Лекция Теоретические и методические основы обучения плаванию

Лекция 2. Теоретические и методические основы обучения плаванию

План

1. Физические свойства воды

2. Анатомические и физиологические основы плавания

3. Средства обучения плаванию

1. Физические свойства воды

Физические свойства характеризуют физическое состояние материала или вещества, а также его способность реагировать на внешние факторы, не влияющие на химический состав.

Вода — прозрачная жидкость без цвета и запаха, при +100°С (и давлении 1013кПа) — кипит, при 0°С — замерзает.

К физическим свойствам воды относят плотность, вязкость, текучесть, теплопроводность, теплоемкость.

Плотность — важное физическое свойство, влияющее на плавучесть, а соответственно, на технику плавания и на обучение.

Плотность характеризуется количеством массы вещества, приходящейся на   единицу объема, и вычисляется по следующей формуле:

ρ = m/V, 

где m — постоянная масса вещества или материала, кг,

      V — объем, занимаемый эти материалом, м3.

Все тела при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. Все, кроме воды. В интервале температур от 0 до +4°С вода при охлаждении расширяется, а при нагревании сжимается. При +4°С вода имеет наибольшую плотность, равную 1000 кг/м3. При более низкой и более высокой температуре плотность воды несколько меньше. Благодаря этому осенью и зимой в глубоких водоемах конвекция происходит своеобразно. Вода, охлаждаясь сверху, опускается вниз, на дно, только до тех пор, пока ее температура не достигнет +4°С. Поэтому в больших водоемах вода с температурой +4°С опускается на дно, а более холодная — находится ближе к поверхности. И хотя зимой поверхность водоема скована льдом, на дне температура всегда равна +4°С. Это свойство воды позволяет рыбе зимовать в замерзших водоемах.

Плотность тела человека сопоставима с плотностью воды, что создает условия для его возможности беспрепятственно держаться на поверхности. В процессе дыхания плотность (так же, как, соответственно, и другой схожий, но несущий другое смысловое и физическое значение параметр — удельный вес) тела изменяется. В среднем это от 0,976 кг/м3  при вдохе (уменьшается)  и до 1038 кг/м3 при выдохе (увеличивается). Это связано с тем, что воздух, вдыхаемый через легкие, обладает малой плотностью, (примерно в 816 раз меньше воды) и поэтому лишь увеличивает объем (по принципу надувного шарика), но не добавляет массы (веса), и наоборот. При вдохе легче держаться на поверхности воды, при выдохе легче нырять, погружаться.

Морская вода тяжелее речной на 2,5–3 % из-за наличия в ней большого количества солей, ее плотность в среднем равна 1025 кг/м3. Поэтому в морской воде человеку легче держаться на поверхности, чем в пресной. Все это создает более благоприятные условия для обучения плаванию.

Вязкость — свойство жидкостей оказывать сопротивление при перемещении одной частицы жидкости относительно другой.

Вязкость жидкости зависит от температуры. С повышением температуры вязкость уменьшается. Изменение вязкости влияет на ощущения пловца, его «чувство воды». Спортсмены высокой квалификации, например, чувствуют изменения вязкости в бассейне даже при незначительных колебаниях.

Текучесть — обратная величина вязкости. Наиболее характерным свойством жидкостей, отличающим их от твердых тел, является низкая вязкость (высокая текучесть). Благодаря ей они принимают форму сосуда, в который налиты. На молекулярном уровне высокая текучесть означает относительно большую свободу частиц жидкости. В этом жидкости напоминают газы, хотя силы межмолекулярного взаимодействия жидкостей больше, молекулы расположены теснее и более ограничены в своем движении.

Теплоемкость — свойство материала и вещества при нагревании поглощать определенное количество тепла, а при охлаждении выделять его. Удельная теплоемкость воды очень высокая и составляет 4,2 Дж/(г•град).

Теплопроводность — способность материала или вещества передавать через свою толщу тепловой поток, возникающий вследствие разности температур.

Теплопроводность характеризуется  коэффициентом, обозначаемым буквой  λ (лямбда). Этот коэффициент показывает количество тепла, проходящего через образец толщиной 1м площадью 1 м2.

