CC BY
46
направленностью тренировочных нагрузок, обеспечивает более существенное повышение показателей общей и специальной физической подготовленности спортсменов 16-17 лет, занимающихся дзюдо, экспериментальной группы в сравнении с контрольной группой испытуемых (p<0,05).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, более значимые изменения среднегрупповых показателей общей и специальной физической подготовленности дзюдоистов 16-17 лет (p<0,05) произошли в экспериментальной группе, при подготовке которой применялась экспериментальная модель предсоревновательной тренировки. Данная модель основана на применении месячных мезоциклов, способствующих избирательному развитию отдельных видов энергообеспечения, определяющих уровень физической подготовленности спортсменов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Куделин А.Б. Структура спортивной тренировки : учебное пособие для вузов физической культуры / А.Б. Куделин. - Смоленск : СГАФКСТ, 2006. - 65 с.
2. Максимов Д.В. Физическая подготовка единоборцев (самбо и дзюдо): теоретико-практические рекомендации / Д.В. Максимов, В.Н. Селуянов, С.Е. Табаков. - Москва : ТВТ Дивизион, 2011. - 160 с.
3. Пашинцев В.Г. Физическая подготовка квалифицированных дзюдоистов к главному соревнованию года: монография / В.Г. Пашинцев. - Москва : Спорт, 2016. - 207 с.
4. Дзюдо: учебная программа для учреждений дополнительного образования / И.Д. Свищев, В.Э. Жердев, Л.Ф. Кабанов [и др.] - Москва : Советский спорт, 2003. - 112 с.
REFERENCES
1. Kudelin, A.B. (2006), The structure of sports training: a textbook for universities of physical culture, SGAFKST, Smolensk.
2. Maksimov, D.V, Seluyanov, V.N. and Tabakov, S.E. (2011), Physical training of combatants (sambo and judo): theoretical and practical recommendations), TVT División, Moscow.
3. Pashintsev, V.G. (2016), Physical training of qualified judokas for the main competition of the year, Sport, Moscow.
4. Svishchev, I.D., Zherdev, V.E., Kabanov, L.F. et al (2003), Judo: curriculum for institutions of additional education, Soviet sport, Moscow.
Контактная информация: Smolkosmas@mail.ru
Статья поступила в редакцию 02.08.2022
УДК 372.8
КОНВЕРГЕНЦИЯ ЗАКОНОВ ФИЗИКИ И СПОРТА
Светлана Васильевна Крайнева, кандидат биологических наук, Ольга Робертовна Ше-фер, доктор педагогических наук, доцент, Татьяна Николаевна Лебедева, кандидат педагогических наук, доцент, Елена Николаевна Эрентраут, кандидат педагогических наук, доцент, Юлия Абдулловна Ахкамова, кандидат физико-математических наук, доцент, Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет, г. Челябинск; Ольга Евгеньевна Акулич, кандидат педагогических наук, доцент, ЮжноУральский государственный аграрный университет г. Троицк, Челябинская область
Аннотация
В статье описывается реализация межпредметных связей различных видов спорта (профессиональных, спортивных дисциплин) и физических явлений и закономерностей. Сегодня конвергенция может быть востребована в подготовке специалистов в области физической культуры и спорта, позволяя представить физические закономерности при проектировании и создании современного спортивного инвентаря, сооружений, одежды, моделирования различных ситуаций в выбранном спорте.
Ее использование на занятиях в вузе позволит сформировать метапредметные знания и подготовить на качественном уровне будущего специалиста.
Ключевые слова: спорт, физика, межпредметные связи, конвергенция, активизация учебной деятельности.
DOI: 10.34835/issn.2308-1961.2022.8.p144-150
CONVERGENCE OF THE LAWS OF PHYSICS AND SPORTS
Svetlana Vasilyevna Kraineva, the candidate of biological sciences, Olga Robertovna Schefer,
the doctor of pedagogical sciences, docent, Tatiana Nikolaevna Lebedeva, the candidate of pedagogical sciences, docent, Elena Nikolaevna Erentraut, the candidate of pedagogical sciences, docent, Yulia Abdullovna Akhkamova, the candidate of physical and mathematical sciences, docent, South Ural State Humanitarian Pedagogical University, Chelyabinsk, Olga Evgenievna Akulich, the candidate of pedagogical sciences, docent, South Ural State Agrarian University,
Troitsk, Chelyabinsk Region
Abstract
The article describes the implementation of interdisciplinary connections of various sports (professional, sports disciplines) and physical phenomena and patterns. Today, convergence can be in demand in the training of specialists in the field of physical culture and sports, allowing to present physical patterns in the design and creation of modern sports equipment, structures, clothing, modeling of various situations in the chosen sport. Its use in the classroom at the university will allow you to form meta-subject knowledge and prepare a future specialist at a qualitative level.
