Особенности формирования кинематической структуры

alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:35
Page 5
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ
СТРУКТУРЫ АЦИКЛИЧЕСКИХ ЛОКОМОЦИЙ И
БИОЭНЕРГЕТИКИ МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ДЕВОЧЕК
ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
С.А. Баранцев1, Ю.А. Копылов, И.А. Криволапчук,
Д.М. Пискова, Н.В. Полянская
Институт возрастной физиологии РАО, Москва
Проведён сравнительный анализ изменений кинематических характеристик
прыжков в длину с разбега, показателей биоэнергетики скелетных мышц, физиче0
ского развития и двигательной подготовленности девочек 7–13 лет. Установлено,
что в естественных условиях совершенствование техники ациклических локомо0
ций происходит на фоне стабилизации биоэнергетических характеристик мышц
(мощности фосфагенного источника энергообеспечения), двигательных способнос0
тей и физического развития. И наоборот, ухудшение в формировании кинематиче0
ской структуры прыжков отмечается на фоне активного развития механизмов
энергообеспечения мышц (фосфагенного, гликолитического и смешанного), двига0
тельных качеств и показателей физического развития.
Ключевые слова: Биомеханический анализ, кинематическая структура
прыжков в длину с разбега, биоэнергетические характеристики мышц, двигатель0
ная подготовленность, физическое развитие.
A comparative analysis of changes in kinematic characteristics of long jumps from a
running start, bioenergetics of skeletal muscles, physical development and impellent readi0
ness of 7–130year0old girls was carried out. In natural conditions perfection of acyclic
locomotion techniques is accompanied by stabilization of muscle biopower parameters
(power of phosphagenic energy source), impellent abilities and physical development. To
the contrary, deterioration in jump kinematic structure formation is observed along with
active development of all muscle power supply mechanisms (phosphagenic, glycolytic and
combined), impellent qualities and physical development parameters.
Key words: biomechanical analysis, kinematic structure of long jumps with a running
start, muscle biopower parameters, impellent readiness, physical development.
В №3 ж.«Новые исследования» за 2009 год изложены результаты исследова
ния по изучению особенностей формирования кинематической структуры аци
клических локомоций и биоэнергетики мышечной системы мальчиков школьно
го возраста. Результаты эксперимента, представленные в этой статье, являются
продолжением предыдущего исследования.
Задачей исследования было сопоставить изменения кинематической структу
ры прыжков в длину с разбега (ПД) девочек 7–13 лет с возрастной динамикой
биоэнергетических факторов, влияющих на формирование техники ацикличес
ких локомоций.
1
Баранцев С.А.: Email: barancev_sergei@mail.ru
—5—
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:35
Page 6
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Методы исследования изложены в предыдущей статье.
Исследование проводили на базе школыгимназии №710 г. Москвы. Все испы
туемые по состоянию здоровья относились к основной медицинской группе. Был
проведен шестилетний лонгитудинальный эксперимент. В таблице 2 представле
но количество испытуемых, принявших участие в эксперименте.
Таблица 2
Количество девочек, участвовавших в эксперименте по изучению
кинематической структуры прыжков в длину с разбега
К
II
III
А
С
IV
В
7–8
Л
8–9
О
З
С
Ы
V
Р
А
9–10
С
VI
VII
11–12
12–13
Т (лет)
10–11
Кинематика прыжков в длину с разбега
25/22
15/22
14/26
16/17
16/17
24/20
25/27
26/25
Двигательные способности
24/24
19/23
23/21
25/28
Примечание: в числителе – количество испытуемых, участвовавших в эксперименте в
начале учебного года, в знаменателе – в конце учебного года
Киноциклографию прыжков в длину с разбега (ПД), тестирование двигатель
ных способностей, исследование показателей физического развития проводили в
каждом классе в начале и в конце учебного года.
Совершенствование техники ПД проводилось традиционно, в соответствии с
Комплексной программой физического воспитания учащихся 7–13 лет
(II–VII классов) общеобразовательной школы (1985 г.) и существующими мето
дическими рекомендациями.
В исследовании энергетических показателей мышечной работоспособности
принимали участие 1036 девочек в возрасте 7–13 лет.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Возрастные особенности кинематики прыжков в длину с разбега
и двигательной подготовленности девочек 7–13 лет
Результаты углублённого биомеханического анализа показали, что у второклас
сниц (7–8 лет) в течение учебного года на фоне улучшения результатов ПД отсут
ствуют значительные изменения в технике исследуемого движения. В 8–9 лет
(III класс) преобладают негативные изменения в технике прыжков (уменьшаются
скорость перемещения тела, угол отталкивания, кинетическая энергия движения и
др.). В 9–12 лет (IV–VI классы) наблюдается стабилизация техники ПД. В 12–13 лет
(VII класс) преобладают позитивные изменения компонентов техники движения.
