VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Применение методов математического исследования при изучении общей физической подготовки юных тяжелоатлетов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Урдя П.С. 1

---

1МБОУ "Солнечная СОШ№1"

Имирбекова Э.А. 1

---

1МБОУ "Солнечная СОШ№1"

Работа в формате PDF

672.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

"Математике должно учить еще с той целью, чтобы познания, здесь приобретаемые, были достаточными для обыкновенных потребностей в жизни" утверждал французский ученый Лазар Карно.

Лазар Карно

Много высказываний среди моих одноклассников я слышал при изучении новых тем: "А зачем мне это нужно знать?" или "А где я смогу применить знания по этой теме?"

Математика - царица наук! Ее изучению мы приступаем с первого класса и затем совершенствуем свои математические знания, умения и навыки на протяжении всего обучения в школе и высших учебных заведениях. А устраиваясь на работу в любую сферу деятельности, начинаем применять полученные математические знания на практике даже не задумываясь об этом. Ведь прав же был Карно?

Галилео Галилей

Еще в далекой древности знаменитый итальянский философ, физик, математик Галилео Галилей сказал: "Нужно измерять все измеримое и делать измеримым то, что не поддается измерению."

Прочитав это суждение знаменитого философа, я задумался над вопросом: "А так ли на самом деле широка область применения математических знаний, как об этом утверждают?"

Чтобы наиболее понятным и близким был для меня ответ на этот вопрос, я попытался совместить приятное с полезным - математику и спорт.

Вот уже два года я занимаюсь тяжелой атлетикой и ежегодно два раза в год сдаю тестирование, которое позволяет определить мои физические качества как спортсмена. Результаты тестирования приводятся в цифрах, а цифры любят счет, их можно изучать и анализировать, сравнивать и систематизировать, изображать в виде таблиц, диаграмм и графиков. Одним словом - применять методы математического исследования.

Гипотеза: Применение методов математического исследования при изучении общей физической подготовки юных тяжелоатлетов необходимо. Методы позволяют систематизировать полученные данные и провести их точный анализ, сделать прогноз.

Исходя из моего предположения, была поставлена цель исследовательской работы.

Цель исследовательской работы: изучить, какие методы математического исследования лучше всего применимы в области спорта для проведения системного анализа различных функциональных показателей юных спортсменов.

Для достижения поставленной цели сформулированы задачи исследовательской работы.

Задачи исследовательской работы:

- изучить методы математического исследования;

- определить, с помощью чего происходит изучение общей физической подготовки юных тяжелоатлеты на этапе начальной подготовки;

- установить, с помощью каких изученных мною методов математического исследования наиболее удобно анализировать, систематизировать и обобщать полученные результаты по изучению общей физической подготовки юных тяжелоатлетов;

- показать наглядное применение методов математического исследования в спорте;

- сформулировать основные направления применения исследовательской работы в профессиональной работе специалистов в области спорта.

Объект исследования: методы математического исследования и их применение при изучении физических качеств спортсменов.

Место проведения исследования: все исследования проводились на базе спортивной школы олимпийского резерва Сургутского района поселка Солнечный.

Сроки проведения исследования: исследования проводились в несколько периодов:

I период - сентября 2018; II период - май 2019 года.

Методы исследования:

анализ литературных источников и источников сети Интернет;

сбор числовой информации;

тестирование общей физической подготовки спортсменов;

графический: построение схем, графиков и диаграмм;

метод средних величин;

метод визуализации данных;

метод сравнения;

статистический метод.

СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

Методы математического исследования

Метод исследования — это средство познания, способ проведе­ния исследования для достижения определенного результата. Для проведения определенного исследования специалисты выбирают в зависимости от своего опыта, знаний, имеющейся информации, природы проблемы метод исследования. Правильно выбранный метод исследования будет определять получение достоверного ре­зультата.

Общепринятый классификатор методов исследования делит все их многообразие на три основные группы.

Несомненно, при проведения исследования и сбора необходимой информации, я буду использовать отдельные методы из всех приведенных выше групп. Однако я предположил, что применение методов математического исследования при изучении общей физической подготовки юных тяжелоатлетов необходимо, так как это методы позволяют систематизировать полученные данные и провести их точный анализ, сделать прогноз.

Поэтому, для того, чтобы определиться, какие же методы математического исследования нам точно будут необходимы в дальнейшей работе с собранными цифровыми данными, разберем подробней группу математических методов.

Статистический метод - это метод исследования количественной стороны изучаемых данных. Статистический метод дает нам возможность выразить собранную информацию с помощью цифр. Статистический метод имеет методы-помощники, которые входят в его структуру.

