Физиологическое обоснование принципов обучения спортивной технике

Эффективность обучения спортивной технике тесно связана с Целым рядом педагогических принципов обучения, соблюдение которых возможно только при условии учета физиологических закономерностей функционирования организма, особенно тех, которые связаны с деятельностью нервной и мышечной систем.

Принцип постепенного усложнения техники движений. При осуществлении спортивных движений функционируют очень сложные временные связи, управляющие одновременной деятельностью многих мышц. Такие связи образуются постепенно, по мере широкого использования ранее образованных двигательных рефлексов (см. У.Г). Существенна при этом роль подготовительных упражнений, позволяющих усвоить отдельные фрагменты движения и затем включить их в целостную систему разучиваемого сложного двигательного акта.

Центральная нервная система по механизму экстраполяции способна сразу программировать новые по своему характеру двигательные акты, но лишь в относительно ограниченных пределах. Когда разучиваемое упражнение недостаточно связано с ранее приобретенным опытом, для выработки программ в ряде случаев необходимо поступление в ЦНС по обратным связям специальной информации. Без соответствующей предварительной подготовки человек не может правильно программировать сложные взаимоотношения в деятельности мышц, осуществляющих этот двигательный акт. Но если такое упражнение выполнить несколько раз с помощью тренера, ЦНС благодаря обратным связям получит информацию о динамике последовательных изменений в положении звеньев тела и в работе соответствующих мышц. Это позволит сформировать в нервных центрах такую программу их деятельности, которая в дальнейшем будет использована спортсменом для самостоятельного выполнения движения.

Принцип многократного систематического повторения упражнений. Временные связи, являющиеся основой двигательных навыков, формируются и совершенствуются при обязательном повторении упражнения. Важное значение при этом имеют число повторений и интервалы как между повторениями, так и между тренировочными занятиями. Не только недостаточное, но и чрезмерное число повторений (с ним связано развитие утомления) затрудняет формирование навыка. То же нужно отметить и в отношении интервалов между тренировочными занятиями. По мере роста тренированности число повторений упражнения на одном занятии и частоту занятий можно увеличить.

Принцип разносторонней технической подготовки. Временные связи, образующиеся в процессе формирования двигательного навыка, при многократном стереотипном выполнении движений могут способствовать сужению экстраполяции. Это сужение, возникающее при односторонней тренировке, ограничивает возможность изменять характер движений адекватно изменениям ситуаций. Между тем изменение внешней обстановки (особенности трассы или снаряда, возникновение препятствий и т.д.) и состояния спортсмена (эмоциональное перевозбуждение, утомление, травма и др.) могут вызвать несоответствие стереотипной программы выполнения движения новой ситуации. Вследствие этого двигательный акт может быть неполноценным.

Обучение стереотипному выполнению только ограниченного числа физических упражнений тормозит также и развитие тренируемости.

Принцип индивидуализации обучения. Генетические особенности, детерминирующие способность быстро обучаться новым сложным движениям, у разных спортсменов могут значительно различаться. Весьма различным у них может быть также и фонд ранее приобретенных навыков. Оба эти фактора предопределяют необходимость индивидуального подхода как при спортивном отборе, так и при обучении технике спортивных движений.

(2)

Задание 2. Дайте определения следующим понятиям:

Быстрота - это способность совершать движения в минималь­ный для данных условий отрезок времени. Различают комплексные и элементарные формы проявления быстроты.

функциональные пробы

мышечная гипертрофия,

максимальное потребление кислорода,

спортивный отбор,

восстановление,

П роцесс утомления - это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов к невозможности ее продолжения. переутомление,

адаптация,

физическое упражнение.

Задание 3. Дайте функциональную характеристику циклической работы в зоне субмаксимальной мощности.

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно-аэробной мощности) - это упражнения с преобладанием анаэробного компонента энергообеспечения работающих мышц. В общей энергопродукции организма он достигает 60-70% и обеспечивается преимущественно за счет лактацидной (гликолитической) энергетической системы. В энергообеспечении этих упражнений значительная доля принадлежит кислородной (окислительной, аэробной) энергетической системе. Рекордная мощность в беговых упражнениях составляет примерно 40 ккал/мин. Возможная предельная продолжительность соревновательных упражнений у выдающихся спортсменов - от 1 до 2 мин. К соревновательным упражнениям относятся: бег на 800 м, плавание на 200 м, бег на коньках на 1000 и 1500 м, заезды на 1 км в велоспорте (трек).

