Содержание курса биомеханики

ВВЕДЕНИЕ 

      Цель  курса биомеханики – ознакомить студента с биомеханическими основами физических упражнений, в частности, с основами спортивной техники, вооружить их знаниями и привить умения и навыки, необходимые для правильного применения физических упражнений в практической работе различных звеньев физкультурного движения.

      Изучив  курс биомеханики, будущие преподаватели  должны научиться разбираться в  сложности двигательных действий и  уяснить, что движения зависят от множества факторов и непрерывно изменяются в процессе обучения и тренировки. Студентам необходимо овладеть профессионально-педагогическими навыками в проведении анализа и оценки физических упражнений как во время занятий с обучаемыми, так и в научных исследованиях.

      Методические  указания также преследуют цель – оказать помощь студентам-заочникам в организации самостоятельной работы по изучению биомеханики.

      Биомеханика изучается студентами ОЗО и III курсов в объеме учебной программы для факультетов физической культуры педагогических институтов. Экзамен по биомеханике студенты сдают в V семестре.

     Основной  материал изложен в учебнике. В пособии обращено внимание на более трудные вопросы, даны указания к выполнению лабораторных и контрольных работ.

     В процессе изучения курса биомеханики  необходимо пользоваться следующей литературой:

1. Донской Д.Д. Биомеханика: Учебное пособие для студентов факультетов физвоспитания педагогических ВУЗов. – М.: Просвещение, 1975. – 239 С.
2. Донской Д.Д. Биомеханика с основами спортивной техники: Учебник для институтов физической культуры. – М.: Физкультура и спорт, 1971. – 287 с.
3. Донской Д.Д., Зациорский В.М. Биомеханика: Учебник для институтов физической культурой. – М.: Физкультура и спорт, 1979. – 268 с.
4. Зациорский В.М., Аринин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. – М.: Физкультура и спорт, 1981. – 141 с.
5. Назаров В.Т. Движения спортсмена. – Полымя, 1984. – 176 с.

 

ОСНОВНЫЕ  РАЗДЕЛЫ КУРСА БИОМЕХАНИКИ 

     Тема 1. Предмет и метод биомеханики  спорта.

     Данный  раздел является весьма важным, т.к. он служит введением в курс биомеханики. Необходимо знать определение биомеханики как науки о законах механического движения в живых системах.

     Биомеханика человека принципиально отличается от биомеханики животных. На способы овладения движениями и саму двигательную деятельность человека решающее влияние оказывает вторая сигнальная система.

     Биомеханика спорта составляет теоретическую основу спортивной техники, дает обоснование физической и технической  подготовке спортсменов. Изучение движений человека в биомеханике спорта, в конечном счете, направлено на поиск совершенных способов двигательных действий и путей обучения лучшему их исполнению.

     Биомеханика как наука и как учебная  дисциплина характеризуется накопленными знаниями, которые формируются в определенную систему основных положений – теорию биомеханики. В ходе научных исследований разрабатываются пути получения знаний – метод биомеханики. Теория  и метод выражены соответствующими понятиями и законами, они раскрывают содержание биомеханики.  

     Тема 2. Биомеханические методики исследования движений в спорте.

     Биомеханика как естественная наука в значительной мере базируется на экспериментальном  исследовании изучаемых движений. Для  этого используют комплекс оптических и электрических методик. Следует  иметь четкое представление о постановке задач и выборе методик при биомеханическом исследовании. Рекомендуется особое внимание обратить на способы обработки киноматериалов, поскольку кинометоды наиболее распространены в практике физического воспитания. Следует ознакомиться с доступными современными электрическими методиками, применяемыми для углубленного научного исследования. 

     Тема 3. Биомеханические характеристики тела человека и его движений.

     Исследуя  движения человека, измеряют количественные показатели механического состояния и двигательной функции его тела и самих движений. Иначе говоря, регистрируют биомеханические характеристики тела (размеры, пропорции, распределение масс, подвижность в суставах и др.) и движений всего тела и его частей (звеньев).

     Важно понять, что биомеханические характеристики описывают тело человека как объект механического движения и служат основой для применения математических методов при анализе спортивной техники. Следует уяснить также, что для системного анализа (установления состава системы движений) характеристики позволяют различать в целостном двигательном действии разные части (фазы) и движения в этих частях. Для системного синтеза (определения структуры движений) биомеханические характеристики дают возможность установить изменения одних движений под воздействием других.

     Необходимо  научиться применять законы механики при определении кинематических и динамических характеристик. В целях лучшего усвоения материала рекомендуется перерисовать в тетрадь и заполнить следующую таблицу:

     Таблица 1. Количественные характеристики движений.

      

     Тема 4. Строение и функции биомеханической  системы двигательного аппарата.

     Надо  обратить внимание на сложность устройства двигательного аппарата человека: многозвенность кинематических цепей, обилие степеней свободы, выигрыш в скорости в костных рычагах, особенности биодинамики мышц, режимы их работы, групповое взаимодействие мышц. Эти факторы определяют выбор направления, скорости движений, а также процессов текущего управления. Тело человека рассматривает как биомеханическую систему, которая характеризуется своим устройством, свойствами и режимом движений.

