое обеспечит успешность выполнения гимнастических соревновательных действий на снаряде.

Цель исследования - разработать и экспериментально обосновать методику обучения юных гимнасток 8-11 лет программным акробатическим упражнениям на бревне.

Объект исследования - акробатическая подготовка гимнасток в упражнениях на бревне на этапе специализированной подготовки.

Предмет исследования - средства, методы и формы обучения юных гимнасток акробатическим упражнениям на бревне.

Гипотеза исследования - научно обоснованный вариант обучения акробатическим упражнениям на бревне станет педагогически целесообразным и продуктивным, если будет строиться на основе учета биомеханических особенностей акробатических действий в упражнениях на бревне, а также специфики формирования двигательного навыка и развития специально-физических качеств у юных гимнасток 8-11 лет на этом виде гимнастического многоборья.

Научная новизна магистерской диссертационной работы состоит в разработке и экспериментальном обосновании методики обучения юных гимнасток акробатическим упражнениям на бревне, в которой учитываются кинематические и динамические особенности выполнения акробатических действий на бревне, а также особенности формирования двигательного навыка на этом снаряде.

Теоретическая значимость выполненной работы заключается в дополнении теории и методики спортивной тренировки гимнасток положениями и выводами диссертационной работы, в которых раскрывается содержание обучения гимнасток технике выполнения акробатических элементов в упражнениях на гимнастическом бревне, уточняются динамические и кинематические параметры биомеханических основ рациональной техники акробатических упражнений на бревне, конкретизируется механизм формирования двигательного навыка у гимнасток при обучении их акробатическим элементам гимнастических упражнений на бревне.

Практическая значимость диссертации состоит в том, что применение разработанной автором методики обучения гимнасток рациональной техники выполнения акробатических упражнений на гимнастическом бревне обеспечивает сокращение времени, отводимого на освоение этих элементов и повышение качества их исполнения.

Разработанные методики и средства обучения акробатическим упражнениям на бревне могут использовать тренеры детских спортивных школ и преподаватели кафедры гимнастики УзГИФК курса «специализация», факультетов физического воспитания вузов и педагоги-тренеры отделения гимнастики профессиональных колледжей олимпийского резерва страны.

Основные положении, выносимые на защиту;

Акробатические элементы одной родственной группы, выполняемые с различной постановкой стоп, имеют яркие отличительные особенности в энергообразующей фазе при взаимодействии гимнасток с опорой, и являются, по сути, разными элементами.

При выполнении акробатических упражнений на бревне наиболее существенными критериями техники, зависящими от характера расположения опорных звеньев на снаряде, являются скорость отталкивания и угол устойчивости,

Специфическое расположение опорных звеньев тела при выполнении акробатических упражнений на бревне снижает устойчивость системы во фронтальной плоскости.

Процесс обучения акробатическим элементам на бревне, учитывающий причины возникновения технических ошибок, протекает более эффективно при внедрении а него методики, разработанной с учетом особенностей формирования двигательных навыков выполнения акробатических элементов на данном гимнастическом снаряде.

Реализация методики обучения акробатическим элементам на бревне протекает более успешно при условии применения предлагаемой технологии обучения, в основе которой лежит последовательность взаимосвязанных операций во времени по разучиванию базовых двигательных действий.

ГЛАВА I. ОСНОВЫ ТЕХНИКИ ГИМНАСТИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ И СПЕЦИАЛЬНО-ДВИГАТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ГИМНАСТОВ

гимнастический упражнение бревно биомеханический

1.1 Техника гимнастических упражнений и закономерности, лежащие в ее основе

По мению Ю.В. Менхина, 2003; В.М.Смолевского, 1999; Ю.К. Гавердовского, 2005; М.Н.Умарова, 2008,2009 многие упражнения спортивной, художественной гимнастики и акробатики имеют очень сложную структуру как по содержанию, так и по форме, а следовательно, и по технике исполнения (9,10,11,16,28,29, 31,32,33,42,48,49,50).

Структура гимнастического упражнения включает в себя содержание, форму, взаимодействие внешних и внутренних сил, обеспечивающих выполнение упражнения.

Содержание упражнения представляет собой совокупность входящих в него движений, последовательность их выполнения и способностей гимнаста, необходимых для этого. В процессе овладения упражнением эти свойства вступают в активное взаимодействие, обеспечивая выполнение поставленной гимнастом или его педагогом двигательной задачи. Она формирует и изменяет структуру упражнения.

Форму гимнастического упражнения образуют положения и движения тела гимнаста и его звеньев в пространстве и во времени, взаимосвязь между способностями гимнаста. Форма тесно связана с содержанием упражнения.

Различают технику гимнастического упражнения и технику исполнения гимнастического упражнения.

