СПОСОБ ОЦЕНКИ БЫСТРОТЫ И ТОЧНОСТИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ СПОРТСМЕНОВ-ЕДИНОБОРЦЕВ Российский патент 2015 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для оценки быстроты и точности двигательных действий спортсменов-единоборцев.

Современные единоборства требуют от спортсмена быстрого выполнения двигательных и тактических действий в сложных соревновательных ситуациях [1]. Однако эффективность двигательных действий, помимо быстроты, зависит от точности движений, под которой понимают качество двигательного акта, реализованного с соблюдением заранее установленной системы характеристик [2].

Быстрота двигательных действий характеризуется способностью выполнять их в пределах короткого времени [3]. Известны способы оценки быстроты путем определения времени скрытого периода двигательной реакции, скорости одиночного движения, частоты движений в единицу времени и производной от этих показателей - скорости передвижения [4].

Известен способ диагностики двигательных функций человека, включающий регистрацию траекторий совместного движения глаза, головы и руки при тесте на скачкообразно предъявляемые зрительные стимулы, измерение латентных периодов, длительностей, максимальных скоростей и количества множественных саккадических движений глаза, головы и руки и сравнение их с эталонной нормой, отличающийся тем, что движение обоих глаз регистрируют одновременно, при этом дополнительно измеряют разность латентных периодов, длительностей и количества множественных саккадических движений глаз, а также отношение их максимальных скоростей и по полученным характеристикам диагностируют двигательные функции [5].

Недостатком способов является невозможность определения точности двигательных действий.

Известно, что в выборках людей, обладающих выраженными скоростными качествами, превалирует, наряду с другими, такая особенность, как преобладание возбуждения над торможением [6].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе человека путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект, отличающийся тем, что точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют суммарное значение ошибок запаздывания $$\sum _{i=1}^n{x}_i$$ , где х_i - i-я ошибка запаздывания, мс; n - число запаздываний, и суммарное значение ошибок упреждения $${\displaystyle \sum _{j=1}^k{y}_j},$$ где y_j - j-я ошибка упреждения, мс; k - число упреждений, об оценке соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе судят по сопоставлению суммарного значения ошибок запаздывания и суммарного значения ошибок упреждения [7].

В данном способе оценивается соотношение процессов возбуждения и торможения, позволяющее оценить быстроту двигательных действий, однако их точность не определяется.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении достоверности оценки двигательных действий спортсменов-единоборцев путем определения их быстроты и точности.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, причем новым является то, что строят вариационный ряд ошибок не совпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда по формуле [8]:

где t_max и t_min - соответственно наибольший и наименьший члены вариационного ряда, мс; отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда; быстроту двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, наиболее сдвинутому в область отрицательных значений, точность двигательных действий - по меньшему значению вариационного размаха ошибок не совпадения точечного объекта и метки.

Задача испытуемого, стремящегося остановить движущийся объект, точно совмещая его с меткой (фиг.1), состоит в нахождении некоторой величины упреждения своих двигательных действий с учетом скорости движения объекта, оставшегося расстояния и скорости своих двигательных действий. Ошибки упреждения в тесте являются показателем преобладания возбудительного процесса, ошибки запаздывания - преобладания процесса торможения. Точные реакции в тесте показывают лица с уравновешенными процессами возбуждения и торможения [9]. Действия испытуемого в тесте соответствуют действиям спортсмена-единоборца, что дает возможность оценить не только соотношение возбуждения и торможения, позволяющее оценить быстроту двигательных действий, но и точность двигательных действий испытуемого.

Для оценки времени реакции на движущийся объект вычисляется среднеарифметическое значение ошибок не совпадения точечного объекта и метки [10]. Однако оценка времени реакции на движущийся объект спортсмена-единоборца, вычисленная как среднеарифметическое значение, не позволяет адекватно оценить точность его двигательных действий. Пусть при тестирования времени реакций на движущийся объект двух испытуемых получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки:

- для первого испытуемого +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10 мс, представленные на фиг.2;

- для второго испытуемого +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5 мс, представленные на фиг.3.

Среднеарифметические значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки обоих испытуемых совпадают, но их вариационный размах и рассеяние у второго испытуемого меньше, чем у первого, следовательно, точность двигательных действий второго испытуемого выше.

