Прямой удар (биомеханический анализ). Биомеханический анализ движений аэробики

ГЛАВА 5 Биомеханический анализ техники телесно-двигательного упражнения

Спортивной педагогикой накоплен огромный омыт исследования техники телесно-двигательных упражнений. При этом очень мало внимания уделялось разработке форм анализа для прикладных целей, как стройных технологий этого процесса. Практически были сделаны единичные попытки выделить такие формы и определить их содержание в связи с целями, задачами и возможностями исследователей.

5.1. Разновидности биомеханического анализа

К настоящему времени в биомеханике спорта выделено несколько форм анализа техники телесно-двигательных упражнения: 1) количественный; 2) качественный; 3) педагогический.

При проведении анализа техники с использованием любой из названных форм применяются характеристики движений человека, сущность которых изложена в предыдущих разделах. Напомним, что характеристики движений – это такие особенности или признаки, по которым движения различаются между собой. Количественные характеристики появляются в результате специальных измерений и вычислений. Они носят численное значение. Качественные характеристики основаны на словесном описании определенных биомеханических особенностей упражнения. Они не являются результатом вычислений и не носят численных значений.

При количественном биомеханическом анализе техники используются количественные характеристики движений, при качественном – качественные. Для получения количественных биомеханических характеристик и дальнейшего их использования надо знать, что каждая из них собою представляет, осознать сущность понятия, способ измерения характеристики, единицу измерения. Это же относится и к качественному анализу, который возможен, если специалист понимает, что означает каждая из применяемых характеристик и единицы их измерения. Этому может способствовать раздел книги, раскрывающий сущность биомеханических характеристик.

Для биомеханического анализа техники выбирается наиболее приемлемая его форма, сущность которой зависит от целей и информационно-технических возможностей профессионального познания телесно-двигательного упражнения.

Количественный биомеханический анализ подразделяется на точный и приближенный. Точный анализ основан на тщательной обработке и применении точных данных киноциклографии (теле-, кино-, фотосъемок) и других инструментальных методов, таких как электромиография, гониометрия, тензометрия, акселерометрия, стабилометрия и др. 11ри этом для анализа используется по возможности наибольшее количество основных и даже второстепенных биомеханических характеристик.

Приближенный количественный анализ также базируется на упрощенной обработке биомеханических характеристик, полученных теми же, что и в точном анализе способами.

Видимо, нет необходимости обосновывать далее невозможность практического применения количественного анализа в процессе профессионального познания телесно-двигательного упражнения педагогами-практиками. Такая форма анализа носит ярко выраженный научно-исследовательский характер и пока мало доступна для массового образовательного применения в учебно-педагогических целях в связи с недостатком инструментальных электронных средств исследования, а также оперативных технологий этого процесса.

Качественный биомеханический анализ подразделяется на углубленный, основной и упрощенный.

Углубленный характеризуется тщательным исследованием материалов, полученных с помощью тех же методов, что и в количественном анализе. При этом применяются логические построения п умозаключения с использованием данных смежных наук. Такой анализ решает задачи осмысления проведенного количественного анализа, его углубления и дополнения с результативными педагогическими выводами.

Основной качественный биомеханический анализ носит тот же (по В.Б. Ко- ренбергу) характер, но без использования материалов приборных измерений и специально обработанных материалов фото- и киносъемок, циклографии.

Упрощенный качественный биомеханический анализ отличает использование недостаточно корректных оценок двигательных действий в случае отсутствия достаточных знаний биомеханики.

Педагогический анализ осуществляется без сколько-нибудь существенного применения методов биомеханического анализа.

Нетрудно заметить, что в той трактовке, в которой даны качественный и педагогический анализы, они также мало подходят для целей профессионального педагогического познания телесно-двигательного упражнения в условиях получения специальности преподавателя и тем более в будущей практической деятельности. Это объясняется тем, что студенты в процессе обучения, как правило, не имеют возможности применять сложные электронные приборные измерения для получения биомеханических характеристик при проведении анализа спортивной техники. К этому следует добавить определенную сложность учебных программ курса биомеханики, а также достаточно часто встречающееся несоответствие исходного уровня знаний студентов и существующих требований к освоению содержания программ.