Мощность и предельная продолжительность этих упражнений таковы, что в процессе их выполнения показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) могут быть близки к максимальным значениям для данного спортсмена или даже достигать их. Чем продолжительнее упражнение, тем выше на финише эти показатели и тем значительнее доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После этих упражнений регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови - до 20- 25 ммоль/л. Соответственно рН крови снижается до 7,0. Обычно заметно.повышена концентрация глюкозы в крови-до 150 мг%, высоко содержание в плазме крови катехоламинов и гормона роста.

Ведущие физиологические системы и механизмы - емкость и мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощност-ные) свойства нервно-мышечного аппарата, а также кислород-транспортные возможности организма (особенно сердечно-сосудистой системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.

Аэробные упражнения. Мощность нагрузки в этих упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О2. Если дистанционное потребление О2 соотнести сопредельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК, или "кислородным потолком"), то можно получить представление об относительной,аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп (см. схему на стр. 14).

1. упражнения максимальной аэробной мощности (95-100% МПК);
2. упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85-90% МПК);
3. упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70-80% МПК);
4. упражнения средней аэробной мощности (55- 65%'отМПК);
5. упражнения малой аэробной мощности (50% от МПК и менее).

Общая энергетическая характеристика аэробных циклических упражнений приводится в табл. 6. '.

Ведущими физиологическими системами и механизмами, определяющими успешность выполнения аэробных циклических упражнений, служат функциональные возможности кислородтранспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц.

По мере снижения мощности этих упражнений (увеличения предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гли-колитического) компонента энергопродукции. Соответственно снижаются концентрация лактата в крови (см. рис. 6) и прирост концентрации глюкозы в крови -^степень гипергликемии). При упражнениях длительностью в

несколько десятков минут гипергликемии вообще не наблюдается (см. рис. б). Более того, в конце таких упражнений может отмечаться снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия).

Таблица 6. Энергетическая и эргометрическая характеристики аэробных циклических спортивных упражнений

Группа	Дистанционное потребление О2, % от МПК	Соотношение трех энергетических, систем, %	Главные энергетические субстраты*	Рекордная мощность, кал/мин	Рекордная продолжительность, мин
фосфагенная + лактацидная	лактацидная + кислородная	кислородная
Максимальной аэробной мощности	95-100		55-40	25-40	Мышечный гликоген		3- 10
Околомаксимальной аэробной мощности	85- 90	10-5	20-15	70-80	Мышечный гликоген, жиры и глюкоза крови		10- 30
Субмаксимальной аэробной мощности	70-80				Мышечный гликоген, жиры и глюкоза крови		30-120
Средней аэробной мощности	55-65				Жиры, мышечный гликоген и глюкоза крови		120-240
Малой аэробной мощности	50 и ниже				Жиры, мышечный гликоген 'И глюкоза крови	12 и ниже	> 240

* Перечисляются в порядке значимости (удельного вклада).

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно-аэробной мощности) - это упражнения с преобладанием анаэробного компонента энергообеспечения работающих мышц. В общей энергопродукции организма он достигает 60-70% и обеспечивается преимущественно за счет лактацидной (гликолитической) энергетической системы. В энергообеспечении этих упражнений значительная доля принадлежит кислородной (окислительной, аэробной) энергетической системе. Рекордная мощность в беговых упражнениях составляет примерно 40 ккал/мин. Возможная предельная продолжительность соревновательных упражнений у выдающихся спортсменов - от 1 до 2 мин. К соревновательным упражнениям относятся: бег на 800 м, плавание на 200 м, бег на коньках на 1000 и 1500 м, заезды на 1 км в велоспорте (трек).

Мощность и предельная продолжительность этих упражнений таковы, что в процессе их выполнения показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) могут быть близки к максимальным значениям для данного спортсмена или даже достигать их. Чем продолжительнее упражнение, тем выше на финише эти показатели и тем значительнее доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После этих упражнений регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови - до 20- 25 ммоль/л. Соответственно рН крови снижается до 7,0. Обычно заметно.повышена концентрация глюкозы в крови-до 150 мг%, высоко содержание в плазме крови катехоламинов и гормона роста.

Ведущие физиологические системы и механизмы - емкость и мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощност-ные) свойства нервно-мышечного аппарата, а также кислород-транспортные возможности организма (особенно сердечно-сосудистой системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.

