CC BY
44
Статья поступила в редакцию 19.01.2016
УДК 796.06:311.2
ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ВАЖНОСТЬ И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАЗЛИЧИЙ РЕЗУЛЬТАТОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ В
СПОРТЕ
Алексей Николаевич Корольков, кандидат технических наук, доцент,
Виктор Григорьевич Никитушкин, доктор педагогических наук, профессор, Геннадий Николаевич Германов, доктор педагогических наук, профессор, заслуженный
работник физической культуры РФ, Педагогический институт физической культуры и спорта Московского городского педагогического университета, Москва
Аннотация
В статье рассматривается обоснованность установления различий результатов педагогических экспериментов в спорте. Определяются соотношения между ошибками выборочных исследований, статистически значимыми различиями в групповых средних и медианах результатов педагогических экспериментов, определяется педагогическая важность различий в спортивных результатах. Анализируются причины различий в результатах педагогических экспериментов. Приводятся аналитические выражения для объема выборки испытуемых достаточного для проведения статистических сравнений. Оцениваются педагогически важные различия разрядных норм для спортсменов массовых разрядов в легкоатлетическом беге и прыжках.
Ключевые слова: спорт, легкая атлетика, статистика, педагогический эксперимент, статистически значимые различия, педагогически важные различия, статистические критерии.
DOI: 10.5930/issn.1994-4683.2016.01.131.p111-116
ESSENCE AND EDUCATIONAL STATISTICALLY SIGNIFICANT DIFFERENCES IN THE RESULTS OF SPORT PEDAGOGICAL EXPERIMENT
Alexey Nikolaevich Korolkov, the candidate of technical sciences, senior lecturer, Victor Grigoryevich Nikitushkin, the doctor of pedagogical sciences, professor, Gennady Nikolaevich Germanov, the doctor of pedagogical sciences, professor, honored worker ofphysical culture of the Russian Federation, Moscow City Pedagogical University, Moscow
Annotation
Justification for differentiating the results of the educational experiments in the sport is considered in this article. The correlations between sampling errors, statistically significant differences in the group average and medians of the results of educational experiments are determined. Educational importance of the differences in the sports results is determined. The reasons for differences in the results of teaching experiments are analyzed. Analytical expressions for the volume of the test sample sufficient to perform statistical comparisons are given. Pedagogically important differences of the grade standards for athletes' of mass ranks in track and field running and jumping are evaluated.
Keywords: sports, athletics, statistics, pedagogical experiment, statistically significant differences, pedagogically important differences, statistical criteria.
Эффективность тренировочных воздействий при апробации новых методик спортивной подготовки в подавляющем большинстве исследований определяется в виде определения различий между различными статистиками контрольной и экспериментальной группы испытуемых до и после проведения педагогического эксперимента. При этом, как правило, и контрольную и экспериментальную группы составляют испытуемые из одной генеральной совокупности и их морфофункциональные показатели, и результаты тестирования до эксперимента статистически не отличаются друг от друга. Считается
также, что действию новой методики подвергаются только представители экспериментальной группы. Обычно межгрупповые различия определяются разностью значений между внутригрупповыми средними или медианами распределений результатов до и после педагогических тренировочных воздействий при установленном уровне статистической значимости.
Различия в результатах тестирования вызваны двумя причинами: за счет естественного изменения состояния организма и его морфофункциональных показателей, определяемых периодичностью онтогенеза, и за счет адаптации организма юных спортсменов и изменения его свойств в результате тренировочных воздействий. Поэтому для выявления изменений, происшедших только в результате тренировочных воздействий производятся сравнения результатов контрольной группы с результатами в ней же до и после эксперимента, экспериментальной группы до и после эксперимента и результаты контрольной и экспериментальной групп. Различия в результатах контрольной группы в большинстве случаев будут определять изменения за счет естественного развития организмов спортсменов и традиционных методов тренировки, а различия в результатах экспериментальной группы будут свидетельствовать об изменениях, происшедших и за счет естественного развития, и за счет применения оригинальных новых тренировочных методик. Тогда различия в результатах экспериментальной и контрольной групп после эксперимента будут соответствовать реакции организма спортсменов в результате новой примененной методики тренировки. Причины различий в результатах педагогических экспериментов представлены в таблице 1.
Таким образом, если различий в результатах контрольной и экспериментальной групп до эксперимента не было, то показателем эффективности тренировочных воздействий могут быть различия в результатах контрольной групп и экспериментальной групп после эксперимента. Можно установить вклад и естественного развития организмов спортсмена, определив различия в результатах контрольной группы до и после эксперимента.