Keywords: sport, physics, interdisciplinary connections, convergence, activation of educational activity.
ВВЕДЕНИЕ
Модернизация социально-экономических и политических процессов нашей страны затронуло многие направления современных наук. Сегодня необходимо подготовить к жизни такого специалиста, который сможет быстро обрабатывать получаемую информацию, выбирать оптимальные средства и методы для ее обработки, хранения и передачи, формулировать и доказывать гипотезы опытным путем, осуществлять поиск нестандартных решений задачи. При этом изучение каких-либо наук должно иметь практическую значимость, демонстрируя применение основных понятий, положений, концепций к реалиям современного мира [1, 7]. Это особо подчеркивается во многих стратегических документах формирования обновленного общества нашей страны, предложенных Правительством РФ (Государственная программа Российской Федерации «Развитие образования» до 2030 года, Программа «Приоритет-2030», Стратегия государственной национальной политики Российской Федерации на период до 2025 года, Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 г. и плана мероприятий по ее реализации, Стратегия развития воспитания в Российской Федерации, Стратегия развития физической культуры и спорта в Российской Федерации на период до 2020 года). Поэтому для успешной профессиональной деятельности специалист должен иметь достаточную сумму знаний, умений и способностей в изучаемых областях, а также иметь мотивацию и активную позицию к их совершенствованию и изучению нового.
Внедрение конвергенции в образование, позволяет по-новому взглянуть на содержание учебных естественнонаучных дисциплин, в том числе и физики, в которое должно быть интегрировано научное знание и технологические достижения на основе фундаментальных закономерностей развития естественных наук и NBIC-технологий (нанотехноло-гий, биотехнологии, информационных и когнитивных технологий) [6]. Именно конвергенция позволит поддержать современную тенденцию развития физической культуры -возрастание интереса к различным видам спорта на протяжении довольно продолжительного времени.
Каждый человек стремится к победам, повышению и совершенствованию своих достижений в разных сферах жизнедеятельности, в том числе и спортивных успехах. Но для того, чтобы их достигнуть, недостаточно иметь физическую силу и выносливость, необходимо знать и применять знание о физических явлениях и закономерностях на практике.
Изучение материальных объектов (вещества, поля), общих форм ее движения, основных взаимодействий природы посредством управления движением самой материи может быть рассмотрено через призму в спорте. Это обусловлено тем, что физические законы находят свое практическое применение не только в естественных науках (астрономии, геологии, химии, биологии), но и спорте. Любое движение - это механика, на уроке физкультуры - биомеханика. Все наши движения выполняются по закону физики. Опорно-двигательный аппарат работает по принципу рычага.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В первой четверти XXI века образование претерпевает существенные изменения, связанные не только с целевыми установками изучения конкретных дисциплин, сколь кардинальным изменением самих учебных планов. К сожалению, изучение фундаментальных дисциплин частично или полностью замещаются другими, смещая базисный образовательный ракурс. Построение курса физики с точки зрения конвергентного образования позволяет перевести усвоение учебного материала с одного теоретико-абстрактного уровня на другой, объяснить изучаемые явления и процессы и показать практическое применение законов и положений в каких-либо областях, в том числе и спорте [4]. В таблице 1 приведено обоснование связи физических понятий с некоторыми видами зимнего спорта.
Таблица 1 - Связь физических понятий с видами спорта
Вид спорта Физическое понятие Обоснование
Лыжные гонки Сопротивление воздуха Сила трения Внутренняя энергия Вещество I Закон Ньютона Скорость Путь Законы прямолинейного и криволинейного движения Если уменьшить силу трения скольжения по снегу, то лыжи будут легко скользить. Скорость ветра влияет на скорость бега. За счет повышения внутренней энергии лед в точках соприкосновения с коньком расплавляется, образуется пленка воды, которая играет роль смазки и облегчает скольжение. Облегающий костюм обеспечивает лыжникам минимальное сопротивление воздуха.
Фигурное катание Сопротивление воздуха Сила трения Кинетическая энергия Вещество I Закон Ньютона Скорость Путь Законы прямолинейного и криволинейного движения Если уменьшить силу трения скольжения по льду, то коньки будут легко скользить. За счет повышения внутренней энергии лед в точках соприкосновения с коньком расплавляется, образуется пленка воды, которая играет роль смазки и облегчает скольжение. главной особенностью прыжков в фигурном катании является накопление кинетической энергии при скольжении по льду и использование ее при прыжке.
