ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. МОДЕЛИРОВАНИЕ В СПОРТЕ анализ современного состояния проблемы).
1.1. Общие основы моделирования.
1.2. Системный подход и модели, применяемые в спорте.
1.3. Моделирование в спортивных играх.
1.3.1. Основания классификации игр.-.
1.3.2. Анализ соревновательной деятельности в спортивных играх.
1.3.3. Модели, применяемые в спортивных играх.
1.3.3.1. Моделирование в гандболе.
ГЛАВА II. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ.
ГЛАВА III. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СПОРТИВНЫХ ИГР (Обоснование предлагаемого подхода).
3.1. Границы моделируемой системы и естественнонаучные обоснования.
3.2. Принцип иерархичности.
3.3. Принцип марковости.
3.4. Принцип однонаправленности игрового процесса.
3.5. Принцип структурного программирования игрового процесса при имитационном моделировании.
3.6. Принцип взаимосвязи алгоритмизирования с декларативным описанием имитационной модели.!.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОМ МОДЕЛИ ГАНДБОЛА
4.1 Введение.
4.2. Игрок и его представление в модели.
4.3. Состояния субъектов игрового процесса и их представление в имитационной модели.
4.4. Отображение в имитационной модели гандбола действий выполняемых игроками в защите и нападении.
4.5. Алгоритмы поведения игрока на площадке.
4.6. Описание процесса функционирования имитационной модели гандбола.
4.7. Проверка адекватности имитационной модели гандбола.
4.7.1. Сравнительный анализ модельных характеристик гандбола с характеристиками, полученными в модели.
4.7.2. Экспертный визуальный анализ адекватности.
4.7.3. Проверка зеркальности и линейности имитационной модели гандбола.
4.7.4. Проверка надёжности имитационной модели гандбола.
ГЛАВА 5. ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС ИГРОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ГАНДБОЛЕ.
5.1. Динамика эффективности общекомандных действий под влиянием изменения технико-тактических параметров нападения игроков одной из команд.
5.2. Влияние параметров нападения игроков различного амплуа на результативность нападающих и защищающихся команд в гандболе.
5.2.1. Влияние параметров нападения крайних игроков на результативность атакующих и защитных действий противоборствующих команд.
5.2.2. Исследование влияния параметров нападения полусредних игроков на результативность атакующих и защитных действий в гандболе.
5.2.3. Исследование влияния параметров нападения центральных игроков на результативность атакующих и защитных действий в гандболе.
5.2.4. Сравнительный анализ вклада игроков различных игровых функций в нападении в общекомандный результат.
5.3. Исследование влияния параметров защитных действий игроков на результативность игровой деятельности в гандболе.
5.3.1. Влияние защитных параметров гандболистов на результативность игровой деятельности.
5.3.2. Влияние параметров защиты крайних игроков одной из команд на эффективность игровой деятельности.
5.3.3. Исследование влияния параметров защиты полусредних игроков на результативность игровой деятельности в гандболе.
5.3.4. Исследование взаимосвязи параметров защитных действий центральных игроков с результативностью игровых действий команды в целом.
5.4. Экспериментальное исследование влияния скоростных качеств игроков на успешность игровой деятельности.
5.5 Моделирование влияния психологической подготовленности игроков на результативность игровой деятельности команды.
5.6 Влияние морфофункциональных данных игроков на результативность игровой деятельности.
ГЛАВА 6. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПОДГОТОВКЕ ГАНДБОЛИСТОВ РАЗЛИЧНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ.
6.1. Проблема комплектования состава гандбольной команды (педагогический эксперимент 1).
6.2. Проблема комплектования состава сборной команды в гандболе (педагогический эксперимент 2).
6.3. Прогнозирование результата игры гандбольной команды против конкретного противника при помощи имитационного моделирования (педагогический эксперимент 3).
ВЫВОДЫ.
