скачать книгу бесплатно
Рассмотренные случаи движений, так же, как и сами режимы работы мышц, по сути упрощенные модели истинной деятельности мышечного аппарата спортсмена. Однако профессиональный анализ тренировочных упражнений в спорте, описание технических эффектов движений не возможны без удовлетворительного знания хотя бы основных, грубо очерченных закономерностей работы двигательного аппарата.
3.3. УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯМИ
Рассмотренные выше биомеханические закономерности работы двигательного аппарата спортсмена относятся, по преимуществу, к его периферической, эффективной части. Между тем, любой двигательный акт, совершаемый человеком, предполагает участие в исполнении движения центрально-нервных механизмов, подобно тому, как передвижение на автомобиле требует не только наличия подвижной части с рамой, мотором и колесами, но и системы управления, на вершине которой находится водитель.
3.3.1. Кольцевая схема управления движениями
Вопрос об управлении произвольными движениями широко и разнообразно обсуждался в специальной литературе, и основные положения, относящиеся к данной проблеме, ныне сложились в достаточно определенную концепцию. Это концепция кольцевых процессов управления двигательными действиями на основе сенсорных коррекций, полностью применимая и к спортивным двигательным действиям.
Фазы управления движениями. На рис. 3.15 принципиальная схема управления двигательным действием, в целом соответствующая концепциям П. К. Анохина, Н. А. Бернштейна и др., но адаптированная в целях прикладного применения. Анализ этой схемы регуляции двигательных действий помогает понять целый ряд закономерностей освоения и исполнения спортивных упражнений.
Рис. 3.15. Кольцевая схема управления двигательными действиями на основе сенсорных коррекций.
Обозначения: 1—2 – формирование образа действий в программирующих отделах ЦНС спортсмена, 3—4 – сигнал прямой связи и начало действия, 5—6 – активная мышечная работа и ее начальный физический эффект, 7—10 рецепция осуществленного движения и сигнал обратной связи, поступающий в аппараты сравнения и программирующие отделы ЦНС, 11—17 – коррекция движения и продолжение двигательного акта в новом цикле сенсорного контроля-управления.
Можно видеть, что двигательный акт, согласно этой схеме, развивается в следующей принципиальной последовательности:
– вначале формируется образ действия-движения в программирующих отделах ЦНС (1—2). Это фаза, связанная с возникновением и (или) последовательным уточнением двигательных представлений, играющих кардинально важную роль как в самом начале обучения, так и в дальнейшем, вплоть до выработки установки на исполнение упражнения в соревнованиях. Сформировавшиеся двигательные представления являются по сути, своего рода, программой двигательного действия;
– при наличии сформированной программы, психологической установки и должной функциональной готовности на конкретное исполнение двигательного действия, в управляющих отделах ЦНС (3) генерируется командный, эфферентный сигнал или – сигнал прямой связи. Это фактическое начало непосредственного двигательного акта (4);
– эфферентный импульс вызывает возбуждение мышечного аппарата (5), дающего некоторый первичный эффект (6) в виде усилия, движения и т.п.;
– результат физической работы, полученный в этом цикле действий, подлежит рецепции (7), т.е. оценке сенсорными системами, функционально соответствующими полученному движению;
– информация о результатах рецепции поступает в виде афферентного сигнала или сигнала обратной связи (8) в аппараты сравнения ЦНС (9);
– в аппаратах сравнения происходят анализ и синтез полученной информации на предмет соответствия программного движения фактически полученному результату. Если последний соответствует ранее заданной программе, исполнение упражнения может быть продолжено (10). При рассогласовании того и другого (что весьма типично для обучения) программа экстренно корректируется (11);
– в дальнейшем генерируется вторичный эфферентный импульс (12—13), также поступающий в эффекторы (14) и дающий некоторый новый результат (15), подвергающийся очередной рецепции (16, 17).
Описанный циклический процесс повторяется до тех пор, пока сохраняется потребность и возможность исполнения управляемого произвольного двигательного действия.
