2.1. Состояние теории физической подготовки

Теория физического воспитания есть наука об общих закономерностях, определяющих содержание и формы построения физического воспитания как педагогически организованного процесса, органически включенного в общую систему воспитания человека (Л.П.Матвеев, 1979). Физическая подготовка является основополагающей стороной содержания физического воспитания, призванная для развития физических возможностей. Эта сторона физического воспитания связана с выполнением физических упражнений, вызывающих определенные физические нагрузки, после чего возникают морфофункциональные перестройки в системах и органах спортсмена.

Наиболее полно теория физической подготовки (ТФП) была впервые изложена в монографии Л.П.Матвеева "Основы спортивной тренировки". В ней физическая подготовка рассматривалась как раздел курса, в котором приводились только методы воспитания силовых, скоростных, выносливостных способностей и гибкости. Особенностью изложения материала было то, что приводилось описание только обобщений эмпирического опыта. В учебнике можно найти ответы на вопросы типа "как тренироваться?" и полностью отсутствует материал, с помощью которого можно было бы ответить на вопросы "что тренируется?" и "почему требуется именно данное рекомендуемое средство и методика тренировки?".

Большинство специалистов понимает, что теория физической подготовки не может развиваться в стороне от достижений спортивной биологии. Поэтому, начиная с 80-х годов, ведутся упорные попытки привлечения биологической информации для обоснования эмпирических закономерностей построения спортивной тренировки.

Л.П.Матвеев и Ф.З.Меерсон (1984) попытались привлечь закономерности функционирования абстрактной клетки и развития в ней структурно-функционального следа (адаптации) для интерпретации принципов спортивной тренировки, однако и сами авторы признали, что такой редукционистский подход не мог дать существенного сдвига в понимании эмпирических принципов построения спортивной тренировки. Обусловлено это тем, что прямой перенос закономерностей клеточного уровня для объяснения поведения человека как целого приводит к некорректным обобщениям.

В.М.Платонов при подготовке двух монографий (1984,1988) проделал большую работу по обобщению данных спортивной биологии. Его важным дополнением к курсу спортивной тренировки стало включение раздела "Контроль в спортивной тренировке", поскольку именно с контроля начинается и заканчивается любой управленческий цикл. К сожалению, биологическая информация использовалась В.М.Платоновым лишь для обоснования факторов, обуславливающих спортивную работоспособность. Такой подход остается в рамках эмпирического направления развития науки и является лишь иллюстрацией уже известных эмпирических положений, закономерностей и принципов построения тренировки. В частности, при описании принципов построения микроциклов биологическая информация вообще не используется, есть ссылка лишь на работу Ю.В.Фольборта (1958), которая была выполнена на крысах и касалась рассмотрения процессов метаболизма и синтеза гликогена в печени. На основе этой работы и системы гипотетических представлений о явлениях "суперкомпенсации", "суммирования эффекта" нескольких тренировок, скорости восстановления работоспособности после нагрузок большой, значительной, средней и малой мощности предлагается строить микроциклы. Очевидно, что на таких сомнительных основаниях заниматься научным планированием (предвидением) невозможно. На наш взгляд, это слишком приблизительные, неконкретные обобщения, касающиеся процессов адаптации вообще, тогда как эти процессы в каждом конкретном случае тренировки идут в строго определенных клетках органов.

В.М.Платонову не удалось преодолеть "эмпиризма" в разработке теории физической подготовки, однако это не удалось сделать и Ю.В.Верхошанскому (1990). Несмотря на корректную исходную посылку, а именно - построение тренировочного процесса должно вестись с учетом процессов адаптации систем и органов, попытка применения знаний спортивной биологии не удалась. Все свелось, как справедливо заметили его оппоненты А.С.Медведев (1990) и Ф.П.Суслов (1990), к переформулировке давно уже известных явлений.

Наиболее близок к разработке теории физической подготовки был В.М.Зациорский (1966). В монографии "Физические качества спортсмена" им были изложены концептуальные модели отдельных систем организма (мышечной, сердечно-сосудистой), описана биохимия мышечной деятельности, однако в начале 60-ых годов еще было недостаточно биологической информации для целостного изложения ТФП.

В истории развития науки аналогичные явления уже встречались. Так, Энгельс в "Анти-Дюринге" пишет: "Состояние разброда в современном учении об электричестве, делающем невозможным установление какой-либо всеобъемлющей теории, обусловлено господством односторонней эмпирии, которая запрещает себе мышление, которое именно поэтому мыслит ошибочно, неверно следует фактам, их изучает, тем самым становится чем-то противоположным эмпирии". Для преодоления "эмпирии" необходимо развивать теоретическое направление исследований объекта и на этой основе создавать развитую научную дисциплину. В основе теоретического мышления лежит модель изучаемого объекта.