Техника гимнастического упражнения -- это объективная как по содержанию, так и по форме модель структуры движений (образец, эталон). Она разрабатывается на основе количественного и качественного биомеханического анализа структуры движений, ее морфологического, биохимического, физиологического и психологического обеспечения. Это -- очень сложная динамическая функциональная система. В ней в функциональное взаимодействие вовлекаются индивидуальные свойства (способности), относящиеся ко всем подструктурам личности гимнаста (9,10,11,16,19,21,31,36,39,42,48,49).

Техника исполнения гимнастического упражнения представляет собой целесообразный способ или совокупность способов управления движениями, обеспечивающими успешное выполнение упражнения или решение конкретно поставленной двигательной задачи.

Выделяют следующие виды техники исполнения упражнения:

а) образцовая - обеспечивающая безукоризненное, близкое к технике выполнение упражнений в условиях спортивной борьбы;

б) рациональная, или индивидуальная, - отражает (учитывает) конституциональные, двигательные, функциональные, психологические особенности гимнаста и его опыт.

Исполнение упражнений в гимнастике должно отвечать требованиям присущего ей стиля. Оно имеет объективный и субъективный характер. Объективный характер исполнения зависит от модели, образца, эталона структуры техники упражнения, а субъективный -- от индивидуального способа исполнения упражнения, от того, насколько точно гимнаст воспроизведет технику гимнастического упражнения и выразит себя в движениях. Техническое мастерство гимнастов характеризуется устойчивостью и качеством исполнения упражнения.

В основе техники гимнастических упражнений по утверждению Ю.А.Ипполитова (1997).; В.Б.Коренберга (1996, А.К.Эштаева, М.Н. Умарова (2004), Ю.К.Гавердовского (2008) лежат законы механики, анатомо-физиологические и психологические свойства личности гимнаста. Законы механики объясняют, как в движениях гимнаста перемещаются отдельные звенья и тело в целом под действием внешних и внутренних сил. Анатомо-физиологические и психологические свойства объясняют, как воспроизводится техника упражнения в движениях гимнаста.

Внешними силами при выполнении упражнений могут быть: вес тела гимнаста или отдельных его звеньев; сила трения, возникающая при взаимодействии гимнаста со снарядом (с опорой), сопротивление воздуха. Эти силы могут как затруднять, так и облегчить выполнение упражнений. Так, например, действие силы земного притяжения при движении тела гимнаста или отдельных его звеньев из более высокого в более низкое положение по отношению к опоре облегчает выполнение многих упражнений, а движение из низкого в более высокое -- затрудняет. Сила трения может затруднять движение и в то же время создает условия для эффективного выполнения упражнения.

Внутренние силы возникают благодаря способности гимнаста развивать напряжение работающими мышцами, использовать эластические свойства связок, суставных сумок, межпозвоночных хрящей. Разумное использование этих сил облегчает исполнение упражнений. Основную роль играет мышечное напряжение.

При изучении техники гимнастических упражнений наиболее важное значение имеет знание основных законов механики (динамики), поэтому целесообразно их напомнить.

Первый закон {закон инерции). Всякое изолированное от внешних воздействий тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешние силы, а для человека -- внутренние силы, не выведут его из этого состояния.

Второй закон {закон силы) говорит о том, что между силой {F) и изменением скорости (ускорением -- а) существует прямо пропорциональная зависимость. Это основной закон динамики:

F = т•а,

где F -- сила, т -- масса тела или его отдельного звена, а -- ускорение.

Третий закон {закон равенства действия и противодействия). Силы, с которыми действуют друг на друга два тела, всегда равны и направлены по одной прямой в противоположные стороны.

Опираясь на законы механики, можно рассчитать необходимые параметры исполнения даже технически сложных упражнений (моменты силы тяжести и инерции, количество движения, траектории общего центра массы тела и его отдельных звеньев, время и др.). Поэтому знание законов механики необходимо каждому педагогу, имеющему дело с обучением двигательным действиям в бытовой, спортивной, трудовой, военной и других видах деятельности.

Однако одних только этих знаний оказывается еще недостаточно. Для того чтобы успешно обучать гимнастическим упражнениям, приходится учитывать законы других научных дисциплин: анатомии, физиологии, психологии, диалектики. Они не отменяют законы механики, но в целом ряде случаев вносят свои специфические поправки, диктуют свои условия и способы исполнения упражнений. Так, например, расчеты движений человека, основанные только на законах механики без учета требований других дисциплин, в свое время не дали ожидаемых положительных результатов. К этим расчетам понадобились соответствующие поправки. Так, на стыке механики и анатомии, биологии в целом зародилась новая наука - биомеханика. Однако и она не исчерпывает полноты рассматриваемого вопроса, потому что технически правильное выполнение упражнений, да еще с соблюдением гимнастического стиля, зависит от психических и личностных свойств гимнаста, от его опыта и, наконец, от совокупности всех перечисленных выше условий при ведущей роли личностных свойств. В этой связи зарождается новая научная дисциплина -- биопсихомеханика. Она-то и призвана с наибольшей полнотой и точностью отразить технику исполнения гимнастических упражнений. Однако и для нее оказалось невозможным сделать это. В начале 90-х гг. выдвигались веские аргументы, обосновывающие необходимость создания новой научной дисциплины - психолого-педагогической биомеханики.

