Кандидат педагогических наук, доцент В.Г. Свечкарёв
Майкопский государственный технологический университет, Майкоп

Введение. В настоящее время оптимизация физкультурно-спортивной деятельности представляется весьма актуальной, социально значимой научно прикладной проблемой. Ее решение в равной степени важно как для системы подготовки спортивного резерва, так и для физической культуры и массового спорта.

Следует отметить, что основными проблемами ("болевыми точками") физкультурно-спортивной деятельности в настоящее время являются ее гуманизация и информатизация.

Цель исследования заключается в теоретико-методологическом обосновании биомеханических и педагогических условий, правил, закономерностей содержательного и процессуального обеспечения экспериментальной, изобретательской и конструкторской деятельности по созданию систем автоматизированного управления физической нагрузкой в условиях искусственной управляющей среды, функционирующих на основе информации о динамике состояния организма, а также на экспериментальной проверке эффективности таких систем в условиях реального учебно-тренировочного процесса.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследований: 1) анализ и обобщение научно методической литературы по проблеме исследования, 2) патентный поиск, 3) педагогические наблюдения, 4) биомеханические методы исследования - регистрация биомеханических характеристик: динамических (сила); кинематических (перемещение, скорость); временных (продолжительность движений и их отдельных частей); энергетических (работа, мощность), 5) медико-биологические, 6) педагогическое тестирование, 7) педагогический эксперимент, 8) методы математической статистики.

В исследовании приняли участие 117 человек.

Результаты исследования. В работе рассмотрены вопросы применения автоматизированной системы управления величиной нагрузки, причем это сделано в нескольких аспектах:

1. В возрастном диапазоне: дети, подростки, юноши, мужчины.

2. По уровню спортивного мастерства: неспортсмены, спортсмены массовых разрядов, спортсмены среднего уровня мастерства, спортсмены высокого уровня мастерства, спортсмены высшего уровня мастерства.

3. С применением автоматизированных систем управления (АСУ): с применением адаптивных систем управления, с применением АСУ с заданным качеством.

Все разработанные нами АСУ имеют принципиально разное техническое исполнение и принцип работы.

4. С управлением по ответной реакции: сердечно сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата.

5. По оптимизации двигательных действий: посредством управляющих воздействий и управляющих сигналов.

6. В педагогическом плане: в учебной деятельности, в спортивной деятельности.

По всем вышеперечисленным аспектам нами получен хороший (педагогический и технический) результат, что подтверждает правильность нашей концепции, цели и гипотезы исследования.

Результаты выполненного нами исследования показывают, что авторская АСУ построена на "правильных" алгоритмах и может эффективно использоваться в педагогическом процессе для повышения эффективности труда тренера (учителя).

Однако для эффективного использования предложенных нами технологий педагогу необходим целый ряд дополнительных знаний по механике, электронике, теории автоматизированного управления, он должен на хорошем уровне владеть современными компьютерными технологиями.

Разработанные нами технологии безопасны для здоровья, что подтверждается медико-биологическими и психологическими исследованиями.

Рассмотрены понятия "адаптивные" и "с заданным качеством" системы управления в тренажеростроении.

Некоторые авторы к техническому понятию адаптивных тренажеров (роботов, машин, систем) подходят с педагогических позиций, где адаптивным "элементом" является тренер, который и подстраивает (настраивает - адаптирует) АСУ тренажера. К разработке и описанию тренажеров необходимо подходить с технических позиций (и соответственно пользоваться традиционной для технических наук терминологией), а к процессу обучения и воспитания - с педагогических позиций, не подменяя одну систему терминологии другой.

При любом развитии техники и АСУ ведущую роль в управлении тренировочным процессом играет тренер (педагог), поскольку ни одна искусственная система не может учесть всего множества различных факторов, которые хороший тренер воспринимает на уровне подсознания. Но АСУ займет достойное место, как радивый помощник и хороший консультант, взяв на себя большую часть труда, освободив тренера от рутинной и нетворческой работы.

В физической культуре всё чаще звучит словосочетание "адаптивные тренажеры", под которым несведущие люди подразумевают "тренажеры для занятий инвалидов", аналогично адаптивной физической культуре, что приводит к путанице. По нашему мнению, чтобы избежать этой путаницы, правильнее говорить "тренажеры для инвалидов" или "тренажеры для людей с ограниченными возможностями".

1. Изучение и обобщение отечественного и зарубежного опыта показало недостаточность обоснования в физическом воспитании и спорте условий автоматизированного управления (регулирования) взаимодействиями человека и предметной среды, что обусловлено ограниченным объемом знаний, накопленных в системе физического воспитания и спортивной тренировки, позволяющих разрабатывать современные компьютеризированные технологии повышения эффективности спортивных упражнений на основе управления по ответной реакции организма занимающегося.

2. Решение всего комплекса стратегических задач физического воспитания и специализированной спортивной тренировки может стать реальностью только при условии обеспечения возможностей для разработки и широкого внедрения в практику учебно-тренировочной деятельности АСУ физическими нагрузками, позволяющими каждому занимающемуся достаточно быстро и основательно, без ущерба для здоровья адаптироваться к индивидуально приемлемым по параметрам необходимости и достаточности нагрузкам, предъявляемым в строгом соответствии с текущим морфофункциональным состоянием и особенностями ответной реакции организма занимающегося в процессе организации каждого тренирующего воздействия. На наш взгляд, одной из важнейших задач теории и методики физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной физической культуры и биомеханики на современном этапе является обоснование именно такого подхода. Данное положение должно рассматриваться в качестве ключевого при разработке и внедрении современных концепций совершенствования управления физкультурно-спортивной деятельностью.

