VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Точные науки в лыжном спорте

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Салижанов С.М. 1

---

1ГБОУ СОШ пос. Кинельский

Ахмедова С.Н. 1

---

1ГБОУ СОШ пос.Кинелький

Работа в формате PDF

210.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Свою исследовательскую работу я посвятил двум стихиям – искусству близкого мне лыжного спорта и геометрии. Я понял, что геометрия неразрывно связана с лыжными видами спорта, когда на занятиях по лыжной подготовке тренер начал объяснять по каким парамерам нужно выбирать снаряжение для лыжного спорта. На занятиях нам подробно рассказали о таком понятии как «геометрия лыж» .Также мой тренер рассказывал о технике лыжных ходов. Речь зашла о коньковом ходе. Он объяснял, как правильно должны стоять лыжи, при этом используя такие формулировки: «Лыжа направлена в сторону под углом 20 - 30. Задники опорной и толчковой лыжи перекрещиваются. Палки одновременно выносятся вперед-вверх и ставятся на снег под углом примерно 80 к направлению движения, на 20—30 см впереди креплений. В начале отталки­вания руки сгибаются в локтевых суставах до угла 100°». Сразу было сложно продемонстрировать на лыжне услышанное. Тогда я представил, что, наверное, нужно использовать знание геометрии и прочертить эти углы в 20 - 30на снегу, 80 и 100 измерить транспортиром, 20 - 30 см измерить линейкой. Оказалось всё гораздо сложнее, потому что, изучив литературу по данной теме, я обратил внимание на то, что одной из задач изучения геометрии является развитие пространственного воображения (а это достигается при изучении стереометрии в средней школе).

Актуальность моей работы заключается в том, что у многих может возникнуть проблемы, при овладении различными техниками лыжного спорта, которые поможет решить развитие простанственного воображения.

Объект исследования: лыжный спорт.

Предмет исследования: связь лыжного спорта и геометрии.

Гипотеза: знание геометрии поможет развить пространственное воображение, что способствует улучшению подготовки в лыжном спорте..

Цель: выяснить как взаимосвязаны геометрия и лыжный спорт. Найти их точки соприкосновения. Доказать, что развитие пространственного воображения при изучении геометрии способствует достижению успеха в лыжной подготовке.

Для реализации данной цели я определил следующие задачи:

Изложить предпосылки возникновения геометрии.

Выявить геометрические законы в технике лыжного спорта.

Определить, какие задания можно предложить одноклассникам, которые могли бы развить пространственное воображение.

Проанализировать получившуюся ситуацию.

Сделать выводы.

Использованы методы исследования:

Описание.

Наблюдение.

Анализ.

Обобщение.

Глава I. Геометрия и лыжный спорт

I.1. Из истории возникновения геометрии

Геометрия возникла очень давно, это одна из самых древних наук. Геометрия (греческое, от ge — земля и metrein — измерять)— наука о пространстве, точнее — наука о формах, размерах и границах тех частей пространства, которые в нем занимают вещественные тела. Таково классическое определение геометрии, или, вернее, таково действительное значение классической геометрии. Однако современная геометрия во многих своих дисциплинах выходит далеко за пределы этого определения. Развитие геометрии принесло с собой глубоко идущую эволюцию понятия о пространстве. В том значении, в котором пространство как математический термин широко употребляется современными геометрами, оно. уже не может служить первичным понятием, на котором покоится определение геометрии, а, напротив, само находит себе определение в ходе развития геометрических идей.

Важную роль играли и эстетические потребности людей: желание украсить свои жилища и одежду, рисовать картины окружающей жизни. Все это способствовало формированию и накоплению геометрических сведений. За несколько столетий до нашей эры в Вавилоне, Китае, Египте и Греции уже существовали начальные геометрические знания, которые добывались в основном опытным путем, но они не были еще систематизированы и передавались от поколения к поколению в виде правил и рецептов, например, правил нахождения площадей фигур, объемов тел, построение прямых углов и т.д. Не было еще доказательств этих правил, и их изложение не представляло собой научной теории.

