Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ВАРИАТИВНОСТЬ В БИОЛОГИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ (постановка проблемы) 11
Понятие вариативности 13
Виды и источники вариативности 18
1.2.1. Случайная вариативность 20
1.2.2.Приспособительная вариативность 23
I 1.2.3. Коррекционная вариативность 30
' ^ 1.2.4. Поисковая вариативность 33
1.2.5. Тактическая вариативность 35
1.3. Измерение вариативности 37
1 .4. Вариативность как метод исследования 41
[ 1.5 Вариативность как принцип воздействия
I на систему 44
І ГЛАВА II ВАРИАТИВНОСТЬ ДВИГАТЕЛЬНЫХ
ДЕЙСТВИЙ 46
2,1. Основы деятельностного подхода 46
'V 2.2. Вариативность двигательного состава
физических упражнений (двигательных
действий) 59
Вариативность фазового состава 59
Вариативность переходных процессов 65
Вариативность целого и его составных частей 70
Вариативность различных характеристик движения 74
Влияние квалификации и возраста испытуемых на вариативность движений 78
2.3 Вариативность движений при изменении цели
и условий выполнения двигательных действий.. 84
ГЛАВА III МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬ
НЫХ ДЕЙСТВИЙ И ДВИГАТЕЛЬНАЯ
ОДАРЕННОСТЬ 104
3.1. Общий и дифференциальный подходы к
изучению двигательных действий 104
Методы исследования общего подхода 112
1.2.Методы исследования дифференциаль-
ного подхода 113
3.2. Двигательные способности 115
Общая двигательная способность 124
Специальные двигательные способности 126
3.3. Координационные способности 139
3.3Л. Понятие о координационных способностях.. 139
3.3.2. Виды координационных способностей 141
3.4. Критерии и методы определения способностей Л 49
ГЛАВА IV. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ
ДВИГАТЕЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ 153
4.1 Двигательное задание и его элементы 154
Значение классификации в физическом воспитании 160
Понятие таксономии 167
Цель классификации 168
Принципы и разновидности классификаций..!71 4.3. Трудность двигательных заданий и
факторы ее определяющие 174
ВЫВОДЫ 177
СПИСОК ЛИТЕРАТРЫ 184
Введение к работе
Актуальность исследования. Проблема изучения вариативности в организации и функционировании различных биологических систем является одной из наиболее актуальных во многих областях знаний - биологии, медицине, биомеханике, психологии, педагогике и многих других. Даже относительно поверхностный анализ этого феномена убеждает в том, что вариативность присуща слишком широкому кругу предметов и явлений окружающей нас действительности. Однако в рамках данного исследования мы ограничимся изучением вариативности некоторых сторон двигательной деятельности человека, особенно в спорте. Ее изучению были посвящены многочисленные исследования [11, 19, 20, 56,58,105, 208,245, 246, 247, 248,277, 280, 301, 314,315].
Теоретическое значение проблемы вариативности на примере изучения двигательной деятельности человека особенно полно описано в классических трудах Н.А. Бернштейна [18, 19]. Достаточно отметить мысль о том, что в показателях вариативности движений отображаются процессы управления и реализации актов действия, трудно доступные как для регистрации, так и для прямой математической интерпретации.
Важно подчеркнуть то обстоятельство, что в зависимости от контекста понятие вариативности используется в литературе [19, 48, 51, 97, 208, 214, 294] по разному и в различных словосочетаниях (случайная вариативность, приспособительная вариативность, специфическая вариативность, межиндивидуальная вариативность и многие другие) и поэтому требует предварительного анализа и уточнения. Необходимо прежде всего раскрыть смысл этих терминов, ограничить область их применения и определиться в терминологии, которая будет использована при дальнейшем рассмот-
рении обсуждаемой проблемы. Кроме того, следует определить показатели и способы измерения вариативности, поскольку некорректное использование измерительных процедур приводит к неверной интерпретации полученных результатов.
Каждый из перечисленных видов вариативности предполагает использование различных способов организации и проведения исследований для их изучения, а также разные подходы к выбору и расчету показателей вариативности.
Анализ литературы показывает, что проблема вариативности интересна не только сама по себе, она тесно связана с изучением двигательных способностей и одаренности в спорте, причем как один из эффективных методов решения этой проблемы [13, 27, 86].
Изучение двигательных способностей человека - одно из наиболее важных направлении исследований, которые являются основой научного построения теории спортивной тренировки. Это направление тесно связано с работами в области дифференциальной психологии, педагогики и биомеханики [7, 121, 142, 153, 173, 174, 175, 192, 193, 194 и др.), где центральным вопросом является изучение способностей и одаренности индивида к спортивной деятельности [37,90,130, 131,145, 150, 154, 163, 183, 185, 186].
Таким образом, актуальность нашего исследования определяется разрешением двух взаимосвязанных проблем. Первая проблема определяется необходимостью уточнения правильного понимания содержания и использования в теории физического воспитания и спорта понятий - вариативность, двигательная одаренность и способности. На основе этой проблемы необходимо было разработать новую концепцию управления тренировочным процессом, используя понятия двигательного задания и его характеристик.
Целью нашего исследования являлось: а) уточнить понятие вариативности, ее содержания и связи с двигательными способностями и одаренностью и б) на основе логико-содержательного анализа взаимосвязи этих понятий разработать новую концепцию индивидуализированной подготовки спортсменов.
Перед исследованием были поставлены следующие основные задачи:
Провести логико-содержательный анализ состояния проблемы вариативности в различных областях знаний, в особенности в спортивной двигательной деятельности.
Построить классификацию видов и источников вариативности и уточнить способы и методы ее измерения.
Изучить закономерности вариативности различных характеристик движений исходя из структуры и содержания двигательных действий.
Провести анализ существующих методов исследования двигательных действий, направленных на изучение двигательных способностей спортсменов.
Проанализировать структуру и содержание существующих классификаций двигательных действий и двигательных заданий при построении моделей индивидуальной подготовки спортсменов.
Ввести понятия трудности двигательного задания и сложности двигательного действия с целью построения новой концепции индивидуализированной подготовки спортсменов.
Теоретико-методологическими основаниями нашего исследования являлись представления С.Л Рубинштейна и Б.М. Теплова об одаренности и способности в деятельности человека, теория многоуровневого построения системы управления двигатель-
ными действиями человека Н.А. Бернштейна, методологических основах психологического анализа деятельности В.П. Зинчеяко и теории развивающего обучения В.В. Давыдова.
Объектом исследования являлись классификация видов и источников вариативности двигательных действий и их содержательный анализ, а также структура, содержание и использование понятий двигательной одаренности и способностей при решении двигательных задач.
Предмет исследования состоял в способах построения индивидуализированной подготовки спортсменов на основе изменения структуры и содержания двигательного задания и сложности двигательного действия.
Научно-теоретическая значимость результатов исследования определяется тем, что внесен теоретический вклад в уточнение классификации видов вариативности и способов ее измерения на основе логико-содержательного анализа состояния проблемы вариативности в различных областях знаний, в особенности в спортивной двигательной деятельности.