Сенсорные коррекции. Таким образом, можно убедиться, что процесс управления носит кольцеобразный характер и строится на основе обратной связи, получаемой от сенсорных систем. Перестройки, которые благодаря этому могут вноситься в движение, носят наименование сенсорных коррекций, без которых никакое произвольное движение не может быть управляемым[15 - Напомним об известном эксперименте с т. н. «ишемической деафферентацией», при которой на бедро испытуемого накладывается резиновый жгут, лишающий конечность нормального кровообращения и, соответственно этому, должной чувствительности, а значит – и условий для обратной афферентации. После этого легко убедиться, что никакое координируемое движение, например, стопой, не удается. Простейшая бытовая аналогия этому опыту – «отсиженная» нога.].
Интересно отметить, что в приведенной схеме управления двигательным актом как бы в снятом виде отражается весь процесс освоения спортивного упражнения, включающий в себя создание и совершенствование необходимых двигательных представлений, углубленное разучивание движения с его последовательной коррекцией и совершенствованием, а также методы и средства такой работы.
3.3.2. Скорость управления движениями (СУД)
Быстрота циркуляции нервных импульсов в системе управления действием-движением конечна. Как известно, меньше всего нужно времени на простые двигательные реакции, не требующие выбора, а также реакции, относящиеся к наиболее освоенным, автоматизированным двигательным действиям. Более сложные реакции, в особенности, связанные с разучиванием новых движений, требуют большего времени.
Так, есть данные (А. В. Овсянников, 1975), согласно которым время обратной афферентации, в данном случае, время, необходимое для оценки качества выполненного движения с учетом потребностей его возможной коррекции, при обучении гимнастическим упражнениям достигает 0,3 с, что, в сущности, очень много, если иметь в виду исполнение быстротечных движений (см. ниже).
С другой стороны, длительность двигательных действий и фаз движений, требующих оперативного управления (иначе говоря – их быстрота), весьма различны. Это означает, что спортивные упражнения, в зависимости от скорости включенных в них действий, в разной степени доступны для управления на основе сенсорных коррекций. В целом управляемость движения определяется отношением скорости анализа/синтеза сенсорной информации к скорости действия-движения; чем выше первая и ниже вторая, тем более управляемо данное движение, тем более оно доступно для коррекции в процессе обучения и исполнения. Таким образом, эффективная СУД – величина относительная.
Управляемость движений. Рассмотрим четыре условных категории спортивных упражнений, различающихся по названным выше параметрам.
Импульсные движения имеют время исполнения, соизмеримое с временем обратной афферентации или еще меньшее. Данные упражнения практически не доступны для оперативной коррекции. Таково, например, большинство мощных отталкиваний в легкой атлетике, гимнастике, акробатике или ударных действий. Длительность всех таких действий измеряется, максимум, двумя десятыми долями секунды, но как правило, бывает еще меньше. Например, типичное время отталкивания в акробатических, опорных гимнастических или легкоатлетических прыжках обычно не превышает 0,12 с. Даже при высшей степени мастерства спортсмен, успевший осознать неполадки в подобном движении, практически лишен возможности внести в него какую-либо коррекцию в механически эффективной форме. Тем более это относится к импульсным действиям типа прыжков, когда немедленно после выполненного действия спортсмен в принципе лишается возможностей взаимодействия с опорой или снарядом. Предельная модель этой ситуации – выстрел, когда исправить ошибку можно только в следующей попытке. Этими свойствами импульсных действий объясняются трудности в их совершенствовании, когда грубые формы движения могут осваиваться достаточно быстро и просто, а высокий уровень мастерства достигается очень длительной, кропотливой работой, а порой не достигается вовсе.
Быстрые движения выполняются в интервале времени не более 0,4—0,5 с. Это время близко к критическому значению обратной афферентации и при попытке действий типа сложной реакции от спортсмена требуются предельная быстрота и точность. Типичны в этом смысле действия голкиперов после опасного удара по воротам; теннисистов, идущих на прием короткой передачи; боксеров, реагирующих на удары противника; гимнастического тренера, бросающегося на помощь ученику, сорвавшемуся с перекладины, и т. п. Однако, даже при самой блестящей реакции исполнителя вероятность успеха в данной ситуации невелика и в значительной степени зависит от удачи, так как, сумев вовремя среагировать на сам факт атаки, спортсмен не успевает достаточно полно «расшифровать» внезапно полученную сенсорную информацию и принять единственно верное решение.