2.2. Моделирование в научном исследовании

Научное исследование проходит несколько стадий. На первой стадии эмпирического исследования органы чувств физически взаимодействуют с объектом, на второй исходным является не сам объект, а данные опыта, на третьей - исходные группировки данных. Следовательно, на второй и последующих стадиях эмпирического исследования ученый имеет дело с заместителями объекта (М.В.Мостепаненко, 1972).

Любые заместители объекта исследования называются моделями. Модель это естественный или искусственный, материальный или идеальный заменитель объекта, который имеет общие свойства с изучаемым объектом. Процесс исследования, разработка модели называется моделированием.

Моделирование - основной метод теоретического исследования. На первой стадии теоретического исследования строится новый или расширяется существующий базис, то есть описывается идеальный объект - модель действительности. На второй стадии проводится мысленное или математическое имитационное моделирование для изучения закономерностей функционирования и развития модели, доказательство адекватности поведения модели реальному объекту. На третьей стадии теория или обнаруженные закономерности используются для конструирования, проектирования, применения новых знаний на практике. Логика теоретического исследования подробно описывается в программно-целевом подходе (И.С.Ладенко, 1987).

Ученый, занимающийся изучением модели, становится управляющей системой, а модель - объектом управления. Взаимодействие между ними осуществляется посредством следующей информации:

- целевых требований к объекту управления;

- описания объекта управления (описание модели, доказательство ее адекватности);

- критериев предпочтения из рассчитанных вариантов.

Управление осуществляется с учетом влияния внешней среды на поведение объекта.

Для прогнозирования поведения объекта необходима модель. Модель создается с учетом следующих основных методических принципов:

- системности - объект прогнозирования рассматривается как система; с учетом цели определяется необходимый набор элементов и структура;

- природной специфичности - при создании модели объекта учитывается специфика его природы, физические основы процессов взаимодействия между элементами;

- оптимизации - сложность модели должна обеспечить заданную достоверность и точность прогноза в требуемый срок.

Таким образом, "теория есть система идеальных образов (понятий), отражающих сущность исследуемого объекта, его внутренние необходимые связи, законы его функционирования и развития" (А.П.Шептулин, 1984). Для разработки теории необходимо построить концептуальную (для получения количественных оценок - математическую) модель объекта; в ходе имитационного моделирования предсказать известные явления, обнаружить новые; найти наиболее выгодные для практического использования пути воздействия на объект; экспериментально обосновать эффективность предложений, следующих из теории.

2.3. Основы теории управления и применения тренажеров

Под управлением понимается процесс обеспечения целенаправленного поведения системы при изменяющихся внешних условиях. В нашем случае объектом исследования является система, состоящая из двух подсистем - тренер (управляющая) и спортсмен (управляемая). В теоретическом исследовании вместо спортсмена должна использоваться концептуальная или математическая модель.

Процесс управления, организованный по принципу регулирования, разделяют на следующие функции управления: планирование, организация, учет, контроль и регулирование. Планирование, организация и учет реализуются с определенными интервалами времени, то есть представляют собой дискретные действия. Приведем определения перечисленных понятий.

Планирование - это деятельность по выработке и принятию управленческих решений. План предусматривает содержание, последовательность и сроки выполнения работ.

Организация - создание условий, содействующих выполнению плана. Эта деятельность касается всей системы управления - и тренера, и спортсмена.

Учет - качественная и количественная оценка действий процесса управления, является начальной, исходной функцией управления, предшествует планированию, служит обратной связью.

Трудовая деятельность тренера сводится к решению управленческих проблем. Средствами труда выступают различные методы, техника принятия решений. Предметом и продуктом управленческого труда является информация, то есть решения, определяющие величину управляющих воздействий на объект управления. Особенность этой продукции состоит в том, что возможный брак можно обнаружить только после ее "потребления" спортсменом. Очевидно, что применение в тренировочном процессе "бракованных" управленческих решений граничит с преступлением, поэтому актуально применение в учебном процессе институтов физической культуры и даже в тренировке спортсменов высшей квалификации имитационных моделей-тренажеров. При проектировании технологий управления на основе концептуального или математического моделирования можно сформулировать четкие логические посылки для выработки управленческих решений.

В общем случае процесс принятия решений подразделяют на следующие этапы:

- определение общих целей и установок по той или иной проблемной ситуации;

- изучение обстановки;

- формулирование задачи на основе концептуальной модели объекта;

- генерирование вариантов решения задачи;

- прогнозирование (мысленное имитационное моделирование) и оценивание результатов тренировки;

- выбор варианта решения задачи;

- реализация варианта решения (организация, контроль, анализ результатов).

Применение в научном исследовании или при подготовке тренеров концептуальных или имитационных моделей позволяет многократно проверять результаты генерированных решений, то есть играть.

