Биомеханические основы строения ударных действий и оптимизация технологии обучения тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

Общая характеристика работы.5

ГЛАВА Г. Анализ теоретических основ оптимизации технологии обучения (литературный обзор).17

1.1. Теория построения движений.17

1.2. Теория структурности движений.25

1.3. Теория решения двигательной задачи.32

1.4. Теоретические основы подготовки теннисистов.41

1.5. Исследование двигательных действий с помощью инструментальных методик.59

ГЛАВА II. Задачи, методы и организация исследования.75

2.1. Задачи исследования.75

2.2. Методы исследования.76

2.2.1. Анализ литературных данных.

2.2.2. Электротензография.

2.2.3. Акселерография.".

2.2.4. Электромиография.

2.2.5. Стереовидеосъемка.

2.2.6. Полуавтоматический видеоанализатор.

2.2.7. Персональный компьютер.

2.3. Организация исследования.

ГЛАВАШ.Биокинематические структуры ударных действий. 87-150 3.1.Кинематические характеристики звеньев тела теннисиста при ударном действии.87

3.2. Кинематические характеристики головки ракетки при ударном действии.

3.3. Особенности кинематики ударов в различных по высоте точках. 112

3.4. Вариативность кинематических характеристик ударных действий у теннисистов различной квалификации.127

3.5. Кинематическая структура ударных действий.135

3.6. Факторная структура ударных действий.146

ГЛАВА IY. Особенности работы мышц теннисиста при управлении и энергообеспечении ударных действий.151

4.1. Работа мышц, участвующих в управлении ракеткой.152

4.2. Особенности работы мышц биомеханического аппарата исполнения теннисиста.167

4.3. Структура работы мышц биомеханических аппаратов управления и исполнения теннисиста.187

4.4. Координация работы мышц теннисиста.192

ГЛАВА Y. Биодинамические и биоэнергетические структуры ударных действий.197

5.1. Взаимодействие теннисиста с опорой при ударах по отскочившему мячу

5.2 Особенности взаимодействия с опорой ног игрока при ударах с лета в различных по высоте точках.210

5.3. Воздействие биомеханического аппарата управления на ручку ракетки

5.4. Динамическая структура управляющих воздействий кисти на ручку ракетки.228

5.5. Определение энергетических характеристик аналитическим и экспериментальным путем.231

5.6. Передача и потери энергии при различных видах ударов.240

ГЛАВА YI. Индивидуализация техники теннисистов с учетом их морфофункциональных особенностей.247 6.1. Техника ударных действий в связи с морфологическим и функциональным статусом теннисистов.247

6.2. Влияние морфологических и функциональных особенностей теннисиста на технику выполнения ударного действия.252

6.3. Влияние морфологических и функциональных особенностей теннисиста на технику выполнения ударного действия.259

6.4. Современные технологии обучения и совершенствования на основе индивидуализации специальной подготовки теннисистов.265

ГЛАВА VII. Оптимизация технологии обучения ударным действиям в теннисе.275

7.1. Классификация ударов в теннисе на основе биомеханического обоснования их техники.275

7.2.Биомеханические основы строения ударных действий в теннисе.281

7.3. Критерии оптимальности и факторы оптимизации ударных действий

7.4. Оптимизация технологии обучения ударным действиям.295

7.5. Научно-практические рекомендации по применению современной технологии обучения ударам в теннисе.307

ВЫВОДЫ.323

Актуальность исследований. Разработка и внедрение новых технологий повышения эффективности тренировочного процесса является необходимым условием для достижения успехов в современном спорте (В.К Бальсевич, 20; Н.Ж. Булгакова, 46; Н.И. Волков, 54; Д.Д. Донской, 105; Ю.Д. Железняк, 109; Г.П. Иванова, 174; В.Я. Игнатьева, 170; В.М. Игуменов, 171; В.Б. Коренберг, 187; В.В. Кузин, 193; С.В. Малиновский, 208; Л.П. Матвеев, 210; С.Д. Неверкович, 217; Ю.Ф. Подлипняк, 243; Г.И. Попов, 239; Ю.М. Портнов, 241; И.П. Ратов, 246; А.П. Скородумова, 264; Н.Г.Сучилин, 278; О.П. Топышев, 283; В И. Тхоревский, 288; В.П. Филин, 297; и др.).

В качестве теоретических основ оптимизации технологии обучения следует рассматривать теорию построения движений (Н.А. Бернштейн, 36), теорию структурности двигательных действий (Д.Д. Донской, 102) и теорию двигательной деятельности (П.К. Анохин,; А.А. Ухтомский, 294; Н.А. Бернштейн, 36; Л.С. Выгодский, 62; А.Н. Леонтьев, 199; А.В. Запорожец, С.Л., 166; П.Я. Гальперин, 64; и др.). Психологическая теория двигательной деятельности легла в основу развития теории решения двигательных задач и обучения двигательным действиям в спорте (М.М. Боген, 42; С.В.Дмитриев, 89; Д.Д.Донской, С.В.Дмитриев, 102-105; Коренберг В.Б,,187; и др.).

