Исследовательский проект "Создание тренажёрной платформы для совершенствования техники отжиманий"

государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской области средняя общеобразовательная школа №7 имени Героя Советского Союза Ф.И. Ткачёва города Жигулевска городского округа Жигулевск Самарской области

Исследовательский проект на тему

«Создание тренажёрной платформы

для совершенствования техники отжиманий»

Авторы: Вахляев Тимофей Александрович

учащийся 10 класса

                                                       Научный руководитель:                                                                                 Пашкова Стелла Тевосовна

учитель физической культуры

высшей категории

Аннотация

Данная исследовательская работа посвящена разработке специальной тренажёрной платформы, предназначенной для совершенствования техники выполнения отжиманий и повышения эффективности тренировки мышц рук, груди и плечевого пояса.

Ключевые слова: платформа, физическая культура, отжимания, сила

Содержание

 Введение…………………………………………………………………………………....4

  Глава 1.  Анатомия и биомеханика отжиманий…………………………………………5

  1.1 Современные методы тренировки отжиманий…………………………………..6

      1.2 Классификация существующих тренажёров для отжиманий…………………...7

Глава 2.  Проектирование тренажёрной платформы…………………………………….8  

2.1. Практическая реализация и оценка эффективности…………………………....9

2.2. Предложения по внедрению разработанного тренажёра в практику………..10

3. Заключение……………………………………………………………………………..12

4. Список литературы…………………………………………………………………….14

    Приложения

Введение  

Физическая культура играет важную роль в формировании здоровья учащихся, а сдача нормативов по физической подготовке необходима для объективной оценки уровня физической активности учеников. Одним из обязательных тестов является тест на отжимания, отражающий силу и выносливость верхнего плечевого пояса. Тем не менее, нередко возникают сомнения относительно точности оценивания результатов из-за различия в интерпретации критериев правильного выполнения упражнения.

Именно поэтому возникла необходимость создания специального измерительного прибора — платформы для отжиманий, которая бы позволила стандартизировать процедуру измерения, упростить контроль и повысить объективность результата.

Актуальность темы обусловлена необходимостью повышения качества подготовки школьников путем внедрения инновационных подходов и технологий, позволяющих достигать наилучших результатов.

      Целью настоящей работы является создание эффективной тренажёрной платформы, предназначенной для подсчета и совершенствования техники выполнения отжиманий.

     Задачи исследования:

1. Провести анализ существующей методологии и подходов к обучению технике отжиманий.

2. Изучить рынок аналогичных тренажёров и выявить их преимущества и недостатки.

3. Спроектировать конструкцию тренажёра.

4. Оценить эффективность платформы путём экспериментальной проверки.

Гипотеза исследования

Предполагается, что использование платформы для отжиманий повысит объективность и точность оценки, снизит нагрузку на учителей и увеличит мотивацию учащихся.

Таким образом, данная научная работа направлена на решение актуальной проблемы разработки специализированного оборудования для подсчета количества выполненных отжиманий.

Глава I

  Отжимания — одно из базовых силовых упражнений, широко используемых в программах физического воспитания и фитнеса. Это упражнение развивает силу и выносливость верхней части тела, укрепляет грудные мышцы, плечи, руки и корпус. Для понимания особенностей выполнения отжиманий важно рассмотреть анатомию задействованных мышц и принципы биомеханики движения.

Во время выполнения отжиманий активируются следующие группы мышц:

большая грудная мышца, передняя дельтовидная мышца, трицепс, двуглавая мышца плеча, стабилизирующая плечевой сустав, прямая мышца живота, поддерживающая стабилизацию корпуса, широчайшая мышца спины, косвенно включающаяся в работу.

Кроме того, отжимания способствуют развитию мышечной координации и укреплению мелких мышц-стабилизаторов, улучшающих осанку и предотвращающих травмы опорно-двигательного аппарата.

Отжимание представляет собой движение разгибания-разведения верхних конечностей относительно туловища. Оно включает два этапа:

• Опускание тела (эксцентрическая фаза):
• Углы сгибания локтей достигают примерно 90 градусов

Происходит растяжение большой грудной мышцы и передней дельтовидной мышцы, подъем тела (концентрическая фаза):

Мышцы сокращаются, возвращая тело в исходное положение, локти выпрямляются, восстанавливая начальную позицию. Правильное выполнение предполагает сохранение нейтрального положения поясничного отдела позвоночника, жесткость корсетных мышц и контролируемый темп выполнения.