Умеренно – быстрые движения. К этой категории могут быть отнесены многие спортивные движения, в том числе целостные упражнения, длительность исполнения которых измеряется временем до 1,5—2 с. По ходу исполнения таких упражнений в них могут достаточно успешно вноситься спорадические коррекции. Эффективность и развернутость коррекционного управления такими движениями может быть различной в зависимости от их структурной сложности, необходимого темпа координированных двигательных действий, подготовленности спортсмена, его функционального состояния, и наконец, совершенства методов и средств обучения.
Так, при исполнении сальто из виса на перекладине или кольцах опорный период оказывается достаточно длительным, чтобы опытный гимнаст, отметив аномалии в исполнении начальной стадии упражнения, мог бы еще до перехода в безопорное положение до известной степени скорректировать движение и избежать ошибки. То же относится и к полетной части таких движений (время порядка 1,10—1,15 с), в которой могут выполняться действия вариативного характера. Типичны «подстроечные» действия у гимнастов, акробатов, когда ошибки опорной стадии движения хотя бы частично компенсируются в полете за счет техники группирования и т. д. Характерны также примеры экстренной перестройки программы движения, связанные с тактикой борьбы, особенно в игровых видах спорта и единоборствах. В контексте обучения умеренно-быстрые движения – наиболее благодарный материал для освоения и совершенствования. Именно на такие упражнения, прежде всего, ориентирован основной массив методов и приемов учебно-тренировочной работы.
Медленные движения, длительность исполнения которых существенно больше, чем время обратной афферентации (от 2 с и более), наиболее управляемы и в наибольшей степени доступны для оперативной коррекции, если этому благоприятствуют чисто технические условия (контакт с опорой и др.). К этой категории могут быть отнесены многие упражнения, например, силового, «жимового» характера, упражнения на равновесие, выразительные движения типа небыстрой сложно координированной пластики и др.
Средства повышения управляемости движений. Относительность СУД обусловливает особенности методики повышения управляемости движений. Стремясь помочь спортсмену наладить по ходу обучения систему управления двигательным действием следует, по возможности, оперировать как самим упражнением, так и средствами управления. Опишем в этой связи некоторые наиболее характерные направления, приемы и средства работы. Выделим, прежде всего, средства обобщенного воздействия, направленные на повышение функциональных возможностей спортсмена.
Совершенствование скоростных и сенсомоторных качеств спортсмена – один из наиболее кардинальных путей к успешному освоению любых спортивных упражнений, особенно связанных с быстрым движением. Как известно, скоростные качества спортсмена (здесь – скорость двигательной реакции) определяются рядом признаков, включая латентное время реакции, скорость одиночного неотягощенного движения, частоту повторных движений. Все эти качества могут совершенствоваться и подлежат специальной тренировке в формах, наиболее адекватных данному виду движений.
Не менее важна специальная тренировка сенсомоторных качеств спортсмена – реакций антиципации, способностей ориентироваться в пространстве и др. Совершенствование соответствующих двигательных возможностей – важнейший раздел подготовки во многих видах спорта. Достаточно вспомнить тренировку футбольного вратаря, которого «обстреливают» сразу десятком мячей; тренаж боксера, отрабатывающего уходы в работе с грушей; батутную «обкрутку», широко используемую во многих видах спорта гимнастического ряда. Подобные приемы и средства специальной тренировки двигательной реакции в принципе известны с древних времен на примерах исторически сложившейся подготовки в восточных единоборствах. Все это имеет не только техническое значение, но и крайне важно, как средство тренировки разнообразных психомоторных реакций, средство повышения подвижности нервных процессов, связанных с контролем собственных двигательных действий и управлением ими.
Расширение технического арсенала спортсмена – важнейший фактор повышения эффективности, точности двигательных действий при быстрых движениях. Чем больше выбор уже освоенных спортсменом технических приемов, которыми он владеет на уровне навыка и может без промедления использовать в форме реакции на виртуальную двигательную ситуацию, тем выше вероятность успешных действий при обучении. При этом, чем выше (до уровня оптимума) уровень автоматизации соответствующих двигательных действий, тем более высоким может быть эффект их применения. Таким образом, в данном случае речь идет о мастерстве спортсмена, которое предполагает не только высокий уровень технической подготовки на всех ее этапах, но и возможно больший спортивный опыт. Богатый технический арсенал зрелого спортсмена вообще способен в определенной степени компенсировать недостаток скоростных, реактивных качеств, которыми может обладать более молодой, но неопытный спортсмен.