Большой вклад в разработку общих теоретических основ техники тенниса и подготовки игроков внесли как советские, так и зарубежные специалисты (Ф.К. Агашин, 3,4; С.П. Белиц-Гейман, 29, 34; И.В.Всеволодов, 61; И. Гем, 66; В.А. Голенко, 72; Я. Гроппель, 82; Жемчужников Ю.А., 110; О.И. Жихарева, 112; Л.С. Зайцева, 121, 156; Г.П.Иванова, 173, 178; Г.А.Кондратьева и А.И. Шокин, 184; Е.П. Корбут, 185; Э.Я.Крее, 191; А.П.

Скородумова, 262, 264; Ш.А. Тарпищев, 279; И.Н. Тучашвили, 286; Р. Шенборн, 304; В.Н. Янчук, 315, 318 и др ).

Техника двигательных действий в теннисе изучалась с помощью биомеханических методик исследования достаточно небольшим количеством авторов. Так в ряде работ использовался анализ материалов киносъемки (356,358-364,385,); видеосъемки (145,8,132,135); акселерография (203,176,82, 352,342,118,8,162,163); тензография (332,163,151,132 ), электромиография (119,146, 8,204,205 ).Задачи, которые решались авторами экспериментальных работ сводились к оценке качественных и количественных характеристик удара.

Среди отечественных работ следует отметить исследования, выполненные с помощью комплексных методик: Г.П. Лукирской (203), Т.П. Ивановой (173,174), В. А. Голенко (72) Л.С.Зайцевой (121,135,151), К. Бартониеца (24), М. Аль Халили (9).

Однако, одной из характерных тенденций развития современного тенниса является постоянная эволюция и совершенствование техники ударных действий. Это обусловлено бурным развитием материально-технической базы тенниса: появились ракетки из синтетических материалов с увеличенной головкой и рассчитанными с помощью компьютерного моделирования аэродинамическими и игровыми свойствами; новые типы покрытий; усовершенствованные струны, мячи. Все это привело к существенному изменению техники ударов, возрастанию темпа игры, к значительному увеличению скорости вылета мяча при исполнении всех технических приемов.

В связи с этим возникает необходимость углубленного исследования биодинамических структур современной техники ударных действий и разработки новых технологий формирования и совершенствования разработки новых технологий формирования и совершенствования технического арсенала теннисистов. Как известно, разработка современных технологий обучения двигательным действиям является одной из важных педагогических задач трудовой деятельности и современного спорта (М.М. Боген, 42; Х.Х. Гросс, 84; С.В. Дмитриев, 89; Д.Д. Донской,102; Д.Д. Донской, С.В. Дмитриев 104,107; Г.П. Иванова, 173; Г.И. Попов, 234; И.П. Ратов, Г.И. Попов, 250; П.Я. Гальперин, Талызина, 64 и др.)

В основе двигательной программы тенниса лежат ударные действия и перемещения игрока по площадке. Построение движений при выполнении теннисистом ударного действия отличается значительной сложностью, обусловленной тем, что удар выполняется многозвенной системой «рука-ракетка» по летящему с большой линейной и угловой скоростью мячу, имеющему разные направления, траекторию и длину полета, а также высоту отскока. Поэтому обучение ударным действиям, лежащим в основе главных технических приемов теннисиста является длительным, трудно управляемым и сложным педагогическим процессом.

В связи с этим одной из актуальных проблем современного тенниса является исследование биомеханических основ строения ударного действия и оптимизация технологии их обучения. Исследования в этом направлении имеют важное теоретическое и практическое значение, так как отвечают запросам тренерской практики.

Цель работы - теоретико-методическое обоснование инновационной технологии обучения теннисистов ударным действиям и совершенствования в них в процессе многолетней подготовки.

Рабочая гипотеза исследований: предполагалось, что полученные экспериментальные данные о биомеханических структурах ударных действий и морфо-функциональных предпосылках индивидуализации техники их выполнения, позволят с новых позиций подойти к оптимизации техники их выполнения, позволят с новых позиций подойти к оптимизации технологии овладения современной техникой этих ударных действий, исходя из выявленных биомеханических особенностей их строения.

Задачи исследования:

1. Установить особенности биокинематических структур ударных действий у теннисистов различной квалификации при разнохарактерных и разноуровневых ударах.

2. Выявить закономерности в работе мышц при управлении и энергообеспечении ударных действий.

3. Изучить характерные особенности биодинамических структур ударных действий.

4. Исследовать биоэнергетические структуры ударных действий.

5.Определить предпосылки индивидуализации техники теннисистов с учетом их морфо - функционального статуса.

6. Выявить основные направления оптимизации технологии овладения ударными действиями, исходя из конкретных особенностей их строения, установленных в результате биомеханического обоснования и на основе использования смыслового проектирования.

Для решения поставленных задач был использован следующий комплекс биомеханических методик исследования: 1. Теоретический анализ и обобщение данных, имеющихся в литературе; 2. Электромиография (ЭМГ); 3. Акселерография (АГ); 4. Электротензография (ЭТГ); 5. Стереовидеосъемка; 6. Специальная видеосъемка; 7. Антропометрические методики; 8.Биомеханические станки; 9.Методы математической статистики.

