Спортивная метрология. Учебное пособие по спортивной метрологии

26.09.2019Рубрика: Роды

Основной задачей общей метрологии является обеспечение единства и точности измерений. Спортметрология – это часть общей метрологии. Предметом спортивной метрологии являются контроль и измерения в спорте.

В содержание ее, в частности, входит:

Скачать:

Предварительный просмотр:

Кучковский Руслан Владимирович

учитель физической культуры

МОУ «Харпская СОШ»

Спортивная метрология как способ контроля и измерения в спорте.

Введение

Слово "метрология" в переводе с древнегреческого – "наука об измерениях" (метрон – мера, логос – слово, наука).

Основной задачей общей метрологии является обеспечение единства и точности измерений. Спортметрология – это часть общей метрологии. Предметом спортивной метрологии являются контроль и измерения в спорте.

1) контроль за состоянием спортсмена, нагрузками, техникой выполнения движений, спортивными результатами и поведением спортсмена на соревнованиях;

2) сопоставление данных, полученных в каждом из этих направлений контроля, их оценка и анализ.

Традиционно метрология занималась измерением только физических величин (время, масса, длина, сила). Но специалистов по физической культуре более всего интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые не являются физическими по своему содержанию. В спортивной метрологии созданы методы, позволяющие измерять подобные показатели.

Таким образом, предметом спортивной метрологии является комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников.

1. Основы теории измерений

Измерением в широком смысле слова называют установление соответствия между изучаемыми явлениями – с одной стороны – и числами – с другой.

Всем известны и понятны наиболее простые разновидности измерений, например, измерение длины прыжка или веса тела. Однако как измерить (и можно ли измерить?) уровень знаний, степень утомления, выразительность движений, техническое мастерство? Кажется, что это не измеряемые явления. Но ведь в каждом из этих случаев можно установить отношения "больше – равно – меньше" и говорить, что спортсмен А владеет техникой лучше спортсмена Б, а техника у Б лучше, чем у В и т.д. Можно использовать вместо слов числа. Например, вместо слов "удовлетворительно", "хорошо", "отлично" – числа "З", "4", "5". В спорте довольно часто приходится выражать в числах, казалось бы, не измеряемые показатели. Например, на соревнованиях по фигурному катанию на коньках техническое мастерство и артистичность выражаются в числах судейских оценок. В широком смысле слова это все случаи измерения.

1.1. Метрологическое обеспечение измерений в спорте

Метрологическое обеспечение – это применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и точности измерений в физическом воспитании и спорте.

Научной основой этого обеспечения является метрология, организационной – метрологическая служба Спорткомитета России. Техническая основа включает в себя:

1) систему государственных эталонов;

2) систему разработки и выпуска средств измерений;

3) метрологическую аттестацию и проверку средств и методов измерений;

4) систему стандартных данных о показателях, подлежащих контролю в процессе подготовки спортсменов.

Метрологическое обеспечение направлено на то, чтобы обеспечить единство и точность измерений.

Единство измерений достигается тем, что их результаты должны быть представлены в узаконенных единицах и с известной вероятностью погрешностей. В настоящее время используется международная система единиц (СИ). Основными единицами физических величин в СИ являются:

единица длины - метр (м);

массы - килограмм (кг);

времени - секунда (с);

силы тока - ампер (А);

термодинамической температуры - кельвин (К);

силы света - кандела (кд);

количество вещества - моль (моль).

Кроме того, в спортивно-педагогических измерениях используются следующие единицы:

силы - ньютон (Н);

температуры градусы Цельсия ( С);

частоты - герц (Гц);

давления - паскаль (Па);

объема - литр, миллилитр (л, мл).

Достаточно широко используются в практике внесистемные единицы. Например, мощность измеряется в лошадиных силах (л.с.), энергия - в калориях, давление - в миллиметрах ртутного столба.

1.2. Шкалы измерений

Существует 4 основные шкалы измерений.

а ) Шкала наименований.

Собственно измерений, отвечающих определению этого действия, в шкале наименований не производится. Здесь речь идет о группировке объектов, идентичных по определенному признаку, и о присвоении им обозначений. Не случайно, что другое название этой шкалы – номинальная (от латинского слова nome - имя).

Обозначениями, присваиваемыми объектам, являются числа. Например, легкоатлеты в этой шкале могут обозначаться номером 1, лыжники - 2, пловцы - 3 и т.д.

При номинальных измерениях вводимая символика означает, что объект 1 только отличается от объектов 2, 3 или 4. Однако насколько отличается и в чем именно, по этой шкале измерить нельзя.

Каков же смысл в присвоении конкретным объектам (например, прыгунам) чисел? Делают это потому, что результаты измерений нужно обрабатывать. А математическая статистика имеет дело с числами, и группировать объекты лучше не по словесным характеристикам, а по числам. (Приложение 1).

б) Шкала порядка.

Иначе эту шкалу называют ранговая, поскольку в ней объекты распределяются согласно занятых мест (рангов).

Порядковые измерения позволяют ответить на вопрос о различиях в каком - либо качестве. Например, у спортсмена, выигравшего забег на 100 метров уровень развития скоростно-силовых качеств, очевидно, выше, чем у пришедшего вторым.

Но чаще эта шкала используется там, где невозможны качественные измерения в принятой системе единиц. Например, в художественной гимнастике нужно измерить артистизм разных спортсменок. Он устанавливается в виде рангов: ранг победителя – 1, второе место – 2 и т.д.

При использовании этой шкалы можно складывать и вычитать ранги или производить над ними какие-либо другие математические действия. Однако необходимо помнить, что если между второй и четвертой спортсменками два ранга, то это вовсе не означает, что вторая вдвое артистичнее четвертой.

Если два или несколько результатов измерения совпадают, то в ранговой шкале они будут иметь одинаковый номер, равный среднему арифметическому занятых мест.

в) Шкала интервалов .

Измерения в этой шкале не только упорядочены по рангу, но и разделены определенными интервалами. В интервальной шкале установлены единицы измерения (градус, секунда и т.д.). Измеряемому объекту здесь присваивается число, равное количеству единиц измерения, которое он содержит. С помощью этой шкалы измеряется, например, температура тела. Обработка результатов измерений в интервальной шкале позволяет определить "на сколько больше" один объект по отношению к другому. Здесь можно использовать любые методы статистики, кроме определения отношений. Связано это с тем, что нулевая точка этой шкалы выбирается произвольно.

В шкале отношений нулевая точка не произвольна, и, следовательно, в некоторый момент времени измеряемое качество может быть равно нулю. Соответственно, в этой шкале возможно определить «во сколько раз» один объект больше другого. Примером таких шкал являются ростомер, весы медицинские, секундомер, рулетка и т.д. Результаты измерений в этой шкале могут обрабатываться любыми методами математической статистики.

1.3. Точность измерений

В спортивной практике наибольшее распространение получили два вида измерений: прямые и косвенные. Прямые измерения позволяют найти искомое значение непосредственно из опытных данных. Например, регистрация скорости бега, дальности метаний, величины усилий и т.п. – это все прямые измерения.

Косвенными называются измерения, когда искомое значение определяется по формуле. При этом используются данные прямых измерений. Например, между скоростью ведения мяча футболистом (V) и затратами энергии (Е) существует зависимость типа у = 1,683 + 1,322х, где у - затраты энергии в ккал., x – скорость ведения мяча.

Прямым способом измерить МПК сложно, а время бега - легко. Поэтому время бега измеряют, а МПК - рассчитывают.

Следует помнить, что никакое измерение не может быть выполнено абсолютно точно и результат измерения всегда содержит в себе ошибку. Необходимо стремиться к тому, чтобы эта ошибка была разумно минимальна.

Ошибки измерений подразделяются на систематические и случайные.