Учитывая, что нормальная температура тела человека составляет 36,6°С, то чем больше разница по сравнению с температурой воды, тем быстрее идет теплоотдача.

Так как теплоотдача в воде очень велика, а теплопродукция тела небезгранична, то через некоторое время даже при достаточно комфортной температуре появляется «гусиная кожа», а затем и озноб. Поэтому нахождение человека в воде должно быть строго дозированным в зависимости от температуры воды.

Охлаждение организма в воде протекает гораздо интенсивнее, чем на воздухе. Теплопроводность воды в 25 раз, а теплоемкость в 4 раза больше, чем воздуха. Если на воздухе при 4°С человек может без особой опасности для своего здоровья находиться в течение 6 часов и при этом температура тела у него почти не понижается, то в воде при такой же температуре незакаленный человек без защитной одежды в большинстве случаев погибает от переохлаждения уже спустя 30–40 минут.

2. Анатомические и физиологические основы плавания

Анатомическими и физиологическими особенностями человека в известной мере определяется способность плавания и его эффективность.

При всех равных условиях преимуществом будет обладать пловец с большими габаритами тела и «рычагами» — рост, обхват груди, длина рук, ног. Особое значение имеет площадь гребущих поверхностей — кисть, и особенно стопа. Для спортсменов-пловцов, как правило, характерно увеличение размеров стопы, поэтому размеры обуви у них могут быть на несколько размеров больше своих сверстников и не соответствовать пропорции с ростом.

В то же время люди с большой поверхностью тела испытывают более значительное сопротивление воды, чем люди с меньшей поверхностью тела. Соответственно, у мужчин лобовое сопротивление в среднем больше, чем у женщин. Однако при учете размеров поверхности тела это различие между женщинами и мужчинами несущественно. На величину лобового сопротивления влияет положение (форма) тела в воде при разных стилях плавания и в различные фазы плавательного цикла.

В целом можно сказать, что  эффективность плавательных движений в значительной степени определяется подвижностью в плечевых суставах, плечевом поясе, позвоночном столбе (его грудном и поясничном отделах), в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах.

Помимо подвижности в основных суставных группах, при овладении техникой плавания надо учитывать, что мышцы можно отнести к упруговязким телам. Наличие упругости у мышц создает возможность передачи энергии сокращения одних мышечных групп к другим. Например, для движений ног при плавании это свойство весьма существенно, так как непосредственным движителем является стопа и часть голени.

Анатомическое строение тела во многом предопределяет способность держаться на воде. Величина подъемной (выталкивающая) силы зависит, во-первых, от веса (объема) различных тканей тела (прежде всего мышц и жировой ткани) и их соотношения в теле данного человека; во-вторых, от степени погружения тела в воду, точнее, от веса (объема) частей тела, находящихся над и под поверхностью воды, и, в-третьих, от объема воздуха в легких. Вес тела в воде составляет лишь несколько килограммов. У людей с большим количеством жира потопляющая сила (вес тела в воде) равна 0, так что они способны удерживаться на поверхности воды без каких-либо дополнительных усилий. Поскольку у женщин объем жировой ткани относительно больше, положение тела в воде у них обычно более высокое, чем у мужчин. Именно  поэтому при всех равных условиях женщинам легче держаться на воде и легче освоить навык плавания. Мужчинам, у которых костно-мышечная ткань плотнее, а жировых отложений меньше (опять же при равных усредненных показателях), приходится более активно действовать в воде, двигаться. Среди пловцов большую плавучесть имеют стайеры, тело которых занимает более горизонтальное положение (ближе к поверхности воды), так как они имеют большее жировое депо и более низкий удельный вес тела, чем спринтеры (соответственно 1,0729 и 1,0786).

Когда тело спокойно удерживается на воде, некоторые части тела находятся над водой и легкие лишь отчасти заполнены воздухом. Поэтому на тело действует потопляющая сила, которой должна противостоять мышечная активность, создающая противоположно направленную силу. О степени этой активности можно судить по величине потребления кислорода сверх уровня полного покоя. Чем больше потопляющая сила, тем сильнее должна быть мышечная работа для удержания тела у поверхности воды и тем выше потребление кислорода. У женщин эта сила колеблется в пределах 1,6–4,7 кг, у мужчин — 4,9–5,8 кг.