Комплекс биомеханических методик включал: две тензометрические платформ*, позволявшие фиксировать усилия, прикладмваемме правой и j левой ногой теннисиста к опоре при различных ударах; трехкомпо-нентный акселерометрический датчик, стоявший на головке ракетки; малогабаритный усилитель биопотенциалов, усиливавший электрическую активность от шести до двенадцати поверхностных мышц теннисиста; две видеокамеры, синхронно снимавшие движения теннисиста с двух точек. Проекции основных суставов тела игрока отмечались светоотражающими маркерами. Координаты маркированных суставов тела теннисиста с двух видеопленок через полуавтоматический видеоанализатор заносились в оперативную память ЭВМ. Персональный компьютер рассчитывал текущие значения скоростей для каждой изучаемой точки тела игрока. Экспериментальные исследования проводились на аппаратуре лаборатории «Биомеханики» ВНИИФК и обрабатывались по программам, разработанным заведующим этой лаборатории старшим научным сотрудником к.п.н. Вороновым А.В.

Морфо-функциональные особенности теннисистов изучались с помощью общепринятых антропометрических методик.

Объектом исследования являлись биокинематические, биодинамические, биоэнергетические структуры ударных действий при разнохарактерных и разноуровневых ударах у теннисистов разной квалификации с учетом морфо-функциональных предпосылок индивидуализации.

Предметом исследования были биомеханические основы строения ударных действий и определение путей овладения ими (оптимизация технологии обучения ударным действиям) в теннисе.

Научная новизна исследования заключается в том, что впервые при изучении ударных действий теннисистов использование в качестве методологической основы теории построения движений, теории стуктурности движений, теории решения двигательной задачи, теоретических основ подготовки спортсменов, а также применение комплекса биомеханических методик с компьютерной обработкой экспериментального материала в режиме реального времени позволило получить новые научные данные:

- определенабиокинематическая организация ударных действий у теннисистов разной квалификации, выполняющих современные разнохарактерные и разноуровневые удары;

- выявлены закономерности динамики электрической активности и структурных отношений в работе мышц аппарата управления и исполнения теннисиста. На основе этих данных определены и сформулированы задачи управления и энергообеспечения, решаемые в каждой фазе ударных действий;

- установлены биодинамические структуры дифференцированного взаимодействия ног игрока с опорой в трех взаимно перпендикулярных направлениях и благодаря этому определены и описаны современные варианты техники выполнения ударов по отскочившему мячу и с лета;

- разработан способ получения аналитическим путем энергетических характеристик и на этой основе изучены биоэнергетические структуры ударных действий при разнохарактерных и разноуровневых ударах у теннисистов разной квалификации;

- установлены морфо-функциональные предпосылки индивидуализации техники теннисистов, основывающиеся на изменении соотношения вкладов кинетической энергии ракетки и потенциальной энергии напряженных мышц у игроков с разным типом строения тела;

- разработана и экспериментально проверена технология оптимизации обучения ударным действиям на основе биомеханического и дидактического моделирования, базирующегося на осмысленном представлении игроками строения ударных действий, а также использования искусственной управляющей среды (волновых тренажеров). и

Теоретическое значение исследований состоит, прежде всего, в том, что были впервые изучены и научно обоснованы:

- необходимость и эффективность применения современного комплекса инструментальных методик для выявления и изучения основных механизмов ударных действий теннисиста при разнохарактерных и разноуровневых ударах и у игроков разной квалификации;

- особенности дифференцированного взаимодействия ног теннисиста с опорной (в трёх взаимно перпендикулярных направлениях) при разнохарактерных и разноуровневых ударах и у теннисистов разной квалификации;

- взаимосвязь и взаимодействие различных звеньев биокинематических цепях в трех взаимно перпендикулярных направлениях при выполнении ударного действия теннисистами различной квалификации;

- задачи управления и энергообеспечения, решаемые в пяти фазах ударного действия и требования к движениям теннисистов в этих фазах, обуславливающих эффективность ударных действий;

- возможности использование волнового метода для формирования специфики динамической структуры ударного действия и структурно -функциональной специализацию работы мышц биомеханического аппарата управления (БАУ) и биомеханического аппарата исполнения (БАИ) теннисиста;

- особенности оптимизации технологии обучения ударным действиям на основе разработанных биомеханических, дидактических моделей, включающих: цель действия, подцели фаз, целевые требования в фазах ударных действий, факторы оптимизации, которые позволяют лучше понимать и разрабатывать совокупность основополагающих механизмов действия, блоки решения двигательной задачи при реализации ударных действий. Также минимизации во времени периода формирования необходимой программы по управлению и энергообеспечению ударного действия за счет повышения интенсивности специальной нагрузки на мышцы БАУ и БАИ.

Практическая значимость исследований заключается в том, что основные положения и выводы диссертации могут быть использованы при подготовке теннисистов в следующих основных направлениях.