—6—
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:35
Page 7
Следовательно (рис.1), у девочек в Ш классах происходят негативные измене
ния в технике выполнения прыжков в длину с разбега. Во II и IV классах отмеча
ется как позитивные, так и негативные изменения в технике ПД, а в V–VI клас
сах – наименьшее количество какихлибо изменений. В VII классе у девочек
преобладают позитивные изменения компонентов техники ПД.
Таким образом, в процессе возрастного развития кинематики ациклических
локомоций (также, как и циклических) у детей и подростков происходит чередо
вание периодов стабилизации, роста и снижения характеристик кинематической
структуры движения. В младшем школьном возрасте процесс формирования
характеризуется снижением у девочек в 8–9 лет, а затем стабилизацией с после
дующим улучшением в 12–13 лет кинематической структуры прыжков.
Рис.1. Совершенствование компонентов техники прыжков в длину с разбега
у девочек II–VII классов
Исследовали динамику показателей механической энергии при выполнении
прыжка в длину с разбега: максимальной кинетической энергии и мощности
отталкивания.
В таблице 3 представлена возрастная динамика показателей максимальной
кинетической энергии при выполнении прыжков в длину с разбега (период
опоры).
В течение учебного года достоверных изменений показателя не зарегистри
ровано, за исключением 3 класса (8–9 лет), где отмечено значительное умень
шение значений максимальной кинетической энергии. Достоверное увеличение
изучаемого показателя отмечается в периоды летних каникул между 2 и 3 клас
сами – в 8 лет (t=4,53; p<0,01), 3 и 4 классами – в 9 лет (t=2,72; p<0,05), 4 и
5 классами – в 10 лет (t=4,65; p<0,01), 5 и 6 классами – в 11 лет (t=2,30; p<0,05),
—7—
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:35
Page 8
6 и 7 классами – в 12 лет (t=2,66; p<0,05). Следовательно, максимальные значе
ния кинетической энергии при выполнении прыжков в длину с разбега у дево
чек более значительно увеличиваются в периоды летних каникул и, особенно, в
8, 10 и 12 лет.
Таблица 3
Возрастная динамика максимальной кинетической энергии (Дж)
при выполнении прыжков в длину с разбега девочек 7–13 лет (М±σ)
Возраст (лет)
Начало учеб. года
Конец учеб. года
Достов. разл. (t/p)
7–8
206±59
212±51
0,68/ –
8–9
335±112
272±72
2,09/ <0,05
9–10
352±105
372±91
0,62/ –
10–11
543±148
516±109
0,58/ –
11–12
619±147
567±117
1,11/ –
12–13
818±375
787±145
0,36/ –
В таблице 4 представлена возрастная динамика показателей мощности оттал
кивания при выполнении прыжков в длину с разбега (за период опоры).
Таблица 4
Возрастная динамика мощности отталкивания (Вт)
при выполнении прыжков в длину с разбега мальчиков 7–13 лет (М±σ)
Возраст (лет)
Начало учеб. года
Конец учеб. года
Достов. разл. (t/p)
7–8
1322±802
1479±663
0,73/ –
8–9
2563±1410
1694±782
2,40/<0,05
9–10
2892±1381
1381±672
3,63/<0,01
10–11
1881±506
2564±1015
2,46/ <0,05
11–12
3901±1540
2193±868
3,95/ <0,01
12–13
3894±1555
4088±1826
0,38/ –
В течение учебного года 3 класса (8–9 лет), 4 класса (9–10 лет) и 6 класса
(11–12 лет) мощность отталкивания снижается (p<0,05, p<0,01, p<0,05 – соответ
ственно). В 7–8 (2 класс) и 12–13 лет (7 класс) она стабилизируется.
