Точностных движений у детей, юношей и девушек

 

В данном разделе представлены материалы изучения особенностей программирования максимально быстрых точностных движений с различной амплитудой у детей младшего школьного возраста и юношей и девушек по данным хронометрии.

Характеристика испытуемых, применяемая аппаратура и процедура тестирования приведены в прил. 1 (второй педагогический эксперимент), 2 и 3.

Корреляционный анализ полученных данных у лиц юношеского и младшего школьного возраста позволил подтвердить точностный характер тестовых движений, так как время каждого из них имеет сильную статистическую зависимость от времени (точности) выполнения разворота[11] (r от 0,83 до 0,93).

Из таблицы 2 видно, что все временные показатели как быстроты движений (время движения к цели и обратного движения), так и точности (время разворота и всего движения, имеющего сильную статистическую зависимость от времени разворота) достоверно выше у юношей и девушек (при р=0,001), что обусловлено общим ходом онтогенеза, развитием центральной нервной и двигательной систем.

Таблица 2

Длительность фаз максимально быстрых точностных движений у детей и юношей и девушек

Движения и фазы	Временные показатели (мс)	*
дети	юноши и девушки
`х	d	`х	d
вниз-вверх кистью 2 см вниз разворот вверх всё движение   вниз-вверх предплечьем 2 см вниз разворот вверх всё движение   наружу-внутрь 10 см наружу разворот внутрь всё движение   наружу-внутрь 30 (20) см 1-е 10 см 2-е 10 см 3-и 10 см 1-е 30 (20) см разворот 1-е 10 см 2-е 10 см 3-и 10 см 2-е 30 (20) см всё движение	58,1 180,8 74,7 313,6   57,3 170,5 81,4 309,2   67,4 152,8 52,2 272,4   59,6 46,4 --- 106,0 128,0 47,4 40,4 --- 87,7 324,2	10,58 42,38 20,86 55,63   9,92 55,64 17,38 63,79   10,21 55,87 15,70 58,43   9,28 11,63 --- 18,13 45,86 7,91 8,83 --- 14,56 54,09	42,1 79,3 45,8 167,1   42,0 57,4 40,2 139,7   39,7 76,9 27,8 144,3   34,8 20,0 19,4 74,2 53,8 20,1 17,8 17,9 55,8 186,2	9,47 33,61 9,33 35,75   9,87 20,79 12,23 31,25   9,28 21,63 7,15 24,19   7,26 3,07 3,19 12,50 14,19 3,45 3,41 5,93 11,99 29,25	р<0,001 р<0,001 р<0,001 р<0,001   р<0,001 р<0,001 р<0,001 р<0,001   р<0,001 р<0,001 р<0,001 р<0,001   р<0,001 --- --- --- р<0,001 р<0,001 --- --- --- ---

*Достоверность различий (определялась при помощи однофакторного дисперсионного анализа (Г.Ф. Лакин, 1973).

Однако имеются некоторые принципиальные различия в построении максимально быстрых точностных движений у испытуемых исследуемого возраста, что связано, очевидно, с различиями двигательного опыта.

Как видно из рис. 13, построение реверсивного максимально быстрого точностного движения со средней (10 см) и большой амплитудой (30 и 20 см) у лиц юношеского и младшего школьного возраста происходит по схожим программам. Движение к цели в составе точностного явно притормаживается (длительность его достоверно больше, чем одиночного прямого движения с такой же амплитудой) и у юношей-девушек, и у детей, что связано с задачами выполнения всего движения за наименьшее время и достижения требуемого уровня точности.

В то же время в максимально быстром точностном движении с малой амплитудой (2 см) и упором в точке разворота (частично выполняющим функцию мышц-антагонистов) различия в программировании и осуществлении ярко выражены (рис. 14). У юношей и девушек длительность движения к цели в составе реверсивного точностного достоверно больше, чем одиночного (не точностного). Дети же, очевидно надеясь, что работу мышц-антагонистов по остановке движения к цели выполнит упор, и кистью, и предплечьем осуществляют его с такой же скоростью, как и одиночное прямое движение.