1. Результаты исследований, проведенных с использованием в качестве методологической основы теории построения движений, теории стуктурности движений, теории решения двигательной задачи, теоретических основ подготовки спортсменов, а также с применением комплекса биомеханических методик с компьютерной обработкой экспериментального материала в режиме реального времени позволили детально изучить современную технику ударов на основе выявленных механизмов. Эти данные могут использоваться для формирования у тренеров и спортсменов правильного и углубленного представления о современной технике выполнения сложных теннисных приёмов.

2. Выявленные механизмы строения ударных действий и наиболее информативные показатели их оптимальности у теннисистов высокой квалификации при разнохарактерных и разноуровневых ударах могут применяться в следующих целях:

- контроль и коррекция движений теннисиста как тренером, так и самоконтроль и самооценка при реализации ударных действий и при анализе видеофильмов;

- определение локализации ошибок в положениях и движениях отдельных звеньев опорно-двигательного аппарата теннисиста при выполнении ударных действий;

- выявление путей исправления ошибок в технических и тактических действиях теннисиста при разнохарактерных и разноуровневых ударах;

- выбор путей оптимизации ударных действий у теннисистов разной квалификации.

3. Предложенная классификация ударов в теннисе, основанная на их биомеханическом обосновании позволяет более целенаправленно планировать техническую подготовку теннисистов.

4. Разработанные технологии оптимизации обучения современным ударным действиям, основанные на построенных биомеханических и дидактических моделях ударных действий, позволяют непосредственно формировать специфику динамической структуры ударного действия и структурно - функциональную специализацию работы мышц биомеханического аппарата управления и биомеханического аппарата исполнения теннисиста. При этом минимизируется во времени период формирования необходимой программы по управлению и энергообеспечению ударного действия за счет повышения интенсивности специальной нагрузки на мышцы БАУ и БАИ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) В основе оптимизации обучения ударным действиям лежат разработанные нами биомеханические и дидактические модели. В качестве критериев оптимальности (основной цели) ударных действий следует рассматривать соотношение величины и направления линейной скорости мяча после удара и его угловой скорости (с определенным направлением вращения), которые определяют темп игры и точность попадания мяча в выбранное место площадки.

2) К подцелям ударных действий отнесены выявленные и сформулированные задачи по управлению и энергообеспечению, решаемые на протяжении пяти фаз ударных действий.

3) Установлены целевые требования, которые относятся к механизмам и способам выполнения ударных действий.

4) К факторам оптимизации или основополагающим механизмам ударных действий следует отнести морфо-функциональные, биомеханические и эргономические, которые проявляются в следующем:

-структурно-функциональной специализации моторного потенциала мышц руки и тела у теннисистов с разным типом строения тела, что лежит в основе индивидуализации их техники;

- тонкой дифференциации управления ракеткой и ритмом удара;

- абсолютных значениях вкладов кинетической и потенциальной энергии напряженных мышц в ударное взаимодействие, которые обуславливаются: типом удара, игровой ситуацией, типом строения тела и моторного потенциала мышц теннисиста;

- скорость прилетающего мяча является основным препрограмми-щим фактором, определяющим кинематические и динамические особенности будущего удара;

- в решении задачи о встрече двух движений - мяча и струнной поверхности ракетки, которая происходит путем приспособительных изменений в биомеханических структурах движений теннисиста и выражается в значительной вариативности кинематических и динамических характеристиках ударного действия и взаимодействий с опорой;

- многозвенная биомеханическая система приближается по своим характеристикам к линейной механической системе;

- проявление эмерджентности (превращение нелинейной системы в линейную) характерно для высшего спортивного мастерства и обеспечивает надежность при выполнении очень сильных и точных ударов

5) Предложены подготовительные, подводящие и специальные упражнения с широким использованием тренажеров, позволяющие в значительной мере оптимизировать обучение ударным взаимодействиям.

6) Формирование основных механизмов ударных действий предусматривает применение большого количества разнообразных средств даже в пределах одного тренировочного занятия.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Основные положения диссертационной работы докладывались в период 1976 - 1999гг. на международных, всероссийских научно-методических конференциях и семинарах тренеров по теннису, где получили положительную оценку специалистов. Материалы исследования отражены в 63 публикациях автора. Материалы работы нашли отражение в учебном пособии:

Теннис для всех. - М.: Колос, 1998г., 8п.л.; и в книгах: Основы тенниса. - М.: ФиС, 1980г, 8п.л.«На корт за здоровьем. -М.: Знание, серия «Физкультура и спорт», №5, 1991, 4п.л.

Основные положения разрабатываемой проблемы вошли в содержание ряда учебных курсов институтов физкультуры:

- по биомеханике в виде опубликованных 11 брошюр методических указаний к расчетно-графическим работам;

- по биомеханическому обоснованию техники ударных действий в теннисе и технологии обучения в виде опубликованных 52 научных и научно-методических работ.

Материалы диссертации включены в учебные программы курсов РГАФК "Теннис" - специализации и курса "Теннис" - минимум.

