НАУЧНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ АКАДЕМИИ

Abstract

METHODOLOGICAL APPROACHES ТО ELABORATION OF NEW PSYCHO-PHYSICAL AND PSYCHOBIOME- CHANICAL TECHNOLOGIES

G.I. Popov, Dr. hah., professor Russian state academy of physical culture, Moscow

I. P. Ratov, Dr. bah.. professor, Honoured physical culture Worker of Russia. Moscow,  All-ruissian research institute of physical culture, Moscow

V.P. Mochyonov, Ph. d., lecturer State physical culture and tourism committee, Moscow

Key words: teaching in exercises, new approaches, levels of movements control, stages of movements' control.

The purpose of this paper was to discuss the new approach to the improvement of the methods of teaching in exercises. The offered approach is based on the idea, that the environment, where a man performs, motor actions can he organised in such a way when the geometrical, power or kinematical limitations determine the conditions of the correct motor action's performing. A person and the artificially controlled environment as well as the object environment together form the functional system and the result of its functioning is the mastered movement. The authors define the psychophysical and the psy-chobiomechanical technologies of The movements' control and teaching in them.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ ПСИХОФИЗИЧЕСКИХ И ПСИХОБИОМЕХАНИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Доктор педагогических наук, профессор Г.И. Попов
Российская государственная академия физической культуры, Москва

Доктор педагогических наук, профессор И.П. Ратов
Всероссийский научно-исследовательский институт физической культуры, Москва

Кандидат педагогических наук, доцент В.П. Моченов
Государственный комитет Российской Федерации по физической культуре и туризму, Москва

Ключевые слова: обучение движениям, новые подходы, уровни управ-ления движениями, стадии формирования движений.

Традиционный процесс обучения упражнениям построен по принципу "делай, как я", т.е. через императивные инструкции тренера, воспринимающего упражнение, которому он обучает, через свое внутреннее представление о правильности его выполнения. В процессе обучения многократное повторение того или иного двигательного действия в упражнениях позволяет при субъективной информационной коррекции тренера сформировать действие методом проб и ошибок. При этом ориентировочная основа действия, необходимая для внутреннего осознания обучаемым хода выполнения упражнений, создается длительно и с трудом.

Наш подход построен на том, что за счет внешней среды, в которой человек выполняет двигательные действия, задаются те геометрические силовые или кинематические ограничения, которые сразу определяют условия правильного выполнения двигательного действия [1, 2]. Тем самым, с наших позиций, обучение движениям - это активная приспо-собительная деятельность человека в навязанных ему условиях внешней среды. Поскольку внешние условия сохраняются от одного повторения упражнения к другому, у человека создается устойчивая ориентировочная основа действия, объективизированная по своей сути, что способствует более быстрому и правильному формированию двигательного действия, которому человек обучается. Формы организации внешней среды в этом случае могут быть разными: реализуемые через активное воздействие на человека - искусственная управляющая среда (ИУС) или реализуемые через изменение условий взаимодействия человека с предметами внешней среды - предметная среда (ПС).

Обучение движениям - это, по-нашему мнению, прежде всего управленческая задача. При организации управления движениями важную роль играет использование таких особенностей двигательной задачи, которые могут упростить управление: уменьшить число управляемых эффекторных параметров и упростить обработку поступающей афферентации. В обеспечении этой работы важную роль играют функциональные синергии - совокупность однозначно функционирующих элементов кинематической цепи контура управления двигательным актом [З]. Число синергии невелико, однако их комбинации охватывают почти все многообразие произвольных движений. Поэтому обучение движением состоит в выработке соответствующих синергии, уменьшающих число параметров управления.

В настоящее время существует представление о трех уровнях управления многосуставными движениями [4, 5]. Первый уровень задает цель движения и запускает его. Второй уровень - многосуставного взаимодействия - автоматически определяет задания для отдельных суставов. Третий уровень осуществляет движение, определяя усилия мышц данного сустава.