Расходы энергии у человека при плавании примерно в 30 раз больше, чем у рыбы сходных размеров, и в 5–10 раз больше, чем при беге с той же скоростью. При очень низкой скорости плавания значительные различия в энергетических расходах у людей объясняются разной потопляющей силой (плавучестью) у них. При плавании с одинаковой скоростью женщины расходуют меньше энергии, чем мужчины, главным образом потому, что у женщин больше плавучесть.

С увеличением скорости плавания потребление кислорода возрастает при плавании кролем на груди экспоненциально (примерно пропорционально квадрату скорости), а при плавании брассом и баттерфляем — линейно, лишь несколько замедляясь при большой скорости. Такой характер зависимости между энергетическими расходами (потреблением кислорода) и скоростью плавания разными способами объясняется прежде всего особенностями изменения лобового сопротивления и механической эффективности. Энергетические расходы при плавании брассом и баттерфляем вдвое больше, чем при плавании кролем на груди.

Наибольшее потребление кислорода, которое может быть достигнуто при работе только руками или только ногами, составляет соответственно 70–80 и 80–90 % от наибольшего его потребления при полноценном плавании. Максимальная скорость плавания при работе руками меньше, чем при работе руками и ногами, что соответственно ведет к более низкому потреблению кислорода. Однако при плавании кролем это различие крайне мало, что связано с высокой эффективностью гребков руками.

На дистанции 100 м (50–60 с) примерно 80 % энергии обеспечивается анаэробным путем (околомаксимальная анаэробная мощность). С увеличением дистанции возрастает аэробный компонент энергопродукции: на дистанции 400 м он превышает 50 % общей энергопродукции. На дистанциях 800 и 1500 м очень важную роль играют мощность и емкость кислородной системы организма пловца.

Удельный вес девочек и мальчиков вплоть до периода полового созревания заметно не различается. Соответственно и энергетическая стоимость плавания (со скоростью 0,7 м/с) на единицу дистанции с учетом размеров тела у них одинакова. Примерно с 15 лет этот показатель значительно снижается у девушек и повышается у юношей. На сверхдлинных дистанциях оптимальное соотношение между лобовым сопротивлением и механической эффективностью у женщин более чем компенсирует их сравнительно низкое МПК. Это объясняет определенное преимущество женщин перед мужчинами в плавании на сверхдлинные дистанции. Энергетическая стоимость проплывания 1 км дистанции составляет у нетренированных женщин 250–300 ккал, у нетренированных мужчин — 400–500 ккал, у спортсменок — 75–150 ккал, у спортсменов — 150–200 ккал.

3. Средства обучения плаванию

К основным средствам обучения плаванию относятся общеразвивающие, подготовительные и специальные физические упражнения.

Общеразвивающие упражнения выполняются на суше, специальные – в воде, подготовительные — как на суше, так и в воде.

Общеразвивающие упражнения способствуют развитию и воспитанию основных физических качеств: силы, быстроты, выносливости, гибкости и ловкости. Они являются прекрасным средством лечебной физической культуры, способным корригировать развитие позвоночника, грудной клетки, конечностей, исправлять осанку, воздействовать на развитие отдельных мышечных групп         и т. д. Кроме этого, общеразвивающие упражнения совершенствуют функциональные возможности, расширяют круг умений и двигательных навыков учащихся и таким образом подготавливают их к наиболее эффективному освоению плавательных движений. Как правило, общеразвивающие упражнения выполняются в форме гимнастических упражнений: ходьба, бег, прыжки, упражнения без предметов и с предметами, упражнения на снарядах, на местности, элементы художественной гимнастики (для девушек) и др.

Подготовительные упражнения способствуют развитию тех физических качеств, которые необходимы для изучения навыка плавания и овладения отдельными элементами техники.

Существует две группы подготовительных упражнений:

 а) имитационные упражнения;

 б) упражнения для освоения с водой.

Особой формой подготовительных упражнений являются игры в воде, которые скорее можно было бы отнести к упражнениям для освоения с водой, однако игры используются на всех этапах обучения и совершенствования, выполняя различные задачи учебно-тренировочного процесса.