Величина систематических ошибок одинакова во всех измерениях, проводящихся одним и тем же методом с помощью одних и тех же измерительных приборов. Различают 4 группы систематических ошибок:

1) ошибки, причина возникновения которых известна и величина может быть определена достаточно точно. Например, при определении результата прыжка рулеткой возможно изменение ее длины за счет различий в температуре воздуха. Это изменение можно оценить и ввести поправки в измеренный результат;

2) ошибки, причина возникновения которых известна, а величина нет. Такие ошибки зависят от класса точности измерительной аппаратуры. Например, если класс точности динамометра 2.0, то его показания правильны с точностью до 2% в пределах шкалы прибора. Но если проводить несколько измерений подряд, то ошибка в первом из них может быть равной 0,3% , во второй - 2%, в третьей - 0,7% и т.д. При этом точно определить ее значения для каждого из измерений нельзя;

3) ошибки, происхождение которых и величина неизвестны. Обычно они проявляются в сложных измерениях, когда не удается учесть все источники возможных погрешностей;

4) ошибки, связанные не столько с процессом измерения, сколько со свойствами объекта измерения. Как известно, объектами измерений в спортивной практике являются действия и движения спортсмена, его социальные, психологические, биохимические и т.п. показатели. Измерения такого типа характеризуются определенной вариативностью. Рассмотрим пример. Предположим, что при измерении времени сложной реакции хоккеистов используется методика, суммарная систематическая погрешность которой по первым трем группам не превышает 1%. Но в серии повторных измерений конкретного спортсмена получаются такие значения времени реакции (ВР): 0,653с; 0,526с; 0,755с и т.д. Различия в результатах измерений обусловлены внутренними свойствами спортсменов: один из них стабилен и реагирует практически одинаково быстро во всех попытках, другой – нестабилен. Однако и эта стабильность (или нестабильность) может измениться в зависимости от утомления, эмоционального возбуждения, повышения уровня подготовленности.

Систематический контроль за спортсменами позволяет определить, меру их стабильности и учитывать возможные погрешности измерений.

В некоторых случаях ошибки возникают по причинам, предсказать которые заранее попросту невозможно. Такие ошибки называются случайными. Выявляют и учитывают их с помощью математического аппарата теории вероятностей.

2. Теория тестирования

2.1. Основные понятия и требования к тестам

Измерение или испытание, проводимое для определения состояния или способностей человека, называется тестом.

Не всякие измерения могут быть использованы как тесты, а только те, которые отвечают специальным требованиям:

1) должна быть определена цель применения любого теста;

2) следует разработать стандартизированную методику измерений результатов в тестах и процедуру тестирования;

3) необходимо определить их надежность и информативность;

4) должна быть разработана система оценок результатов в тестах;

5) необходимо указать вид контроля (оперативный, текущий или этапный).

Процесс испытаний называется тестированием, полученное в итоге измерения числовое значение - результатом тестирования (или результатом теста).

В зависимости от цели все тесты, подразделяются на несколько групп.

В первую из них входят показатели, измеряемые в покое. Это показатели физического развития (вес, рост, толщина жировой складки и т.д.); функционального состояния (ЧСС, АД, состав крови, мочи, слюны и т.д.). В эту же группу входят психические тесты.

Вторая группа - это стандартные тесты, когда всем испытуемым предлагается выполнить одинаковое задание (например, в течение минуты подтянуться на перекладине 10 раз).

Результат такого теста зависит от способа задания нагрузки. Если задается механическая нагрузка, то измеряются медико-биологические показатели (ЧСС, АД). Если же нагрузка теста задается по величине сдвигов медико-биологических показателей, то измеряются физические величины нагрузки (время, расстояние и т.д.).

Третья группа - это тесты, при выполнении которых нужно показать максимально возможный двигательный результат. Особенность таких тестов – высокий психологический настрой (мотивация) спортсмена на достижение предельных результатов.

Тесты, результаты которых зависят от двух и более факторов, называются гетерогенными. Таких тестов значительное большинство, в отличие от гомогенных тестов, результат которых зависит преимущественно от одного фактора.

Оценка подготовленности спортсменов по одному тесту проводится крайне редко. Как правило, используется несколько тестов (комплекс или батарея тестов).

Для точности измерения необходимо, чтобы процедура тестирования была стандартизирована.

Для этого необходимо соблюдать следующие требования:

1) режим дня, предшествующего тестированию, должен строиться по одной схеме. В нем исключаются средние и большие нагрузки, но могут проводиться занятия восстановительного характера;

2) разминка перед тестированием должна быть стандартной (по длительности, подбору упражнений, последовательности их выполнения);

3) тестирование по возможности должны проводить одни и те же люди, умеющие это делать;

4) схема выполнения теста не изменяется и остается постоянной от тестирования к тестированию;

5) интервалы между повторениями одного и то же теста должны ликвидировать утомление, возникшее после первой попытки;

6) спортсмен должен стремиться показать в тесте максимально возможный результат. Такая мотивация реальна, если в ходе тестирования создается соревновательная обстановка.

2.2. Надежность тестов

Надежностью теста называется степень совпадения результатов при повторном тестировании одних и тех же людей в одинаковых условиях.

Сразу отметим, что полное совпадение результатов тестирования практически невозможно.

Вариацию результатов измерения вызывают в основном 4 причины:

1. Измерение состояния испытуемых (утомление, вырабатывание, изменение мотивации, концентрации внимания и т.п.).

2. Неконтролируемые изменения внешних условий и аппаратуры (t, ветер, влажность, напряжение в сети, присутствие посторонних лиц и т.п.).

3. Изменение состояния человека, осуществляющего тестирование (и, конечно, замена одного экспериментатора или судьи другим).

4. Несовершенство теста (есть такие тесты, которые заведомо малонадежны, например, штрафные броски в баскетболе до первого промаха).

В большинстве случаев комплексный контроль проводится с помощью гестов, надежность которых была заранее определена специалистами в области спортметрологии.

Но у тренеров иногда возникает идея проверить подготовленность спортсмена с помощью созданного им самим теста. В этом случае, тест надо проверить на надежность. Самый простой способ для этого – визуальное сравнение значений 1 и 2 попыток в тесте для каждого спортсмена.

Контроль с помощью малонадежных тестов приводит к ошибкам в оценке состояния спортсменов. Поэтому необходимо стремиться повысить надежность теста. Для этого надо устранить причины, которые вызывают увеличение вариативности измерений. В некоторых случаях, помимо вышеуказанных требований к тестированию, полезно увеличить количество попыток в тесте и использовать больше экспертов (судей, оценщиков).

Надежность оценки контролируемых показателей повышается также и при применении большего количества эквивалентных тестов.

2.3. Стабильность тестов

Стабильность теста - это такая разновидность надежности, которая проявляется в степени совпадения результатов тестирования, когда первое и последующие измерения разделены определенным временным интервалом.

При этом повторное тестирование обычно называют ретестом.

Высокая стабильность теста свидетельствует о сохранении приобретенного в ходе тренировок технико-тактического мастерства, уровня развития двигательных и психических качеств.

Стабильность теста зависит прежде всего от содержания тренировочного процесса: при исключении (или уменьшении), например, силовых упражнений результаты ретеста, как правило, уменьшаются.

Кроме того, стабильность теста зависит от:

1) вида теста (его сложности);

2) контингента испытуемых;

3) временного интервала между тестом и ретестом.

Так, у взрослых результаты тестирования более стабильны, чем у не занимающихся спортом.

С увеличением временного интервала между тестом и ретестом стабильность теста снижается.

2.4. Согласованность тестов

Согласованность тестов характеризуется независимостью результатов тестирования от личных качеств лица, проводящего или оценивающего тест. Если результаты спортсменов в тесте совпадают, то это свидетельствует о высокой степени согласованности теста.

Когда создается новый тест, нужно обязательно проверить его на согласованность. Делается это так: разрабатывается унифицированная методика проведения теста, а потом два или более специалиста по очереди в стандартных условиях тестируют одних и тех же спортсменов.

Согласованность – это, по существу, надежность оценки результатов теста при проведении тестирования разными людьми.