Впервые систематизированы методы изучения индивидуальных особенностей и различий с целью изучения двигательных способностей и одаренности в спорте.
Уточнено понятие двигательного задания и сложности двигательного действия в спортивной деятельности.
Выявлены взаимосвязи между вариативностью, двигательными способностями и одаренностью в спорте.
Впервые разработана научная концепция индивидуализированной подготовки спортсмена на основе структуры и содержания понятий трудности двигательного задания и сложности двигательного действия.
Практическая значимость проведенного исследования заключается в том, что предлагаемые методы измерения внутриин-дивидуальной и межиндивидуальной вариативности могут быть использованы для проведения контроля и объективной оценки подготовленности спортсменов в текущем и этапном контроле.
Концепция индивидуализированной подготовки спортсмена, построенная на основе понимания структуры и содержания двигательного задания и сложности двигательного действия позволяет усовершенствовать программы и модели систем подготовки спортсменов высокой квалификации в различных видах спорта.
Результаты исследования дают возможность улучшить программы подготовки специалистов в академиях и институтах физической культуры, а также на факультетах физического воспитания педагогических институтов по предметам - биомеханика, психология, теория и методика видов спорта.
Материалы диссертации и научные публикации могут способствовать повышению профессиональной компетентности при прохождении переподготовки в институтах повышения квалификации.
Основные положения выносимые на защиту:
Вариативность следует рассматривать в следующих смыслах: как явление изменчивости, как мера этой изменчивости, как метод исследования и как принцип воздействия. В связи с этим, необходимо подходить к оценке вариативности с позиций вида вариативности, источника ее возникновения и способов измерения.
Современные представления об особенностях строения двигательных действий человека и возможность дальнейшего изучения закономерностей их формирования и совершенствования в
спорте тесно связаны с деятельностным подходом, получившим широкое распространение в философии, педагогике и психологии. В связи с этим, вариативность движений человека следует изучать с учетом двух особенностей: а) целей и условий их реализации и б) с учетом моторной части двигательного акта.
Поскольку индивидуальные различия между спортсменами определяются их способностями и одаренностью к двигательной деятельности, а вариативность является методом изучения внутри и межиндивидуальных различий, то вариативность также может выступать как метод изучения двигательных способностей и одаренности спортсменов.
Для более эффективного проектирования моделей индивидуализированной подготовки спортсменов, необходимо при подборе тренировочных средств опираться на понятие трудности двигательного задания, с учетом сложности выполнения двигательного действия, способностей спортсмена и сознательной активности в обучении.
Достоверность и апробация полученных результатов исследования и выводов подтверждаются: логико-содержательным анализом отечественной и зарубежной литературы по проблемам вариативности, двигательных способностей, двигательной деятельности, которые являлись предметом исследования в философии, педагогике, психологии, биомеханике, теории спортивной тренировки; использованием комплексного системного подхода к решению поставленной проблемы; адекватностью использованных методов исследования; результатами аналитических исследований и экспериментов и научными публикациями по теме исследования.
Апробация результатов исследования проходила на кафедрах педагогики, психологии, биомеханики, борьбы, институте по-
вышения квалификации РГАФК, отделе спорта высших достижений ВНИИФК, на соответствующих кафедрах Адыгейского Госуниверситета. Результаты исследования неоднократно докладывались на международных и всероссийских конгрессах, конференциях и симпозиумах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы. Основной текст изложен на 247 страницах машинописного текста, включает в себя 16 рисунков и 9 таблиц.
* , ГЛАВА I ВАРИАТИВНОСТЬ В БИОЛОГИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ (постановка проблемы)
Одной из наиболее характерных черт окружающей природы
является огромное разнообразие животного и растительного мира.
Оно наблюдается как на макро так и на микро уровнях организа
ции живой и неживой материи. Разнообразие характеризует каче
ственное различие предметов и явлений окружающей нас действи
тельности, которые могут быть сопоставлены друг с другом по ка-
<щ ким-либо признакам. Подобные же различия наблюдаются при
сравнении между собой однотипных объектов. Так, например,
практически невозможно найти в природе представителей какого
либо вида животных полностью идентичных друг другу по боль
шинству морфологических, физиологических, механических или
других признаков. И тем не менее мы без труда определяем их
принадлежность к этим видам, опираясь на те или иные топологи-
j ческие и метрические признаки, одинаковые у представителей од-
| ного и того же вида. При этом какие-то признаки (для метрических
1 признаков это как правило дискретные величины) сохраняют стро-
j roe постоянство при воспроизведении особи в процессе филогене-
за, а какие-то нет. Например количество костей, мышц или внут
ренних органов у человека воспроизводиться с неизменным посто
янством, если не считать аномальных явлений. Ну а скажем коли
чество волос на голове, тотальные размеры тела, количество си
ноптических контактов на телах мотонейронов, походка и другие
могут меняться в довольно широких пределах. Все это свидетель-
I* ствует о наличие, с одной стороны, высокой изменчивости
* (вариативности) в природе, а с другой стороны стабильности, при
чины существования и значение которых во многом не изучены.
В работах ряда авторов [18, 20, 22, 45, 46] было высказано предположение о том, что все множество признаков, характеризующих состояние биосистем, можно разделить на два класса - небольшую группу "существенных" и обширную группу "несущественных" переменных. Применительно, например, к морфогенезу того или иного организма или растения можно сказать, что их определяющие, несомненно закодированные в хромосомах клеток черты реализуются как продукт существенных аргументов, метрические же признаки, обусловливающие всю беспредельную вариативность этих систем и дающие каждая из них вариационные ряды, - как проявление влияния несущественных переменных. Отсюда можно предположить, что биосистемы реактивны по отношению к своим несущественным переменным, но в высшей степени активны по отношению к существенным [20].
Проблема изучения вариативности в организации и функционировании различных биологических систем является одной из наиболее актуальных во многих областях знаний - биологии, медицине, биомеханике, психологии, педагогике и многих других [11,19. 49, 56, 63, 208, 245, 246, 279]. Даже относительно поверхностный анализ этого феномена убеждает в том, что вариативность присуща слишком широкому кругу предметов и явлений окружающей нас действительности. Однако в рамках данного исследования мы ограничимся изучением вариативности некоторых сторон двигательной деятельности человека, особенно в спорте.
Теоретическое значение проблемы вариативности на примере изучения двигательной деятельности человека особенно полно описано в классических трудах Н.А. Бернштейна [18, 19]. Достаточно отметить мысль о том, что в показателях вариативности движений отображаются процессы управления и реализации актов
действия, трудно доступные как для регистрации, так и для прямой математической интерпретации.
Важно подчеркнуть то обстоятельство, что в зависимости от контекста понятие вариативности используется в литературе [19, 71, 97, 208, 214, 294] по разному и в различных словосочетаниях (случайная вариативность, приспособительная вариативность, специфическая вариативность, межиндивидуальная и многие другие) и поэтому требует предварительного анализа и уточнения. Необходимо прежде всего раскрыть смысл этих терминов, ограничить область их применения и определиться в терминологии, которая будет использована при дальнейшем рассмотрении обсуждаемой проблемы. Кроме того, следует определить показатели и способы измерения вариативности.