Приведем пример недостаточности законов механики для объяснения техники гимнастических упражнений. Известно, что степень устойчивости тела в неустойчивом равновесии зависит от величины площади опоры: чем она больше, тем устойчивость лучше. Однако стоять на голове значительно труднее, чем на одной ноге, несмотря на то, что площадь ее опоры значительно меньше, чем при стойке на голове. Упор руки в стороны на кольцах с точки зрения механики относится к устойчивому виду равновесия. На самом же деле он не является таковым.

При обучении гимнастическим упражнениям преподавателю физической культуры приходится учитывать закономерности анатомии.

Анатомическое строение тела гимнаста в значительной степени влияет на успешность овладения сложными упражнениями и спортивным мастерством. Лицам, обладающим высоким ростом и большой массой тела, в этом случае труднее, чем тем, у кого рост и масса тела не выходят за пределы средних показателей.

Анатомическое строение человеческого тела позволяет выполнять самые различные по форме и сложности упражнения. Это оказывается возможным благодаря тому, что двигательную деятельность обеспечивают 400- 600 мышц, 14 звеньев тела, сочленяясь суставами, образуют 105 степеней свободы. Такими возможностями не обладает ни одно современное техническое устройство. К тому же сама мышца представляет собой очень сложный двигатель и в то же время орган чувств. Она способна работать на широком диапазоне режимов: медленно, плавно, быстро, продолжительно и осуществлять саморегуляцию движений. Информацией и энергией двигательную деятельность обеспечивают все другие органы и системы организма. Верховным управителем этой сложной динамической системы является человеческий мозг, насчитывающий сотни миллиардов нервных клеток -- нейронов.

Качество управления движениями при выполнении упражнений зависит от положения головы. Оно определяет способность гимнаста ориентироваться в пространстве по той информации, которая поступает от сенсорных систем (зрительной, вестибулярной, тактильно-мышечной, слуховой и др.). В результате ее обработки и сличения с образом изучаемого упражнения возникают ощущения и восприятия положения тела в пространстве, постепенно формируется целостное представление об упражнении. Точность его зависит от качества и количества информации, получаемой центральной нервной системой. Положение тела в пространстве наиболее точно определяется при естественном (теменем вверх) положении головы. Без специальной тренировки человек, оказавшийся вниз головой (кольца в каче, вис прогнувшись и др.), может потерять ориентировку в пространстве и допустить ошибочные действия.

Изменение положения головы относительно туловища вызывает перераспределение тонуса определенных групп мышц, изменяет характер взаимодействия анализаторов. Так, например, наклон головы вперед тонизирует мышцы передней поверхности тела, содействует сгибанию ног, т.е. позволяет развивать большую силу и мощность сгибательных движений туловища и бедер по сравнению с тем положением, когда голова наклонена назад. В то же время такое положение головы координационно и энергетически затрудняет прогибание туловища, отведение ног назад, движение руками назад из положения вверх. Наклон головы назад, наоборот, тонизирует мышцы задней поверхности тела и содействует разгибанию ног, снижает силовые возможности в движениях, направленных вперед. Известно, что при горизонтальном висе спереди голову наклоняют вперед, а при горизонтальном висе сзади -- назад.

При поворотах наклон головы вперед вызывает отклонение тела в одноименную с поворотом сторону, а наклон назад -- в противоположную сторону. Это происходит благодаря соответствующему изменению тонуса мышц правой и левой половин тела. Положение головы влияет на эмоциональное состояние человека. Стоит опустить голову на грудь, как настроение, эмоциональное состояние начинает снижаться, а если, наоборот, гордо поднять ее, то сразу чувствуется прилив бодрости и силы, улучшается настроение и эмоциональное состояние. Недаром говорят: «Не вешай голову!»

Предварительное натяжение мышц лежит в основе быстрых возвратных движений. Если оно вызвано тягой мышц-антагонистов, то начинает спадать через 0,2 -- 0,4 с. Поэтому начало напряжения работающих мышц происходит на фоне спадающего напряжения их антагонистов. В согласовании их совместной деятельности возможны помехи.