Основываясь на особенностях отмеченных форм биомеханического анализа, а также на собственном педагогическом опыте и умозаключениях, попытаемся обосновать п выделить приемлемую и доступную для наших целей форму анализа техники телесно-двигательного упражнения именно в педагогических оперативных целях. Для этого желательно начать рассуждения о цели познания. А ею, как известно, в спортивной педагогике является направленное воздействие и прикладность упражнения для последующего технологически верного и эффективного его практического применения.

Для достижения этой цели студенту необходимо:

• • владеть элементарной базой знаний, соответствующих курсу биомеханики и основанных на разделе «Механика» курса физики;
• • знать сущность основных понятий, терминов, их содержание, кинематические и динамические характеристики, трактовку основных законов механики, основные механизмы движения твердых тел;
• • иметь представление о системно-структурном подходе при изучении упражнений и применять его;
• • уметь анализировать технику телесно-двигательного упражнения;
• • в процессе познания упражнения уметь логически рассуждать и строить умозаключения с преемственным и уместным применением качественных био- м ехан и ч ее к и х хара ктери сти к;
• • уметь «читать» фотограммы, кинограммы, видеограммы упражнений;
• • делать частные выводы о результатах логических построений и умозаключений;
• • определять мышечное обеспечение двигательных действий и преимущественную функцию мышц;
• • выявлять режимы мышечной работы, как предпосылку для определения преимущественной направленности процесса развития определенной двигательной способности, а также ее прикладное™;
• • на основе проведенного анализа предполагать возможные ошибки в технике упражнения и планировать введение адекватных коррекций в процесс обучения;
• • развивать способность к рефлексии собственной деятельности.

Таким образом, анализ техники, к которому мы стремимся, должен носить ярко выраженный обучающий педагогический характер и предполагать качественный подход с применением биомеханических характеристик, законов и механизмов движений, а также побуждать к логическим системно-структурным рассуждениям, построениям и обоснованным выводам. Все отмеченное позволяет выделить новую, приемлемую для нас форму анализа техники упражнения и сформулировать ее краткое содержание. Педагогический биомеханический анализ предполагает логическое системно-структурное изучение техники телесно-двигательного упражнения на основе применения базовых знаний механики, биомеханики, динамической анатомии, физиологии и средств точной визуальной информации об изучаемых движениях. В дальнейшем мы будем руководствоваться именно этой трактовкой формы анализа техники, как подтвердившей свое право на существование в результате положительного опыта познания телесно-двигательных упражнений по предлагаемой в книге педагогической технологии.

Прямой удар (биомеханический анализ). Биомеханический анализ движений аэробики

В настоящее время кикбоксинг характеризуется возрастающим темпом и интенсивностью боя, совершенствованием техники двигательных действий, повышением уровня развития тактического мышления, физических и психических качеств кикбоксеров, возросшей силой наносимых ударов, расширением арсенала атакующих и защитных действий, применяемых в бою [1, 6]. Все это обязывает кикбоксера к повышению эффективности технико-тактических действий, выполняемых руками и ногами. Это, в свою очередь, побуждает тренеров и спортсменов к поиску наиболее прогрессивных методов тренировки, которые необходимо использовать у спортсменов различной квалификации. Наибольшие резервы для роста уровня спортивного мастерства бойцов предоставляются в технико-тактическом компоненте, определяющем уровень их соревновательной деятельности [5].

Повысить уровень технической подготовленности спортсменов невозможно без знаний биомеханических особенностей движений [2]. Техника выполнения ударов ногами в кикбоксинге трактуется, основываясь на визуальных наблюдениях, и имеет значительные различия во взглядах авторов [3, 4]. Подбор и последовательность применения тренировочных средств в этом виде спорта базируется в основном на многолетнем эмпирическом опыте, а не на специальных биомеханических исследованиях.