Актуальность. Интенсивная компьютеризация нашего общества ведёт к ^ пересмотру многих теоретических и практических положений и норм, которые раньше казались незыблемыми и единственно верными. Это касается теории и практики спорта и физической культуры. В настоящее время наблюдается определённый застой в методике и методологии исследований спорта высших достижений. В спортивно-педагогической литературе практически отсутствуют работы по математическому, в частности, по имитационному моделированию игровой деятельности. В связи с этим применение методов имитационного моделирования, а также разработка компьютерных программ, позволяющих имитировать процесс игровой деятельности в гандболе, представляется весьма актуальным.
Таким образом, проблема исследования заключается в преодолении несоответствия знаний в области теории и методики спортивных игр возросшим ** требованиям теории и практики спорта, что обусловливает поиск новых, более эффективных путей исследования спортивной тренировочной деятельности.
Гипотеза исследования: адекватная имитационная модель спортивной игры позволит получить новые знания о структуре игры в гандболе и особенностях взаимодействия её элементов, что поможет решать задачи прогноза результатов игры, подбора игроков в состав сборной и др.
Объект исследования: Игровое противодействие команд различной квалификации при игре в гандбол.
Предмет исследования: Структура игрового взаимодействия противоборствующих команд в гандболе.
Контингент испытуемых: взрослые спортсмены-гандболисты, участники Чемпионата России среди команд Супер-лиги и юноши - игроки вышей лиги, а также участники Международных спортивных юношеских игр стран СНГ и Балтии.
Научная новизна диссертации состоит в следующем:
1. Сформулированы общие принципы имитационного моделирования спортивных игр.
2. Выделены, формализованы и запрограммированы следующие составляющие игровой деятельности: субъекты процесса игрового противодействия; состояния субъектов игрового процесса; действия субъектов игрового процесса.
3. Составлены алгоритмы поведения игроков при игре в защите и нападении. с
4. Сформулирован, запрограммирован и реализован на ЭВМ внутренний механизм функционирования имитационной модели спортивной игры. с
5. Создана и прошла практическую апробацию действующая имитационная модель гандбола.
6. Доказана адекватность, надёжность, линейность и «зеркальность» (симметричность) созданной имитационной модели гандбола.
Теоретическая значимость. Сформулированные в работе общие принципы моделирования спортивных игр являются методологическими атрибутами построения имитационных моделей любой спортивной игры. Создана методология формализации и программирования действий и состояний игроков в спортивных играх, а также алгоритмов их поведения. В результате проведения педагогических экспериментов разработаны компьютерные методики для подготовки команд в других игровых видах спорта.
Практическая значимость. На основе разработанной имитационной модели спортивной игры гандбол созданы и практически апробированы автором:
• методика формирования оптимального состава гандбольной команды.
• методика формирования состава сборной команды посредством имитационного моделирования игровой деятельности игроков-кандидатов.
• методика прогнозирования результата игры гандбольной команды против конкретного противника.
Разработанная имитационная модель и методические публикации автора позволяют строить аналогичные модели в других видах спортивных игр. Дальнейшая разработка и доведения модели до промышленного образца позволит использовать её для различных целей:
• в практической деятельности тренеров для анализа, планирования, разбора игр, разведки и моделирования тактики игры противника и пр.;
• для коммерческого использования;
• при создании новых версий компьютерных игр для детей и взрослых.
Методики, созданные на основе имитационной модели игры, внедрены в учебно-тренировочный процесс гандбольных команд: юношеской сборной команды Санкт-Петербурга и мужских команд Супер-лиги России «Степан Разин - Нева» и «Адмиралтеец», что позволило получить положительные результаты при их подготовке.
Результаты исследования доложены на Международных конгрессах, семинарах тренеров России и Санкт-Петербурга и внедрены в учебный процесс студентов Академии физической культуры им. П.Ф.Лесгафта и Санкт-Петербургского Университета
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Создание имитационной модели спортивной игры должно опираться на следующие принципы: иерархичности, марковости, однонаправленности игрового процесса, структурного программирования, взаимосвязи алгоритмизирования с декларативным описанием имитационной модели.