Ю.В.Менхин (2003) рассматривая физиологию движений акцентирует внимание специалистов в видах спорта со сложной координацией движений на чрезвычайную сложность целенаправленных мышечных напряжений. Здесь в тесной диалектической взаимосвязи проявляются закономерности физики, химии, биохимии, анатомии и физиологии. Прежде всего мышца как двигатель является органом с очень сложной функцией. Кроме того, мышцы и кости образуют опорно-двигательный аппарат, который, являясь уникальной системой, может функционировать только в тесной взаимосвязи с другими системами организма: нервной, пищеварительной, сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной, эндокринной, сенсорной и др. Эти системы играют пусковую и тормозную, обслуживающую, регуляторную и управляющую роль. Верховным управителем и распорядителем, тонким регулятором такой системы систем, какой является человеческий организм, служит центральная нервная система. Около 16 млрд нервных клеток, составляющих только кору головного мозга, принимают участие в обеспечении двигательной функции. Благодаря этому предоставляются огромные возможности для тонкого, экономного управления движениями, образования различных по степени сложности двигательных умений и навыков.

Психологический уровень управления движениями является наиболее сложным. При ознакомлении с новым упражнением вначале важную роль играют ощущения и восприятия, представления как чувственная форма познания; затем включаются внимание, память, мыслительная деятельность, воля -- рациональная теоретическая форма познания. Результаты чувственной и рациональной форм познания проверяются, дополняются, уточняются в практической двигательной деятельности. Психические процессы проявляются в тесной взаимосвязи не только между собой, но и с закономерностями анатомии и физиологии. Решающее значение в успешном овладении изучаемым упражнением имеет отношение занимающихся к занятиям гимнастикой (10,19,28,29,33,42).

Особенно важное значение психологические свойства гимнастов имеют при овладении новыми для них или еще никем не исполняемыми упражнениями. В этом случае от гимнастов требуются глубокие и разносторонние знания, расчет, предвидение возможных трудностей в овладении упражнением, воля, глубоко осознанное и активное отношение к учебно-тренировочному процессу.

В гимнастике все многообразие упражнений принято разделять на две большие группы: статические и динамические упражнения.

1.2 Статические упражнения

Статическими называются такие упражнения (позы), при выполнении которых сумма моментов сил, действующих на тело гимнаста, равна нулю. Скорость и ускорение при этом также равны нулю (9,10,11, 16,27,28,29,30,31,33,37,42).

При выполнении статических упражнений на соревнованиях от гимнаста требуется умение сохранять устойчивость, неподвижность в принятой позе в течение 2 -- 3 с, с тем чтобы судьи могли зафиксировать статическое положение тела или отдельных его звеньев. Невыполнение этого условия влечет за собой снижение оценки в соответствии с правилами соревнований.

Способы выполнения статических упражнений основываются на законах статики, которая изучает условия равновесия твердых тел. В гимнастике близкими, но не тождественными статическим упражнениям являются висы, стойки, различные позы, равновесия. При этом встречаются такие упражнения, при выполнении которых тело гимнаста может находиться в состоянии устойчивого, неустойчивого, ограниченно устойчивого и близкого к безразличному равновесия.

При устойчивом равновесии общий центр массы (ОЦМ) тела располагается под опорой (висы, упоры на руках). Многие из этих упражнений не требуют больших усилий для сохранения равновесия, но нуждаются в огромном напряжении мышц для уравновешивания силы тяжести или массы собственного тела. Примерами таких упражнений являются акробатические упражнения (рис. 1.1-1.13) и др. Здесь законы анатомии, физиологии и психологии диктуют свои условия законам механики.

При неустойчивом равновесии ОЦМ тела располагается над опорой.

Если вывести тело из равновесия, то ОЦМ под действием силы тяжести будет понижаться, выйдет за пределы площади опоры и без дополнительных усилий самого гимнаста или посторонней помощи не вернется в исходное положение. Трудность выполнения таких упражнений определяется главным образом сложностью сохранения равновесия. Устойчивость равновесия будет тем выше, чем ниже ОЦМ тела, больше площадь опоры и проекция ОЦМ ближе к центру площади опоры. Устойчивость равновесия характеризует угол устойчивости (рис. 1.14-1.17): чем он больше, тем выше устойчивость. Однако применительно к позам человека это не всегда так: при основной стойке угол устойчивости значительно меньше, чем при стойке на голове, а устойчивость намного больше. Это несмотря на то, что при основной стойке ОЦМ тела значительно выше, чем при стойке на голове.

Устойчивость равновесия зависит от особенностей площади опоры. Ограниченная, подвижная, высокая площадь опоры затрудняет сохранение равновесия. Эти факты также говорят о необходимости учитывать законы не только механики, но и анатомии, физиологии, психологии. Устойчивость гимнаста в заданной позе определяется его возможностями активно уравновешивать возмущающие силы, своевременно останавливать начавшееся отклонение и восстанавливать положение.

При ограниченно устойчивом (динамическом) равновесии ОЦМ тела может колебаться в пределах площади опоры, располагаться на ее границе. Она может даже незначительно или кратковременно выходить за ее пределы, с тем чтобы гимнаст мог за счет собственных усилий, технических приемов вернуть проекцию ОЦМ тела в эти пределы. Например, при размахивании, выполнении стойки на руках махом или силой на брусьях, упражнений на коне сохранение равновесия может быть обеспечено за счет прочного захвата за жерди или за ручки коня.