Значительное увеличение изучаемого показателя отмечается в период летних
каникул между 2 и 3 классами – в 8 лет (t=3,15; p<0,01), между 3 и 4 классами –
в 9 лет (t=3,33; p<0,01) и между 4 и 5 классами – в 10 лет (t=2,56; p<0,05), 5 и
—8—
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:35
Page 9
6 классами – в 11 лет (t=2,96; p<0,01) и 6 и 7 классами (t=3,31; p<0,01). Следова
тельно, мощность отталкивания при выполнении прыжков в длину с разбега у
девочек 7–13 лет имеет неравномерную динамику: в периоды летних каникул она
значительно увеличивается. В течение учебного года третьего (8–9 лет) и четвёр
того (8–10 лет) классов она достоверно снижается, а 5 (10–11 лет) и 6 классов
(11–12 лет) – увеличивается. Стабилизация показателя отмечается в 7–8 лет
(2 класс) и в 12–13 лет (7 класс).
Достоверное увеличение максимальных значений кинетической энергии и
мощности отталкивания при выполнении прыжков в длину с разбега связано,
прежде всего, со значительным ростом массы тела девочек. На рисунке 2 предста
влена динамика показателей массы тела девочек 7–13 лет. Рисунок показывает,
что наиболее значительные достоверные увеличения массы тела девочек проис
ходят именно в периоды летних каникул.
II
III
IV
V
VI
VII
Рис.2. Динамика показателей массы тела девочек 7–13 лет
Жирная линия – достоверное изменение показателя, тонкая – недостоверное.
На рисунке 3 представлена возрастная динамика двигательных способностей
девочек 7–13 лет по результатам изменений в течение каждого учебного года.
Наиболее значительное развитие двигательных качеств у девочек наблюдает
ся в 7–8 лет (II класс) и несколько меньшее в 8–9 лет (III класс). В 10–13 лет
(IV–VII классы) развитие большинства двигательных способностей стабилизи
руется. Достоверно увеличивается сила мышцразгибателей ног в 10–11 и в
12–13 лет, а 11–12 лет относительная сила уменьшается.
—9—
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:35
Page 10
Рис.3. Динамика двигательных способностей девочек 7–13 лет
Примечание:
,
или
– соответственно, достоверное улучшение,
стабилизация или ухудшение показателя в течение учебного года. Прочерк –
отсутствие изучаемого показателя. «т» – точное выполнение двигательного
задания, «о» – значительные ошибки при его выполнении. Первая буква – начало
учебного года, вторая – конец учебного года.
У девочек 12–13 лет (VII классы) на фоне значительного улучшения техники
прыжков в длину с разбега стабилизируется большинство из изучаемых показате
лей двигательной подготовленности, особенно такие, как быстрота и скоростно
силовые возможности.
Следовательно, совершенствование техники ациклических локомоций явля
ется самостоятельным процессом, который непосредственно не зависит от разви
тия двигательных способностей.
Наибольший интерес представляют показатели скоростносиловых возмож
ностей, от которых в большей мере, чем от других физических качеств зависит
результативность прыжков в длину с разбега.
Достоверное увеличение скоростносиловых возможностей отмечается в
течение учебного года второго (7–8 лет) и третьего классов (8–9 лет). Следова
тельно, скоростносиловые возможности девочек значительно увеличиваются в
7–9 лет. В этот возрастной период отмечается ухудшение кинематической
структуры ПД.
— 10 —
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:36
Page 11
Возрастные особенности биоэнергетики скелетных мышц
В таблице 5 представлена возрастная динамика эргометрических показателей
биоэнергетики скелетных мышц девочек 7–13 лет.
Таблица 5
Возрастная динамика эргометрических показателей мышечной биоэнергетики
девочек 7–13 лет
Показатели
мышечной
биоэнергетики
a
b
Vmax
V40
V240
V900
LnS
F
39,23
G
A
7 лет,
n=47
Mean
8,42
14,23
5,63
3,37
2,65
2,23
0,61
0,78
0,83
Std.Dev.
5,164
7,957
0,724
0,467
0,544
0,587 19,178 0,099
0,061
0,048
8 лет,
n=60
Mean
8,01
13,91
5,82
3,47
2,73
2,30
0,60
0,78
0,83
Std.Dev.
3,194
5,229
0,688
0,498
0,577
0,607 14,108 0,100
0,065
0,052
9 лет,
n=85
Mean
7,83
13,97
6,12*
3,68*
2,89*
2,43
42,23
0,61
0,78
0,83
Std.Dev.
2,395
3,744
0,740
0,387
0,420
0,445
9,991
0,076
0,047
0,037
10 лет,
n=156
Std.Dev.