Игрой называют вид человеческой деятельности, отражающий и воссоздающий другие ее виды. В случае использования в качестве модели спортсмена программы в ЭВМ организация имитационной игры требует выполнения следующих условий:

- к игре допускаются только те специалисты (тренеры, студенты, и т.д.), которые прошли соответствующий теоретический курс;

- процесс обучения осуществляется под руководством методиста;

- обучение имитационной игре имеет этапный характер;

- все этапы подготовки завершаются разбором решений, принятых тренером на основе протоколов выполненной исследовательской работы - имитационной управляющей игры.

Этапы имитационной игры:

- начальный - знакомство с интерьером рабочего места, расположением средств индикации и органов управления;

- специализированный этап - тренер закрепляет теоретические знания и приобретает навыки при выполнении отдельных операций на тренажере, в частности, выполняется исследование поведения системы при разных легко интерпретируемых планах тренировки;

- контрольный этап - тренер реализует в виде плана подготовки тренировочный процесс в соответствии с заданной методистом целью.

Таким образом, разработка математических имитационных моделей организма спортсмена и применение их при обучении теории физической подготовки в ходе педагогического процесса в институтах физической культуры позволит существенно повысить уровень научной дисциплины и качество подготовки специалистов.

2.4. Теоретическое направление развития теории физической подготовки спортсменов

Процесс управления возможен, если имеются: управляемый объект (спортсмен или программа в ЭВМ), блок получения информации об объекте (данные о тестировании), программный блок (у студента или специалиста в сознании должна иметься умозрительная модель, которой он может оперировать для предсказания результатов функционирования реального объекта - спортсмена), блок сравнения (сопоставления результатов умозрительного имитационного моделирования (УИМ) или математического имитационного моделирования (МИМ) с данными тестирования), блок формирования управляющих воздействий (внесение изменений в методы, средства, планы тренировочных занятий), исполнительный блок (средства управления и передачи информации спортсмену - вербальные, зрительные, тактильные и др.).

ТФП как научная (педагогическая) дисциплина должна обеспечить (цель) формирование у студентов:

- системы знаний о МОРФОЛОГИИ спортсмена (совместно с биологическими дисциплинами), об основных закономерностях адаптационных процессов в организме спортсменов в ответ на выполнение физических упражнений;

- навыков умозрительного ИМ, необходимых для конструирования методов тренировочного занятия, микроцикла, мезоцикла и многолетней тренировки.

Следовательно, повышение эффективности планирования физической подготовки спортсменов возможно на основе разработки концептуальных и математических моделей организма человека, применение которых позволяет содержательно объяснять и конструировать методы контроля, тренировки и планы физической подготовки. Поэтому основными задачами теоретического направления развития теории физической подготовки спортсменов являются следующие:

- разработка умозрительных или математических моделей для имитации адаптационных процессов в клетках органов основных систем при выполнении человеком физических упражнений.

- Разработка на основе имитационного моделирования рациональных методов тренировок, обеспечивающих целенаправленное изменение структуры клеток.

- Разработка классификации нагрузок, создаваемых физическими упражнениями, по направленности адаптационных процессов в различных органах и тканях.

- Разработка принципов планирования физической подготовки спортсменов, специализирующихся в соревновательных упражнениях, относящихся к различным зонам мощности.

При этом должны использоваться методы:

- анализ и обобщение литературных данных;

- моделирование;

- имитационное моделирование;

- планирование эксперимента;

- педагогический эксперимент.

В связи с комплексным, междисциплинарным характером ТФП могут использоваться методы смежных наук: биохимии, спортивной физиологии, морфологии и др..

Создание ТФП требует своего научного фундамента. Таким фундаментом должны быть концептуальные и математические модели, разрабатываемые в спортивной биохомии и физиологии. Рассмотрим состояние этих научных дисциплин с позиции теории развивающего обучения и методологии теоретического мышления.

2.5. Состояние спортивной биохимии

В качестве предмета для критического анализа возьмем раздел "Биохимия спорта" учебника для ИФК "Биохимия" под редакцией В.В.Меньшикова и Н.И.Волкова (1986).

Во введении автор (Н.И.Волков) формулирует цель и задачи, определяет объект и предмет научной дисциплины:

"Биохимия спорта исследует закономерности биохимических превращений в организме человека в процессе занятий физическими упражнениями. В отличие от других разделов функциональной биохимии, где биохимические процессы рассматриваются в основном на уровне отдельных органов и тканей, в биохимии спорта главное внимание уделяется изучению биохимических процессов, происходящих в целостном организме."

