CC BY
43БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЖНОСТИ ПООЧЕРЕДНОЙ «ВОЛНЫ» РУКАМИ В ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ГИМНАСТИКЕ
УДК/UDC 796.012
Поступила в редакцию 04.02.2021 г.
Информация для связи с автором: gena391@mail.ru
Доктор педагогических наук, профессор Е.Н. Медведева1 Аспирантка Н.П. Ильина1 М.Н. Ларионова2
Национальный государственный университет физической культуры,
спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург 2Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург
BIOMECHANICAL CHARACTERISTICS OF ALTERNATING ARM WAVE MOVE IN RHYTHMIC GYMNASTICS
Dr. Hab., Professor E.N. Medvedeva1 Postgraduate student N.P. Ilyina1 M.N. Larionova2
1 Lesgaft National State University of Physical Education, Sport and Health, St. Petersburg 2Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg
Аннотация
Цель исследования - конкретизация основных биомеханических характеристик сложности поочередной «волны» руками как условия ее качественного освоения и применения в соревновательных композициях художественной гимнастики.
Методика и организация исследования. Для достижения цели применялся комплекс научных методов исследования: анализ специальной литературы и программных документов, педагогические наблюдения, бесконтактное исследование видеоряда движений, поверхностная электромиография. В процессе биомеханического исследования применялась синхронизация методик бесконтактного исследования видеоряда движений и электромиографии, позволяющая наиболее полно осуществить анализ техники элемента. На основе математического анализа были конкретизированы биомеханические характеристики сложности поочередной «волны» руками. Результаты исследования и выводы. На основе ретроспективного анализа правил соревнований по художественной гимнастике и содержания соревновательных программ финалисток чемпионатов мира и Олимпийских игр было установлено, что существует противоречие между стремлением к композиционному совершенству соревновательных программ и недостаточным арсеналом применяемых средств пластической выразительности, обеспечивающих реализацию законов композиции. Учитывая, что наиболее специфичными, отражающими особенности художественной гимнастики являются элементы типа «волна», в процессе исследования были конкретизированы биомеханические характеристики сложности базовой волны.
Ключивые слова: художественная гимнастика, соревновательные композиции; элементы пластики; поочередная волна руками, биомеханические характеристики, сложность.
Abstract
Objective of the study was to elaborate the main biomechanical characteristics of the alternating arm wave move as a condition of its qualitative mastering and application in the rhythmic gymnastics competitive routines. Methods and structure of the study. A suite of research methods was applied during the study: analysis of specialized literature and program documents, pedagogical observations, contactless analysis of a video footage of movements, surface electromyography.
During the biomechanical analysis, the methods of contactless analysis of the video footage of movements and electromyography were synchronized, which allowed a complete analysis of the technique of performance of the element. A mathematical analysis was used to elaborate the biomechanical characteristics of the alternating arm wave move.
Results and conclusions. A retrospective analysis of the rhythmic gymnastics tournament rules and contents of the competitive programs for the finalists of the World Championships and the Olympic Games revealed a contradiction between the pursuit of compositional (technical) perfection of the competitive program and insufficient arsenal of the plastic expression tools that ensure the effective implementation of the composition laws. Given that the most specific elements in rhythmic gymnastics are the "wave" type elements, the study was focused on the elaboration of the biomechanical characteristics of the base wave move.
Keywords: rhythmic gymnastics, competitive routine, plastics elements, alternating arm wave, biomechanical characteristics, complexity.
Введение. Одними из принципов композиционного построения соревновательных программ в художественной гимнастике являются целостность и слитность. Их реализация обеспечивается применением ряда двигательных приемов, в том числе сочетания элементов пластики (волн, взмахов, расслаблений) с техническими элементами телом и предметом. Именно это позволяет сохранить логику и целостность композиций. Акцент в современных правилах соревнований сделан на повышении требований к артисттической части соревновательных композиций гимнасток и указывает на необходимость совершенствования компонентов, обеспечивающих их качественную
основу - элементов пластики. Однако решение данной проблемы невозможно без понимания биомеханической сути данных элементов и их сложности.
Цель исследования - конкретизация основных биомеханических характеристик сложности поочередной «волны» руками как условия ее качественного освоения и применения в соревновательных композициях художественной гимнастики.