Хоккей Сила упругости Сопротивление воздуха Сила трения Внутренняя энергия Вещество Взаимодействие сил I Закон Ньютона II Закон Ньютона III Закон Ньютона Ускорение Закон Гука об упругой деформации Скорость Законы прямолинейного и криволинейного движения Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходной положение, называется силой упругости. Изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости. За счет повышения внутренней энергии лед в точках соприкосновения с коньком расплавляется, образуется пленка воды, которая выполняет роль смазки и облегчает скольжение. Под действием силы предмет (шайба) движется равномерно и прямолинейно. Если бы не было трения о лед, шайба скользила бы бесконечно долго. Когда бьют клюшкой по шайбе, придают ей ускорение. Ускорение прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе тела. При ударе шайба действует на клюшку с такой же силой, как клюшка на шайбу, т.е. сила действия равна силе противодействия. Поворот -это один из случаев проявления инерции - стремления движущегося хоккеиста сохранять направление и скорость своего движения.
Вид спорта Физическое понятие Обоснование
Конькобежный спорт Сила сопротивления воздуха Сила трения скольжения Сила тяжести Инерция Скорость движения Движение осуществляется в газообразной среде, поэтому возникает сила сопротивления этой среды, зависящая от плотности и вязкости воздуха, размеров и формы тела спортсмена, скорости движения конькобежца.
Физика находит свое отражение также и в бобслее, керлинге, настольном теннисе, баскетболе, футболе, борьбе, шорт-треке и других видах спорта. Так, например, физика оказывает свое влияние и на плавание. Учет таких законов и явлений, как законы гидродинамики, сопротивления среды, температура воды позволяет пловцу улучшать и совершенствовать определенных достижений. Благодаря использованию гидрокостюмов пловец может повысить свою скорость за счет уменьшения сопротивления воды. Описывая особенности конькобежного спорта, Я.Ю. Низовцева, Т.В. Черниговская главной задачей комбинезона считают снижение аэродинамического сопротивления во время бега, позволяя не только поддержать тело спортсмена в специфическом положении, но и частично разгрузить его мышцы [3].
Современные достижения в спорте неотделимы от цифровизации. Цифровизация образования предоставляет широкие возможности, как преподавателям, так и обучающимся использовать на своих занятиях современные цифровые технологии для активизации, интенсификации и индивидуализации учебной деятельности, повышения мотивации к изучению физики, а также автоматизирует работу конечных пользователей, наглядно предоставляя результаты труда. Именно цифровые технологии позволяют провести виртуально эксперимент, когда его натуральная демонстрация в лабораторных условиях невозможна или очень сложна технически, в том числе и осуществлять виртуальный физический эксперимент с различными видами спорта [2, 5].
Сегодня на рынке программного обеспечения представлено множество программных продуктов, которые применимы в современном спорте и опираются на физику понятий, позволяющих провести анализ поведения спортсмена в заданных условиях среды и моделирование его деятельности с целью построения мониторинга достижений. Использование наноэлектроники и приложений молекулярной биологии в спорте дают возможность эффективно организовать спортивный менеджмент, процесс тренировок, отдыха и восстановления, сокращают время на реабилитацию после травм, создают более эффективный барьер на пути распространения допинга, включая автоматизацию сбора, обработки и анализа информации. Причем многие такие программы не являются прерогативой только для «большого» спорта. Они могут быть востребованы на занятиях физической культуры и физики на всех уровнях общего и высшего образования и в дополнительном образовании.
Часть таких программ являются различными калькуляторами, позволяя построить индивидуальную оздоровительную программу по коррекции физической подготовленности (Sworkit, Nike Training Club, 30 days, Йога-клуб, Ежедневная тренировка и др.). Например, приложение Sworkit для iOS, Android, предназначенное для фиксации достижений спортивных занятий с огромным количеством упражнений, позволяет выбрать тип тренировки (йога, растяжка, силовая тренировка и пр.), количество времени для тренировки, видеоролики с опытными спортсменами, которые будут демонстрировать представленные упражнения (рисунок 1).
Использование математических, статистических пакетов и редакторов электронных таблиц позволяет хранить протоколы соревнований и проводить анализ достижений в спорте. На основе встроенных функций (РАНГ, ЕСЛИ, СЛЧИС), а также команд (Условное форматирование, Формат) в Microsoft Excel возможно создание турнирных таблиц с отображением занятых мест (рисунок 2).
Проведение математического моделирования различных ситуаций в баскетболе посредством Excel на основе использования стандартных математических и тригонометрических функций позволяет будущим спортсменам определить траекторию полета мяча на поле в зависимости от дистанции, роста игрока, высоты его прыжка, активности
противодействия высокорослого защитника, а также степени вращения самого мяча (рисунок 3).