При этом возможны два варианта:

1. Лицо, проводящее тестирование только оценивает его результаты, не влияя на них. Нередко различаются оценки судей в гимнастике, фигурном катании, боксе, показатели ручного хронометрирования, оценка ЭКГ и рентгенограмм разными врачами и т.п.

2. Лицо, проводящее тестирование, влияет на его результаты. Например, некоторые экспериментаторы, более настойчивы и требовательны, чем другие, лучше мотивируют испытуемых.

2.5. Эквивалентность тестов

Одно и то же двигательное качество можно измерить с помощью нескольких тестов, которые называются эквивалентными.

Эквивалентность тестов определяется так: спортсмены выполняют одну разновидность теста и затем, после небольшого отдыха, вторую и т.д. Если результаты оценок совпадают (например, лучшие в подтягивании окажутся лучшими и в отжимании), то это свидетельствует об эквивалентности тестов.

Коэффициент эквивалентности определяется с помощью корреляционного или дисперсионного анализа.

Применение эквивалентных тестов повышает надежность оценки контролируемых свойств моторики спортсменов. Поэтому, если нужно провести углубленное обследование, то лучше применить несколько эквивалентных тестов. Такой комплекс называется гомогенным. Во всех остальных случаях лучше использовать гетерогенные комплексы (состоящие из неэквивалентных тестов).

2.6. Информативность тестов

Информативность теста - это степень точности, с какой он измеряет свойство, для оценки которого используется. Информативность иногда называют валидностью (обоснованность, законность).

Вопрос об информативности теста распадается на два частных вопроса;

1. Что измеряет данный тест?

2. Как точно он измеряет?

Считается, что при оценке подготовленности спортсменов наиболее информативным тестом является результат в соревновательном упражнении.

Следует отметить, что не существует универсальных по своей информативности тестов. Утверждение, что такой тест, как бег на 100 метров, информативно отражает скоростные качества спортсмена и правильно, и неправильно. Правильно, если речь идет о спортсменах очень высокой квалификации (10 - 10,5с). Неправильно, если говорить о спортсменах, достижения которых на этой дистанции - 11,6 с и больше: для них этот тест на скоростную выносливость.

Информативность теста не всегда можно установить с помощью эксперимента и математической обработки его результатов. Часто опираются на логический анализ ситуации. Иногда бывает так, что информативность теста ясна без всяких экспериментов, особенно когда тест является просто частью тех действий, которые выполняет спортсмен на соревновании. Едва ли нужны эксперименты, чтобы доказать информативность таких показателей, как время выполнения поворотов в плавании, скорость на последних шагах разбега в прыжках в длину, процент попадания со штрафных бросков в баскетболе, качество выполнения подачи в теннисе или волейболе.

Однако не все подобные тесты в равной мере информативны. Например, выбрасывание из-за боковой линии в футболе, хотя и является элементом игры, едва ли может рассматриваться как один из самых важных показателей мастерства футболистов.

3. Основы математической статистики в спорте

3.1. Основные понятия

Математическая статистика – это раздел математики, посвященный методам сбора, анализа и обработки статистических данных для научных и практических целей.

Статистические данные получают в результате обследования большого числа объектов или явлений; следовательно, математическая статистика имеет дело с массовыми явлениями.

Современная математическая статистика подразделяется на две обширные области: описательную и аналитическую статистику. Описательная статистика охватывает методы описания статистических данных, представления их в форме таблиц и распределений и пр. Аналитическая статистика называется также теорией статистических выводов. Ее предметом является обработка данных, полученных в ходе эксперимента, и формулировка выводов, имеющих прикладное значение для самых различных областей человеческой деятельности. Аналитическая статистика тесно связана с другой математической наукой – теорией вероятности и базируется на ее математическом аппарате.

В последнее время методы математической статистики нашли широкое применение в медицине, биологии, социологии, физической культуре и спорте, т.е. в областях, сравнительно недавно считавшихся далекими от математики.

Для чего необходимо использовать методы математической статистики в области физической культуры и спорта? В самом общем виде это можно выразить так: для того, чтобы по результатам исследований на ограниченном контингенте можно было бы делать обобщающие выводы. Кроме того, часто возникает потребность убедиться в достоверности полученных результатов, выявить взаимосвязь изучаемых показателей. Сделать это "на глазок", без использования математического аппарата, невозможно.

Экспериментальные данные в области физической культуры и спорта обычно представляют собой результаты измерения некоторых признаков (спортивный результат, двигательные способности и пр.) объектов, выбранных из большой совокупности объектов.

Часть объектов исследования, определенным образом выбранная из более обширной совокупности, называется выборкой, а исходная совокупность, из которой взята выборка - генеральной (основной) совокупностью.

Состав и численность генеральной совокупности зависят от объектов и целей проводимого исследования.

Объектами исследования в спорте обычно являются отдельные спортсмены. Если, например, задачей является обследование лиц, поступающих в институт физической культуры в текущем году, то генеральная совокупность – все абитуриенты института этого года. Если мы хотим получить подобные данные для всех институтов физической культуры страны, то абитуриенты данного института – уже выборка из более широкой генеральной совокупности – всех абитуриентов физкультурных вузов этого года.

Исследования, в которых участвуют все без исключения объекты, составляющие генеральную совокупность, называются сплошными исследованиями.

Такие исследования нетипичны для физической культуры и спорта, где обычно используется выборочный метод.

Суть его в том, что для обследования привлекается лишь выборка из генеральной совокупности, но по результатам этого обследования судят о свойствах всей генеральной совокупности. Конечно, для этого к выборке должны предъявляться определенные требования.

Все объекты (элементы), составляющие генеральную совокупность, должны иметь хотя бы один общий признак, позволяющий классифицировать объекты, сравнивать их друг с другом (пол, возраст, спортивная подготовленность и т.п.).

Важнейшая характеристика выборки - объем выборки, т.е. число элементов в ней. Объем выборки принято обозначать символом n. При этом N – объем генеральной совокупности.

По одним признакам элементы генеральной совокупности могут полностью совпадать, значения же других признаков изменяются от одного элемента к другому. Например, объектами исследования могут быть представители одного вида спорта, одинаковой квалификации, одного пола и возраста, но различающиеся по силе мышц, быстроте реакции, показателям системы дыхания и т.д. Предметом изучения в статистике являются именно эти изменяющиеся (варьирующие) признаки, которые иногда называют статистическими признаками.

Отдельные числовые значения варьирующего признака называются вариантами. Их принято обозначать строчными буквами латинского алфавита: x, y, z.

На варьирование признаков влияют различные факторы:

1) контролируемые (пол, возраст, разряд, программа подготовки и т.д.);

2) неконтролируемые (погодные условия, мотивация, эмоциональное состояние);

3) ошибки измерения (погрешности приборов, личные ошибки - описки, пропуски и т.д.).

3.2. Числовые характеристики выборки

а) Среднее арифметическое или просто среднее - одна из основных характеристик выборки. Среднее принято обозначать той же буквой, что и варианты выборки, с той лишь разницей, что над буквой ставится символ усреднения – черта.

б) Медиана (Me). Это такое значение признака x, когда одна половина экспериментальных данных меньше ее, а вторая половина больше.

Если объем выборки невелик, то медиана вычисляется очень просто. Для этого выборку ранжируют, т.е. располагают данные в порядке возрастания или убывания, и в ранжированной выборке, содержащей n членов, ранг R (порядковый номер) медианы определяется так:

Если выборка содержит четное число членов, то медиана не может быть определена столь однозначно. Медианой в этом случае может быть любое число между двумя членами ряда. Для определенности принято считать в качестве медианы среднее арифметическое значений этих членов.

Медиана отличается от среднего арифметического, если выборка несимметрична. Если распределение оказывается сильно асимметричным, то среднее арифметическое теряет свою практическую ценность. В этой ситуации медиана представляет собой лучшую характеристику центра распределения.

3.3. Характеристики рассеяния

а) Размах вариации.

Эта характеристика вычисляется как разность между максимальной и минимальной вариантами выборки:

Размах вычисляется очень просто, и в этом его главное и единственное достоинство. Информативность этого показателя невелика.

