Теория и методика формирования двигательных действий с заданным результатом тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

Российская государственная академия физической культуры

На правах рукописи УДК: 796.015.+ 612.76

ЕВСЕЕВ Сергей Петрович

ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ С ЗАДАННЫМ РЕЗУЛЬТАТОМ

01.02.08 - Биомеханика

13.00.04 - Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора педагогических наук в виде научного доклада

Москва, 1995 г.

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АКАДЕМИИ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ им.П.Ф.ЛЕСГАФТА

Научный консультант - доктор педагогических наук,

профессор И.П.Ратов

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор Ю.К.Гавердовский

доктор педагогических наук, профессор Ю.А.Ипполитов

доктор педагогических наук, профессор С.В.Малиновский

Ведущая организация - Кубанская государственная

академия физической культуры

(¿-О

Защита состоится ^ • ® ^_1995г. в ^ часов

на заседании Специализированного Совета /шифр Д.046.01.01/ Российской государственной академии физической культуры по адресу: 103483, г.Москва, Сиреневый бульвар, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российской государственной академии физической культуры.

Доклад разослан:

^_" 199^.

Ученый секретарь РГАФК кандидат педагогических наук, профессор

Кутепов М.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Современное состояние физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной физической культуры и перспективы их дальнейшего развития выдвигают целый ряд проблем, которые могут быть решены лишь на стыке педагогики, биомеханики, физиологии и психологии.

Одной из таких проблем является теоретическое обоснование и экспериментальная проверка концепции формирования двигательных действий, обладающих определенными комплексами свойств и приводящих к запланированному результату. Решение данной проблемы предполагает совершенствование концептуального аппарата перечисленных научных дисциплин по вопросам освоения движений, обобщение и реализацию способов количественного описания моделей "потребного двигательного будущего", разработку и проверку нового класса тренажеров и технологии их использования.

В наиболее явной форме ориентация всей системы средств и методов на достижение планируемых и, прежде всего, рекордных результатов проявилась в разработанной И.П.Ратовым концепции "искусственная управляющая среда" ("ИУС"). Согласно этой концепции принципиально возможно освоение практически любых двигательных действий с запланированной результативностью за счет использования комплексов технических средств, обеспечивающих подкрепление движений человека различными внешними помогающими воздействиями. Экспериментальная проверка концепции "ИУС" показала не только возможности эффективного достижения результатов мирового уровня в плавании, велосипедном спорте, легкоатлетических и тяжелоатлетических упражнениях и других видах спорта, но и перспективы существенной рационализации физического воспитания и двигательной реабилитации человека. А это, в свою очередь, дало резкий толчок развитию спортивно-физкультурного тренажеростроения.

Характеризуя его состояние, необходимо отметить, что значительный вклад в теорию и практику применения тренажеров внесли А.А.Цомая, Ю.К.Гавердовский, Ю.А.Ипполитов, Н.Ф.Митина, Э.В.Гостев, Н.Г.Сучилин, М.Г.Лей-кин, АЛ.Васильчук, В.И.Гавердовский, В.Г.Заикин, Б.С.Савельев, В.С.Савельев, В.Г.Киселев, В.Т.Назаров,

B.Н.Курысь, А.Н.Лапутин, Т.Ю.Юшкевич, В.В.Иванов,

C.С.Добровольский, Г.И.Попов, Ю.Т.Черкесов и мн. др..

Однако, несмотря на большое количество используемых в физическом воспитании и спорте технических средств, а также на имеющиеся биомеханические (В.Т.Назаров, Б.П.Кузенко), нейрофизиологические (А.А.Оганесян, В.С.Фарфель, Р.Гранит, В.С.Гурфинкель, Я.М.Коц, М.Л.Шик, Э.А.Голубева и др.) и психолого-педагогические (А.МДикунов, В.М.Дьячков, Н.Г.Сучилин, Б.Б.Коссов, Н.Я.Саулепп и др.) основания для выбора в качестве объекта управления и контроля при обучении двигательным действиям суставных движений, в литературе не удалось обнаружить сведений о тренажерах, управляющих суставными движениями человека.

Это можно объяснить, с одной стороны, недостаточной разработанностью концептуального аппарата, а с другой - сложностью количественного определения оптимальной (эталонной) программы суставных движений человека (программы позы по В.Т.Назарову), выполнение которой приводит к реализации заданного результата. А без знания этой программы невозможно построить тренажеры, предназначенные для прямого управления суставными движениями человека и названные императивными (от латинского ¿трегаИть - повелительный).

Методология и математический аппарат теоретической биомеханики, позволяющие определять с известной степенью точности оптимальные программы суставных движений, обеспечивающих выполнение двигательных действий с тем или иным результатом, представлены в работах Г.В.Коренева, В.С.Придворова, В.Т.Назарова, С.Ю.Алешин-ского, В.М.Зациорского, А-В.Зинковского, Ю.А.Ипполитова,

В.А.Шолухи и др.. Принципиально важные данные об особенностях изменения движений в связи с различиями в уровнях подготовленности занимающихся, а также в связи с их спортивным совершенствованием содержатся в работах Б.К.Бальсевича, И.М.Козлова, Ю.К.Гавердовского, С.С.Добровольского, А.Н.Лапутина, И.П.Ратова, Г.И.Попова, Н.Г.Сучилина, Ю.Т.Черкесога и др.. Причем следует отметить, что перечисленные авторы предпринимали попытки синтеза двигательных действий с определенными комбинациями свойств.

Однако полученные результаты моделирования и оптимизации движений человека не были воплощены в конкретные макеты императивных тренажеров, что, в дополнение к сказанному, объясняется еще и сложностью задачи по проектированию и расчету конструкций технических средств этого класса, а также экономическими трудностями.

В связи со сказанным, представляется актуальным выдвижение и решение исследовательской проблемы теоретического обоснования и экспериментальной проверки концепции формирования двигательных действий с заданным результатом на основе разработки, изготовления и апробации нового класса технических средств - императивных тренажеров.

Гипотеза исследования. Предполагалось, что теоретическое обоснование, разработка и испытание императивных тренажеров, управляющих суставными движениями человека, устранят основное препятствие на пути реализации концепции формирования двигательных действий с заданным результатом, а их использование в практике физического воспитания и спорта позволит значительно уменьшить вероятность образования и, особенно, закрепления ошибок, переучиваний и перестроек техники упражнений в процессе их освоения и совершенствования и, в конечном итоге, повысит управляемость и эффективность этого процесса.

Объект исследования. Особенности процессов освоения двигательных действий, развития физических качеств и способностей человека.

Предмет исследования. Методы, средства и перспективы формирования двигательных действий с заданным результатом с использованием императивных тренажеров, управляющих суставными движениями человека.

Цель исследования. Совершенствование теории, методических подходов и средств формирования двигательных действий с заданным результатом с использованием императивных тренажеров, управляющих суставными движениями человека.

Задачи исследования. Исследования по избранной теме проводились по четырем направлениям.

Задачи первого направления предполагали совершенствование концептуального аппарата на основе анализа сложившихся к настоящему времени в различных научных дисциплинах теоретических положений, характеризующих процессы формирования движений с запланированной промежуточной и итоговой результативностью. Частные задачи этого направления были сформулированы следующим образом:

- определить совокупность теоретических концепций общего и специального характера, применяемых для формирования двигательных действий с требуемыми свойствами, и провести анализ их основных положений;

- разработать основные установочные положения концепции формирования двигательных действий с заданным результатом;

- разработать классификацию тренажеров и обосновать содержание понятия "тренажер".

Задачи второго направления заключались в разработке и испытаниях нового класса тренажеров, ориентированных на реализацию методик формирования двигательных действий с заданными совокупностями характеристик и запланированной результативностью. В рамках этого направления предусматривалось решение следующих задач:

- осуществить конструирование, изготовление, первичные испытания и доводку конструкций императивных 4 тренажеров, обеспечивающих через управление суставными движениями человека формирование двигательных действий с запланированной результативностью;

- создать новые комбинированные разновидности методов упражнения для осуществления обучения и развития двигательных качеств занимающихся;

- разработать и испытать методические приемы отягощения звеньев тела занимающегося с учетом их масс-инер-ционных параметров для тренировки в условиях императивного тренажера;

- обосновать целесообразность использования нового способа измерения и оценки готовности учащегося к выполнению заданных параметров движений;

- обосновать необходимость введения новых этапов в структуру процесса формирования двигательных действий с заданным результатом и разработать вспомогательные приспособления к императивным тренажерам, обеспечивающие возможности реализации этих этапов.

Задачи третьего направления были обусловлены необходимостью формализации, количественного определения оптимальной программы суставных движений человека и вычислению допустимых отклонений от нее для конкретных двигательных действий с заданным результатом. В рамках этого направления были поставлены следующие задачи:

- определить модели опорно-двигательного аппарата занимающегося для расчета упражнений избранного типа и составить системы уравнений, описывающих движения этих моделей;

- формализовать критерии оптимизации движений, вводимые ограничения и управляющие воздействия, осуществляемые в условиях императивных тренажеров;

- определить оптимальные программы суставных движений человека для конкретных двигательных действий с заданным результатом и допустимые отклонения от этих программ.

Задачи четвертого направления предполагали экспериментальную оценку эффективности методик формирования двигательных действий с заданным результатом. Задачи этого направления были представлены в следующем виде:

- проверить особенности влияния на занимающихся и эффективность императивных тренажеров, обеспечивающих воспроизведение ряда гимнастических двигательных действий;

- определить эффективность экспериментальных методик формирования двигательных действий с заданными результатами, основанных на применении императивных тренажеров.

Методы исследования: анализ литературных источников, патентный поиск, педагогические наблюдения, педагогические эксперименты, динамометрия, тензометрия, гониометрия, электромиография, антропометрия, фото-киновидео методы, механико-математическое моделирование, макетное моделирование, математическая статистика.

Организация исследования. Исследования проводились в четыре этапа.

На первом этапе (1974-1980 гг.) осуществлялась разработка концепции и математического аппарата исследования, проводился патентный поиск и изучались литературные источники. На этом этапе создавались и ис-пытывались элементы тренажерных систем, на базе которых впоследствии были сконструированы первые образцы императивных тренажеров.

Создание первой конструкции, которая имела практически все основные черты императивного тренажера, было закончено в 1981 году. С этого времени был начат второй этап исследований по всесторонним испытаниям данного, а позже и других тренажеров, управляющих суставными движениями человека, а также по обоснованию главных установочных положений методик формирования двигательных действий с заданным результатом. Этап завершился в 1985 году серией педагогических экспериментов.

Третий этап исследований (1986-1992 гг.) включал в себя деятельность по конструированию, изготовлению и апробации нескольких модификаций императивных тренажеров, моделирующих эффективные режимы работы мышц, а также позволяющих осуществить дополнительные этапы процесса формирования двигательных действий.

В ходе этого этапа была проведена еще одна серия педагогических экспериментов и статистическая обработка их результатов. Подготовлены и изданы основные публикации по исследуемой проблеме.

На четвертом этапе (1992-1994 гг.) выполнялась работа по литературно-графическому оформлению материалов исследования.

Исследование проводилось на базе Санкт-Петербургской государственной академии физической культуры им. П.Ф.Лесгафта. Всего в исследованиях приняло участие 458 человек.

Научная новизна. В развитие концепции "искусственная управляющая среда" разработаны и обоснованы теоретические положения, выполнение которых позволяет осуществить формирование двигательных действий с заданным результатом.

Исследованием раскрыты преимущества и решающие условия управления процессом освоения сложных двигательных действий с заданным результатом через их искусственно организованное воспроизводство в форме детерминированного выполнения суставных движений на основе использования нового класса технических средств -императивных тренажеров.

Через обоснование новой классификации тренажеров показаны перспективы расширения их методических возможностей.

В исследовании впервые широко показаны условия формирования двигательных навыков технически сложных упражнений без предварительного создания у занимающихся базы физических качеств, что обеспечивается компенсацией недостающих у них функциональных возможностей

рассчитанными оптимальными управляющими воздействиями императивных тренажеров.

Практическая значимость заключается в создании и апробации методик формирования конкретных двигательных действий с заданным результатом в гимнастике и родственных видах спорта. Данные методики реализуются на основе использования нескольких модификаций императивных тренажеров. Методики внедрены в процесс подготовки как юных, так и высококвалифицированных спортсменов, в том числе сборных команд.

Эффективность внедрения результатов научных исследований в практику спорта подтверждена двенадцатью актами внедрения, выданными автору Федерацией гимнастики России, гимнастическими клубами ЦСКА, "Динамо" (Москва), академиями и институтами физической культуры Российской Федерации.

Достоверность результатов, выводов и рекомендаций основывается на адекватности использованных методов поставленным задачам, подкреплении педагогических исследований данными, полученными с привлечением биомеханических, физиологических, психологических и .математических методов, и на применении таких экспериментально обоснованных средств и приемов, которые позволили обеспечить достоверные положительные сдвиги в тех группах испытуемых, подготовка которых осуществлялась на основе предложенных методик.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Обоснование нового класса технических средств -"императивных тренажеров", обеспечивающих на основе воспроизведения суставных движений человека возможности для реализации концепции формирования двигательных действий с заданной результативностью.

2. Методики формирования двигательных действий в условиях применения различных модификаций императивных тренажеров, обеспечивающие сокращения сроков освое-

ния упражнений, улучшение качества и надежности их выполнения.

3. Оригинальная п-звснная механико-математическая модель безопорных движений, общий центр масс которой жестко связан с началом системы координат, в которой составлялась система уравнений.

4. Биомеханическое и педагогическое обоснование нового способа измерения и оценки готовности человека к выполнению двигательных действий с заданным результатом, включающего в себя процедуры измерения и оценки вынужденных взаимодействий занимающегося с тренажером, минимизация которых свидетельствует о степени приближения суставных движений, реализуемых учеником, к заданным параметрам суставных движений.

5. Биомеханическое обоснование нового способа размещения отягощений на звеньях тела человека, позволяющего избежать технических нарушений и создать рациональные искусственные условия гравитационных воздействий при реализации двигательных программ в условиях императивных тренажеров.

6. Классификация тренажеров, основанная на учете особенностей взаимодействия спортсмена с объектами искусственной предметной среды.

