Годик М.А. Спортивная метрология

Подождите немного. Документ загружается.

М. А. Годик

СПОРТИВНАЯ

МЕТРОЛОГИЯ

Допущено Государственным комитетом СССР

по физической культуре и спорту

в качестве учебника

для институтов физической культуры

МОСКВА

«ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ»

1988

ББК 75.1

Г 59

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор А. Н. ЛАПУТИН,

доктор педагогических наук, профессор И. П. РАТОВ

Г 59

Годик М. А.

Спортивная метрология: Учебник для институ-

тов физ. культ. — М.: Физкультура и спорт, 1988.—

192 с, ил.

В учебнике излагаются метрологические основы комплексного

контроля в физическом воспитании и спорте, технология и методика

регистрации результатов измерений в тестах, измерения и оценки

показателей соревновательной и тренировочной деятельности спорт-

сменов, а также уровня их подготовленности.

Рассматриваются метрологические аспекты отбора, прогнозиро-

вания и моделирования в физическом воспитании и. спорте.

Для студентов институтов физической культуры.

ББК 75.1

ПРЕДИСЛОВИЕ

При написании учебника «Спортивная метрология» автор исхо-

дил из того, что тренеры (преподаватели, инструкторы физиче-

ского воспитания, оргработники) могут эффективно планировать

содержание своей деятельности лишь при наличии постоянной

информации о спортсмене (физкультурнике, спортивном коллекти-

ве и его деятельности). Обработка и анализ этой информации

позволяют выбрать основные направления работы, качественно

составлять планы и программы подготовки. Поэтому уже в главе 1

это положение раскрывается на конкретном примере взаимо-

связи между тренировочными нагрузками и показателями, харак-

теризующими подготовленность спортсменов.

Ключевыми в учебнике являются главы 2, 3 и 4, в которых

изложены вопросы точности измерений, требований к тестам,

оценке их результатов. Теоретический и особенно практический

материал этих глав должен сформировать у студентов следующие

основные правила: 1) стремиться к максимально возможной точ-

ности измерений, уметь определять величину, тип и причины оши-

бок, научиться устранять их; 2) из громадного количества тестов

использовать только те, что соответствуют метрологическим тре-

бованиям.

Студент должен хорошо представлять, что вариативность ре-

зультатов повторных измерений в любом тесте обусловливается

тремя причинами. Первая — систематические и случайные погре-

шности в работе измерительной аппаратуры. Вторая — погре-

шности, возникающие вследствие нестандартности процедуры те-

стирования. И наконец, третья причина — это постоянная изменчи-

вость функциональных систем организма спортсмена как социаль-

но-биологического объекта.

Устранение погрешностей, вызванных двумя первыми причи-

нами, обязательно. Третья причина — объективно существующая

реальность, которая характеризует стабильность действий и функ-

ций спортсмена. Она может свидетельствовать об адаптационных

процессах, происходящих в ходе тренировки. Устранить эту при-

чину средствами метрологии невозможно, но знать ее и учиты-

вать при планировании следует обязательно.

Усвоение этого раздела возможно только при наличии хороше-

го лабораторного практикума, содержание которого формируется

на базе материала глав 6 и 7. Кроме практических занятий по

спортивной метрологии полезными будут занятия на кафедрах

специализации и медико-биологических кафедрах, в ходе которых

следует проводить самые разнообразные измерения.

Содержание глав 8—14 посвящено различным вопросам прак-

тики комплексного контроля. Здесь основное внимание уделено, во-

первых, проблеме автоматизации контроля и, во-вторых, важ-

ности оперативного контроля как основы для постоянной коррекции

нагрузки тренировочных занятий. При этом основные положения

контроля технического и тактического мастерства, физических

качеств, нагрузок раскрываются на примерах групп видов спорта

(так, как это сделано в главе 9).

В этом учебнике нет раздела «Статистические методы обработ-

ки результатов измерений», так как в 1988 г. планируется выпуск

специального учебного пособия по статистике в физическом воспи-

тании и спорте.

При изложении ряда разделов курса использовались показа-

тели (тесты, критерии), с содержанием и сущностью которых

многие студенты первого курса незнакомы. Это относится прежде

всего к биомеханическим, физиологическим, биохимическим тестам.