3. Среди причин недостаточной эффективности решения проблемы внедрения АСУ в учебно-тренировочный процесс можно выделить одну, имеющую, на наш взгляд, первостепенное значение. Это преобладание частнонаучного подхода над общетеоретическим, ведущего к появлению своеобразного концептуального анархизма, не опирающегося на должные методологические основания. Такое положение приводит к попыткам решать частные вопросы разработки отдельных тренажёрных устройств или их комплексов без предварительного решения более общих, что противоречит принципам диалектики. Один из примеров реализации такого подхода - попытка разработки и внедрения в практику учебно-тренировочной деятельности тренажерных устройств без решения проблемы адаптивного автоматизированного управления параметрами индивидуально приемлемой для каждого занимающегося нагрузки.

4. Полученные в исследовании данные убеждают в недостаточно глубоком осознании большинством практических работников многих истинных причин неудовлетворительной эффективности учебно-тренировочного процесса, где одним из определяющих является вопрос об адаптивном управлении параметрами физической нагрузки. Они порождают необходимость тщательного обоснования исключительной актуальности вопроса о внедрении АСУ в процесс управления физическими нагрузками, доведения всесторонне обоснованной аргументации по этому поводу до сознания практических работников, разработки научно и учебно-методического обеспечения процесса их внедрения.

5. Широко распространенная практика учебно-тренировочной работы, предполагающая возможность достаточно успешного решения задач физического воспитания и спортивной тренировки без решения проблемы автоматизированного управления индивидуально приемлемыми для каждого занимающегося параметрами физической нагрузки, в значительной мере ущербна и оказывает дезориентирующее влияние на представления о содержательной сущности процесса организации учебно-тренировочного занятия и управления им. Уникальной функцией АСУ является эффективное содействие реализации принципа индивидуализации параметров физической нагрузки в зависимости от текущего состояния основных морфофункциональных систем организма каждого занимающегося и его реакции на предъявляемую конкретную нагрузку, что в других условиях организации учебно-тренировочного процесса принципиально невозможно.

6. Внедрение АСУ в учебно-тренировочный процесс не означает подмены ими деятельности преподавателя, тренера, их противопоставления. Оно представляет собой мощнейшее средство, содействующее значительному облегчению решения целого ряда принципиальных проблем и противоречий учебно-тренировочного процесса, решение которых в других условиях оказывается принципиально невозможным.

7. Привлекая внимание к проблеме разработки и внедрения АСУ в практику физического воспитания и специализированной спортивной тренировки, мы преследуем цель повышения эффективности воздействий на физическую природу человека без риска оказания повреждающего воздействия на организм неадекватными его текущему состоянию физическими нагрузками. Благодаря этому открываются замечательные возможности для подлинной реализации (не на словах, а на деле) принципа оздоровительной направленности занятий физическими упражнениями, спортом, создаются реальные условия для ответа на сложнейший и важнейший вопрос современности: "Как обезвредить спорт?". Широкое внедрение таких систем способствует реализации на практике монистического подхода в понимании взаимодействия, единства психического и физического в человеке, их гармонического взаимообусловленного совершенствования.

8. Реализуемое в исследовании представление о роли АСУ в организации физкультурно-спортивной деятельности и управлении ею не только обеспечивает им равноправное положение в ряду других современных средств, направленных на достижение социально значимого эффекта в этой деятельности, но и возводит это средство в ранг одной из фундаментальных основ совершенствования учебно-тренировочного процесса, главной и наиболее социально значимой функцией которого является содействие формированию полноценной биологической основы для высокоэффективной психической, интеллектуальной и физической деятельности, успешной социализации личности в жизни современного общества.

9. Результаты исследования позволили прийти к заключению о необходимости расширения представлений о комплексе средств физического воспитания и спортивной тренировки, в составе которого наряду с другими средствами должны рассматриваться автоматизированные адаптивные системы управления основными параметрами нагрузки. Основаниями, обусловливающими необходимость их включения в число средств физического воспитания, являются принципиальная невозможность успешного решения без их применения целого ряда проблем и противоречий учебно-тренировочного процесса, главная из которых - проблема индивидуализации, персонализации воздействий физическими нагрузками, без решения которой сама учебно-тренировочная деятельность во многом теряет смысл.

10. В решении понятийно терминологической проблемы, связанной с разработкой и внедрением АСУ в практику учебно-тренировочного процесса, приоритетное внимание должно быть сосредоточено не столько на введении новых терминов, сколько на конструктивных попытках, направленных на устранение разночтений в понимании сути уже давно и прочно вошедших в научный обиход, но до сих пор дискутируемых понятий. Нововведения, так же как и отказ от устаревших понятий, должны иметь место, но только при условии очевидной целесообразности и всесторонней обоснованности. Предпринятое в работе исследование понятийно терминологических аспектов проблемы разработки и внедрения АСУ в практику учебно-тренировочного процесса может способствовать формированию более четких представлений о сути основных понятий этой сферы и более корректному и конструктивному их использованию.

11. Материалы проведенного исследования свидетельствуют о том, что, несмотря на еще довольно широко распространенное (особенно в среде практических работников) скептическое отношение к возможным перспективам внедрения АСУ в практику учебно-тренировочного процесса, нужно с полной ясностью осознавать, что другого столь же действенного способа решения проблемы необходимого повышения его эффективности в настоящее время фактически не существует.

Теоретико-методологическое обоснование разработанных в процессе исследования биомеханических и педагогических подходов к разработке и внедрению АСУ в практику учебно-тренировочной деятельности создает условия для более полного учета индивидуальных особенностей в каждый конкретный момент. Ее использование позволяет более рационально управлять основными параметрами нагрузки, устранить диспропорцию тренирующих воздействий и ответной реакции организма, обеспечивает создание и реализацию уникальных возможностей для подлинной индивидуализации учебно-тренировочного процесса.