Имитационные упражнения используются для ознакомления занимающихся с общей формой движений при плавании. Они выполняются на суше и не создают тех ощущений, которые испытывает занимающийся в воде, поэтому выполнять эти движения многократно не рекомендуется: они могут сформироваться как навык и тормозить освоение движений в воде.

Однако на начальном этапе обучения плаванию такие упражнения просто необходимы.

К таким упражнениям относят:

—    упражнения для имитации дыхания (глубокие вдохи, выдохи, задержка дыхания, вдохи-выдохи с поворотом головы при имитационных движениях рук или ног и т. д.) (рис. 28);

—     имитационные упражнения для рук (круговые попеременные и одновременные движения руками вперед и назад в положении стоя и  в положении согнувшись, движения на счет, с чередованием направления и т. д.);

—   имитационные упражнения для ног (стоя попеременные и одновременные сгибания в коленных суставах, махи ногами, приседания с развернутыми в стороны стопами, махи ногами лежа на мате в положении на груди и на спине и т. д.).

Подготовительные упражнения для освоения с водой помогают преодолеть чувство страха перед водой,  научиться принимать в воде горизонтальное положение и выполнять простейшие движения, правильно дышать. Как правило, все подготовительные упражнения по освоению с водой проводятся на мелководье с учетом роста занимающихся (уровень воды – примерно по пояс, по грудь). К подготовительным упражнениям по освоению с водой относят:

— упражнения для первоначального ознакомления со свойствами воды;

— упражнения для обучения дыханию;

— погружение, всплывание и лежание;

— скольжения;

— прыжки в воду.

Упражнения для первоначального ознакомления со свойствами воды.

Выполнение данных упражнений позволяет занимающимся освоиться в непривычной среде, преодолеть психологический барьер страха, ознакомиться со свойствами воды, почувствовать ее плотность и возможность опоры о нее при гребках, ориентироваться в водной среде.

К упражнениям данной группы относят:

—         хождения и бег по дну в различных направлениях и положениях – спиной вперед, левым, правым боком, с поворотами;

—         выпрыгивания из воды (обычные выпрыгивания, из полуприседа, с захватом коленей, с махом руками  и т. д.);

—     движения руками («полоскание белья» - движения рук перед собой различной интенсивности и направления, пишем «восьмерки» - гребковые движения руками по криволинейным траекториям, стоя на дне, с попытками оторвать ноги от дна, маховые движения с опорой о воду и т. д.);

—      движения ногами (поочередные движения ногами – вперед, назад, в сторону).

Упражнения для обучения дыханию.

Главный смысл подготовительных упражнений по освоению с водой (как на суше, так и в воде) заключается в первую очередь не в имитационных движениях конечностями (что является великим заблуждением), а в овладении правильным дыханием.

Для обучения основам дыхания в воде необходимо освоить следующие умения:

— открывать глаза под водой;

— задерживать дыхание на вдохе;

— дышать выдох-вдох и задерживать дыхание на вдохе;

— делать выдохи в воду.

С помощью имитационных движений на суше осваивается навык задержки дыхания и ритмичный вдох–выдох.

Далее навык дыхания осваивается непосредственно в воде. В первую очередь осваивается продолжительный выдох в воду — путем упражнения по «пусканию пузырей», открывание глаз под водой.

Обучение дыханию непосредственно связано с элементами погружения под воду: погружение головы и туловища, погружение до полного приседа, погружения с выпрыгиванием и др.

Погружение, всплывание и лежание. Данные упражнения позволяют ознакомиться с непривычным состоянием невесомости, выталкивающей силой, освоить навык статического плавания, научиться держать равновесие лежа на воде.

Это наиболее важные упражнения при начальном обучении плаванию. Погрузившийся с головой в воду новичок начинает чувствовать подъемную силу. Она выталкивает его на поверхность. Недаром говорят, чтобы обучить человека держаться на воде, необходимо прежде всего научить его «тонуть», т. е. погружаться с головой в воду.

Как уже отмечалось, погружения используются еще и для того, чтобы научить занимающихся открывать глаза в воде и делать глубокий выдох.