Для характеристики рассеяния (отклонения) значений ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки может использоваться дисперсия или стандартное (среднеквадратичное) отклонение. Однако и дисперсия и стандартное отклонение служат мерой отклонения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки от их среднего значения [11]. Поэтому ни дисперсия, ни стандартное отклонение не могут служить адекватной оценкой точности двигательных действий испытуемого. Пусть при тестирования времени реакции на движущийся объект трех испытуемых получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки:

- для первого испытуемого +10, -10, +5, -5, +10, -10, +5, -5, +10, -10 мс, представленные на фиг.4;

- для второго испытуемого +15, -5, 10,0, +15, -5, 10,0, +15, -5 мс, представленные на фиг.5;

- для третьего испытуемого +5, -15, 0, -10, +5, -15, 0, -10, +5, -15 мс, представленные на фиг.6.

Стандартное отклонение ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки испытуемых равно 8,8 мс, вариационный размах - 20 мс. Однако расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, у первого испытуемого симметрично относительно точки 0 (фиг.7а), у второго испытуемого сдвинуто в область положительных значений (фиг.7б), у третьего испытуемого - в область отрицательных значений (фиг.7в). Это свидетельствует о том, что у первого испытуемого процессы возбуждения и торможения в центральной нервной системе уравновешены, у второго испытуемого преобладают процессы торможения, у третьего испытуемого - процессы возбуждения. Следовательно, третий испытуемый быстрее реагирует на различные события, изменяющие ситуацию в единоборстве, и, как следствие, быстрее выполняет двигательные действия.

Таким образом, для оценки двигательных действий спортсменов-единоборцев необходимо оценить расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, и значение их вариационного размаха.

На фиг.1 представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - метка, 2 - точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности.

На фиг.2-6 и фиг.8-10 представлены диаграммы значений ошибок запаздывания и упреждения пяти и трех испытуемых соответственно.

На фиг.7 и фиг.11 представлено расположение на числовой оси отрезков, ограниченных наибольшими и наименьшими членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, трех первых и трех вторых испытуемых соответственно.

Предлагаемый способ оценки быстроты и точности двигательных действий спортсменов-единоборцев осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка 1 и точечный объект 2, движущийся с заданной скоростью по окружности (фиг.1). Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта 2, в момент предполагаемого совпадения его положения с меткой 1 нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта 2 по окружности. Затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта 2 и метки 1 - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта 2 по окружности.

Испытуемый выполняет описанную процедуру заданное число раз, после чего строят вариационный ряд ошибок не совпадения точечного объекта 2 и метки 1, вычисляют вариационный размах ряда по формуле (1) и отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда.

Быстроту двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, наиболее сдвинутому в область отрицательных значений, точность двигательных действий - по меньшему значению вариационного размаха ошибок не совпадения точечного объекта и метки.

Заявляемый способ позволяет повысить достоверность оценки двигательных действий спортсменов-единоборцев путем определения их быстроты и точности.

Таким образом, заявляемый способ оценки быстроты и точности двигательных действий спортсменов-единоборцев обладает новыми свойствами, обусловливающими получение технического результата.

Пример 1.

Испытуемому В., 20 лет, имеющему 1 разряд по дзюдо, на экране видеомонитора персонального компьютера предъявили окружность, на которой помещена метка. По окружности по часовой стрелке движется с заданной скоростью точечный объект, совершая один оборот за 2 с (фиг.1).

Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения точечного объекта с положением метки нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Стоп».

Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал движение точечного объекта по окружности, вычислял ошибку не совпадения положений точечного объекта и метки, время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком в запоминающее устройство и через 1 с продолжал движение точечного объекта по окружности.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [9] выполнил 13 остановок движения точечного объекта в области положения метки, первые три из которых при оценке времени реакции на движущийся объект не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки в мс: -14, 5, -22, 18, -33, -8, -43, -39, 11, -31, которые представлены в виде диаграммы на фиг.8.

Наибольший член вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки равен 18 мс, наименьший член вариационного ряда - минус 43 мс, вариационный размах, вычисленный по формуле (1) - 61 мс. Расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, представлено на фиг.11а.

Пример 2.

Испытуемый И., 21 год, имеющий 1 разряд по рукопашному бою, аналогично испытуемому В., выполнил тест по оценке времени реакции на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки в мс: 6, -13, -22, -48, 4, -13, 1, -23, -17, -36, которые представлены в виде диаграммы на фиг.9.

Наибольший член вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки равен 6 мс, наименьший член вариационного ряда - минус 48 мс, вариационный размах, вычисленный по формуле (1) - 54 мс. Расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, представлено на фиг.11б.

Пример 3.

Испытуемый М., 19 лет, имеющий 1 разряд по боксу, аналогично испытуемому В., выполнил тест по оценке времени реакции на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки в мс: 4, -19, -33, -23, -7, -38, 9, -3, -18, -25, которые представлены в виде диаграммы на фиг.10.