Методика и организация исследования. Для достижения цели применялся комплекс научных методов исследования: анализ специальной литературы и программных документов, педагогические наблюдения, бесконтактное исследование
видеоряда движений, поверхностная электромиография (16-канальный электромиограф «MegaWin МЕ 6000»). Все полученные данные подвергались математико-статистической обработке с применением программы «STATGRAPHICS plus».
В предварительных исследованиях с целью выявления тенденций в применении элементов пластики осуществлялся анализ правил соревнований по художественной гимнастике (1982-2000 гг.) и содержания соревновательных программ фи-налисток чемпионатов мира и Олимпийских игр 1988-2016 гг (n=96).
Основные биомеханические исследования проводились на базе научно-исследовательского института проблем спорта и оздоровительной физической культуры (НИИ ПСОФК) ВЛГАФК. Синхронизация методик бесконтактного исследования видеоряда движений и электромиографии при выполнении высококвалифицированной гимнасткой поочередной волны руками позволила конкретизировать кинематические и физиологические показатели, характеризующие пластику движений. На основе данных электроактивности определялись реципрок-ность и интегрированная биоэлектроактивность мышц, участвующих в реализации двигательной программы. Корреляционный анализ и обобщение полученных данных позволили выявить биомеханические характеристики сложности волны, определяющие направленность как ее совершенствования, так и артистических компонентов соревновательной композиции: целостности и слитности.
Результаты иссследования и их обсуждение. Анализ правил соревнований по художественной гимнастике (1982-2000 гг) показал, что к моменту вступления данного вида спорта в олимпийскую семью основным требованием, предъявляемым к соревновательным композициям, являлось нали-
чие элементов, характеризующих исполнительское мастерство спортсменок и отражающих специфику художественной гимнастики (до 1988 г. волны и взмахи являлись обязательными критериями композиции). Но уже в 2009 г Технический комитет ФИЖ при разработке концепции совершенствования правил соревнований по художественной гимнастике сделал основной акцент на достижении баланса между всеми компонентами исполнительского мастерства спортсменок и повышении артистической составляющей соревновательных композиций.
Ретроспективный анализ компонентов двигательной выразительности в соревновательных программах финалисток чемпионатов мира и Олимпийских игр с 1988 по 2016 г позволил установить, что в процессе развития данного вида спорта при наличии большого количества пластических элементов, «рожденных» художественной гимнастикой, с каждым годом их применение для создания двигательного образа снижалось (-20 %).
Учитывая, что достижение композиционного и эстетического совершенства соревновательных программ возможно только на основе виртуозного владения техникой элементов пластики [4], биомеханическому анализу была подвергнута базовая поочередная «волна» руками.
Установлено, что при выполнении «волны» высококвалифицированной гимнасткой (табл. 1) отмечается тенденция к асимметрии в демонстрации амплитуд в суставах правой и левой руки как в фазе реализации двигательного действия, так и в фазе его завершения (р<0,05), что указывало на сложность решения двигательных задач. Достоверно значимые изменения в показателях суставных углов (р<0,05) были зафиксированы при переходе к каждой последующей фазе движения и указывали, что движение выполняется без плавных переходов (не слитно,
Таблица 1. Показатели межзвенных углов при выполнении поочередной волны руками (N=12), град
Стат. показ. Фазы волны Локтевые суставы Плечевые суставы
правый левый правый левый
M±m 1-я 117,62±8,48 177,32±0,51 79,41±3,99 76,69±1,64
V 7,21 0,29 5,02 2,14
M±m 2-я 175,33±0,64 177,90±0,80 80,25±3,16 75,64±3,20
V 0,37 0,45 3,94 4,24
M±m 3-я 175,34±0,73 90,77±29,18 82,55±1,18 71,58±4,48
V 0,42 32,15 1,43 6,26
M±m 4-я 175,04±0,61 174,78±3,01 83,13± 1,05 75,47±2,68
V 0,35 1,72 1,26 3,55
Примечание. Фазы волны: 1 - сгибание правой руки в локтевом суставе и начало поднимания правого плеча; 2 - разгибание в локтевом суставе и начало опускания правого плеча; 3 - начало поднимания левого плеча и завершение опускания правого плеча; 4 - опускание левого плеча и сгибание левой руки в локтевом суставе.