К числу основных погружений можно отнести следующие упражнения:

— держась руками за край бассейна или специальные поручни, приседать так, чтобы вода доходила до груди, до подбородка, погружаться в воду с головой; те же упражнения с выдохом в воду;

— стоя на дне (глубина по пояс, а затем по грудь), сделать глубокий вдох и, погружаясь в воду, сесть на дно или попытаться выполнить «упор присев»;

— стоя на дне (глубина по пояс), взяться за руки и на счет «раз» всем вместе погрузиться с головой в воду, на «два» — задержаться под водой (выдох), на «три» — выпрыгнуть над поверхностью (вдох), держась руками за край сливного корытца — вдох, погрузиться с головой в воду — выдох, открыть глаза (рассматривать стену бассейна);

— парами,  взявшись за руки (глубина по грудь), одновременно погрузиться в воду, открыть глаза (рассматривать друг друга).

К числу упражнений на всплывание и лежание относятся следующие:

— сделать вдох, обхватить колени руками и, прижав голову к коленям, застыть на некоторое время, почувствовав действие уравновешивающих сил на тело;

—  «поплавок» — сделать вдох, присесть, обхватить колени руками, прижать голову к коленям и застыть на некоторое время;

—  «звездочка» — сделать глубокий вдох для увеличения плавучести, лечь на воду лицом вниз или на спине, расставить руки и ноги в разные стороны.

Скольжения. Скольжения на груди и спине (реже на боку) с различными положениями рук помогают освоить рабочую позу пловца — равновесие, обтекаемое положение тела, умение максимально выскальзывать вперед после каждого гребка, что является показателем хорошей техники плавания.

К числу упражнений на скольжение относятся:

— скольжение на груди — стоя по грудь в воде, наклониться так, чтобы подбородок коснулся воды, вытянуть руки вперед, соединив большие пальцы,  сделать вдох, плавно лечь на воду лицом вниз и, оттолкнувшись ногами от дна или бортика бассейна, принять горизонтальное положение, скользить с вытянутыми ногами и руками по поверхности воды;

— скольжение на спине — встать спиной к берегу или лицом к бортику бассейна, руки вдоль туловища, сделать вдох, задержать дыхание, присесть и, слегка оттолкнувшись ногами, лечь на спину, поднять выше живот и прижать подбородок к груди, нe садиться (следует помнить, что устойчивому положению на спине помогают легкие гребковые движения кистями около туловища; ладони обращены вниз);

— скольжение на груди с различными положениями рук: руки вытянуты вперед, у бедер, одна впереди, другая у бедра;

— скольжение на спине с различными положениями рук: руки вытянуты вперед, вдоль тела, одна рука впереди, другая у бедра;

— скольжение на груди с последующими поворотами на спину и грудь и др.

Средства специальной физической подготовки в воде классифицируют по:

—         по использованию дополнительных средств и приспособлений;

—         по способу их выполнения;

—         длине составных частей упражнений;

—         по интенсивности.

По использованию дополнительных средств и приспособлений:

—         с использованием опоры для обучения работе ног (держась за дорожку, бортик и др.);

—         с использованием средств и приспособлений, облегчающих плавание (доски, ласты, поплавки и др.);

—         с использованием средств и приспособлений, усложняющих плавание (различные виды гидротормозов, лопатки и др.);

—         без использования.

Следует отметить, что деление на усложняющие и облегчающие средства в данном случае является весьма условным.

По способу выполнения:

—         в полной координации (различными способами, например, баттерфляем или кролем на груди);

—         по элементам.

В свою очередь упражнения по элементам подразделяются на:

—         упражнения с помощью одних ног (различными способами и с чередованием способов);

—         упражнения на согласование дыхания и работы ног (различными способами и с чередованием способов);

—         упражнения с помощью одних рук (различными способами и с чередованием способов);

—         упражнения с чередованием ног, рук и дыхания (различными способами, с чередованием способов и совмещением разных способов, например, ноги брасс, руки кроль);

—         упражнения для изучения стартов и поворотов (различными способами).

Общая схема в обучении спортивным способам плавания выглядит следующим образом:

1)    обучение дыханию;

2)    обучение работе ног;

3)    обучение согласованию дыхания с работой ног;

4)    обучение работе рук;

5)    общее согласование работы ног, рук и дыхания.