Естественно, что подробная характеристика всем им будет дана

при изучении соответствующих дисциплин. Но так как они изуча-

ются после спортивной метрологии, то мы сочли целесообразным

кратко, без углубления в специфические особенности, пояснить

их суть как критериев комплексного контроля. Такое пояснение

дано в справочном материале в конце учебника.

Автор выражает искреннюю признательность коллективу ка-

федры биомеханики ГЦОЛИФКа за полезные советы, высказан-

ные при подготовке рукописи.

Для сохранения преемственности курса здесь использованы

некоторые основные понятия и определения, авторами которых в

учебнике «Спортивная метрология» (1982 г.) были проф. В.М.За-

циорский и проф. В. Л. Уткин. Сохранена в основном и структура

предыдущего учебника, так как оба они отражают содержание

одной и той же программы.

Глава 1

ВВЕДЕНИЕ В СПОРТИВНУЮ МЕТРОЛОГИЮ

1.1. ПРЕДМЕТ СПОРТИВНОЙ МЕТРОЛОГИИ

Спортивная метрология — это наука об измерениях в физиче-

ском воспитании и спорте. Ее нужно рассматривать как конкрет-

ное приложение к общей метрологии, основной задачей

которой, как известно, является обеспечение точности и единства

измерений. Однако как учебная дисциплина спортивная метроло-

гия выходит за рамки общей метрологии. Связано это со следую-

щими обстоятельствами.

Во-первых, специалисты-метрологи основное внимание сосре-

доточивают на проблемах единства и точности измерений физи-

ческих величин. К ним относятся: длина, масса, время, темпе-

ратура, сила электрического тока, сила света и количество ве-

щества.

В физическом воспитании и спорте некоторые из этих величин

(время, масса, длина, сила) также подлежат измерению. Но бо-

лее всего специалистов нашей отрасли интересуют педагогические,

психологические, социальные, биологические показатели, которые

по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой

их измерений общая метрология практически не занимается, и

поэтому возникла необходимость разработки специальных изме-

рений, результаты которых всесторонне характеризуют подготов-

ленность физкультурников и спортсменов.

Во-вторых, в учебном плане институтов физической культуры

есть разделы из других областей знаний (например, основы мате-

матической статистики, инструментальные методы, экспертные

оценки). Объем преподавания этих разделов невелик, а по своей

сути они весьма близки к вопросам, которыми должны заниматься

метрологи в спорте. Вводить эти разделы знаний в качестве спе-

циальных предметов в учебный план и создавать соответствующие

кафедры нецелесообразно. Поэтому их включили в курс спортив-

ной метрологии.

Таким образом, предметом спортивной метрологии является

комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и ис-

пользование его результатов в планировании подготовки спорт-

сменов и физкультурников.

В практике физического воспитания и спорта достаточно ши-

роко распространены представления о том, что комплексным мо-

жет называться такой контроль, в ходе которого используются

педагогические, психологические, социологические и другие пока-

затели. Такой подход, как правило, односторонен, так как не по-

зволяет реализовать конечную цель контроля — получить надеж-

ную и достоверную информацию для управления процессом физи-

ческого воспитания и спортивной подготовки. Можно использовать,

например, все существующие методы контроля, оценивая только

соревновательную (или только тренировочную) деятельность, и

не получить при этом комплексной оценки. Поэтому комплексным

можно называть лишь такой контроль, в ходе которого регистри-

руются различные показатели соревновательной и тренировочной

деятельности, а также состояние спортсменов. Только в этом слу-

чае возможно сопоставить их значения, установить причинно-след-

ственные связи между нагрузками и результатами в соревнова-

ниях и тестах. После такого сопоставления и анализа можно при-

ступить к разработке программ и планов подготовки.

Различают три разновидности комплексного контроля: этап-

ный, текущий и оперативный. Общая схема, иллюстрирующая

соотношение между направлениями и разновидностями комплекс-

ного контроля, представлена в табл. 1.

1.2. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПОДГОТОВКИ

СПОРТСМЕНОВ

Управление процессом подготовки спортсменов включает в

себя пять стадий:

1) сбор информации о спортсмене, а также о среде, в которой

он живет, тренируется и соревнуется;

2) анализ полученной информации;

3) принятие решений о стратегии подготовки и составление

программ и планов подготовки;

4) реализация программ и планов подготовки;

5) контроль за ходом реализации, внесение необходимых кор

рекций в документы планирования и составление новых программ

и планов.