В данном исследовании проводился сравнительный биомеханический анализ техники прямых и боковых ударов нижними конечностями кикбоксеров различной квалификации. Это позволило определить оптимальные динамические и кинематические характеристики исследуемых ударных действий на различных этапах подготовки.

Практическая потребность применения в современном поединке кикбоксеров эффективных технико-тактических действий, а также отсутствие в теории и практике кикбоксинга подобных исследований выдвигают необходимость научного исследования указанной проблемы.

Цель исследования – выявить особенности изменения кинематических и динамических показателей ударных действий ногой у кикбоксеров различного уровня подготовленности.

Материалы и методы исследования

Анализ научно-методической литературы; опрос ведущих специалистов, тренеров; метод экспертной оценки; педагогическое наблюдение; педагогическое контрольное испытание; методы проведения биомеханического анализа техники двигательных действий; педагогический эксперимент; методы математической статистики.

Результаты исследования и их обсуждение

Нами анализировалась динамика показателей скорости, траектории движения, последовательности включения в движение различных частей тела, их вклады в ударное движение при выполнении ударов ногами у кикбоксеров различной квалификации. Изучались кинематические и динамические характеристики бокового и прямого ударов ногами. Сопоставлялись результаты ударов ногами по силомеру и по воздуху.

В исследовании принимали участие 80 спортсменов: 28 новичков, 20 спортсменов III–II спортивных разрядов, 17 кикбоксеров I разряда – КМС; 15 спортсменов МС и МСМК, ЗМС.

Наиболее значимые изменения в технике ударов ногами наблюдаются в сравнении показателей новичков и высококвалифицированных кикбоксеров. Поэтому в данной статье приводятся более подробные сведения о технике выполнения изучаемых ударных двигательных действий спортсменами этих двух квалификационных групп. При выполнении бокового удара ногой наблюдается одна и та же последовательность включения различных частей тела в удар у кикбоксеров различной квалификации. Сначала поворачивается плечевой пояс, затем начинается поворот таза и движение ноги к цели, движение идет сверху вниз. Различается угол между плечевым поясом и тазом, образующийся до начала отрыва ударной ноги от опоры. Значение его увеличивается по мере роста уровня спортивного мастерства. Максимальное его значение достигает 45° у высококвалифицированных спортсменов.

Растет и амплитуда движения плечевого пояса и таза. Если у новичков этот показатель не превышает 20°, то у кикбоксеров высокой квалификации поворот туловища составляет 90°. Наблюдаются отличия в конечной фазе выполнения удара. У новичков, спортсменов массовых спортивных разрядов, кандидатов в мастера спорта в момент касания цели подъемом стопы плечо, таз, и ударная часть бьющей конечности образуют тупой угол (140–160°). У кикбоксеров высокой квалификации на этой стадии удара исследуемые звенья тела образуют прямую линию. Различно и положение опорной ноги: у новичков она находится на линии атаки и согнута в коленном суставе под углом более 170°.

В процессе роста уровня технико-тактической подготовленности постановка опорной ноги смещается вперед – влево по траектории движения бьющей ноги, угол сгибания коленного сустава уменьшается. Отличительной особенностью техники выполнения бокового удара ногой у высококвалифицированных кикбоксеров является наличие угла между опорной, ударной ногами и соударяемой поверхностью (30°) в конечной стадии удара.

Такие изменения в технике выполнения бокового удара ногой в процессе роста уровня мастерства спортсменов способствуют существенному увеличению времени воздействия мышечных групп, осуществляющих движения, что способствует развитию большего усилия при движении различных частей тела. Изменение положения частей тела в конечной стадии удара и увеличение амплитуды их движения приводит к увеличению ударной массы и скорости движения. При этом формируется устойчивое положение на опорной ноге.