I. 1 Понятие вариативности.
Предварительный анализ многочисленной литературы по проблеме вариативности убеждает в том, что этот термин используется по меньшей мере в четырех смыслах (рис. 1). Во-первых, вариативность отражает явление изменчивости как таковое, наблюдаемое во всех проявлениях жизнедеятельности организмов на земле. Во-вторых, это понятие используется в качестве измерителя этой изменчивости. В-третьих, его можно рассматривать как метод исследования различных аспектов организации двигательных действий или поведения человека в тех или иных ситуациях. В-четвертых, оно выступает в качестве принципа, на основе которого формируются воздействия на биосистему (человека) с целью изменения ее состояния. При этом, в зависимости от объекта исследования в каждом из перечисленных случаев в понятие вариативности вкладывается разный смысл [51,52].
ВАРИАТИВНОСТЬ
Как явление изменчивости
Как мера изменчивости
Как метод исследования
Как принцип воздействия
Рис. 1. Направления использования понятия вариативности.
На рисунке 2 представлена классификация видов вариативности как явления изменчивости в зависимости от объекта изучения, источника возникновения и способа измерения.
При рассмотрении вариативности в зависимости от объекта изучения этим термином обозначают изменчивость биологических систем либо при многократном измерении состояния одной системы (или длительном наблюдении за ее состоянием в стандартных или изменяющихся условиях), либо при сравнении состояний множества однотипных систем [208, 214].
Первый вид вариативности получил название внутриинди-видуальная вариативность. Ее примером может быть изменчивость показателей артериального давления у человека при его многократном измерении, или изменчивость положения общего центра масс тела человека при сохранении равновесия в течение некоторого промежутка времени.
Второй вид вариативности, характеризующий изменчивость состояния множества биосистем, объединенных по какому-либо признаку, называется - межиндивидуальная (внутригрупповая) вариативность. В качестве примера можно привести изменчивость частоты сердечных сокращений в группе спортсменов-борцов высокой квалификации перед ответственными соревнованиями. Этот вид вариативности характеризует степень сходства или различия между отдельными биосистемами (в приведенном примере между борцами) по рассматриваемому признаку.
И наконец третий вид вариативности характеризует изменчивость состояния нескольких множеств биосистем, разделенных на группы по определенному признаку. Признаками деления могут быть - уровень спортивного мастерства или спортивная специали-
Вариативность как явление изменчивости
По объекту изучения
—=»
внутрииїїдивидуальная
межиндивиду альная
межгрупповая
По источнику возникновения
случайная
приспособительная
коррекционная
поисковая
факторная
остаточная
частная
абсолютная
относительная
Рис. 2. Классификация видов вариативности как явления изменчивости.
зация, степень тяжести полученной травмы или доза лекарственных препаратов, использованных при лечении того или иного заболевания и многие другие. Такой вид вариативности получил название межгрупповая вариативность.
Каждый го перечисленных видов вариативности предполагает использование различных способов организации и проведения исследований для их изучения, а также разные подходы к выбору и расчету показателей вариативности.
На основе изучения вариативности можно решать многие теоретические и практические проблемы спортивной тренировки, то есть вариативность в этом случае выступает как один из методов исследования. Прежде всего это касается исследования общих и индивидуальных закономерностей становления и совершенствования спортивного мастерства. В данном случае, регистрируя показатели межиндивидуальных (или межгрупповых) различий у спортсменов разной квалификации, можно выявить наиболее общие закономерности в изменении тех или иных показателей двигательной подготовленности спортсменов и на основе этого разработать принципы построения спортивной тренировки. Исследование внутрииндивидуальной вариативности - один из наиболее перспективных методов изучения индивидуальных способностей спортсменов [22,39,58, 88,113,116,146,166, 200, 310].
Как известно живые системы являются саморазвивающимися, способными к воспроизведению собственного вида. Наиболее сложной из них является человек, деятельность которого отличается не просто приспособлением к окружающей среде, а активным воздействием на нее. В процессе этой деятельности изменяется не только среда обитания, но и сам человек. Таким образом, изменения, происходящие в человеке, с одной стороны являются следст-
виєм действия законов естественного развития, а с другой стороны обусловлены целенаправленной деятельностью самого человека. Организуя по разному свою деятельность, люди стремятся найти наиболее эффективные методы и способы достижения конечного результата этой деятельности. В связи со сказанным в литературе [97, 145] по проблеме вариативности можно встретить другие варианты употребления этого термина, в которых понятие вариативности приобретает новый смысл. Одна из таких ситуаций связана с разработкой и использованием методов воздействия на биосистемы, в основу которых положен принцип вариативности. Принципиальное отличие такого способа использования понятия вариативности от описанного выше состоит в том, что здесь речь идет не о изменчивости состояния самой биосистемы, а об изменчивости способов и средств воздействия на нее. Примером такого использования понятия вариативности являются работы, в которых изучалось влияние вариативной системы подготовки спортсменов, основанной, в частности, на варьировании тренировочных нагрузок, условий проведения тренировочных занятий, установок, состава тренировочных средств и т.п.
1.2. Виды и источники вариативности
Перечисленные виды вариативности далеко не исчерпывают существующие варианты использования этого термина. Множество новых терминов, включающих в себя слово вариативность и раскрывающих различные стороны ее проявления, возникают при анализе источников и причин возникновения вариативности, а так же способов ее измерения [18, 23, 72,208, 214,279].
Любая величина, используемая для количественной оценки вариативности состояния биологической системы, включает в себя по меньшей мере две составляющие. Первая - это ошибки измере-
ния, неизбежные при использовании любой измерительной процедуры. Этот вид вариативности имеет прямое отношение к теории измерений и не будет рассматриваться в данной работе. Однако, при обсуждении результатов исследования вариативности следует всегда учитывать точность, с которой получены экспериментальные данные [91, 291].
Вторая составляющая характеризует вариативность состояния самой системы, источники которой могут быть самые разные, что зависит от типа биологической системы, механизмов управления ее состоянием, условий ее существования и многого другого. Несмотря на это в вариативности любой биосистемы можно выделить два основных источника. Это действие множества неконтролируемых случайных внешних и внутренних факторов, часто называемых "помехами" или "шумом", и действие детерминированных факторов, природа которых так же весьма разнообразна. По-видимому из за многообразия источников вариативности и отчасти отсутствия новых математических средств (кроме статистических), способных охватить (по выражению Н.А. Бернштейна) сразу всю широту существующего класса "функций разброса", мы не имеем пока единой завершенной теоретической концепции, объясняющей данное явление [19,280].
Если ограничиться рассмотрением только работ, посвященных изучению проблем двигательной деятельности человека (например, управления движениями, формированием двигательного навыка, технической подготовкой в спорте и т.п.), то в литературе [72, 97, 208, 280] встречаются следующие виды вариативности по источнику их возникновения: случайная, приспособительная, коррекционная, поисковая, тактическая (рис. 2).