Таблица 1
Причины различий в результатах педагогических экспериментов_
До эксперимента После эксперимента
КГ ЭГ КГ ЭГ
До эксперимента КГ Нет различий Естественные изменения Естественные изменения + тренировочные воздействия
ЭГ Естественные изменения Естественные изменения + тренировочные воздействия
После эксперимента КГ Тренировочные воздействия
ЭГ
Отсутствие различий в результатах контрольной и экспериментальной групп до эксперимента могут быть вызваны двумя причинами:
1. Различий действительно нет и их отсутствие вызвано случайными причинами.
2. Отсутствие различий вызвано недостаточным объемом выборки - различия не наблюдаются, потому что количество испытуемых очень мало.
В спортивной практике количество испытуемых редко превышает несколько десятков человек. Численный состав тренировочных групп определяется федеральными стандартами спортивной подготовки и уменьшается вместе с возрастом и ростом спортивного мастерства спортсменов. Поэтому достаточность числа испытуемых для проведения статистических сравнений представляется актуальной проблемой.
В статистике достаточность объема выборки определяется проверкой, так называемой нулевой гипотезы: «отсутствие различий вызвано действием случайных причин» и характеризуется вероятностью бета (в - вероятностью совершить ошибку второго рода,
т.е. неправомерно приписать сходство результатов измерений действию случайных внешних причин, тогда как истинной причиной является недостаточное количество данных. Уровень в обычно устанавливается равным 0,1 или 0,2, что соответствует частоте ошибки второго рода 10 или 20 раз при 100 сравнениях. Однако обычно в выражается в виде статистической мощности, рассчитываемой как 1-в, и, тогда, типичной является мощность равная 80 или 90 %.
Достаточный объем выборки N рассчитывается по формуле:
N = (г х £ / А)2, (1)
где
г - критическое значение стандартизованного нормального распределения для статистической мощности 1- в;
Б - среднеквадратическая ошибка выборочных измерений;
Д - приемлемая ошибка выборочного исследования.
Если в формулу (1) подставить Б в виде V■Xср., где V - коэффициент вариации и Хср. - среднее выборочное значение, то получим:
N = (гXV/А)2-X2 или N = К-Х2. (2)
ср. ср. ^ '
В большинстве случаев в спортивной практике приемлемой точностью считается представление измеренных и вычисленных величин до трех значащих цифр. Обычно приемлемая точность Д составляет один знак после запятой: 0,1. С другой стороны, Д не должна быть больше величины различий, характеризующих их педагогическую важность. Критическое значение г стандартизованного нормального распределения для статистической мощности 1-в равной 0,9 равно 1,65. Кроме того, значения коэффициентов вариации V для нормального распределения заключены в пределах от 0,1 до 0,3. Подставив эти величины в (2) получим значения множителей К перед X2 необходимые для вы-
ср.
числения достаточного объема выборки (таблица 2).
Таблица 2
Коэффициенты К для вычисления достаточного объема выборки N = К'X2
Коэффициенты вариации V 0,1 0,2 0,3
Коэффициенты К 2,72 10,9 24,5
Величина Хср определяется физическим смыслом соревновательного упражнения или проводимых тестов и в большинстве случаев она может быть уменьшена путем вычитания из всех результатов испытуемых некоторой постоянной величины, например, худшего результата или деления всех результатов на одно и тоже число, например, 10. Такие процедуры позволяют уменьшить величину Хср. и, соответственно, объем выборок контрольной и экспериментальной групп достаточных для проведения сравнений. Но тогда и дальнейшие сравнения должны проводиться вместе с преобразованными результатами. Например, если после осуществления подобных преобразований Хср станет равной единице, то минимальный объем выборки, достаточный для дальнейших сравнений составит 10^25 испытуемых (при коэффициентах вариации от 0,2 до 0,3). Кроме того, как следует из таблицы, чем однородней выборка испытуемых, чем ниже коэффициент вариации, то тем меньший объем выборки требуется для статистических сравнений. Принципиальным моментом при этом остается условие соответствия величины приемлемой ошибки Д величине различий в результатах сравнений педагогической важности различий.
Другим ограничением на минимальный объем состава контрольной и экспериментальной групп являются ограничения, необходимые для вычисления статистических критериев сравнения. Этот вопрос неоднозначный, и часто вообще не рассматривается в учебной литературе по математической статистике. В таблице 3 приведены некоторые сведения из различных источников [4, 5, 6, 7] о рекомендациях по минимальным объе-
мам выборок достаточным для проведения различных сравнений.
