ББК 75.717.5я7

Кафедра биомеханики

Н.Б. Сотский, В.Ю. Екимов, В.К. Пономаренко

ПРАКТИКУМ

ПО БИОМЕХАНИКЕ

Минск 2012

УДК 797.21(075)

ББК 75.717.5я7

С

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом БГУФК

Рецензенты:

Э. П. Позюбанов, канд. пед. наук, доцент,
каф. легкой атлетики Бел. гос. ун-та физ. культуры;

В. Н. Позняк, канд. пед. наук, доцент, директор Высшей школы тренеров

Практикум по биомеханике / Н.Б. Сотский, В.Ю. Екимов, В.К. Пономаренко; Бел. гос. ун-т физ. культуры. — Мн.: БГУФК, 2012. — с.

ISBN 985-6651-69-7.

Данный практикум составлен в соответствии с действующей программой по предмету «Плавание» и является неотъемлемой частью учебно-методического комплекса, обеспечивающего изучение движений в водной среде. В нем представлен алгоритм выполнения самостоятельных, лабораторных работ, который предполагает педагогические наблюдения, измерения, вычисления различных параметров техники плавания, умение анализировать, а также помещены тесты (контрольные вопросы). Практикум способствует систематизации знаний, оздает условия для творческого и самостоятельного подхода при изучении предмета.

Предназначен для студентов вузов, слушателей ИППК, учащихся училищ олимпийского резерва.

УДК 797.21(075)

ББК 75.717.5я7

© Сотский Н. Б., Екимов В.Ю., Пономаренко В.К. 2012

ВВЕДЕНИЕ

Стремительное развитие физической культуры и спорта в последние годы закономерно сопровождается усилением внимания к биомеханическому обоснованию процесса подготовки спортсменов к соревнованиям. В связи с этим при обучении будущих специалистов в области физической культуры и спорта все большее значение придается развитию у них умения осуществлять биомеханический анализ и синтез движений.

Данный курс состоит из объединенных по темам лабораторных работ, имеющих характер экспериментальных исследований, объектом которых являются физические упражнения. В ходе его выполнения решаются следующие педагогические задачи:

1. Высокоэффективное усвоение студентами учебного материала.

2. Развитие у студентов навыков самостоятельного и творческого выполнения учебно-исследовательской работы под контролем преподавателя.

3. Овладение студентами технологиями проведения биомеханического анализа и синтеза физических упражнений.

Лабораторные работы построены на основе современных научных представлений о биомеханической структуре физического упражнения как совокупности блоков следующих двух типов:

1. Элементов динамической осанки, выражающихся в ограничении подвижности в одних суставах тела.

2. Управляющих движений, выполняемых в это же время в других суставах тела.

Каждое упражнение характеризуется специфичным для него набором указанных элементов, обеспечивающих перемещение общего центра тяжести тела спортсмена и изменение ориентации тела в пространстве по программе, называемой общей программой движения.

В ходе лабораторных занятий студенты определяют указанную программу в конкретном физическом упражнении и устанавливают динамические характеристики, необходимые для выполнения этого упражнения.

Изучив особенности изменения общей программы движения под влиянием изменений биомеханической структуры упражнения, будущие тренеры анализируют ошибки спортсмена в уже известных вариантах техники исследуемого физического упражнения, а также конструируют новые перспективные его варианты.

В настоящем издании студентам предложены методы биомеханического исследования на примере плоского перемещения тела спортсмена и его звеньев в процессе выполнения физического упражнения. Такое сужение круга исследуемых движений, тем не менее, позволяет студентам в короткие сроки, ограниченные рамками программы курса биомеханики, достаточно глубоко изучить основы современного биомеханического анализа и синтеза, а также овладеть основами наиболее важных методов биомеханического исследования движений спортсмена.

Следует помнить, что в наибольшей мере особенности плоского перемещения тела и его звеньев передаются циклограммами, на которых эти перемещения запечатлены в плоскости, перпендикулярной оптической оси киносъемочного аппарата или видеокамеры.

Необходимо подчеркнуть также и то, что при отборе или построении циклограмм студентам желательно останавливать свое внимание на тех из них, где спортсмен запечатлен со стороны правой боковой поверхности его тела. В этом случае отсчет углов поворота, как осей тела, так и продольных осей звеньев тела производится более удобно в соответствии с правилом, принятым в классической механике: с положительным знаком – при повороте против часовой стрелки, и с отрицательным – при повороте по часовой стрелке. В случае если движение спортсмена осуществляется справа в левом направлении целесообразно зеркально отобразить его. В программе Adobe Photoshop это делается следующим образом: выделить все слои видеофайла, в строке меню выбрать опцию «Изображение – Вращение изображения – Отразить холст по горизонтали».

При выполнении работ с использованием пакета известных графических, а также специально разработанных для биомеханического анализа компьютерных программ студенты работают с видеоинформацией, полученной в результате специально организованной высокочастотной видеосъемки. Кроме того, поскольку в настоящее время видеотехника вполне доступна, студенты могут самостоятельно регистрировать различные упражнения в собственном исполнении и работать с полученной информацией. Ответы на вопросы как правильно осуществить видеосъемку содержатся в первом разделе практикума.

В данном курсе использованы как стандартные, так и оригинальные программы. К первым относятся ACDSee, Win DVD Creator, Adobe Photoshop, Chaos Crystal, Quick Time Player, электронная таблица Excel. Использование именно этих программ в ходе биомеханического исследования не имеет принципиального значения. При необходимости они могут быть заменены аналогичными, обладающими теми же возможностями. В числе оригинальных программ, используется разработанная А.В. Карпинским программа RasChT.exe. Она позволяет определить общий центр тяжести тела состоящего из ряда звеньев или системы тел, а также обеспечивает автоматический перенос координат, интересующих исследователя точек, в электронную таблицу Excel.

Для эффективного выполнения данного курса лабораторных работ студенты должны обладать знаниями по информатике в объеме общеобразовательной школы.

Практикум предусматривает самостоятельное выполнение студентами лабораторных работ с использованием консультативной помощи преподавателей. Условием допуска к экзамену по биомеханике является успешное выполнение и последующая защита работ, предлагаемых в настоящем пособии. Защита работ проводится в форме устного собеседования или компьютерного тестирования по вопросам, представленным в конце каждой темы и практического выполнения заданий обозначенных там же.

Примечание. Завершая вводную часть, отметим, что данный практикум, основанный на использовании компьютерных технологий и материалов высокочастотной видеосъемки, является, по сути своей, учебной моделью современного биомеханического исследования двигательных действий в спорте. А всякому научному исследованию предшествует сбор исходных данных, необходимых для его проведения. Именно поэтому практикум начинается с раздела, посвященного методам получения исходной информации для проведения биомеханических исследований.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ПРИ БИОМЕХАНИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