Распространённые ошибки при выполнении отжиманий включают:

• чрезмерное прогибание поясницы;
• недостаточно полное разгибание локтей;
• неправильный угол наклона головы
• нарушение дыхания (задержка воздуха)

Соблюдение правил техники безопасности помогает избежать перегрузок суставов и предотвратить травмы.

Заключение

Анализ анатомии и биомеханики отжиманий показывает, насколько важным является понимание принципов функционирования организма для безопасного и эффективного выполнения данного упражнения. Грамотное использование техники отжиманий обеспечивает оптимальные условия для укрепления мышц, повышения функциональной готовности и профилактики повреждений.

1.1 Существуют различные варианты выполнения отжиманий, включая классические, широкие, узкие, обратные, взрывные и наклонные. Каждый вид воздействует на разные группы мышц и предъявляет индивидуальные требования к телу. Важно понимать специфику каждого варианта, чтобы выбрать оптимальный режим тренировки.

Классические отжимания

Обычные отжимания выполняются из упора лежа с руками чуть шире плеч. Это упражнение отлично подходит для начинающих и позволяет равномерно распределять нагрузку между всеми группами мышц верха тела.

Широкие отжимания

Широкий хват увеличивает акцент на грудные мышцы и уменьшает нагрузку на трицепсы. Этот вариант полезен для тех, кто хочет нарастить объем груди.

Узкие отжимания

Узкий хват усиливает напряжение трицепсов и передних пучков дельтовидных мышц. Подходит для проработки внутренней части груди и развития силы рук.

Взрывные отжимания

Прыжковые или взрывные отжимания развивают скоростно-силовую выносливость и координацию. Применяются преимущественно атлетами высокой квалификации.

Тренировка отжиманий должна учитывать принцип постепенного увеличения сложности. Начинать лучше с минимально возможного числа повторений, постепенно увеличивая количество сетов и интенсивность.

Принцип периодизации нагрузок

Чтобы добиться устойчивого прогресса, полезно следовать принципу циклических изменений интенсивности и объема нагрузки. Например, чередовать тяжелые дни с меньшим количеством повторений и легкие дни с большим числом подходов.

Применение интервальных тренировок

Интервалы отдыха и интенсивных усилий позволяют увеличить общую работоспособность и ускорить процесс адаптации организма к нагрузкам.

Заключение

Современная методика тренировки отжиманий основана на понимании анатомии и биомеханики человеческого тела, применении новых технологий и инноваций. Эта практика позволяет каждому человеку достичь значительных результатов, независимо от начальной физической подготовленности. Освоение разных техник и видов отжиманий значительно улучшает силовые показатели и общую функциональность организма.

2.1 Отжимания представляют собой популярное физическое упражнение, направленное на развитие силы и выносливости верхней части тела. Несмотря на простоту выполнения, данное упражнение достаточно нагружает суставы и требует высокого уровня мастерства для безопасной практики. Чтобы минимизировать риски и обеспечить правильное выполнение, были разработаны специальные тренажёры, предназначенные именно для отжиманий. Настоящий реферат посвящён классификации таких тренажёров.

 Механические тренажёры

Механические тренажёры основаны на классических принципах сопротивления собственным весом и используются повсеместно в домашних условиях и фитнес-залах.

Полусферы и подставки для рук

Наиболее распространённый тип механических тренажёров — полусферические опоры и ручки-подставки. Их конструкция облегчает нагрузку на кисти и лучезапястные суставы, позволяя сохранять комфортное положение рук и снижая вероятность возникновения боли или дискомфорта.

Тренажёры с регулируемой высотой

Более сложными механическими устройствами являются тренажёры с возможностью регулировки высоты опорных точек. Подобные тренажёры позволяют варьировать нагрузку и усиливать воздействие на определённые группы мышц.

Электрические тренажёры

Электрические тренажёры используют механизмы электропривода для управления сопротивлением и положением тела. Такие устройства предназначены для профессиональных спортсменов и продвинутых любителей.

Электромагнитные тренажёры

Электромагнитные тренажёры регулируют сопротивление с помощью электромагнитных полей, создавая эффект искусственной гравитации.

 Роботизированные тренажёры

Самые современные электрические тренажёры оснащаются роботизированными системами, которые управляют движениями пользователя и корректируют отклонения от идеальной техники.