2. В имитационной модели спортивной игры должны быть формализованы и запрограммированы следующие элементы: игрок, его состояние и технико-тактические действия в каждый момент времени, а также алгоритмы поведения игроков обеих команд.
3. Представленная в работе имитационная модель гандбола адекватно отражает суть игрового процесса и обладает высокой степенью надёжности, зеркальности и линейности. Она позволяет формировать оптимальный состав гандбольной команды и прогнозировать результаты игры против конкретного противника.
Выводы
1.Адекватное представление организации игровой деятельности в спорте базируется на соблюдении пяти принципов: иерархичности, марковости, однонаправленности игрового процесса, структурного программирования и взаимосвязи алгоритмизирования с декларативным описанием.
2.Адекватная компьютерная версия игровой деятельности предполагает определение, формализацию, программирование субъектов игрового процесса, а именно - игрового поля, мяча и игроков. При этом в модель для каждого игрока вводятся коордйнатно-габаритные параметры, коэффициенты тактико-технических действий спортсменов обеих команд в защите и нападении, возможен ввод в модель психологических параметров (активность, готовность к выполнению тех или иных технических действий и пр.).
3.Игровой процесс в имитационной модели отражается пошагово. Блоки, из которых он состоит, по возрастающей степени их обобщения следующие: а) один шаг игрока, б) один такт атаки команды (как совокупность всех элементарных шагов всех игроков находящихся в данный момент на площадке), в) одна атака команды, г) одна реализация игрового процесса, д) один эксперимент. Переход от шага к шагу в модели осуществляется с помощью датчика случайных чисел после подсчёта и суммации всех количественных и качественных переменных накопленных по каждому игроку на этом шаге.
4. На каждом шаге функционирования имитационной модели каждый из игроков находится в одном из зафиксированных в программе компьютера состояний. Переход игрока из одного состояния в другое осуществляется с помощью действий. Из состояний и действий складываются алгоритмы его поведения. Набор состояний и действий, а также алгоритмов поведения игрока является числом конечным и достаточно однозначно формализуется, алгоритмизируется и далее программируется посредством компьютера.
5. Проведённая проверка адекватности созданной имитационной модели показала что:
• выходные статистические данные, полученные "прогоном" имитационной модели аналогичны результатам анализа игровой деятельности, полученных в результате педагогических наблюдений другими авторами, а в большинстве случаев превосходят их точностью оценок;
• репрезентативный опрос мнений квалифицированных экспертов о степени адекватности имитационной модели реальному игровому процессу показал достаточно высокую её оценку при высокой согласованности мнений внутри группы специалистов;
• имитационная модель обладает свойствами надёжности, зеркальности и линейности, что позволяет проводить статистические эксперименты как с экспериментальной, так и с контрольной командами, при высокой воспроизводимости этих результатов;
6. В процессе экспериментального исследования на имитационной модели увеличение на входе системы численных значений технико-тактических параметров нападения игроков одной из команд неуклонно и существенно (р < 0,05) влечёт за собой увеличение положительных исходов атаки этой команды и оставляет без изменения результативность исходов атак противоположной команды (р > 0,1). При возрастании численных значений входящих параметров нападения игроков различного амплуа, (в этой команде) наибольшее положительное влияние на выходящие параметры оказывает изменение входящих параметров центральных игроков (р < 0,05). В меньшей мере это влияние выражено при изменении входящих параметров нападения крайних и полусредних игроков (р > 0,1).
Ступенчатое возрастание, в процессе машинного эксперимента величины технико-тактических параметров защиты игроков одной из команд прямо влияет на существенное (р < 0,05) снижение результативности нападения команды противника. При этом наблюдается недостоверная тенденция к увеличению качества своей игры в нападении (р > 0,1).
7. Исследование на имитационной модели скоростных качеств игроков показало, что существует определённая зона "оптимума" результативности команды в связи с ростом скоростных качеств её игроков. Выход скоростных показателей за пределы этой зоны, как в одну, так и в другую стороны, влечёт за собой определённое снижение результативности игры команды.
