CC BY
14
В ходе исследования, при определении зоны оптимальных возможностей, учитывался возраст спортсменов, в котором ими был выигран первый турнир «Большого шлема», а также возраст, с которого отмечалась тенденция снижения количества побед в «Большом шлеме».
Как хорошо видно из представленных материалов, наибольшее количество выигранных турниров «Большого шлема» у рассматриваемой группы высококвалифицированных теннисистов, отмечается в возрастном диапазоне 22-28 лет. Как следует из материалов нашего исследования, зона оптимальных возможностей для демонстрации высоких результатов в теннисе приходится на возраст 22-28 лет, а возрастная граница зоны поддержания высших достижений в теннисе начинается после 28 лет. Можно полагать, что при рациональном построении подготовки, возрастные границы зоны поддержания высших достижений в теннисе, могут соответствовать возрастному диапазону 29-37 лет.
ВЫВОДЫ
В результате исследования выделены возрастные зоны оптимальных возможностей и поддержания высших достижений в теннисе. Согласно полученным данным, зона оптимальных возможностей для демонстрации высоких результатов в теннисе приходится на возраст 22-28 лет, а возрастная граница зоны поддержания высших достижений в теннисе соответствует возрастному диапазону 29-37 лет.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вовк, С.И. Особенности подготовки высококвалифицированных спортсменов на этапе сохранения достижений / С.И. Вовк // Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. - 2012. - № 1. - С. 15-17.
2. Платонов, В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и её практические приложения / В.Н. Платонов // - К.: Олимпийская литература, 2004. - 808 с.
REFERENCES
1. Vovk, S.I. (2012), "Features of the preparation of highly qualified athletes at the stage of maintaining achievements", Theory and practice of applied and extreme sports, No. 1, pp. 15-17.
2. Platonov, V.N. (2004), The system of training athletes in Olympic sports. General theory and its practical application, Olympic literature, Kiev.
Контактная информация: maria.kabur@mail.ru
Статья поступила в редакцию 26.04.2021
УДК 796.42
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ МЫШЦ В БЕГЕ ЛЕГКОАТЛЕТОВ РАЗНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ
Светлана Евстафьевна Войнова, кандидат педагогических наук, доцент, Александр Андреевич Шиманский, студент, Елена Николаевна Медведева, доктор педагогических наук, профессор, Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург
Аннотация
В данной статье представлены результаты научного исследования, посвященного проблеме оптимизации спортивной подготовки бегунов в легкой атлетике. Предпринята попытка научного обоснования направленности спортивной тренировки в легкоатлетическом беге, обеспечивающей повышение его эффективности, на основе комплексного применения современных биомеханических методик. Раскрыты внутренние механизмы техники и скорости бега в различных зонах интенсивности функционирования сердечно-сосудистой системы легкоатлетов разной квалификации. Авторы с системных позиций рассматривают биомеханические факторы эффективности бега,
предлагают внешние и внутренние критерии ее оценки, что позволяет конкретизировать направленность содержания тренировки и оптимизировать процесс подготовки легкоатлетов.
Ключевые слова: легкоатлетический бег, кинематика движений, фазы бега, зоны интенсивности функционирования сердечно-сосудистой системы, характеристики электрической активности мышц, техника.
DOI: 10.34835/issn.2308-1961.2021.6.p72-77
CHARACTERISTICS OF ELECTRIC MUSCLE ACTIVATION WHILE RUNNING AMONG ATHLETES OF DIFFERENT QUALIFICATIONS
Svetlana Evstafjevna Voinova, the candidate of pedagogical sciences, senior lecturer, Alexandr Andreevich Shimansky, the student, Elena Nikolaevna Medvedeva, the doctor of pedagogical sciences, professor, The Lesgaft National State University of Physical Education,
Sports and Health, St. Petersburg
Abstract
This article presents the results of the scientific study devoted to the problem of optimizing the sports training of runners in athletics. The attempt is made to scientifically substantiate the orientation of sports training in track and field running, which provides increase in its effectiveness, based on the integrated application of modern biomechanical techniques. The internal mechanisms of running technique and speed in different zones of the intensity of functioning of the cardiovascular system of athletes of different qualifications are revealed. The authors consider biomechanical factors of running efficiency from the systematic perspective, offering the external and internal criteria for its evaluation, which allows us to specify the orientation of the training content and optimize the training process for athletes.