Апробация работы. Основные положения работы были сообщены на трех международных, семи всесоюзных, шести республиканских конференциях л симпозиумах, в том числе на: Международном симпозиуме, видео-фестивале и выставке "Биомеханика в спорте" (Прага, 1991); Международной конференции "Современные достижения спортивной науки" (Санк^-Петербург, 1994'»; Международной научной конференции "Адаптация, функциональные резервы и работоспособность спортсменов" (Санкт-Петербург, 1994); Всесоюзных научных конференциях по биомеханике спорта (Киев, 1974, 1976; Москва, 1987; Чернигов, 1989; Пенза, 1991); Всесоюзной научной конференции, "Механи-ко-матемагическос моделирование спортивной техники" (Москва, 1982); Всесоюзной научной конференции "Приме-

нение ЭВМ и математических методов в управлении подготовкой сборных команд" (Одесса, 1983); Всероссийской научной конференции "Управление процессом подготовки спортсменов высших разрядов" (Ленинград, 1975); Республиканской научной конференции "Совершенствование системы физического воспитания детей школьного возраста" (Кишинев, 1979); Республиканской научно-методической конференции "Программированное обучение и технические средства в физическом воспитании и спорте" (Минск, 1984); Республиканской школе-семинаре "Биомеханика и спорт" (Смоленск, 1988); Всероссийской научно-практической конференции "Физическая культура и спорт в современных условиях" (Воронеж, 1994); Всероссийской конференции по биомеханике, посвященной памяти Н.А.Бернштейна (Нижний Новгород, 1994).

Научные и практические результаты диссертационных исследований представлены в трех методических пособиях (1,3,4), лекции (2), которые внедрены в академиях, институтах, техникумах и колледжах физической культуры Российской Федерации. Результаты данных исследований явились основой специального курса "Тренажеры в спорте", читаемого автором в Санкт-Петербургской государственной академии физической культуры им.П.Ф.Лесгафта и на ее факультете в г.Мончегорске. Автором подготовлено пособие для тренеров на английском языке (77), которое распространено Международной Федерацией Гимнастики более, чем в 100 странах мира. В 1988 г. автор был участником выставки достижений народного хозяйства (ВДНХ) страны (павильон "Здоровье", раздел "Физкультура и спорт", выставка "Физкультура и спорт детям"), а студенческое конструкторское бюро "Интервал", руководителем которого был автор, успешно демонстрировало в этом же году серию электронных комплексов на международной выставке (ГДР, Лейпциг, 1988).

По итогам Всероссийского конкурса на соискание премий за достижения в спортивной науке 1993 года автору диссертации за цикл работ по проблеме: "Теория и методи-

ка применения тренажеров в спорте" присуждена первая Всероссийская премия и присвоено звание лауреата конкурса, проведенного Комитетом Российской Федерации по физической культуре и Олимпийским комитетом России (Постановление №3/4а от 24.08.1993 г. и №би/1а от 18.08.1993 г.), а по итогам конкурса "Спортивная элита", проведенного Олимпийским комитетом России, автору присвоено звание "Лучший спортивный ученый 1993 года".

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Решение задач первого направления было связано с анализом теоретических концепций общего и специального характера, посвященных проблеме формирования двигательных действий с заданным результатом.

Рассмотрение теоретических положений, раскрывающих закономерности формирования двигательных действий с заданным результатом, логично начать с концепции "ИУС" по причинам, указанным при описании актуальности настоящего исследования.

Центральным положением данной концепции является установка на формирование спортивного двигательного действия без существенных перестроек в процессе обучения, так называемой ритмо-скоростной основы будущего двигательного навыка, за счет широкого применения с самых первых попыток выполнения действия разнообразных тренажеров. При этом, как отмечает И.П.Ратов, чрезвычайно важно, чтобы комплекс технических средств не только предохранял создаваемое движение от излишних внешних помех, но и дополнял в нужных объемах естественную деятельность занимающихся, обеспечивая их объективной информацией о необходимых движениях. Впоследствии, по мере ограничения доли внешней искусственной помощи,

можно приступать к "заполнению" двигательного навыка "силовым содержанием".

Этим положением показаны основные условия, выполнение которых позволяет "проникнуть в состояние возможного двигательного будущего". При этом, поскольку попытки проникновения в рекордное "двигательное будущее" поддерживались за счет средств искусственной компенсации недостающих морфофункциональных возможностей занимающихся, обеспечивалось управление процессом формирования двигательного навыка с запланированным, в том числе и рекордным результатом.

Теоретическая концепция "ИУС" позволила устранить основные противоречия процесса совершенствования движений, по-новому подойти к проблеме прогнозирования возможностей занимающихся, решение которой целесообразно осуществлять на основе искусственно созданных условий.

Экспериментальная проверка положений концепций "ИУС" подтвердила ее высокую эффективность, а применение ряда тренажеров в практике позволило добиться высших мировых достижений в структурно различных видах спорта.

В частности, подтверждение рациональности рассматриваемого подхода к обучению бегунов-спринтеров было осуществлено С.С.Добровольским. Им была показана целесообразность обучения в условиях "облегчающей подвески" с ориентацией на освоение ритмической структуры движений.

Приемы управления процессом "наполнения" силовым содержанием структуры движений в ходе скоростно-силовых взаимодействий с переменными массами рабочих узлов тренажеров были показаны в исследовании Ю.Т.Черкесова. Выполненное им экспериментальное обоснование нового класса технических средств - "машин управляющего воздействия" - развивает прикладные аспекты использования концепции "ИУС". В работе Ю.Т.Черкесова показаны методические перспективы той генерации тренажеров, отличительными особенностями которой является программиро-

вание условий непрерывного текущего регулирования силового взаимодействия спортсмена со специально сконструированным внешним окружением, обладающим свойством управления.

Одной из важных особенностей этого класса тренажеров, а также тех устройств "управляющего искусственного внешнего окружения", которые используются в целях достижения планируемой результативности в упражнениях с циклическим характером деятельности в условиях трена-жерно-исследовательских стендов (С.С.Добровольский,

B.Д.Кряжев, А.А.Логинов, И.П.Маракушкин, В.Ю.Карпов, А.Н.Иванов, А.М.Козлов, Б.В.Шмонин и др.), является наличие приспособлений для текущего аутоконтроля наиболее важных характеристик двигательной деятельности в форме непрерывной оценки рассогласования между задаваемыми функциональными ориентирами и реально достигаемыми показателями. Подобные условия, обеспечивающие состояние практически реального "двигательного будущего", позволяют чувствовать и осознавать тонкие нюансы формирования эффективных движений, что не может не влиять на приобретение достаточно четких мыслеобразов рекордных попыток.

Наличие в подобных условиях инструментальных средств обратной связи позволяет не только говорить о принципиально новых возможностях реализации "психобиомеханического подхода" (Д.Д.Донской, И.П.Ратов,

C.В.Дмитриев и др.), но и сопоставлять количественные показатели приобретенных на данной методической основе положительных изменений в качестве совершенствуемых движений.

С показанных уровней методических возможностей управляющих приемов концепций "ИУС" достаточно четко видна их сопоставимость с аппаратом концепций, развитых психологами МГУ.

Так, центральным положением теории поэтапного формирования действий и понятий (П.Я.Гальперин) является ориентация на заданный результат. Этой ориентации подчинены действия учащегося и педагога через реализацию ориентировочной основы действий.

Теория поэтапного формирования умственных, перцептивных, двигательных действий и понятий дает принципиальные доказательства возможности освоения двигательных действий с заданным результатом, объясняет причины и условия возникновения ошибок, что позволяет принять ее в качестве принципиально важного компонента методологической основы более общей теории формирования двигательных действий, ориентированных на определенную результативность.

Отмечая достаточно высокий уровень обоснованности данных концептуальных положений, необходимо констатировать, что между мануальными двигательными действиями, использованными для доказательства возможности их формирования без ошибок (навыки письма, опиловки деталей, пиление древесины, сборка часов и др.) и упражнениями, применяемыми в физической культуре, имеются принципиальные различия. Главное из них состоит в том, что заданный результат, в первом случае, находится вне самих действий (буквы на бумаге, прорезь в доске, детали в корпусе и т.п.), а во втором - выражается их исполнительной (моторной) частью или другими словами, реализованной программой изменения положений звеньев тела человека.

Положительной стороной использования методологического аппарата, создаваемого на основе достижений психологии, являются попытки актуализации образов действий при использовании методов обучения им. С позиций, разработанных в отечественной психологии, образ представляет собой отражение объективной реальности и является не только звеном в цепи познавательных процессов (П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина и др.), но и регулятором предметных действий, обеспечивающих их адекватность предмету, сред-

ствам и условиям (Н.Д.Завалова, Б.ФЛомов, В.А.Понома-ренко и др.). Процесс формирования образа при обучении двигательным действиям в естественных условиях осуществляется одновременно с выполнением упражнений, которые, однако, исполняются без опоры на правильный образ действия. Этот образ (особенно, его сенсорно-перцептивная составляющая) при первых попытках выполнения действий еще крайне скуден, а иногда просто неправилен, что приводит к "слепым" пробам, ошибкам, а отсюда и к неверным ощущениям, восприятиям, вплоть до образования ложного психического образа, формирование которого обрекает на дальнейшее приращение ошибочных действий, крайне трудных для последующего исправления.

В этой связи большой интерес представляет исследование Н.Д.Гордеевой и В.П.Зинченко, в котором они впервые поставили вопрос о целесообразности выделения специального этапа освоения действия - этапа "чистого" перцептивного обучения.

Выделение этапа перцептивного обучения является важным теоретическим достижением, позволяющим наметить пути выхода из ситуации, где имеется повышенная вероятность использования ошибочных вариантов двигательных действий.

Введение Ю.К.Гавердовским положения об экзогенных и эндогенных двигательных представлениях позволило автору вплотную подойти к выделению этапа перцептивного обучения и систематизировать средства и методы, необходимые для этого. Понимая ограниченность возможностей различных приемов для создания искусственных раздражителей слухового и зрительного анализаторов, раздражителей адекватных реальным спортивным двигательным действиям, и-главное, - раздражителей, воздействующих на весь комплекс анализаторов, участвующих в регуляции движений, автор отдает предпочтение техническим средствам, позволяющим императивно воспроизводить осваиваемое упражнение.

Выделение такого "шага обучения", как "ознакомительная проводка" (Ю.К.Гавердовский, Ф.П.Мамедов) подтверждает, что идея целесообразности перцептивного обучения находит свое отражение и при использовании тренажеров и других технических средств.

Идея принудительного воздействия на звенья- тела человека с целью обеспечения их перемещений по заданным траекториям с заданными временными характеристиками достаточно широко используется при обучении, развитии двигательных качеств, восстановлении двигательной функции человека после травм и заболеваний.

В частности, в процессе восстановления двигательной функции на основе концептуального аппарата "ИУС" принудительные "энергосиловые" воздействия, компенсирующие недостающие функциональные возможности пациентов, открывают перспективы к ускоренному их, возвращению к "состояниям здорового двигательного прошлого", чем не только облегчается протекание процессов двигательной реабилитации, но и обеспечивается нормализация деятельности различных функциональных систем организма.

Идея принудительного воздействия находит свое отражение в так называемом методе "пассивных движений" (или как его еще иногда называют - методе "жесткого руководства"), который подробно описан в работах А.В.Запо-рожца, Ю.З.Гильбуха и др. Как правюю, при обучении с помощью метода "пассивных движений" педагог воспроизводит за учащегося то или иное двигательное действие, а последний лишь воспринимает его. Это, безусловно, приводит к тому, что обучение путем пассивных движений превращается в обучение с недостаточной, сниженной бриентиров-кой, что по-видимому, является одной из основных причин его низкой эффективности.

Из даннрго вывода, сделанного А.Б.Запорожцем, вытекает, что метод "пассивны^ движений" по существу противопоставляется активным действиям учащегося, направленным на решение стоящей перед ним задачи. В свою очередь, такое противопоставление обусловлено целью

проводимых А.В.Запорожцем исследований - сравнением различных способов формирования произвольных движений (метод проб и ошибок, подражания, пассивных движений, с использованием обобщенных словесных образов) в ходе развития ребенка.

Однако противопоставление методов обучения, основанных на активном и пассивном выполнении движений (имеющее, очевидно, определенную ценность с научной точки зрения), приводит к тому, что очень актуальный для практики вопрос об оптимальном сочетании, а в ряде случаев и совмещении этих способов формирования двигательных действий, уходит на второй план и фактически не изучается.

В практике физического воспитания, и особенно спорта, стремление педагогов к обеспечению, как правило, максимальной активности учащегося в условиях частичной реализации метода "пассивных движений" наблюдается при использовании ими физической помощи - "проводки" по движению, поддержки, подталкивания, фиксации необходимых поз и положений звеньев и др.. Как отмечает Ю.К.Гавердовский, опытные тренеры чутко реагируют на действия занимающегося при выполнении им упражнения, регулируют величину и интенсивность своих усилий так, чтобы обеспечивая максимальную мобилизацию возможностей спортсмена, довести результат его действий до уровня программных требований. В то же время, локализованная в пространстве и во времени помощь со стороны тренера может привести к искажению у спортсмена ощущений и восприятий правильной техники движений.

Поэтому есть достаточные основания считать, что именно императивные тренажеры, созданные с учетом необходимости воспроизведения оптимальных программ суставных движений занимающихся с заданными уровнями точности, создадут необходимые предпосылки для реализации стель важного для учеников методического приема, как работа в детерминированных условиях с подбираемой

индивидуально интенсивностью усилий в диапазоне от минимальной до необходимой.

Можно при этом ожидать, что конструкции императивных тренажеров будут дополнены техническими средствами, являющимися результатами разработки антропоморфных механизмов, экзоскелетонов, "а также средств воздействия на двигательный аппарат в виде биомеханической стимуляции и уже традиционно электромиости-муляционной активации мышц.

Необходимо подчеркнуть, что все более остро осознаваемая потребность в ориентации осваиваемых и совершенствуемых движений на планируемую целевую результативность нашла свое отражение в предложениях о целесообразности синтеза такой междисциплинарной научной дисциплины, предметом которой должна стать разработка технологий формирования и использования действий, приводящих к требуемым эффектам. В нескольких публикациях авторы предложений о целесообразности синтеза "биомехатроники" (И.П.Ратов, В.К.Бальсевич, В.Д.Кряжев, П.Р.Парушев и др.) дали обоснование методических подходов к конструированию комплексов искусственно создаваемых условий для воспроизводства двигательных заданий, выполнение которых должно приводить к достижению запланированных целей.

Подводя итог сказанному и рассматривая перспективы развития любых подходов к формированию двигательных действий с заданной результативностью, необходимо подчеркнуть, что для осуществления подобного подхода конечный результат действия должен .рассматриваться как главный системообразующий фактор. При этом центральным становится вопрос количественного определения этого результата и обеспечивающей его выполнение оптимальной программы суставных движений человека, а также допустимых отклонений от нее. После этого появляются возможности конструирования и изготовления императивных тренажеров и разработки технологий их использования. В качестве обязательных компонентов последних необходимо предусмотреть:

формирование ориентировочной основы оптимальной программы суставных движений, освоение необходимых управляющих движений в суставах, развитие двигательных качеств и способностей занимающихся.

Так как главным условием для успешного формирования требуемых свойств движений признается использование тренажеров, логичным будет уточнение понятия "тренажер" и рассмотрение классификационных признаков различных усложняющихся модификаций.