Таблица 3
Допустимые объемы выборки для установления статистических различий _(по данным [4, 5, 6, 7])_
Вид различий Критерий Допустимый объем выборки, не меньше
1. Отличия от нормального распределения Омега-квадрат 7
2. Отличия от нормального распределения Х2-квадрат 20
3. Отличия от нормального распределения Колмогорова 35
4. Различия выборочных средних 1-Стьюдента 10-45
5. Различия медиан выборок Вилкоксона 4
6. Различия медиан выборок Ван дер Вардена 4
7. Интегральные различия Х2-квадрат 20
Таким образом, необходимым условием для проведения статистических сравнений результатов педагогических экспериментов является отсутствие различий между результатами контрольной и экспериментальной группы до проведения эксперимента. Это условие, в свою очередь, должно быть выполнено для выборок объемом не меньше допустимого и проверяется путем расчета должного объема выборки по формулам (1) или (2) с учетом величины приемлемой ошибки Д, которая должна соответствовать важности педагогических различий. Ясно, что если в результате проведенных измерений будет установлено, что объем выборки меньше рассчитанного по (1) или (2) измерения необходимо повторить на больших объемах испытуемых.
Сравнения результатов КГ и ЭГ до и после эксперимента проводится по в общепринятой последовательности сначала определяется вид распределения результатов: проверяется гипотеза «распределение отличается от нормального». Обычно для этого используются статистики Колмогорова, омега квадрат и хи-квадрат.
Затем, в случае нормального распределения результатов, с использованием критерия Стьюдента, сравниваются между собой внутригрупповые средние. И, как правило, статистически значимые различия имеют место, если разность средних не меньше удвоенной средней ошибки среднеквадратического отклонения: 2а4п . Если распределения отличаются от нормального, то с использованием критерия знаковых рангов Вилкоксона или критерия знаков Ван дер Вардена между собой сравниваются медианы распределений. Различия при этом, как правило, статистически значимы, если разность между медианами превышает 10-15% величины медианы или 0,4-0,6 квартиля. Очевидно при этом, что чем меньше рассеяние результатов (дисперсия, интерквартильная широта), чем выше однородность обследуемых групп, то тем и меньше разность между средними или медианами, при которой достигается статистическая значимость различий.
Если статистически значимость различий в результатах проведения педагогического эксперимента установлена, то новая примененная методика спортивной подготовки считается эффективной и рекомендуется к применению. При этом во многих исследованиях педагогическая важность установленных различий не оценивается: если статистическая значимость различий установлена, то подразумевается, что имеет место и их педагогическая важность. К примеру, различия в результате бега на 100 м в 0,1 секунды или различия в результатах прыжка в длину с места в 4 сантиметра могут быть признаны педагогически важными и статистически значимыми.
Оценку педагогической важности различий в результатах спортсменов можно проводить на основе разрядных норм ЕВСК и нормативов ГТО. Нормы ЕВСК являются результатом многолетних практических педагогических наблюдений за большим числом спортсменов близким к объему генеральной совокупности. По этой причине различия в разрядных нормах для спортсменов, которые относятся к соседним классам (спортивным разрядам) безусловно имеют педагогическую важность. Различия в разрядных нормах позволяют отнести спортсмена к тому или иному классу людей с подобным уровнем
спортивной подготовки. Если разность в разрядных нормах составляет Б, то педагогическую важность будет иметь улучшение результата на величину не меньше Б/2. Статистически значимое изменение результата на эту величину будет означать возможность выполнения следующей более высокой разрядной нормы или норматива. На тренировочном этапе и этапе предварительной подготовки приращению спортивного результата на Б/2 приблизительно будет соответствовать полугодовой промежуток времени, что совпадает с периодичностью проведения этапного контроля во многих видах спорта. В таблице 4 приведены значения Б/2 (педагогически важные различия спортивных результатов для спортсменов массовых разрядов) для некоторых легкоатлетических дисциплин.
Таблица 4
Педагогически важные различия для легкоатлетических дисциплин
Дисциплина 60 м 100 м 200 м 400 м 800 м 1500 м 3000 м Прыжок в длину Прыжок в высоту
D/2 0,2 с 0,4 с 1,1 с 2,3 с 5 с 12 с 26 с 25 см 6 см
Ясно, что и статистически значимые различия групповых средних и медиан при проведении педагогических экспериментов со спортсменами-легкоатлетами массовых разрядов должны быть сравнимы (не должны быть меньше) со значениями, приведенными в таблице 4.
По мере роста спортивного мастерства разности в разрядных нормах уменьшаются, соответственно, уменьшаются педагогически важные и статистически значимые различия, уменьшается объем выборок обследуемых спортсменов, и, видимо, возрастает однородность выборок. Статистические измерения для этого контингента обследуемых должны проводиться еще более тщательно и обоснованно. В случае недостаточного количества данных для статистических сравнений должны использоваться другие методы обработки результатов педагогических наблюдений, в частности, методы анализа временных рядов спортивных результатов [1, 2, 3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Корольков, А.И. Эффективность тренировки в гольфе в виде передаточной функции квазистационарных спектров результативности / А.И. Корольков // Теория и практика физической культуры. - 2013. - № 10. - C. 62-66.