Из представленного определения видно, что автор - сторонник эмпирического направления исследований, поэтому раздел биохимии спорта начинается с представления сведений из гистологии мышечной ткани (строение мышцы, мышечных волокон и миофибрилл), далее идет повторение описания из общей биохимии процессов образования энергии в клетках (пока никакой биохимии спорта нет), далее приводятся эмпирические физиологические данные (потребление кислорода, выделение углекислого газа, концентрация в крови лактата и ионов водорода) с сомнительной биохимической интерпретацией (химические процессы идут в клетках, в крови можно обнаружить лишь "следы" этих реакций, которые к тому же идут в разных частях тела человека), в заключении автор вообще забывает о биохимии, излагает основы эмпирической теории физической подготовки спортсменов. Заметим, что начало раздела (описание модели мышцы - строения основного объекта биохимии спорта) было правильным, однако, в связи с неспособностью автора к теоретическому мышлению, вся эта информация так и повисла мертвым грузом в учебнике. Не получилось создания биохимии спорта еще и по той причине, что автор лишь пытался рассмотреть поведение организма как целого, но ничего из этого не получилось (эмпиризм мешает). Им же полностью упускаются из рассмотрения биохимические процессы в клетках эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой систем, в клетках жировой и соединительной тканей и многое другое.

Значительно ближе был к построению биохимии спорта Н.Н.Яковлев (1974) в своей монографии "Биохимия спорта", поскольку представил эмпирические биохимические данные по реакции клеток всех основных систем организма человека в ответ на физические упражнения. При этом эмпирические данные интерпретируются с упором на строение клеток, тем самым у читателя формируются концептуальные модели клеток, демонстрируется теоретический способ мышления, который, как это сейчас представляется, уже не без ошибок, однако достигается главное - формируется у читателя теоретическое биохимическое мышление!

Для уточнения предмета биохимии спорта приведем перечень проблем (вопросов), которые должна решать биохимия с точки зрения авторов трехтомника "Основы биохимии" (А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман, 1981):

- Из каких химических соединений состоят живые существа?

Биохимия спорта должна показать количественные отклонения веществ от нормы у лиц, занимающихся спортом.

- Как построены макромолекулы, входящие в состав живых организмов?

- Каким образом ферменты осуществляют свою каталитическую функцию?

- Какие вещества необходимы для удовлетворения потребностей человека в пище и какова роль их соединений? Биохимия питания в спорте - важнейшая проблема.

- Какие химические процессы обеспечивают превращение пищевых компонентов в соединения, характерные для клеток данного вида?

- Каким образом потенциальная энергия, освобождающаяся при окислении веществ, содержащихся в пище, используется для реализации множества процессов, протекающих в живой клетке с потреблением энергии? Биохимия спорта изучает химизм энергообразования в мышечных волокнах при их максимальной активации и в разных (физиологических) условиях окружающей среды (температура, давление, закисление, содержание газов в крови и пр.), и поэтому вносит свой вклад в фундамент общей биохимии.

- Как устроена клетка для осуществления химических функций?

- Что представляет собой химия наследственности?

- Как достигается гармония химических процессов?

- Каким образом химические процессы обеспечивают функционирование организма как целого?

- Какова химия иммунитета?

- Можно ли описать заболевание (в спорте - изменения) на молекулярном уровне?

Из перечня вопросов следует, что главная задача биохимии - выяснение взаимосвязи биологической функции и молекулярной структуры. Поэтому биохимии спорта можно дать следующее определение:

Биохимия спорта является частью биохимии, поэтому должна изучать химические реакции в клетках различных органов в процессе выполнения физических упражнений, а также количественные молекулярные изменения в клетках в ответ на выполнение физического упражнения, тренировки или тренировочного процесса.

Биохимия спорта должна содержать концептуальные и математические модели клеток основных органов тела человека, описывать химические процессы при их активизации и в период восстановления. Корректность теоретического мышления специалиста в области физического воспитания можно проверить только косвенно, поэтому в учебнике биохимии спорта должны быть разработаны правила для облегчения интерпретации эмпирических данных, доступных тренеру или учителю физической культуры (пульс, давление, потовыделение, изменение цвета кожи, температура, утомление, результаты контрольных тестов и др.).

Таким образом, в настоящее время (1993 г.) курса биохимии спорта, построенного с учетом теории развивающего обучения, нет.

2.6. Состояние спортивной физиологии

Физиология - наука о динамике жизненных процессов, изучает функции, т.е. процессы питания, пищеварения, кровообращения, дыхания, функционирования мышц, нервной системы, рецепторов и т.д.

В учебнике "Спортивная физиология" (под редакцией Я.М.Коца, 1986) выделяются два центральных вопроса в курсе спортивной физиологии: физиологическая характеристика различных видов спорта и физиологические механизмы адаптации организма при спортивной тренировке.

Для изучения человека как системы И.П.Павлов предложил метод "...разложения на части, изучения значения каждой части, изучения связи частей, изучения соотношения с окружающей средой и, в конце концов, понимания на основании всего этого ее общей работы и управления ею" (1949). Эта цитата сжато излагает методологию построения любой теории, в частности, построения теоретической физиологии, которая дает предпосылки для развития математической физиологии. В нашем Отечестве последовательно двигается в этом направлении коллектив, возглавляемый Н.А.Амосовым. Рассмотрим, в каком состоянии находится физиология спорта с точки зрения теоретического направления развития этой науки.