Из анализа литературных источников вытекает, что тренажер - это средство материально-технического обеспечения учебного процесса, позволяющее организовать искусст-веннвге условия для эффективного воспроизведения заданий, чем обеспечивается формирование умений и навыков, развитие и совершенствование качеств и способностей человека, соответствующих требованиям его будущей деятельности. Другие признаки, включаемые в различных работах в число дополнительных терминов, либо уточняют особенности тренажеров для подготовки человека к тому или иному виду деятельности, либо конкретизируют выделенные в данном определении признаки и акцентируют внимание на требованиях к их современным конструкциям.

Наиболее существенным признаком, вытекающим из самой сути тренажеров, является создаваемая на их основе искусственность условий, в которых происходит формирование необходимых умений и навыков, развитие и совершенствование качеств спортсмена. Поэтому при формировании двигательных действий с помощью технических устройств центральным является вопрос о взаимодействиях спортсменов с тренажерами. Именно эти взаимодействия, их информационный и особенно характерный для спорта энергетический (силовой) и другие аспекты - предопределяют планируемые изменения, составляющие цель тренировочной деятельности. Следовательно, особенности взаимодействий между искусственными условиями, создаваемыми тренажерами, и спортсменом целесообразно положить в основу естественной классификации тренажеров.

Для построения классификации проанализируем основные способы взаимодействий тренажеров со спортсменом.

Вначале рассмотрим способы, обеспечивающие преимущественно энергосиловые взаимодействия технических устройств со спортсменом и реализующие поток информации, поступающей к учащемуся по каналу прямой связи. Объединение этих способов в едином классификационном признаке отображает специфику спортивных тренажеров. В их конструкциях процесс подачи занимающемуся информации по каналу прямой связи и процесс оказания физического воздействия часто сливаются воедино.

Первый способ воздействия тренажеров на спортсмена сводится к подгонке тех или иных свойств предметной среды (геометрических параметров, упругости и др.) к возможностям занимающегося с целью их максимальной реализации.

Вторым способом воздействия тренажера на человека является программирование длительности, темпа, ритма и других характеристик движения и осуществления опосредованного (через зрительный, слуховой и другие анализаторы) стимулирующего влияния на занимающегося.

Третьим способом создания искусственных условий является ограничение нерациональных траекторий и положений звеньев тела человека и снаряда, приводящих к излишним энергетическим потерям, рассеиванию энергии и т.п..

Четвертый способ влияния тренажеров на спортсмена - оказание обобщенного физического воздействия в виде тяги, приложенной к его телу (как правило, в области ОЦМ) по направлениям: вверх, вперед, вперед-вверх, по кругу, назад, вниз, толчка или броска; вращения тела спортсмена вокруг оси, проходящей в области ОЦМ и др.

Пятым способом воздействия тренажеров на спортсмена является управление его суставными движениями.

Шестой способ воздействия тренажеров на спортсмена заключается в электростимуляционном управлении напряжениями тех или иных мышечных групп.

В соответствии с выделенными способами воздействия искусственных условий, разделим возможную совокупность тренажеров на шесть групп. Подчеркнем, что с увеличением порядкового номера группы тренажеров активность их стимулирующего, информационного и энергетического воздействия на занимающегося в процессе выполнения задания увеличивается: от "подгонки" к возможностям занимающегося до воспроизведения за него отдельных суставных движений. Поэтому, представляется целесообразным присвоить выделенным группам, а точнее способам воздействия на спортсмена, в соответствии с которым и образованы эти группы, название "уровни", подчеркивая тем самым их возрастающее влияние на занимающегося в процессе выполнения упражнения.

Анализ имеющихся, а также теоретически возможных конструкций тренажеров показывает существование устройств, реализующих не один, а сразу несколько перечисленных способов (уровней) воздействия на спортсмена. В связи с этим, предполагается ввести еще одно понятие -"порядок" тренажеров, номер которого будет показывать количество способов воздействия на спортсмена, реализуемых тренажерами тех или иных групп. Таким образом, увеличение порядка тренажеров соответствует возрастанию активности искусственных условий, воздействие которых на человека становится все более сложным и универсальным.

В соответствии с принятым положением, к тренажерам первого порядка могут быть отнесены группы тренажеров, реализующих каждый из шести перечисленных способов (уровней) воздействия по отдельности, т.е. группы тренажеров первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого уровней. В группы тренажеров второго порядка попадают устройства, реализующие два способа воздействия в любом сочетании (например, 1-ый со 2-ым, 1-ый с 3-м и т.д.); устройства третьего порядка реализуют три способа, четвертого - четыре и т.д., вплоть до одной группы тренажеров шестого порядка, в которой могут быть реализованы все шесть способов.

Нетрудно убедиться, что общее количество групп тренажеров, различным способом сочетающих выделенные способы (уровни) воздействия на спортсмена, будет равняться (при 6 уровнях) шестидесяти трем: шесть групп тренажеров первого порядка, пятнадцать - второго, двадцать -третьего, пятнадцать - четвертого, шесть - пятого и одна -шестого (рис.1 и рцс.2 - ось абсцисс).

Второй задачей, решаемой с использованием тренажеров, применяемых в целях формирования двигательных действий, является объективизация сторонней (дополнительной) информации, поступающей по каналу обратной связи. Поэтому вторым существенным признаком, в соответствии с которым будут выделены следующие группы тренажеров, являются реализация с их помощью обратной связи и автоматизация процессов управления искусственными условиями.

Так же, как и при классификации тренажеров по первому признаку, выделим основные способы взаимодействия технических средств со спортсменом. Первым способом .такого взаимодействия является обеспечение спортсмена и преподавателя срочной или текущей информацией о тех или иных характеристиках движений.

Вторым способом взаимодействия тренажеров со спортсменом является обеспечение его (и тренера) срочной или текущей информацией о допущенных ошибках.

Третий и четвертый способы взаимодействия тренажеров со спортсменом обеспечивают срочную или текущую подстройку искусственных условий к действиям занимающегося за счет управления с помощью быстродействующих ЭВМ блоками собственных устройств, звуко-, светолидерами и т.п. (третий способ) или блоками, программирующими условия подачи электростимуляционных сигналов на мышцы спортсмена (четвертый способ).

Применив логику рассуждений, аналогичную описанной pairee, выделим пятнадцать групп тренажеров четырех порядков: четыре группы первого порядка, шесть - второго, четыре - третьего, одну - четвертого (рис.2 - ось ординат).

1 flOM во» Nrpvnitw 1 7 3 4 9 •

VPOftNK 1. г. 3. 4. 5.

H ПОРЯДОК Нтфчппы 7 а 9 10 11 12 13 14 13 16 17 1В 19 JO 21

НОЩИ 1. 2. 1. 3. 2.3. 1. 4. 2. 4. 3.4. 1. б. г. 5. 3.5. 4. S. 1. 6. 2.6. 3. 6. 4.6. 5. 6.

III ПОРЯДОК MrrvitnM г» гз 24 15 26 27 2в 2» 30 31 32 33 34 35 36

i. г. 3. 1. 2. 4. 1. 1. 4. 2. 3. 4. i. г 5. 1. 3. 5. 2. 3. 5. 1. 4. S. 2. 4. 5. 3. 4. 5. t. Z. б. 1. 3. В. 2. 3 в. 1. 4. е. 2.4. 6.

37 Зв 39 40 41

3. 4. 6. 1.5. 0. Î. 5. 6. 3. 5. 6. 4. 5. 6

IV ПОР«ЛОК Ягрулпы <2 «3 44 45 46 47 48 4в SO 51 52 S3 54 55 56

уровни 1. 2. 3. 4. i. г. S.S. 1. 2. 4. 5. 1. 3. 4. S. 2. 4. 4. S. 1. 2. 3. в. 1. 2 4. в 1. Î. 4. 6. 2. 1. 4. в. 1. 2. 5. в. 1. 3. 5. 6 2. 3. S. в. 1. 4. 5. в. 2. 4. S.6. 3. 4. 5.6.

V ЛОР0Д.ОК Nrpvnnw 57 se S9 во 61 62

уроами 1. 2. 3. 4. 5. 1. г. 3.4. 6. 1. 2. 3. 5. й. 1. 2. 4. 5. в. 1. 3. 4. 5. 6. 2. 3. 4. 5. 6.

VI flCVt»Ao* М'РУППЫ 63

уровне 1. 1. 3. 4.

рис.2

Образовавшаяся матрица групп тренажеров размером 63x15 включает в себя все существующие в спорте тренажеры, а также отображает свойства огромного количества теоретически возможных, но еще не существующих конструкций. Введение нулевых групп по рассматриваемым признакам (см. рис.2) позволяет включить в данное множество тренажеров устройства, не оснащенные средствами обратной связи (координаты по оси абсцисс с 1 по 63, по оси ординат - 0), а также классические средства срочной и текущей информации, применяющиеся без существенных изменений внешней предметной среды (координаты по оси абсцисс - 0, а по оси ординат - 1,2 и 5).

Данная квалификация показывает имеющиеся резервы в деле интенсификации процесса формирования спортивных двигательных действий с заданным результатом, уменьшения вероятности образования и закрепления двигательных ошибок.

Решение задач второго направления предполагало разработку, изготовление, испытания императивных тренажеров и методик их использования.

Для экспериментальной проверки гипотезы был обоснован, разработан и испытан класс тренажеров, обеспечивающих принудительное изменение позы человека и имеющих жесткую связь с окружающими объектами. Именно наличие такой связи позволило предложить несколько достаточно простых по конструкции и управлению, недорогих в изготовлении императивных тренажеров, обеспечива-ющих_ воспроизведение оптимальной программы суставных движений человека на перекладине, брусьях и других спортивных снарядах.

С помощью устройства для формирования вращательных двигательных действий на перекладине и разновысоких брусьях могут осваиваться: размахивания в висе, практически все большие обороты; опорные периоды перелетов, подлетов, соскоков и другие гимнастические элементы, выполняемые в одной плоскости. В основу конструкции, обеспечивающей за счет своеобразного "динамического

внешнего скелета" фиксацию позы гимнаста, сгибание и разгибание в тазобедренных и плечевых суставах в соответствии с выявленной оптимальной программой суставных движений, положен принцип работы кулачково-кулисного механизма (Патент РФ №1041123).

Поскольку конструкции данного устройства и других императивных, тренажеров подробно описаны в соответствующих патентах (85-96) и публикациях (3,4 и др.) здесь отметим лишь наиболее принципиальные элементы.

Схема устройства для реализации простейшего варианта движения - сгибания и разгибания в одном суставе -представлена на рис.3. Из рисунка видно, что создавая различный профиль кулачка А, можно обеспечить необходимые движения взаимодействующего с ним звена - кулисы Б, которая, как звено рычажного механизма, может вращаться вокруг неподвижной оси О - грифа перекладины -и перемещаться возвратно-поступательно относительно него. Кулиса Б шарнирно соединена со звеном В, которое жестко связано с туловищем спортсмена. Таким образом, профиль кулачка А однозначно определяет степень приближения к оси О звена В, величину угла ООгВ, т.е. величину суставного угла, расположение ОЦМ и ориентацию тела гам-наста. Другими словами, профиль кулачка однозначно определяет геометрический рисунок движения (в данном случае - двухзвенной системы). При задании временных параметров движения кулисе однозначно задаются кинематические характеристики суставных движений человека.

По такому принципу работает тренажер, управляющий суставными движениями в тазобедренных и плечевых сочленениях. На рис. 4-а показан этот тренажер, подготовленный к работе, а на рис. 4-6 и 4-в - с находящимся в нем юным спортсменом.

Модернизация конструкции "динамического внешнего скелета" позволила обеспечить управление суставными движениями человека, находящегося не только в висе, но и в упоре.

рис.3

рис.4

В одном из вариантов такой конструкции (Патент РФ №1574229) моделировались условия виса и упора на перекладине, брусьях, кольцах, упора на полу для формирования силовых и статических элементов, при выполнении которых ОЦМ тела человека перемещается практически по вертикальной линии, проходящей через место опоры. Это позволило использовать трособлочное устройство, вертикальные направляющие пазы для "пальцев", укрепленных на раме в положении близком к ОЦМ тела гимнаста (рис.5).

В другом варианте (Патент РФ №1776419) использование двух симметрично расположенных брусов криволинейной формы позволило воспроизводить размахивания в упоре, большие обороты в висе сзади, оборот под жердями и другие упражнения (рис.6).

Принудительное вращение спортсмена для отработки управляющих движений в безопорном положении осуществлялось на основе устройства, представляющего собой изолированную от снарядов конструкцию с рамой для фиксации спортсмена, электромотором и другими приспособлениями (Патент РФ №1583110).

Следующее устройство, позволяющее принудительно воспроизводить большое количество разнообразных односу-ставных движений человека представляет собой изменяющую угол наклона платформу для размещения спортсмена и рычаги, обеспечивающие с помощью электромотора заданные параметры вращения того или иного звена или нескольких звеньев (например, ног вместе с туловищем при фиксации тазобедренного сустава) (Патент РФ №1710084, рис.7). Обеспечение данного императивного тренажера электронной частью позволяет реализовать новый способ измерения и оценки готовности человека к выполнению заданных параметров суставных движений.

На рис.8, 9 и 10 представлены еще две простые конструкции, основанные на использовании трособлочных систем и рычажных механизмов и обеспечивающие принудительное изменение позы занимающегося. Данные тренажеры, принцип работы которых виден из рисунков,

рис.6

рис.7

рис.8

рис.9

рисЛО

разработаны совместно с И.В.Воронович, С.Н.Жигульским и предполагают применение электромоторов или физической помощи ассистента.

При использовании императивных тренажеров необходимо применять дополнительные приспособления, позволяющие распределять воздействия тренажеров на звенья тела человека на максимально возможную площадь. Такие приспособления, педагогический эффект которых основан на учете известных физиологических закономерностей сенсомо-торики человека (В.С.Фарфель, 1975), позволяют уменьшить негативное влияние неадекватных ощущений и восприятий, возникающих в процессе формирования двигательных действий при использовании локализованной помощи. Такие приспособления, выполненные в виде шин для различных звеньев, могут быть либо вмонтированы в тренажеры, либо изолированы от основных устройств. На рис.11 показаны шины для рук (а), туловища и ног (б), ног (в). Их целесообразно выполнять из пластмассы, а места, соприкасающиеся со звеньями тела человека, выкладывать поролоном или специальными пневматическими прокладками, соответсвующими форме звеньев тела.

Апробация императивных тренажеров, проведенная при этом регистрация биомеханических и физиологических характеристик, опрос занимающихся позволяют утверждать, что их работа в условиях императивных тренажеров принципиально отличается от поведения учащихся в условиях реализации метода "пассивных движений". Именно активный поиск и отработка первоначально перцептивных действий, позволяющих построить адекватный задаче образ упражнения и условий е-го выполнения, затем необходимых управляющих движений, которые в этом случае могут осуществляться с различной интенсивностью усилий (от минимальной до максимальной), является главной отличительной особенностью деятельности учащихся, использующих императивные тренажеры.

