- •Глава I. Наука об измерениях в спорте
- •§1. Предмет спортивной метрологии
- •§2. Становление спортивной метрологии
- •Глава II. Общие основы метрологии
- •§3. Особенности измерений в физической культуре и спорте
- •§4. Шкалы измерений
- •§5. Физические величины как объект измерений
- •§6. Средства измерений
- •Поверка средств измерений
- •Калибровка
- •Методы и схемы поверки
- •Поверочные схемы
- •Стандартные справочные данные
- •§7. Эталоны, их классификация и виды
- •Рис. 1. Способ хранения эталона массы
- •§8. Технические средства контроля эффективности обучения и тренировки
- •Состав измерительной системы
- •Рис. 2. Состав измерительной системы для регистрации состояния спортсмена
- •Монитор сердечного ритма
- •Рис. 5. Внешний вид устройства Garmin c нагрудным датчиком ЧСС.
- •Велоэргометры
- •Технические характеристики Kettler RX1
- •Технические характеристики Kettler RX7
- •Беговые дорожки (тредбаны)
- •Технические характеристики Kettler BOSTON XL
- •§9. Методы регистрации характеристик в спортивной метрологии
- •Оптические методы
- •Метод оптической компьютерной топографии
- •Кинезиологические методы
- •Электромеханические методы
- •Радиоэлектронные способы передачи информации
- •§10. Метрологический контроль технической подготовленности спортсменов
- •Рис. 9. Основные критерии технической подготовленности спортсмена
- •Характеристика составных частей измерительной системы
- •Таблица 1
- •Рис. 12. Персональные показатели игроков за матч.
- •Рис. 14. Результаты технических действий игроков команд.
- •Рис. 17. Пример начисления очков за действия в защите.
- •Глава III. Математическое обеспечение метрологического контроля
- •§11. Первичная обработка спортивных показателей
- •§12. Генеральные параметры и их выборочные оценки
- •12.1. Характеристики положения
- •Таблица 2
- •Медианой (Ме) называется вариант xl такой, что
- •Таблица 3
- •В рассмотренном случае Ме = 4, так как
- •12.2. Показатели рассеивания
- •Таблица 4
- •12.3. Показатели формы распределения
- •Таблица 5
- •Итоги сезона в Германии 2006-2007
- •Итоги сезона в России. 2006 год
- •Италия 2006-2007
- •Испания 2006-2007
- •Англия 2006-2007
- •Россия 2005
- •Россия 2004
- •Россия 2003
- •§13. Нормальное распределение в спорте
- •Рис. 24. Кривая нормального распределения
- •Правило трех сигм.
- •Порядок расчёта теоретических частот распределения.
- •Покажем порядок расчёта теоретических частот распределения m´ на тестировании (по Абалакову) выпрыгивания вверх волейболистов.
- •§14. Метод доверительных интервалов
- •Глава IV. Статистические гипотезы
- •§15. Статистические гипотезы и их проверка
- •Рис. 27. Схема построения проверки статистических гипотез
- •§16. Параметрические критерии согласия
- •t-критерий Стьюдента
- •Алгоритм
- •Критерий Крамера-Уэлча
- •§17. Непараметрические критерии в спорте
- •17.1. Критерий согласия Пирсона
- •В качестве критерия проверки нулевой гипотезы рассматриваем случайную величину
- •17.2. Критерий Романовского
- •В нашем случае
- •Найдем эмпирическое значение
- •17.4. Критерий Манна-Уитни
- •Испания – Россия
- •Греция – Россия
- •1) для преодоленных метров
- •Россия – Швеция
- •Голландия – Россия
- •17.5. Критерий Вилкоксона
- •Алгоритм применения Т-критерия Вилкоксона для сопоставления двух показателей испытуемых
- •17.6. Критерий Шапиро-Уилка
- •Глава V. Корреляционный анализ
- •§18. Корреляционная зависимость
- •§19. Ранговая корреляция
- •§20. Частная и множественная линейная корреляция
- •Частные коэффициенты регрессии находят по следующим формулам
- •§21. Корреляционное отношение и эффективность тренировочного процесса
- •§22. Компьютерные технологии в статистическом анализе спортивных достижений
- •Глава VI. Тестирование общей физической подготовленности
- •Общая теория тестов
- •Таблица 6
- •§23. Надежность теста
- •Таблица 7
- •Таблица 8
- •Qобщ=Qмежгр + Qвн.гр.
- •Таблица 9
- •Qобщ=Qмежгр + Qвн.гр.+ Qост
- •Рассмотрим это на примере выпрыгивания вверх юных футболистов (n=12).
- •Таблица 10
- •Корреляция имеет сильную тесноту взаимосвязи r=0,9.