Размах вариации используется иногда в практических исследованиях при малых (не более 10) объемах выборки. Например, по размаху вариации легко оценить, насколько различаются лучший и худший результаты в группе спортсменов. При больших объемах выборки к его использованию надо относиться с осторожностью.

б) Среднеквадратическое отклонение.

Эта характеристика наиболее точно отражает степень отклонения выборочных данных от средней величины. Она вычисляется по формуле:

в) Коэффициент вариации.

Среднеквадратическое (стандартное) отклонение выражается в тех же единицах измерения, что и характеризуемый им признак. Если требуется сравнить между собой степень варьирования признаков, выраженных в разных единицах измерения, возникают определенные неудобства. В этих случаях используется относительный показатель – коэффициент вариации:

г) Ошибка средней величины.

Этот показатель характеризует колеблемость средней величины.

Ошибка средней величины () находится по формуле:

З.4. Корреляционный анализ

В спортивных исследованиях между изучаемыми показателями часто обнаруживается взаимосвязь. Вид ее бывает различным. Например, определение ускорения по известным данным скорости характеризует функциональную взаимосвязь, при которой каждому значению одного показателя соответствует строго определенное значение другого.

К другому виду взаимосвязи относят, например, зависимость веса от длины тела. Одному значению длины тела может соответствовать несколько значений веса и наоборот. В таких случаях, когда одному значению одного показателя соответствует несколько значений другого, взаимосвязь называют статистической. Среди статистических взаимосвязей наиболее важны корреляционные. Корреляция заключается в том, что средняя величина одного показателя изменяется в зависимости от значения другого.

Статистический метод, используемый при исследовании взаимосвязей, называется корреляционным анализом. Основной задачей его является определение формы, тесноты и направленности взаимосвязи изучаемых показателей. Корреляционный анализ позволяет исследовать только статистическую взаимосвязь, т.е. взаимосвязь между случайными величинами. Он широко используется в теории тестирования для оценки надежности и информативности тестов.

Для оценки тесноты взаимосвязи в корреляционном анализе используется коэффициент корреляции (r).

Абсолютное его значение лежит в пределах от 0 до 1 .

Если r=1, то это будет функциональная взаимосвязь.

При 0,7

При 0,5

При 0,2

При 0,09

Наконец, если r=0, то говорят, что корреляции (взаимосвязи) нет.

Направленность взаимосвязи определяется по знаку коэффициента корреляции. Если знак положительный, то и корреляция положительная, при знаке ""–"" корреляция является отрицательной.

Определение взаимосвязи показателей, измеренных в шкале порядка, производят с использованием ранговых коэффициентов (например, Спирмена):

где d=d x -d y – разность рангов данной пары показателей X и Y, n – объем выборки (число используемых). Достоинством ранговых коэффициентов корреляции является простота вычислений.

Список литературы

Ашмарин Б. А. Теория и методика педагогических исследований в физическом воспитании. – М.: Физкультура и спорт, 1978. – 224с.

Баландин В. И., Блудов Ю. М., Плахтиенко В. А. Прогнозирование в спорте. – М.: Физкультура и спорт, 1986. – 193с.

Благуш П. К. Теория тестирования двигательных способностей. – М.: Физкультура и спорт, 1982. – 166с.

Годик М. А. Спортивная метрология / Учебник для институтов физической культуры. – М.: Физкультура и спорт, 1988. – 192с.

Иванов В. В. Комплексный контроль в подготовке спортсменов. – М.: Физкультура и спорт, 1987. – 256с.

Карпман В. Л., Белоцерковский З. Б., Гудков И. А. Тестирование в спортивной медицине. – М.: Физкультура и спорт, 1988. – 208с.

Мартиросов Э. Г. Методы исследования в спотривной антропологии. – М.: Физкультура и спорт, 1982. – 200с.

Начинская С. В. Математическая статистика в спорте. – Киев: Здоровье, 1978г.. – 136с.

Основы математической статистики / Под общей редакцией Иванова В. С. – М.: Физкультура и спорт, 1990. – 176с.

Спортивная метрология / Под общей редакцией В. М. Зациорского. – М.: Физкультура и спорт, 1982. – 256с.

Методы спортивной метрологии.

Роль спортивной метрологии в физической культуре и спорте.

Измерение физических величин.

Параметры, измеряемые в физической культуре и спорте

Шкалы измерений

Точность измерений.

1.1. Предмет и задачи курса «Спортивная метрология»

В повседневной практике человечества и каждого индивида измерение вполне обычная процедура. Измерение наряду с вычислением непосредственно связано с материальной жизнью общества, так как оно получило развитие в процессе практического освоения мира человеком. Измерение, так же как счет и вычисление, стало неотъемлемой частью общественного производства и распределения, объективной отправной точкой для появления математических дисциплин, и в первую очередь геометрии, а отсюда и необходимой предпосылкой развития науки и техники.

В самом начале, в момент своего возникновения, измерения, сколь бы различными они ни были, носили, естественно, элементарный характер. Так, исчисление множества предметов определенного вида основывалось на сравнении с числом пальцев. Измерение длины тех или иных предметов строилось на сравнении с длиной пальца руки, стопы или шага. Этот доступный способ являлся изначально в буквальном смысле «экспериментальной вычислительной и измерительной техникой». Он уходит своими корнями в далекую эпоху «детства» человечества. Прошли целые столетия, прежде чем развитие математики и других наук, появление измерительной техники, вызванное потребностями производства и торговли, коммуникациями между отдельными людьми и народами, привело и появлению хорошо разработанных и дифференцированных методов и технических средств в самых различных областях знания.

Сейчас трудно себе представить какую-либо деятельность человека, в которой не использовались бы измерения. Измерения ведутся в науке, промышленности, сельском хозяйстве, медицине, торговле, военном деле, при охране труда и окружающей среды, в быту, спорте и т.д. Благодаря измерениям возможно управление технологическими процессами, промышленными предприятиями, подготовкой спортсменов и народным хозяйством в целом. Резко возросли и продолжают расти требования к точности измерений, быстроте получения измерительной информации, измерению комплекса физических величин. Увеличивается число сложных измерительных систем и измерительно-вычислительных комплексов.

Измерения на определенном этапе своего развития привели к возникновению метрологии, которая в настоящее время определяется как «наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности». Это определение свидетельствует о практической направленности метрологии, которая изучает измерения физических величин и образующие эти измерения элементы и разрабатывает необходимые правила и нормы. Слово «метрология» составлено из двух древнегреческих: «метро» - мера и «логос» - учение, или наука.

Современная метрология включает три составляющие: законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию.

Спортивная метрология - это наука об измерениях в физическом воспитании и спорте. Ее следует рассматривать, как конкретное приложение к обшей метрологии, как одну из составляющих практической (прикладной) метрологии. Однако как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии по следующим обстоятельствам. В физическом воспитании и спорте некоторые из физических величин (время, масса, длина, сила), на проблемах единства и точности, которых сосредоточивают основное внимание специалисты-метрологи, также подлежат измерению. Но более всего специалистов этой отрасли интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология практически не занимается, и поэтому возникла необходимость разработки специальных измерений, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность спортсменов. Особенностью спортивной метрологии является то, что в ней термин «измерение» трактуется в самом широком смысле, так как в спортивной практике недостаточно измерять только физические величины. В физической культуре и спорте кроме измерений длины, высоты, времени, массы и других физических величин приходится оценивать техническое мастерство, выразительность и артистичность движений и тому подобные нефизические величины.

Предметом спортивной метрологии являются комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников.

Вместе с развитием фундаментальной и практической метрологии происходило становление законодательной метрологии.

Законодательная метрология - это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.

Законодательная метрология служит средством государственного регулирования метрологической деятельности посредством законов и законодательных положений, которые вводятся в практику через Государственную метрологическую службу и метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их поверка, и калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.

Метрологические правила и нормы законодательной метрологии гармонизированы с рекомендациями и документами соответствующих международных организаций. Тем самым законодательная метрология способствует развитию международных экономических и торговых связей и содействует взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве.