Машинный" эксперимент по исследованию влияния антропометрических данных игроков на результативность игровой деятельности команды подтвердил эмпирическую закономерность о том, что при игре в защите морфологические данные игроков желательно иметь максимально большими, а в нападении, при быстрых атаках нападающим желательно иметь меньшие габариты для меньшей их уязвимости.
8. Созданная и практически реализованная методика формирования оптимального состава гандбольной команды высшей квалификации, показала свою эффективность и надёжность. В ходе педагогического эксперимента получены высокие показатели статистической связи между "стоимостью" приобретаемых игроков и показателями их игровой эффективности.
9.Разработанная и внедренная в учебно-тренировочный процесс юношеской сборной Санкт-Петербурга методика формирования состава сборной команды путём имитационного моделирования игровой деятельности игроков-кандидатов в команду позволили объективизировать этот процесс и проводить его в более короткие сроки.
Ю.Методика прогнозирования результата игры против конкретного противника зарекомендовала себя достаточно адекватным и эффективным средством для решения соревновательных задач. Чем ближе находятся команды-противники по уровню своего мастерства друг к другу, тем точность прогноза выше. Для повышения точности прогноза необходимо иметь как можно большую статистику игровой деятельности и дополнять её тренерским опытом и интуицией.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ и перспективы дальнейших исследований имитационного моделирования в спортивных играх
Представленная в работе имитационная модель позволяет в работе тренера:
• Проводить анализ структуры игровой деятельности своей команды и команды противников.
• Осуществлять разведку и анализ тактики игры противника.
• Планировать стратегию игры против конкретного противника.
• Делать «прогон» на экране компьютера различного рода игровых тактических комбинаций с целью их анализа.
• Строить и планировать предполагаемый тактический облик своей команды при наличии в ней тех или иных игроков.
• Проводить отбор игроков в команду «подставляя» их в имитационную модель своей команды.
• Планировать уровень физической, технической и тактической подготовленности при построении учебно-тренировочного процесса в микро-, мезо- и макро-циклах тренировки.
• Использовать экран компьютера в демонстрационных целях во время теоретической подготовки игроков.
• Получать точную количественную оценку вклада каждого игрока в общекомандный результат и пр.
В процессе обучения студентов ИФК рассмотренная имитационная модель может применяться для подачи иллюстративного материала на практических и теоретических занятиях студентов-игровиков и студентов общего курса. Работа студентов на модели позволяет повысить их компьютерную грамотность и прививает им элементы системного мышления.
Для студентов технических ВУЗов и программистов модель является примером моделирования свойств реального объекта, их формализации, алгоритмизации, изучения всей его структуры и составления конкретной машинной программы написанной на языке Turbo Pascal.
Для теоретиков и преподавателей спорта имитационная модель гандбола будет полезной при:
• При создании имитационных моделей других спортивных игр со сходной структурой игровой деятельности: баскетбол, футбол, хоккей, регби и др.
• Численной оценке «веса» каждого тактического и технического приёма игры и его влиянии на эффективность игровой деятельности.
• Исследовании структур тактической, технической и физической подготовленности игроков и удельный вес их в командах различного уровня подготовленности.
• Моделировании различных подводящих упражнений групповой и командной тактики с количественным измерением их эффекта на организм занимающихся. При этом на модели достаточно легко просчитываются сложность тактических задач решаемых каждым игроком и общая физическая нагрузка на организм занимающихся в этих упражнениях.
• Сборе и сравнительном анализе параметров игровой деятельности в той или иной спортивной игре.
• Исследовании и составлении упражнений при игре команд в различных численных составах путём «введения» и «выведения» нужных игроков (или их возможных сочетаний) на игровое поле. И так далее.
Для неспециалистов спорта используя модель и расширив её иллюстративные способности возможно создание новых компьютерных игр для детей и взрослых с широкими функциями управления игроками на экране монитора.
Полученные в ходе работы конкретные методики применения имитационного моделирования в гандболе при формировании оптимального состава клубной и сборных команд и прогнозирования их результатов в играх с конкретным противником показали свою высокую практическую эффективность.