- •– совместная дисперсия межгрупповая и остаточная
- •§24. Точность измерений
- •§25. Информативность теста
- •Таблица 11
- •Глава VII. Интегральная оценка спортивных результатов и тестов
- •Таблица 12
- •§26. Равномерные шкалы
- •Таблица 13
- •§27. Стандартные шкалы
- •§28. Равновероятностные шкалы
- •Таблица 15
- •Шкала оценок в баллах при прямой зависимости
- •Таблица 16
- •Шкала оценок в баллах при обратной зависимости
- •Равновероятностная шкала
- •Рис. 36. Равновероятностная шкала с распределением результатов
- •Глава VIII. Метрологические основы контроля физической подготовленности спортсменов
- •Общие требования к контролю
- •Рис. 37 Система контроля в спортивной практике
- •Контроль времени реакции
- •29.2. Информативность и надежность
- •Таблица 21
- •§30. Контроль силовых качеств
- •Таблица 22
- •30.1. Способы измерения силы
- •30.2. Добротность силовых тестов
- •Таблица 23
- •Таблица 24
- •Таблица 24
- •Таблица 25
- •Таблица 26
- •§31. Контроль уровня развития гибкости
- •§32. Контроль уровня развития выносливости
- •Таблица 27
- •Глава IX. Методы контроля функциональной подготовленности в физической культуре и спорте
- •§33. Обследования в покое и при нагрузочном тестировании
- •Таблица 29
- •Таблица 30
- •Таблица 31
- •Таблица 32
- •Таблица 33
- •Глава X. Классификация свойств и показателей спортивной подготовленности
- •Таблица 34
- •§34. Показатели спортивной подготовленности
- •Группы показателей спортивной подготовленности
- •§35. Психолого-педагогические спортивные показатели
- •Таблица 35
- •Таблица 36
- •Таблица 37
- •Таблица 38
- •§36. Показатели спортивной надежности
- •§37. Показатели личности спортсмена
- •Таблица 39
- •§38. Критерии оценки спортивной подготовленности
- •§39. Показатели стандартизации и унификации
- •Таблица 40
- •§40. Метрологические показатели
- •§41. Методология исследований
- •Наблюдение
- •§42. Сравнительные исследования
- •Проспективные исследования
- •Информированное согласие
- •Рандомизация
- •§43. Контроль наследственных влияний в спортивном отборе и прогнозе
- •Приложение
- •Приложение 1
- •Критические точки распределения F Фишера–Снедекора
- •Приложение 2
- •Критические значения критерия U Манна–Уитни
- •Приложение 2. Продолжение
- •Приложение 3
- •Критические значения критерия Т Вилкоксона
- •Приложение 4
- •Список рекомендованной литературы
9.1.Оптические методы
К антропометрическим методам сбора и анализа информации относится и способ изучения схемы построения опорнодвигательного аппарата в виде так называемой фотограмметрии. Кратко техника фотограмметрии состоит в следующем: обследуемому предлагают принять естественную, наиболее привычную, удобную позу стояния. Перед ним устанавливают кадровую рамку с сантиметровыми делениями по горизонтальным и одной из вертикальных сторон. Через середину рамки натянута нить, служащая отвесом. Фотографируют и для графического анализа изготавливают фотоснимки, на которых измеряют расстояние в сантиметрах между передневерхними остями таза, наклон бедер по анатомическим осям относительно вертикали, расстояние между центрами коленных суставов, наклон голеней по анатомическим осям, угол физиологического вальгуса голеней, расстояние между центрами опоры стоп. Этот метод даст возможность определить возрастные особенности схемы построения опорнодвигательного аппарата в норме и при различных патологических состояниях.
Метод оптической компьютерной топографии
Важную информацию о геометрии тела человека, об особенностях и нарушении осанки можно получить при исследовании специальным методом компьютерной топографии. Этот современный и самый точный метод позволяет количественно определить координаты любой анатомической точки поверхности тела. Продолжительность обследования составляет 1 - 2 минуты, поэтому этот метод с успехом применяется для массовых исследований.