Известно, что цель любого управления—это перевод объекта

(системы) из одного состояния в другое. Применительно к подго-

товке спортсменов этот перевод выражается прежде всего в повы-

шении результата в соревнованиях. На отдельных этапах подго-

товки могут стоять и более локальные задачи — повышение тех-

нико-тактического мастерства, уровня волевых и двигательных

качеств. В конечном счете решение каждой из них будет воздей-

ствовать на достижение более высоких результатов в соревно-

ваниях.

Перевод объекта из одного состояния в другое осуществляется

с помощью воздействий. В подготовке спортсменов к ним

следует отнести выполнение различных упражнений, а также ис-

пользование некоторых других факторов — внешней среды (напри-

мер, условий среднегорья), специального питания и т. п. Эффектив-

ность воздействий, а следовательно, и эффективность управления

тренировочным процессом обусловливается тем, насколько реаль-

ные изменения подготовленности спортсменов соответствуют за-

планированным тренером.

Оценить эти изменения можно по многим показателям, но на

практике используются наиболее существенные, или информа-

тивные.

* Необходимо отметить, что значительную информацию о подготовленности

спортсменов специалисты получают в ходе контроля их соревновательной и тре-

нировочной деятельности. Однако условия, в которых проходят соревнования

и тренировки, трудно стандартизировать; кроме того, их результаты дают ин-

тегральную оценку. Тренеру же часто необходима информация об отдельных

сторонах подготовленности, которую можно получить только в специально ор-

ганизованных стандартных условиях.

Сбор информации (первая стадия процесса управления) не-

обходимо рассматривать как наиболее важную стадию управления

тренировочным процессом. От достоверности информации зависит

содержание принимаемых решений по планированию нагрузок.

Как было показано в разделе 1.1, для содержательного анали-

за необходима информация о соревновательных и тренировочных

нагрузках и состоянии спортсменов. Имея ее, тренер сможет про-

анализировать исходные данные, расположив фактический мате-

Рис. 1. Динамика объема нагруз-

ки и некоторых физиологических

показателей в годичном трениро-

вочном цикле велосипедистов (по

В. М, Зациорскому с соавт.)

риал так, как это схематично пока-

зано на рис. 1. Из рисунка вид-

но, как разные соотношения нагру-

зок приводят к изменению состоя-

ния спортсменов. Так, например,

постоянное возрастание в апреле—

августе объема нагрузок, выполня-

емых с ЧСС 150—180 уд/мин, при-

водит к увеличению физической ра-

ботоспособности (тест — PWC

170

)

и анаэробных возможностей (тест

ПАНО — порог анаэробного обме-

на).

При составлении подобных схем

самый ответственный момент — вы-

бор конкретных показателей, взаи-

мосвязь динамики которых и по-

служит основой для управления

тренировочным процессом.

Теоретически таких показателей

может быть очень много, что хоро-

шо видно из следующего примера.

Предположим, что нам необходимо

проанализировать информацию о

состоянии соревновательной и тре-

нировочной деятельности спринте-

ров-легкоатлетов *.

В соревновательном беге сприн-

теров можно измерять следующие

показатели: время реакции; время

достижения υ

max

, ее удержания и

снижения, скорость в различных

точках дистанции; длину и частоту

шагов; колебания общего центра

масс и сегментов тела, их скорости

и ускорения; время опорной и по-

летной фаз в различных точках дис-

танции; вертикальную и горизон-

тальную силы отталкивания; затра-

ты энергии и т. д.

Тренировочная деятельность

спринтеров характеризуется сле-

дующими показателями: количест-

вом тренировочных занятий; вре-

менем, затраченным на них; част-

ными объемами упражнений раз-

* Этот вид спорта с такой точки зрения один из наиболее простых, Во-

первых, большинство показателей в нем можно объективно измерить. Во-

вторых, их гораздо меньше, чем, например, в играх и единоборствах.

личной направленности (бег на отрезках до 80 м, свыше 80 м,

упражнения с отягощениями и т. д.).

Физическое состояние спринтеров, оцениваемое в стандартных

условиях, характеризуется:

— уровнем телосложения (длина и масса тела, объем мышеч

ной и жировой ткани, длина сегментов тела и т. д.);

— состоянием здоровья (десятки различных медицинских по

казателей);

— степенью развития двигательных качеств, измеряемых в

стандартных условиях (максимальные аэробные и анаэробные

емкость, мощность и эффективность; силовые показатели сгиба

телей и разгибателей ног, туловища и т. д.).