Императивные тренажеры, обеспечивая предпосылки для практического осуществления этапа "чистого" сенсорно-

рис.11

перцептивного обучения за счет воспроизведения исполнительной части действия, создают благоприятные возможности для формирования его полноценной ориентировочной основы, адекватных ощущений, восприятий, двигательных представлений и, вообще, когнитивной сферы будущего двигательного действия. Все это позволяет по-новому подойти к проблеме обучения двигательным действиям с заданным результатом, обеспечивая возможность активной поисковой деятельности обучаемого в условиях принудительного и безопасного перемещения его звеньев по оптимальным программам.

Создаваемые императивными тренажерами безопасные и комфортные условия деятельности, позволившие существенно повысить эффективность традиционного процесса обучения двигательным действиям, привели к выводу о целесообразности использования этих условий для развития специальных физических качеств и способностей занимающихся.

Экспериментальная проверка последнего положения подтвердила, что императивные тренажеры позволяют наиболее полно реализовать идею метода сопряженных воздействий (В.М.Дьячков, Ю.В.Верхошанский и др.) и осуществлять самые разнообразные (в том числе и максимальные) напряжения без опасности падения, получения травм, искажения оптимальной программы сустав ных движений, которая контролируется тренажером, информирующим и поправляющим спортсмена каждый раз, когда его действия идут вразрез с оптимальными. Они дают возможность значительно сократить многочисленные подготовительные и подводящие упражнения, а также, как правило, не характерные для спортивной деятельности упражнения с гантелями, штангой, блочными устройствами, амортизаторами и т.п., используемые для специальной физической подготовки. Ведь императивные тренажеры обеспечивают реальные перемещения звеньев тела спортсмена, причем с реальными скоростями и ускорениями.

Для создания у человека "запаса прочности" по отношению к тому или иному классу задач целесообразно внутри тренажера, воспроизводящего движения в суставах, создать дополнительные средства, стимулирующие повышенные по сравнению с оптимальными нервно-мышечные напряжения занимающегося.

С этой целью с помощью императивных тренажеров могут быть организованы новые условия реализации преодолевающего, уступающего, удерживающего, статодинами-ческого, изокинетического, ударного, вибрационного и других эффективных режимов работы мышц, а также различных их сочетаний.

В качестве примера приведем три разработанных нами устройства, позволяющие сочетать тренировку учащегося з условиях императивного тренажера с вибрационными воздействиями на tro звенья (патент РФ №1757688), а также с воспроизведением статодинамического (патент РФ №1769900) и ударного (патент РФ №2007206) режимов работы мышц.

В частности, последнее устройство обеспечивает ударную нагрузку на звенья тела человека, находящегося в императивном тренажере, и позволяет по указанию тренера или желанию занимающегося изменять в широком диапазоне интенсивность мышечных напряжений, сохраняя кинематические характеристики перемещения звеньев, выполняющих бросковое движение, а также скорость вылета груза после его падения с определенной высоты в приемник, расположенный на рычагах тренажера и взаимодействующий со звеньями тела спортсмена. Это дает возможность увеличить количество повторений подобных упражнений и значительно сократить вероятность получения травм при использовании нагрузок ударного типа.

Одной из форм введения "силовых добавок" при выполнении упражнений в условиях императивных тренажеров является размещение отягощений на звеньях тела человека.

Автором был разработан новый способ размещения отягощений на звеньях тела спортсмена, сохраняющий естественные соотношения их масс-инерционных характеристик и имеющий очевидные биомеханические преимущества по сравнению со всеми известными способами распределения силовой нагрузки на звенья занимающегося (Патент РФ №1662590). Как видно из рис.12 набор грузов 1 закрепляют в карманах опорных ремней 2 в соответствии с расчетами, представленными в описании результатов третьего исследовательского направления.

Таким образом, императивные тренажеры позволяют создать новые комбинированные разновидности методов упражнения, новые условия реализаций всех известных методов развития качеств и способностей спортсменов, совершенствования двигательной функции человека, и по существу, объединить процессы обучения и развития способностей занимающихся в единый процесс - формирования двигательных действий с заданным результатом.

Последнее положение не могло не привести к выводу о целесообразности поиска способов объективизации деятельности занимающихся в условиях использования императивного тренажера, измерения и оценки соответствия производимых им суставных движений движениям с заданными параметрами.

С этой целью были разработаны средства срочной и текущей информации о взаимодействии звеньев тела человека с частями императивного тренажера, а также новый способ измерения и оценки готовности спортсмена к выполнению заданных и воспроизводимых тренажером параметров суставных движений.

В первом случае объективная информация о несовпадении усилий учащегося с оптимальными значениями, подаваемая в графичесхсой форме (после выполнения упражнения) или в виде звуковой, световой индикации (в процессе выполнения упражнения), позволяет более целенаправленно использовать методические принципы срочной (сверхсрочной) информации (В.С.Фарфель). При этом ин-

формацию о правильности выполнения занимающимся тех или иных управляющих движений он будет получать не только от двигательного, тактильного, но от зрительного и (или) слухового анализаторов. Что, в свою очередь, позволяет лучше осознавать ощущения, воспринимать свои действия как объективный процесс и, как следствие увеличить управляющий потенциал дидактических принципов наглядности и сознательности, доступности и прочности.

Во втором случае производятся измерение, обработка и оценка: величины момента силы вынужденного взаимодействия звена занимающегося с частями устройства в каждое мгновение и импульса момента этой силы за все время осуществления оценки двигательных способностей, а также - степени приближения суставного момента мышечных сил, реализуемых учащимся, к характеристикам этого момента, которые должны быть им реализованы для осуществления вращения своего звена без взаимодействия с частями устройства в каждое мгновение, и степени приближения импульса суставного момента мышечных сил, реализуемых учащимся, к импульсу необходимого суставного момента мышечных сил за все время оценки двигательных способностей (патент РФ №1710084).

Например, для измерения и оценки быстроты, выносливости, активной гибкости, а также способности воспроизвести какой-либо параметр движения и других двигательных способностей человека с помощью тренажера программируют и обеспечивают либо выполнение рекордных параметров суставных движений (минимальное время одиночного суставного движения или их серии, максимальное время выполнения необходимого перемещения отягощенного или неотягощенного звена, максимальную амплитуду движения в суставе и т.п.), либо выполнение заданных, но нерекордных характеристик движения (временных, пространственных, ритмических и др.). При этом во всех

случаях измеряют и оценивают дискретные и интегральные универсальные показатели вынужденных взаимодействий занимающегося с тренажером, минимизация которых свидетельствует о степени приближения суставных движений, реализуемых занимащимся, к суставным движениям с заданными (рекордными или нерекордными) параметрами.

Для характеристики методик формирования различных двигательных действий с заданным результатом целесообразно рассмотреть новую технологию этого процесса, основанную на обязательном использовании императивных тренажеров. Данная технология предусматривает нетрадиционный алгоритм деятельности как ученика, так и педагога и отображена в особых этапах процесса формирования двигательных действий с заданным результатом. К ним относятся этапы: 1) формирования ориентировочной основы двигательного действия и сенсорно-перцептивного обучения; 2) освоения суставных движений и соответствующих им мышечных ощущений; 3) развития специальных качеств и способностей, необходимых для осуществления и закрепления формируемых действий; 4) выработки умений и навыков самоконтроля, предупреждения и коррекции ошибок; 5) перехода к самостоятельному выполнению освоенных упражнений с демонстрацией всех запланированных показателей результативности в естественных условиях.

При разучивании двигательного действия с помощью императивного тренажера первый этап позволяет полностью сосредоточить сознание занимающихся на формировании его ориентировочной основы, а также зрительных, вестибулярных, статодинамических, слуховых, суставных ощущений и целостного восприятия осваиваемых движений и условий, в которых они осуществляются по оптимальным программам и в реальном масштабе времени. Причем, подчеркнем, исключив из этого процесса ошибочные, пробные исполнительные компоненты действия, неизбежные при традиционном обучении. Именно этот этап дает возможность преодолеть одну из главных трудностей формирования двигательного действия - перекинуть мост от образно-логического пред-

ставления о способе его выполнения к образованию двига-тельно-чувственного образа входящих в действие операции и предметно-интеллектуальному их осмысливанию, то есть к образованию психической модели действия, с помощью которой впоследствии будет регулироваться и контролироваться его выполнение.

На втором (основном) этапе занимающийся, используя сформированную на первом этапе психическую модель действия, осваивает необходимые управляющие движения в суставах. Его главная задача заключается в такой организации суставных движений, которая бы вначале уменьшила, а затем и совсем исключила взаимодействия звеньев тела с частями тренажера. Поэтому первые попытки осуществления суставных движений занимающийся должен производить с минимальной интенсивностью усилий, чутко "прислушиваясь" к воздействиям устройства. При малейших рассогласованиях действий занимающегося с задаваемыми тренажером, он должен сразу же прекратить свою активность, предоставив тренажеру возможность воспроизводить все действие полностью. Если же рассогласований между действиями учащегося и перемещениями частей тренажера нет, то занимающийся постепенно увеличивает интенсивность своих усилий до программных величин. Не трудно видеть, что именно императивные тренажеры обеспечивают такие условия учебной деятельности занимающегося, которые и позволяют выделить данные этапы и которые невозможно создать с помощью известных средств и методов формирования движений, в том числе и с помощью существующих классов технических средств.

Третий этап необходим для создания у человека запаса "прочности" по отношению к формируемому действию, а также в случае, если после освоения суставных движений ему не удается выполнить изучаемое действие или осуществлять его в заданное время в обычных условиях. На данном этапе для "наполнения" двигательного действия "силовым содержанием", повышения функциональных возможностей различных органов и систем целесообразно ис-

пользовать императивные тренажеры в комплексе с описанными ранее модификациями и приспособлениями, стимулирующими повышенные по отношению к программным нервно-мышечные напряжения человека.

Четвертый этап вводится для формирования гибкого навыка, способного реализовываться в изменяющихся внешних условиях. В отличие от традиционного процесса обучения здесь формирование умений самоконтроля и предупреждения ошибок осуществляется более целенаправленно, причем после освоения действия. Для этого применяется специальный прием - контрастное воспроизведение оптимальной программы суставных движений и искаженной (ошибочной). Последняя определяется из анализа типичных для разучиваемого упражнения ошибок.

Кроме того на этом этапе отрабатываются действия занимающегося по предупреждению и коррекции ошибок. С этой целью с помощью императивных тренажеров звенья тела учащегося выводятся из зоны допустимых отклонений, а он отрабатывает действия, вначале препятствующие выводу его звеньев из зоны допустимых отклонений, а затем возвращающие их из "зоны ошибок" в зону допустимых отклонений.

Основное назначение пятого этапа заключается в снижении эмоциональных реакции занимающихся при переходе к самостоятельному выполнению двигательного действия с демонстрацией всех запланированных показателей результативности в естественных условиях, а также в выработке у учащихся навыков самостраховки.

Для эффективной реализации перечисленных этапов формирования двигательных действий императивные тренажеры оснащались дополнительными устройствами.

Для предъявления учащемуся аудивизуальной информации о задаваемых управляющих движениях конструкции тренажеров дополнялись: плейерами с записями различных вариантов инструкции по освоению ориентировочной основы действий (полной, сокращенной, совпадающей по времени со скоростью выполнения действия); гониометрами, блоками

питания и электрическими лампочками, информирующими о начале и окончании сгибания в том или ином суставе.

Сведения о совершаемых занимающимся суставных движениях в условиях императивного тренажера получались с помощью тензодатчиков,соответствующей усиливающей и регистрирующей аппаратуры, а также с помощью специального устройства, преобразующего электрический сигнал (величина которого пропорциональна величине усилий, прилагаемых спортсменом к частям тренажера) в звук раз^ личной высоты.

Обеспечение занимающемуся .возможности отклонения от "абсолютно жесткой" оптимальной программы суставных движений для поиска в рамках заданного "коридора" отклонений своего индивидуального' варианта, а также для постепенного перехода от искусственных (тренажерных) условий к обычным осуществлялЬсь с помощью следующих приспособлений и приемов. 4

Устройство, увеличивающее или уменьшающее зазор между звеньями тела человека и частями тренажера, представляет собой дополнительные подвижные площадки, вмонтированные в конструкцию императивного тренажера. Они позволяют регулировать величину зазора в широком диапазоне, а также вычленять фазы упражнения, в которых реализуется либо "жесткая" программа управления, либо программа с заданным диапазоном вариативности (патент РФ №1769899). Аналогичные функции выполняли помещаемые между звеньями тела человека 'и частями тренажера пневматические камеры за счет .подкачки в них воздуха или его стравливания.

Переход от тренажерных условий к обычным осуществляется также путем постепенного снятия отдельных частей тренажера.

Для моделирования типичных ошибок в императивные тренажеры вносились дополнительные элементы: 1) специальные кулачки, программирующие отклонения от оптимальной техники, а также удлинители наружных и внутренних штанг (в устройстве" по патенту РФ

№1041123); 2) дополнительные отверстия в раме для перестановки "пальцев" и удлинители ее плечевых звеньев (в устройствах по патентам РФ №1574229, №1757688, №1776419); 3) специальные программы для механизма, обеспечивающего вращение рычагов (в тренажере по патенту РФ №1710084).

Решение задач третьего направления - разработка оптимальной программы суставных движений человека и допустимых отклонений от нее - предполагало создание механико-математических моделей двигательных действий с заданным результатом. Для этого необходимо было определить модели опорно-двигательного аппарата спортсменов и составить системы уравнений движения данных моделей.

Далее, в соответствии с принципом совместности Г.В.Коренева - цели движений (необходимые результаты) выражались в виде уравнений, связывающих обобщенные координаты тела человека, записывались уравнения естественных движений, составлялись и решались уравнения целенаправленных движений.

При определении моделей тела человека использовались принятые в биомеханике упрощения (звенья принимались за абсолютно твердые, распределение масс внутри каждого звена считалось неизменным и т.п.). Для количественных расчетов применялись модели с инерционными характеристиками, соответствующими средним данным: 1) призеров Олимпийских игр по спортивной гимнастике; 2) взрослых; 3) юных занимающихся, принимавших участие в педагогических экспериментах. Кроме того, расчеты осуществлялись с использованием индивидуальных масс-инерцион-ных параметров опорно-двигательного аппарата.

Количество звеньев модели выбиралось в зависимости от исследуемого класса движений. Так, при изучении двигательных действий, совершаемых вокруг фиксированной оси, применялись трех-, четырех-, пятизвенные модели, а при исследовании безопорных движений - семизвенная модель.

Учитывая, что при исследовании движений, совершаемых в условиях опоры, использовались уравнения, йред-ставленные в работах Г.В.Коренева (1974-1980), С.Ю.Алешинского, В.М.Зациорскош (1974), рассмотрим систему уравнений, разработанную автором для изучения безопорных упражнений (совершаемых в условиях свободного полета) для п-звенных неразветвленных моделей тела человека.

