Information technology applications for diagnostics psychomotor functions of student-athletes involved in game sports

В настоящее время применение информационных технологий становится необходимым практически в любой сфере деятельности человека, и сфера образования не является здесь исключением.

Внедрение средств новых информационных технологий в систему образования делает возможным разработку и применение компьютерных тестирующих, диагностирующих, контролирующих и оценивающих систем в образовательном процессе.

Еще недавно применение компьютера в качестве технического средства считалось возможным лишь для преподавателей информатики и информационных технологий. Однако сегодня становится понятным, что информационные технологии открывают большие возможности для преподавателей различных дисциплин, в том числе для преподавателей физической культуры.

Важным направлением проведения физкультурных и спортив­ных занятий в условиях высших учебных заведений является спортивное направление, предполагающее систематические занятия одним из видов спорта в учебных груп­пах совершенствования спортивного мастерства, в секциях спор­тивного клуба или индивидуально, а также участие в спортивных сорев­нованиях.

Одной из задач, решаемых процессе обучения в вузе по курсу физического воспитания, является задача постоянного совершенствования спортивного мастерства студентов-спортсменов.

Спортивные игры – это наиболее популярные виды спорта у студентов, ими занимаются не только новички, но и спортсмены-разрядники.

Немаловажную роль в осуществлении контроля за подготовленностью занимающихся играют вопросы индивидуализации подготовки студентов-спортсменов, диагностики развития функций психомоторики, в частности быстроты и точности простого и сложного реагирования на сигналы различной силы и модальности. Особое место в исследованиях этого направления специалистами отводится точности реакций испытуемых на движущийся объект. Примечателен здесь тот факт, что в спортивных играх участникам тренировочной и соревновательной деятельности приходится многократно реагировать на движущиеся сигналы, поступающие от партнёров по команде, соперников. Движущимися являются и основные объекты для игры: мяч, шайба, волан – для разных видов спорта. Они передвигаются в пределах игрового поля, с различной скоростью, на различные расстояния, по заданной или по резко меняющейся траектории. Действия же играющего спортсмена должны быть абсолютно точными и своевременными в момент достижения мяча или шайбы заданной точки, что и соответствует классическому пониманию реакции на движущийся объект [1]. Это определяет высокую значимость использования диагностики данного вида реакций для определения спортивных способностей, уровня спортивной подготовленности, индивидуальных различий по степени равновесия (баланса) нервных процессов возбуждения и торможения, другими словами – уравновешенности этих процессов у того или иного спортсмена.

Многочисленные исследования в области диагностики в спорте свидетельствуют о значимости показателей времени реагирования для отражения психической готовности спортсменов к состязаниям в перспективе подготовки и в форме срочного тестирования непосредственно перед выходом на старт.

Спортсменам игровых видов спорта приходится действовать в постоянно меняющейся игровой ситуации. Эффективность этих действий спортсмена зависит от его способности быстро ориентироваться в игровом пространстве, а также от умения правильно реагировать на изменения в нем. Важными показателями, позволяющими оценить способность человека быстро реагировать в изменяющейся ситуации и предвидеть дальнейшие события, являются время и точность реакции на движущийся объект (далее – РДО).

Являясь сложным пространственно-временным рефлексом, тест РДО используется для определения уровня взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе, позволяет диагностировать функциональное состояние центральной нервной системы спортсменов, состояние сенсомоторной деятельности, развитие утомления и переутомления, результативность спортсменов в различных видах спорта, уровень их тренированности и степень точности двигательных действий.

Метод РДО состоит в совмещении некоторого движущегося объекта с неподвижной точкой в соответствии с предлагаемой инструкцией. Основная задача проверяемого – максимально точно остановить движущийся объект в указанной точке, для чего проверяемому необходимо оценить величину интервала упреждения или запаздывания. В процессе тестирования проверяемому необходимо учитывать скорость движения объекта, расстояние до неподвижной цели и свои скоростные возможности. Испытуемому предлагается несколько попыток, в результате выполнения которых проверяемый может оценить величину интервала рассогласования положения движущегося объекта и требуемой неподвижной точкой попадания. Если налицо ситуация упреждения, необходимо увеличить путь движения объекта, в случае же запаздывания путь сокращается. Корректировка ошибок позволяет найти оптимальную величину интервала упреждения, позволяющую остановить движущийся объект в требуемой точке [2, 3].

Существует несколько подходов к оценке РДО. Один из них состоит в применении обычного стрелочного секундомера с ценой деления 0,01 с. Проверяемые запускают секундомер по команде и пытаются остановить его в тот момент, когда стрелка достигнет заданного деления на циферблате.

При другом подходе проверяемому предлагается окружность с движущимся объектом на экране видеомонитора и пульт. Движение объекта по окружности происходит до тех пор, пока кнопка пульта удерживается проверяемым, и прекращается в момент отпускания кнопки.

Современный рынок программных приложений для тестирования психомоторных навыков предлагает, как правило, программные комплексы, реализующие целый набор психомоторных тестов (см. таблицу). Цены на данные комплексы сильно варьируются. Приобретение такого комплекса для образовательного учреждения является или невозможным (из-за его стоимости), или нецелесообразным (из-за большого количества тестов, необходимости в применении которых нет).

Программные комплексы тестирования психомоторных навыков

Таким образом, возникает необходимость разработки программного приложения для тестирования конкретных психомоторных навыков студентов-спортсменов, реализующего метод РДО для изучения индивидуальных различий, а также готовности к игровой деятельности по данным жизненного проявления уравновешенности/интертности нервных процессов в условиях, приближенных к соревновательным.