Физическая активность человека, в частности, при занятиях спортом, является предметом изучения физиологии спорта. Применение физиологических методов исследования позволило получить эспериментальные данные, которые определенным образом сгруппированы в учебнике. Основа группировки - чисто эмпирическая. Так, любое движение может быть описано в терминах теоретической механики: сила, перемещение, продолжительность. В физиологии ввели предположение, что человек обладает способностями к проявлению силы, скорости и выносливости. Это означает, что физиологические понятия не выводятся на основе знания об устройстве органов тела человека, а лишь присваиваются неким группировкам данных, объединенных по формальным (эмпирическим) правилам. Значительно ближе к теоретическому подходу относятся разделы учебника с описанием функционирования систем организма спортсменов в особых условиях внешней среды. Например, при описании процессов терморегуляции имеется, хоть и не четкое, описание моделей внешней среды и тела человека. Однако, в связи с тем, что авторы не владеют методологией теоретического исследования, даже в лучших разделах учебника нет четкого описания системы органов, участвующих в обеспечении исследуемой функции (как это делается у П.К.Анохина и К.В.Судакова), свойств элементов функциональной системы, и, как следствие, не выводятся физиологические явления и закономерности. Научить теоретическому физиологическому мышлению по такому учебнику, на наш взгляд, невозможно.

Из критического анализа следует, что главная задача теоретической физиологии - выявление функциональных систем, выяснение взаимосвязи между элементами (органами) функциональной системы, объяснение причин возникновения физиологических явлений. Поэтому физиологии спорта можно дать следующее определение.

Физиология спорта является частью физиологии, изучает функции, возникающие при взаимодействии различных органов, в ответ на выполнение физического упражнения, тренировки или тренировочного процесса.

Физиология спорта должна содержать концептуальные и математические модели основных органов тела человека, описывать процессы, происходящие в них при их активизации и в период восстановления. Корректность теоретического мышления специалист в области физического воспитания может проверить только косвенно, поэтому в учебнике физиологии спорта должны быть разработаны правила для облегчения интерпретации эмпирических данных, доступных тренеру или учителю физической культуры (пульс, давление, потовыделение, изменение цвета кожи, температура, утомление, результаты контрольных тестов и др.). Заметим, что данные наблюдения тренера не меняются, однако он должен уметь их интерпретировать, как с позиции биохимика, так и с позиции физиолога.

Таким образом, базовые научные дисциплины - биохимия спорта и физиология спорта - не содержат в себе последовательно изложенной теории, и поэтому не могут быть основой для формирования как биологического теоретического мышления, так и теории физической подготовки спортсменов. Для доказательства этого положения приведем данные педагогического исследования.

2.7. Уровень теоретического мышления специалистов физического воспитания высшей квалификации

Учебная программа ИФК включает теоретическую и практическую подготовку студентов. Теоретическая подготовка предполагает изучение фундаментальных дисциплин, дающих знания о разных сторонах биологической природы человека и фукционировании его организма. В их число входят: анатомия, морфология, физиология, биомеханика, биохимия, гигиена, спортивная медицина.

Однако в учебных планах отсутствует предмет, целью которого являлось бы объединение фундаментальных знаний в единое целое. Помимо слабости взаимосвязи и преемственности между фундаментальными дисциплинами отсутствует их связь с такими специальными предметами как теория физического воспитания, теория физической культуры, теория спортивной тренировки, теория детского и юношеского спорта, теория и методика избранного вида спорта. Все это приводит к трудности применения полученных в процессе обучения знаний в практической работе тренера, при появлении нестандартных ситуаций, при решении нестандартных задач.

Для доказательства корректности теоретического анализа был разработан компьютерный учебно-диагностический комплекс с учетом теории развивающего обучения Д.Б.Эльконина, В.В.Давыдова и работ В.В.Рубцова. Диагностика комплекса была рассчитана на выявление уровней мышления.

Эмпирический тип мышления:

Первый уровень - знание основных понятий предмета обучения. Осуществляется диагностика знаний-понятий об иммунной системе, эндокринной, мышечной, пищеварительной системам, теории физической подготовки.

Второй уровень - знание эмпирических закономерностей, взаимосвязей между явлениями.

Теоретический тип мышления:

Первый уровень - знание элементного состава объекта исследования (систем организма человека) и его структуры, типа взаимосвязи между элементами.

Второй уровень - знание основных механизмов функционирования изучаемого объекта.

Третий уровень - навыки управления изучаемым объектом с целью получения заранее запланированного результата.