Методы спортивной метрологии

Основным методом спортивной метрологии является комплексный контроль. Выделяют три основные формы контроля за состоянием спортсмена:

А) Этапный контроль, цель которого состоит в оценке этапного состояния спортсмена;

Б) Текущий контроль, основной задачей котрого является определение повседневных, текущих колебаний в состоянии спортсмена;

В) Оперативный контроль, целью котрого является экспресс-оценка состояния спортсмена в данный момент.

Конечная цель комплексного контроля – получить надежную и достоверную информацию для управления процессом физического воспитания и спортивной подготовки.

Во всех случаях контроля для суждения о состоянии спортсмена используют какие-либо измерения или испытания – тесты. Построение и выбор их должны удовлетворять определенным требованиям, которые рассматриваются в так называемой теории тестов . После того, как тестирование проведено, его результаты необходимо оценить. Анализ различных способов оценки дается в так называемой теории оценок . Теория тестов и теория оценок являются теми разделами спортивной метрологии, которые имеют общее значение для всех конкретных разновидностей контроля, используемых в процессе подготовки спортсмена.

Кроме того, существенным подспорьем в анализе данных служат методы математической статистики, так же используемые в спортивной метрологии. Данные методы используются для анализа результатов массовых повторяющихся измерений. Результаты таких измерений всегда отличаются друг от друга из-за многочисленных причин, не поддающихся контролю и варьирующих от одного измерения к другому. Массовые измерения однородных объектов, обладающих качественной общностью, обнаруживают определенные закономерности. При использовании статистических методов выделяют три этапа исследования:

А) статистическое наблюдение, представляющее собой планомерный, научно обоснованный сбор данных, характеризующих изучаемый объект;

Б) статистическая сводка и группировка, являющиеся важной подготовительной частью к статистическому анализу данных;

В) анализ статистического материала, являющийся завершающим этапом статистического подхода.

Похожая информация.

М. А. Годик

СПОРТИВНАЯ

МЕТРОЛОГИЯ

Допущено Государственным комитетом СССР

по физической культуре и спорту в качестве учебника

для институтов физической культуры

«ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ»

ББК 75.1

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор А. Н. ЛАПУТИН, доктор педагогических наук, профессор И. П. РАТОВ

Годик М. А.

Г59 Спортивная метрология: Учебник для институтов физ. культ. - М.: Физкультура и спорт, 1988.-

192 с, ил.

В учебнике излагаются метрологические основы комплексного контроля в физическом воспитании и спорте, технология и методика регистрации результатов измерений в тестах, измерения и оценки показателей соревновательной и тренировочной деятельности спортсменов, а также уровня их подготовленности.

Рассматриваются метрологические аспекты отбора, прогнозирования и моделирования в физическом воспитании и. спорте.

Для студентов институтов физической культуры.

ПРЕДИСЛОВИЕ

При написании учебника «Спортивная метрология» автор исходил из того, что тренеры (преподаватели, инструкторы физического воспитания, оргработники) могут эффективно планировать содержание своей деятельности лишь при наличии постоянной информации о спортсмене (физкультурнике, спортивном коллективе и его деятельности). Обработка и анализ этой информации позволяют выбрать основные направления работы, качественно составлять планы и программы подготовки. Поэтому уже в главе 1 это положение раскрывается на конкретном примере взаимосвязи между тренировочными нагрузками и показателями, характеризующими подготовленность спортсменов.

Ключевыми в учебнике являются главы 2, 3 и 4, в которых изложены вопросы точности измерений, требований к тестам, оценке их результатов. Теоретический и особенно практический материал этих глав должен сформировать у студентов следующие основные правила: 1) стремиться к максимально возможной точности измерений, уметь определять величину, тип и причины ошибок, научиться устранять их; 2) из громадного количества тестов использовать только те, что соответствуют метрологическим требованиям.

Студент должен хорошо представлять, что вариативность результатов повторных измерений в любом тесте обусловливается тремя причинами. Первая - систематические и случайные погрешности в работе измерительной аппаратуры. Вторая - погрешности, возникающие вследствие нестандартности процедуры тестирования. И наконец, третья причина - это постоянная изменчивость функциональных систем организма спортсмена как социаль- но-биологического объекта.

Устранение погрешностей, вызванных двумя первыми причинами, обязательно. Третья причина - объективно существующая реальность, которая характеризует стабильность действий и функций спортсмена. Она может свидетельствовать об адаптационных процессах, происходящих в ходе тренировки. Устранить эту причину средствами метрологии невозможно, но знать ее и учитывать при планировании следует обязательно.

Усвоение этого раздела возможно только при наличии хорошего лабораторного практикума, содержание которого формируется на базе материала глав 6 и 7. Кроме практических занятий по спортивной метрологии полезными будут занятия на кафедрах специализации и медико-биологических кафедрах, в ходе которых следует проводить самые разнообразные измерения.

ности оперативного контроля как основы для постоянной коррекции нагрузки тренировочных занятий. При этом основные положения контроля технического и тактического мастерства, физических качеств, нагрузок раскрываются на примерах групп видов спорта (так, как это сделано в главе 9).

В этом учебнике нет раздела «Статистические методы обработки результатов измерений», так как в 1988 г. планируется выпуск специального учебного пособия по статистике в физическом воспитании и спорте.

При изложении ряда разделов курса использовались показатели (тесты, критерии), с содержанием и сущностью которых многие студенты первого курса незнакомы. Это относится прежде всего к биомеханическим, физиологическим, биохимическим тестам. Естественно, что подробная характеристика всем им будет дана при изучении соответствующих дисциплин. Но так как они изучаются после спортивной метрологии, то мы сочли целесообразным кратко, без углубления в специфические особенности, пояснить их суть как критериев комплексного контроля. Такое пояснение дано в справочном материале в конце учебника.

Для сохранения преемственности курса здесь использованы некоторые основные понятия и определения, авторами которых в учебнике «Спортивная метрология» (1982 г.) были проф. В.М.Зациорский и проф. В. Л. Уткин. Сохранена в основном и структура предыдущего учебника, так как оба они отражают содержание одной и той же программы.

Глава1 ВВЕДЕНИЕ В СПОРТИВНУЮ МЕТРОЛОГИЮ

1.1. ПРЕДМЕТ СПОРТИВНОЙ МЕТРОЛОГИИ

Спортивная метрология - это наука об измерениях в физиче-

ском воспитании и спорте. Ее нужно рассматривать как конкретное приложение к о б щ е й м е т р о л о г и и, основной задачей которой, как известно, является обеспечение точности и единства измерений. Однако как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии. Связано это со следующими обстоятельствами.

Во-первых, специалисты-метрологи основное внимание сосредоточивают на проблемах единства и точности измерений физи - ч е с к и х величин. К ним относятся: длина, масса, время, температура, сила электрического тока, сила света и количество вещества.

В физическом воспитании и спорте некоторые из этих величин (время, масса, длина, сила) также подлежат измерению. Но более всего специалистов нашей отрасли интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология практически не занимается, и поэтому возникла необходимость разработки специальных измерений, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность физкультурников и спортсменов.

Во-вторых, в учебном плане институтов физической культуры есть разделы из других областей знаний (например, основы математической статистики, инструментальные методы, экспертные оценки). Объем преподавания этих разделов невелик, а по своей сути они весьма близки к вопросам, которыми должны заниматься метрологи в спорте. Вводить эти разделы знаний в качестве специальных предметов в учебный план и создавать соответствующие кафедры нецелесообразно. Поэтому их включили в курс спортивной метрологии.