Достоверность результатов исследований и степень обоснованности научных положений и выводов, содержащихся в диссертации, обеспечивается: использованием современных приборов; адекватного поставленным задачам специального комплекса измерительных методик, отвечающих метрологическим требованиям опытно-экспериментальной работы; значительным объемом экспериментальных исследований; корректной статистической обработкой полученных данных; тщательным аналитическим обзором литературных данных. Комплексы применяемых исследовательских методик гарантируют достоверность и валидность результатов исследований.

Объём и структура диссертационной работы. Общий объем диссертации составляет 374 страницы машинописного текста. Работа состоит из введения, семи глав, выводов, научно-практических рекомендаций, списка литературы, который содержит 395 наименований. Иллюстративный материал включает 20 таблиц и 82 рисунка.

ВЫВОДЫ

1. Использование в качестве методологической основы теоретических положений целеустремленности действий человека (построение и стуктурность движений, строение действий и решения двигательных задач) теоретических основ подготовки спортсменов, а также комплексных методик исследования позволило установить биомеханические основы строения ударных действий. При этом обнаружены закономерные особенности изменения биокинематических, биодинамических и биоэнергетических структур ударных действий и структурных отношений в работе мышц теннисистов разной квалификации при разноуровневых и разнохарактерных ударах. Количественно охарактеризованы взаимосвязи между различными характеристиками ударного действия и морфо-функциональными характеристиками теннисистов. Применение инновационного подхода при обучении, базирующемся, на установленных факторах оптимизации ударных действий и пяти блоках решения двигательной задачи, способствует оптимизация технологии обучения ударным действиям в теннисе.

2. Выявлены оптимизирующие механизмы, характеризующие особенности кинематической структуры современных ударных действий у игроков высшей квалификации, проявляющиеся в следующем:

- использование теннисистами высокой квалификации механизма рекуперации энергии при выполнении ударов по отскочившему мячу со скоростью его вылета, близкой к рекордной Умп=54-58м/с. У игроков средних разрядов этот механизм не наблюдается;

- очень большой скорости вылета мяча после удара Умп=32,9-58,3м/с (у спортсменов 2-го разряда отмечаются значительно меньшие величины скоростей Умп=21,3-31,3м/с);

- в фазе удара наблюдается наличие значительного положительного вертикального и горизонтального ускорений ракетки при топ-спинах. Этот факт и является характерной особенностью механизма, позволяющего игроку придать мячу большую угловую скорость;

- большой скорости ракетки ( Урд=10,2-22,5м/с), развиваемой на коротком пути разгона во II фазе до удара (у спортсменов 2-го разряда эти величины существенно меньшие Урд =4,6-11,3 м/с);

- большой скорости ракетки после нанесения удара по мячуУрп=37,3 36,3м/с (у теннисистов 2-го разряда - Урп= 18,3 - 20,7м/с). Это связано с наличием наблюдаемого у теннисистов высокой квалификации значительного ускорения ракетки при ее взаимодействии с мячом (об этом свидетельствуют большие скорости ракетки после удара, чем до него);

- скорости вылета мяча имеют не максимально возможные, а оптимальные значения в ответственных матчах у теннисистов высокой квалификации. Это связано с необходимостью обеспечить большую точность, надежность и стабильность ударов.

- значительная вариативность характеристик движений квалифицированных теннисистов свидетельствует о том, что в условиях современной острокомбинационной игры двигательные действия теннисиста должны обладать адекватной приспособительной изменчивостью.

3.Установлены следующие закономерности кинематической структуры разноуровневых ударных действий, то есть выполняемых в разных по высоте точках (низкой, средней, высокой):

- наличие характерных и существенно отличных по вертикальной и горизонтальной амплитуде трех вариантов траектории движения ракетки;

- при снижении уровня удара по мячу, увеличивается: длительность подготовительных фаз, а также горизонтальная и вертикальная амплитуда движения ракетки, степень сгибания ног, вместе с этим точка удара выносится вперед по отношению к корпусу;

- при повышении уровня удара увеличиваются максимальные значения скорости вылета мяча после удара. В низкой и средней точках (при ударах с лета) скорость мяча после удара составляет 26м/с, в высокой - 35м/с; при ударах по отскочившему мячу - в низкой - 32м/с, средней - 36м/с, высокой - 58,25м/с.

4. Выявлен оптимизирующий механизм выполнения «сильных» ударов, после которых мяч летит с очень большой скоростью. Он основан на совпадении ритмической структуры подготовительных фаз (замаха и разгона ракетки), а также заключительных фаз (торможения и завершения) ударного действия. Это возможно при использовании механизма рекуперации энергии быстро растянутых во время замаха мышц, энергия упругой деформации которых способствует более быстрому разгону ракетки в обратном направлении - на мяч.

5. Установлены важные для педагогической практики закономерности. Игроки высокой квалификации адаптируют ударное действие к изменению скорости прилетающего мяча, варьируя, прежде всего продолжительность подготовительных фаз (замаха, разгона) и амплитуды движения ракетки в вертикальном направлении, что подтверждается наличием сильной отрицательной взаимосвязи между этими показателями г = -0,83 -.(-0,96).

Результаты корреляционного анализа показали, что скорость прилетающего мяча является препрограммирующим фактором при ударном действии, то есть ее изменения определяют особенности кинематической и динамической структуры будущего удара.

