Частные задачи биомеханики

Частные задачи биомеханики состоят в изучении движений человека в двигательной деятельности и изучении приводимых им в движение физических объектов, а также в изучении резуль­татов решения двигательной задачи и условий, в которых оно осуществляется.

В биомеханических исследованиях может решаться большое коли­чество отдельных частных задач, которые возникают в связи с много­образными запросами практики. Эти задачи вызваны необходимостью создавать новые системы движений или улучшать существующие, для того, чтобы обучать наиболее совершенным.

Знание закономерностей явления дает возможность предвидеть его последствия. Предвидение при обучении движениям позволяет плани­ровать, а следовательно, и обоснованно выбирать путь достижения цели и осуществлять надежный контроль за продвижением по этому пути.

В двигательной деятельности человека решается много двигатель­ных задач. Для достижения поставленных целей используется много разных способов выполнения действий. При решении одной и той же задачи часто существует несколько вариантов действия, В связи с этим, изучая движения человека, устанавливают особенности выполнения различных способов действия. Выясняют внешнюю картину движений — их форму и характер; устанавливают механизм движений — приложенные силы, вызванные ими изменения движений человека и тех физических объектов, которые он приводит в движение. Все изучаемые стороны движений позволяют понять закономерности, лежащие в основе выполнения разных способов движений.

Разнообразие двигательных задач очень велико. Может потребо­ваться быстрое выполнение движений, или точность движений в соот­ветствии с заданным образцом, либо проявление большой силы, зна­чительной выносливости и многое другое. Результат выполнения задачи может быть определен с помощью соответствующих показателей. Чтобы оценить качество выполнения задачи, определяют, насколько соответствует фактическое выполнение движений требуемому резуль­тату. Для этого изучают не только способ выполнения действия, но и результат решения двигательной задачи. Сопоставление движе­ний с их результатами позволяет найти движения, наиболее рацио­нальные для решения поставленной задачи.

С изменением условий, в которых выполняются движения, могут измениться способ выполнения действия и результат решения двигательной задачи. Поэтому очень важно установить, каким образом изменение условийдвигательной деятельности влияетнаспособ выполнения движения и его результат. Условия деятельности разделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся все фак­торы, связанные с внешним окружением1, в котором человек осуществ­ляет свою деятельность. К внутреннимусловиям деятельности отно­сятся как более общие — уровень подготовленности двигательного аппарата человека, степень работоспособности во время выполнения движений и т. п., так и более частные — все многообразие особенно­стей приспособления организма к выполнению определенного дейст­вия. Изучая движения человека, устанавливают их зависимость от условий выполнения действия, выявляют условия, способствующие лучшему решению задачи или ухудшающие результат действия. Вместе с тем определяют, какие способы выполнения движений лучше соответствуют имеющимся условиям действия.

Для решения каждой из названных частных задач в биомеханиче­ском исследовании выделяют ряд еще более узких вопросов, которые подлежат детальному изучению. Кроме того, бывает необходимо глубже изучать как особенности приспособления двигательного аппарата к более совершенному выполнению тех или иных сложных действий, так и тонкие детали способов выполнения движений.

СОДЕРЖАНИЕ БИОМЕХАНИКИ

Содержание науки составляет совокупность накопленных знаний, складывающихся в определенную систему—теорию науки, а также пути получения этих знаний — метод науки. И теория и метод выра­жаются в понятиях и законах науки, характерных для нее, раскры­вающих ее содержание.

Теория биомеханики

В теории биомеханики рассматриваются: строение и свойства, а также развитие тела человека как биомеханической системы; эффективность двигательных действий как систем движений; формирование и совершенствование движений в двигательных действиях.

В каждой области знания разрабатывается ее теория. Теория нау­ки — это логическое обобщение опыта, которое выражено в основных . идеях. Эти идеи, с одной стороны, вытекают из ранее изученных фак­тов, с другой — помогают лучше понять то, что еще не изучено. С те­чением времени, благодаря новым фактам и новым подходам при их использовании, в теорию вносят поправки, уточнения, нередко коренные изменения, опровергающие некоторые ранее сложившиеся представления,— теория развивается.