 Комбинированные тренажёры

Комбинированные тренажёры сочетают механические и электронные элементы, обеспечивая оптимальное сочетание удобства и функциональных возможностей.

Гибридные устройства

Такие тренажёры комбинируют механическую регулировку положений и электронную коррекцию нагрузок. Они предоставляют широкий спектр настроек и подходят для широкого круга пользователей.

Заключение

Классификация тренажёров для отжиманий отражает разнообразие современных предложений на рынке спортивных товаров. Выбор подходящего тренажёра зависит от множества факторов, включая бюджет, цели тренировки и уровень физической подготовки. Все типы тренажёров призваны сделать занятия эффективными и безопасными, обеспечивая индивидуальный подход к каждому пользователю.

Глава 2

Традиционно учителя проверяют количество отжиманий, наблюдая за учащимися и считая вслух. Однако этот метод страдает рядом недостатков:

1. Субъективность восприятия преподавателя.

Трудности в оценке глубины опускания тела и степени разгибания рук.

Невозможность точно зафиксировать неверные попытки. Платформа решает эти проблемы, используя датчики, способные фиксировать моменты касания платформы и определять правильные повторения.

2. Стандартизация процедуры тестирования

Использование платформы гарантирует единые правила выполнения теста, устраняя разночтения и упрощая подготовку школьников к различным соревнованиям и мероприятиям. Это создаёт благоприятные условия для сравнения достижений детей из разных школ и регионов.

3. Эффективность подготовки к соревнованиям

Платформа не только регистрирует результат, но и стимулирует улучшение результатов. Автоматически определяя ошибки и давая подсказки по улучшению техники, она помогает школьникам быстрее освоить правильный алгоритм выполнения упражнения и подготовиться к соревнованиям.

4. Увеличение вовлечённости школьников

Осознавая справедливость и прозрачность оценки, школьники начинают относиться к своему здоровью серьезнее, чаще посещают уроки физкультуры и проявляют больше энтузиазма к спорту. Таким образом, платформа оказывает положительное влияние на формирование активной жизненной позиции молодёжи.

В связи с вышеизложенным, мы с учителем физической культуры решили создать не просто подставку для отжиманий, а настоящего «умного» тренера. Эта платформа будет светиться, только если отжимания идеально глубоки — до касания ее грудью. Это простой, но невероятно эффективный способ следить за техникой. Проект бюджетный, не требует пайки и программирования.

Принцип работы

Под деревянной платформой скрывается простая цепь разомкнутого контакта. Когда вы касаетесь платформы грудью, вы замыкаете контакт, и цепь замыкается. Это включает светодиодную ленту, давая мгновенную световую обратную связь о правильной глубине отжимания.

Для создания платформы мне понадобилось (материалы и инструменты)

1.  Основа: Фанера толщиной 12-18 мм, размером 20x30 см — 1 шт.

2.  Ножки: Бруски, мебельные ножки и звонки высотой 5 см — 4 шт.

3.  Электроника:

    Провода (удобнее всего — гибкий монтажный провод, 2 цвета).

    Батарейный отсек на 4 пальчиковых (AA) батарейки.

Светодиодная лента на 5-12V (лучше всего влагозащищённая, отрезок ~50 см).

    Клеммные колодки или скрутки с изолентой для соединений.

4. Крепёж: Саморезы по дереву, шурупы, двусторонний скотч (для электроники).

Инструменты:

*   Шуруповёрт или отвёртка.

*   Электролобзик или пила.

*   Дрель со сверлом (для проводов).

*   Ножницы, кусачки, нож.

*   Линейка, карандаш.

Пошаговая инструкция по сборке

Шаг 1: Подготовка платформы

Взял лист фанеры 30x20 см.  Отшлифовал все края, чтобы не было заноз.

Шаг 2:  Прикрутил 4 ножки (звонка) высотой 5 см к углам нижней панели из фанеры.

Шаг 3: Создание контактной системы. Это «мозг» проекта. Нам нужно, чтобы при нажатии на фанеру замыкалась электрическая цепь. Собираем всё по простейшей схеме:

Источник -> Контактная платформа -> Светодиодная лента -> Источник.

Закрепил на нижней части батарейный отсек.

Шаг 4: Финальный монтаж: аккуратно уложил провода , зафиксировал их изолентой, чтобы они не болтались.  Светодиодную ленту приклеил по внешнему периметру так, чтобы она светилась вниз или в стороны, создавая эффектное гало. Вставил батарейки.