6. Впервые получены важные для тренерской практики данные о дифференцированных усилиях, прикладываемых к опоре правой и левой ногой игрока при ударах с лета. Это позволило выявить три варианта взаимодействия ног теннисиста с опорой при ударах с лета, которые существенно отличаются по особенностям работы ног и характерны для ударов в разных по высоте точках:

- для первого типа работы ног при ударах с лета наблюдается наличие двух опорного положения до ударного взаимодействия. Причем левая нога (при ударах справа) ставится на опору заранее - за 0,15-0,22 с до удара. Как правило, такая работа ног встречается при ударах в низких точках (до тазобедренных суставов);

- при втором типе взаимодействия с опорой при ударах с лета нанесение удара по мячу совпадает с постановкой на опору левой (при ударах справа) ноги теннисиста. Этот вариант работы ног характерен для ударов, выполняемых в средних по высоте точках (от тазобедренных суставов до плечевых);

- третий тип взаимодействия с опорой при ударах с лета отличается тем, что удар выполняется при опоре на правую ногу, а левая нога ставится на опору через 0,7-1,2 с после удара. Этот вариант работы ног, практически всегда, встречается при ударах в высоких точках (выше плечевых суставов).

7. Сравнительный анализ серий ударов позволил впервые выявить несколько типичных современных вариантов дифференцированного взаимодействия ног теннисистов с опорой при сильных крученых ударах по отскочившему мячу (топ-спинах). Для каждого варианта взаимодействия ног теннисиста с опорой при топ-спинах, существует оптимальное положение тела игрока в конце замаха:

- при первом варианте происходит плавный перенос центра тяжести игрока с правой ноги на левую. В конце замаха наблюдается - закрытое положение тела теннисиста; для второго варианта характерно медленное силовое отталкивание правой ногой, в основном, вверх; Разгон ракетки начинается из открытого положения тела теннисиста;

- при третьем варианте наблюдается скоростно-силовое отталкивание правой ногой (с приземлением на нее же); Разгон ракетки осуществляется из полуоткрытого положения;

- четвертый вариант характеризуется мощным и быстрым толчком правой ногой и выполнением удара в безопорном положении (с приземлением на левую ногу). Разгон ракетки осуществляется из открытого положения тела игрока.

Выявленные новые закономерности взаимосвязи работы ног игрока и положений его тела в конце замаха имеют важное значение для формирования и совершенствования современной техники ударов при атакующих и контратакующих действиях теннисистов.

8. Оптимизация решения задачи о встрече двух движений - мяча и струнной поверхности ракетки происходит путем приспособительных изменений в кинематической и динамической структуре движений теннисиста при адаптации к изменениям скорости приближающегося мяча, его направлению, вращению, скорости выноса ракетки на мяч и ряду других условий. Они проявляются в значительной вариативности кинематических характеристиках ударного действия, динамических и временных характеристик взаимодействия спортсмена с опорой

9. Создание максимальной скорости системы «рука-ракетка» происходит за счет передачи момента импульса от нижележащих массивных звеньев к выше расположенным. Величина скорости этой системы зависит от моторного потенциала мышц биомеханического аппарата исполнения (БАИ), а также от интенсивности и своевременности его реализации. Рациональность механической структуры ударного действия обеспечивается благодаря координированной работе мышц биомеханического аппарата исполнения и управления спортсмена и проявляется в строгой последовательности их включения.

10. Одновременная активность мышц - антагонистов, обслуживающих разные суставы спортсмена обеспечивает предварительное увеличение жёсткости связей в биокинематических цепях при передаче им момента импульса от других звеньев системы или же при передаче количества движения от системы рука-ракетка мячу, что можно считать универсальным механизмом организации ударных действий для живых тел. Данный механизм организации ударных действий обеспечивает: а) снижение потерь энергии (рассеивания энергии) в местах связи звеньев живых систем - при передаче момента импульса от звена к эвену; б) снижение или увеличение потерь энергии (рассеивания энергии) при передаче количества движения от системы рука-ракетка мячу; в) использование энергии упругих напряжений мышц руки игрока для увеличения энергетической эффективности ударного действия; г) демпфирование упругой волны (возникающей в фазе ударного взаимодействия и распространяющейся по системе «рука-ракетка»), что способствует сохранению целостности связочного аппарата суставов спортсмена.

11. Установлено важное педагогическое положение о том, что эффективность ударного действия зависит от абсолютных значений, вкладов кинетической и биопотенциальной энергий при ударном взаимодействии. Абсолютные значения и соотношения вкладов этих видов энергии, полученные предложенным экспериментально-аналитическим способом вариативны и зависят от: а) тактических задач ударных действий и типа удара (удары с отскока, с лета, прием подачи); б) условий реализации конкретной задачи ударного действия - игровой ситуации ( например, удары с отскока в разных по сложности условиях); в) типа строения тела теннисиста и моторного потенциала его мышц.