Геометрия изучает формы, размеры, взаимное расположение предметов независимо от их других свойств: массы, цвета и так далее. Геометрия не только дает представление о фигурах. их свойствах. взаимном расположении, но и учит рассуждать, ставить вопросы, анализировать, делать выводы, то есть логически мыслить.

I.1. Способы передвижения на лыжах

Все способы передвижения на лыжах в зависимости от целей, условий их применения и способов выполнения разделяются на следующие группы: строевые упражнения с лыжами и на лыжах, лыжные ходы, переходы с хода на ход, стойки спусков, способы подъемов, повороты на месте и в движении, способы торможений, прыжки на лыжах с трамплина, прикладные упражнения на лыжах, преодоление неровностей при спуске.

Лыжные ходы используются для передвижения по равнине и по пересеченной местности и отличаются друг от друга по вариантам работы рук, количеству шагов в цикле хода. По первому признаку ходы разделяются на попеременные и одновременные. В попере­менных ходах отталкивание руками выполняется поочередно, в одновременных ходах толчок выполняется двумя руками в одно и то же время. По второму признаку ходы разделяются на бесшаж­ные - передвижение происходит только за счет отталкивания пал­ками, без движения ног; одношажные - в цикле хода только один скользящий шаг и толчок палками; двухшажные - в цикле хода два скользящих шага; трехшажные - в цикле хода три скользящих шага; четырехшажные - в цикле хода четыре скользящих шага. Указанные два признака и определяют классификацию всех лыжных ходов, применяемых в лыжных гонках: попеременный двухшажный, попеременный четырехшажный, одновременный бесшажный, одновременный двухшажный, одновременный трехшажный.  Различают два варианта одновременного одношажного хода: основной и скоростной. Последний вариант хода иногда называют стартовым. Кроме этого, одновременный трехшажный ход имеет две разновидности - с одновременным и попеременным выносом палок.

За последние годы все шире стал применяться сильнейшими лыжниками коньковый ход, который при определенных условиях (хорошее скольжение и достаточно твердо укатанный снег) позволяет развить высокую скорость. Этот ход не является новин­кой, но в прошлое время он использовался как прикладное или подводящее упражнение к повороту переступанием или иногда на очень пологих спусках с одновременными толчками палок. Появ­ление пластиковых лыж, улучшение скольжения и более качест­венная подготовка лыжни расширили диапазон его применения.

Различают следующие коньковые лыжные ходы: без отталкивания руками (с махами рук и без махов руками); с отталкиванием руками - попеременные и одновременные (полуконьковый, одношажный и двухшажный).
В лыжном спорте существует два основных хода: классический и коньковый. Рассмотрим один из разновидностей классического хода и коньковый ходы и выявим элементы геометрии, которые необходимо знать лыжнику.

 Цикл движений в попеременном двухшажном ходе состоит из двух скользящих шагов и попеременных отталкиваний палками на каждый шаг. Само движение происходит по двум параллельным линиям.

1-я фаза - свободное скольжение (рис.1).

Рис. 1

Все движения в этой фазе выполняются следующим образом. Закончен толчок ногой, лыжник скользит на другой лыже. Обе палки и нога, окончившая толчок, находятся в воздухе, не касаясь опоры. Угол сгибания опорной ноги в коленном суставе около 136-138°, голень в это время расположена вертикально. Рука, закончив толчок, образует вместе с палкой прямую линию, кисть ее находится на уровне таза, немного сзади. Другая рука вынесена вперед, почти полностью выпрямлена, кисть не выше подбородка. 

2-я фаза - скольжение с выпрямлением опорной ноги (рис.2).

Началом фазы является постановка палки на снег под углом вперед 70-80°. 

Рис.2.