Совершенствование двигательных представлений – также один из путей повышения эффективности управления ДД. Наиболее важная форма двигательных представлений в этом случае – идеомоторика, способность спортсмена вызывать в своем воображении образ предстоящего движения, детально воспроизводимый в сознании на как можно более обширном модальном «поле», т.е. в виде не только визуальных образов, но и в форме темпоритма, структуры мышечных напряжений и др. ощущений, сопровождающих исполнение именно этого упражнения.
Отметим теперь наиболее характерные методические приемы, позволяющие повысить эффективность управления двигательными действиями в конкретных условиях.
Замедление движения – хорошо известный прием обучения, позволяющий резко повысить СУД. Этот подход широко используется в различных замедленных имитациях движений, в так называемых «проводках», т.е. императивных формах направляющей помощи по всему движению, осуществляемой с помощью тренера или с применением специальных тренажеров. Предельная форма замедления, применяемая с целью осознания спортсменом действий в ключевых моментах упражнения и усвоения необходимых дифференцировок – фиксация рабочего положения тела.
Пример из области искусства. Знаменитый польский пианист Карел Таузиг (1841—1871) после каждого своего концерта, не уходя из пустого уже зала – медленно проигрывал всю программу еще раз, обращая особое внимание на неточности, допущенные, как ему казалось, в концерте.
Однако, прием замедления позволяет воспроизводить лишь отдельные координационные, кинематические параметры движения, практически не затрагивая его реальной динамики. Не работает этот прием и применительно к двигательным действиям, требующим предельно быстрой реакции, т.е. именно того компонента действий, который и является предметом освоения.
Наиболее благоприятная сфера применения замедления – умеренно-быстрые упражнения. В этом случае целесообразно применение гаммы постепенно и последовательно нарастающих по скорости упражнений, при исполнении которых спортсмен может, не теряя информации, переносить двигательные представления и элементы навыка, усвоенные при замедленном движении, на все более быстрые его формы, вплоть до желаемой.
Пространственная регламентация движения. Как отмечалось, импульсные и быстрые движения труднодоступны или практически не доступны для оперативной коррекции. Поэтому такие движения, подобные выстрелу, требуют тщательного «прицеливания». Для этого используются хорошо известные из методической литературы визуальные ориентиры, механические регуляторы (в роли тактильных ориентиров) и т. п. средства.
Примеры их использования многочисленны: футболисты, отрабатывающие прицельный удар по воротам, бьют по зональным разметкам (попасть в «шестерку», в «девятку»), аналогичными приемами пользуются волейболисты, теннисисты и др. В художественной гимнастике юные спортсменки применяют пространственные ограничители, заранее обозначающие заданную высоту броска предмета и пределы допустимых горизонтальных смещений. Разучивание некоторых прыжков в акробатике производится в зауженном коридоре, обозначенном вертикально стоящими матами; прикосновение к матам, возникающее при отклонении от заданного направления движения, играет в этом случае роль тактильного сигнала об ошибке.
Еще чаще используются «точечные» визуальные, звуковые и тактильные ориентиры, позволяющие спортсмену заранее настроиться на выполнение ключевого движения, регламентированного по высоте, направлению, амплитуде, силовым акцентам. Отметим, что все такие приемы организации движений носят прелиминарный, упреждающий характер. Еще до начала движения они организуют пространство вокруг спортсмена, беря его «в тиски» разрешенных отклонений от нормы. Таким образом, приемы этого рода вновь теснейшим образом связаны с двигательными представлениями спортсмена.
Временна?я регламентация движения апеллирует, прежде всего, к темпоритму движения и, таким образом, тесно связана с организацией целостной структуры движения. При исполнении упражнений, требующих точной координации в условиях быстродействия, ритмолидирование (включая и показатели темпа движения) является одним из важных средств содействия управлению ДД. Близким к этому по смыслу средством организации управления ДД является музыкальное сопровождение движений.