11 лет,
n=270
12 лет,
n=232
13 лет,
n=186
Mean
39,96
8,93* 16,00*
6,22
3,91*
3,14*
2,68* 48,83* 0,63*
0,80*
0,85*
3,927
6,096
0,713
0,464
0,521
0,556 15,483 0,088
0,053
0,042
Mean
8,53
15,49
6,39*
3,97
3,17
2,69
0,63
0,80
0,84
Std.Dev.
3,236
4,731
0,764
0,422
0,467
0,497 12,027 0,082
0,051
0,040
Mean
8,58
16,04
6,69*
4,16*
3,32*
2,83*
0,63
0,80
0,84
Std.Dev.
3,106
5,105
0,822
0,431
0,508
0,552 13,977 0,086
0,053
0,042
Mean
8,99
16,90
6,77
4,30*
3,48*
2,98* 56,30*
0,64
0,81
0,85
Std.Dev.
2,908
4,873
0,853
0,454
0,524
0,567 14,215 0,085
0,052
0,041
48,59
52,73
Примечание: * – достоверные изменения при p≤0,001–0,05.
В период от 7 к 8 годам достоверное изменение биоэнергетических характери
стик мышечной системы не наблюдается. Отмечено незначительное увеличение
темпов прироста мощности энергетической системы (фосфагенный источник,
гликолитический, аэробный, анаэробноаэробное энергообеспечение) и общей
мышечной работоспособности; незначительное увеличение гомогенности энерго
системы в целом (снижение темпов приростов показателей a, F,G,A), а также
незначительное снижение емкости аэробного источника.
В период от 8 к 9 годам достоверное увеличение темпов прироста наиболее
выражено по показателям мощности гликолитического источника (p≤0,001), и
чуть менее выражено по показателям мощности фосфагенного источника и аэроб
ного гликолиза (p≤0,05). Изменения остальных показателей биоэнергетики
недостоверны.
В период от 9 к 10 годам темпы изменения всех биоэнергетических показате
лей резко возрастают, за исключением мощности фосфагенного источника.
— 11 —
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:36
Page 12
Максимально выражен прирост аэробной емкости (b) и мощности всех источни
ков биоэнергетики – фосфагенного, гликолитического, аэробного, а также сме
шанного энергообеспечения и общей мышечной работоспособности (p≤0,001).
Несколько менее выражены, с достоверностью (p≤0,05), изменения гетерогенно
сти биоэнергетической системы (a, F, G, A).
В период от 10 к 11 годам отмечается достоверное увеличение темпа прироста
мощности фосфагенного источника (p≤0,001) на фоне незначительной отрица
тельной динамики всех остальных показателей. Изменения в структуре энергети
ческой системы не наблюдаются.
В период от 11 к 12 годам отмечается достоверное увеличение показателей
мощности фосфагенного, гликолитического и аэробного источников, а также
аэробного гликолиза и общей мышечной работоспособности (p≤0,001). Измене
ния в структуре энергетической системы отсутствуют.
В период от 12 к 13 годам достоверное увеличение отмечается по тем же пара
метрам биоэнергетики (мощность гликолитического и аэробного источников,
мощность аэробного гликолиза и общая мышечная работоспособность (p≤0,001)),
за исключением мощности фосфагенного источника, темп прироста которого
снижается.
По данным Р.В.Тамбовцевой (2002), исследовавшей возрастные и типологиче
ские особенности энергетики скелетных мышц, пик возрастных изменений анаэ
робной производительности у девочек приходится также на 9 и 12–13 лет (W40 и
W900 в расчете на единицу массы тела); аэробной производительности – 9 и
11–12 лет. В 10 лет отмечено снижение анаэробной и аэробной производительно
сти, что в целом согласуется с полученными данными.
Данные, представленные в сводной таблице 6 свидетельствуют об обратной
зависимости между изменениями, происходящими в мощности фосфагенного
источника и формировании компонентов техники прыжков в длину с разбега
девочек 7–13 лет.
Так, например, у девочек в 8–9 лет значительно развиваются биоэнергетиче
ские показатели скелетных мышц (мощности фосфагенного, гликолитического, а
также смешанного энергообеспечения), скоростносиловые возможности, увели
чивается длина и масса тела. Но значительно ухудшается формирование техники
прыжков в длину с разбега. В 12–13 лет наступает стабилизация в развитии фос
фагенного источника, скоростносиловых, силовых возможностей, быстроты,
показателей физического развития. На этом фоне значительно улучшается техни
ка прыжка в длину с разбега.
Период стабилизации в формировании техники движения – 9–12 лет – харак
теризуется развитием различных механизмов энергообеспечения и увеличением
длины тела у девочек 7–13 лет.