В практике физического воспитания и спорта достаточно широко распространены представления о том, что комплексным может называться такой контроль, в ходе которого используются педагогические, психологические, социологические и другие показатели. Такой подход, как правило, односторонен, так как не позволяет реализовать конечную цель контроля - получить надежную и достоверную информацию для управления процессом физического воспитания и спортивной подготовки. Можно использовать,

например, все существующие методы контроля, оценивая только соревновательную (или только тренировочную) деятельность, и не получить при этом комплексной оценки. Поэтому комплексным можно называть лишь такой контроль, в ходе которого регистрируются различные показатели соревновательной и тренировочной деятельности, а также состояние спортсменов. Только в этом случае возможно сопоставить их значения, установить причинно-след- ственные связи между нагрузками и результатами в соревнованиях и тестах. После такого сопоставления и анализа можно приступить к разработке программ и планов подготовки.

Различают три разновидности комплексного контроля: этапный, текущий и оперативный. Общая схема, иллюстрирующая соотношение между направлениями и разновидностями комплексного контроля, представлена в табл. 1.

1.2. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕНОВ

Управление процессом подготовки спортсменов включает в себя пять стадий:

1) сбор информации о спортсмене, а также о среде, в которой он живет, тренируется и соревнуется;

2) анализ полученной информации;

3) принятие решений о стратегии подготовки и составление программ и планов подготовки;

4) реализация программ и планов подготовки;

5) контроль за ходом реализации, внесение необходимых кор рекций в документы планирования и составление новых программ

и планов.

Известно, что цель любого управления-это перевод объекта (системы) из одного состояния в другое. Применительно к подготовке спортсменов этот перевод выражается прежде всего в повышении результата в соревнованиях. На отдельных этапах подготовки могут стоять и более локальные задачи - повышение тех- нико-тактического мастерства, уровня волевых и двигательных качеств. В конечном счете решение каждой из них будет воздействовать на достижение более высоких результатов в соревнованиях.

Перевод объекта из одного состояния в другое осуществляется с помощью воздействий. В подготовке спортсменов к ним следует отнести выполнение различных упражнений, а также использование некоторых других факторов - внешней среды (например, условий среднегорья), специального питания и т. п. Эффективность воздействий, а следовательно, и эффективность управления тренировочным процессом обусловливается тем, насколько реальные изменения подготовленности спортсменов соответствуют запланированным тренером.

Оценить эти изменения можно по многим показателям, но на практике используются наиболее существенные, или и н ф о р м а - тивные.

* Необходимо отметить, что значительную информацию о подготовленности спортсменов специалисты получают в ходе контроля их соревновательной и тренировочной деятельности. Однако условия, в которых проходят соревнования и тренировки, трудно стандартизировать; кроме того, их результаты дают интегральную оценку. Тренеру же часто необходима информация об отдельных сторонах подготовленности, которую можно получить только в специально организованных стандартных условиях.

Сбор информации (первая стадия процесса управления) необходимо рассматривать как наиболее важную стадию управления тренировочным процессом. От достоверности информации зависит содержание принимаемых решений по планированию нагрузок.

Как было показано в разделе 1.1, для содержательного анализа необходима информация о соревновательных и тренировочных нагрузках и состоянии спортсменов. Имея ее, тренер сможет проанализировать исходные данные, расположив фактический мате-

Рис. 1. Динамика объема нагрузки и некоторых физиологических показателей в годичном тренировочном цикле велосипедистов (по В. М, Зациорскому с соавт.)

риал так, как это схематично показано на рис. 1. Из рисунка видно, как разные соотношения нагрузок приводят к изменению состояния спортсменов. Так, например, постоянное возрастание в апреле- августе объема нагрузок, выполняемых с ЧСС 150-180 уд/мин, приводит к увеличению физической работоспособности (тест -PWC 170 ) и анаэробных возможностей (тест ПАНО - порог анаэробного обмена).

При составлении подобных схем самый ответственный момент - выбор конкретных показателей, взаимосвязь динамики которых и послужит основой для управления тренировочным процессом.

Теоретически таких показателей может быть очень много, что хорошо видно из следующего примера. Предположим, что нам необходимо проанализировать информацию о состоянии соревновательной и тренировочной деятельности спринте- ров-легкоатлетов *.

В соревновательном беге спринтеров можно измерять следующие показатели: время реакции; время достижения υ max , ее удержания и снижения, скорость в различных точках дистанции; длину и частоту шагов; колебания общего центра масс и сегментов тела, их скорости и ускорения; время опорной и полетной фаз в различных точках дистанции; вертикальную и горизонтальную силы отталкивания; затраты энергии и т. д.

Тренировочная деятельность спринтеров характеризуется следующими показателями: количеством тренировочных занятий; временем, затраченным на них; частными объемами упражнений раз-

* Этот вид спорта с такой точки зрения один из наиболее простых, Вопервых, большинство показателей в нем можно объективно измерить. Вовторых, их гораздо меньше, чем, например, в играх и единоборствах.

личной направленности (бег на отрезках до 80 м, свыше 80 м, упражнения с отягощениями и т. д.).

Физическое состояние спринтеров, оцениваемое в стандартных условиях, характеризуется:

- уровнем телосложения (длина и масса тела, объем мышеч ной и жировой ткани, длина сегментов тела и т. д.);

- состоянием здоровья (десятки различных медицинских по казателей);

- степенью развития двигательных качеств, измеряемых в стандартных условиях (максимальные аэробные и анаэробные емкость, мощность и эффективность; силовые показатели сгиба телей и разгибателей ног, туловища и т. д.).

Кроме того, необходимо оценивать психические качества спортсменов - это еще десятки показателей.

Таким образом, теоретически можно измерять сотни (1) различных показателей, но на практике это сделать нельзя: во-пер- вых, это будет занимать слишком много времени; во-вторых, потребуется много дорогостоящей аппаратуры и обслуживающего персонала; в-третьих, и это самое главное, многие из показателей недостаточно надежны и информативны. Поэтому основной задачей в такой ситуации является выбор минимального количества показателей, с помощью которых можно получить максимум полезной информации и использовать ее в управлении процессом подготовки спортсменов. О том, как это делается, и будет рассказано в последующих главах учебника.

ОСНОВЫТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерением какой-либо физической величины называется операция, в результате которой определяется, во сколько раз эта величина больше (или меньше) другой величины, принятой за эталон.Так, за эталон длины принят метр, и, проводя измерения в соревнованиях или в тесте, мы узнаем, сколько метров, например, содержится в результате, показанном спортсменом, в прыжке в длину, в толкании ядра и т. д. Точно так же можно измерить время движений, мощность, развиваемую при их выполнении, и т. п.

Но не только такие измерения приходится выполнять в спортивной практике. Очень часто нужно оценить в ы р а з и т е л ь - ность исполнения упражнений в фигурном катании на коньках или художественной гимнастике, с л о ж н о с т ь движений прыгунов в воду, у т о м л е н и е марафонцев, тактическое мастерство футболистов и фехтовальщиков. Здесь узаконенных эталонов нет, но именно эти измерения во многих видах спорта наиболее инфор-

мативны. В этом случае измерением будет называться установление соответствия между изучаемыми явлениями, с одной стороны, и числами- с другой.

Внедрение научно-технического прогресса в физическое воспитание и спорт начинается с комплексного контроля. Информация,

получаемая здесь, служит основой для всех последующих действий тренеров, научных и административных работников. Тысячи тренеров и специалистов, оценивающих какие-то показатели (например, выносливость бегунов-спринтеров или эффективность техники боксеров), должны это делать одинаково. Для этого существуют с т а н д а р т ы на измерения.

Стандарт - это нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации (в данном случае к спортивным измерениям) и утверж-

денный компетентным органом. Использование стандарта повышает точность, экономичность и единство измерений. Для усиления

организационные, правовые, методические и практические основы этой деятельности.

Руководство работой по метрологии и стандартизации осу-

рядок стандартизации и измерительного дела, перспективы их развития, следит за обеспечением единства и правильности любых измерений в стране. Все это делается для того, чтобы ускорить научно-технический прогресс во всех отраслях народного хозяйства, повысить качество продукции, совершенствовать организацию и управление производством.

Руководство стандартизацией в физическом воспитании и спор-

научно-исследовательского института физкультуры (ВНИИФКа). Они устанавливают о т р а с л е в ы е стандарты, обязательные для всех работников физической культуры и спорта.