3-я фаза - скольжение с подседанием (рис.3).Туловище, принимающее участие в отталкивании палкой, наклоняется вперед на 5-7° больше по сравнению со 2-й фазой.

Рис.3

4-я фаза - выпад с подседанием (рис.4). В начале фазы наклон туловища увеличивается еще на 1-3°.Толчковая рука находится на уровне бедра, а маховая - впереди колена толчковой ноги примерно на 30-50 см. 

Рис.4

5-я фаза - отталкивание с выпрямлением толчковой ноги (рис.5). В начале фазы сгибание толчковой ноги в коленном суставе наибольшее, бедро практически вертикально; маховая нога выдвинута вперед и опережает толчковую на 35-50 см. Толчок палкой закончен, рука и палка - прямая линия, а маховая рука выпрямлена вперед-вниз под углом около 45°. Опорная лыжа перемещается всего на 10-15 см. 

Рис. 5.

Толчковая лыжа при постанов­ке ее на^; снег развернута на внутреннее ребро и направлена в сторону под углом 20—30 °. Задники опорной и толчковой лыжи перекре­щиваются.

Палки одновременно выносятся вперед-вверх и ставятся на снег под углом примерно 80 ° к направлению движения, на 20—30 см впереди креплений. В начале отталки­вания руки сгибаются в локтевых суставах до угла 100°

Требуется жесткая лыжня, укатан­ная и уплотненная обочина шириной не менее 1,5 м.

Отталкиваясь внутренним ребром одной из лыж назад в сторону (скользящий упор), лыжник переносит вес тела на другую скользящую лыжу, и движения повторяются с другой ноги, отталкивание выполняется со скользящей лыжи. В отличие от классических ходов остановки лыжи в циклах хода нет. При передвижении этим ходом активно работают и руки, отталкивание происходит одновременно или попеременно в согласовании с ритмом работы ног. Возможны варианты и без отталкивания руками (с махами рук и без них). На ровных участках трассы толчок руками чаще всего выполняется одновременно, а на подъемах — в зависимости от крутизны (одновременно или попеременно). Полуконьковый ход (отталкивание многократно одной из ног, другая скользит прямолинейно) применяется чаще при прохождении поворота по пологой дуге (толчок выполняется наружной лыжей)

I.3. Элементы и законы геометрии в лыжном спорте

Существует такое понятие «геометрия лыж». Это характеристика формы лыжи, три числа, определяющие ширину (в миллиметрах) носка, середины и задника. Зная длину и геометрию лыжи можно вычислить и радиус кривизны ее бокового выреза, например лыжа с геометрией 100-65-85 при длине 170 см имеет радиус кривизны около 20 м.

Линии движения лыжника представляют собой геометрические фигуры: классический ход – параллельные прямые, коньковый ход – угол, прыжки с трамплина – кривая линия.

Лыжный спорт и геометрия пересекаются ещё в законах пропорции и симметрии.

Пропорция – это условие для создания равновесия, которая необходима лыжнику, чтобы передвигаться коньковым ходом, скатываться с горы и выполнять повороты на большой скорости.

Например, законы пропорции просчитаны для подбора лыж и палок по росту.

Для каждого стиля катания существуют свои требования к длине лыж и палок. Выбирая экипировку для катания коньковым ходом, поставьте лыжи рядом с собой. Их длина должна быть на 15 см выше вашего роста. Например, если ваш рост составляет 170 см, подходящая высота лыжи будет 185 см.2

Аналогичным образом можно подобрать и палки. Только их длина должна быть, напротив, меньше вашего роста на 15-20 см. Конечно, если физическая подготовка рук достаточно хорошая, высоту палок можно и увеличить. Но максимальная длина их не должна превышать уровень уха, а минимальная – не опускаться ниже плеч.3

Чтобы определить длину лыжи для классического катания, прибавьте к своему росту 25-30 см. Получившаяся сумма и будет оптимальной длиной. Высота же палок должна быть на точно такое же расстояние меньше роста лыжника, занимающегося классическим ходом. А для прогулок длина лыжи не должна превышать рост лыжника более чем 15-25 см.4

При выборе лыж ориентируйтесь не только на рост, но и на вес, а также степень подготовленности. Так как хорошо подготовленные спортсмены выдержат больший вес экипировки. Если вы более чем уверенный лыжник и часто катаетесь, отнимите от своего роста 10 см, а если вы еще новичок – 20 см.