Это существенно сказывается на эффективности максимально быстрого точностного движения, особенно при возрастании массы рабочего сегмента руки (рис. 15). Из рисунка видно, что если время движения вниз (к цели) и кистью, и предплечьем у детей имеет одинаковые различия со временем юношей и девушек, то время разворота, обратного движения ("вверх") и всего реверсивного точностного движения в целом при выполнении его предплечьем у детей значительно больше. То есть ЦНС детей, программируя реверсивное максимально быстрое точностное движение на 2 см с упором в точке разворота, не учитывает ещё невысокой способности детской мышцы к быстрому сокращению, не планирует опережающего включения мышц-антагонистов (что привело бы к замедлению движения к цели). Программа разбита на два блока, слабо связанных между собой, всё движение воспринимается как два одиночных движения.

И.М. Козлов (1999) назвал способность двигательной системы образовывать связи между элементарными двигательными программами, объединять простейшие движения (суставные движения, не требующие изменения направления) в систему валентностью (глава 1). Из приведённого примера видно, что валентность лежит в основе онтогенетического формирования биомеханической структуры максимально быстрого точностного движения и является условием достижения точности. Валентность, по мнению И.М. Козлова, тесно связана с проблемой переходных процессов – переходных состояний между сменяющими друг друга элементарными двигательными программами. В этой связи необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что время разворота в движениях со средней амплитудой достоверно больше, чем с большой и у детей, и у юношей и девушек (рис. 16). Объяснить это только механическими особенностями движений и физическими свойствами двигательного аппарата не представляется возможным. Скорость максимально быстрых точностных движений с большей амплитудой всегда выше (рис. 17). Поэтому, во-первых, одинаковая ошибка во времени начала эфферентной импульсации антагонисту должна приводить к большей пространственной, а значит, и временной ошибке в фазе реализации максимально быстрого точностного движения; во-вторых, при движении сегмента с большей скоростью необходимо проявить большее усилие для его остановки, что механически усложняет задачу мышц-антагонистов; в-третьих, длительность движения к цели в составе максимально быстрого точностного и у юношей-девушек, и у детей (табл. 2) позволяет сделать заключение об отсутствии текущей коррекции, поэтому его точность зависит прежде всего от оценивания расстояния, и логично ожидать, что при оценивании малых расстояний абсолютная ошибка будет меньше. Остаётся предположить, что уменьшение точности движения (увеличение времени разворота) является следствием большей сложности программирования максимально быстрых точностных движений с меньшей амплитудой, причём эта сложность оказывается более значимой для организма, чем все вышеперечисленные факторы.

Что же может представлять сложность при программировании движений с меньшей амплитудой? Учитывая длительность максимально быстрого точностного движения на 10 и 30 см (см. табл. 2) и двигательную задачу, сначала звену должен быть придан значительный импульс в направлении цели (фаза доставки), затем этот импульс должен быть

компенсирован (фаза реализации) и, наконец, значительно превышен импульсом в обратном направлении (фаза завершения), при этом
вторая элементарная двигательная программа начнёт осуществляться ещё до завершения первой – возникнет переходный процесс (рис. 18 А).

При увеличении амплитуды движения, а значит (при максимально возможной скорости) и времени его осуществления, если принять, что элементарные программы остались одинаковыми по продолжительности, то: 1) увеличится время между началом осуществления первой и второй элементарной программы (t₁), 2) уменьшится время переходного процесса (t₂) (рис. 18 Б). Однако допущение, что продолжительность элементарных двигательных программ с увеличением амплитуды (и, как следствие, времени) движения не изменится, вряд ли может быть принято. Длительность элементарных двигательных программ может измениться, причём нельзя хоть с какой-нибудь достоверностью утверждать, в какую сторону (например, рис. 18 В). Таким образом, нельзя предположить и увеличение или уменьшение (или сохранение) продолжительности переходного процесса. Однако время t₁, отражающее степень последовательности актуализации элементарных двигательных программ, безусловно, увеличится (рис. 18 Б и 18 В).

Начало осуществления двигательной программы – это подача нервного эфферентного импульса, следовательно, при увеличении амплитуды (и, как следствие, времени), увеличивается интервал времени между подачей эфферентных импульсов к мышечным группам-антагонистам. В точностных движениях продолжительностью 0,10-0,20 с и меньше этот интервал близок к порогу различения, поэтому его увеличение улучшает различаемость, что и приводит к повышению управляемости системы, эффективности движения – точности.

Таким образом, при возникновении переходных процессов в максимально быстрых точностных движениях ведущую роль для достижения точности играет степень последовательности актуализации элементарных двигательных программ. Подобная зависимость характерна как для детей младшего школьного возраста, так и для лиц юношеского возраста.