1.2. 1. Случайная вариативность.
Случайная вариативность - изменчивость состояния системы, вызванная действием случайных, неконтролируемых возмущений, величина которых может быть как существенной, так и несущественной. Существенные отклонения, если они выходят за допустимые пределы (отсюда еще один термин - допустимая вариативность), могут привести к неблагоприятным последствиям и требуют соответствующих коррекций со стороны системы управления. Несущественные отклонения представляют собой безразличный разброс и не влияют на общее поведение системы.
Источниками случайной вариации в движениях человека являются многочисленные причины внутреннего и внешнего происхождения. Среди внутренних факторов выделяют так же источники вариативности, обусловленные центральными и периферическими влияниями [И, 15, 16, 93,95, 138,279].
Движение человека весьма сложное явление, в процессе которого возникает необходимость обуздания многих степеней свободы сенсомоторной системы. Общее число степеней свободы системы, которые координируются и контролируются ЦНС при выполнении движений, очень велико. Существует прогрессирующее увеличение количества степеней свободы при переключении внимания на более мелкие уровени сенсомоторной системы, например, с движения звеньев тела на активность мышц, деятельность двигательных единиц и далее на клеточный уровень. Такое большое число степеней свободы, которое требует координации внутри любого из этих уровней и между уровнями, естественно допускает возникновение вариативности как в механическом, так и в биологическом движениях. Более того, огромная избыточность
сенсомоторной системы также ведет к вариативности, проявляющейся в повторных попытках осуществить то или иное двигательное задание.
Причинами случайной вариативности могут быть изменения в состоянии анализаторных систем, рассогласование в активности мышц, действие реактивных сил, движение внутренних органов и вещества и многое другое. Случайная вариативность является следствием особенностей строения двигательного аппарата человека (многозвенность системы и большое число степеней свободы в суставах, избыточность мышц по сравнению с подвижностью в суставах, неконгруэнтность суставных поверхностей костей и т.п.). Вариативность также обусловлена воздействием внешней среды (климатическими условиями, освещенностью, действием соперника или партнера и т.п.), которые порождают появление случайного разброса в различных параметрах функционирования системы.
Традиционно явление вариативности связывают с проблемой функционирования системы управления движениями человека. В этом случае вариативность ассоциируют с шумом, помехами, случайным разбросом, который присутствует в деятельности любого уровня системы управления. Более того, многочисленные исследования (например, изучение взаимосвязи скорости и точности выполнения заданий) заведомо предполагают повышение случайной вариативности при повышении требований к скорости движений или проявляемой силе.
Обычно случайная вариативность рассматривается как отрицательное явление и как следствие для более успешного функционирования системы управления ее необходимо минимизировать или вовсе исключить. Такой взгляд на случайную вариатив-
ность преобладает в большинстве теоретических направлений, связанных с изучением проблем управления движениями, от идеи управления на основе двигательных программ до использования принципа обратных связей.
Вариативность присуща деятельности любой биосистемы. В связи с этим, интересно понять как возникают их упорядоченность и управляемость, несмотря на то, что вариативность является составной частью, неотъемлемым атрибутом систем.
Наиболее типичный подход в оценке данного явления заключается в том, чтобы рассматривать внутрииндивидуальную вариативность как проявление шума, случайного разброса в сен-сомоторной системе. Т.е., чем больше вариативность того или иного параметра системы, тем больше уровень шума и меньше надежность ее функционирования. Именно этот подход использован R.A. Schmidt, H.N. Zelaznik, В. Hawkins, J.S. Frank и J.E. Quinu [296] в теории импульсной вариативности при анализе движений, требующих одновременного проявления скорости и точности. В этой частной теории постулируется, что шум имеет периферическое происхождение, хотя в работе не приводятся данные о возможности раздельной оценки центральной и периферической вариативности. Возможность такого разделения показана в других работах [262, 308].
Иной взгляд на роль случайной вариативности или шума в исследованиях, посвященных проблеме управления движениями, изложен в ряде последних исследований [266, 275, 289, 308]. Авторы этих работ высказывают мысль о том, что сенсомоторную систему следует рассматривать как часть нелинейной динамической системы, в которой случайная вариативность является составной частью динамического процесса, а не добавленным ком-
понентом. То есть, шум является качественным свойством результирующего состояния системы, а не добавленным количественным свойством. В этом смысле случайный разброс следует рассматривать как положительное явление, позволяющее адаптироваться системе к требованиям двигательного задания. Таким образом, при данном подходе шум рассматривается как дополнительная информация о состоянии системы [262, 267,275, 311].
1.2.2 Приспособительная вариативность
Приспособительная вариативность - изменения в состоянии системы, которые опережают действие сбивающих факторов (внешних и внутренних) и подстраивают поведение системы к возможным изменениям. Тем самым обеспечивается движение системы к цели без значительных отклонений. Н.А. Бернштейн назвал такие изменения - прелиминарными коррекциями. Источником этой вариативности по-видимому являются команды, поступающие со стороны системы управления движениями, формирующиеся в процессе освоения (построения) двигательных действий. Отметим, что в теории автоматического управления и регулирования такой способ воздействия на систему называют регулированием по возмущению. Характерной чертой такого управления должно быть отсутствие временного сдвига (в переделах ошибок измерения) между возмущением и его коррекцией, т.е. одновременно с действием сбивающего фактора должны происходить такие изменения в системе, которые компенсируют нежелательное отклонение в движении к конечной цели.
Понятие о приспособительной вариативности имеет непосредственное отношение к одному из механизмов, лежащих в основе современных теорий управления движениями, а именно к программному механизму. Многочисленные исследования на де-
афферентированных животных и человеке [122, 234, 241, 286, 304, 306], изучение кратковременных действий [233, 240, 312], изучение переключений с одного действия на другое, сходное с предыдущим по кинематике [60, 189] и особенно многочисленные исследования движений глаз [36, 43,139,227,236,238, 250, 270, 299, 307] свидетельствуют о наличии центрального моторного программирования при выполнении двигательных актов. При таком способе организации движений, особенно в прецессе их построения и в латентный период осуществления, управляющие воздействия со стороны центральной нервной системы должны быть заранее приспособлены к возможным неблагоприятным изменениям движения исполнительных органов или к внешним возмущающим воздействиям. Исходя из этого приспособительная вариативность имеет непосредственное отношение к изучению процессов пред-настройки и антиципации, которые позволяют подготовить двигательный аппарат к быстрому и точному ответу.
В экспериментальной психологии антиципацию делят на перцептивную и моторную [161, 190]. Моторная антиципация позволяет предсказывать те или иные характеристики движения к необходимому моменту времени на основе заранее известных характеристик, получаемых в процессе движения (слежения) из различных анализаторных систем (зрительной, слуховой и т.п.). Перцептивная антиципация, направленная на предсказание места и времени появления сигнала, основана на связях, образовавшихся в прошлом опыте. Таким образом, на основе перцептивной антиципации выбирается соответствующая моторная программа, а на основе моторной антиципации - осуществляются корректировочные движения [56].