Площадь опоры определяется величиной пространства, заключенного между опорными звеньями тела. Конфигурация этого пространства влияет на возможность гимнаста балансировать при ограниченно устойчивом равновесии в пределах площади опоры. Поскольку не вся площадь опоры имеет одинаковое значение для сохранения равновесия, то различают: а) эффективную площадь опоры без учета захвата; б) номинальную площадь опоры; в) пространственное поле устойчивости, совпадающее с формальными контурами площади опоры. Размеры и конфигурация этого поля зависят от морфологии опорных звеньев тела, характера связи со снарядом (хвата), от физических возможностей и состояния гимнаста (рис. 1.18).

Гимнаст старается удерживать проекцию ОЦМ тела возможно ближе к центру площади опоры. Однако здесь могут быть исключения. Так, при выполнении равновесия на одной ноге гимнасты стараются сместить ОЦМ тела несколько вперед от середины площади опоры, с тем чтобы за счет высокой чувствительности мышц пальцев и стопы быстрее улавливать потерю равновесия и устранять ее. В этом случае в управление движениями вовлекаются закономерности анатомии, физиологии, психологии.

Площадь опоры и высота ОЦМ тела над опорой могут быть объединены в один критерий устойчивости -- угол устойчивости. Он образуется линией проекции ОЦМ тела на опору и линией, проходящей через ОЦМ тела и край площади опоры. Чем больше этот угол, тем выше устойчивость тела в рассматриваемой плоскости. Два угла устойчивости в одной плоскости образуют угол равновесия в этой плоскости (см. рис. 7, 8). Устойчивость тела может быть охарактеризована еще так называемым моментом устойчивости. Он вычисляется произведением веса тела на расстояние от проекции ОЦМ тела на опору до края опоры (плечо силы тяжести). Чем больше этот момент, тем выше устойчивость, тем труднее вывести тело из состояния равновесия. Однако в силу того, что края опоры (ступни ног, кисти рук) -- не твердые тела, они подвергаются деформации и потому не всегда могут оказывать нужное сопротивление опрокидывающему моменту. В связи с этим линия опрокидывания смещается внутрь края опорной поверхности, образуя площадь эффективной опоры. Она размещается внутри контура номинальной площади опоры. Здесь мы снова видим, как законы механики должны быть скорректированы при обучении гимнастов упражнениям и позам, требующим сохранения статического равновесия.

Безразличное равновесие. Им обладает шар. Гимнасту в ряде случаев приходится принимать положение, близкое к безразличному равновесию, например при выполнении кувырков.

1.3 Динамические упражнения

Динамическими называются такие упражнения, при выполнении которых тело гимнаста совершает движения относительно снаряда или вместе со снарядом (кольца, трапеция, гимнастическое колесо) относительно опоры. Отдельные звенья тела могут совершать движения относительно туловища и одновременно с ним. Техника исполнения этих упражнений основана на соблюдении законов динамики. Каждое звено имеет свой ОЦМ (10,11,16,19,28,29,33,42).

Гимнастические упражнения по своей форме являются системой движений, направленной на выполнение заранее поставленной двигательной задачи. При этом через работу мышц в тесное взаимодействие вовлекаются отдельные звенья тела, системы энергообеспечения, сенсорные системы, психические и личностные свойства и опыт гимнаста. Такое сложное обеспечение выполнения гимнастических упражнений изучается с позиций системно-структурного анализа. Каждые два звена тела образуют кинематическую пару, а их совокупность -- кинематическую цепь. Она может быть закрытой, открытой и свободной (рис. 1.19) В закрытой цепи (А) оба ее конца закреплены на опоре.

Рис. 1.19

Открытая кинематическая цепь (Б) образуется в том случае, когда один из концов (руки или ноги) закреплен на внешней опоре, а другой свободен и может перемещаться. В свободной цепи (В) тело не имеет опоры.

Подвижность звеньев кинематической цепи зависит от подвижности в суставах и от места положения каждого звена по отношению к опоре. Наибольшей подвижностью (амплитудой движений) обладают звенья тела, наиболее удаленные от опоры. При хвате руками за снаряд наибольшей подвижностью, по сравнению с туловищем и руками, обладают ноги, особенно стопа и голень. В этом случае ноги являются основным рабочим звеном гимнаста. Их высокая подвижность в ходе выполнения упражнения в сочетании с большой массой позволяет накапливать ими большое количество кинетической энергии и легко распределять ее за счет внутренних реактивных сил, действующих в кинематической цепи. Так, выполняя соскок махом вперед на перекладине, кольцах и других снарядах, при сильном махе ногами вперед можно создать ими большой момент количества движения (кинетическую энергию) и, опираясь на них, а руками о перекладину, возможно выше поднять ОЦМ тела и технически правильно выполнить элемент.