 

     Тема 5. Биомеханика двигательных действий.

     Следует разобраться в источниках и характере  действия внешних и внутренних (активных и пассивных) сил, вызывающих изменения движения звеньев тела и всего тела в целом, деформацию объектов,  с которыми взаимодействует спортсмен и т.д. Важно понять роль взаимодействия сил в определении направления и скорости движения. Необходимо знать природу сил инерции и использование их в движениях. Следует изучить источники механической энергии двигательных действий человека, пути ее перехода, условия индивидуального использования и ее потери, что определяет совершенствование систем движений.  

 

      Тема 6. Система движений и организация управления ими.

     Основное  понятие – структура движений – раскрывается как взаимосвязь  элементов движений в целостной системе. Разные стороны структуры (кинематическая, динамическая) показывают, что система движений имеет множество внутренних связей, которые налаживаются  в процессе обучения технике и ее совершенствования. Это обеспечивается процессами управления движениями, основанными на обратных связях – информации об обстановке, состоянии двигательного аппарата и ходе выполнения двигательной задачи. Следует обратить внимание на понятия об управлении информации, двигательной задаче и программе действий. Эти понятия помогают глубже оценить и организовать целенаправленный тренировочный процесс, которым управляет педагог.

 

     Тема 7. Движения вокруг осей.

     Движения  вокруг осей особенно важны потому, что к ним относятся почти все движения в суставах тела человека. В основе этих движений лежат два вида простых движений – вращательные (по дугам окружностей) и поступательные (по их радиусам). Здесь следует различать изменения угловой скорости и твердого тела и изменения движения системы тел, изменяющих конфигурацию вокруг оси.

     Нужно определить источники возникновения  центростремительной силы, удерживающей тело, и действие на него центробежной силы тела спортсмена или снаряда. При изучении причин увеличения и уменьшения скорости вращательного движения применить закон сохранения кинетического момента.

     Изучая  управление движениями вокруг оси, следует  рассмотреть две основные группы – с изменением кинетического момента системы и с его сохранением.

 

     Тема 8. Сохранение и изменение положения  тела.

     В этом разделе необходимо усвоить  основные условия равновесия тела и системы тел, виды равновесия и показатели устойчивости. Следует обратить внимание на особенности сохранения и восстановления положения тела человека, учитывая активность этих процессов в живых системах. Усвоение последовательности изучения сохранения и изменения положения тела позволяет избежать упрощенных представлений об этом процессе.

     Движения  на месте изучаются для понимания взаимодействия с неизменной опорой при притягивании и отталкивании. Следует иметь ввиду, что это взаимодействие обусловлено главным образом внутренними силами человека, активностью его мышц. Эта активность зависит от условий опоры, но является главной определяющей причиной движений человека и изменения при этом положения его центра масс.

     Следует знать закон сохранения движения центра масс, чтобы при всяком изменении  движения звеньев тела и его общего центра тяжести научиться выявлять внешние силы для этих звеньев и для всего тела.

 

     Тема 9. Локомоторные движения.

     Локомоторные  движения рассматривают как способы  активного передвижения человека с использованием взаимодействия с опорой или средой (вода). В наиболее распространенных наземных передвижениях основную роль играют механизмы отталкивания. Следует уяснить себе силы, обуславливающие отталкивание, роль маховых движений, относительность понятия об угле отталкивания.

     Разбирая  положения движения в различных локомоциях, нужно обстоятельно анализировать работу функциональных мышечных групп и ее связь с фазами движений.

 

     Тема 10. Перемещающие движения.

     При перемещающих движениях внешнему телу (снаряду, мячу, партнеру, противнику) придается  оптимальная скорость и необходимое направление движения. Для этих движений характерно постепенное наращивание скорости в биокинематических цепях. Следует разобрать способы передачи движений на перемещаемый объект с постепенным разгоном объекта и ударом. Обратить внимание на условия, влияющие на траекторию (в частности, дальность) полета снаряда и точность в перемещающих движениях. Необходимо понять, каковы источники энергии, передаваемой при перемещении, и наиболее выгодные условия ее накопления и передачи. Изученные механизмы рассматривают  в движениях метательных и ударных.

 

     ТЕМЫ  ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И МЕТОДИКА ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ

     Лабораторная  работа № 1. Построение промера (БКС  – биокинематической схемы) по координатам.

     Основные  задачи:

     - составить таблицу координат;

     - научиться находить по координатам  положение точек тела и чертить схематические позы человека;

     Пояснения.

1. Пример – пространственно-временная диаграмма движений (схемы положений тела). БКС показывает, где располагаются точки тела в пространстве и как они изменяют свое положение через определенные интервалы времени. Это позволяет рассчитать скорости и ускорения точек тела.
2. Промер строят на основе материалов специальной киносъемки.