Рисунок 1 - Пример выбора программы по йоге в приложении Sworkit
1 ' А в с Е
: Фамилия, Имя Результаты Бег 60 м Результаты Прыжки в длину с глеста Место Бег на 60 м Место Прыжки е длину
2 Спорте мен 1 10,33 1.69 17 11
3 Спорте мен 2 10,54 1,46 13 9
4 Спорте мен 3 9,35 1.15 16 5
5 Спорте мен 4 а,з а 1.77 10 13
6 Спорте мен 5 3.15 1,03 7 1
7 Спорте мен 6 10.35 1,03 19 1
S Спорте мен 7 9,00 1.15 13 5
э Спорте мен & 7.23 2,31 1 13
10 Спортемен9 а,з а 2,33 10 19
:: СпортсменЮ 3.31 1,03 9 1
12 Сп орте мен 1] 3,46 1,33 12 3
13 Спорте мен 12 7.62 1.77 4 13
14 Спорте мен 1Е 9,00 1,23 13 7
15 Спорте мен 14 7,62 1,62 4 10
16 Спорте мен 15 7,62 1,69 4 11
17 Спорте мен 16 9,69 2,23 15 17
1S Спорте мен 17 7,33 2,46 2 20
19 Спорте мен 1Е 10.35 1.77 19 13
20 Спортсмен19 7,46 1,03 3 1
21 Спортсмен2С 3,15 1,35 7 16
Рисунок 3 - Схема движения тела, брошенного под углом к горизонту
Рисунок 2 - Формирование спортивных результатов в Excel
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В рамках нашего исследования мы провели анкетирование студентов ЮжноУральского государственного гуманитарно-педагогического университета по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование (два профиля подготовки): «Физика. Математика» и «Физическая культура. Безопасность жизнедеятельности». Всего в исследова-
нии приняло участие 78 человек.
Несмотря на различную направленность образовательных программ, по которым обучаются студенты, им предлагались ответить на вопросы анкеты, модель которой представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Модель анкеты для обучающихся о зимних видах спорта_
Вопрос Ответ
1. Знаете ли вы какие-нибудь физические явления, которые чаще всего встречаются в зимних видах спорта? да нет
2. В каких двух зимних видах спорта спортсменам помогает использование физических законов в достижении высоких результатов? биатлон бобслей керлинг фигурное катание хоккей
3. Какие законы и физические понятия чаще всего встречаются в зимних видах спорта? I закон Ньютона II закон Ньютона Закон сохранения импульса Закон всемирного тяготения Закон равновесия тел
4. Возможно ли добиться высоких результатов в спорте без знания о физических явлениях и закономерностей? да нет
5. Должны ли спортсмены знать физические законы и понимать суть физических явлений? да нет
6. Можно ли использовать возможности различного программного обеспечения для моделирования физических явления, лежащих в основе зимних видов спорта? да нет
7. Знакомо ли вам такое программное обеспечение? да нет
8. Каким видом спорта вы занимаетесь или хотите заниматься?
На первый вопрос большая часть респондентов (67%) ответили отрицательно. Это обусловлено низким уровнем подготовки в области физики.
Многие респонденты не знают или просто не могут представить связи различных физических явлений и спорта. Большинство респондентов отметили, что в керлинге наиболее ярко проявляются физические явления и закономерности.
Отвечая на третий вопрос, большое число респондентов (69%) отдали приоритет закону всемирного тяготения.
Все респонденты считают, что добиться высоких результатов в спорте без знания о физических явлениях и закономерностей невозможно. Но ответ на пятый вопрос у респондентов оказался не таким единодушным, как на четвертый. Большинство все-таки склоняются, что теория - это основа практики. К сожалению, многие респонденты не знают о возможности компьютерных программ, позволяющих моделировать физические явления в различных видах спорта. Радует ответ на последний вопрос анкеты тем, что 90% респондентов занимаются и хотят заниматься спортом и понимать ее физические особенности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Физические явления и закономерности являются основой жизни-деятельности человека. Открытия в физике меняют качество жизни, помогают добиваться значительных результатов в разных сферах, в том числе улучшении спортивных достижений. В настоящее время постичь суть физических явлений, протекающих вокруг нас, в том числе и спорте, помогают компьютерные технологии. В современном мире планка спортивных достижений поднята настолько высоко, что, благодаря лишь физической подготовке, спортсмену трудно достичь высокого результата, необходимо знать особенность конкретного вида спорта с точки зрения физики. Многие движения, положения тела, взаимодействия объектов могут быть смоделированы при помощи программных продуктов, что может помочь сделать тренировки спортсменов более продуктивными и позволит в дальнейшем достичь высоких спортивных достижений.