Для диагностики уровней мышления были разработаны соответствующие группы вопросов с пятью вариантами ответов на каждый. Из пяти неполных и отчасти неточных ответов только один был корректным. Все вопросы и ответы были включены в специальную компьютерную программу. Программа позволяла на экране дисплея высвечивать в случайном порядке вопросы, соответствующие какому-либо уровню мышления, и после выбора ответа она производила анализ корректности поступка. После полной диагностики программа распечатывала результат тестирования по всем разделам программы (научным дисциплинам) и уровням мышления. Навыки управления - построение методики тренировки - проверялись с помощью имитационных моделей, имитирующих срочные и долговременные адаптационные процессы, происходящие в организме спортсмена.

Контролирующая программа, диагностирующая знания студентов, должна иметь удовлетворительную информативность. Для контролирующих программ особенно важна содержательная информативность. В педагогике под содержательной информативностью понимают согласованность имеющихся знаний и навыков у данной учебной группы студентов с конкретным содержанием учебного материала, находящего отражение в учебных планах, программах (Методика и организация учебного процесса с использованием контролирующих и обучающих устройств. - М., 1979). Она определяется тем, насколько вопросы и задания охватывают все те области информации и деятельности, применительно к которым должны быть проверены знания, умения, способности студентов.

При выявлении информативности устанавливается, не являются ли задания в контролирующей программе случайными, не имеются ли в ней вопросы второстепенного значения. С этой целью группой квалифицированных экспертов (преподавателей кафедры физиологии и сотрудников ПНИЛ ГЦОЛИФК) проводился опрос студентов, у которых до этого были проверены знания с помощью контролирующей программы.

Результаты экспертного опроса сопоставлялись с результатами опроса по контролирующей программе и на основе техники ранжирования рассчитывался ранговый коэффициент корреляции.

Результаты, представленные в табл. 1, показывают, что первоначальный анализ контролирующей программы выявил в ней некоторые недостатки. Часть вопросов имела второстепенное значение. Об этом свидетельствует относительно низкие коэффициенты корреляции (r=0,2-0,6).

Таблица 1.

Информативность заданий контролирующей программы, используемой в компьютерном учебно-диагностическом комплексе

После анализа состава вопросов, их редактирования и добавления новых в соответствии с требованиями экспертов к знаниям студентов результаты повторного тестирования показали высокую степень совпадения (r=0,6-0,8) требований, как экспертов, так и контролирующей программы.

Анализ использования учебной и научно-методической литературы в учебном процессе ИФК показывает, что количество данной литературы не влияет на качество подготовки специалистов в институтах физической культуры, на различных курсах повышения квалификации и в Высшей школе тренеров. Причина этого в том, что обучение, как правило, проводится по типовым тематическим программам и планам. При этом первостепенная роль в подготовке кадров отводится, как известно, информации о тех или иных предметных, но всегда разрозненных, знаниях.

Анализ литературы по теории и методике спортивной подготовки показывает (С.Д.Неверкович, И.С.Дятловская), что содержание предметных курсов, предлагаемых для усвоения, не имеет концептуальных и математических моделей и недостаточно развернуто понятийно. Поэтому оно не может являться основой для формирования обобщенных способов действия специалиста по подготовке и разрешению вопросов реальной тренерско-педагогической деятельности. Следовательно, при традиционном информационном способе передачи знаний не обеспечивается развитие мышления у обучающихся.

Помимо неудовлетворительного содержания обучения "по учебникам", далека от совершенства и форма, в которой осуществляется это обучение, подготовка кадров. Неэффективность широко распространенной лекционной формы уже достаточно очевидна, поэтому основная ставка делается сейчас на активные методы обучения, при которых обучаемые развивают самостоятельную познавательную деятельность.

Подтверждением выше сказанного являются данные естественного педагогического эксперимента, приведенные в табл. 2 и 3.

Таблица 2.

Характеристика уровня знаний различных групп испытуемых

Примечание: Группы испытуемых: 1 - ВШТ (легкая атлетика, плавание, гандбол, хоккей с мячом); 2- ВШТ (футбол);  3 - аспиранты; 4 - студенты - л/атлеты; 5 -   студенты - т/атлеты; 6 - студенты - лыжный спорт; 7 - студенты - фигурное катание, спортивная гимнастика

Таблица 3.

Сравнительная характеристика уровня знаний различных категорий учащихся ГЦОЛИФК

Примечание: Группы испытуемых: 1 - ВШТ специализации легкой атлетики, плавания, гандбола, футбола, хоккея с мячом; 2 - аспиранты; 3 - студенты специализаций легкая и тяжелая атлетика, лыжный спорт, фигурное катание, спортивная гимнастика; 4 - ФПК

Анализ данных таблиц 2 и 3, характеризующих знания учащихся различных специализаций и квалификации, показал следующее.