Аэробные упражнения. Мощность нагрузки в этих упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О2. Если дистанционное потребление О2 соотнести сопредельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК, или "кислородным потолком"), то можно получить представление об относительной,аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп (см. схему на стр. 14).

1. упражнения максимальной аэробной мощности (95-100% МПК);
2. упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85-90% МПК);
3. упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70-80% МПК);
4. упражнения средней аэробной мощности (55- 65%'отМПК);
5. упражнения малой аэробной мощности (50% от МПК и менее).

Общая энергетическая характеристика аэробных циклических упражнений приводится в табл. 6. '.

Ведущими физиологическими системами и механизмами, определяющими успешность выполнения аэробных циклических упражнений, служат функциональные возможности кислородтранспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц.

По мере снижения мощности этих упражнений (увеличения предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гли-колитического) компонента энергопродукции. Соответственно снижаются концентрация лактата в крови (см. рис. 6) и прирост концентрации глюкозы в крови -^степень гипергликемии). При упражнениях длительностью в

несколько десятков минут гипергликемии вообще не наблюдается (см. рис. б). Более того, в конце таких упражнений может отмечаться снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия).

Таблица 6. Энергетическая и эргометрическая характеристики аэробных циклических спортивных упражнений

Группа	Дистанционное потребление О2, % от МПК	Соотношение трех энергетических, систем, %	Главные энергетические субстраты*	Рекордная мощность, кал/мин	Рекордная продолжительность, мин
фосфагенная + лактацидная	лактацидная + кислородная	кислородная
Максимальной аэробной мощности	95-100		55-40	25-40	Мышечный гликоген		3- 10
Околомаксимальной аэробной мощности	85- 90	10-5	20-15	70-80	Мышечный гликоген, жиры и глюкоза крови		10- 30
Субмаксимальной аэробной мощности	70-80				Мышечный гликоген, жиры и глюкоза крови		30-120
Средней аэробной мощности	55-65				Жиры, мышечный гликоген и глюкоза крови		120-240
Малой аэробной мощности	50 и ниже				Жиры, мышечный гликоген 'И глюкоза крови	12 и ниже	> 240

* Перечисляются в порядке значимости (удельного вклада).

(1)

Во время выполнения упражнений субмаксимальной анаэробной мощности ресинтез фосфагенов происходит с достаточной скоростью, поэтому в конце работы не обнаруживается заметного их расходования (см. рис. 19, А). Главным механизмом утомления в этих упражнениях служат связанное с интенсивным гликогено-лизом (как основным, путем энергопродукции) накопление лактата в мышцах (см. рис. 19, Б) и крови и обусловленное им снижение рН в мышечных клетках и крови. Оба эти фактора приводят к уменьшению скорости гликогенолиза в мышцах и оказывают отрицательное влияние на деятельность ЦНС. При работе субмаксимальной анаэробной мощности дополнительным (хотя не очень существенным) фактором, лимитирующим работоспособность, служат функциональные возможности, кислородтранспортной системы. Поэтому одним из механизмов утомления при выполнении такой работы является недостаточное снабжение мышц кислородом... (2)

Задание 4. Опишите механизмы ресинтеза АТФ в процессе гликолиза.

Задание 5. Укажите закономерности и стадии формирования двигательных навыков, дайте их краткую характеристику.

Физиологические закономерности и стадии формирования двигательных навыков.

Процесс обучения двигательному навыку начинается с определенного побуждения к действию, которое задается подкорковыми и корковыми мотивационными зонами. У человека это, главным образом, стремление к удовлетворению определенной социальной потребности (любовь к данному виду спорта, желание им заниматься, преуспеть в упражнении и пр.). Оптимальный уровень мотиваций и эмоций способствует успешному ус­воению двигательной задачи и ее решению.

10.3.1. Замысел и общий план действия.

На первом этапе формирования двигательного навыка возникает замысел действия, осуществляемый ассоциативными зонами коры боль­ших полушарий (переднелобными и нижнетеменными). Они формируют общий план осуществления движения. Вначале это лишь общее представ­ление о двигательной задаче, которое возникает либо при показе движения другим лицом (педагогом, тренером или опытным спортсменом), либо по­сле словесной инструкции, самоинструкции, речевого описания. В созна­нии человека создается определенный эталон требуемого действия, "модель потребного будущего" (Бернштейн Н.А., 1966). Эту функцию П. К. Анохин назвал "опережающее отражение действительности". Формиро­вание такой наглядно-образной модели складывается из образа ситуации в целом (задаваемые пространственные и временные характеристики двига­тельной задачи) и образа тех мышечных действий, которые необходимы для достижения цели. Имея представление о требуемой модели движения, человек может осуществить ее разными мышечными группами. Так, на­пример, подпись человека имеет характерные черты, независимо от мы­шечных групп, выполняющих ее (пальцы, кисть, предплечье, нога).