12. Оптимизация индивидуальной техники должна быть основана на повышении структурно-функциональной специализации моторного потенциала мышц БАУ и БАИ спортсмена, которая проявляется, прежде всего, в абсолютных значениях вкладов кинетической и биопотенциальной энергий при ударном взаимодействии. Это обуславливает специфику процессов энергообеспечения и управления ударным действием у теннисистов с разным типом строения тела (долихоморфным и мезоморфным) и выражается в особенностях электрической активности мышц БАУ и БАИ.

13. Для оптимизации специальной подготовки мышц аппарата управления у теннисистов, а также индивидуализации подготовки теннисистов с разным типом строения тела . и разными функциональными возможностями, целесообразно широко использовать в тренировке работу на волновых тренажерах в разных режимах и с разной нагрузкой в связи с тем, что

- установлено наличие структурного сходства работы мышц и характера управляющих воздействий кисти на ручку ракетки при вторичных ударах и обычных ударах по мячу;

- при использовании метода вторичных ударов, даже у квалифицированных теннисистов значительно упорядочиваются энерготраты при работе мышц, повышаются адаптационные возможности и моторный потенциал мышц биомеханического аппарата управления, целесообразнее становится распределение управляющих воздействий ладони и пальцев на ручку ракетки;

- этот метод позволяет непосредственно формировать специфику динамической структуры ударного действия и структурно функциональную специализацию работы мышц БАУ и БАИ теннисиста; минимизируется во времени период формирования необходимой программы по управлению и энергообеспечению ударного действия за счет повышения интенсивности специальной нагрузки на мышцы БАУ и БАИ;

14. При реализации метода вторичных ударов можно значительно варьировать характер вынуждающих воздействий внешних импульсов, изменяя: массу объекта удара (система сменных грузов); жесткость упругого элемента (набор пружин с различной упругостью); режимы работы (количество ударов в серии, количество серий в минуту, которое задается метрономом); высоту расположения объекта удара (удары в высокой, средней, низкой точках); вид удара (тренировать удары справа, слева и подачу); жесткость закрепления объекта удара относительно вертикальной и горизонтальной оси (минимизировать степень отклонения направления удара по углу е -правее-левее и s - выше-ниже); интенсивность тренировок (минимизировать по времени длительность тренировки и существенно - в 5- 6 раз повысить число ударов, выполняемых за тренировку); место проведения тренировки (проводить тренировку в любом месте, где можно закрепить волновой станок, в том числе и дома).

15. На основе экспериментальных данных и изученных биомеханических основах строения ударных действий, разработана классификация ударов в теннисе, в которой все удары разделены на три группы: по отскочившему мячу, с лета, подачи (смэш). Все удары (кроме подачи) выполняются справа и слева, одной и двумя руками. Приведены варианты ударов, отличающиеся по высоте «точки удара»; по вращению, придаваемому мячу; по направлению полета мяча после удара; по местоположению мяча на траектории отскока; по длине, на которую летит мяч после удара и по высоте траектории пролетания мяча над сеткой.

Предложенная классификация ударов в теннисе, основанная на их биомеханическом обосновании позволяет тренеру целенаправленно планировать техническую подготовку теннисистов, ставить перед игроком цель каждого урока, задания в уроке и конкретных упражнений и на основе результатов оценивания вносить коррективы в дальнейшее целеполагание.

Вместе с этим, цель предусматривает и устремленность к результату самого спортсмена. Осмысливание учениками всех элементов, входящих в классификацию, очень важно для формирования собственной двигательной задачи каждого ударного действия. Наличие классификации поможет тренерам и спортсменам четче представить и целенаправленнее наметить последовательность освоения технического арсенала теннисиста.

16. Экспериментально установлены и теоретически обоснованы биомеханические основы строения (состав и структура) ударных действий в теннисе. При этом сформулирована цель ударных действий, состоящая в том, чтобы добиться в результате нанесения удара оптимальной:

- ориентации вектора линейной скорости в пространстве;

- оси и направления вращения мяча;

- линейной скорости вылета мяча;

- угловой скорости мяча после удара.

Проведена детализация подцелей фаз ударного действия, т.е. установлены задачи управления и энергообеспечения, решаемые в каждой фазе ударного действия (перечень требуемых результатов к очередному граничному моменту). А также сформулированы требования к движениям в каждой фазе ударного действия, которые способствуют достижению оптимального результата.

17. Разработаны комплексные критерии оптимальности ударных действий, которые совпадают с целями ударных действий. А также -факторы оптимизации, подразделяющиеся на морфо-функциональные (возраст, пол, тип пропорций тела, моторный потенциал и структурно-функциональная специализация групп мышц теннисиста). Вторая группа факторов - биомеханические. Они включают следующие подфакторы: технику ударных действий и технику перемещений, на особенности и своевременность реализации которых влияют тактические условия игрового момента. К оптимизирующим подфакторам отнесена: скорость прилетающего мяча, траектория и ритм движения ракетки, соотношение вкладов кинетической и биопотенциальной энергии при ударе, решение задачи о встрече двух движений - мяча и ракетки, приближение многозвенной биомеханической системы по своим характеристикам к линейной механической системе.