H.A. Берніптейн [23] отмечал, что в процессах управления движениями баллистического характера, когда коррекции по ходу движения невозможны, перцептивная антиципация имеет решающее значение для успешного выполнения действия.
Одним из первых понятие приспособительной вариативности в теорию управления движениями ввел Н.А. Бернштейн [19]. Раскрывая основные положения своей концепции о многоуровневой системе построения движений животных и человека, он назвал этим термином одну из характерных черт движений, выполняемых на уровне синергии и штампов (таламо-паллидарный уровень В) и на уровне пространственного поля (пирамидно-стриальном уровень С).
Характерной особенностью движений, формируемых на уровне синергии, является, с одной стороны, их приспособленность к выполнению координированных движений всего тела путем вовлечения в согласованную работу многих десятков мышц, а с другой стороны, приспособленностью активности мышц к множеству внутренних реактивных сил и внешних воздействий, возникающих при движении многозвенной системы какой является тело человека. Эти силы никогда не повторяются при повторных (циклических) движениях кинематических цепей и их сбивающее действие должно быть предугадано активными мышечными динамическими добавками, чтобы удержать вариативность существенных, характеристик движения в допустимых пределах.
С теоретической точки зрения существование приспособительных изменений при выполнении двигательных актов не вызывает сомнений, однако с практической точки зрения порой бывает довольно сложно определит, является - ли наблюдаемая вариативность результатом приспособительных изменений в системе дви-
жений или она имеет другую природу? По-видимому, наилучшим способом решения данного вопроса является поиск таких характеристик движения, компенсаторное взаимодействие которых, с одной стороны, минимизировало бы значение существенной переменной, а с другой стороны во взаимосвязи между переменными временной сдвиг должен быть меньше длительности самого быстрого цикла кольцевого управления. Иными словами изменение одной переменной не должно быть результатом ответного действия другой.
Примером приспособительного управления движениями являются результаты исследования вертикальной позы человека, сохранение которой связано с активным взаимодействием многих мышечных групп и движений во многих суставах тела. Можно предположить, что наиболее четкие взаимоотношения движений в суставах складываются в процессе компенсации систематических, однотипных возмущений, в том числе возмущений, которые обусловлены физиологическими процессами в самом организме (кровоток, дыхание и т.п.). Гурфинкелем B.C. и др. [61] было проведено исследование влияния дыхания на ортоградную позу человека, в котором установлено отсутствие взаимосвязи между колебаниями общего центра масс (ОЦМ) тела в сагиттальной плоскости и смещениями туловища при дыхательных движениях. Эти данные навели авторов на мысль о том, что при сохранении орто-градной позы должен действовать механизм (синергия), исключающий перемещение ОЦМ тела, вызванное дыхательными движениями. Оказалось, что во время вдоха одновременно с отклонением тела назад происходит сгибание в тазобедренных суставах и наклон головы вперед, т.е. происходят компенсаторные движения. Важно подчеркнуть, что эти противофазные движения происходят
без какого-либо временного сдвига, а значит не являются ответом одного из них на появление другого. Результаты данной работы практически явились первым экспериментальным подтверждением наличия так называемых синергии в организации движений человека.
В своей работе «О построении движений» Н.А. Бернштейн [18] использовал еще один термин - специфическая вариативность. Этот термин использован им для обозначения одного из способов определения уже упоминавшихся выше существенных и несущественных компонентов движений. Автор высказал мысль о том, что различные уровни построения движений допускают по отношению к безразличным для них сторонам и компонентам движения значительно более высокую вариативность, чем к тем, которые имеют для них первостепенное значение. То есть, величина вариативности может служить показателем принадлежности данного двигательного действия или его элементов к тому или иному уровню построения движения.
В отличие от уровня синергии и штампов, движения, выполняемые под управлением уровня пространственного поля (уровень С), не интравертированы, а экстравертированы, т.е. приспособлены не к собственному телу и его динамике, а к внешнему пространству. Отсюда основная задача данного уровня построения движений состоит в приспособлении сформированных синергии к меняющимся условиям внешней среды. Например, синергия ходьбы или бега должна быть приспособлена к возможным изменениям в рельефе местности, необходимости преодолевать препятствия и т.п. В связи с этим интересно проследить изменение вариативности показателей, относящихся к разным уровням построения дви-
жений, как при обучении тому или иному двигательному действию, так и в процессе его совершенствования.
Для проверки данного предположения нами проведен анализ результатов исследования техники толкания ядра [249], цель которого состояла в том, чтобы выявить закономерности в вариативности некоторых кинематических характеристик в ациклическом упражнении скоростно-силового характера. Основное внимание сосредоточено на изучении внутрииндивидуальной вариативности, поскольку именно в ней отражаются процессы управления движениями человека [19].
Для изучения внутрииндивидуальной вариативности спортивной техники был использован банк данных экспериментального исследования толкателей ядра, проведенного Ан. А. Шалмано-вым и Я. Е. Ланкой [208].
В эксперименте приняли участие 4 спортсмена разной квалификации: 1) мастера спорта международного класса - вес - 120 кг, рост - 189 см, лучший результат - 20, 36 м; 2) мастер спорта -125 кг, 196 см, 18,07 м; 3) спортсмен 1-го разряда - 100 кг, 193 см, 16,00 м; 4) спортсмен И-го разряда - 103 кг, 192 см, 13,94 м. Каждый испытуемый выполнил по 40 попыток в толкании ядра. С помощью электрических гониометров регистрировали изменение углов в коленном и тазобедренном суставах правой ноги, коленном суставе левой ноги и локтевом суставе толкающей руки. Для измерения вертикальных и горизонтальных составляющих сил реакции опоры использовали три тензометр ические платформы. В процессе обработки результатов расчитывали временные показатели и величины углов в суставах в различные моменты времени (при постановке и отрыве ног от опоры и экстремальные значения углов).
Для оценки общей внутрииндивидуальной вариативности показателей расчитывали стандартное отклонение.
Анализ угловых показателей свидетельствует о высокой стабильности величин углов, измеренных в начале и в конце разгибания звеньев тела у всех обследованных спортсменов, кроме спортсмена П-го разряда. Величины стандартных отклонений изменяются в пределах от 2,7 до 4,4 градуса. Наибольшая вариативность (от 5,2 до 12,6 градусов) наблюдается в моменты постановки и отрыва ног от опоры (различия статистически достоверны при Р<0,01). Данный факт свидетельствует о том, что спортсмены точнее управляют положением звеньев тела относительно системы координат, связанной с самим телом, и хуже относительно внешнего окружения. Таким образом, воспроизводимость от попытки к попытке мгновенных поз, осуществляемая уровнем синергии, выше, чем воспроизводимость положения тела по отношению к внешнему окружению, осуществляемая под руководством уровня пространственного поля.