3.3.3. Средства внешнего управления движениями
Описанное выше кольцевое управление движением на основе сенсорных коррекций осуществляется самим спортсменом и, таким образом, строится во «внутреннем контуре» системы управления движением. Однако, на начальных этапах обучения, когда двигательные представления только формируются, спортсмен даже в первом приближении не располагает сколько-нибудь эффективной системой управления двигательным действием. В этом случае ее отсутствие может быть компенсировано помощью извне. Здесь «внутренний контур» управления дублируется «внешним контуром» (рис. 3.16).
Рис. 3.16. Исполнение упражнения с использованием внешнего контура управления.
В частности, тренер, контролирующий действия ученика, может брать на себя определенную часть функций управления движением. При этом действия тренера, отслеживающего движения спортсмена, подчиняются принципам той же кольцевой схемы управления, и если разучивается движение, быстро разворачивающееся во времени, то реактивные возможности тренера не всегда могут быть достаточными для оказания своевременного воздействия.
Наиболее ярко это проявляется в случаях, когда взаимодействие ученика и тренера носит не опосредованный, дистантный характер (указания, сигналы различного типа), а непосредственно контактный, физический характер, как это бывает, например, при освоении многих гимнастических упражнений. Помогая в исполнении хорошо знакомого упражнения своему ученику, тренер действует наиболее эффективно, уверенно предугадывая при этом действия спортсмена и вовремя реагируя на возможные, тем более ожидаемые, ошибки.
Однако, в менее благоприятных условиях реакции тренера могут запаздывать или быть неадекватными, подобно действиям вратаря, «не угадавшего» направление удара. Иначе говоря, в этой ситуации скорость и точность управления собственными действиями у тренера оказывается недостаточной, а, следовательно, неадекватными остаются и действия его ученика.
Как можно преодолеть эти затруднения?
Многообещающи в этом отношении возможности технических средств обучения (ТСО). Современные ТСО, использующие возможности автоматизированного управления движением, могут, в принципе, давать практически моментальную реакцию на действия спортсмена, существенно опережая тренера по скорости воздействия.
Рис. 3.17. Схема соотношения во времени действий спортсмена, тренера и ТСО.
На рис. 3.17 изображена схема, отражающая соотношение во времени отдельных фаз обучения и двигательных действий, осуществляемых при участии спортсмена (Б), тренера (В) и, по возможности, с использованием ТСО (А).
В качестве критерия деления на фазы действия в данном случае использована формула управления, применяемая в программированном обучении. Это – информационная, операционная, контрольная и коррекционная фазы. Анализируя построение, можно видеть, что при взаимодействии тренера и ученика первые (информационные) шаги (1—2) не создают принципиальных проблем управления процессом обучения. Далее, при начале быстрого движения успех могут иметь прелиминарные (упреждающие) приемы, которые инспирируют начало действия (3). В дальнейшем, если тренер не использовал непрерывного физического контроля движений ученика, а действовал лишь в ответ на их внезапные нарушения, он в большей или меньшей степени, но неизбежно, опаздывает со своей реакцией (8), которая могла быть эффективной только в случае, если бы успевала попасть в фазу афферентации ученика и стать для него информацией, нормально циркулирующей во внутреннем контуре управления (5). Однако при быстрых действиях это практически маловероятно.
Совершенно иначе помощь, исходящая из внешнего контура управления, могла бы выглядеть при использовании автоматизированных ТСО, способных, в пределах заданной программы, анализировать и соответственно корректировать движение практически моментально.
3.4. ДВИГАТЕЛЬНАЯ ОШИБКА
3.4.1. Понятие «двигательной ошибки»
Обучение гимнастическому упражнению – конструктивный процесс, всегда связанный с поиском наилучшего решения двигательных задач, последовательно возникающих перед исполнителем в виде установки на все более высокий уровень исполнения движения. Практически неизбежный атрибут такой работы – преодоление затруднений, проблемных ситуаций и, как следствие, ошибок исполнения.