Keywords: track and field running, movement kinematics, running phases, zones of intensity of functioning of the cardiovascular system, characteristics of the electrical activity of muscles, technique.
ВВЕДЕНИЕ
Спортивная двигательная деятельность человека характеризуется сложностью управления. Движения, требующие приложения больших усилий, необходимо выполнять быстро и точно. При этом двигательные действия различаются весьма сложной специализацией - сочетанием активности мышц в качестве двигателя, движителя и рецептора, поэтому формирование технического мастерства обусловлено не только и не столько отдельными свойствами элементов двигательного аппарата (мышц), сколько механизмами интегрирования их активности [1, 2].
Характеристики электрической активности мышц раскрывают внутренние механизмы техники движений и являются источником информации об эффективности двигательной деятельности и перспективности спортсмена. В связи с этим целью исследования было конкретизация особенностей электрической активации мышц легкоатлетов разной квалификации в беге в различных зонах интенсивности функционирования сердечнососудистой системы и влияния нагрузки на кинематику движений.
МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
В процессе исследования применялся комплекс методов: анализ и обобщение научно-методической литературы и программных документов; опрос (анкетирование); метод бесконтактного исследования видеоряда движений (оптико-электронный аппаратно-программный комплекс «Qualisys» с программным обеспечением «Qualisys Track Manager»); поверхностная электромиография (16-канальный электромиограф «MegaWin МЕ 6000»); педагогическое тестирование на беговой дорожке на основе применения регулируемой кардионагрузки. Данные передавались в режиме on-line на основе беспроводных технологий Bluetooth. Синхронизация видеосъемки, электромиографии осуществлялось с помощью программы «QTM». Основные исследования с участием легкоатлетов разной спортивной квалификации (2 разряд - КМС) осуществлялись на базе
научно-исследовательского института проблем спорта и оздоровительной физической культуры ФГБОУ ВО «ВЛГАФК». Фиксируемые показатели обрабатывались с применением методов математической статистики.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В процессе изучения опыта подготовки бегунов в легкой атлетике было установлено, что одной из проблем формирования мастерства в данном виде спорта является недостаток объективной информации о специфике координационных механизмов управления движениями и отсутствие единого подхода к определению направленности педагогических воздействий совершенствования техники бега. При этом, по мнению опрошенных тренеров (п=30), основными резервами оптимизации тренировочного процесса являются: улучшение техники бега (70%), улучшение нейрорегуляции активности мышц (60%), улучшение специальной физической подготовленности (55%). Данный факт указывал на необходимость поиска путей оптимизации содержания тренировочного процесса в легкоатлетическом беге, на основе изучения особенностей проявления внешних и внутренних биомеханических характеристик техники в условиях функциональной нагрузки [3].
С целью выявления количественных и качественных изменений в технике бегового шага в условиях функциональной нагрузки был проведен лабораторный эксперимент, включающий в себя тестирование легкоатлетов разной квалификации посредством выполнения 12-ти полных циклов бега на беговой дорожке с одновременной фиксацией кинематических и электромиографических характеристик техники движений. Программа эксперимента предполагала последовательную регламентацию нагрузки в 4-х зонах интенсивности (от низкой до высокой) индивидуально для каждого спортсмена с помощью синхронизации скорости беговой дорожки с кардиомонитором. Достижение необходимой зоны интенсивности являлось сигналом для фиксации 12-ти циклов бега, по окончании которых интенсивность увеличивалась, и осуществлялся переход в следующую зону. Биомеханические характеристики регистрировались в электронных протоколах и подвергались математической обработке (таблица 1).