Таблица 2. Показатели средней амплитуды турнов электрической активности мышц при выполнении поочередной волны руками (N=12), мкВ
Фазы волны Стат. показ. Мышцы
1 2 3 4 5 6 7 8
1-я M 161,63 25,62 239,53 6,08 47,30 57,43 70,27 65,54
m 4,43 1,15 15,23 0,40 1,25 1,08 1,87 1,91
V% 9,49 15,51 22,03 22,67 9,13 6,53 9,20 10,09
2-я M 107,71 50,69 331,28 6,87 47,27 57,90 70,61 65,84
m 5,25 5,24 19,99 0,33 0,98 0,99 1,69 1,73
V% 16,88 21,30 20,02 16,53 7,16 5,94 8,30 9,10
3-я M 54,59 30,56 390,32 23,85 48,75 59,20 71,27 66,55
m 4,59 1,92 21,35 2,75 1,01 0,78 1,35 1,38
V% 29,13 21,79 18,14 39,87 7,16 4,56 6,56 7,16
4-я M 47,13 25,14 284,46 5,94 48,97 60,45 71,55 66,83
m 3,99 1,20 13,92 0,18 0,86 0,87 1,21 1,24
V% 29,40 16,57 16,95 10,34 6,00 4,96 5,87 6,41
Примечание. Мышцы: 1 - двуглавая плеча пр.; 2 - двуглавая плеча лв.; 3 - трехглавая плеча пр.; 4 - трехглавая плеча лв.; 5 - передний пучок дельтовидной пр.; 6 - передний пучок дельтовидной лв.; 7 - выпрямляющая позвоночник пр.; 8 - выпрямляющая позвоночник лв.
Примечание. Мышцы: 1 - двуглавая мышца плеча пр. - трехглавая мышца плеча пр.; 2 - прямая мышца живота пр. - средняя ягодичная мышца пр.; 3 - прямая мышца бедра пр. - двуглавая мышца бедра пр.; 4 - двуглавая мышца плеча лв. - трехглавая мышца плеча лв.; 5 - прямая мышца живота лв. - средняя ягодичная мышца лв.; 6 - прямая мышца бедра лв. - двуглавая мышца бедра лв.
Таблица 3. Реципрокность мышц гимнастки при выполнении поочередной волны руками, %
Фаза волны Пары мышц
1 2 3 4 5 6
1-я 16 82 93 38 31 36
2-я 47 82 91 36 33 28
3-я 56 82 93 56 36 26
4-я 53 81 93 77 30 31
«угловато»), а низкая вариативность значений свидетельствовала о достаточно высокой степени автоматизации анализируемого элемента, имеющего координационные ошибки.
Учитывая, что форму («обтекаемость») и динамику («текучесть») анализируемой волны определяет оптимальная межмышечная координация, был осуществлен пофазный анализ электрической активности мышц гимнастки (табл. 2).
Установлено, что при выполнении поочередной волны руками (справа налево) наибольшие показатели средней амплитуды турнов наблюдаются в переднем пучке дельтовидной мышцы правой руки, обеспечивающей ее отведение в сторону. Независимо от фазы активация мышц была максимальной и снижались на 16 % только при начале волны левой рукой. При этом сравнительный анализ активности дельтовидной мышцы в каждой из четырех фаз волны свидетельствовал, что при выполнении одного и того же движения она выше в 2,5 раза у мышцы правой руки, чем левой. У мышц, реализующих программу сгибания руки в локтевом суставе (двуглавая мышца плеча), данная тенденция сохранялась.
Выявлено, что угловые ускорения анатомических точек, а следовательно, рывковые перемещения и резкие остановки звеньев тела были характерны для 1-й и 4-й фаз волны руками и они на 20 % зависели от амплитуды турнов электрической активности мышц. Об этом свидетельствовали и показатели ре-ципрокности мышц (табл. 3), характеризующие адекватность межмышечной координации двигательным задачам каждой фазы движения. Учитывая, что свободные и динамичные движения характеризуются реципрокностью в пределах 15-16 % [1], а статическим положениям соответствуют показатели 50 % и более [3], было сделано заключение, что при выполнении поочередной волны руками координация мышц правой стороны тела во всех фазах движения соответствовала реализуемой задаче.