Поскольку гимнастические движения носят программный характер, успешность их выполнения может быть оценена только путем сопоставления реального движения с программой. Вместе с тем далеко не всякое расхождение между программой и выполненным движением может быть квалифицировано как ошибка, так как реальное исполнение упражнения, даже в целом успешное, редко достигает идеала. Таким образом, двигательная ошибка (далее – ДО) – это отклонение движения от заданной программы, влияющее на его спортивную оценку и требующее, в связи с этим коррекции в процессе обучения.
3.4.2. Значимость двигательной ошибки
Не всякое отклонение от нормы может расцениваться как ошибка. Следует различать разные степени и формы несоответствия между «идеальным» программным движением и реальным исполнением. Выделяются несколько видов таких отклонений, различные по значимости и свойствам. На рис. 3.18 они показаны в виде символических траекторий, в той или иной форме и степени, отклоняющихся от идеала.
Рис. 3.18. Значимость ошибки.
Флуктуации(а) – непроизвольные, случайные колебания параметров движения в непосредственной близости от нормы. Флуктуации неизбежно имеют место даже при «идеально» стабилизированном навыке и неуправляемы как естественное рассеяние при стрельбе. Они всегда пренебрежимо малы по величине, не дают повода для коррекционной работы в обучении и не рассматриваются как ошибка.
Вариации(б, в) – несущественные отклонения движения от идеальной программы, практически не влияющие на оценку качества исполнения упражнения. Однако наиболее заметные структурные вариации («протоошибки») могут давать повод для дополнительной работы, направленной на повышение стабильности навыка или его коррекцию.
Нарушения(г, д) – существенные отклонения от программного движения, при которых номинал упражнения сохраняется, но ошибки исполнения караются судейством.
Срывы(е, ж) – наиболее грубая форма несоответствия реального и программного движения, при котором исполнение упражнения не может быть засчитано.
В зависимости от степени сформированности, автоматизированности двигательных действий, все формы изменения движения (не считая флуктуаций) могут носить как изменчивый, так и фиксированный характер. Ошибки, не зафиксированные в форме навыка, являются нормальным предметом работы, тогда как «заученные» ошибки, автоматизировано повторяющиеся в составе навыка, представляют собой проблему, наиболее трудную для разрешения в обучении.
3.4.3. Причинно-следственные связи в структуре двигательной ошибки
Двигательная ошибка всегда порождается некоторым первичными факторами, порождающими, в свою очередь, целый ряд сдвигов, производных от первичного нарушения. Ошибочное движение, доступное для наблюдателя, представляет собой лишь окончание целого каскада причинно-следственных изменений, завершающихся отклонением от нормы, которые караются при судействе.
Рис. 3.19. Причинно-следственная структура двигательной ошибки.
Но это – формальная ошибка, попытки прямой коррекции которой, лишены смысла, так как истинная причина нарушения всегда восходит к самому началу причинно-следственной цепочки двигательных действий и носит психологический, ментальный характер, оставаясь скрытой для наблюдения и анализа. По этой причине, с практической точки зрения, наиболее важны срединные ступени причинно-следственного каскада нарушений, которые уже стали явными и еще восприимчивы для коррекции («сенситивные ошибки»). Иначе говоря, тренер и гимнаст имеют возможность корректировать ошибку не раньше, чем она станет доступной для наблюдения и анализа, но не позднее т.н. «основной стадии действий», от которой зависит возможность исполнения программы движения. Наиболее показательны в этом отношении упражнения типа прыжков, перелетов, соскоков: коррекция ошибочного движения в них возможна лишь в опорных стадиях движения, предшествующих полетной, результирующей части упражнения.
Часть третья
ДВИГАТЕЛЬНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ГИМНАСТА
Глава 4. ОТТАЛКИВАНИЕ И ПРИЗЕМЛЕНИЕ
4.1. ОТТАЛКИВАНИЕ
С энергетической точки зрения гимнастические движения очень разнообразны. Так, безопорные перемещения и вращения представляют собой инерционные движения, предполагающие использование почти исключительно ранее полученной энергии. В движениях типа махов, оборотов, кругов, связок прыжков и просто при беге спортсмен также пользуется инерционным движением, но при этом осуществляет и дополнительную энергподпитку для восполнения диссипативных энергопотерь в системе.