При выполнении бокового удара ногой показатели перемещения скорости плечевого сустава постоянно достоверно увеличиваются у спортсменов анализируемых квалификационных групп: III и II спортивные разряды – 116,0 % (p 0,05) и голеностопном (12,1 %, p > 0,05) суставах.

При выполнении прямого удара ногой по мере повышения уровня спортивного мастерства существенно уменьшаются коэффициенты вариации. Время выполнения прямого удара ногой по силомеру по мере роста спортивного мастерства уменьшается недостоверно, а вот при выполнении прямого удара ногой по воздуху – существенно (p

Прямой удар (биомеханический анализ)

Наблюдения показывают, что одним из эффективных технических приемов, от которого непосредственно зависит успех поединка, является прямой удар правой.

Проведенный анализ методической и научной литературы показал значительные различия во взглядах авторов на технику приема, что побудило обратиться к этой проблеме. Следует отметить, что изучение координационной структуры единого технического приема «прямой удар» проводилось впервые.

Целью настоящей работы является определение оптимальной структуры ударного движения прямого удара правой в голову с применением современных методов исследования: динамографии, специальной киносъемки, киноциклографии и математической обработки экспериментальных данных.

При обработке кинограммного материала использован метод хронографии (рис. 2,3) с учетом направления движения осей суставов при выполнении ударного движения с установками на силу ( F ), быстроту ( V ) и комбинированной ( FV ).

Каждый уровень значимости на графиках равен времени стояния одного кадра – 0,042 сек. Для приведения попыток к одному масштабу конец ударного движения принят за ноль, а в каждой хронограмме по оси абсцисс отложены в левую сторону со знаком минус уровни считанного движения. Во всех попытках получились хронограммы, неодинаковые по длительности. С целью получения одной хронограммы со средним показанием времени установки все три попытки рассчитали по правилам математической статистики.

При анализе хронограммы ударного движения мастеров спорта видно, что она распадается на три части. Первую часть составляет движение поворота туловища вокруг вертикальной оси с одновременным приседанием (сгибанием ног).

Это движение продолжается 0,12 сек. И занимает уровни от 8-го до 5-го (установка на силу). Точка оси тазобедренного сустава при этом движении стремится вниз, что характеризует указанное приседание. Рассматривая ударное движение с установкой F , можно также сделать заключение о том, что первая часть общего ударного движения от 4-го до 5-го уровня имеет ту же задачу, хотя длится по времени значительно меньше (0,042 сек.). Точка оси тазобедренного сустава движется также вниз, что указывает на понижение общего центра тяжести. Аналогичная картина наблюдается и при движении ч установкой FV : тенденция поворота с одновременным опусканием общего центра тяжести за счет сгибания ног проявляется достаточно четко. Таким образом, первым составным элементом ударного движения можно считать движение поворота с одновременным приседанием.

Второй составной частью общего ударного движения — является активная работа сзади стоящей ноги в процессе отталкивания от опоры с одновременным продвижением тела вперед.

Так, при установке F эта часть движения занимает 0,08 сек., при установке V – 0,042 сек., при установке FV – 0,042 сек. Рассматривая направление движения оси голеностопного сустава можно видеть, что при всех трех установках выражено направления вперед-вверх, которое осуществляется за счет разгибания стопы и движения голеностопного сустава от опоры, что указывает на толчок ногой от опоры при ее выпрямлению Таким образом, второй частью ударного движения после поворота является толчок ногой от опоры с целью продвижения тела вперед.

Третьей составной частью общего ударного движения является выполнение непосредственно удара бьющей рукой (в нашем исследовании правой).

Это движение длится при установке F -0,21 сек., при установке V – 0,165 сек., при установке FV – 0,165 сек. Направление изображающей точки m (лучезапястный сустав) во всех трех установках ударного движения однотипно – вперед.

Таким образом, третьей составной частью общего ударного движения является непосредственно выполнение удара бьющей рукой.

При анализе хронограмм боксеров 1 разряда можно видеть те же закономерности разложения ударного движения на три составные части. Однако если движение осей суставов имеют одинаковую направленность, то временные отношения частей движения несколько различны (рис. 3). По-видимому, это свидетельствует о различной квалификации исполнителей, о чем будет идти речь ниже.