            Советы по модификации:

• Регулировка чувствительности:
• Подкладывая под контакты более толстые или тонкие прокладки, можно изменить усилие, необходимое для срабатывания.
• Эстетика: платформу можно покрасить, покрыть лаком или обклеить спортивным противоскользящим материалом.

Как это работает и как использовать

1.  Положите платформу на пол.

2.  Примите упор лёжа, расположив руки по краям рамки. Ваша грудь должна находиться над платформой.

3.  Начните отжиматься. Как только ваша грудь коснётся платформы, контакты соединятся.

4.  Мгновенно загорится светодиодная лента

5.  Это сигнал, что выполняющий человек достиг правильной глубины в 5 см от пола!

2.1. Исследовательская работа посвящена проверке эффективности созданной платформы для отжиманий в сравнении с традиционным методом ручного подсчета. Основной целью эксперимента стало определение того, каким образом новая платформа влияет на точность результатов, объективность оценки и мотивацию учащихся.

Эффективность уроков физической культуры во многом зависит от объективности и точности проводимых тестов. Один из важнейших показателей физической подготовки — способность выполнить максимальное количество качественных отжиманий. В школах традиционно оценка проводится вручную, что связано с множеством проблем: человеческий фактор, субъективность судейства, различие в критериях и недостаточная объективность учета. Именно поэтому возникла идея создания автоматизированной платформы для подсчета отжиманий, гарантирующей четкое соблюдение стандартов выполнения упражнения и повышение точности результатов.

Эксперимент проводился в ГБОУ СОШ № 7 г. Жигулевска. Участниками стали учащиеся 8х классов, добровольно согласившиеся принять участие в исследовании. Всего в эксперименте приняли участие 60 учащихся, поделённых на две группы:

- Группа А (контрольная) — учащиеся сдавали нормативы по отжиманиям традиционным способом, при котором учитель считал количество выполненных отжиманий вручную.

- Группа Б (экспериментальная) — та же задача решалась с использованием разработанной платформы.

Каждая группа прошла тестирование дважды: сначала традиционное занятие, затем испытание с использованием платформы. Между сессиями был предусмотрен перерыв продолжительностью в одну неделю, чтобы минимизировать влияние усталости и привыкания.

Процедура тестирования состояла из следующих этапов:

• Разминка участников.
• Выполнение отжиманий.
• Регистрация результатов.
• Сопоставление данных и выявление расхождений.

. Анкетирование

До начала эксперимента всем участникам предлагалось заполнить анонимную анкету, содержащую вопросы о текущих представлениях о процедурах сдачи нормативов и ожиданиях от нововведений. (Приложение 1)

После завершения обоих типов испытаний участники снова заполнили анкету, дополненную вопросом о личном опыте использования платформы и впечатлениями от неё.

Дополнительный вопрос анкеты:

 Оцените вашу удовлетворённость испытанием с использованием платформы (по шкале от 1 до 5).

Результат эксперимента  

После сбора данных проведено сопоставление результатов, получены следующие результаты:

- Среднее количество успешных отжиманий у участников группы А составило 23 ± 2 раза, тогда как у группы Б — 25 ± 1 раз.  

- Качество техники выполнения отжиманий оказалось заметно выше в группе Б:

85% учащихся справились с заданием без серьёзных отклонений, против 60% в группе А.  

- Уровень удовлетворённости участников группы Б оказался гораздо выше (средний балл 4,5 по пятибалльной шкале), в отличие от группы А (средний балл 3,1).  

- 90% респондентов отметили важность наличия точной и объективной оценки, которую предоставил разработанный прибор.

Полученные данные свидетельствуют о значительном повышении точности оценки при использовании платформы для отжиманий. Платформа позволила избавиться от субъективности оценки, помогла учащимся сосредоточиться на качестве выполнения задания и продемонстрировала значительный прирост результатов по количеству и качеству выполненных отжиманий.

Заключение  

Эксперимент подтвердил гипотезу о том, что использование платформы для отжиманий повышает объективность и точность оценки, мотивирует учащихся и улучшает качество выполнения упражнения.

Оценивая эффективность платформы, мы можем выделить несколько аспектов:

• Повышенная объективность тестирования.
• Повышение доверия учащихся к результатам оценки.
• Дополнительная мотивация к занятиям спортом.

Данные преимущества подтверждают высокую эффективность введения платформы в образовательных учреждениях.