2.1. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ В СПОРТЕ

Метрологическое обеспечение - это применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и точности измерений в фи-

зическом воспитании и спорте. Научной основой этого обеспечения является м е т р о л о г и я, организационной - метрологическая служба Госкомспорта СССР. Техническая основа включает в себя: 1) систему государственных эталонов; 2) систему разработки и выпуска средств измерений; 3) метрологическую аттестацию и поверку средств и методов измерений; 4) систему стандартных данных о показателях, подлежащих контролю в процессе подготовки спортсменов.

Метрологическое обеспечение направлено на то, чтобы обеспечить е д и н с т в о и т о ч н о с т ь измерений. Единство измерений достигается тем, что их результаты должны быть представлены в узаконенных единицах и с известной вероятностью погрешностей. В настоящее время используется международная

В повседневной практике человечества и каждого индивида измерение - вполне обычная процедура. Измерение наряду с вычислением непосредственно связано с материальной жизнью общества, так как оно получило развитие в процессе практического освоения мира человеком. Измерение, так же как счет и вычисление, стало неотъемлемой частью общественного производства и распределения, объективной отправной точкой для появления математических дисциплин, и в первую очередь геометрии, а отсюда и необходимой предпосылкой развития науки и техники.

В самом начале, в момент своего возникновения, измерения, сколь бы различными они ни были, носили, естественно, элементарный характер. Так, исчисление множества предметов определенного вида основывалось на сравнении с числом пальцев. Измерение длины тех или иных предметов строилось на сравнении с длиной пальца руки, стопы или шага. Этот доступный способ являлся изначально в буквальном смысле «экспериментальной вычислительной и измерительной техникой». Он уходит своими корнями в далекую эпоху «детства» человечества. Прошли целые столетия, прежде чем развитие математики и других наук, появление измерительной техники, вызванное потребностями производства и торговли, коммуникациями между отдельными людьми и народами, привело к появлению хорошо разработанных и дифференцированных методов и технических средств в самых различных областях знания.

Спортивная метрология - это наука об измерениях в физическом воспитании и спорте. Ее следует рассматривать как конкретное приложение к общей метрологии, как одну из составляющих практической (прикладной) метрологии. Однако как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии по следующим обстоятельствам. В физическом воспитании и спорте некоторые из физических величин (время, масса, длина, сила), на проблемах единства и точности, которых сосредоточивают основное внимание специалисты-метрологи, также подлежат измерению. Но более всего специалистов нашей отрасли интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология практически не занимается, и поэтому возникла необходимость разработки специальных измерений, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность физкультурников и спортсменов. Особенностью спортивной метрологии является то, что в ней термин «измерение» трактуется в самом широком смысле, так как в спортивной практике недостаточно измерять только физические величины. В физической культуре и спорте кроме измерений длины, высоты, времени, массы и других физических величин приходится оценивать техническое мастерство, выразительность и артистичность движений и тому подобные нефизические величины. Предметом спортивной метрологии являются комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников. Вместе с развитием фундаментальной и практической метрологии происходило становление законодательной метрологии.

Законодательная метрология - это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.

Законодательная метрология служит средством государственного регулирования метрологической деятельности посредством законов и законодательных положений, которые вводятся в практику через Государственную метрологическую службу и метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их проверка и калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.

Использованная литература

1. Бабенкова, Р. Д. Внеклассная работа по физическому воспитанию во вспомогательной школе: пособие для учителей / Р. Д. Бабенкова. - М.: Просвещение, 1977. - 72 с.

2. Барчуков, И. С. Физическая культура: учебное пособие для вузов / И. С. Барчуков. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 256 с.

3. Булгакова Н. Ж. Игры у воды, на воде, под водой.- М.: Физкультура и спорт, 2000. – 34 с.

4. Бутин, И. М. Физическая культура в начальных классах: методический материал / И. М. Бутин, И. А. Бутина, Т. Н. Леонтьева. - М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2001. – 176 с.

5. Былеева, Л. В. Подвижные игры: учебное пособие для институтов физической культуры /Л. В. Былеева, И. М. Коротков. – 5 –е изд., перераб. и доп. – М.: ФиС, 1988.

6. Вайнбаум, Я. С., Гигиена физического воспитания и спорта: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. /Я. С. Вайнбаум, В. И. Коваль, Т. А. Родионова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 58 с.

7. Викулов, А. Д. Водные виды спорта: учебник для вузов. – М.: Академия, 2003. – 56 с.

8. Викулов, А. Д. Плавание: учебное пособие для вузов.- М.: ВЛАДОС - Пресс, 2002 – 154 с.

9. Внеклассные мероприятия по физкультуре в средней школе / сост. М. В. Видякин. - Волгоград: Учитель, 2004. – 54 с.

10. Гимнастика / под ред. М. Л. Журавина, Н. К. Меньшикова. – М.: Академия, 2005. – 448 с.

11. Гогунов, Е. Н. Психология физического воспитания и спорта: учебное пособие / Е. Н. Гогунов, Б. И. Мартьянов. – М.: Академия, 2002. – 267 с.

12. Железняк, Ю. Д. Основы научно – методической деятельности в физической культуре и спорте: Учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /Ю. Д. Железняк, П. К. Петров. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 264 с.

13. Кожухова, Н. Н. Воспитатель по физической культуре в дошкольных учреждениях: учебное пособие / Н. Н. Кожухова, Л. А. Рыжкова, М. М. Самодурова; ред. С. А. Козлова. - М. : Академия, 2002. - 320 с.

14. Коротков, И. М. Подвижные игры: учебное пособие / И. М.Коротков, Л. В. Былеева, Р. В. Климкова. – М.: СпортАкадемПресс, 2002. – 176 с.

15. Лазарев, И. В. Практикум по легкой атлетике: учебное пособие / И. В. Лазарев, В. С. Кузнецов, Г. А. Орлов. - М. : Академия, 1999. - 160 с.

16. Лыжный спорт: учеб. пособие / И. М. Бутин. – М.: Академия, 2000.

17. Макарова, Г. А. Спортивная медицина: учебник / Г. А.Макарова. – М.: Советский спорт, 2002. – 564 с.

18. Максименко, А. М. Основы теории и методики физической культуры: учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /М. А. Максименко. - М., 2001.- 318 с.

19. Методика физического воспитания учащихся 10-11 классов: пособие для учителя / А. В. Березин, А. А. Зданевич, Б. Д. Ионов; под ред. В. И. Ляха. - 3-е изд. - М. : Просвещение, 2002. - 126 с.

20. Научно-методическое обеспечение физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры: сборник научных трудов / под ред. В. Н. Медведева, А.И. Федорова, С.Б. Шармановой. - Челябинск: УралГАФК, 2001.

21. Педагогическое физкультурно-спортивное совершенствование: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, В. А. Кашкаров, И. П. Крацевич и др.; /под ред. Ю. Д. Железняка. – М.: Издательский центр «Академия», 2002.

22. Плавание: учебник для студентов высших учеб, заведений / под ред. В. Н. Платонова. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 231 с.

23. Протченко, Т. А. Обучение плаванию дошкольников и младших школьников: метод. пособие / Т. А. Протченко, Ю. А. Семенов. - М. : Айрис-пресс, 2003.

24. Спортивные игры: техника, тактика, методика обучения: учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, Ю. М. Портнов, В. П. Савин, А. В. Лексаков; под ред. Ю.Д.Железняка, Ю. М. Портнова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 224 с.

25. Урок физкультуры в современной школе: метод. рекомендации для учителей. Вып. 5. Ручной мяч / метод. рек. Г. А. Баландин. - М.: Советский спорт, 2005.

26. Физическое воспитание детей дошкольного возраста: теория и практика: сборник научных трудов / Ред. С. Б. Шарманова, А. И. Федоров. – Вып. 2.- Челябинск: УралГАФК, 2002. – 68 с.

27. Холодов, Ж. К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие / Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Академия, 2001. - 480 с. : ил.