Двигательная реакция на измененные условия ИУС и ПС возникает прежде всего на третьем уровне управления, поскольку ИУС и ПС накладывают либо геометрические, либо силовые ограничения на движения звеньев тела. В силу того что звено находится в составе биокинематической цепи и на основе обратной афферентации, произошедшие изменения касаются и второго уровня управления. Это вынужденное частичное изменение в управлении, связанное с изменением условий движения, контактирующего со средой звена или нескольких звеньев, мы назвали функциональной искусственной синергией. Искусственной - потому, что здесь нарушено многоуровневое построение управления от высших уровней к низшим [б]. Если свойства ИУС и ПС будут заданы целенаправленно, то вполне определенной будет сформирована функциональная синергия, а на ее основе

- двигательная. Под последней понимается четкая согласованность движений сегментов тела при решении двигательных задач [7]. Синергии - своеобразные блоки, из которых складывается движение. Тем самым устанавливаются общий для всех звеньев ритм движения и соответствующие фазовые соотношения в их соотносительном перемещении.

Исходя из вышеизложенного, мы можем утверждать, что человек, ИУС и ПС образуют функциональную систему с конечным результатом действия

- обучение тому или иному виду двигательной деятельности. В связи с этим и технологии, реализуемые в рамках этих функциональных систем, несут в себе различия по их динамической саморегулирующейся организации (см. таблицу) [8, 9]. К психофизическим технологиям мы отнесли те, которые основаны на функциональных системах с внутренним звеном самоорганизации, к психобиомеханическим-те, которые основаны на функциональных системах с пассивным и активным внешними звеньями саморегуляции.

В методологии ИУС и ПС аналогом внутреннего звена саморегуляции является формирование естественной синергии в обычных (естественных) условиях выполнения упражнения. Механизм этого обоснован Н.А.Бернштейном. Формируясь, движение проходит три стадии, в течение которых происходит преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа и превращение последнего в управляемую систему. Первая стадия характеризуется невысокой скоростью, напряженностью, неточностью. Это объясняется необходимостью блокирования излишних степеней свободы биокинематической цепи. С точки зрения развиваемой нами теории управления, связывающей волновые процессы управления и исполнения в движениях многозвенных биомеханических систем [10], на этой стадии происходит с большим разбросом и малой амплитудой изменение команд реципрокности и коактивации [11] в суставах и моментов выключения этих команд (функция второго уровня управления). Вторая стадия характеризуется постепенным исчезновением напряженности, становлением мышечной координации, повышением скорости и точности двигательного акта. Третья стадия формирования движения характерна снижением доли участия активных мышечных усилий в осуществлении движения за счет увеличения доли использования сил тяжести, реактивных, инерции, что обеспечивает экономичность энергозатрат.

Классификация обучающих технологий

Функционирование исполнительных систем характеризуется четко выраженным импульсным характером работы. Причем сформированная естественная синергия может быть неоптимальной по выполнению целевой функции (ошибки в обучении).

Есть функциональные системы с пассивным внешним звеном саморегуляции. В методологии "предметной среды" аналогом является формирование компен-саторной синергии, о чем говорилось выше. Пассивным внешним звеном саморегуляции являются различные спортивные снаряды, спортивный инвентарь, тренажеры, покрытия, тренировочные приспособления, машины адаптивного типа [12]. При их применении для целей обучения двигательным действиям уменьшается вариативность на уровне двигательного исполнения. Следовательно, уменьшается время на прохождение этапа преодоления избыточного числа степеней свободы, быстрее включаются и перераспределяются функции второго уровня управления.

И, наконец, третью разновидность представляют функциональные системы с активным внешним звеном саморегуляции (ИУС). В нашей методологии аналогом является осуществление непосредственного воздействия извне на функции системы управления второго, третьего уровней: электромиостимуля-ция в движении, тренажеры силового и скоростно-силового характера с изменяемыми условиями взаимодействия в ходе одного цикла выполнения упражнения. Что касается функций второго уровня управления, таких, как соотношение возбуждения и торможения в соседних звеньях биокинематической цепи, и сократительных возможностей мышц третьего уровня [10], то здесь активным звеном могут выступать введение внешней системы управления, многоканальная электромиостимуляция, системы световых, звуковых, биологических обратных связей, экзоскелето-ны. В системе управления формируется искусственная синергия одновременно с формированием соответствующей ей двигательной синергии. С точки зрения проблемы обучения, в этом случае за счет навязанных управленческих решений уменьшается вариативность на уровне систем управления. Это важно для формирования при обучении новых моторных программ, отвечающих тем целевым двигательным действиям, на которые мы рассчитываем при формировании воздействий на человека со стороны ИУС и ПС.