Кроме того, необходимо оценивать психические качества спорт-

сменов — это еще десятки показателей.

Таким образом, теоретически можно измерять сотни (1) раз-

личных показателей, но на практике это сделать нельзя: во-пер-

вых, это будет занимать слишком много времени; во-вторых, по-

требуется много дорогостоящей аппаратуры и обслуживающего

персонала; в-третьих, и это самое главное, многие из показателей

недостаточно надежны и информативны. Поэтому основной зада-

чей в такой ситуации является выбор минимального количества

показателей, с помощью которых можно получить максимум по-

лезной информации и использовать ее в управлении процессом

подготовки спортсменов. О том, как это делается, и будет рас-

сказано в последующих главах учебника.

Глава 2

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерением какой-либо физической величины называется опе-

рация, в результате которой определяется, во сколько раз эта

величина больше (или меньше) другой величины, принятой за

эталон. Так, за эталон длины принят метр, и, проводя измерения

в соревнованиях или в тесте, мы узнаем, сколько метров, напри-

мер, содержится в результате, показанном спортсменом, в прыж-

ке в длину, в толкании ядра и т. д. Точно так же можно измерить

время движений, мощность, развиваемую при их выполнении,

и т. п.

Но не только такие измерения приходится выполнять в спор-

тивной практике. Очень часто нужно оценить выразитель-

ность исполнения упражнений в фигурном катании на коньках

или художественной гимнастике, сложность движений прыгунов

в воду, утомление марафонцев, тактическое мастерство

футболистов и фехтовальщиков. Здесь узаконенных эталонов нет,

но именно эти измерения во многих видах спорта наиболее инфор-

мативны. В этом случае измерением будет называться установле-

ние соответствия между изучаемыми явлениями, с одной стороны,

и числами — с другой.

Внедрение научно-технического прогресса в физическое воспи-

тание и спорт начинается с комплексного контроля. Информация,

получаемая здесь, служит основой для всех последующих дейст-

вий тренеров, научных и административных работников. Тысячи

тренеров и специалистов, оценивающих какие-то показатели (на-

пример, выносливость бегунов-спринтеров или эффективность тех-

ники боксеров), должны это делать одинаково. Для этого су-

ществуют стандарты на измерения.

Стандарт — это нормативно-технический документ, устанавли-

вающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандар-

тизации (в данном случае к спортивным измерениям) и утверж-

денный компетентным органом. Использование стандарта повы-

шает точность, экономичность и единство измерений. Для усиления

роли стандартизации в нашей стране действует Государст-

венная система стандартизации (ГСС), содержащая

организационные, правовые, методические и практические основы

этой деятельности.

Руководство работой по метрологии и стандартизации осу-

ществляет Государственный комитет СССР по

стандартам (Госстандарт СССР). Он определяет по-

рядок стандартизации и измерительного дела, перспективы их раз-

вития, следит за обеспечением единства и правильности любых

измерений в стране. Все это делается для того, чтобы ускорить

научно-технический прогресс во всех отраслях народного хозяй-

ства, повысить качество продукции, совершенствовать организа-

цию и управление производством.

Руководство стандартизацией в физическом воспитании и спор-

те осуществляется Госкомспортом СССР и головным

учреждением — лабораторией метрологии Всесоюзного

научно-исследовательского института физкультуры (ВНИИФКа).

Они устанавливают отраслевые стандарты, обязательные для

всех работников физической культуры и спорта.

2.1. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

В СПОРТЕ

Метрологическое обеспечение — это применение научных и

организационных основ, технических средств, правил и норм, не-

обходимых для достижения единства и точности измерений в фи-

зическом воспитании и спорте. Научной основой этого обеспечения

является метрология, организационной — метрологическая

служба Госкомспорта СССР. Техническая основа включает в себя:

1) систему государственных эталонов; 2) систему разработки и

выпуска средств измерений; 3) метрологическую аттестацию и

поверку средств и методов измерений; 4) систему стандартных

данных о показателях, подлежащих контролю в процессе подго-

товки спортсменов.

Метрологическое обеспечение направлено на то, чтобы обес-

печить единство и точность измерений. Единство изме-

рений достигается тем, что их результаты должны быть пред-

ставлены в узаконенных единицах и с известной вероятностью

погрешностей. В настоящее время используется международная