Отсутствие различий в вариативности угловых показателей у спортсменов средней и высокой квалификации говорит о том, что стабильность движения формируется быстрее, чем его эффективность. Данный факт имеет принципиальное значение, поскольку свидетельствует о том, что формирование и закрепление двигательного навыка происходит на ранней стадии совершенствования спортивного мастерства. Из этого следует, что тренеры и спортсмены должны уделять особое внимание формированию рациональной техники в начале спортивной карьеры, поскольку как известно из практики научить спортсмена какому-либо действия значительно проще, чем переучить.
1.2.3 Коррекционная вариативность.
Наряду с моторными программами ведущим механизмом управления движениями является коррегирующий механизм, в основе которого лежит обратная связь.
Коррекционная вариативность - изменения в состоянии системы, которые возникают после действия сбивающих факторов (т.е. коррекции постфактум) и обеспечивают выполнение заданного движения в соответствии с требованиями или целью двигательного задания. Именно этот вид коррекций был назван НА. Бернштейном [21] - сенсорные коррекции. В зависимости от того какие анализаторные системы (зрительная» тактильная, проприо-рецептивная и др.) обеспечивают коррекции, время их срабатывания разное, а значит и значимость для выполнения тех или иных движений различная [56, 219, 220, 237, 287,294, 298, 316].
По данным R. Chernicov и F.V. Teylor [229] время кинестетической обратной связи колеблется в пределах от 109 до 120 мс, а по данным J.R. Higgins и R.W. Angel [256] может достигать 170 мс. Другие авторы [221, 257, 306, 309] считают, что кинестетическая обратная связь имеет место, если длительность движения не менее 100 - 160 мс. Гораздо медленнее осуществляются коррекции по зрительным и слуховым канатам обратной связи. Время исправления таких ошибок колеблется в пределах от 200 до 250 мс [293]. Еще более широкий диапазон для данного вида коррекций, от 200 до 400 мс, в зависимости от вида двигательного задания, приводят другие авторы [276, 285, 309, 312] А наиболее короткое время имеет проприоцептивное кольцо (миотатический рефлекс) на спи-нальном уровне - от 30 до 50 мс.
Характерным признаком таких коррекций при изучении непрерывных процессов является наличие взаимосвязи между изме-
нениями показателей, отражающих состояние системы, и целевой функцией, а так же временная задержка между ними. В качестве примера приведем данные исследования механизмов управления положением тела акробатов при выполнении стойки на руках [140]. Анализ кросскорреляционных зависимостей между интегрированной электромиограммой ведущих мышечных групп акробатов и продольными колебаниями общего центра масс тела в сагиттальной плоскости показал, что основное управление устойчивостью осуществляется мышцами сгибателями и разгибателями лучезапястных суставов. Абсолютные значения коэффициента корреляции между обсуждаемыми показателями у акробатов разной квалификации колеблется от 0,56 до 0,92 (Р<0,01). Отклонение тела от устойчивого положения компенсируется активностью соответствующих мышц с временной задержкой около 100 мс, как это видно из кросскорреляционной функции (рис. 3), что косвенно свидетельствует о ведущей роли сенсорных коррекций спинально-го уровня при сохранении равновесия в стойке на руках. Аналогичные закономерности бьши найдены А.Г. Арутюняном [8] при изучении колебаний системы стрелок-оружие в пулевой стрельбе и Е.А. Лукуниной [126] в стрельбе из пневматического пистолета. В работе Е.А. Лукуниной величины временного сдвига кросскорреляционной функции колебались в пределах от 80 до 390 мс, причем у стрелков низкой квалификации преобладали величины временного сдвига в пределах от 220 до 390 мс. Это говорит о том, что у начинающих стрелков преобладает зрительный контроль за сохранением позы и при прицеливании.
Наличие разных уровней коррекций при выполнении одиночных и серийных точностных движений дискретного характера
„ -9--0.5«-
РаэуезеааТаня
Кросскорреляционная функция между
продольной компонентой
механограммы и интегрированной
о.г
0.1 О п.)
Время сдииі,1
электромиограммой сгибателя кисти
а а о
Рис 3. Взаимосвязь между интегрированной электромиограммой (ИЭМГ)
и продольными колебаниями общего центра масс тела (механограмма) при удержании акробатом стойки на руках.
показано в работе СВ. Голомазова [53]. Автор изучал зависимость точности от времени выполнения движений.
В первой серии экспериментов испытуемые (10 человек) выполняли одиночное движение, перенося указку со стартовой позиции к мишени диаметром 1 см, расположенной на расстоянии 10 см. Во второй серии опытов испытуемые должны были поочередно попадать в центр двух, расположенных на расстоянии 10 см мишеней с разным темпом. В каждой серии испытуемые выполняли по 30 попыток. Точность определялась вероятностью попадания в мишень и величиной стандартного отклонения от ее центра. На рисунке 4 показана зависимость точности попадания от времени движения для одного испытуемого.
Ступенчатый характер изменения точности в зависимости от времени вьшолнения заданий свидетельствует о том, что каждой из ступенек соответствует свой уровень коррекций. Так временной интервал движения от 60 до 80 мс связывается автором с коррекциями на уровне Н-рефлекса, а диапазон от 260 до 320 мс с деятельностью зрительного анализатора. Однако данные факты еще требуют дополнительной экспериментальной проверки, поскольку не вполне понятно, какими системами корректируются движения, длящиеся более 400 мс.
1.2.4. Поисковая вариативность
Поисковая вариативность - изменения в состоянии системы обусловленные поиском того или иного варианта решения двигательной задачи. Этот вид изменчивости чаще всего соотносят с работами И.М. Гельфанда и М.Л. Цеглина [41, 42], посвященными рассмотрению методов математического моделирования механизмов центральной нервной системы и, в частности, методов поиска минимума функции многих переменных.
В спорте поисковая вариативность проявляется, с одной стороны, в стремлении спортсмена повысить эффективность выполняемого двигательного действия в процессе его многократного повторения, т.е. привести свою технику к наиболее рациональному варианту. С другой стороны, поисковая вариативность наблюдается в стремлении спортсменов и тренеров найти более совершенные, рациональные способы выполнения спортивных упражнений. Хорошо известно, что современные требования к технике складываются не сразу, а в следствие ее вариативности, изменчивости. И случайно и целенаправленно в процессе многократного выполнения упражнений ишут их новые варианты. Эти варианты могут появляться как вследствие длительного поиска, так и за счет быстрого скачка путем внедрения новых технологий или использования нового спортивного инвентаря (например, использование фибер-гласового шеста в легкой атлетике) и оборудования (появление ис-куственных покрытий). Так или иначе основной источник прогресса заключается в поиске рациональных вариантов техники.
L2.5 Тактическая вариативность.