Симметрия – это закономерное расположение предметов относительно центра или главной оси. Мы можем наблюдать симметрию в самом лыжном инвентаре и фигурах, которые описывает лыжник при движении.

Глава II. Практическая часть.

Геометрия в достижении мастерства в лыжном спорте

II.1. Виды заданий, выполненных по развитию пространственного воображения на занятиях по геометрии

1. Практическая работа по склеиванию моделей многогранников из

готовых разверток.

2. Изображение модели в тетради (одну и ту же модель можно изобразить разными рисунками).

3. Построение трансформируемых моделей многогранников и их элементов с помощью деревянных палочек и пластилина.

4.Использование трансформируемых моделей для формулировки теорем стереометрии и решения стереометрических задач (построение проекций, сечений).

5. Показ с помощью указки углов различной величины в пространстве с последующей проверкой с помощью транспортира.

6. Показ с помощью шаговых движений отрезков различной длины с последующей проверкой с помощью линейки.

II.2. Анализ ситуации

Был проведён эксперимент среди учеников нашей школы :учеников 7 класса, которые ещё не изучали стереометрию и не выполняли задания по развитию пространственного воображения и учеников 10 класса, уже изучивших стереометрию.

Учащиеся выполняли следующие задания:

Демонстрация углов, указанной величины.

Демонстрация отрезков, указанной величины.

Демонстрация указанной высоты.

Выполнение классического хода.

Выполнение конькового хода.

Получились следующие результаты:

Вывод:

Знание геометрии помогает развить пространственное воображение и улучшить результаты лыжной подготовки.

Заключение

Я думаю, что все согласятся с тем, что невозможно без геометрии измерить красоту спорта. Именно геометрия помогает спорту найти новые совершенные виды, разнообразить рисунки лыжных ходов.

Свою исследовательскую работу я посвятил двум стихиям – искусству близкого мне лыжного спорта и красоте геометрических форм, связанных с этим видом спорта. Можно написать целую книгу о пользе спорта, а можно сказать все одной фразой: «Спорт - это жизнь», «Спорт- это здоровье, красота, выносливость». Это самая что ни на есть правда, ведь спорт способствует продолжению человеческой жизни, укрепляет здоровье и вообще очень позитивно действует на всех нас. Если спросите, причём тут геометрия? Я отвечу, геометрия – это гармония спорта. Это тоже правда, ведь знание и соблюдение законов геометрии даёт каждому спортсмену необходимые условия для достижения высоких результатов.

В своей работе я выявил геометрические формы в движениях спортсмена-лыжника, рассмотрел элементы симметрии в лыжном спорте, доказал необходимость развитого пространственного воображения и сделал вывод, что без знания геометрии невозможно добиться высоких успехов в лыжном спорте.

Список использованной литературы и Интернет - источников

1.Базовые виды двигательной деятельности и методики обучения: Лыжный спорт / Учебно-методическое пособие // Под. общ.  ред. проф. С. А. Луценко. – СПб.: Институт Специальной педагогики и психологии, 2005. – 84с.

2. Бутин И.М. Лыжный спорт: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений.- М.:Издательский центр "Академия", 2000. С. 121-124

3. Каплунович И.Я. Развитие пространственного мышления школьников в процессе обучения математике.- Новгород 1996.

4. http://www.kornienko-ev.ru/

5. http://ekomig.ru/articlе