Все, о чем говорилось в связи с обсуждением функциональных систем, свидетельствует, что при формировании движения идет управление меньшим числом параметров, а это обеспечивает упрощение процесса обучения. В случае навязанных части звеньев тела условий движения (искусственная синергия) человеку легче приспособиться к этим условиям, чем формировать полностью систему управляющих действий. Наличие у компенсаторных движений меньшего числа степеней свободы позволяет реализовать принцип "доступности обучения" и правило "от простого к сложному". Тренировка в заданных условиях ИУС и ПС - это организация последовательно и повторно развивающихся откликов на детерминистически повторяющиеся события внешнего мира. Поэтому здесь основной метод тренировки - метод повторного упражнения. Во многих случаях в ходе обучения рекомендуется использовать различные виды обратных связей, поэтому мы можем говорить об использовании принципа "наглядности обучения".

При обучении действиям в условиях ИУС и ПС организуется биотехническая система "человек - внешняя среда", где активным началом является человек. Именно он, варьируя свои двигательные действия, подстраивается под навязанные ему условия внешней среды с тем, чтобы добиться искомого результата движения. В этом случае мы можем говорить о реализации принципа "сознательности и активности обучаемого".

Двигательное умение, сформированное в стандартных условиях (основа владения способом решения двигательной задачи), служит базой для выработки умения добиваться стандартного результата в изменяющихся условиях так называемого вариативного умения (основы владения методом решения класса двигательных задач). Изменяющиеся условия создаются тем, что от выполнения упражнения в ИУС и ПС необходимо по мере повышения тренированности (обученности) делать переход к естественным условиям выполнения упражнений. Как промежуточный этап - необходимость сочетания стандартных условий выполнения упражнений ИУС и ПС. При таком подходе реализуется правило "от знания к навыку".

Работа выполнена в рамках гранта 3-3/96 от Федеральной научно-технической программы "Здоровье населения России".

Литература

1. Ратов И.П. Двигательные возможности человека: Нетрадиционные методы их развития и восстановления. - Минск: Минсктиппроект, 1994. - 116 с.

2. Попов Г.И. Биомеханические основы создания предметной среды для формирования и совершенствования спортивных движений: Докт. дис. - М.: ГЦОЛИФК, 1992. - 625 с.

3. Биологическая кибернетика // Под ред. А.В.Когана. - М: Высшая школа, 1977. -406 с.

4. Вукобратович И. Шагающие роботы и антропоморфные механизмы. -М.: Мир, 1976. -676 с.

5. Беркенблит М.Б., Гельфанд И.М., Фельдман А.Г. Модель управления движениями многосуставной конечности // Биофизика, 1986, т. XXXI, вып. 1, с. 128-137.

6. Бернштейн Н.А. О построении движений. - М,: Мед-газ, 1947. -254с.

7. Биотехнические системы. Теория и проектирование// В.М. Ахутин, Е.Г. Попечителев и др. // Под ред. В.М. Ахутина. -Л.: ЛГУ, 1981. -220с.

8. Анохин П.К. Узловые вопросы функциональных систем. -М.: Наука, 1980.-196с.

9. Анохин П.К. Избранные труды: Философские аспекты теории функциональной системы. -М.: Наука, 1978. -400 с.

10. Попов Г.И. Взаимосвязь волновых процессов управления и исполнения в движениях многозвенных биомеханических систем // Биофизика, 1991, т. 36, вып. 2, с. 344-348.

11. Адамович С.В., Фельдман А.Г. Модель центральной регуляции параметров двигательных траекторий // Биофизика, 1984, т. XXIX, вып. 2, с. 306-309.

12. Гастев Э.В., Сучилин Н.Г. Обучающие машины адаптивного типа в технической подготовке // Гимнастика, 1981, вып. 1, с. 47-54.

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!