Таблица 1 - Длительности фаз бегового шага в различных зонах интенсивности функционирования сердечно-сосудистой системы (N=48; п=4; с)_
Зона интенсив. Стат. показатели Фазы бегового шага
постановки левой ноги на опору и амортизации активного отталкивания левой ногой полета постановки правой ноги на опору и амортизации активного отталкивания правой ногой полета
120 уд/мин М 0,171 0,102 0,095 0,176 0,086 0,091
т 0,003 0,003 0,003 0,002 0,003 0,003
V 10,531 20,899 20,019 7,512 26,744 21,402
140 уд/мин М 0,147 0,077 0,133 0,152 0,066 0,128
т 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002
V 8,328 21,734 11,079 9,278 23,841 12,994
160 уд/мин М 0,126 0,069 0,146 0,128 0,061 0,140
т 0,002 0,001 0,002 0,002 0,001 0,003
V 12,260 12,055 10,107 9,503 15,371 14,017
180 уд/ми М 0,104 0,059 0,156 0,109 0,055 0,149
т 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,003
V 11,529 18,786 9,601 10,149 22,934 12,218
Анализ кинематики позволил выявить общую для всех спортсменов тенденцию к последовательному снижению длительности фазы постановки ноги на опору (фазы 1 и 4) при переходе от менее интенсивного бега к более интенсивному. Но в остальных фазах существовали индивидуальные различия, свидетельствующие о нестабильности техники. Так длительность отталкивания (фазы 2 и 5) у спортсмена № 3 не сокращалась, а увеличивалась. У спортсмена № 4 длительность данной фазы снижалась при отталкивании ле-
вой ногой, и оставалась стабильно низкой во всех четырех зонах интенсивности для правой ноги.
Длительность полетных фаз (фазы 3 и 6) последовательно повышалась для левой и правой ноги только у спортсмена № 4. У остальных же она имела тенденцию к стабилизации в двух следующих одна за другой зонах интенсивности: у сильнейшего спортсмена № 1 это были зоны 160 уд/мин и 180 уд/мин, а у спортсменов более низкой квалификации № 2 и № 3 зоны интенсивности 140 уд/мин и 160 уд/мин.
Таким образом, на основе изучения длительности фаз бегового шага можно сделать заключение, что данная характеристика может служить одним из критериев оценки спортивного мастерства легкоатлетов.
Учитывая, что качество реализации двигательной программы обеспечивается адекватной активацией соответствующих мышц, были проанализированы показатели поверхностной электромиографии спортсменов, позволившие определить особенности адаптации внутренних механизмов управления движениями к регламентируемому повышению интенсивности бега.
Установлено, что независимо от интенсивности в каждой фазе выполнения бегового шага мышцы активируются по-разному, с учетом различий в двигательных задачах. Однако для всех фаз бега была характерна общая тенденция: задачу постановки стопы на опору, разгибания и отталкивания обеспечивают одни и те же мышцы, степень активации которых зависит от индивидуальных особенностей и подготовленности спортсмена.
Для выявления зависимости длительности фаз бегового шага от электрической активности мышц рассчитывался ранговый коэффициент корреляции. Было установлено, что в наличии следующая тенденция:
- количество мышц, электрическая активность которых определяет длительность фаз бегового шага в зонах интенсивности, варьирует в пределах от 15 до 24, и соответствует 15,63-25,0%;
- наибольшее количество значимых для длительности фаз бега мышц было задействовано в зоне интенсивности 180уд/мин (25,0%), а наименьшее - в зоне 140 уд/мин;
- менее всего определяют длительность фаз цикла бега мышцы туловища, влияя на данную характеристику в большей степени в беге с высокой интенсивностью (связи 11,44%);
- наиболее комфортной и рациональной с точки зрения управления движениями является зона бега с интенсивностью160 уд/мин.
Учитывая, что интегрированная биоэлектроактивность (ИБЭА) мышц является своеобразной характеристикой энергоемкости мышечной деятельности спортсмена [4], был осуществлен анализ данного показателя в аспекте адекватности активации мышц с учетом изменений двигательных задач в каждой зоне интенсивности и фазе бегового шага. Прежде всего, обращалось внимание на соотношение величин показателей ИБЭА мышц в фазах бега каждой зоны интенсивности.