В целом у всех обследуемых знания находятся на уровне ниже среднего (от 3,17 до 3,37 баллов по первому уровню (понятий) эмпирического мышления и от 2,56 до 3,33 баллов по второму уровню. Вполне объяснимым и закономерным является относительное преимущество группы аспирантов по сравнению с группами ВШТ и студентов вследствие более длительной теоретической подготовки первых.

Проведенный анализ знаний по различным учебным дисциплинам показал, что относительно высокие значения выявлены в оценке знаний по мышечной системе во всех исследуемых группах (от 3,03 до 3,6 баллов). Это является следствием значительного числа учебных часов и количества информации в учебной литературе по данной системе во многих смежных дисциплинах медико-биологического профиля, а также наличие данного материла при изучении дисциплин по избранному виду спорта. Обращает внимание относительно низкие баллы во всех группах испытуемых по группе вопросов, касаемых культуры питания (от 2,89 до 3,3 баллов).

Построение учебно-методической работы в ИФК на основе соответствующих учебников, которые не содержат сведений по организации теоретического типа мышления и в которых не приводятся необходимые примеры, не дает, на наш взгляд, возможность учащимся в полной мере освоить вопросы синтеза и анализа проблемных ситуаций, возникающих в тренерской и педагогической деятельности. Этот вывод подтверждается более низкими оценками способности учащихся к теоретическому способу мышления по сравнению с эмпирическим уровнем знаний.

Анализ показывает, что ни значительный практический опыт (группы ВШТ и ФПК), ни относительно более высокий теоретический потенциал (группа аспирантов) не позволяют учащимся иметь достаточный уровень знаний, касающихся принципов моделирования физической подготовки спортсменов. Естественно, что и попытки применить имеющиеся знания при работе с имитационной моделью с целью создания микроцикла тренировки в своем избранном виде спорта являются безуспешными.

2.8. Экспериментальное обоснование эффективности теоретической подготовки специалистов по физическому воспитанию

На основе исследований в области теории познания и теории развивающего обучения были сформулированы правила написания учебников для профессиональной теоретической подготовки и чтения по ним учебного курса.

Введение в специальность. Формирует у читателя (слушателя) целостное представление об объекте и предмете исследования. Перечисляются основные явления и демонстрируется важность для профессиональной деятельности понимания сущности этих процессов. Задача введения - сформировать у читателя мотив для активной учебной деятельности. Мотив появляется с осознанием необходимости знаний в профессиональной деятельности.

Модель объекта изучения. Теоретическое мышление невозможно без построения в сознании учащегося идеальной модели объекта изучения. Объект должен быть построен на основе системного подхода, т.е. должны быть перечислены и описаны свойства (метод черного ящика используется для ограничения глубины познания объекта), все необходимые и достаточно разнородные структурные элементы системы, прослежены их взаимосвязи. Из этих элементов далее строится целостный объект - система. Описание системы позволяет в строго организованном виде передать учащимся знания, накопленные в науке о строении объекта.

При построении модели следует строго соблюдать принцип природной специфичности (нельзя придумывать те части объекта, о которых наука ничего не знает; например, "теплород" или "биополе" - слова не имеющие связи с реальным природным носителем, лишь создают видимость знания). Учет принципа оптимальности позволяет соблюсти меру между глубиной и широтой познания строения объекта, привязать модель к необходимому уровню знаний учащихся.

Основные механизмы функционирования объекта. Описываются процессы, происходящие в объекте при демонстрации им основных известных в практике явлений. При описании обязательно определяются условия существования объекта во внешней среде, а также начальные значения характеристик и параметров элементов модели объекта. Описание процессов должно сопровождаться приведением экспериментальных данных, подтверждающих справедливость умозаключений.

В тех научных дисциплинах, в которых предметом исследований являются технологии управления объектом, должны быть изложены методы контроля состояния объекта, методы управления функциональным состоянием и ресурсами, способы планирования развития процессов с учетом цели и критериев эффективности управления.

С учетом вышеназванных правил нами был разработан учебник "Общая теория физической подготовки человека", по которому создан учебный курс и проведено педагогическое исследование.

Целью педагогического эксперимента была проверка методики теоретической подготовки специалистов физического воспитания с применением учебно-диагностического комплекса для оценки уровня знаний экспериментальных групп учащихся ИФК.

В эксперименте приняло участие 35 аспирантов 2-го года обучения и 26 студентов 4-го курса специализации легкая атлетика. Эксперимент проводился с применением учебно-диагностического комплекса на компьютерах IBM PC/AT в Вычислительном центре ГЦОЛИФК и Проблемной НИЛ.