Из анализа хронограммы можно установить последовательность частей движения при выполнении общего ударного движения. Ограничимся рассмотрением лишь хронограммы мастеров спорта, полагая, что их техническое мастерство является более совершенным по сравнению с перворазрядниками и, следовательно, в данном исследовании может служить образцом для остальных. Следует подчеркнуть, что технику мастера спорта не принимается за эталон, а считается более совершенной лишь в настоящем частном исследовании.

При различных установках первоначально осуществляется движение поворота, которое имеет различные показатели времени в зависимости от поставленной задачи. Толчок ногой от опоры производится по окончании поворота. Ударное движение осуществляется одновременно с движением толчка после поворота и подседа.

Следовательно, последовательность выглядит так:

а) поворот с подседом;

б) толчок ногой от опоры и одновременно удар бьющей рукой.

Структура движения при ударе, как видно из хронограммы, имеет различие в связи с поставленными задачами. Эти задачи, как было описано выше, связаны с различными установками. Рассмотрим, в чем проявляются различия в установках боксера (см. таблицу).

Как видно из представленной таблицы, установка влияет на силу соударения руки с целью и общее время ударного движения.Рассматривая средние величины этих показателей, можно обнаружить следующую тенденцию при реализации ударного движения с различными установками:

а) при установке F сила удара наивысшая (91,5 усл. ед.), но наибольшее значение имеет время ударного движения (0,40 сек.). Следовательно, в этом проявляется известный закон Хилла: при выигрыше в силе происходит проигрыш в быстроте движения;

б) при установке V сила удара наименьшая (47,5 усл. ед.), но и время ударного движения также наименьшее (0,27 сек.). Уменьшение показателя силы дает выигрыш в быстроте совершения удара;

в) при установке FV сила удара (67,5 усл. ед.), время ударного движения (0,35 сек.) занимают некоторое среднее промежуточное положение. В этом случае происходит проигрыш в силе по сравнению с установкой F , но одновременно наблюдается выигрыш в быстроте ударного движения.

Оценивая параметры ударных движений с различными установками, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом установки является FV , позволяющая в боевой обстановке наносить удары с относительно большим показателем силы в требующиеся отрезки времени, то есть с относительно большой быстротой.

Приведем данные сравнительного анализа структуры данного движения (рис. 4) мастеров спорта и перворазрядников.

При установке удара на силу боксеры первоначально совершают поворот с подседанием. Однако длительность этого поворота у боксеров различна. Так, если мастер спорта выполняет поворот в среднем за 0,12 сек., то перворазрядник – за 0,29 сек. С одной стороны, более длительное движение поворота является положительным. С другой стороны, это явление имеет отрицательный эффект, так как в боевой обстановке, характеризующейся жестким лимитом времени, демаскирует ударное движение и позволяет противнику нейтрализовать его защитными действиями.

Вторую часть движения – толчок ногой – мастер спорта осуществляет последовательно за движением поворота за 0,08 сек. Перворазрядник выполняет аналогичное движение более длительно по времени (0,165), начиная его на фоне поворота. Это обстоятельство можно оценить следующим образом. Толчок ногой должен осуществляться энергично, но в короткое время, позволяющее уложить ударное движение в жесткие отрезки времени боевой обстановки. В этой связи толчковое движение перворазрядника вряд ли можно признать целесообразным, особенно факт наслаивания движения толчка на движение поворота, так как в этом случае происходит разложение действующих сил и эффект накопления общего количества движения минимален.