Выявлено, что для бегунов в рейтинге фаз по степени проявления ИБЭА мышц в зоне низкой интенсивности характерны следующие различия: спортсмен № 1 (высокой квалификации) имел соотношение 1-6-5-2-4-3; спортсмен № 2 (наиболее низкой квалификации) имел соотношение: 2-3-5-1-4-4; спортсмен № 3 имел соотношение 2-6-3-1-5-4; спортсмен № 4 имел соотношение 1-4-2-3-5-4. Однако для большинства спортсменов (кроме № 3) в каждом из двух беговых шагов характерно волнообразное проявление ИБЭА мышц: большая в первой и третьей фазе, а наименьшая - во второй и четвертой; средняя - в третьей и шестой.
В зоне средней интенсивности данная тенденция сохранялась у всех спортсменов, кроме бегуна № 4 (у него отсутствовало снижение показателя во 2 и 4 фазах). В зоне большой интенсивности наблюдалось изменение в ритме ИБЭА мышц у спортсменов № 2 и № 4, а в зоне высокой интенсивности - у спортсменов № 1, № 2.
Таким образом, сравнив динамику ИБЭА мышц по зонам интенсивности, было установлено, что наиболее рационально, с учетом изменения темпа бега она повышалась у высококвалифицированного спортсмена № 1.
В завершении исследования был осуществлен анализ согласованности активации мышц, обеспечивающих реализацию двигательных программ фаз легкоатлетического бега, на основе изучения особенностей проявления наиболее точной и независимой характеристики - реципрокности мышц. Учитывалось, что высокая реципрокность обеспечивает фиксацию звеньев тела и жесткость биомеханической системы в беге, а низкая -динамику и ее подвижность [2, 4] (таблица 2).
Таблица 2 - Реципрокность мышц высококвалифицированного спортсмена в различных зонах интенсивности функционирования сердечно-сосудистой системы (N=12; %)_
Зона интенсивности Фазы бега Пары мышц
1 2 3 4 5 6 7 8
120 уд/мин 1 19 67 44 60 39 85 94 51
2 54 10 59 37 47 57 72 75
3 77 42 21 45 52 63 38 80
4 30 76 17 60 47 60 35 59
5 50 17 56 10 79 41 46 48
6 61 37 83 27 52 98 37 39
140 уд/мин 1 19 64 42 66 33 79 86 74
2 25 23 49 33 68 83 78 66
3 79 20 30 53 40 100 69 57
4 24 73 16 89 30 41 40 63
5 58 16 19 10 87 40 45 52
6 74 37 61 13 50 82 43 59
160 уд/мин 1 100 38 45 87 13 36 100 56
2 42 28 41 23 50 68 92 65
3 95 18 28 56 36 60 68 61
4 21 60 18 55 46 65 57 85
5 42 14 17 16 51 52 68 66
6 81 45 64 13 39 45 45 48
180 уд/мин 1 46 38 40 82 31 43 64 55
2 49 80 22 11 56 91 62 37
3 91 10 38 59 72 80 78 39
4 24 41 24 33 36 38 67 94
5 29 8 30 28 94 62 21 69
6 41 68 69 12 100 57 19 49
Примечание. Пары мышц: 1- передняя большеберцовая пр. - икроножная медиальная пр.; 2 - прямая бедра пр. - двуглавая бедра пр.; 3 - передняя большеберцовая лв. - икроножная медиальная лв.; 4 - прямая бедра лв. -двуглавая бедра лв.; 5- выпрямляющая позвоночник пр.- прямая живота пр.; 6 - выпрямляющая позвоночник лв. -прямая живота лв.; 7 - прямая живота пр. - ягодичная пр.; 8 - прямая живота лв. - ягодичная лв. Фазы бега: 1 - фаза постановки левой ноги на опору и амортизация; 2 - фаза активного отталкивания; 3 - фаза полета; 4 - фаза постановки правой ноги на опору и амортизация; 5 - фаза активного отталкивания; 6 - фаза полета.