Особое значение имеют в этом процессе восприятие и переработка зри­тельной информации (при показе) и слуховой (при рассказе). Опытные спортсмены быстрее формируют зрительный образ движения, так как у них лучше выражена поисковая функция глаза, и они способны эффективно выделять наиболее важные элементы. У них богаче кладовая "моторной памяти" - хранящиеся в ней образы освоенных движений, быстрее проис­ходит извлечение нужных моторных следов.

10.3.2. Стадии формирования двигательных навыков.

На втором этапе обучения начинается непосредственное выполне­ние разучиваемого упражнения. При этом отмечаются 3 стадии форми­рования двигательного навыка:

1)стадия генерализации (иррадиации возбуждения),

2) стадия концентрации и

3)стадия стабилизации и автоматизации.

На первой стадии созданная модель становится основой для перевода внешнего образа во внутренние процессы формирования программы соб­ственных действий. Физиологические механизмы этого во многом неясны. На ранних этапах онтогенеза, когда речевая регуляция движений (внешней речью постороннего лица или внутренней собственной речью) еще не раз­вита, особенное значение имеют процессы подражания, общие у человека и животных. Наблюдая за действиями другого лица и имея некоторый опыт управления своими мышцами, ребенок превращает свои наблюдения в программы собственных движений. Эти процессы аналогичны процессам освоения речи, которую ребенок сначала слышит от окружающих людей, а затем преобразует в собственную моторную речь (по терминологии психо­лога Л. С. Выготского, это - явление интериоризации, т. е. превращение внешней речи во внутреннюю).

Некоторые особенности программирования отражаются в межцен­тральных взаимосвязях электрической активности мозга (Сологуб Е.Б., 1981). Можно видеть, например, что при наблюдении за выполнением бега посторонним лицом в коре больших полушарий у человека появляются по­тенциалы в темпе этого бега (своеобразная модель наблюдаемого движе­ния). Подобные изменения ритмов мозга и специфические перестройки пространственной синхронизации корковых потенциалов наблюдаются также при представлении и при мысленном выполнении движений (Сологуб Е.Б., 1981). При этом пространственные взаимосвязи мозговой активности начинают отличаться от состояния покоя и приближаться к та­ковым при реальном выполнении работы (табл.8).

В процессах программирования используются имеющиеся у человека представления о "схеме тела", без которых невозможна правильная адре­сация моторных команд к скелетным мышцам в разных частях тела, и о "схеме пространства", обеспечивающие пространственную организацию движений. Нейроны, связанные с этими функциями, находятся в нижнете­менной ассоциативной области задних отделов коры больших полушарий.

Организация движений во времени, оценка ситуации, построение последо­вательности двигательных актов, их сознательная целенаправленность осуществляются передне-лобной ассоциативной корой. Только в ней име­ются специальные нейроны кратковременной памяти, которые удерживают созданную программу от момента прихода в кору внешнего пускового сиг­нала (или от момента самоприказа) до момента осуществления моторной команды.

Таблица 8.

Появление сходства корковых функциональных систем при мысленном и

реальном выполнении бега у бегуна-спринтера 1 разряда

(по данным корреляционного анализа ЭЭГ).

	Исходное состояние	Мысленный бег	Реальный бег
А	6 – 7 – 4	4 – 3 – 5 – 2 – 7	4 – 3 – 5 – 2 – 7
В	1, 2, 3, 5, 8	1, 8	1, 6, 8

Примечание:

1 - 8 - номера корковых зон,

А - плеяды взаимосвязанной (синхронной и синфазной) активности различных корковых зон с коэффициентами корреляции 0.7-1.0, В - независимые корковые зоны.