Но наиболее радикальными в энергетическом смысле являются движения, выполняемые благодаря собственным действиям спортсмена. Таковы, прежде всего, упражнения, основанные на действиях типа отталкивания.
4.1.1. Принципиальный механизм отталкивания
Отталкивание, выполняемое в системе «тело спортсмена – опора», представляет собой биомеханически весьма сложное двигательное действие, технические детали которого могут быть чрезвычайно сложными и разнообразными. Однако в центре любого отталкивания имеется динамическое ядро-инвариант, совершенно одинаковое по смыслу и структуре независимо от сложности и техники движения в целом.
Двухфазная модель отталкивания. Динамическое ядро, то есть принципиальный механизм отталкивания, взятый, например, в простейшей форме типа прыжка вверх «с места», можно рассмотреть на модели, представляющей отталкивание как взаимодействие между опорой и системой, состоящей из двух полумасс, соединенных силовым элементом, «пружиной» (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Принципиальная модель отталкивания.
Взаимодействие происходит при участии трех решающих сил: силы тяжести Р (приложенной как к полумассам, так и к ОЦМ системы, а через нее – к опоре), активной силы F, возникающей при изменениях взаимного положения звеньев и, соответственно, масс системы (т.е. при силовом изменении позы тела спортсмена), и силы опорной реакции N, возникающей при активном контакте с опорой.
Данная модель примитивна, но позволяет, тем не менее, проследить принципиальную структуру, на которой базируется любое отталкивание, что чрезвычайно важно для обучения. Если не иметь в виду различные действия, которые в реальном движении предшествуют собственно отталкиванию или следуют непосредственно за ним, то всякое отталкивание, взятое в виде его динамического ядра, можно представить, как характерную двухфазную структуру.
Первая фаза, в энергетическом смысле – решающая: включая в активную, форсированную работу мышечный аппарат, спортсмен расталкивает массы тела в противоположные стороны. При этом сила F, действующая на звенья, прилежащие к опоре, уравновешивается опорной реакцией N, а периферические звенья получают движение в сторону от опоры. По ходу фазы – соответственно мощности движения – нарастает давление на опору, добавляющееся к весу тела спортсмена[16 - При наиболее активных действиях на опоре (отталкивания ногами с разбега сила воздействия на опору может на порядок превосходить вес тела гимнаста.]. Возникающая при этом деформация опоры, в том числе упругая (см. ниже), порождает соответствующую опорную реакцию, играющую кардинальную роль силы, без которой принципиально невозможно активное изменение физического состояния тела в целом.
Вторая фаза отталкивания – результирующая. Меняя направленность усилий на противоположную, т.е., стремясь сблизить «маховые» и «опорные» звенья-массы, спортсмен перераспределяет в системе ранее полученные импульсы. Технически эти действия выглядят как достаточно акцентированное «торможение» свободных, наиболее быстро двигавшихся звеньев, в результате чего потерянная ими энергия, в силу реактивного взаимодействия, передается смежным, в том числе приопорным, звеньям. Следствием этого является падение давления на опору вплоть до полной потери контакта с нею, если все действия были достаточно активными.
Реальная структура и соответствующая ей техника отталкиваний в целом и в деталях гораздо сложнее описанной схемы. Однако, ее осмысление в процессе практической работы и умение выделять ее двухфазный инвариант в любом двигательном действии этого типа чрезвычайно важны для формирования правильных представлений спортсмена и выбора наиболее эффективных приемов работы над упражнением. В частности, важно уметь вычленять структурное «ядро» отталкивания в тех спортивных упражнениях, которые, на поверхностный взгляд, относятся к иным биомеханическим категориям движений. Например, так называемые «маховые» упражнения, в том числе, и в особенности – в гимнастике, очень часто включают в себя в качестве неотъемлемого структурного компонента все те же действия отталкивания.
На рис. 4.2 вновь показан т. н. подъем разгибом на брусьях (из упора на руках согнувшись), движение, которое традиционно относится к разряду «маховых» упражнений на том основании, что решающее действие, дающее возможность гимнасту поднять свое тело плечами вверх-вперед и выйти в упор, внешне представляет собой мах ногами в направлении предстоящего подъема.
Рис. 4.2. Подъем разгибом на брусьях как отталкивание.