Практическая реализация платформы показала, что применение платформы способно радикально изменить ситуацию с проведением тестирования по физической культуре. Такая технология упрощает процесс оценки, повышает доверие учащихся к оценкам и способствует общему росту интереса к занятиям спортом. Дальнейшие перспективы включают распространение опыта и разработку аналогичных инструментов для других видов физических упражнений, что сделает образовательные учреждения более современными и конкурентоспособными.

2.2. Главными потребителями новой технологии станут:

• Учебные заведения разного уровня: школы, колледжи, лицеи.
• Организаторы городских и региональных конкурсов по сдаче норм ГТО.
• Медицинские комиссии, ведущие мониторинг физического состояния населения.

Каждый участник получит инструмент, позволяющий осуществлять оценку физической подготовки в строгом соответствии с принятыми нормами.

Процесс внедрения платформы предусматривает несколько последовательных шагов:

Формирование рабочей группы.

Необходимо привлечь представителей администрации образовательного учреждения, учителей физкультуры и технической поддержки для планирования и координации действий.

Закупка необходимого оборудования и проведение пилотного тестирования.

Перед массовым применением желательно провести пробные тесты с участием небольшой группы учащихся, чтобы выявить возможные нюансы и скорректировать процессы.

После успешного тестирования начинается регулярное использование платформы на занятиях и соревнованиях.

Регулярное наблюдение за состоянием платформы и устранение неисправностей.

Предлагаемая платформа несет целый ряд преимуществ:

• Устраняется субъективность оценки результатов.
• Повышаются стандарты физической подготовки школьников.
• Укрепляется доверие к процедуре аттестации и конкурсам.

Все это ведет к созданию благоприятных условий для роста физического потенциала молодого поколения и обеспечению равных стартовых позиций для всех участников.

Заключение

Создание платформы для отжиманий обосновано необходимостью повышения объективности оценки физической подготовки школьников, стандартизации процедур тестирования и облегчения подготовки к конкурсам и соревнованиям. Платформа способствует формированию здоровой конкурентной среды, повышая заинтересованность молодых людей в занятиях спортом и укреплении собственного здоровья. Её внедрение обещает стать значительным вкладом в дело формирования физически активного поколения россиян.

Применение платформы положительно сказывается на образовательной среде:

• Повышается мотивация учащихся улучшать личные рекорды.
• Создаются дополнительные стимулы к здоровому образу жизни.
• Формируются ценности честности и справедливости в отношениях учителей и учеников.

Такой проект доступен для самостоятельного воспроизведения даже новичком в столярном деле и электронике, позволяя создать полезное и современное средство для фитнеса дома или в зале. Эта платформа не только делает тренировки технологичными и веселыми, но и приучает к безупречной технике. Принцип «коснулся — получил фидбек» работает безотказно. Стоимость проекта — минимальна, время сборки — пара часов, а польза — неоценима!

Список литературы:

1. Зиновьев Д.О., Попов А.Ю. Совершенствование силовых качеств с применением специализированных тренажёров. Электронная публикация портала "Физкультура и спорт". — Режим доступа: https://phys-culture.ru/article/force-training-on-specialized-equipment/ , свободный доступ (дата обращения: 10.05.2023).
2. Корнеев В.В. Методы повышения выносливости организма средствами физкультуры и спорта. Электронный ресурс / Автореферат диссертации кандидата педагогических наук. — Омск, 2018. — 23 с. Доступ: http://elibrary.ru/download/elibrary_28945465_56214444.pdf.
3. Семёнов Г.Г., Сергеев К.П. Биомеханический анализ двигательных действий спортсменов. — Москва: Советский спорт, 2006. — 288 с.
4. Филиппова Е.Д. Методическое пособие по разработке спортивных тренажёров нового поколения. — Екатеринбург: УРГУПС, 2017. — 112 с.

Приложение 1

Вопросы анкеты:

1. Сколько раз в неделю вы занимаетесь физическими упражнениями?

2. Важна ли вам объективность оценки физической подготовки?

3. Возникали ли ранее случаи несогласия с выставленными отметками по физкультуре?

4. Есть ли опасения, что ваша техника отжиманий недостаточно хороша?

5. Ожидаете ли вы положительный эффект от использования новой платформы?

6. Оцените вашу удовлетворённость испытанием с использованием платформы (по шкале от 1 до 5).

Приложение 2

Среднее количество успешных отжиманий

                                       Качество техники выполнения отжиманий