Кинезиологические методы
Целенаправленные движения человека (локомоции) представляют собой устойчивый паттерн движения, характеризующийся определенными кинематическими, динамическими, временными и пространственными параметрами. Вся совокупность последних может рассматриваться как биомеханическое проявление двигательного образа, который складывается для каждого конкретного человека
47
в период постнатального онтогенетического развития и претерпевает изменения в результате изменений на любом уровне двигательного анализатора в зависимости от возраста и условий функционирования жизнеобеспечивающих систем организма. Естественно, что регистрация кинезиологических параметров движения является необходимой для его характеристики, и при нарушениях функции опорнодвигательного аппарата, и при изучении локомоции спортсмена. Наиболее достоверные сведения о движении могут быть получены с помощью оптических методов, которые обеспечивают комплексную регистрацию любого количества точек тела человека и внешней обстановки относительно пространственно-временной координатной сетки и дают информацию о кинематике исследуемых точек в форме, удобной для математического анализа. Координаты же, как известно, есть тот материал, из анализа которого может быть почерпнуто максимальное количество сведений о протекании снятого движения. Циклография (от цикла... и ...графия) - метод изучения движений человека путём последовательного фотографирования (до сотен раз в секунду) меток или лампочек, укрепленных на движущихся частях тела. Впервые фотографирование фаз движения было предложено в 80-х гг. XIX в. французским учёным Э. Мареем. Н. А. Бернштейн в 20-х гг. XX в. усовершенствовал и модифицировал этот метод регистрации движений и их метрологическую оценку. Он предложил кимоциклографию - съёмку на передвигающуюся плёнку. На основе анализа циклограмм - циклограмметрии - для ряда движений были получены данные о траектории отдельных точек тела, о скоростях и ускорениях движущихся частей тела, что дало возможность вычислить величины сил, обусловливающих данное движение. Эти сведения легли в основу современных представлений о принципах управления движениями человека, использованы при изучении спортивных движений, двигательных нарушений и др.
Метод кимоциклографии близок к киносъёмке движений с последующей обработкой кадров наподобие циклограмм. Наиболее простым и часто применяемым на практике видом киносъемки является фотограмметрия. Эта съемка представляет собой регистрацию движений человека и объектов окружающей
48
среды в плоскости, перпендикулярной оптической оси аппарата. При этом аппарат устанавливается так, чтобы в его поле зрения находилось все, что будет подвергнуто изучению и последующему анализу. Полученные с помощью оптических методов регистрации экспериментальные данные подвергаются математической обработке. В качестве датчиков («светящихся точек») для получения кинематических характеристик движений конечностей применяют метки или электрические лампочки, которые укрепляют на исследуемых суставах. Снаряжение испытуемого почти невесомо, поэтому оно не вносит никаких изменений в структуру двигательного образа. Конвергентная стереофотограмметрическая съемка и зеркальная циклограмметрия тождественны. Действительно, зеркальная
циклограмметрическая съемка под углом α (угол съёмки между главной оптической осью киноаппарата и плоскостью зеркала) есть не что иное, как съемка двумя аппаратами, оптические оси
которых конвергируют под углом α. Вычисление пространственных координат производится по формулам математической зависимости между пространственными координатами помещения (в случае, если съемка производится в камеральных условиях) и координатами перспективных изображений.
Кроме аналитических методов в настоящее время нашли широкое распространение различные номографические приемы, основанные на известных положениях синтетической геометрии. Номограмма, с помощью которой осуществляется обработка информации, представляет собой функциональную сетку и служит для получения реальных (действительных) координат любой фиксированной точки на сегменте или суставе конечности.
9.2.Электромеханические методы
Внастоящее время в биомеханических исследованиях широкое распространение получили, наряду с оптическими, и электрические методы регистрации. Это можно объяснить в первую очередь тем, что информация, представленная в виде электрических сигналов, является удобной для обработки радио-
иэлектронными приборами. Кроме того, большинство
49
процессов, протекающих в живых организмах, сопровождается различными электрическими явлениями, что облегчает получение информации в виде электрических сигналов.
При использовании электрических методов регистрации неэлектрических величин (каковыми являются кинематические и динамические составляющие движения) в практике биомеханических исследований применяют измерение и регистрацию кинематических составляющих движения. Они осуществляются с помощью линейных потенциометрических датчиков 2 типов: с входной функцией в виде углового и в виде линейного механического перемещения. Потенциометрические датчики преобразуют функцию механического перемещения в аналоговый электрический сигнал, который затем регистрируется в соответствующем масштабе.
Исследование динамических составляющих движения осуществляют с помощью тензометрических методов. В
качестве тензочувствительного элемента используют различные тензодатчики - датчики давления. Тензодатчики применяются для определения вертикальных составляющих реакции опоры при ходьбе или для регистрации стабилограмм. Подография - регистрация времени опоры отдельных участков стопы при ходьбе, с целью изучения функции переката исследуется при помощи специальных датчиков, вмонтированных в подошву обуви. С помощью электромеханического преобразования имеется возможность точного определения общего центра массы тела человека при изменении поз и положений. Для этого используют метод стабилографии. Стабилография - объективный метод регистрации положения и проекции общего центра масс на плоскость опоры - важный параметр механизма поддержания вертикальной позы. Обычно регистрируют площадь миграции общего центра масс (ОЦМ) в проекции горизонтальной плоскости, совмещенный с очерком стопы.
9.3.Радиоэлектронные способы передачи информации
Посредством радиоизмерений определяют, например, параметры резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, электровакуумных и полупроводниковых приборов; вид и характер изменений радиосигналов; режимы работы и
50