Метод регистрации заключается в выявлении определенного общего качества у исследуемых и последующем подсчете количества испытуемых по выявленному качеству.Предполагаю, что данный методпоможет мне определить круг исследуемых спортсменов и подсчитать их количество.

Метод ранжирования заключается в сортировке полученных данных в определенном порядке.Предполагаю, что данный методпоможет мне расположить собранные данные в определенной последовательности (например убывания или нарастания показателей), поможет сгруппировать данные по отдельным их показателям.

Метод шкалирования (или измерения) заключается в присвоение баллов или других цифровых показателей исследуемым характеристикам. Предполагаю, что данный метод поможет при записи результатов тестирования общей физической подготовки спортсменов.

Метод визуализации данных - очень близок по своей характеристике к графическому методу. Он также позволяет отразить полученные при исследовании данные наглядно и подходит для оформления результатов исследования.

Наиболее распространена двумерная визуализация - изображение на плоскости, на листе бумаги или экране. Но с развитием компьютерных технологий все чаще стали использовать объемную, так называемую 3D-визуализацию.

Основным достоинством метода визуализации является простота в использовании и наглядность в представлении информации. Однако метод весьма субъективный и в нем отсутствует аналитическая модель.

Графический метод - это средство иллюстрации данных, оформление результатов анализа. При правильном построении, графические средства обладают наглядностью, выразительностью, доступностью, способствующие анализу данных, их обобщению и изучению.

Графический метод отражает собранные данные и результаты работы с помощью разных схем, графиков, диаграмм. И является по своей сущности наглядным способом передачи данных.

Ещё одним из часто используемых методов при проведении исследования является  метод средних величин. Данный метод используется для обобщения нескольких показателей при исследовании средней величиной.

Наиболее используемые такие средние величины как:
среднее арифметическое чисел: чтобы найти среднее арифметическое чисел, надо сложить эти числа, а затем результат разделить на количество слагаемых:

 - среднее геометрическое чисел: чтобы найти среднее геометрическое, нужно перемножить все числа и извлечь из них корень. Степень корня определяется количеством чисел. Геометрическая средняя величина дает наиболее точный результат осреднения.

Среднее

геометрическое

=

Метод относительных величин позволяетотразить соотношение между необходимыми измерениями, величинами, данными.

Наиболее простым видом относительной величины является число, показывающее, во сколько раз одна величина больше или меньше другой, принятой в качестве базы сравнения. К относительным показателям относят: коэффициенты, проценты, индексы.

Метод сравнения позволяет проводить сопоставление фактических значений определенных данных с плановыми данными, со средними показателями или сравнивать несколько результатов исследования между собой.

Метод математического моделирования. Математическая модель — это приближенное описание какого-либо класса явлений или объектов реального мира на языке математики. Основная цель моделирования — исследовать эти объекты и предсказать результаты будущих наблюдений. Метод математического моделирования основан на учете множества факторов и выборе оптимальных вариантов, которые затем выражаются в математическую модель.

Общая физическая подготовка юных тяжелоатлетов

Для систематических и в последующем профессиональных занятий тяжелой атлетикой юным спортсменам необходимо обладать определенными физическими навыками, иметь определенную физическую подготовку.

Показатели физической подготовки были определены учеными при изучении особенностей тяжелой атлетики как вида спорта. По их мнению, тяжелоатлеты должны обладать следующими физическими качествами:

скоростные способности

мышечная сила

гибкость

выносливость

вестибулярная устойчивость

координационные способности

Все изучаемые показатели были переведены на язык тестов определенных упражнений с установлением нижнего порога по результату. И вот, в итоге, какие упражнения для тестирования общей физической подготовки юных тяжелоатлетов были установлены:

В тестировании приняли участия юные спортсмены тяжелоатлеты в возрасте от 11 до 16 лет в количестве 10 человек:

В ходе тестирования общей физической подготовки юных тяжелоатлетов были составлены таблицы фиксации нормативов в соответствии с периодами проведения исследования.

Период проведения исследования выбран в несколько этапов, что дает возможность отследить динамику роста физической подготовки спортсменов не только в течение тренировочного года, но и за несколько лет, с целью выявления перспективных спортсменов.

Результаты тестирования за 1 период исследования

сентябрь 2018 года

Результаты тестирования за 2 период исследования

май 2019 года

Таким образом, мы получили все необходимые числовые данные для последующего их изучение, систематизирования, анализа и прогнозирования.