Тактическая вариативность - изменения в состоянии системы, связанные с выбором того или иного варианта решения двигательной задачи из того состава средств, которыми располагает человек. По мнению Д.Д. Донского [72] эта изменчивость в спорте самая заметная и резко выраженная в тех случаях, когда речь идет о тактических вариантах (подпрограммах), которые в соревновательной борьбе обеспечивают достижение конечной цели иными путями, чем намеченные. В наибольшей степени этот вид вариативности проявляется в видах спорта с большим арсеналом технических действий и особенно в единоборствах и игровых видах спорта.
Так, например, А.А. Новиков [145] отмечает, что в таком виде спорта как борьба, где действия, начатые атакующим борцом, могут подвергаться ответным действиям атакуемого в любой момент развития атаки, наблюдается ступенчатый характер управления движениями борцов в стадии реализации принятого решения. В данном случае достижение цели действия осуществляется не коррекцией возникающих отклонений от требуемого результата, будь то приспособительные или компенсаторные изменения в состоянии управляющей системы, а перестройка всей программы действия. А.А. Новиков назвал этот вид вариативности - активная вариативность, в отличие от реактивной вариативности, где изменения не связаны с перестройкой программы движения.
Данный вывод согласуется с положением, сформулированным Н.А. Бернштейном: «В каждом двигательным актом, связанным с преодолением внешних неподвластных и изменчивых сил, организм беспрестанно сталкивается с такими нерегулярными и чаще всего непредвиденными осложнениями, сбивающими движение с намеченной программы, которые невозможно, или по крайней мере, нецелесообразно осиливать коррекционными импульсами, направленными на восстановление во что бы то ни стало прежнего плана движения. В этих случаях рецепторная информация действует как побудитель к приспособительной перестройке самой программы «на ходу», начиная от небольших, чисто технического значения переводов стрелки движения на иную, рядом пролегающую трассу и? кончая качественными реорганизациями программа, изменяющими саму номенклатуру последовательных элементов и этапов двигательного акта и являющимися по сути дела уже принятыми новых тактических решений» ([21] с. 242).
Однако экспериментов, непосредственно направленных на изучение данного вида вариативности, очень мало. Кроме того, в отличии от приспособительной и компенсаторной вариативности для тактической и поисковой вариативности трудно предложить количественный способ их оценки. Эти виды вариативности получили свое название не из способа измерения, а из условий исследований, в которых они изучались.
1.3. Измерение вариативности.
В подавляющем большинстве случаев основным способом измерения вариативности является статистический подход, основанный на использовании основных показателей вариационного ряда в качестве меры вариативности и применении тех или иных статистических процедур для расчета этих показателей и выявления перечисленных выше видов и источников вариативности [35, 208,215,291,294].
Наиболее часто используются такие показатели как размах вариации, дисперсия, среднее квадратическое (стандартное) отклонение, коэффициент вариации, коэффициент детерминации и другие. При их выборе необходимо прежде всего учитывать определенные метрологические требования, предъявляемые к измерению и оценке состояния биологических объектов. Речь идет об определении типа статистического распределения изучаемой переменной, ее принадлежности к соответствующей шкале измерения, оценке информативности и надежности и т.п. Если распределение соответствует нормальному закону, а переменная измерена в шкалах интервалов или отношений, то она полностью описывается средним арифметическим и стандартным отклонением. В противном случае следует использовать показатели так называемой непараметрической статистики. Но и при использовании перечислен-
ных показателей вариативности, относящихся к параметрической статистике, следует помнить о их ограничениях и недостатках. Так, например, коэффициент вариации нельзя рассчитывать для переменных, измеренных в шкалах наименований, порядка и интервалов. В последнем случае Ограничение связано с тем, что начало отсчета выбирается произвольно (измерение температуры, значений суставных углов, величин потенциальной энергии и др.) либо когда среднее арифметическое близко или равно нулю [208]. Кроме того, в некоторых случаях недостаточно оценивать вариативность того или иного признака без учета его среднего значения [53, 54, 280]. Это, в частности, касается двигательных заданий с требованием отслеживать значение какой-либо величины или необходимостью поражать цель. В этом случае отклонение среднего значения (например, средней точки попадания) от заданного оценивает систематическую ошибку выполнения задания, которая так же является мерой вариативности.
Среди статистических методов, используемых для измерения и изучения вариативности, наибольшее распространение получили корреляционный, регрессионный и дисперсионный анализы. Применение этих методов позволило ввести еще одну классификацию видов вариативности по способу ее измерения (рис. 2). Если используется дисперсионный анализ, то выделяют общую, факторную и остаточную (случайную) вариативность. Если же используется регрессионный анализ, то оценивается общая и частная вариативность. Последняя представляет собой вариацию зависимой переменной не относительно ее среднего значения, а относительно линии регрессии. Кроме того, следует выделять абсолютную (среднее квадратическое отклонение) и относительную (коэффициент вариации) вариативность [208, 317].
R.A. Scmidt [294] описывает весьма интересный способ оценки вариативности при изучении индивидуальных различий в двигательных способностях людей, основанный на использовании коэффициента надежности. Он подчеркивает, что люди могут отличаться друг от друга по двум основным признакам. Первую группу составляют характеристики, величины которых относительно стабильны для каждого человека, например, антропометрические показатели. Т.е., те показатели, значения которых практически не меняются во процессе тестирования. Вторая группа признаков может варьировать в довольно больших пределах, что зависит от состояния, поведения человека или просто случая. Например, если мы будем оценивать точность бросков в баскетбольную корзину по результатом нескольких попыток, то бывает трудно сказать, являются ли наблюдаемые различия между людьми, результатом действительно разного уровня способности поражать цель, а не результатом случая.
Коэффициент надежности позволяет оценивать пределы, в которых различия между людьми по результатам тех или иных тестов обусловлены либо индивидуальными различиями либо влиянием случайных, превходящих факторов. Расчет этого показателя основан на корреляционном анализе, хотя с нашей точки зрения более предпочтителен дисперсионный анализ, не требующий большого объема выборок. Характерной особенность данного варианта использования корреляционного анализа является то, что рассчитывается взаимосвязи между результатами внутри теста.
В таблице 1 представлены результаты исследования индивидуальных различий в способности реагировать на световой раздражитель. Пят испытуемых выполнили по шесть попыток, в процессе которых измерялось время простой двигательной реакции.
Коэффициент корреляции рассчитывался между суммами четных и нечетных попыток и был равен 0,92. Квадрат его значения, выраженный в процентах, получил называние коэффициент детерминации. Б данном примере коэффициент детерминации равен 84,6%, что свидетельствует о значительных индивидуальных различиях между испытуемыми. Как уже отмечалось выше аналогичный коэффициент надежности можно было бы получить с использованием однофакторного дисперсионного анализа с последующим расчетом внутриклассового коэффициента корреляции [93].
Полученный коэффициент надежности можно интерпретировать по разному. С одной стороны, он характеризует степень индивидуальных различий между людьми по данному показателю, в приведенном примере по величине времени простой двигательной реакции. С другой стороны, коэффициент надежности является мерой стабильности результатов тестирования, а значит характеризует валидность процедур, используемых для оценки состояния людей, в частности степени подготовленности спортсменов.