Соответственно этому во время реальной работы можно видеть особую специфику мозговой активности, отражающую характерные черты двига­тельных программ. Так, у бегунов и конькобежцев как при воображаемом, так и при реальном выполнении бега по дорожке или на коньках устанав­ливается сходство (пространственная синхронизация) потенциалов перед­не-лобной (программирующей) области с моторными центрами ног, а у гимнастов при представлении и выполнении стойки на кистях - с моторными центрами рук. При стрельбе, бросках мяча в баскетбольное кольцо возникает сходство активности зрительных, нижнетеменных зон (ответственных за пространственную ориентацию движений) и моторных зон коры, что обеспечивает точность глазо-двигательных реакций. В про­цессе фехтования к этим зонам подключаются передне-лобные области, связанные с вероятностной оценкой текущей и будущей ситуации (Сологуб Е.Б., 1981, и др.).

В создании моторных программ принимают участие многие нейроны коры, мозжечка, таламуса, подкорковых ядер и ствола мозга. Обширное вовлечение множества мозговых элементов необходимо для поиска наибо­лее нужных из них. Этот процесс обеспечивается широкой иррадиацией возбуждения по различным зонам мозга и сопровождается обобщенным характером периферических реакций - их генерализацией. В силу этого первая стадия начинающихся попыток выполнить задуманное движение называется стадией генерализации. Она характеризуется напряжением большого числа активированных скелетных мышц, их продолжительным сокращением, одновременным вовлечением в движения мышц-антагонистов. Все это нарушает координацию движений, делает их закре­пощенными, приводит к значительным энерготратам и, соответственно, излишне выраженным вегетативным реакциям. На этой стадии наблюда­ются особенное учащение дыхания и сердцебиения, подъем артериального давления, резкие изменение состава крови, заметное повышение темпера­туры тела и потоотделения. Однако нет достаточной согласованности этих сдвигов между собой и их соответствия мощности и характеру работы.

Массированный поток афферентных импульсов от проприорецепторов многих мышц затрудняет отделение основных рабочих мышечных групп от посторонних. Анализ "темного" мышечного чувства еще более осложняет­ся обильным притоком интероцептивных сигналов - в первую очередь, от рецепторов дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Требуются много­кратные повторения разучиваемого упражнения для постепенного совер­шенствования моторной программы и приближения ее к заданному этало­ну.

На второй стадии формирования двигательного навыка происходит концентрация возбуждения в необходимых для его осуществления кор­ковых зонах. В посторонних же зонах коры активность подавляется одним из видов условного внутреннего торможения - дифференцировочным тор­можением. В коре и подкорковых структурах создается мозаика из возбуж­денных и заторможенных нейронных объединений, что обеспечивает коор­динированное выполнение двигательного акта. Включаются лишь необхо­димые мышечные группы и только в нужные моменты движения, что мож­но видеть на записях ЭМГ. В результате рабочие энерготраты снижаются.

Навык на этой стадии уже сформирован, но он еще очень непрочен и нарушается при любых новых раздражениях (выступление на незнакомом поле, появление сильного соперника и т. д.). Эти воздействия разрушают неокрепшую еще рабочую доминанту, едва установившиеся межцентраль­ные взаимосвязи в мозгу и вновь приводят к иррадиации возбуждения и потере координации.

На третьей стадии в результате многократного повторения навыка в разнообразных условиях помехоустойчивость рабочей доминанты повыша­ется. Появляется стабильность и надежность навыка, снижается созна­тельный контроль за его элементами, т. е. возникает автоматизация навыка. Прочность рабочей доминанты поддерживается четкой сонастройкой ее нейронов на общий ритм корковой активности. Такое явление было названо А. А. Ухтомским усвоением ритма. При циклической рабо­те ритм корковой активности соответствует темпу выполняемого движе­ния: в ЭЭГ появляются соответствующие этому темпу "меченые ритмы" (Сологуб Е.Б., 1965, 1973). Внешние раздражения на этой стадии лишь подкрепляют рабочую доминанту, не разрушая ее. Большая же часть по­сторонних афферентных потоков не пропускается в спинной и головной мозг: специальные команды из вышележащих центров вызывают пресинаптическое торможение импульсов от периферических рецепторов, пре­пятствуя их доступу в спинной мозг и вышележащие центры. Этим обеспе­чивается защита сформированных программ от случайных влияний и по­вышается надежность навыков.

Процесс автоматизации не означает выключения коркового кон­троля за выполнением движения В коре работающего человека отмеча­ется появление связанных с движением потенциалов, специфические фор­мы межцентральных взаимосвязей активности. Однако в этой системе цен­тров по мере автоматизации снижается участие лобных ассоциативных от­делов коры, что, по-видимому, и отражает снижение его осознаваемости.

Задание 6. Дайте физиологическую характеристику ловкости и гибкости.