28. Холодов, Ж.К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие для студ.высш.учеб.заведений. /Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 480 с.

29. Чаленко, И. А. Современные уроки физкультуры в начальной школе: научно-популярная литература / И. А. Чаленко. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 256 с.

30. Шарманова, С. Б. Методические особенности использования общеразвивающих упражнений в физическом воспитании детей младшего дошкольного возраста: учебно-методическое пособие / С. Б. Шарманова. - Челябинск: УралГАФК, 2001. – 87 с.

31. Яковлева, Л. В. Физическое развитие и здоровье детей 3-7 лет: пособие для педагогов дошкольных учреждений. В 3 ч. / Л.В. Яковлева, Р.А. Юдина. - М.: ВЛАДОС. – Ч. 3.

1. Былеева, Л. В. Подвижные игры: учебное пособие для институтов физической культуры /Л. В. Былеева, И. М. Коротков. – 5 –е изд., перераб. и доп. – М.: ФиС, 1988.

2. Вайнбаум, Я. С., Гигиена физического воспитания и спорта: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. /Я. С. Вайнбаум, В. И. Коваль, Т. А. Родионова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 58 с.

3. Викулов, А. Д. Водные виды спорта: учебник для вузов. – М.: Академия, 2003. – 56 с.

4. Викулов, А. Д. Плавание: учебное пособие для вузов.- М.: ВЛАДОС - Пресс, 2002 – 154 с.

5. Гимнастика / под ред. М. Л. Журавина, Н. К. Меньшикова. – М.: Академия, 2005. – 448 с.

6. Гогунов, Е. Н. Психология физического воспитания и спорта: учебное пособие / Е. Н. Гогунов, Б. И. Мартьянов. – М.: Академия, 2002. – 267 с.

7. Железняк, Ю. Д. Основы научно – методической деятельности в физической культуре и спорте: Учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /Ю. Д. Железняк, П. К. Петров. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 264 с.

8. Кожухова, Н. Н. Воспитатель по физической культуре в дошкольных учреждениях: учебное пособие / Н. Н. Кожухова, Л. А. Рыжкова, М. М. Самодурова; ред. С. А. Козлова. - М. : Академия, 2002. - 320 с.

9. Коротков, И. М. Подвижные игры: учебное пособие / И. М.Коротков, Л. В. Былеева, Р. В. Климкова. – М.: СпортАкадемПресс, 2002. – 176 с.

10. Лыжный спорт: учеб. пособие / И. М. Бутин. – М.: Академия, 2000.

11. Макарова, Г. А. Спортивная медицина: учебник / Г. А.Макарова. – М.: Советский спорт, 2002. – 564 с.

12. Максименко, А. М. Основы теории и методики физической культуры: учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /М. А. Максименко. - М., 2001.- 318 с.

13. Научно-методическое обеспечение физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры: сборник научных трудов / под ред. В. Н. Медведева, А.И. Федорова, С.Б. Шармановой. - Челябинск: УралГАФК, 2001.

14. Педагогическое физкультурно-спортивное совершенствование: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, В. А. Кашкаров, И. П. Крацевич и др.; /под ред. Ю. Д. Железняка. – М.: Издательский центр «Академия», 2002.

15. Плавание: учебник для студентов высших учеб, заведений / под ред. В. Н. Платонова. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 231 с.

16. Спортивные игры: техника, тактика, методика обучения: учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, Ю. М. Портнов, В. П. Савин, А. В. Лексаков; под ред. Ю.Д.Железняка, Ю. М. Портнова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 224 с.

17. Холодов, Ж. К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие / Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Академия, 2001. - 480 с. : ил.

18. Холодов, Ж.К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие для студ.высш.учеб.заведений. /Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 480 с.

19. Чаленко, И. А. Современные уроки физкультуры в начальной школе: научно-популярная литература / И. А. Чаленко. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 256 с.

20. Шарманова, С. Б. Методические особенности использования общеразвивающих упражнений в физическом воспитании детей младшего дошкольного возраста: учебно-методическое пособие / С. Б. Шарманова. - Челябинск: УралГАФК, 2001. – 87 с.

Слово «метрология» в переводе с греческого означает «наука об измерениях» (metro - мера, logos - учение, наука). Любая наука начинается с измерений, поэтому наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности является основополагающей в любой области деятельности.

Спортивная метрология - наука об измерениях в физическом воспитании и спорте. Специфика спортивной метрологии заключается в том, что объектом измерения является живая система - человек. В связи с этим спортивная метрология имеет ряд принципиальных отличий от области знаний, рассматривающей традиционные классические измерения физических величин. Специфику спортивной метрологии определяют следующие особенности объекта измерений:

Изменчивость - непостоянство переменных величин, характеризующих физиологическое состояние человека и результаты его спортивной деятельности. Все показатели (физиологические, морфо-анатомические, психофизиологические и т. п.) постоянно меняются, поэтому необходимы многократные измерения с последующей статистической обработкой полученной информации.
Многомерность - необходимость одновременного измерения большого числа переменных, характеризующих физическое состояние и результат спортивной деятельности.
Квалитативность - качественный характер ряда измерений при отсутствии точной количественной меры.
Адаптивность - способность приспосабливаться к новым условиям, что зачастую маскирует истинный результат измерения.
Подвижность - постоянное перемещение в пространстве, характерное для большинства видов спорта и существенно усложняющее процесс измерения.
Управляемость - возможность целенаправленного влияния на действия спортсмена в ходе тренировки, зависящего от объективных и субъективных факторов.

Таким образом, спортивная метрология не только занимается традиционными техническими измерениями физических величин, но и решает важные задачи управления тренировочным процессом:

используется как инструментарий для измерения биологических, психологических, педагогических, социологических и других показателей, характеризующих деятельность спортсмена;
представляет исходный материал для биомеханического анализа двигательных действий спортсмена.

Предмет спортивной метрологии - комплексный контроль в физическом воспитании и спорте, включающий в себя контроль за состоянием спортсмена, тренировочными нагрузками, техникой выполнения упражнений, спортивными результатами и поведением спортсмена на соревнованиях.

Цель спортивной метрологии - осуществление комплексного контроля для достижения максимальных спортивных результатов и сохранения здоровья спортсмена на фоне высоких нагрузок.

В ходе спортивно-педагогических исследований и при осуществлении тренировочного процесса измеряется множество различных параметров. Все они подразделяются на четыре уровня:

Единичные - раскрывают одну величину отдельного свойства изучаемой биологической системы (например, время простой двигательной реакции).
Дифференциальные - характеризуют одно свойство системы (например, быстрота).
Комплексные - относятся к одной из систем (например, физическая подготовленность).
Интегральные - отражают суммарный эффект функционирования различных систем (например, спортивное мастерство).

Основой для определения всех перечисленных параметров являются единичные параметры, которые сложным образом связаны с параметрами более высокого уровня. В спортивной практике наиболее распространены параметры, служащие для оценки основных физических качеств.

2. Структура спортивной метрологии

Разделы спортивной метрологии представлены на рис. 1. Каждый из них составляет самостоятельную область знаний. С другой стороны, они тесно связаны между собой. Например, чтобы оценить по принятой шкале уровень скоростно-силовой подготовленности легкоатлета-спринтера на определенном этапе тренировки, необходимо подобрать и провести соответствующие тесты (прыжок в высоту с места, тройной прыжок и т. д.). В ходе тестов нужно осуществить с требуемой точностью измерение физических величин (высоты и длины прыжка в метрах и сантиметрах). С этой целью могут быть использованы контактные или бесконтактные средства измерений

Рис. 1. Разделы спортивной метрологии

Для одних видов спорта в основе комплексного контроля лежит измерение физических величин (в легкой атлетике, тяжелой атлетике, плавании и т. п.), для других - качественных показателей (в художественной гимнастике, фигурном катании и т. п.). В том и другом случае для обработки результатов измерений используется соответствующий математический аппарат, позволяющий сделать на основе проведенных измерений и оценок корректные выводы.