Таблица 1
Время простой реакции (мс) у пяти испытуемых
в шести попытках (по [294]).
41 " -:';T^ViOirSKA
Широкое использование статистических методов для измерения вариативности не должно однако скрыть одного весьма важного обстоятельства, которое порой умалчивается при интерпретации результатов исследований. Дело в том, что какие бы статистические показатели или процедуры мы не использовали для изучения вариативности как явления, они в сущности остаются измерителями статистического разброса (статистических закономерностей), отражая лишь формальную, а не содержательную сторону дела. Поэтому при интерпретации результатов исследования вариативности следует опираться не только на возможно больший набор статистических показателей и процедур, но главным образом на выбор наиболее информативных из них. А именно, нужно убедиться в том, что выбранный способ измерения вариативности отражает сущность изучаемого явления.
1.4. Вариативность как метод исследования.
Вариативность следует рассматривать не только как явление изменчивости и как ее меру, но и как эффективный метод решения большого количества проблем, возникающих в теории физического воспитания и спортивной тренировки.
Прежде всего в некоторых видах спорта вариативность является одним из критериев спортивного мастерства, а в ряде случаев его основным показателем. Достаточно отметить, что в таких видах спорта как все виды стрельбы, броски и удары, в которых необходимо поражать цель, вариативность конечного результата является основным мерилом спортивного мастерства. Во многих экспериментальных работах показано, что с ростом спортивного мастерства в таких видах спорта происходит уменьшение вариативности конечного результата. Однако наибольший интерес
представляет исследование вариативности различных характеристик техники выполнения движений (кинематических, динамических, электрофизиологических и др.) в заданиях, требующих точности конечного результата и в заданиях, где необходимо увеличивать (или уменьшать) результат и где точность не является ведущим фактором. Например, не вполне очевидно, что вариативность результата и самого движения в прыжках в длину с разбега у спортсменов высокого класса будет меньше, чем у менее квалифицированных прыгунов. Но и в видах спорта с повышенными требованиями к точности конечного результата так же возникает вопрос, достигается ли он за счет большей стабильности характеристик самого движения, или же может иметь место высокая их вариативность? Если справедливо последнее, то в системе движений должны наблюдаться компенсаторные изменения тех или иных характеристик, как это было уже отмечено нами выше при рассмотрении результатов исследования сохранения равновесия при поддержании вертикального положения тела в ортоградной стойке.
Вариативность может быть использована для изучения и оценки стабильности спортивных результатов и надежности выступлений спортсменов в соревнованиях как в стандартных, так и в изменяющихся условиях (погодные условия, качество покрытий и спортивного инвентаря, присутствие зрителей, уровень соревнований и т.п.). С практической точки зрения это достигается за счет сочетания стабильности и вариативности системы движений. Д.Д. Донской [72] видит в этом проявление закона стабилизирующей вариативности, суть которого сводится к тому, что надежность высоких результатов в спорте обусловлена стабильностью эффекта системы движений, а она, в свою очередь, обеспечивается вариа-
тивностью двигательного состава и структуры. Все это способствует приспособлению к меняющимся условиям и к блокаде сбивающих воздействий.
Следующей областью использования вариативности является изучение на ее основе механизмов и способов управления двигательными действиями спортсмена.
Исходя из представления о существенных (ведущих) и несущественных элементах техники, можно по величинам внутриин-дивидуальной вариативности показателей движений судить о степени их значимости для роста спортивного мастерства. Предполагается, что те элементы техники, которые принципиально важны для правильного исполнения задания, должны иметь наименьшую вариативность. Отсюда величины стандартных отклонений измеряемых показателей будут критериями поиска существенных переменных.
Изучение стабильности и вариативности спортивной техники - еще одно направление применения вариативности в решении практических задач спортивной тренировки. В этом случае показатели вариативности характеризуют степень разнообразия вариантов выполнения двигательных действий (приемов, тактических комбинаций) для ведения спортивной борьбы и надежность их выполнения в стандартных и меняющихся условиях.
Показатели вариативности могут с успехом использоваться в качестве индикаторов переключения или смены одних способов деятельности на другие. Так, например, в стрелковом спорте [2, 4, 126] были выделены моменты смены тактики прицеливания и сохранения равновесия всей системы стрелок-оружие по показателям вариативности механических колебаний и ЭМГ мышц. В работе G. Hay с соавт. [252] величины стандартных отклонений вре-
менных показателей и длины шагов в разбеге в прыжках в длину использовались для определения момента, начиная с которого спортсмен начинает подбирать необходимую длину шагов для точного попадания на место отталкивания.
Особую значимость вариативность представляет для изучения индивидуальных различий в спортивном мастерстве. Показатели вариативности в этом случае играют роль своеобразных маркеров индивидуального мастерства, а сама вариативность используется как один из методов изучения индивидуальных способностей. Следует подчеркнуть, что во многих исследованиях внутри-индивидуальная и межиндивидуальная (внутри и межгрупповая) вариативность рассматривается лишь со статистической точки зрения, т. е. как степень разброса результатов измерения. С содержательной точки зрения эти виды вариативности могут дать богатую информацию о способах решения индивидами или группами спортсменов той или иной двигательной задачи. Кроме того, меж-грутшовая вариативность может быть использована для характеристики различий между группами спортсменов, объединенных по признаку пола, степени подготовленности, территориальному признаку и т.п.
1.5 Вариативность как принцип воздействия на систему.
Хорошо известно, что по мере адаптации организма к одному и тому же воздействию тренировочный эффект снижается. Поэтому в практике спорта давно сложилось представление о необходимости варьирования средств и методов подготовки.
В настоящее время установлено, что вариативная система подготовки спортсменов позволяет формировать известный диапазон подвижности двигательного навыка и тем самым создает дополнительные резервы для дальнейшего роста технического мае-
терства спортсменов. Главная проблема состоит в том, чтобы определить оптимальные величины этой вариативности. К сожалению этот вопрос решается в большинстве случаев не в специально организованных экспериментах, а в практике спорта, где трудно выделить в чистом виде влияние того или иного фактора и рост результатов связан с действием множества причин. И тем не менее в последнее время стали появляться работы [97, 145], посвященные изучению использования принципа вариативности в подготовке спортсменов [31, 49, 50, 74, 108].
В процессе обучения движениям и совершенствования спортивного мастерства тренер может варьировать средства и методы подготовки, интенсивность, объем и направленность нагрузки, интервалы отдыха между повторениями, давать соответствующие двигательные установки и многое другое.
Целесообразность использования вариативного подхода при обучении и совершенствовании техники спортивных движений продемонстрирована во многих работах. Более того, было показано [145], что в вариативных условиях тренировки легче добиться стабильности высоких спортивных результатов. Если в относительно стабильных условиях тренировки, квалифицированные спортсменки показывали 1-2 раза в год результаты в диапазоне от 60 до 80 % от максимальных достижений, то в вариативных условиях результаты не опускались ниже 70 %, а на уровне 95 % спортсменки достигали высоких спортивных результатов 6-11 раз в год.