Тело гимнаста может перемещаться в пространстве по прямой линии в различных направлениях или совершать вращательные движения вокруг поперечной, продольной, передне-задней осей. Основу всех перемещений составляют вращательные и маховые движения звеньев тела в суставах. Эти движения имеют ряд особенностей: звенья тела могут двигаться одно относительно другого, два фиксированных звена -- относительно третьего; несколько фиксированных относительно друг друга звеньев могут быть приняты за одно звено; туловище и ноги могут составлять кинематическую пару или систему, состоящую из двух звеньев; при мышечном сокращении в соответствии с третьим законом динамики два смежных звена могут двигаться только навстречу друг другу со скоростями, обратно пропорциональными их моментам инерции (рис. 20).

Рис. 1.20

На рисунке 1.20 дана принципиальная схема перемещения двух смежных звеньев тела при сокращении мышцы (по С.-М.А.Алекперову). АО и ОВ - звенья тела, сочлененные в суставе; А ОВ - положение звеньев до сокращения мышцы; А₁О₁В₁ - положение звеньев после сокращения мышцы; F- сила тяги мышцы; F₁ и F₂ - составляющие силы тяги мышцы F; М - мышца, расположенная с верхней стороны сустава О; С - общий центр массы мышцы.

1.3.1 Основные понятия и законы динамики

При анализе техники динамических упражнений, наряду с основными законами динамики, пользуются общим законом сохранения энергии и его частными проявлениями: законами равенства количества движения и равенства моментов количества движения. Для того чтобы увереннее пользоваться ими, надо восстановить их в памяти (9,10,11, 28,33)42).

Всякому движению тела предшествует воздействие на него внешней или внутренней (для человека и животного) силы -- импульса силы, или толчка. Импульс силы задает телу определенное количество движения (К). Оно равно массе (т) тела, умноженной на приобретенную им скорость (v):

К = т · v.

Приобретенное телом количество движения расходуется на трение, сопротивление среды, на взаимодействие с другими телами. На преодоление импульсов этих сил может израсходоваться все приобретенное от другого тела или созданное самим гимнастом количество движения. В этом проявляется закон равенства количества движения:

K₁ = K_2,

где К₁ -- заданный телу импульс силы; К₂ -- израсходованный импульс силы.

Закон действует и при вращательных движениях. В этом случае его именуют законом равенства моментов количества движения. В соответствии с этим законом тело, получившее определенный момент количества движения в первой части упражнения, столько же израсходует его и во второй части. Этим законом гимнасты широко пользуются при выполнении маховых и вращательных упражнений (обороты, перевороты, подъемы и др.). В первой части упражнения (движение книзу) они стараются накопить возможно больший момент количества движения, для того чтобы облегчить себе работу во второй части упражнения (движения кверху). С этой целью в первой части упражнения ОЦМ тела предельно удаляется от опоры и тем самым создается возможно больший момент инерции (J), развивается нужная угловая скорость (щ) и, таким образом, к нижней вертикали накапливается момент количества движения (L), необходимый для успешного выполнения упражнения. Во второй части упражнения ОЦМ тела приближается к опоре (уменьшается R₂) энергичным сгибанием в тазобедренных суставах. Уменьшение радиуса вращения ОЦМ тела в такой же степени влечет за собой увеличение угловой скорости во второй части упражнения (щ ₂)- Благодаря этому тело гимнаста поднимается на высоту больше той, с которой было начато маховое упражнение.

L₁ = L₂; J₁ · щ₁ = J₂ · щ₂; m₁ · R₁² · щ = m₂ · R₂² · щ₂,

где индексы 1 и 2 обозначают параметры в первой части и во второй части упражнения соответственно.

В том случае, когда движения гимнаста выполняются в одной плоскости пространства, момент количества его движения будет определяться формулой:

L = J · щ .

Наряду с этим выполнение многих гимнастических упражнений связано с тем, что тело гимнаста последовательно, а в ряде случаев и одновременно, вращается в нескольких плоскостях пространства. Более того, при вращении тела в какой-либо одной из плоскостей отдельные его звенья могут выполнять движения одновременно в разных плоскостях пространства. Тогда суммарный момент количества движения (импульс силы, кинетический момент) будет равен моментам количества движения по всем осям вращения:

L_o=L_X + L_y+L_z.

Законы равенства количества движения и момента количества движения являются частными проявлениями всеобщего закона сохранения энергии.

1.3.2 Отталкивание и приземление

Выполнение многих гимнастических упражнений связано с активными отталкиваниями и приземлениями. Их технически правильное выполнение существенно влияет на качество исполнения упражнений.