Перед началом эксперимента выполнялась проверка уровня мышления испытуемых. В каждой группе в течение 10 минут проводился инструктаж по правилам работы с персональным компьютером и по порядку работы с учебно-диагностическим комплексом. Каждый испытуемый самостоятельно в диалоговом режиме отвечал на ряд общих и специальных вопросов первой части комплекса. По каждому разделу вопросов ЭВМ выставляла оценки, исходя из пятибалльной шкалы. Далее группе испытуемых предлагалась вторая часть комплекса - имитационная модель организма спортсмена. Учащиеся должны были составить один или несколько тренировочных планов для достижения предварительно поставленной цели - спортивного результата. Тренировочный план составлялся коллективно. С помощью педагогических наблюдений (метод хронометрирования и звукозаписи) фиксировались вопросы учащихся к преподавателю, обсуждение ими различных вариантов тренировочных планов. Составленные тренировочные планы после их введения в диалоговом режиме в компьютер проверялись с помощью модели, а полученные результаты (решена ли поставленная задача или нет) фиксировались.

Далее эти группы учащихся проходили обучение, как с помощью учебно-диагностического комплекса, так и с помощью преподавателя. Обучение проводилось в виде лекционных, семинарских и практических занятий по расписанию учебного плана. Учащимся объяснялись основные принципы создания и функционирования имитационой модели организма человека, принципы воздействия различных тренировочных нагрузок и тренировочных средств на имитационную модель (т.е. на организм человека), принципы планирования тренировочного цикла, исходя из поставленной цели с учетом состояния организма спортсмена. При обучении широко использовалась самостоятельная работа учащихся с учебно-диагностическим комплексом с применением как блока обучения, так и блока диагностики.

Таблица 5.

Характеристика эффективности экспериментальной методики обучения студентов ГЦОЛИФК специализации легкая атлетика (n=26)

Примечание: * - из 2-х составленных планов тренировки один привел к "гибели" спортсмена, другой не дал никакого изменения в результатах; ** - были составлены два успешно реализованных плана тренировки (для тренировки спринтеров и бегунов на средние дистанции).

После курса обучения было проведено повторное тестирование учащихся с помощью учебно-диагностического комплекса по схеме, описанной выше (табл. 4, 5).

Результаты эксперимента показали, что, как в группе студентов, так и в группе аспирантов произошли статистически достоверные изменения (р<0,05) на всех уровнях знаний. Как следствие, это привело к положительному результату в работе с имитационной моделью при построении микроциклов тренировки.

Анализ результатов модельного эксперимента, а также опросы, проводимые после эксперимента, показали, что учащиеся приобретают навыки теоретического мышления. В своей учебе по планированию физической подготовки они приобрели следующие навыки для использования в своей дальнейшей работе:

- навык моделирования организма спортсмена, что дает возможность взглянуть на свою работу шире, во всех основных аспектах целостностной профессиональной деятельности;

- навык выбора средств физической подготовки после проведения глубокого анализа профессиональных ситуаций;

- навык разработки методов и планов тренировки с теоретической оценкой возможных последствий своих решений.

Компьютерный учебно-диагностический комплекс является не только средством диагностики сформированности профессиональных умений и навыков по организации подготовки спортсменов, но также способом сознательного целесообразного использования теоретических знаний, обеспечивающих практику. Следовательно, обучаемые получают способ для развития процессов саморазвития и самосовершенствования.

В модельном эксперименте также была предусмотрена проверка эффективности традиционных методов обучения (лекционные и семинарские занятия) и экспериментальной методики обучения (с использованием имитационного моделирования, реализованного в виде компьютерного учебно-диагностического комплекса). Результаты этой части эксперимента представлены в табл. 6.

Таблица 6.

Характеристика качества знаний учащихся при использовании традиционных и экпериментальной методик обучения

Примечание: * - план составлен только группой лыжников; ** - план составлен только группой футболистов; *** - были составлены 2 успешных варианта тренировки (спринт, выносливость).

Группы испытуемых: 1- студенты специализаций фигурное катание, гимнастика, лыжный спорт, тяжелая атлетика (n=47); 2 - ВШТ специализаций легкая атлетика, гандбол, фехтование, плавание, хоккей с мячом (n=27); 3 - аспиранты (n=35); 4 - студенты специализации легкой атлетики (n=26).

Результаты анализа эксперимента показали, что уровень знаний учащихся, прошедших обучение по экспериментальной методике, достоверно отличается от уровня знаний учащихся, обучающихся по традиционной методике.

Таким образом, получена положительная экспертная оценка применения методики имитационного моделирования в рамках компьютерного учебно-диагностического комплекса при организации занятий по освоению знаний о принципах моделирования физической подготовки в различных видах спорта на основе теории развивающего обучения.

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Теория и практика применения дидактики развивающего обучения в подготовке специалистов по физическому воспитанию : Тр. учен. проблем. науч.-исслед. лаб. / РГАФК ; Науч. рук. Селуянов В.Н. - М.: ФОН, 1996. - 106 с.: ил.