Таким образом, развитие кинематической структуры ПД и биоэнергетических
факторов проходит гетерохронно и реципрокно: в естественных условиях совер
шенствование техники ациклических локомоций происходит на фоне стабилиза
ции биоэнергетических характеристик мышц, двигательных способностей и
физического развития.
— 12 —
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:36
Page 13
Таблица 6
Изменения компонентов техники прыжков в длину с разбега
и показателей биоэнергетики скелетных мышц девочек 7–13 лет
Показатели техники прыжков в
длину с разбега
Результат прыжков
Результ. ск. ОЦМТ (нач. ф. ам.)
Результ. ск. ОЦМТ (кон. ф. ам.)
Результ. ск. ОЦМТ (нач. ф. отт.)
Кинетическая энергия
Отнош ск.ОЦМТ нач. и кон.ф.ам.
Постановка ноги на опору
Скор. махового движения ногой
Разгибание толч. ноги в кол. сус.
Разгибание в голеностоп. суставе
Эффективность отталкивания
Амплитуда движений ног
Скорость движений рук
Сгиб.толч.ноги в кол.суст.(ф. ам.)
Угол вылета ОЦМТ
Вертикальное перемещ. ОЦМТ
ИПТ
В О З Р А С Т (лет)
7–8
+
8–9
–
–
–
–
–
–
+
–
9–10
+
–
+
–
–
12–13
+
+
+
+
–
–2
+
–
–
–5
Показатели биоэнергетики
скелетных мышц
LnS
Vmax
V40
V240
V900
a
b
F
G
A
8 лет
n=28
9 лет
n=15
Двигательные качества
Скоростносиловые возможности
Быстрота
Сила (становая)
7–8
+
+
+
8–9
+
9–10
Физическое развитие
Длина тела
Масса тела
ВРИ
7–8
+
8–9
+
+
9–10
+
+
+
— 13 —
11–12
+
+
–
–
10–11
+
+
–
1
–1
–
0
10 лет
n=67
+
11 лет
n=67
12 лет
n=34
+
+
+
+
+
+
+
+
10–11
11–12
12–13
10–11
+
11–12
+
12–13
+
+
+
+
+
+
+
+
4
13 лет
n=29
+
alm_80_15-12.qxp
15/12/2009
22:36
Page 14
ВЫВОДЫ
1. В естественных условиях совершенствование техники ациклических
локомоций у девочек 7–13 лет происходит на фоне стабилизации биоэнергетиче
ских характеристик мышц (мощности фосфагенного источника энергообеспече
ния), двигательных способностей и физического развития. И наоборот, ухудше
ние в формировании кинематической структуры прыжков отмечается на фоне
активного развития механизмов энергообеспечения мышц (фосфагенного, глико
литического и смешанного), двигательных качеств и показателей физического
развития.
2. В процессе возрастного развития кинематики ациклических локомоций
(как и циклических) у детей и подростков происходит чередование периодов ста
билизации, роста и снижения характеристик кинематической структуры движе
ния. У девочек в 8–9 лет от начала к концу учебного года зарегистрировано ухуд
шение компонентов техники прыжков в длину с разбега. С 9 до 12 лет отмечают
ся как позитивные, так и негативные изменения в технике исследуемого движе
ния, что позволяет говорить о некоторой стабилизации или незначительных
изменениях в технике движения. В 12–13 лет у девочек происходит значительное
улучшение кинематики прыжков в длину с разбега.
3. Изменения в мышечной биоэнергетике девочек 7–13 лет носят цикличе
ский характер. Наиболее выраженные изменения отмечены в возрасте от 9 к
10 годам и от 11 к 13 годам.
4. Первый период выраженных изменений (9–10 лет) характеризуется не
только увеличением мощности всех механизмов энергообеспечения и ростом
общей мышечной работоспособности, но и интенсивной перестройкой структуры
мышечной энергетики.
5. Второй период выраженных изменений (11–13 лет) характеризуется интен
сивным ростом общей мышечной работоспособности и мощности всей биоэнерге
тической системы, но без изменений в ее структуре.
6. Периоды замедленного развития мощностных характеристик мышечной
биоэнергетики и работоспособности – 7–8 лет и 10–11 лет.
7. Периоды развития анаэробных источников биоэнергетики – 8–9 лет и
12–13 лет. Развитие анаэробных источников биоэнергетики протекает реципрок
но развитию аэробного источника и сопровождается снижением темпа прироста
общей мышечной работоспособности.