Для того, чтобы составить уравнения, вводится система координат Х'О'У с началом в точке О', ориентированная так же, как и основная прямоугольная декартова инердиальная система ХОУ (рис.13). Точка О' помещается в общий центр масс (ОЦМ) рассматриваемого п-звенника. В этом случае удается исключить из рассмотрения силы4 инерции и тяготения, которые уравновешивают друг друга, а количество членов, входящих в л уравнений моментов, сократить на величину 3«.

В связи с тем, что цепь из «-звеньев имеет точку (ОЦМ), жестко связанную с системой координат .Х'О'У, она обладает л степенями свободы. Следовательно, для описания движения рассматриваемой системы звеньев достаточно ввести л обобщенных координат, за которые принимаются углы звеньев тела с горизонталью (^¡), отсчитываемые против часовой стрелки (рис.13).

Для определения координат центров масс звеньев обратим внимание, что они связаны следующими соотношени-

ями: хм - Xi + liCOSipi + llH COSlfi+l (1) >7+1 = yi + lisimpi + lmsin<pi+\ (2) а координаты ОЦМ n-звеника в системе Х'О'У имеют следующий вид:

п п

2 miXi 2 т/у/

t-l ¿=1

х0цм = - = 0 (3) З'оцм = - = 0 (4)

п п

2 пц 2 пц

i-1 f-1

рис. 12

рис.13

• f

Совместное решение уравнений (1) с (3) и (2) с (4) позволяет выразить координаты центров масс звеньев в системе осей, жестко связанных с ОЦМ я-звенника, через обобщенные координаты:

п-1 п-2 п-1 п-1

= ( 2 1ЩЦС0Щ)1 + I I ЬдСОК<Рд + 1пС05Фп 2 1Щ ) / 1-1 1-1 у 1+1 1-1

/I /1-5

/ 2 т/ - 2^ ( Гп-ксояфп-к + 1п-к-\со$<рп-кА ) (5)

п-1 п-2 п-1 п-1

у« = ( 2 1гци$т<р1 + 2 т/ 2 Ьц$тФд + 1пъ'тФп 2 т/) /

1-1 /-1 г-1

/1 /1-5

/ 2 гщ - < Гп-к$'т<рп-к + 1п-к-\$т<рп-к-\ ) (5)

Уравнения моментов выглядят следующим образом1*: л п-1 п-2 п-1

+ ( + 2 /я/ ) (2 /«¡/¡М; + 2 ГЩ 2 ЬуАд +

/-1+1 1-1 ¡-1 <?-г+1

п-1 № П-5

+ 1пАп 2 т; ) / 2 гщ - rn.sU 2 (Гп-кАп-к + /п-Ш^и-Ш) -1=1 ¡-1 £-1

/1 п-1

- 2 т, 2 ( 1п-кЛп-к + ¿а-ш^п-ш ) = - Му+1 , (б) 1-4+1 Л-1

где х = 1, 2, 3, и; г = г, д, п, п-к, п-к+1;

Лг = [ гСО$(<рг) + (рх2йп(<р5-<рг) ].

/г

^ В (5) и (6) следует считать, чю.Х^а - 0 для любого а, если т > п.

При этом подразумевается, что 1-0 при 5—п, а для получения значений /и, Л}, /1л-к, у1п-/с+1 в выражение /1г вместо г подставляется соответствующий индекс [1, д, п, {п-к), (п-к+\)]. Кроме того, необходимо иметь в виду, что: п - количество звеньев системы, $ - порядковый номер звена, пь - масса 5-го звена, Л - момент инерции 5-го звена относительно оси, проходящей через его центр масс; </>\ - первая и вторая производные от обобщенной координаты 5-го звена - у?!.

Приведенные здесь, а также описанные в работах Г.В.Коренева (1974-1980), С.Ю.Алешинского, С.М.Зациор-ского (1974) - уравнения движения я-звенных систем позволяют осуществить моделирование практически любых двигательных действий, выполняемых в одной плоскости.

В качестве параметров, с помощью которых человек реализует то или иное двигательное действие, рассматривались суставные движения (В.Т.Казаров, Б.П.Кузенко, В.П.Сафронов л др.).

В отличие от работ перечисленных выше авторов, задававших программу изменения суставных углов во времени с постоянной скоростью, в данной работе процесс изменения суставных углов описывался переменной скоростью, что позволило существенно повысить точность отображения реальных кинематических соотношений движения в суставах и анализировать их динамические характеристики. Кинематика суставных движений задавалась с помощью тригонометрических функций или аппроксимировалась многочленами той или иной степени.

Например, ускорение изменения угла в суставе в конкретный момент времени представлялось в виде синусоиды:

K¡ = Aosinaiht, где: i = 1,2Ki - ускорение изменения угла в суставе в г-й „момент времени; Ло -максимальное значение ускорения К; а - шаг последующего интегрирования в градусах (в наших исследованиях а=1°), Дt - интервал времени, за который происходит изменение суставного угла на а0.

Таким образом, значение ускорения К i задается как функция двух переменных - времени и sin. Причем, задавая г, однозначно определяем точку на графике тригонометрической функции, а задавая At - время достижения необходимого ускорения.

В качестве критериев оптимизации техники двигательных действий с заданным результатом рассматривались: минимизация суммарных величин усилий (суставных (меж-звенных) моментов сил и реакций связи в суставах), за-

трачиваемых на выполнение действия. В качестве дополнительного критерия при определении оптимальной программы суставных движений спортсмена использовался метод экспертных оценок. В этом случае на основе синтезированных с помощью ЭВМ движений изготавливались мультипликационные фильмы, которые представлялись группе экспертов. Такой подход особенно эффективен в видах спорта с субъективной оценкой результатов спортивной деятельности.

Ограничения накладывались на амплитуду и время суставных движений, межзвенные моменты сил.

Ориентировочные значения ускорений суставных движений, так же как и особенности накладываемых на них ограничений, были получены в результате предварительных биомеханических исследований.

Определение оптимальных программ сугтавных движений спортсмена и допустимых отклонений от них проводились на примере двигательных действий, характерных для гимнастики и родственных видов спорта. В соответствии с тремя основными классами упражнений в этих видах спорта были выбраны три группы действий - маховые, силовые и статические.

Конкретные количественные параметры оптимальных программ описаны в публикациях автора (1, 2, 4, 14, 16, 19, 34, 37, 46, и др.), а также в диссертационных работах Ю.Н.Рыкунова, П.Г.Бордовского, А.Г.Конопелько, Г.В.Бар-мина,. А.А.Цомая, А.А.Халилова, выполненных под его руководством.

Класс маховых упражнений представлялся двигательными действиями, совершаемыми вокруг фиксированной оси (грифа перекладины, жерди брусьев и др.).

Моделирование техники и ее оптимизация позволили не только определить оптимальную программу суставных движений гимнаста при выполнении им конкретных оборо-товых и других упражнений, но и выявить инвариантные (не зависимые от начальных условий, индивидуальных особенностей исполнителей и др.) признаки эффективных двигательных действий. Данными признаками в оборотовых

упражнениях вокруг фиксированной оси являются такие сочетания во времени сгибательно-разгибательных движений в тазобедренных и плечевых суставах, когда вторые производные этих межзвенных углов находятся в противофазе (например, совпадение по времени фазы ускоренного сгибания (разгибания) в плечевых суставах с фазой торможения сгибания (разгибания) в тазобедренных или двух пар фаз - сгибания в плечевых и разгибания в тазобедренных и т.п.). Такие сочетания движений в суставах позволяют рационально использовать внешние силы и экономить внутренние энергетические ресурсы организма спортсмена для достижения заданного результата.

Выявленная закономерность рационального сочетания во времени работы в тазобедренных и плечевых суставах подтвердилась при различных начальных условиях, амплитудах суставных движений, времени их осуществления, направлениях изменения угла (как при сгибаниях, так и при разгибаниях), а также при различных масс-инерционных характеристиках звеньев тела гимнастов.

Таким образом, основным правилом при определении оптимальной программы суставных движений человека для всей группы двигательных действий, выполняемых вокруг фиксированной оси, было выполнение найденного рационального сочетания движений в плечевых и тазобедренных суставах. Остальные характеристики программы позы гимнаста (амплитуды сгибания в тазобедренных и плечевых суставах, время начала замаха, броска и др.) находились по результатам биомеханических исследований, моделирования, оптимизации и экспертной оценки изготовленных по результатам моделирования мультипликационных вариантов техники конкретного элемента.

Моделирование техники безопорных движений, являющихся частным случаем махов!-" упражнений, позволило выявить следующие признаки эффективности двигательных действий.

С точки зрения учета требования минимизации усилий при выполнении многократных сальто оптимальной яе-

ляется следующая последовательность сгибания в суставах: вначале сгибание в суставах, отдаленных от середины тела, затем - в тазобедренных суставах и пояснице. Доказано, что оптимальной позой группировки для многократных сальто будет поза, при которой все суставные углы, но, в первую очередь, углы в тазобедренных суставах, приближаются к 180 (к полной "складке"). Такая поза обеспечивает минимизацию и момента инерции тела спортсмена, и величины усилий, необходимых для удержания группировки.

При определении оптимальных программ суставных движений занимающихся для силовых и статических двигательных действий в качестве инвариантных признаков их эффективности постулировались признаки такого движения тела спортсмена, при котором его ОЦМ перемещался бы с равномерной скоростью или фиксировался (при выполнении статических действий), а проекция ОЦМ на горизонталь не выходила бы за площадь опоры. Остальные параметры эталонной программы для силовых упражнений определялись по данным моделирования и оптимизации.

Количественная характеристика допустимых отклонений от оптимальной программы суставных движений и типичных ошибок представлена в работах, перечисленных в начала раздела. Они находились по результатам измерений реальных упражнений (при многократном исполнении его одним и тем же спортсменом - индивидуальная вариативность и разными гимнастами - групповая вариативность) и моделирования. В последнем случае алгоритм определения допустимых отклонений от оптимальной программы суставных движений сводился к следующему. Вначале исходя из правил соревнований и предварительного биомеханического анализа определялся допустимый диапазон отклонений основных параметров движений заданного (конечного) результата. В частности, определялся допустимый диапазон отклонений ориентации связанного с опорой звена, всех суставных углов и их скоростей. Затем в тот или иной момент времени вводились незначительные отклонения от оптимальной программы позы. Если решение системы урав-

нений с учетом вводимых отклонений от оптимума приводило к "попаданию" перечисленных выше параметров в "коридор", определенный для конечного результата, то такие отклонения не считались ошибкой. Путем перебора значительного количества вариантов вводимых отклонений от оптимальной программы суставных движений (до тысячи вариантов на одно двигательное действие) определялся граничный уровень текущих отклонений, выход за который классифицировался как ошибка.

Учитывая, что оптимальная программа суставных движений человека строится с учетом масс-инерционных характеристик звеньев модели его опорно-двигательного аппарата, эта программа должна быть определена для каждого спортсмена, имеющего, разумеется, индивидуальные особенности распределения масс.

Однако требования к отбору и специфика последующей спортивной деятельности приводят к тому, что у гимнастов, принимавших участие в педагогических экспериментах, различия масс-инерционных характеристик звеньев незначительны и различия оптимальных программ суставных Сдвижений, определенных для группы спортсменов и для каждого из них, не превышают границ допустимых отклонений. Что и дало возможность использовать в педагогических экспериментах императивные тренажеры, воспроизводящие единую для группы оптимальную программу суставных движений, а также обеспечивающие одинаковые для всех допустимые отклонения от нее.

Поскольку способ размещения на звеньях тела человека отягощений, величина которых подобрана пропорционально массам звеньев тела, уже изложен среди материалов, раскрывающих содержание второго направления, то здесь покажем лишь основные условия расчета.

Отметим, что при расчете масс отягощений грузы, воздействующие на каждое звено, разделяют на две равные части. Каждую из них распределяют на разные стороны от проекции центра масс звена на его поверхность на одинаковых расстояниях, равных радиусу инерции звена относи-

тельно оси, проходящей через его центр масс и перпендикулярной плоскости движения спортсмена. При этом наборы грузов, закрепленных в карманах опорных ремней (см. рис.12), опоясывающих каждое звено, размещают в местах, отстоящих от проекции центра масс звена на величину Я ( К = (1/М)1/2 ), где Я - радиус инерции звена, / - момент инерции звена относительно оси, проходящей через его центр масс, М - масса этого звена.

Как показали результаты моделирования, данный способ отягощений по сравнению со всеми известными способами позволяет распределить наибольшую величину отягощений на звенья тела человека, которая, интенсифицируя силовой компонент в целостной структуре двигательного действия, тем не менее, не приводит к выходу звеньев тела за границы дозволенных отклонений от оптимальной программы суставных движений.

Решение задач четвертого направления - оценка эффективности методик использования императивных тренажеров в педагогических экспериментах - было начато автором в 1974-1975 гг., когда проверялись некоторые положения методики формирования гимнастических двигательных действий с заданным результатом.

Основная стратегическая линия данной методики заключалась в обеспечении выполнения гимнастом разучиваемого двигательного действия в тренажерных условиях и по мере формирования у него умений и навыков, развития необходимых качеств и способностей, постепенной замене искусственных, тренажерных условий на обычные (соревновательные).

Второй стратегической линией методики было создание возможностей для отработки хорошо освоенных занимающимися двигательных действий, родственных по структуре разучиваемому, в вариативных (усложненных и облегченных) и обычных (соревновательных) условиях. Принципиальный смысл приемов отработки освоенных действий в усложненных и облегченных условиях заключался в интенсификации силового компонента в целостной структуре

движений в первом случае и в повышении скоростей вращения тела спортсмена, перемещения его ОЦМ, тех или иных суставных движений - во втором.

Применение комплекса разработанных автором тренажеров: блочных и амортизационных приспособлений, средств изменения масс-инерционных параметров гимнастических колец, съемных "корсетов" для фиксации взаимного расположения звеньев, амортизационных ограничителей их перемещений и др., в большей или меньшей степени реализующих идею императивного воздействия на обучаемого, позволило добиться достоверно лучших результатов по '¿равнению с использованием традиционных средств и методов ( Р < 0,05 ).

Однако эти эксперименты показали ограниченность возможностей самых разнообразных тренажеров, существенно облегчающих целостное выполнение упражнений, но не управляющих суставными движениями человека, для реализации центральной идеи концепции формирования двигательных действий с заданным результатом. "Корсеты", амортизаторы, императивно воздействовавшие на суставные движения спортсмена, лишь ограничивали амплитуду тех или иных движений в суставах, но не могли обеспечить их воспроизведение, а следовательно реализовать новый алгоритм учебной деятельности, обоснованный данной концепцией.

Педагогические эксперименты по проверке эффективности методик формирования двигательных действий с заданным результатом с использованием императивных тренажеров, управляющих суставными движениями человека, проводились под руководством автора его аспирантами (Ю.Н.Рыкуновым, В.В.Ивановым, Г.В.Барминым, И.В.Воро-нович, С.Н.Жигульским).