Отталкивание заключается в активном удалении ОЦМ тела или отдельных его звеньев от опоры. Энергия отталкивания может использоваться для перехода тела из более низкого в более высокое опорное положение, из опорного -- в безопорное, для создания вращательного импульса и др. Отталкиваться можно с места, с разбега, с размахивания, руками, ногами, плечами и другими звеньями тела.

Импульс силы при отталкивании создается за счет активных мышечных усилий ног, рук, туловища и реакции опоры. Он задает телу количество движения, равное произведению его массы (т) на модуль начальной скорости (v). Поскольку масса тела гимнаста -- величина постоянная, то получается, что высота вылета ОЦМ тела (H) зависит от его начальной скорости. Чем больше импульс силы и чем ближе направление его вектора к вертикали (sin 90° =1; если угол а больше или меньше 90°, то sin б < 1), тем выше подъем ОЦМ тела после отталкивания.

Н =

где Н -- высота вылета ОЦМ тела; v -- его начальная скорость в момент отрыва от опоры; б -- угол между горизонталью и направлением вектора скорости.

Величину начальной скорости (v) определяют: а) степень нарастания усилий в фазе активного отталкивания; б) угловая скорость разгибания ног в рабочих суставах (чем меньше угол сгибания, тем больше скорость); в) длительность отталкивания -- чем она дольше, тем меньше начальная скорость вылета, а следовательно, и его высота; г) упругие свойства опоры (величина реакции опоры); д) угол постановки ног (рук, других звеньев тела) на опору в месте отталкивания -- чем он ближе к вертикали, тем лучше; е) величина боковых колебаний прилагаемых усилий -- чем она меньше, тем лучше; ж) положение туловища по отношению к вертикали -- лучше ближе к ней.

Приземление -- это одно из сложных и ответственных для гимнаста упражнений. Его технически правильное выполнение существенно украшает выполненную комбинацию или опорный прыжок, исключает возможность травматических повреждений. Поэтому гимнасты стараются завершить свою комбинацию сложными и красивыми соскоками с большой амплитудой полета и точным приземлением. Во время приземления погашается скорость, а следовательно, и количество движения, накопленное телом к моменту приземления, и сохраняется устойчивое равновесие.

При погашении скорости движения гимнаст может испытывать значительные по величине перегрузки. Их величина пропорциональна быстроте замедления скорости движения ОЦМ тела книзу. Частые приземления могут отрицательно повлиять на работоспособность гимнастов. Они вызывают «болтанку» внутренних подвижных органов и раздражение интерорецепторов, заложенных в брызжейке и в самих органах, в стенках кровеносных сосудов нижней половины тела, а также в рецепторных приборах вестибулярного анализатора и др. Перегрузку испытывает и опорно-двигательный аппарат гимнаста. Ударные нагрузки быстро утомляют мышцы ног, вызывают в них болевые ощущения.

Во время приземления нагрузка на опорно-двигательный аппарат, особенно на ноги, иногда достигает больших величин. Например, после выполнения курбета она может колебаться в пределах 340 -- 500 кг. При выполнении многих упражнений гимнасту приходится приземляться не на ноги, а на руки. В этом случае опорно-двигательный аппарат рук подвергается нагрузке в 250 -- 300 кг и более.

Кинетическая энергия, накопленная к моменту приземления, погашается за счет использования рессорных свойств опорно-двигательного аппарата и погашения ее самой опорой. Поэтому чем хуже техника приземления и жестче опора, на которую приземляется гимнаст, тем больше нагрузка на его опорно-двигательный аппарат, тем больше и другие отрицательные влияния.

Сохранение равновесия в опорной фазе приземления зависит от формы полета тела относительно траектории движения его ОЦМ, направления и скорости вращения тела вокруг ОЦМ; от способности гимнаста своевременно исправить неточность приземления за счет специальных движений руками, головой, туловищем; от силы мышц ног.

Точность приземления зависит и от правильного выполнения элемента, предшествующего соскоку, и, главным образом, от самого соскока, техники приземления. При ее нарушении гимнаст может потерять равновесие с перемещением тела вперед, назад и в стороны. Для того чтобы избежать этих ошибок и сделать приземление технически правильным и красивым, надо соблюдать следующие основные правила:

Чем выше высота полета ОЦМ тела, тем глубже и продолжительнее должно быть приседание.

Чем больше скорость вращения тела вокруг одной или не
скольких осей одновременно, тем дальше от проекции ОЦМ тела на опору ставятся пальцы ног в соответствующую сторону в зависимости от направления вращения тела к моменту приземления. При большой горизонтальной скорости ноги ставятся впереди от проекции ОЦМ тела.

Для того чтобы устойчиво приземляться, нужно, еще находясь в полете, постараться выпрямиться, незначительно согнуться в тазобедренных суставах и слегка ссутулиться в грудной части.

Ноги при этом должны быть выпрямлены или почти выпрямлены, стопы оттянуты, пальцы ног согнуты, руки подняты вверх -- в стороны. Приземление в выпрямленном положении и особенно в прогнутом крайне опасно!