Теория биомеханики в настоящее время охватывает три большие проблемы. Рассмотрим их по порядку.

Особенности строения и свойства животных организмов оказывают существенное влияние на закономерности их движений. Исходя из этого, тело человека рассматривают как биомеханическую систему. С давних пор органы опоры и движения сравнивают с рычагами. Ранее указывали лишь на то, что, изучая движения таких рычагов, надо учитывать анатомо-физиологические особенности тела человека. Следующим этапом в понимании природы движений было признание специфики биомеханических систем, отличных в принципе от твердых тел или систем твердых тел. Эта специфика заставляет изучать такие свойства биомеханических систем, которых нет в искусственных кон­струкциях, машинах, создаваемых человеком. Поэтому в теории биоме­ханики возникла проблема изучения строения и свойств биомеханических систем, а также их разви­тия.

Для решения общей задачи биомеханики необходимо изучение специфических особенностей самих процессов движения живого орга­низма и условий, обеспечивающих эффективность приложения сил. Для движений животных характерно сочетание множества движений в суставах в единое целое — систему движений. С этим связано воз­никновение в теории биомеханики проблемыизучения эффектив­ности двигательных действий как систем дви­жений, их особенностей и развития.

Наконец, чрезвычайно важно изучение изменения движений в про­цессе овладения двигательными действиями как системами движений (двигательными актами, приемами выполнения действий). В связи с этим в теории биомеханики возникла проблема изучения законо­мерностей формирования и совершенствова­ния движений.

Метод биомеханики

Метод биомеханики — системный анализ и синтез движений на основе количественных характеристик, в частности кибернетиче­ское моделирование движений.

Метод науки — это способ исследования в данной науке, путь познания закономерностей. Метод определяется теорией, ее основными идеями и в то же время сам определяет способ получения знаний в дан­ной науке.

В теории биомеханики двигательные действия рассматриваются как сложные системы, состоящие из множества движений. Такой подход требует при их изучении применения системного анализа и синтеза. Биомеханика, как наука экспериментальная, эмпирическая, опирается на опытное изучение движений. При помощи приборов регистрируются количественные особенности движений (характеристики), например траектории, скорости, ускорения и др., позволяющие различать дви­жения, сравнивать их между собой. Рассматривая характеристики, мысленно расчленяют систему движений на составные части — уста­навливают ее состав. В этом проявляется системный анализ.

Система движений как целое не просто сумма ее составляющих частей. Части системы объединены многочисленными взаимосвязями, придающими ей новые, не содержащиеся в ее частях качества (систем­ные свойства). Необходимо мысленно представлять это объединение, устанавливать способ взаимосвязи частей в системе — ее структуру,В этом проявляется системный синтез.

Обе стороны — системные анализ и синтез — одинаково необхо­димы для познания системности в строении тела движущегося человека и в его движениях.

При изучении движений в процессе развития системного анализа и синтеза в последние годы все шире применяют метод кибернетического моделирования — построения управляемых моделей (электронных, математических, физических и др.) движений и моделей тела человека.

В ходе развития той или иной науки формируются научные понятия. При помощи условных слов (терминов) в них выражают содержание изучаемых явлений, их свойств и отношений. Научные понятия представляют собою определения, отвечающие на вопрос: «Что это такое?».Ответить на такой вопрос можно только изучив то, что определяют. Значит, научное понятие уже в известной мере есть итог изучения. К научным понятиям биомеханики относятся си­стема движений, кинематическая структура, встречные движения и др.

В процессе развития науки устанавливают научные зако­ны1, в которых выражаются объективные, существенные, устойчи­вые, постоянно повторяющиеся взаимосвязи изучаемых явлений, их свойства и отношения.