В экспериментах Ю.Н.Рыкунова проверялась эффективность методики освоения больших оборотов назад и вперед с полувыкручиванием на перекладине юными гимнастами 7-8 лет (первого года обучения), занимавшихся в ДЮСШОР №1 Дворца пионеров Ленинграда.

Начиная с третьей недели - после 12 тренировочных занятий и (всего 6 занятий на перекладине) - практически все гимнасты экспериментальной группы (10 человек) смогли выполнить большие обороты на перекладине с некоторой страховкой и помощью тренера. По завершении 20 занятий все участники экспериментальной группы продемонстрировали умение самостоятельно выполнять разучивание упражнения на хорошем техническом уровне, получив за технику от 9,2 до 9,7 балла (оценка техники проводилась тремя экспертами, имеющими судейские категории не ниже первой, из 10 баллов). Лучшие исполнители (2 человека) смогли выполнить по 70 оборотов назад в одном подходе, остальные испытуемые исполняли в среднем по 20 оборотов в одном подходе.

Такие результаты были достигнуты без прироста показателей физического развития и физической подготовленности юных гимнастов. Сравнение данных показателей у испытуемых экспериментальной и контрольной групп (10 человек) после 20 занятий показало отсутствие достоверных различий между этими группами.

Из гимнастов контрольной группы никто не смог выполнить разучиваемое упражнение после 20 занятий. Они освоили большие обороты назад лишь1 после 10 месяцев эксперимента. Причем полученные гимнастами этой группы оценки в диапазоне 8,2-8,6 брлла оказались достоверно хуже, чем у учащихся экспериментальной группы ( А'-крите-рии Ван дер Вардена - 7,17; Р < 0,05 ). Занимающиеся контрольной группы смогли выполнить в среднем по 5-6 оборотов в одном подходе (то есть примерно в 4-5 раз меньше, чем спортсмены экспериментальной).

Способность учащихся экспериментальной группы выполнять значительно большее количество оборотов в одном подходе по сравнению с испытуемыми контрольной без соответствующего прироста физической подготовленности свидетельствует о большей экономичности техники, освоенной ими. Этим подтверждается выявленная с помощью метода моделирования закономерность оптимального сочетания уп-

равляющих движений в тазобедренных и плечевых суставах, поскольку именно такое сочетание врспроизводил тренажер.

За десять месяцев, которые гимнасты контрольной группы потратили на обучение большим оборотам назад, спортсмены экспериментальной группы, осваивая такими же темпами упражнения на других снарядах, смогли выучить на перекладине большие обороты вперед, большой оборот назад с поворотом кругом, переворот в упор ноги врозь -оборот назад в стойку и сальто назад в соскок (на лонже).

Гимнасты экспериментальной группы после 3-4 занятий в условиях использования императивного тренажера освоили такое сложное по координации двигательное действие, как большой оборот вперед с полувкручиванием, демонстрируя технику лучших гимнастов нашей страны и мира. Однако недостаточный уровень физического развития юных гимнастов (маленькие длины кистей и пальцев рук) в связи с трудностями хвата не позволил им выполнить данное упражнение самостоятельно, без страховки.

Приведенные сведения убедительно подтверждают эффективность предлагаемой методики освоения оборотовых упражнений на перекладине с помощью императивных тренажеров.

Для проверки эффективности методики формирования больших оборотов назад на брусьях разной высоты с помощью императивного тренажера В.В.Иванов провел шестимесячный педагогический эксперимент с гимнастками ДЮСШ СКА Ленинграда. Учитывая, что большие обороты на брусьях (в отличие от подобных упражнений на перекладине) относятся к сложнейшим двигательным действиям на данном снаряде, в эксперименте приняли участие высококвалифицированные спортсмены - KMC и МС (по 6 чел в экспериментальной и контрольной группах).

Статистическая обработка результатов эксперимента показала, что гимнастки, использовавшие императивный тренажер, освоили разучиваемое упражнение примерно в два раза быстрее, чем спортсменки контрольной группы,

продемонстрировав достоверно лучшее качество его исполнения ( Р < 0,01).

То обстоятельство, что двигательные действия типа оборотов на брусьях требуют для своего выполнения значительно более высокого уровня развития физических, в частности скоростно-силовых качеств, чем подобные упражнения на перекладине, очевидно, привело к снижению эффекта сокращения сроков обучения в экспериментах В.В.Иванова по сравнению с исследованиями Ю.Н.Рыкуно-ва.

Данное обстоятельство дало также основание для изучения эффективности применения императивных тренажеров для формирования двигательных действий, выполнение которых сопряжено со значительными нервно-мышечными напряжениями и необходимостью проявления высокого уровня развития физических качеств. Из таких двигательных действий были выбраны сложные силовой и статический элементы - стойка силой прогнувшись с прямыми руками и горизонтальный упор. Г.В.Барминым проведены два педагогических эксперимента по формированию данных элементов с помощью императивного тренажера.

Первый педагогический эксперимент был проведен в СДЮШОР №4 ДФСО профсоюзов г.Воронежа с 10 юными гимнастами 8-9 лет, второй - в СДЮШОР №12 ДФСО профсоюзов Ленинграда с 12 гимнастами 9-10-летнего возраста. Общая продолжительность экспериментов: первого -50 тренировочных занятий, второго - 30 занятий.

Результаты, полученные после 50 тренировочных занятий, показывают большие потенциальные возможности методики формирования силовых и статических упражнений, основанной на применении императивного тренажера. Все 10 гимнастов зафиксировали горизонтальный упор (лучший удержал его 6,8 с, худший - 1,4 с, средний результат - 3,32 с). Время удержания горизонтального упора ноги врозь увеличилось почти в пять раз по сравнению с 15-ым занятием, когда производилось первое тестирование разучиваемых упражнений. Количество выполняемых гимна-

стами стоек силой прогнувшись тоже увеличилось почти в пять раз за это время. Все упражнения выполнялись на хорошем техническом уровне - средняя оценка 9,3 балла.

Во втором, параллельном педагогическом эксперименте гимнасты экспериментальной группы превзошли спортсменов контрольной по всем показателям. По истечении 30 занятий среднее время удержания горизонтального упора у них оказалось почти в четыре раза больше, а по количеству выполненных стоек силой прогнувшись они превзошли своих сверстников в десять раз. Тренировка в условиях использования императивного тренажера позволила им получить значительно более высокие оценки за качество выполнения освоенных упражнений: на 4,38 балла - горизонтального упора; на 2,23 балла - горизонтального упора ноги врозь; на 5 баллов - стойки силой прогнувшись. Все результаты достоверны ( Р < 0,05-0,01 ).

Таким образом, эксперименты Г.В.Бармина подтвердили высокую эффективность методики формирования двигательных действий с заданным результатом с использованием императивных тренажеров и показали ее значительные преимущества по сравнению с традиционными средствами и методами освоения силовых и статических упражнений.

Эффективность методики развития двигательных качеств у юных гимнастов и студентов факультета физической культуры педагогического университета с помощью императивных тренажеров определялась в педагогических экспериментах, проведенных И.Г.Воронович и С.Н.Жигуль-ским.

Статистическая обработка результатов эксперимента И.Г.Воронович показала, что гимнасты экспериментальной группы, имевшие до начала исследования такие же показатели уровня развития физических качеств, как и спортсмены контрольной, по его завершении ппевзошли своих сверстников по результатам 11 тестов аз 13 (Р < 0,050,01). Примечательно, что улучшение уровня физической подготовленности спортсменов произошло не только в тех

тестах, результаты в которых зависят от прорабатываемых в тренажере суставных движений, но и в контрольных упражнениях так называемого комплексного характера.

В серии педагогических экспериментов, проведенных С.Н.Жигульским со студентами Воронежского государственного педагогического университета, также подтверждена высокая эффективность применения императивных тренажеров для повышения физических кондиций занимающихся. Студенты экспериментальной группы (20 чел) превзошли своих сокурсников из контрольной (20 чел) по 12 тестам из 15 СР < 0,05-0,01).

Применение императивных тренажеров позволило создать такие искусственные условия развития студентов, которые сняли ряд проблем, затрудняющих физическое воспитание учащейся молодежи. Технические средства, управляющие суставными движениями человека, позволили проводить тренировку "без оглядки" на возможные неудачные попытки так как использование тренажера обеспечивает подстраховку и искусственную внешнюю помощь занимающимся, повышает их уверенность в своих силах, способствует преодолению стеснительности при освоении новых заданий или отработке упражнений, требующих предельных или околопредельных напряжений. Императивный тренажер благоприятствует сочетанию активной работы различной интенсивности с пассивными паузами, во время которых управление действием полностью возлагается на тренажер.

Подобные упражнения, сочетающие в себе эффекты механотерапии, массажа и активного выполнения упражнений, доставляли занимающимся удовольствие и в то же время оказывали на них значительные по величине воздействия, на которые организм человека реагировал соответствующими физиологическими реакциями.

В ходе эксперимента было выявлено, что для получения срочной объективной информации о действиях учащегося в тренажерах, управляющих суставными движениями, в случае их использования в массовой аудитории целесооб-

разно применение простейших приспособлений контактного типа, имеющих средства звуковой или световой индикации. Когда занимающийся вступал во взаимодействие с частями тренажера, оснащенными такими приспособлениями, то раздавался звуковой сигнал или загоралось световое табло. Это подтверждало, что учащийся не смог выполнить задаваемое суставное движение или, напротив, превысил необходимую величину усилий, и это привело к вынужденному взаимодействию с частями тренажера.

С помощью дополнительных пружинных ограничителей, регламентирующих перемещение одной из частей контактных приспособлений, удавалось добиваться того, что звуковой или световой сигнал появлялся не при всяких взаимодействиях учащегося с частями тренажера, а лишь при взаимодействиях, в ходе которых достигались определенные значения силовых показателей.

Наличие средств объективной информации о действиях учащихся в условиях императивных тренажеров давало возможность активизировать работу занимающихся, использовать соревновательный метод. В частности, проведение соревнований на минимальное количество контактов занимающегося с частями императивного тренажера (на минимальное количество звуковых сигналов или загораний светового табло) при выполнении в нем серии суставных движений позволило участникам соревнований значительно улучшить свои показатели, полученные вне соревновательной обстановки.

Выявлено также, что повышение эмоциональности занятий может быть обеспечено при выполнении упражнений в императивных тренажерах под музыку. Данный прием позволил не только повысить у студентов интерес к занятиям, но и увеличить объем нагрузки.

Большое удовольствие у занимающихся вызывал прием "заглядывание в свое двигательное будущее". Имеется в виду выполнение в условиях императивных тренажеров рекордных для той или иной категории занимающихся параметров двигательных действий. Особый интерес вызывала

при этом возможность количественной оценки величины "недотягивания" до личного рекорда. Оценка степени готовности занимающихся к выполнению заданных параметров суставных движений с помощью унифицированных показателей давала возможность вносить в занятия с использованием императивных тренажеров соревновательный элемент, исключая при этом вероятность всевозможных негативных факторов - ошибок, падений, травм и т.п. Победитель в таких соревнованиях определялся по показателям взаимодействия занимающихся с частями императивного тренажера - чем меньше таких взаимодействий, тем лучше результат.

Завершая описание педагогических экспериментов, можно сделать общий вывод о высокой эффективности методик формирования двигательных действий с заданным результатом с использованием императивных тренажеров.

ВЫВОДЫ

1. Анализ теоретических концепций общего и специального характера, отображающих закономерности формирования двигательных действий с требуемыми свойствами, позволяет прогнозировать наибольшую связь дальнейших успехов спортивной дидактики с переосмыслением ее основных положений с позиций методологического аппарата, который формируется на основе синтеза концепции "искусственная управляющая среда" и теории поэтапного формирования умственных, перцептивных, двигательных действий и понятий.

Одним из первых результатов такого синтеза можно считать обоснование целесообразности развития нового класса технических средств обучения движениям, который начал разрабатываться под названием "императивные тренажеры" и выдвинут на обсуждение настоящей работой.

Актуальность подхода усматривается в том, что именно императивные тренажеры среди всех других тренажерных систем, выполненных в развитие концепции "ИУС",

обладают наивысшим потенциалом детерминации будущих свойств формируемых двигательных действий, которые воспроизводятся ими путем прямого управления суставными движениями человека. При этом процесс формирования двигательных действий с заданным результатом обеспечивается возможностями для точных количественных оценок влияния практически любых факторов, которые в форме тех или- иных управляющих воздействий могут быть использованы в целях дальнейшего повышения качества формируемых и совершенствуемых действий.

2. Изучение литературных источников, а также проведенные биомеханические и педагогические исследования показали, что для реализации концепции формирования двигательных действий с заданным результатом необходимо выполнение следующих установочных положений: количественное определение оптимальной программы суставных движений человека и допустимых отклонений от этой программы, не препятствующих достижению им заданного результата; применение императивных тренажеров; приоритетное использование ориентировочной основы действия, соответствующей выявленной оптимальной программе; объединение процессов обучения и развития способностей человека в единый процесс - освоения двигательные-действий; измерение и оценка подготовленности занимающегося к выполнению конкретного движения по степени приближения осуществляемых им суставных движений к заданным и создание новой технологии освоения двигательных действий с заданным результатом.

3. Уточнение понятия "тренажер", выделение трех наиболее существенных его признаков: 1) предназначенность для формирования умений и навыков, развития качеств и способностей человека; 2) их соответствие требованиям будущей деятельности; 3) обязательность организации искусственных условий, отличных от обычных условий деятельности, - позволили разработать классификацию данного класса технических средств, исходя из наиболее существенного их признака. Классификация тренажеров, в

основу которой положены особенности взаимодействий искусственной предметной среды с человеком, включает в себя все существующие в физическом воспитании и спорте тренажеры и отображает свойства большого количества теоретически возможных, но еще не существующих конструкций. Она показывает возможности и особенности расширения объемов управляющих воздействий тренажеров на занимающегося и вскрывает имеющиеся резервы интенсификации процессов обучения и развития двигательных качеств и способностей человека.

4. Обоснованы, сконструированы, изготовлены и испытаны императивные тренажеры, обеспечивающие возможности для создания и реализации методик формирования двигательных действий с заданным результатом в гимнастике и в родственных видах физических упражнений. Выявлено, что при их использовании необходимо применять дополнительные приспособления - шины, позволяющие распределять силу воздействия на звенья тела на максимально возможную площадь и тем самым значительно уменьшающие влияние неадекватных ощущений и восприятий, которые возникают у занимающихся в процессе работы в тренажере, реализующем локализованные воздействия.

5. Определено влияние императивных тренажеров на занимающихся. При этом показано, что они обеспечивают возможности активной поисковой деятельности обучаемого в условиях принудительного перемещения звеньев его тела, создают условия для осуществления этапа "чистого" сенсорно-перцептивного обучения и формирования полноценной ориентировочной основы, адекватных ощущений, восприятий, двигательных представлений и вообще когнитивной сферы будущего двигательного действия.