Реципрокность же мышц левой руки в 1-2-й фазах была незначительно ниже необходимой для решения задачи «мягкой» фиксации руки в сторону (40-50 %). Однако в 3-й и 4-й фазах она вообще не позволяла выполнить плавный переход к волне левой рукой, а ее высокие показатели свидетельствовали о скованности движений. При этом реципрокность мышц туловища и ног левой стороны тела на протяжении всех фаз волны была невысокой, что указывало на снижение устойчивости кинематической системы [2, 3].
Анализ показателей интегрированной биоэлектроактив-ности мышц при выполнении поочередной волны руками свидетельствовал, что наиболее «энергоемкой» является 3-я фаза элемента (на 17-24 % больше, чем остальные). То есть наиболее сложным, требующим большего согласования работы мышц, являлся переход «гребня волны» с приоритетной (правой) руки на неприоритетную (левую). Ошибки, допущенные в этой фазе, определяли не только внешнюю форму и характер выполнения данного элемента, но и возможность его интеграции в соревновательную программу для решения задач композиционного построения. Отсутствие качественного автоматизированного навыка выполнения базовой волны
свидетельствовало о сложности межмышечных механизмов управления движением, которые необходимо целенаправленно осваивать на самых ранних этапах спортивной подготовки в художественной гимнастике. При этом направленность содержания программы обучения «волнам» должна учитывать характеристики сложности решения двигательных задач, специфичные для каждой из фаз осваиваемого элемента.
Выводы. Современные подходы к оптимизации процесса обучения элементам типа «волн» в художественной гимнастике должны учитывать системные связи между биомеханическими и физиологическими характеристиками сложности:
- межзвенными углами в суставах тела и соответствующими им электромиографическими характеристиками;
- угловыми ускорениями анатомических точек звеньев тела и соответствующими им электромиографическими характеристиками.
Объективными критериями оценки качества освоения элементов типа «волна» являются показатели реципрокности и интегрированной биоэлектроактивности мышц, характеризующие сбалансированность процессов активации и торможения при реализации двигательных программ в фазах элемента.
Литература
1. Городничев Р.М. Спортивная электронейромиография / Р.М. Го-родничев. - Великие Луки: ВЛГАФК, 2005. - 230 с.
2. Медведева Е.Н. Биомеханические факторы как основа проектирования процесса освоения равновесий с наклонами и поворотами туловища в эстетической гимнастике / Е.Н. Медведева, И.А. Степанова, У.М. Огурцова и др. // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2018. - № 2 (156). - С. 135-138.
3. Медведева Е.Н. Особенности влияния межмышечной координации на стабилографические характеристики равновесий эстетической гимнастики / Е.Н. Медведева, И.А. Степанова, У.М. Огурцова и др. // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2017. - № 11 (153). - С. 149-154.
4. Терехина Р.Н. Обоснование подхода к определению сложности элементов художественной гимнастики и их технической ценности / Р.Н. Терехина, Е.Н. Медведева, А.А. Супрун и др. // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2015. - № 3 (121). -С. 146-149.
References
1. Gorodnichev R.M. Sportivnaya elektroneyromiografiya [Sports elec-troneuromyography]. Velikie Luki: VLSAPC publ., 2005. 230 p.
2. Medvedeva E.N., Stepanova I.A., Ogurtsova U.M. et al. Biomekhan-icheskie faktory kak osnova proektirovaniya protsessa osvoeniya ravnovesiy s naklonami i povorotami tulovishcha v esteticheskoy gim-nastike [Biomechanical factors as basis for designing process of mastering balance with bends and turns of body in aesthetic gymnastics]. Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta. 2018. No. 2 (156). pp. 135-138.
3. Medvedeva E.N., Stepanova I.A., Ogurtsova U.M. et al. Osobennosti vliyaniya mezhmyshechnoy koordinatsii na stabilograficheskie kharak-teristiki ravnovesiy esteticheskoy gimnastiki [Features of influence of intermuscular coordination on stabilographic characteristics of balance in aesthetic gymnastics]. Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta. 2017. No. 11 (153). pp. 149-154.
4. Terekhina R.N., Medvedeva E.N., Suprun A.A. et al. Obosnovanie podkhoda k opredeleniyu slozhnosti elementov khudozhestvennoy gimnastiki i ikh tekhnicheskoy tsennosti [Substantiation of approach to defining complexity of elements of rhythmic gymnastics and their technical value]. Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta. 2015. No. 3 (121). pp. 146-149.