К подфакторам, обуславливающим оптимизацию техники перемещений отнесен: своевременный подход к мячу в наиболее выгодном направлении; хорошая опора и выполнение удара в наиболее удобной точке (по высоте, положению на траектории и расстоянию до игрока); быстрый «выход» из удара и возможность занять наиболее целесообразную с тактической точки зрения позицию.

К материально-техническим факторам, оптимизирующим ударные действия отнесен спортивный инвентарь и оборудование (ракетки, струны, мячи, покрытия площадок) тренажеры и средства педагогического контроля.

18. Оптимизация технологии обучения ударным действиям базируется на разработанных биомеханических, дидактических моделях, включающих: цель действия, подцели фаз, целевые требования в фазах ударных действий, факторы оптимизации, которые позволяют лучше понимать и разрабатывать совокупность основополагающих механизмов действия, блоки решения двигательной задачи при реализации ударных действий. Кроме того, оптимизация технологии основывается на минимизации во времени периода формирования необходимой программы по управлению и энергообеспечению ударного действия за счет повышения интенсивности специальной нагрузки на мышцы БАУ и БАИ путем использования волновых тренажеров.

19. Благодаря применению нетрадиционного подхода при оптимизации технологии обучения ударным действиям в теннисе реализуется комплекс педагогических задач, связанных с развитием у начинающих игроков :

1) тонких дифференцировок в восприятии пространственно-временных характеристик полета и отскока мяча в различных по сложности условиях;

2) специальной координации работы мышц предплечья и плеча при ударном взаимодействии, связанной с обеспечением управляемой жесткости в лучезапястном и локтевом суставах руки, держащей ракетку;

3) способности решать задачу о встрече двух движений (руки и мяча, руки с * ракеткой и мяча) в вертикальном направлении;

4) специальной силовой подготовленности мышц предплечья и плеча, участвующих в удержании ракетки и поддержании нужной ориентации ее струнной поверхности;

5) способности решать задачу о встрече двух движений (руки и мяча, руки с ракеткой и мяча) в горизонтальном направлении;

6) фиксирования взгляда на мяче и получение представления о том, где должна находиться точка начального контакта ракетки и мяча, так называемая «точка удара»; ф 7) умения быстро определять, куда противником направлен мяч (вправо, влево, вверх), а также насколько далеко от игрока он упадет;

8) умения перемещаться по кратчайшему расстоянию к пролонгированной до точки встречи с мячом траектории его полета;

9) умения во время перемещения определить для себя: высоту точки удара, какое вращение он придаст мячу, направление удара, его «силу» и длину;

10) координации движений различных звеньев тела (ног, туловища, пояса верхних конечностей, бьющей руки) при нанесении удара по мячу;

11) представления о траектории движения ракетки и правильном ритме удара;

12) представления о соотношении вкладов кинетической и биопотенциальной энергии при ударном взаимодействии;

13) умения оценить удар;

14) умения намечать коррективы, которые теннисист внесет в следующий удар.

1. Агашин Ф.К. Теоретические и экспериментальные исследования вопросов управления ударными действиями теннисиста и обоснование совершенствования методики его тренировки: Автореф.дис. канд. пед. наук,- М.,1967,-19 с.

2. Агашин Ф. К. Биомеханика ударных действий. М.: Физкультура и спорт, 1977,- 105 е.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий,- М.: Наука, 1976,- 154 с.

4. Александров Е.В., Соколинский B.C. Прикладная теория соударения стержней с торцами произвольной формы. М.: Наука, 1964. - 284 с.

5. Алешинский С.Ю., Зациорский В.М. Механико-математические модели движений человека / Биомеханика физических упражнений. Вып.1,- Рига, 1974,- С.60-120.

6. Аль Халили Муханед. Совершенствование обучения главным атакующим приемам техники в теннисе на основе их биомеханического обоснования: Автореф. дис . канд. пед. наук. М., 1996. - 29 с.

7. Ю.Аластази А. Психология тестирования. М.: Просвещение, 1982. - 283 с.

8. Анохин П. К. Узловые вопросы теории функциональной системы. М. :•> Медицина, 1980. 197 с.

9. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.:

10. Медицина, 1975.- 154 с. ! 13.Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональныхсистем.- М., 1977.- 322 с.

11. Артомонов Ю.Г. Принципы нейродинамики. Киев. Наукова думка, 1969.286 с.

12. Атанс М., Балб П. Оптимальное управление. М.: Машиностроение, 1968.234 с.

13. Аулик И.А. Как определить тренированность спортсменов. М. Физкультура и спорт, 1977. - 102 с.

14. Баландин В.И. Прогнозирование в спорте. М.: Физкультура и спорт, 1966. -89 с.

15. Бальсевич В.К. Перспективы развития общей теории и технологий спортивной подготовки и физического воспитания (методологический аспект) // Теория и практика физической культуры. 1999,- № 4,- С. 21-26, 39-40.

16. Бальсевич В.К. Физическая культура для всех и для каждого. М. : Физкультура и спорт, 1988. - 224 с.

17. Бальсевич В.К. Эволюционная биомеханика: теория и практические