Наглядное применение методов математического исследования в спорте

Заполненные в предыдущем разделе таблицы без конкретизации, группировки, анализа и выводов не представляют собой интересной информации и не показывают аналитических данных по физическому развитию того или иного спортсмена. Вот здесь и начинают свою работу различные методы исследования.

Бесспорно, при проведении исследования на ряду с методами математического исследования применялись и методы исследования еще двух указанных мной групп методов - это теоретические и эмпирические. Но при исследовании собранных показателей и проведения определенного их анализа для последующих выводов целесообразно применение методов математического исследования. Что я сейчас и докажу.

Незаметно для себя в процессе выбора количества спортсменов и присвоения им порядковых номеров был использован метод регистрации.

После составления списка участников тестирования и их нумерации, определения исследуемых показателей общей физической подготовки тяжелоатлетов и сдачи этих нормативов, я занес все полученные данные по спортсменам в таблицы и выразил их с помощью числовых показателей - применил метод шкалирования (или метод измерения). Причем данные постарался внести так, чтобы в дальнейшем удобно было провести сравнительный анализ по каждому нормативу.

Результаты тестирования за 2 периода исследования

Далее для оценки показателей общей физической подготовки спортсменов, применив метод ранжирования, стало возможнымрасположить собранные данные в определенной последовательности.

Например, данная последовательность позволяет нам отследить выполненные за два периода исследования показатели физической подготовленности спортсменов по годам их рождения.

Результаты тестирования по годам рождения спортсменов

Одновременно с методом ранжирования на данном этапе можно применить и графический метод, который наглядно выделит количество тестируемых спортсменов по годам их рождения от общего количества испытуемых. Средством графического метода в данном случае стала круговая диаграмма.

Для определения группы спортсменов, обладающих наиболее высокими показателями общей физической подготовки, необходимо найти среднее арифметическое значение у каждого спортсмена по каждому показателю, применив метод средних величин.

При нахождении среднего значения показателей с целью сохранения их достоверности и реальности произвели округление полученных данных по правилу округления чисел.

И с помощью графического метода посредством гистограммы можно наглядно увидеть результаты по каждому спортсмену.

Из гистограммы четко видно, что тяжелоатлет Майрам К. является лидером по всем средним показателям тестирования.

Также с помощью графического метода можно построить графики зависимости показанных спортсменами нормативов от базовых показателей норматива, установленных законодательством. Рассмотрим как это можно сделать на примере норматива "Подъем ног к перекладине в висе на 100 градусов" посредством графической диаграммы.

Графическая диаграмма наглядно продемонстрировала нам, что все спортсмены выполнили норму или даже перевыполнили её, так как ничей показатель на опустился ниже допустимый по их половому признаку линии.

Применив метод регистрации, можно присвоить каждому спортсмену по результатам их показателей определенное место. Тем самым определив лидеров - спортсменов с наивысшей общей физической подготовкой. И применив метод ранжирования можно расположить тяжелоатлетов по списку согласно занятому месту.

В спорте нередко для выявления лидерства определенному занятому месту присваивается определенное количество баллов. И по результатам суммирования заработанных по нескольким показателям баллов выявляются абсолютные лидеры по всем показателям.

Применим данный подсчет и в нашем исследовании.

Предположим, что очки присваиваются по следующему принципу: 1 место - 10 баллов, 2 место - 9 баллов, 3 место - 8 баллов, 4 место - 7 баллов, 5 место - 6 баллов, 6 место - 5 баллов, 7 место - 4 балла, 8 место - 3 балла, 9 место - 2 балла, 10 место - 1 балл.

Применив все тот же графический метод, покажем наглядно распределение спортсменов относительно заработанных ими баллов. Средством применения графического метода выберем на этот раз диаграмму с областями.

Итак, по сумме всех набранных баллов Майрам К. подтвердил предположительное ранее лидерство. Легко также выявить спортсменов на втором и третьем местах: 2 место занял Рамиз Н., 3 место заняла Ксения С.

Теперь, применяя метод ранжирования и метод визуализации, подведем итоги по рейтингу спортсменов в зависимости от показанных ими данных по общей физической подготовке:

Нередко одним из факторов исследования показателей общей физической подготовки спортсменов является сравнение полученных данных на начальном этапе – в начале тренировочного года, и на выходе – в конце тренировочного года. Здесь нам, бесспорно, поможет метод сравнения. Сравнив числовые показатели сентября 2018 года и мая 2019 на примере норматива «Прыжки на гимнастическую скамейку», применив графический метод посредством линейчатой диаграммы, получили следующую картину:

Из диаграммы четко видно, что спортсмены Даниил Л. и Виктор Ч. за тренировочный год не улучшили свои данные по нормативу, а тем самым недостаточно отработали на занятиях упражнения по развитию определенного физического качества.