6. Сконструировано, изготовлено и испытано несколько тренажерных комплексов в развитие идеи императивных тренажеров. В их числе созданы комплексы, позволяющие совмещать различные по интенсивности усилий режимы работы мышц со специально создаваемыми режимами повышения их эффективности (вибрационным, статокинети-

ческим, ударным), чем обеспечивается создание новых разновидностей метода упражнений, увеличение количества повторений задания в одном подходе, уменьшение вероятности получения травм, образования ошибок.

Подобные комплексы, обеспечивая выполнение осваиваемых двигательных действий в одном подходе с различной интенсивностью усилий - максимальной, вполсилы, минимальной - с использованием ориентировочной основы для выполняемых и контролируемых действий, способствуют появлению существенно лучших предпосылок для сопряжения процессов обучения и развития качеств и способностей человека в единый процесс - формирования двигательных действий с заданным результатом.

7. Разработан новый способ размещения отягощений на звеньях тела, который позволяет использовать значительно большие по сравнению с другими способами величины отягощений без выхода заданных параметров оптимальной программы суставных движений человека за рамки допустимых отклонений, а также не искажать сформированные ранее мышечные и . другие ощущения. При этом способе отягощение размещают на всех звеньях тела человека, распределяя его пропорционально массам, звеньев, а грузы, воздействующие на каждое звено, разделяют на две равные части, каждую из которых распределяют по разные стороны от проекции центра масс звена на его поверхность на одинаковых расстояниях, равных радиусу инерции звена относительно оси, проходящей через его центр масс и перпендикулярной плоскости движения занимающегося.

8. Разработан новый способ измерения и оценки двигательных качеств и способностей человека, включающий в себя процедуры измерения и оценки вынужденных взаимодействий занимающегося с императивным тренажером, минимизация которых свидетельствует о степени приближения суставных движений, реализуемых учеником, к суставным движениям с заданными параметрами. Данный способ позволяет с помощью унифицированных показателей измерять

и количественно оценивать насколько выполняемое человеком действие отличается от заданного.

9. Показано, что новый алгоритм деятельности как ученика, так и педагога, основанный на обязательном использовании императивных тренажеров, предполагает следующие этапы формирования двигательных действий с заданным результатом:

- формирование ориентировочной основы двигательного действия и сенсорно-перцептивного обучения;

- освоение суставных движений и соответствующих им мыщечных ощущений;

- развитие специальных качеств и способностей, необходимых для осуществления и закрепления формируемых действий;

- выработка умений и навыков самоконтроля, предупреждения и коррекции ошибок;

- переход к самостоятельному выполнению освоенных упражнений с демонстрацией всех запланированных показателей результативности в естественных условиях.

10. Доказано, что для эффективйой реализации выделенных этапов формирования двигательных действий с заданным результатом императивные тренажеры необходимо оснащать дополнительными конструкциями, обеспечивающими возможности:

- предъявления и получения аудивизуальной информации о необходимых (на первом этапе) и реализуемых занимающимся действиях (на втором, третьем и четвертом этапах) для совершенствования методов учебной деятельности, ее контроля и коррекции;

- отклонения звеньев тела учащегося от "абсолютно жесткой" оптимальной программы суставных движений в допустимых границах, позволяющих ему осуществлять поиск индивидуального варианта техники (на втором и третьем этапах) и постепенный переход к выполнению действия в -обычных условиях (на пятом этапе);

- перемещения звеньев тела по искаженным (ошибочным) программам для выработки умений и навыков само-

контроля, предупреждения и коррекции ошибок (на четвертом этапе).

11. Разработана л-звенная математическая модель для определения и построения оптимальной программы суставных движений человека, совершающего безопорные действия, позволяющая за счет совмещения начала системы координат, в которой составлялись уравнения, с общим центром масс модели исключить из рассмотрения силы инерции и тяготения, сократить количество членов, входящих в п уравнений, на величину Ъп и, как следствие, значительно упростить их решение.

12. Выявлено, что наиболее целесообразным способом формализации управляющих воздействий, осуществляемых человеком в процессе выполнения двигательных действий, является представление как функции времени программы изменения его суставных движений, кинематические характеристики которых удобно задавать в виде тригонометрических функций, а вводимые ограничения накладывать на суставные углы и межзвенные моменты. В качестве критерия оптимизации двигательных действий с заданным результатом целесообразно использовать минимум энерштрат.

13. Определены оптимальные программы суставных движений человека, допустимые отклонения от них, типичные ошибки для двигательных действий, применяющихся в гимнастике и родственных видах физических упражнений, а также выявлены инвариантные признаки эффективных движений. Эти биомеханические сведения явились основой для конструирования императивных тренажеров.

14. Показано, что для спортсменов, имеющих близкие значения масс-инерционных параметров опорно-двигательного аппарата, формирование двигательных действий с заданным результатом возможно с использованием единой для всех оптимальной программы суставных движений и соответственно единой конструкции императивного тренажера. В качестве критерия возможной индивидуальной вариативности масс-инерционных параметров опорно-двигательного аппарата занимающегося должен выступать допустимый

диапазон отклонений от оптимальной программы суставных движений, определенной для среднестатистической модели тела человека.

Такой же критерий необходимо использовать при определении допустимой величины и наиболее эффективного способа размещения отягощений на звеньях тела человека.

15.. Экспериментально доказана высокая эффективность методик формирования двигательных действий с заданным результатом с использованием нескольких императивных тренажеров различной функциональной направленности. В ряде педагогических экспериментов продемонстрировано существенное сокращение сроков освоения упражнений, улучшение качества их выполнения, увеличение количества повторений освоенных действий в одном подходе. Наиболее выраженные эффекты сокращения сроков освоения действий с одновременным увеличением количества качественно выполняемых повторений в одном подходе выявлены в ходе освоения с использованием императивных тренажеров таких координационно сложных действий, для выполнения которых не требуется высокого уровня развития физических качеств. Так, применение императивного тренажера при обучении юных гимнастов большим оборотам на перекладине позволило более чем в 10 раз сократить сроки освоения упражнений, в 4-5 раз увеличить количество их выполнения в одном подходе и добиться достоверно лучшего (Р < 0,05) качества демонстрируемой учащимися техники.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ

в книгах:

1. Евсеев С.П. Формирование двигательных действий в гимнастике с помощью тренажеров: Учеб. пособие. - Л.: ГДОИФК им.П.ФЛесгафта, 1987. - 120 с.

2. Евсеев С.П. Формирование двигательных действий с заданным результатом с помощью императивных тренажеров: Лекция, г Л.: ГДОИФК им.П.Ф.Лесгафта, 1989. -38 с.

3. Евсеев С.П. Императивные тренажеры (Основы теории и методики применения): Учеблособие для институтов физкультуры. - СПб.: ГДОИФК им.П.Ф.Лесгафта, 1991. -175 с.

4. Евсеев С.П. Тренажеры в гимнастике: Учеб.пособие для высш. и средн. спец.физкультурных учебных заведений. - М.: Физкультура и спорт. 1992. - 384 с.

в статьях:

5. Евсеев С.П., Аксенов Е.М. Приспособление для обучения маховым движениям на кольцах // Гимнастика: Ежегодник. - Вып.1. - М., 1974. - С.17-18.

6. Евсеев С.П., Аксенов Е.М. Комплекс средств для обучения маховым упражнениям на кольцах // Гимнастика: Ежегодник. - Вып.2. - 1974. - С.32-34.

7. Евсеев С.П., Аксенов Е.М., Ухин Ю.В. Комплексная методика исследования техники маховых упражнений на кольцах: Тез.докл. 1 Всесоюзн.науч.конф. по биомеханике спорта. - М., 1974. - 4.1. - С.29-30.

8. Евсеев С.П., Аксенов Е.М., Ухин Ю.В. Комплексное тренажерное устройство со срочной информацией о динамических характеристиках для обучения маховым упражнениям на кольцах: Тез.докл. 1 Всесоюзя.науч.конф. по биомеханике спорта. - М., 1974. - 4.2. - С.19-20.

9. Евсеев С.П., Курысь В.Н. Об аналитическом способе получения биодинамических характеристик движений //

Физическое воспитание в школе и вузе: Сб.науч.тр. -Ставрополь, 1974. - С.46-50.

10. Евсеев С.П. Управление траекторией общего центра тяжести тела гимнаста на кольцах как способ оптимизации процесса подготовки к ударным взаимодействиям с опорой // Методы и средства тренировки квалифицированных спортсменов: Сб.науч.тр. - Л., 1975. - С.72-74.

11. Евсеев С.П. Использование энергии упругой деформации опорно-двигательного аппарата как способ повышения технического мастерства гимнастов на кольцах // Материалы XXV научно-методической конференции по физическому воспитанию студентов Ленинграда. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1975. - С. 122-123.

12. Евсеев С.П., Аксенов Е.М. Нетрадиционные средства интенсификации процесса спортивной тренировки гимнастов на кольцах // Там же. - С.174-175.

13. Евсеев С.П., Аксенов Е.М. Моделирование суставных моментов с целью сопряжения физической и технической подготовки гимнастов / / Биодинамические исследования техники гимнастических упражнений: Сб.науч.тр. кафедры гимнастики. - Л.: ГДОИФК им.П.Ф.Лесгаф-та, 1975. - С.37-44.

14. Евсеев С.П. Эволюция техники больших оборотов на кольцах // Там же. - С.13-23.

15. Евсеев С.П. Новое приспособление для обучения гимнастов современной технике больших оборотов на кольцах // Там же. - С.49-51.

16. Евсеев С.П. Исследование особенностей эволюции техники маховых упражнений на кольцах в связи с совершенствованием методики обучения: Автореф.дис... канд.пед.наук. - Л., 1975. - 24 с.

17. Евсеев С.П. Особенности современной техники больших оборотов на кольцах // Научные основы физического воспитания и спорта: Сб.науч.тр. - Л.: ГДОИФК им.П.ФЛесгафта, 1976. - С.62-64.

18. Евсеев С.П., Кузенко Б.П. Изменение инерционных параметров гимнастических колец как способ управле-

ния величинами механических нагрузок на опорно-двигательный аппарат спортсменов / / Проблемы биомеханики спорта: Тез .докл. П Всесоюзн.науч.конф. - Киев: Изд-во Киевского гос. ин-та физич.культуры, 1976. - С.32-33.

19. Евсеев С.П. Эволюция техники больших оборотов на кольцах и методика обучения современному способу их выполнения // Гимнастика: Ежегодник. - М., 1977. -Вып.1. - С.56-62.

20. Евсеев С.П., Аксенов Е.М. Комплекс страховочных приспособлений для обучения оригинальным упражнениям на кольцах // Совершенствование научных основ физического воспитания и спорта: Сб.науч.тр. - Л.: ГДО-ИФК им.П.Ф.Лесгафта, 1977. - С.106-107.

21. Евсеев С.П. Методика обучения современной технике сложных маховых упражнений на кольцах / / Там же. - С.135-136.

22. Евсеев С.П. Использование регуляторов ударных взаимодействий спортсмена-гимнаста с опорой // Управление процессом подготовки спортсменов высших разрядов: Матер. Ш Всерос.науч.конф. - Л.: ЛНИИФК, 1977. -С.154-160.

23. Евсеев С.П. Технические средства обучения в спортивной гимнастике и пути их дальнейшего развития // Научные основы разработки и совершенствования технических средств обучения и спортивной тренировки: Сб.науч.тр. - Л.: ГДОИФК им.П.Ф.Лесгафта, 1977. - С.40-42.

24. Евсеев С.П. Технические средства и методика обучения современной технике больших оборотов на кольцах: Метод.разработки // Сборник информационных и методических материалов. - М.: Комитет по физич.культуре и спорту при СМ РСФСР, 1978. - 24 с.

25. Евсеев С.П., Малеев А.И. Формирование динамической осанки у гимнастов / / Гимнастика: Ежегодник. -М., 1978. - Вып.1. - С.17-21.

26. Евсеев С.П., Городецкий Г.Н. К вопросу о суставных моментах внутренних сил в безопорном положении при выполнении сложных соскоков с перекладины // Со-

вершенствование методов и средств физического воспитания и спортивной тренировки: Сб.науч.тр. молодых ученых. -Л.: ГДОИФК им.П.ФЛесгафта, 1978. - С.54-55.

27. Евсеев С.П. Пути технической реализации обучающих тренажеров в спортивной гимнастике // Научные основы разработки и совершенствования технических средств, применяемых в спортивной тренировке: Сб.науч.тр. - Л.: ГДОИФК им.П.ФЛесгафта, 1978. - С. 19-20.

28. Евсеев С.П. Рациональная последовательность обучения юных гимнастов маховым упражнениям на кольцах // Совершенствование системы физического воспитания детей школьного возраста: Матер, респ.науч.конф. - Кишинев, 1979. - С.79-81.

29. Еуэееу Б.Р. Уе1е1о£ та кпшс1г // 5рог1оуш-тос1егпу gymnastika. - Ростка Вгегеп, 1979. - С.8-10.

30. Евсеев С.П. Механико-математическая модель плоско-параллельных движений человека в условиях свободного полета // Научные основы физического воспитания и спорта: Сб.науч.тр. - Л.: ГДОИФК им.П.ФЛесгафта, 1979. - С.130-1^1.

31. Евсеев С.П., Аксенов Е.М., Солодянников В.А. Исследование биодинамических характеристик сложных безопорных перемещений с помощью двухзвенной модели спортсмена // Механико-математическое моделирование спортивной техники: Тез.докл. Всесоюзн.науч.конф. - М., 1982. - С.36-37.

32. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Устройство для обучения упражнениям на перекладине // Теория и практика физич.культуры. - 1983. - №12. - С.50-52.

33. Евсеев С.П. Механико-математическое моделирование безопорных движений спортсмена с помощью ЭВМ // Применение ЭВМ и математических методов в управлении подготовкой сборных команд: Тез.докл. Всесоюзн.науч.конф. - Одесса, 1983. - С.89-91.

34. Евсеев С.П., Бордовский П.Г. Оценка эффективности суставных движений спортсмена с помощью метитода

механико-математического моделирования движений // Там же. - С.92-93.

35. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Противоречия процесса совершенствования специальной работоспособности гимнастов и пути их преодоления с помощью технических средств, управляющих суставными движениями человека // Физическая работоспособность человека и методы ее развития при помощи тренажеров: Сб.науч.тр. - JI.: ГДОйФК им.П.Ф.Лесгафта, 1983. - С.24-29.

36. Евсеев С.П., Бордовский П.Г., Иванов B.B. и др. Пути определения программы движения тренажера для развития и совершенствования специальной работоспособности гимнастов // Там же. - С.30-36.

37. Евсеев С.П., Халилов A.A. Большой оборот назад на брусьях // Гимнастика: Ежегодник. - М., 1984. -Вып.1. - С.25-27.

38. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Тренажер со срочной информацией о динамических характеристиках для обучения гимнастов // Программированное обучение и технические средства в физическом воспитании и спорте: Тез.докл. Ш респ.науч.-метод.конф. - Минск, 1984. - С.36-38.

39. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Обучение гимнастическим упражнениям с помощью технических средств управления суставными движениями // Гимнастика: Ежегодник. - М., 1984. - Вып.2. - С. 17-22.

40. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н., Станиславский O.A. Тензометрический комплекс для регистрации величин усилий гимнаста во время выполнения им оборотных упражнений на перекладине в специальном устройстве // Экспресс-информация. Серия: Передовой технический опыт и рационализация в физической культуре и спорте. - М.: ЦООНТИ, Физкультура и спорт, 1984. - Вып.2. - С.42.

41. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н., Станиславский O.A. Устройство срочной информации об амплитуде угловых перемещений в суставах при выполнении оборотных упражнений на перекладине в специальном устройстве // Там же. - С.42.

42. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Устройство, регламентирующее кинематику оборотовых упражнений на перекладине // Там же. - С.43.

43. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Вращающаяся перекладина для обучения и трешшовки гимнастов // Там же.

- С.43-44,

44. Евсеев С.Г1. Применение технических средств управления суставными движениями спортсмена // Теория й практика физич.культуры. - 1985. - №4. - С.47-49.

45. Евсеев С.П. Классификация тренажеров, применяемых для технической подготовки гимнастов / / Техническая подготовка в современной спортивной гимнастике: Сб.иауч.тр. - Л.: ГДОИФК им.П.ФЛесгафта, 1985. - С.56-71.

46. Евсеев С.П., Бордовский П.Г., Конопелько А.Г. Изучение общих закономерностей техники гимнастических упражнений с помощью метода механико-математического моделирования // Там же. - С.71-82.

47. Евсеев С.П. Активные методы обучения на занятиях по спортивно-педагогическим дисциплинам в институтах физической культуры // Активные методы обучения студентов вузов: Межвуз.сб.науч.тр. - Л.: Изд-во Лен.лесо-технич.академии, 1985. - С.40-44.

48. Евсеев С.П., Халилов A.A. Некоторые аспекты техники большого оборота на брусьях / / Физическая культура и здоровье студентов: Тез.докл. межвуз.науч.-ме-тод.конф. - Воронеж, 1986. - С.129-130.

49. Евсеев С.П. Классификация спортивных тренажеров // Теория и практика физич.культуры. - 1986. - №3.

- С.49-51.

50. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Устройство, регламентирующее жесткость грифа перекладины / / Экспресс-информация. Серия: Передовой технический опыт и рационализация в физической культуре и спорте. - М.: ЦООНТИ, Физкультура и спорт, 1986. - Вып.7. - С.10.

' i

51. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Адаптивная обучающая мамина на основе тренажера, управляющего суставными движениями спортсмена // Там же. - С. 11-12.

52. Евсеев С.П. Классификация спортивных тренажеров, применяемых для формирования движений // Теория и практика физич.культуры. - 1986. - №10. - С.18-20.

53. Евсеев С.П. Некоторые вопросы теории и методики применения тренажеров // Гимнастика: Ежегодник. -М., 1986. -• Вып.1. - С.67-74.

54. Евсеев С.П. Особенности процесса формирования двигательных действий спортсмена с помощью тренажеров // Теория и практика физич.культуры. - 1987. - №4. -С.34-36.

55. Евсеев С.П., Бочаров А.Ф., Макаров Н.В., Станиславский О.А. Об одном подходе к моделированию движений / / Проблемы биомеханики в спорте: Тез.докл. Всесоюзн.науч.-практ.конф. - М., 1987. - С.20-21.

56. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Кольца. Большой оборот вперед - большой оборот назад: Метод.разработки. -М.: Госкомспорт СССР, ЦС "Динамо", Управление гимнастики, 1987. - 5 с.

57. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Кольца. Из стойки в "крест" вниз головой - стойка - опускание в "крест": Метод.разработки. - М.: Госкомспорт СССР, ЦС "Динамо", Управление гимнастики, 1987. - 6 с.

58. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Кольца, соскок двойное сальто назад с поворотом на 720 град.: Метод.разработки. - М.: Госкомспорт СССР, ЦС "Динамо", Управление гимнастики, 1987. - 6 с.

59. Евсеев С.П., Конопелько А.Г. ЭВМ и моделирование в гимнастике: Сценарий учеб.фильма. - М.: Госкомспорт СССР, Центральная кинолаборатория "Союзспортфильм", 1988. - 20 с.

60. Евсеев С.П., Гольдштейн В.Ю., Алекперов С.А., Егоровский В.Е. Обучение сложным элементам на кольцах: Сценарий учеб.фильма. - М.: Госкомспорт СССР, Центральная кинолаборатория "Союзспортфильм", 1988. - 40 с.

61. Евсеей С.П., Бармин Г.В. Применение нетрадиционных средств физической подготовки студентов // Состояние здоровья, гигиеническое воспитание, физическое развитие и адаптация к физическим нагрузкам учащихся и студентов: Тез.докл. ' обл.науч.-практ.конф. -. Смоленск, 1988. - С.24-25.

62. Евсеев С.П. Особенности процесса формирования спортивных двигательных действий и профессионавльных умений с помощью тренажеров // Вопросы физического воспитания студентов: Межвуз.сб.науч.тр. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. - Вып.Х1Х. - С.3:12.

63. Евсеев С.П., Бармин Г.В., Воронович Н.Г. Особенности применения концепции Н.П.Ратова "искусственная управляющая- среда" в гимнастике / / Биомеханика и спорт: Тез.докл. респ.школы-семинара. - Смоленск, 1988. - С.24-26.

64. Евсеев С.П. Биомеханическое обоснование способа размещения отягощений на звеньях тела спортсмена // Биомеханику и спорт: Тез.докл. VI Всесоюзн.науч.конф. -Чернигов, 1989. - С.65-66.

^ 65. Евсеев С.П., Воронович И.Г. Формирование специальных двигательных качеств у юных гимнастов с помощью тренажеров, управляющих суставными движениями спортсменов / / Медико-педагогические аспекты подготовки юных спортсменов: Сб.науч.тр. - Смоленск: Изд-во Смоленского ин-та физич.культуры, 1989. - С.86-87.

66. Евсеев С.П. Методика формирования двигательных действий с заданным результатом с помощью тренажеров / / Вопросы физического воспитания студентов: Межвуз.сб.науч.тр. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1990. - Вып.ХХГ -С.54-62.

67. Евсеев С.П., Сологуб Е.Б., Бармин Г.В. Адаптационные перестройки системной деятельности мозга в процессе . формирования двигательных навыков у юных гимнастов с помощью тренажеров / / Медико-биологические и педагогические аспекты спортивной тренировки: Меж-

вуз.сб.науч.тр. - Томск: Изд-во Томского педагогич. ин-та, 1990. - С.28-37.

68. Evseev S.P. Ksztaftowanie sportowych czynnosci ruchowych oraz umieyctaosci zuwodowych u studentow wyzszych uczebni wychowania fizycznego przy pomocy symulacyinych urzadzen treningowych // ZESZYTY NAUKOWE, Akademia Wychowania Fizycznego im.Sniadeckiego w Gdansku. - Gdansk, 1990. - №13. -S.151-163.

69. Евсеев С.П. Три основи класа спортни тренажори // Въпроси на физическата культура. - София, 1990. -№11. - С.8-10.

70. Евсеев С.П., Воронович И.Г. Оценка двигательных способностей спортсменов с помощью тренажеров, управляющих суставными движениями человека // Физическая культура - основополагающий фактор здорового образа жизни: Тез .докл. науч.-практ.конф., посвящ. 70-летию Смоленского мед. ин-та. - Смоленск, 1990. - С.62-63.

71. Evseev S.P. The main trends in the Improvements of Training Devices // Abstracts of VIII International Symposium of Biomechanics in the sports and Videofestival and Exhibition. - Prague (Czechoslovakia), 1991. - P.35.

72. Евсеев С.П. Основни пътища за развитие и усовершенствование на спортни тренажори // Въпроси на физическата култура. - София, 1991. - №4. - С.49-51.

73. Евсеев С.П. Как разместить отягощения на звеньях тела спортсмена? // Теория и практика физич.культуры. - 1991. - №4. - С.47-49.

74. Evseev S.P. The development of motor actions with previosly set results using imperative training devices // Finish Figure Skating Association. - Helsinki, 1991. - 26 p.

75. Евсеев С.П. Новый тренажер для спортсменов // Проблемы биомеханики спорта: Тез.докл. VII Всесоюзн. на-уч.конф. - М., 1991. - С.57-58.

76. Евсеев С.П. Методика оценки двигательных способностей спортсменов с помощью тренажеров, управляю-

щих суставными движениями человека // Там же. - С.58-59.

77. Evseev S.P. Training Devices in the Soviet System of Gymnasts Training (types, designs, methods of application) // Federation Internationale de Gymnastique (FIG). - 1991.

- 350 p.

78. Евсеев С.П., Бармин Г.В., Рыкуно^ Ю.Н. Нова методика за усвояване на сшгови и стагични' двигательни действия с помощати на тренажори // Въпроси на физйче-ската култура. - София, 1992. - №8. - С.21-27.

79. Евсеев С.П. Теоретические основы методики освоения двигательных действий с заданным результатом // Физическая культура и спорт в современных условиях: Матер. Ш Всерос. науч.-практ.конф. - Воронеж, 1994. - С.42-44.

80. Евсеев С.П. Формированипе профессионально-педагогических умений и навыков преподавателей-тренеров с помощью тренажеров // Там же. - С.62-64.

81. Евсеев С.П., Бармин Г.В., Рыкунов Ю.Н. Методика освоения силовых и статических двигательных действий с помощью тренажеров / / Теория и практика физич.культуры. - 1994. - №5-6. - С.19-21.

82. Евсеев С.П. Структура процесса формирования двигательных действий с заданным результатом // Современные достижения спортивной науки: Тез.докл. междуна-родн.науч.конф. - СПб., 1994. - С.65-66.

83. Евсеев С.П. Структура императивного формирования двигательных действий с заданным результатом // Адаптация, функциональные резервы и работоспособность спортсменов: Матер, международн.науч.конф. - СПб., 1994.

- С.36.

84. Евсеев С.П. Структура процесса формирования двигательных действий с заданным результатом // II Всероссийская конференция по биомеханике (Памяти Н.А.Бер-нштейна): Тез .докл. Всерос.конф. - Нижний Новгород, 1994. - Т.2. - С.152-153.

в авторских свидетельствах, патентах:

85. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Устройство для обучения вращательным движениям спортсменов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1041123 // Бюлл. Госкомитета по делам изобретений и открытий. - 1983. -№34.

86. Евсеев С.П., Бармин Г.В., Рыкунов Ю.Н. Устройство для тренировки гимнастов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1574229 // Там же. - 1990. - №24.

87. Евсеев С.П., Бочаров А.Ф., Израйлит Э.Т., Макаров Н.В. Устройство для обучения спортсменов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1583110 // Там же. - 1990. - №29.

88. Евсеев С.П. Способ тренировки мышечной системы спортсменов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1662590 // Там же. - 1991. - №26.

89. Евсеев С.П., Калинин Ю.С., Рыкунов Ю.Н. Тренировочное гимнастическое устройство: Пат. Российской Федерации на изобретение №1687273 // Там же. - 1991. -№40.

90. Евсеев С.П. Устройство для тренировки мышц: Пат. Российской Федерации на изобретение №1692599 // Там же. - 1991. - №43.

91. Евсеев С.П., Воронович И.Г. Устройство для тренировки мышц спортсменов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1710084 // Там же. - 1992. - №15.

92. Евсеев С.П. Устройство для тренировки гимнастов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1757688 // Там же. - 1992. - №32.

93. Евсеев С.П. Устройство для обучения вращательным движениям спортсменов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1769899 // Там же. - 1992. - №39.

94. Евсеев С.П. Устройство для тренировки мышц спортсменов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1769900 // Там же. - 1992. - №39.

95. Евсеев С.П.' Устройство для тренировки гимнастов: Пат. Российской Федерации на изобретение №1776419 // Там же. - 1993. - №40.

96. Евсеев С.П. Устройство для тренировки спортсменов: Пат. Российской Федерации на изобретение №2007206 // Там же. - 1994. - №3.

в рационализаторских предложениях:

97. Евсеев С.П. Амортизационное приспособление для обучения маховым упражнениям на кольцах: Удостоверение №4; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.Ф. Лес-гафта. - Л., 1974.

98. Евсеев С.П. Блочное устройство для обучения маховым упражнениям на кольцах: Удостоверение №5; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.Ф.Лесгафта. - Л., 1974.

99. Евсеев С.П. Съемное тензометрическое устройство для исследования техники упражнений на кольцах: Удостоверение №6; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1974.

100. Евсеев С.П. Модернизированная гимнастическая каретка: Удостоверение №13; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1974.

101. Евсеев С.П. Тренажер-колесо для обучения маховым упражнениям на кольцах: Удостоверение №14; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1974.

102. Евсеев С.П., Ухин Ю.В. Тензометрическое кольцо: Удостоверение №20; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1975.

103. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н. Устройство для обучения и тренировки гимнастов: Удостоверение №294; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1982.

104. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н., Гольдштейн В.Ю. Перекладина с повышенными амортизационными свойства-

ми: Удостоверение №457; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.Ф.Лесгафта. - Л., 1983.

105. Евсеев С.П., Рыкунов Ю.Н., Калинин Ю.С. Комплексное устройство для вращения тренажерных систем, закрепленное на грифе перекладины: Удостоверение №731/67; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1985.

106. Евсеев С.П., Халилов A.A. Устройство для обучения гимнастов оборотовым упражнениям на параллельных брусьях: Удостоверение №785/121; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1985.

107. Евсеев С.П., Халилов A.A. Книжка-кинограмма для обучения оборотовым упражнениям на параллельных брусьях: Удостоверение №808/144; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1985.

108. Евсеев С.П., Халилов A.A. Тренажерное устройство для обучения гимнастов перевороту вперед: Удостоверение №1018/11; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1987.

109. Евсеев С.П., Халилов A.A. Модернизированные параллельные брусья: Удостоверение №1019/12; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л.,

1987.

110. Евсеев С.П., Иванов K.M. Приспособления, заменяющие пантографы для графического определения центров тяжести отдельных частей и всего тела человека: Удостоверение №1088/81; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л., 1987.

111. Евсеев С.П., Макаров A.B., Федоров СЛ. Электронный комплекс "Батут": Удостоверение №1317/115; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л.,

1988.

112. Евсеев С.П., Местре Геррейру. Электронный измеритель реакции выбора: Удостоверение №1417/49; БРИЗ Спорткомитета РСФСР, ГДОИФК им.П.ФЛесгафта. - Л.,

1989.