Наибольший член вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки равен 9 мс, наименьший член вариационного ряда - минус 38 мс, вариационный размах, вычисленный по формуле (1) - 47 мс. Расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, представлено на фиг.11в.

Анализ результатов тестирования свидетельствует о том, что расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, наиболее сдвинуто в область отрицательных значений у испытуемого И. (1 разряд по рукопашному бою), следовательно, быстрота его двигательных действий выше, чем у испытуемых В. (1 разряд по дзюдо) и М. (1 разряд по боксу).

Расположение на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки у испытуемого В. (1 разряд по дзюдо) более сдвинуто в область отрицательных значений, чем у испытуемого М. (1 разряд по боксу), следовательно, быстрота его двигательных действий выше.

Вариационный размах ошибок не совпадения точечного объекта и метки у испытуемого М. (1 разряд по боксу) наименьший, следовательно, точность его двигательных действий выше, чем у испытуемых И. (1 разряд по рукопашному бою) и В. (1 разряд по дзюдо).

Вариационный размах ошибок не совпадения точечного объекта и метки у испытуемого И. (1 разряд по рукопашному бою) меньше, чем у испытуемого В. (1 разряд по дзюдо), следовательно, точность его двигательных действий выше.

Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить достоверность оценки двигательных действий спортсменов-единоборцев путем определения их быстроты и точности.

Источники информации

1. Бабушкин Г.Д., Шумилин А.П., Салахов Р.Э. Рефлексия и интуиция в структуре соревновательной деятельности спортсмена // Спортивный психолог. - 2009. - №3 (18). - С.33-35.

2. Белокопытова Ж., Лаврентьева В., Кожевникова Л. Содержание и структура программы развития координационных способностей у девочек 10-13 лет, занимающихся художественной гимнастикой // Физическое воспитание студентов (Украина, Харьков). - 2010. - №3. - С.3-8.

3. Карпенко Л.А. Ключевые аспекты успешной учебно-тренировочной работы по художественной гимнастике // Культура физическая и здоровье. - 2007. - №4. - С.45-49.

4. Губа В.П. Основы распознавания раннего спортивного таланта: Учебное пособие для высших учебных заведений физической культуры. - М.: Тера-Спорт, 2003. - 208 с.

5. Патент 2146494 РФ, МПК A61B 5/103, A61B 5/16. Способ диагностики двигательных функций человека и устройство для его реализации / Базиян Б.Х., Дмитриев И.Э. - №99105342/14; заявл. 24.03.1999; опубл. 20.03.2000.

6. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://soulsick.ru/content/view.

7. Патент 2372032 РФ, МПК A61B 5/16. Способ оценки соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе человека / Роженцов В.В. - №2008134939/14; заявл. 26.08.2008; опубл. 10.11.2009.

8. Шалыт А.И. Вариационный ряд // Математическая энциклопедия. Т.1. Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1977. - С.603.

9. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М. Пейсахов, А.П. Кашин, Г.Г. Баранов, Р.Г. Вагапов; Под ред. В.М. Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

10. Патент 2326595 РФ, МПК A61B 5/16. Способ оценки времени реакции человека на движущийся объект / Песошин А.В., Петухов И.В., Роженцов В.В. - №2326595/14; заявл. 04.06.2007; опубл. 20.06.2008.

11. Тутубалин В.Н. Дисперсия // Математическая энциклопедия. Т.2. Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1979. - С.225-226.

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для оценки быстроты и точности двигательных действий спортсменов-единоборцев. Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности. Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта, в момент предполагаемого совпадения его положения с меткой нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности. Затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности. Испытуемый выполняет описанную процедуру заданное число раз, после чего строят вариационный ряд ошибок не совпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда и отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда. Быстроту двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, наиболее сдвинутому в область отрицательных значений, точность двигательных действий - по меньшему значению вариационного размаха ошибок не совпадения точечного объекта и метки. Способ позволяет повысить достоверность оценки двигательных действий спортсменов-единоборцев путем определения их быстроты и точности за счет инструментальных исследований. 11 ил., 3 пр.

Способ оценки быстроты и точности двигательных действий спортсменов-единоборцев, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, отличающийся тем, что строят вариационный ряд ошибок не совпадения точечного объекта и метки, вычисляют вариационный размах ряда по формуле:
R=t_max-t_min,
где t_max и t_min - соответственно наибольший и наименьший члены вариационного ряда, мс; отмечают на числовой оси отрезок, ограниченный наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда; быстроту двигательных действий испытуемого оценивают по расположению на числовой оси отрезка, ограниченного наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок не совпадения точечного объекта и метки, наиболее сдвинутому в область отрицательных значений, точность двигательных действий - по меньшему значению вариационного размаха ошибок не совпадения точечного объекта и метки.