Общие требования к программному приложению:

-          централизованное хранение информации по физическим показателям испытуемых и результатам тестирования;

-          возможность проходить тестирование (клиентская часть) небольшими группами в компьютерном классе (локальной сети) учебного заведения;

-          возможность проведения анализа данных по результатам тестирования (административная часть).

Основные модули программного приложения:

1)     Пользовательский модуль:

-          страница ввода регистрационных данных/входа в режим тестирования;

-          страница прохождения теста РДО.

2)     Административный модуль:

-          страница авторизации;

-          страница просмотра статистики РДО;

-          страница редактирования профилей пользователей.

Возможности пользователей программного приложения представлены в виде диаграммы прецедентов на рис. 1.

Разработанная программа реализована в виде клиент-серверного веб-приложения.

Пользовательский модуль предоставляет возможность ввода регистрационных данных и входа в режим тестирования, после чего пользователь перенаправляется на страницу прохождения теста РДО (см. рис. 2).

Пользователь видит на экране окружность, разделенную метками на 10 равных частей, и контрольный маяк в виде красной окружности, расположенной в начальной позиции на 10 метке (см. рис. 2).

Рис. 1. Возможности, предоставляемые пользователю программным приложением

Рис. 2. Страница прохождения теста РДО

Полный цикл прохождения маяком окружности по умолчанию равен 1 с. Манипуляции (начало движения, остановка, сброс в начальную позицию) с контрольным маяком осуществляются с помощью управляющей клавиши «пробел» по умолчанию либо любой другой клавишей, назначенной по желанию пользователя. Контрольными точками для вычисления результата точности РДО являются точки 2, 5, 8. При движении и остановке маяка отображаются временные результаты в окне справа. В случае, если маяк прошел полный цикл, но не был остановлен пользователем в процессе прохождения теста, маяк автоматически останавливается в позиции 10(0), а попытка считается использованной.

Вся серия тестов предварительно проводится в режиме ознакомления, без фиксации результатов, при этом в верхней средней части страницы появляется отметка «Пробное задание».

Тест № 1 – движение маяка по часовой стрелке с «отпусканием».

1-й этап задания – необходимо максимально точно остановить контрольный маяк в позиции 2.

После прочтения задания пользователь начинает его выполнение. После нажатия и удержания функциональной клавиши маяк начинает движение по часовой стрелке, после отпускания функциональной клавиши маяк останавливается, в фоновом процессе фиксируется результат, этап теста переходит в режим сброса маяка. Для сброса в исходную позицию маяка также используется функциональная клавиша – нажатая и отпущенная. После сброса маяка алгоритм повторяется. По умолчанию на один этап дается пять попыток, данную величину также возможно изменить по требованию пользователя.

2-й и 3-й этапы задания – алгоритм прежний, но контрольные позиции остановки маяка меняются на 5 и 8.

Тест № 2 – движение маяка против часовой стрелки с «отпусканием».

Тест проводится аналогично тесту № 1, но движение осуществляется против часовой стрелки и контрольные позиции поэтапно меняются в следующем порядке: 8, 5, 2.

Тест № 3 – движение маяка по часовой стрелке с «нажиманием».

Маяк находится в исходной позиции. После нажатия на функциональную клавишу в середине окружности начинается обратный отсчет 3, 2, 1 с интервалом в 1 с. По счету «0» маяк начинает движение по часовой стрелке автоматически. По нажатию функциональной клавиши маяк останавливается. После еще одного нажатия маяк возвращается в исходное положение. В отношении контрольных точек и этапов данный тест аналогичен тесту № 1.

Тест № 4 аналогичен тесту № 3, но движение осуществляется против часовой стрелки. В отношении контрольных точек и этапов аналогичен тесту № 2.

После прохождения всех тестов результаты передаются на сервер и сохраняются в базе данных, на странице теста появляется надпись «Тест завершен».

Административный модуль состоит из модуля аутентификации и модуля сравнительной статистики теста РДО.

После успешного прохождения процедуры аутентификации администратор попадает на главную страницу административного модуля (см. рис. 3).

Модуль сравнительной статистики имеет возможность сортировки таблицы пользователей по всем характеристикам, а также возможность просмотра и редактирования профилей пользователей,

РДО определяется исходя из количества опережающих, отстающих и точных реакций. По результатам тестирования РДО строится вариационный ряд ошибок непопадания контрольного маяка и заданной метки и вычисляется индивидуальный показатель РДО спортсмена.

Рис. 3. Страница сравнительной статистики теста РДО

Для занятий спортивными играми наиболее подходящим считается так называемый «симметричный» показатель РДО, полученный как результат разности между наибольшим и наименьшим членами вариационного ряда ошибок несовпадения, наиболее близкими к симметрии относительно нулевой точки. Для занятий ситуативными видами спорта подходит показатель РДО, соответствующий меньшему значению вариационного размаха ошибок несовпадения контрольного маяка и метки. Для занятий единоборствами выбираются показатели, находящиеся области отрицательных значений.

Процесс подготовки студентов-спортсменов в вузе для участия в соревнованиях по спортивным играм требует научно обоснованного отбора обучающихся по их способностям к конкретному виду спортивной деятельности. Применение информационных технологий для проведения тестирования способностей студентов позволяет повысить объективность отбора, учесть индивидуальные особенности студентов-спортсменов и их уровень спортивной подготовленности.