Напротив, значительный прирост по нормативу показал спортсмен Тимур С.

Обобщая все полученные ранее различными методами математического исследования данные, применяя метод математического моделирования, можно создать в учреждении модель так называемого "идеального" юного тяжелоатлета. И взять её за основу при приёме спортсменов на тяжелую атлетику.

"Идеальный" тяжелоатлет - это спортсмен с разносторонне развитыми физическими качествами. Представим такого спортсмена в виде шестиугольника, каждый угол которого - это вершина в развитии определенного физического качества. Все физические качества между собой взаимосвязаны

Модель "идеального" тяжелоатлета

сумма балов 40

ВЫВОДЫ

Итоги и результаты исследования

Изучив ряд интернет источников и литературу по направлению исследования, мной было установлено, что существует множество методов математического исследования, которые в свою очередь делятся на группы и подгруппы.

Методы математического исследования в любой области исследования зачастую используются как средство повышения надежности, объективности, точности получаемых данных. Основное применение эти методы находят на этапе постановки гипотезы и ее обоснования, а также при обработке полученных в исследовании результатов.

В процессе эксперимента на всех этапах обработки полученных данный применялись методы математического исследования:

- на этапе отбора спортсменов и их регистрация применили статистический метод - метод регистрации;

- при группировке спортсменов в определенной последовательности (года рождения, лучший результат сдачи норматива, занятое место и т.п.) применили статистический метод - метод ранжирования;

- на этапе заполнения данных по результату каждого норматива применили статистический метод - метод шкалирования;

- для удобства визуального восприятия всех числовых показателей юных тяжелоатлетов, вся информация заносилась в таблицы и выражалась рисунками, тем самым нашел свое применение метод визуализации данных;

- результаты тестирования и исследования спортсменов для последующего их анализа выражали различными диаграммами, гистограммами - применяли графический метод;

- при сравнении нескольких результатов сдачи одного норматива использовали метод сравнения;

- метод средних величин позволил нам определить спортсменов с преимуществом того или иного норматива по общей физической подготовке за все периоды исследования;

- в своей совокупности применение всех методов математического исследования позволило нам составить последовательность, в которой спортсмены расположились в зависимости от абсолютно занятого места; помогли нам выделить группу одаренных спортсменов и группу спортсменов, над общей физической подготовкой которых надо еще поработать.

Обобщая все выводы, можно сказать следующее:

1. Все рассмотренные нами на теоретическом этапе методы математического исследования применимы в области спорта.

2. Наиболее часто используемыми из всех методов математического исследования оказали статистические методы, метод визуализации и графический метод.

3. Применение методов математического исследования при изучении общей физической подготовки юных тяжелоатлетов необходимо. Методы позволили нам систематизировать полученные данные и провести их точный анализ, сделать прогноз.

Тем самым моя гипотеза полностью подтвердилась.

Практическое применение методов математического исследования в спорте

Практическое применение методы математического исследования легко найдут при использовании в работе специалистами спортивных школ. А именно:

1. Статистический метод. Статистический учет спортсменов, составление списков, распределение спортсменов в определенной последовательности (по возрасту, по занятому месту в соревнованиях, по баллам общего рейтинга по учреждению и т.п.), составление базы данных спортсменов по учреждению в соответствии с собранными числовыми показателями и многое другое.

2. Метод сравнения, метод средних величин, графический метод, метод визуализации.

Обработка различных результатов этими методами необходимы, чтобы оценить качество работы тренера со спортсменами: правильность построения тренировочного процесса, целесообразность нагрузок, старания спортсмена при выполнении задания и т.п.

На основании полученных данных с помощью метода сравнения и графического метода тренеру легко индивидуально спланировать на последующий тренировочный год нагрузку и методы тренировки для каждого из указанных спортсменов. Также данные методы применяются при составлении отчетов и планирования на тренировочный год

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Чикаш С.Л.Математическая статистика в спорте. Учебное пособие.

2. Денисова Л.В., Хмельницкая О.В., Харченко Л.А. Измерения м методы математической статистики в физическом воспитании и спорте.

3. Начинская С. В. Основы спортивной статистики.

4. Приказа Минспорта России "Об утверждении Федерального стандарта спортивной подготовки по виду спорта тяжелая атлетика" от 21.02.2013г. №73. 

ИНТЕРНЕТ ресурсы

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/