Между тем, механизм этого движения представляет собой несомненное отталкивание, выполняемое плечами от жердей. После подготовительных действий в виде акцентированного сгибания в тазобедренных суставах (к.к. 1—2) гимнаст тут же разгибается, «бросая» ноги вперед-вверх. Это разгибание структурировано точно так же, как типовое отталкивание и строится по описанной выше двухфазной схеме. При этом в первой фазе разгибания (к.к. 2—3) гимнаст действует ускоренно, нажимая при этом сильнее обычного плечами на жерди, а во второй (к.к. 3—4) усилием на сгибание в тазобедренных суставах «притормаживает» ноги, передавая тем самым кинетическую энергию смежным звеньям – туловищу и рукам. В результате становится возможным подъем всем телом с его вращением вперед вокруг оси, проходящей через точки хвата за жерди (к.к. 3—5).
Такого рода отталкивания чрезвычайно важны для исполнения большой категории спортивных движений, в том числе, например, упражнений, в которых резко меняется направление переместительного или вращательного движения.
4.1.2. Техника отталкивания
Эффективность отталкивания зависит от целого ряда факторов. Можно обладать превосходными двигательными качествами, но не умея ими рационально распоряжаться, т.е., не владея техникой отталкивания, показывать посредственный результат в упражнениях, базирующихся на этом действии. Рассмотрим ряд наиболее важных факторов, определяющих эффективность отталкиваний в гимнастических упражнениях.
Тонус и предварительное натяжение мышц. Это одно из важнейших биомеханических условий эффективного выполнения любого отталкивания. Как было показано в главе 3, наивысшие силовые и скоростно-силовые показатели мышца обнаруживает только в том случае, когда она оптимально подготовлена к работе. Это означает выполнение двух кардинальных требований: прежде чем мышцы-синергисты, занятые в данном случае, должны будут выполнять свое основное действие – выталкивание тела спортсмена от опоры, они должны быть оптимально напряжены и наилучшим образом (по скорости и амплитуде) натянуты.
При отталкиваниях ногами эти требования обычно выполняются благодаря подготовительным действиям типа быстрого, неглубокого «темпового» подседания, если прыжок выполняется из статического положения, или посредством наскока также с ограниченным по амплитуде подседанием в фазе амортизации, если это прыжок в движении. При отталкиваниях руками решающую роль играют силовые и «рессорные» свойства мышечно-связочного аппарата не столько рук, сколько пояса верхних конечностей (движения лопатки вверх-вниз, ее отведение-приведение к позвоночнику) и туловища (его сгибание-разгибание). Во всех случаях действия в фазе амортизации носят жестко-упругий характер, предполагающий рекуперацию энергии с ее возвратом виде отскока с ускорением масс тела спортсмена. При этом требование предварительного натяжения мышц относится не только к опорным звеньям тела, но и ко всему двигательному аппарату. Это означает, в частности, что переход в исходное положение для исполнения собственно отталкивания (с «замахом» свободными звеньями, соответствующим изменением позы и т.д.) также должен соответствовать требованиям оптимального предварительного напряжения и натяжения мышц.
Все сказанное определяет важнейшие требования к технике подготовительных действий к отталкиваниям с предварительным натяжением мышц в фазе амортизации. Главные из них:
– активная осанка с предельно возможным вытяжением тела (выпрямленное, оттянутое тело, постановка ног «с носка», удержание рук в приподнятом положении, прежде чем они будут переводиться в положение «замаха» и т.п.);
– высокий тонус всего мышечного аппарата, особенно опорных звеньев, на которые при отталкивании падает наибольшая физическая нагрузка (упруго-жесткий контакт с опорой, увеличение напряжения мышц по мере вхождения в фазу амортизации и др.);
– ограничение амплитуды суставных движений при амортизации с сохранением оптимальных суставных углов, обеспечивающих максимально возможную силу выталкивания;
– мгновенный переход от подседания с натяжением мышц к решающей фазе отталкивания с их сокращением – во избежание потери эффекта рекуперации.
Взаимодействие с опорой. Трение. Действия типа отталкивания подразумевают полноценную связь с опорой и ее соответствующие механические свойства.