Непосредственно удар бьющей руки по форме однотипен у боксеров, однако мастер спорта это движение осуществляет более длительно (0,21-0,165). Приложение силы в больший отрезок времени (иными словами, на большем пути) по законам механики создает больший ударный импульс. В этой связи следует признать более целесообразным выполнение собственно удара мастером спорта. Оценивая общие параметры ударного движения, можно указать, что сила удара обоих боксеров примерно одинакова, но время ударного движения мастера спорта значительно меньше (на 28 %), что свидетельствует о большей эффективности его действий в боевой обстановке. Таким образом, при установке на силу необходимо движение максимальной силы удара при сохранении оптимальной быстроты может служить наличие выгодной структуры ударного движения, приближающейся к описанной структуре.

При установке на быстроту боксеры первоначально выполняют движение поворота с подседанием. Однако если мастер спорта выполняет это движение энергично и быстро (0,042 сек.), то перворазрядник это движение выполняет относительно медленно (0,165 сек.). Остальные части движения (толчок и собственно удар) обоими спортсменами выполняются однотипно по форме и в одинаковые отрезки времени.

Рассматривая параметры общего ударного движения, можно установить, что сила удара у перворазрядника больше на 20 %, а время удара – на 36 %. Следовательно, нанесение быстрого удара мастером спорта выполняется эффективнее, а структура его движения является более оптимальной. Таким образом, длительный поворот с приседанием, присущий боксеру более низкой квалификации, указывает на недостатки в технике ударного движения. Надо полагать, что оптимальной структурой являются энергичные и быстрые движения поворота и толчка, позволяющие в боевой обстановке нанести «противнику» несильный, но точный и быстрый удар (типа «разведки»).

Анализ структуры при выполнении установки FV показывает следующее: оба боксера первоначально выполняют движение поворота с подседанием. Однако мастер спорта это движение выполняет за 0,12 сек., а перворазрядник – за 0,25 сек. В этом случае достигается более высокий показатель ударной силы (77 усл. ед. против 58 усл. ед.), но одновременно происходит потеря времени (на 31%). Движение толчка у перворазрядника аналогично структуре при установке удара на силу. В то же время движение поворота у мастера спорта аналогично ударному движению с установкой на быстроту и длится 0,042 сек. Следовательно, движение толчка у мастера спорта является более оптимальным, ударное движение у обоих спортсменов аналогично и длится 0,165 сек. Оценивая общую структуру движения установки FV боксеров различной квалификации, можно сделать следующее заключение.

У квалифицированного боксера задача создания оптимального импульса силы решается путем введения движения поворота с подседанием, аналогично установке F по времени и направлению. Задача создания оптимальной быстроты ударного движения решается введением в структуру движения поворота и собственно удара, аналогичных структуре при установке V . Это комбинирование частей движения при реализации установки FV создает оптимальную структуру ударного движения при оптимальной силе удара и оптимальной быстроте движения.

Менее квалифицированный боксер задачу создания оптимальной силы удара решает введением в структуру движения поворота и движения толчка, аналогичных структуре при установке F , незначительно уменьшая длительность этих движения. Ударные движения во всех случаях однозначны. Следовательно, никакого комбинирования частями движения в общей структуре удара боксерами низкой квалификации не производится, а лишь избирательно несколько сокращается их длительность.

Обобщая данные анализа, можно установить некоторые принципы, которые возможно применить в учебно-тренировочной работе.

1. Учитывая наличие трех частей движения в общей структуре удара, целесообразно применять расчлененный метод обучения и совершенствования при сохранении следующей последовательности:
   1. обучение или совершенствование движения поворота с подседанием;
   2. обучение или совершенствование движения толчка ногой от опоры с одновременным ударным движением руки к цели;
   3. обучение или совершенствование целесообразной структуры ударного движения как связанных между собой в единый прием частей этого движения.
2. Следует вводить установки удара на силу, быстроту и силу – быстроту.
3. Целесообразно четко комбинировать частями движения при реализации установки на силу-быстроту.
4. Необходимо сокращать время поворота и подседания при ударном движении с максимальной быстротой.

Источники:

http://ozlib.com/801968/sport/biomehanicheskiy_analiz_tehniki_telesno_dvigatelnogo_uprazhneniya
http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32582
http://www.boxland.ru/articles/priamoyudar/