2. Корольков, А.Ы. Ультрадианные ритмы результативности в гольфе / А.Ы. Корольков // Вестник спортивной науки. - 2014. - № 2. - С. 34-37.
3. Корольков, А.Ы. Эргодические фрагменты структуры соревновательных результатов в прицельных видах спорта (на примере гольфа и пулевой стрельбы) / А.К Корольков, r.H. Германов, И.А. Сабирова // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. - 2013. - № 12 (106). - С. 81-86.
4. Кулаичев, А.П. Методы и средства комплексного анализа данных ; учебное пособие / А.П. Кулаичев. - 4-е изд., перераб. и доп. - M. i ФОРУМ i ИЛФРА-М, 2010. - 512 с.
5. Ланг, Т.А. Как описывать статистику в медицине i руководство для авторов, редакторов и рецензентов / Т.А. Ланг, М. Сесик ; пер. с англ. ; под ред. В.П. Леонова. - M. i Практическая медицина, 2016. - 480 с.
6. Леонов, В. П. Ошибки статистического анализа биомедицинских данных / В. П. Леонов // Международный журнал медицинской практики. - 2007. - № 2. - С. 19.
7. Основы математической статистики i учебное пособие для ин-тов физ. культуры / под ред. В.С. Иванова. - M. i Физкультура и спорт, 1990. - 176 с.
REFERENCES
1. Korolkov, A.N. (2013), "The effectiveness of training in golf as a transfer function of the quasi-stationary spectra", Theory and practice ofphysical culture, No. 10, pp. 62-66.
2. Korolkov, A.N. (2014), "Ultradian rhythms performance in golf', Vestnik sportivnoi nauki, No. 2, pp. 34-37.
3. Korolkov, A.N., Germanov, G.N. and Sabirova I.A. (2013), "Ergodic structure fragments competition results sighting sports (for example, courses and bullet shooting)", Uchenye zapiski universi-
teta imeni P.F. Lesgafta, Vol. 106, No. 12, pp. 81-86.
4. Kulaichev A.P. (2010), Methods and tools for complex data analysis: tutorial, FORUM, INFRA-M, Moscow.
5. Lang, T.A. and Sesik, M. (2016), How to describe the statistics in medicine: guide for authors, editors and reviewers, Practical Medicine, Moscow.
6. Leonov, V.P. (2007), "Errors statistical analysis of biomedical data", International Journal of Medical Practice, No. 2, pp.19.
7. Ed. Ivanov, V.S. (1990), Basics of mathematical statistics: tutorial, Physical Education and Sports, Moscow.
Контактная информация: korolkov07@list.ru
Статья поступила в редакцию 16.01.2016
УДК 796.011.3
ФОРМИРОВАНИЕ ПСИХОМОТОРНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ У СТУДЕНТОВ
ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА
Наталья Владимировна Кострюшина, старший преподаватель, Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления (ФГБОУ ВО ВСГУТУ), г. Улан-Удэ
Аннотация
В статье рассматриваются особенности психомоторного развития у студентов на этапе становления, процессы развития организма, укрепление скелетной мускулатуры человека, формирование организации моторных анализаторов, являющихся основой формирования психических процессов.
Ключевые слова: студенческая молодежь, непрерывное образование, психомоторные способности, моторные анализаторы коры головного мозга.
DOI: 10.5930/issn.1994-4683.2016.01.131.p116-118
FORMATION OF PSYCHOMOTOR ABILITIES OF THE TECHNICAL UNIVERSITY
STUDENTS
Natalya Vladimirovna Kostryushina, the senior teacher, East Siberia State University of Technology and management, Ulan-Ude
Annotation
The article discusses the features of psychomotor development of the students at the stage of the formation; the developmental processes of the body, the strengthening the skeletal muscles of the person, the formation of the motor analyzers organization, which are the foundations of the mental processes formation.
Keywords: students, continuing education, psychomotor ability, motor analyzers of the cerebral
cortex.
ВВЕДЕНИЕ
Психомоторика - это процесс, обобщающий психику с ее выражением - мышечным движением. Закономерности психомоторных процессов особенно важны в изучении и освоении таких производственных действий, где требуются высокая точность, соразмерность и координация движений. Элементом психомоторной деятельности человека является психомоторное, или двигательное, действие, представляющее собой решение элементарной задачи (иными словами, достижение элементарной осознанной цели) одним или несколькими движениями.
С целью оптимизации учебного процесса по физической культуре студентов технического вуза необходимо рассмотрение особенностей психомоторного развития у сту-