4. Человек ориентируется в пространстве лучше всего в том случае, когда находится в вертикальном положении теменем вверх. Поэтому чем раньше гимнаст сможет выпрямиться в полете, тем лучше он будет ориентироваться в пространстве, технически правильнее приземляться, а следовательно, и класс исполнения соскока будет выше.

1.3.3 Реактивное движение и реактивная сила (реакция опоры), хлестовое движение

При выполнении многих гимнастических упражнений, особенно на снарядах, гимнасту приходится учитывать их упругость, эластические (рессорные) свойства. Более того, для эффективного выполнения упражнений они специально стараются вызвать «реактивное движение» снаряда или опорной части собственного опорно-двигательного аппарата, а чаще того и другого одновременно; затем используют свою реакцию опоры для облегчения выполнения упражнения в соответствии с третьим законом динамики.

Реактивное движение -- это изменение формы снаряда или другой опорной поверхности (помост для вольных упражнений, акробатическая дорожка) под воздействием количества движения, накопленного телом гимнаста до момента отталкивания от нее, например, при наскоке на гимнастический мостик, приземлении на акробатическую дорожку, воздействии на гриф перекладины, жерди брусьев.

Реактивное движение можно вызвать и в собственном опорно-двигательном аппарате в виде натяжения мышц, связок, суставных сумок, сжатия или натяжения межпозвоночных хрящей под воздействием мышц-антагонистов, веса тела или отдельных его звеньев, момента инерции одних звеньев тела по отношению к другим, выполняющим опорную функцию. Однако реактивное движение снаряда (любой упругой опорной поверхности) в силу своей упругости в соответствии с третьим законом динамики окажет обратное воздействие на тело гимнаста с такой же силой, с какой он вызвал реактивное движение. При технически правильном отталкивании происходит сложение двух сил: силы отталкивания гимнаста от опоры и реактивной силы самого снаряда.

Реактивная сила (реакция опоры) -- это воздействие опоры на тело гимнаста. Такой силой могут обладать также натянутые мышцы, связки и другие части опорно-двигательного аппарата. Реактивные силы снаряда и собственного опорно-двигательного аппарата, особенно при их одновременном действии, помогают гимнасту выполнить упражнение технически более правильно, эффективно, с меньшими затратами мышечной энергии на основную часть упражнения. Воздействие реактивной силы особенно наглядно можно проследить при выполнении упражнений на батуте, при отталкивании от пружинного мостика. Ее неумелое использование затрудняет выполнение упражнения.

Величина воздействия реакции опоры на опорно-двигательный аппарат гимнаста определяется с помощью динамографических платформ. Оцениваются вертикальная и горизонтальная составляющие реакции опоры. Величина реактивного движения (х) снаряда измеряется изменением деформируемой его части по отношению к исходному уровню (рис. 1.21).

Сила реакции опоры при отталкивании может превышать вес спортсмена в 5 --6 раз. Нагрузка на голеностопный сустав в вольных упражнениях ведущих гимнастов составляет 700 -- 800 кг в течение 0,09 - 0,11 с. Степень воздействия реактивных сил возрастает с увеличением числа звеньев тела, активно участвующих в движении (отталкивание ногами в сочетании с разгибанием спины и взмахом рук).

Рис. 1.21

Реактивная сила (Р) измеряется произведением коэффициента жесткости деформируемой части снаряда (с) на величину ее изменения (х):

Р = -сх.

Хлестовое (бросковое) движение -- это такое волнообразное движение тела, когда в процессе маха ноги совершают колебательные движения относительно туловища: они то отстают от него, то обгоняют, то снова отстают. В этом случае происходит перераспределение энергии за счет последовательного включения в работу соответствующих групп мышц. Чаще наблюдается такое чередование: в начале маха ноги отстают от туловища, при этом натягиваются мышцы передней поверхности тела, затем, за счет активного сокращения этих мышц, ноги обгоняют туловище, а к концу движения вновь отстают от него. При таком характере движений происходит увеличение количества движения, приобретаемого ногами. Ноги в конечной точке маха обладают наибольшим моментом количества движения. В этом случае руками оказывается мощное давление на снаряд, и тело, как бы опираясь на две точки опоры (руки и ноги), получает возможность подняться выше относительно снаряда (соскок махом вперед на перекладине, кольцах и др.).

1.3.4 Вращательные движения

При выполнении многих динамических упражнений можно создать условия для вращательных движений тела гимнаста в одной, двух и даже в трех плоскостях пространства одновременно. Вращательный импульс (момент количества движения) создается как на опоре, так и в условиях безопорного положения тела. Вращательный импульс, если он создан на опоре, может быть усилен, когда тело перейдет в безопорное положение. Так чаще всего и поступают гимнасты.

...