Установлено, что для легкоатлетов, имеющих наиболее высокую результативность бега, независимо от зоны интенсивности его выполнения, реципрокность мышц бедра, голени и туловища («прямая бедра и двуглавая», «передняя большеберцовая и икроножная», «ягодичная и прямая живота») в фазах постановки стопы и отталкивания, соответствовала значениям, обеспечивающим быстрое отталкивание и более длительную полетную фазу. Чем меньше была реципрокность и больше амортизация, осуществляемая на основе поочередной активации мышц-антагонистов, тем длительнее была фаза постановки ноги и отталкивания.
ВЫВОДЫ
1. Особенностями проявления кинематических характеристик бега, выполняемого легкоатлетами в различных зонах интенсивности функционирования сердечно-
сосудистой системы, являются наличие:
- асимметрии в длительностях фаз беговых шагов, независимо от зоны интенсивности;
- тенденции к сокращению длительности фаз контакта с опорой по мере увеличения скорости бега и при переходе в зону большей интенсивности;
- высокой вариативности показателей кинематики бега в зонах различной интенсивности, подтверждающей обусловленность спортивного мастерства спортсменов внешними биомеханическими факторами.
2. Независимо от уровня подготовленности легкоатлетов, при переходе в зону большей интенсивности функционирования сердечно-сосудистой системы повышаются показатели электрической активности мышц, вариативность интегрированной биоэлек-троактивности мышц и реципрокность мышц. Большая вариативность реципрокности мышц указывает на различия в межмышечной координации, определяющей кинематику техники бега и уровень мастерства легкоатлета, что указывает на необходимость ее целенаправленное совершенствования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Самсонова А.В. Моторные и сенсорные компоненты биомеханической структуры физических упражнений : автореф. дис.....д-ра пед. наук / Самсонова Алла Владимировна. - Санкт-
Петербург, 1998. - 54 с.
2. Котельникова Е.Б. Влияние реципрокности мышц на качество реализации двигательной программы при выполнении прыжков художественной гимнастики / Е.Б. Котельникова, Е.Н. Медведева // Труды кафедры биомеханики университета имени П.Ф. Лесгафта. - 2017. - Выпуск 11. -С. 21-27.
3. Шиманский А. А. Особенности техники легкоатлетического бега в различных зонах интенсивности / А.А. Шиманский, С.Е. Войнова // Человек в мире спорта : материалы всероссийской с международным участием научно-практической конференции. - Санкт-Петербург, 2020. - Вып. 16. - ч. 1. - С. 144-149.
4. Городничев Р.М. Спортивная электронейромиография / Р.М. Городничев. - Великие Луки : Великолукская гос. акад. физ. культуры, 2005. - 230 с.
REFERENCES
1. Samsonova, A.V. (1998), Motor and sensory components of the biomechanical structure of physical exercises, dissertation, St. Petersburg.
2. Kotelnikova, E.B. and Medvedeva, E.V. (2017), "The influence of muscle reciprocity on the quality of the motor program implementation when performing rhythmic gymnastics jumps", Proceedings of the Department of Biomechanics of the University named after P.F. Lesgaft: an annual collection of scientific papers, Vol. 11, pp. 21-27.
3. Shimansky, A.A. and Voinova, S.E. (2020), "Features of the technique of athletics running in different zones of intensity", Man in the world of sports: materials of the All-Russian scientific and practical conference with international participation, St. Petersburg, Vol. 16, Part 1, pp.144-149.
4. Gorodnichev, R.M. (2005), Sports electroneuromyography, VLGAFK, Velikie Luki.
Контактная информация: e.medvedeva@lesgaft.spb.ru
Статья поступила в редакцию 26.04.2021
УДК 796.078
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПОГРУЖЕНИЯ ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ БУДУЩИХ СПЕЦИАЛИСТОВ АВИАЦИИ
Людмила Михайловна Волкова, кандидат педагогических наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации
