Як засіб розвитку рухових якостей застосовували тестову вправу (з вихідного положення: тренажер вперед, хватом знизу підняття і опускання гантелей до вихідного положення), яка забезпечує локально спрямовані силові дії на функціональні ланки верхніх кінцівок. Вправу виконували протягом місяця, при шестиразових заняттях на тиждень, 4 підходи по 30 разів з гантелями масою 8 кг кожна.
Розглянуті вище методи і організація досліджень дозволили відповідно до мети роботи одержати достатній обсяг інформації, який було оброблено за допомогою математико-статистичної програми «Microsoft Excel».
У третьому розділі «Конструктивні моделі інноваційних тренажерів локально направленої дії щодо підвищення рівнів силових можливостей мязів верхніх і нижніх кінцівок» проведено функціонально-анатомічний аналіз ступеня участі різних м'язових груп у русі та за пріоритетами анатомічної спрямованості дії. Розроблено п'ять груп (14 моделей) тренажерів локально спрямованої дії і методи їхнього використання: для тренування верхніх кінцівок - «Пристрій для тренування рук», «Пристрій Лейкіна-Водлозерова для тренування рук», «Пристрій для тренування м'язів рук»; для тренування нижніх кінцівок - «Пристрій для тренування мўязів ніг Лейкіна-Водлозерова», «Пристрій Лейкіна-Водлозерова для тренування мўязів ніг», «Пристрій для тренування спортсменів», «Пристрій для тренування мўязів ніг»; для тренування верхніх і нижніх кінцівок - «Пристрій для тренування в лазінні по канату»; для навчання коловому педалюванню велосипедистів - «Пристрій для тренування велосипедистів», «Пристрій М.Г. Лейкіна і В.Є. Водлозерова для тренування велосипедистів»; для тренування бодібілдингістів - «Гантель Лейкіна-Водлозерова» (Гантель інерційно динамічна), «Гантель інерційно динамічно-статична», «Гантель інерційно статична».
Основною відмінністю авторських тренажерів від сучасних тренажерних пристроїв є наявність в них керуючої ланки мас-інерційними параметрами конструкції. Можливість керувати даними параметрами забезпечує необхідну зміну локально спрямованого вектора прикладення сили на певні м'язові групи.
Це забезпечує регулювання навантаження, що дозволяє виконувати велику кількість вправ в широкому діапазоні цільової направленості і відповідно з організацією мўязових синергій. При цьому не тільки м'язові групи окремих ланок, але й кінцівки в цілому опозиційно і послідовно переходять від утримуючого статичного виду роботи до динамічного (долаючого і уступаючого) через замкнутий тренажером багатоланковий кінематичний ланцюг. Все це забезпечує багатобічну дію на локальні м'язові групи, вирішуючи тим самим важливе біомеханічне завдання зміцнення основних показників м'язів верхніх і нижніх кінцівок.
У четвертому розділі «Особливості тренувальних ефектів і адаптаційних реакцій сердцево-судиної системи при використанні інноваційних тренажерів локально направленої дії» наведено результати комплексних експериментальних досліджень.
Результати першої серії експериментальних досліджень з обґрунтування ефективності методів використання авторських тренажерів локально направленої дії для тренування рук (порівняно з тренажером- прототипом) подано в таблиці 1.
До початку досліджень було проведено тестування юнаків (50 студентів 17-22 річного віку) на силові можливості м'язів рук. З таблиці 1 видно, що початковий стан максимальної сили і силової витривалості мўязів рук в 5 групах склав: в (контрольній) «А» 48,0±1,1 кГ і 5,3±0,1 с; а в (експериментальних) «Б» 50,6±1,1 кГ і 5,5±0,1 с; у «В» 52,2±1,1 кГ і 6,0±0,1 с; в «Г» 49,0±1,3 кГ і 5,5±0,1 с; в “Д” 54,0±1,5 кГ і 6,0±0,2 с відповідно.
Одночасно вивчалися реакції серцево-судинної системи. Виконання тестової вправи з тренажерами на початку експериментів приводило до збільшення вихідних реакцій ЧСС і ПТ в усіх групах: в (контрольній) «А» на 30,2 % і 38,2 %; в (експериментальних) «Б» на 34,2 % і 45,0 %, у «В» на 36,1 % і 48,4 %, в «Г» на 40,8 % і 54,4 %, в «Д» комплексний режим (почергові заняття з розробленими тренажерами) на 44,8 % і 56,4 % відповідно.
Тестування величини максимальної сили і силової витривалості м'язів рук (табл. 1), визначення ЧСС і ПТ наприкінці кожного з чотирьох тижнів тренування показало зміну цих показників на всіх етапах дослідження.
Таким чином, у кінці досліджень в контрольній групі «А», яка займалася з тренажером-прототипом максимальна сила і силова витривалість мўязів рук достовірно зросла на 7,1% (p<0,05) і на 5,7% (p<0,05) (табл. 1).
В експериментальних групах, що займалися на розроблених авторських тренажерах, максимальна сила і силова витривалість м'язів рук наприкінці четвертого тижня достовірно зросли більше від вихідного стану: в «Б» на 8,3 % (p<0,01) і на 7,3 % (p<0,05), у «В» на 10,0 % (p<0,01) і на 8,3 % (p<0,05), в «Г» на 15,9 % (p<0,001) і на 10,9 % (p<0,05), в «Д» (комплексний режим) на 21,1 % (p<0,001) і 15,0 % (p<0,01) відповідно (табл. 1).
При виконанні тестової вправи з тренажерами у кінці четвертого тижня досліджень відзначалося збільшення ЧСС і ПТ у групах: в «А» на 23,1 % і 32,3 %; в «Б» на 28,1 % і 38,4 %; у «В» на 30,6 % і 42,4 %; в «Г» на 35,4 % і 48,3 %; в «Д» (комплексний режим) на 39,6 % і 50,8 % відповідно.
Виявлена достовірна зміна ЧСС і ПТ наприкінці дослідження в групах: в (контрольній) «А» - 23,5 % (p<0,001) і -16,2 % (p<0,05); в (експериментальних) «Б» -17,4 % (p<0,05) і -14,7 % (p<0,05), у «В» -15,1 % (p<0,05) і - 12,4 % (p<0,05), в «Г» - 13,3 % (p<0,001) і - 11,5 % (p<0,05), в «Д» (комплексний режим) - 11,8 % (p<0,001) і - 9,9 % (p<0,01) відповідно.
Отримані експериментальні дані свідчать про те, що збільшення варіативності подразника (заняття з інноваційними тренажерами локально спрямованої дії для тренування рук і в комплексному режимі) покращує розвиток максимальної сили і силової витривалості м'язів рук, а реакції з боку серцево-судинної системи спостерігаються більш виражено порівняно з ефектами, отриманими при використанні тренажера-прототипу.
У другій серії експериментальних досліджень обґрунтувалась ефективність методів використання інноваційних тренажерів локально направленої дії для тренування ніг (порівняно з тренажером-прототипом).
До початку досліджень було проведено тестування юнаків (60 школярів 15-16 річного віку) на рухові якості ніг. Вихідні величини максимальної сили, силової витривалості м'язів і рухливості в суглобах нижніх кінцівок склали в шести групах: в «А» (контрольній) 63,4±1,7 кГ, 45,4±1,1 с і 92,2±2,0 град; в (експериментальних) «Б» 65,3±1,1 кГ, 40,4±1,2 с і 94,2±2,4 град; у «В» 62,4±1,9 кГ, 38,8±1,3 с і 93,4±2,6 град; в «Г» 64,2±1,9 кГ, 47,2±1,2 с і 94,8±2,0 град; в «Д» 61,8±1,7 кГ, 39,6±1,3 с і 95,3±2,4 град; в «Е» 60,2±1,9 кГ, 49,8±1,2 с і 96,1±2,4 град. відповідно.
Одночасно вивчалися реакції серцево-судинної системи. Виконання тестової вправи на тренажерах на початку досліджень приводило до збільшення вихідних реакцій ЧСС і ПТ в усіх групах: (контрольній) «А» на 34,5 % і 40,0 %, в (експериментальних) «Б» на 41,9 % і 48,8 %, у «В» на 42,2 % і 48,3 %, в «Г» на 43,0 % і 49,2 %, в «Д» на 45,1 % і 51,2 %, в «Е» (комплексний режим) на 49,1 % і 55,2 % відповідно.
Тестування величини максимальної сили, силової витривалості мўязів і рухливості в суглобах нижніх кінцівок, визначення ЧСС і ПТ наприкінці кожного другого з восьми тижнів тренування показало зміну цих показників на всіх етапах дослідження.
Після восьми тижнів занять на існуючому тренажері у контрольній групі «А» достовірно зросла максимальна сила на 7,9 % (p<0,05), силова витривалість м'язів на 6,4 % (p<0,05) і рухливість в суглобах нижніх кінцівок покращилася на 9,7 % (p<0,01).
У експериментальних групах, що займалися на розроблених авторських тренажерах, ці показники наприкінці занять достовірно зросли більше від вихідного стану: в групах «Б» на 10,9 % (p<0,05), 8,7 % (p<0,01) і 17,9 % (p<0,01); у «В» на 18,3 % (p<0,05), 12,6 % (p<0,01) і 20,4 % (p<0,001); в «Г» на 14,0 % (p<0,05), 11,2 % (p<0,05) і 12,0 % (p<0,05); в «Д» на 20,4 % (p<0,05), 14,6 % (p<0,05) і 22,1 % (p<0,001); в «Е» (комплексний режим) на 25,9 % (p<0,01), 18,0 % (p<0,05) і 22,9 % (p<0,01) відповідно.
При виконанні тестової вправи з тренажерами наприкінці восьмого тижня ЧСС і ПТ підвищувались в групах: в (контрольній) «А» на 28,1 % і 34,0 %; в (експериментальних) «Б» на 35,8 % і 43,1 %, у «В» на 37,1 % і 43,2 %, в «Г» на 38,4 % і 45,3 %, в «Д» на 41,1 % і 48,3 %, в «Е» (комплексний режим) на 46,0 % і 52,8 % відповідно.
Виявлено достовірне зменшення гемодинамічних реакцій (ЧСС і ПТ) наприкінці дослідження в групах: в «А» -18,4 % (p<0,01) і -15,4 % (p<0,05); в «Б» -14,8 % (p<0,05) і -11,4 % (p<0,05); у «В» -12,1 % (p<0,01) і - 10,5 % (p<0,01); в «Г» -10,6 % (p<0,001) і - 8,6 % (p<0,001); в «Д» - 8,6 % (p<0,001) і - 6,0 % (p<0,01); в «Е» (комплексний режим) - 6,3% (p<0,001) і - 4,4 % (p<0,01) відповідно до відношення щодо вихідних реакцій серцево-судинної системи на початку досліджень.
Отримані експериментальні дані достовірно свідчать про суттєвий вплив варійованих навантажень (заняття з винайденими інноваційними тренажерами локально направленої дії для тренування ніг і в комплексному режимі) на розвиток силових можливостей м'язів і рухливість в суглобах нижніх кінцівок, на більш виражені реакції з боку серцево-судинної системи як на початку, так і наприкінці досліджень порівняно з ефектами, отриманими при використані тренажера-прототипу.
Результати третьої серії експериментальних досліджень з обґрунтування ефективності методу використання авторського тренажера локально спрямованої дії для навчання вправі «лазіння по канату» (порівняно зі звичайним «канатом» і тренажером-прототипом) подано в таблиці 2.
До початку досліджень 270 школярів 10-12 річного віку були розділені за росто-ваговою різницею і проведено тестування дітей - виконання контрольного нормативу «залізти» на висоту 5м по канату. Виконати цей тест могли в контрольній групі «А» у підгрупі «1» (від 0 до + 5 ум. од.) 33,3 % хлопців і дівчат, у підгрупі «2» (від + 5,1 до + 10 ум. од.) 20,0 % хлопців і 13,3 % дівчат, у підгрупі «3» (від + 10,1 і більше ум. од.) 0 % хлопців і дівчат; в експериментальній групі «Б» у підгрупі «1» (від 0 до + 5 ум. од.) 40,0 % хлопців і 33,3 % дівчат, у підгрупі «2» (від + 5,1 до + 10 ум. од.) 13,3 % хлопців і дівчат, у підгрупі «3» (від + 10,1 і більше ум. од.) 0 % хлопців і дівчат; у експериментальній групі «В» у підгрупі «1» (від 0 до + 5 ум. од.) 33,3 % хлопців і 26,6 % дівчат, у підгрупі «2» (від + 5,1 до + 10 ум. од.) 13,3 % хлопців і дівчат, у підгрупі «3» (від +10,1 і більше ум. од.) 0 % хлопців і дівчат (табл.2).
Тестування з вправи «лазіння по канату» наприкінці кожного другого з восьми тижнів навчання показало зміну цих показників виконання контрольного нормативу на всіх етапах дослідження.
Тест виконання нормативу (залізти на висоту 5 м по канату) наприкінці восьмого тижня навчання показав, що в контрольній групі «А», котра займалася на звичайному «канаті», у підгрупі «1» виконали 100 % хлопців і 80,0 % дівчат, у підгрупі «2» 33,3 % хлопців і 20,0 % дівчат, у підгрупі «3» 0 % хлопців і дівчат.
В експериментальній групі «Б», що навчалася вправі «лазіння по канату» на тренажері-прототипі, виконання контрольного нормативу наприкінці дослідження також змінювалося і склало в підгрупах «1» 100 % у хлопців і 86,6 % у дівчат, «2» 40,0 % у хлопців і 33,3 % у дівчат, «3» 0 % у хлопців і дівчат (табл. 2).
При навчанні вправі експериментальної групи «В» на сконструйованому нами «Пристрої для тренування в лазінні по канату» виконати тест (залізти на висоту 5 м по канату) наприкінці восьмого тижня змогли в підгрупі «1» 100 % хлопців і дівчат, в підгрупі «2» 86,6 % хлопців і 66,6 % дівчат, в підгрупі «3» 46,6 % хлопців і 33,3 % дівчат (табл.2).
Отримані експериментальні дані свідчать про те, що у школярів з найбільш вираженим показником надмірної ваги (експериментальна) група «В» підгрупа «3» (де росто-вагова різниця
+ 10,1 і більше ум. од.) навчання вправі «лазіння по канату» на розробленому «Пристрої для тренування в лазінні по канату» розв'язане на новому якісному рівні і дало позитивний результат (у хлопців 46,6 %, у дівчат 33,3 %) (табл.2).
Застосування раніше відомих технічних засобів («канат» і тренажер- прототип) для навчання учнів (віком 10-12 років) вправі «лазіння по канату» в групах «А» і «Б» в підгрупах «3» (де росто - вагова різниця + 10,1 і більше ум. од.) не супроводжувалося виконанням контрольного нормативу «залізти» на висоту 5 м по канату (табл.2).
У четвертій серії експериментальних досліджень обґрунтовано ефективність методів використання авторських велотренажерів (навчання коловому педалюванню) для збільшення швидкісно-силових якостей велосипедистів (порівняно з існуючим велотренажером-прототипом).
До початку досліджень було проведено тестування 40 юнаків 12-14- річного віку шляхом оцінки часу проходження дистанції в гіті на 1000 м з місця на велотреку. Початковий спортивний результат склав в контрольній групі «А» 92,4±1,6 с, а в експериментальних групах «Б, В, Г» 90,1±1,5 с, 94,0±1,7 с, 95,0±1,8 с відповідно.
Одночасно вивчалися зміни в серцево-судинній системі (ЧСС і ПТ). Виконання тестової вправи на початку дослідження на велотренажерах в усіх групах підвищувало ЧСС і ПТ: в (контрольній) «А» на 44,2 % і 51,0 %; в (експериментальних) «Б» на 45,2 % і 52,1 %, у «В» на 49,2 % і 54,8 %, в «Г» (комплексний режим) на 51,3 % і 56,2 % відповідно.
Фіксація часу проходження юнаками дистанції в гіті на 1000 м з місця на велотреку, визначення ЧСС і ПТ наприкінці кожного з чотирьох тижнів тренування свідчить про зміну цих показників на всіх етапах дослідження.
Таким чином, наприкінці занять спортивний результат в контрольній групі «А» (що займалася на велотренажері-прототипі) достовірно зріс на 5,4 % (p<0,05), а в експериментальних групах (що навчалися круговому педалювання на сконструйованих велотренажерах) зріс: в «Б» на 10,0 % (p<0,001); у «В» на 12,7 % (p<0,001); в «Г» (комплексний режим) на 13,5 % (p<0,001) від початкового спортивного результату.
Наприкінці четвертого тижня ЧСС і ПТ змінювалися після виконання тестової вправи в групах: в «А» на 36,1 % і 42,6 %, в «б» на 39,2 % і 46,2 %, у «В» на 43,1 % і 49,4 %; в «Г» на 47,3 % і 52,5 % відповідно.
Достовірне зниження гемодинамічних реакцій (ЧСС і ПТ) наприкінці дослідження склало в групах: «А» (контрольній) - 18,2 % (р<0,01) і - 15,4 % (р<0,01); (експериментальних) «Б» - 13,66 % (р<0,001) і - 11,8 % (р<0,05); «В» - 12,2 % (р<0,001) і - 9,9 % (р<0,01); «Г» (комплексний режим) - 8,0 % (р<0,001) і - 6,5 % (р<0,001) щодо відношення до вихідної реакції серцево-судинної системи.
Отримані дані свідчать про те, що збільшення варіативності подразника (навчання на винайдених велотренажерах і в комплексному режимі) в експериментальних групах «Б, В, Г» активізує розвиток і вдосконалення рухової функції велосипедистів, а реакції зі сторони серцево-судинної системи спостерігаються більш виражено як на початку, так і після закінчення занять порівняно з ефектами, отриманими при використанні велотренажера-прототипу в контрольній групі «А».
У п'ятій серії експериментальних досліджень обґрунтовано ефективність методів використання авторських гантелей для тренування бодібілдингістів (порівняно з тренажером-прототипом).
До початку досліджень було проведено тестування 50 юнаків 16-18 річного віку на максимальну силу і силову витривалість м'язів верхніх кінцівок. Вихідні величини максимальної сили і силової витривалості м'язів рук в контрольній групі «А» склали 52,0±1,5 кГ і 35,4±0,6 с, а в експериментальних групах: «Б» 54,0±1,7 кГ і 37,2±0,8 с; у «В» 54,4±1,1 кГ і 36,6±0,7 с; в «Г» 52,6±1,5 кГ і 35,4±0,7 с; в «Д» (комплексний режим) 52,4±1,5 кГ і 34,6±0,8 с відповідно.
Тестування рухових якостей бодібілдингістів наприкінці кожного з чотирьох тижнів тренування показало зміну показників максимальної сили і силової витривалості м'язів верхніх кінцівок на всіх етапах досліджень.
Таким чином, максимальна сила і силова витривалість м'язів рук в контрольній групі «А» (що займалася з гантеллю-прототипом) наприкінці спостережень достовірно зросли від вихідного стану на 8,5 % (p<0,05) і 6,0 % (p<0,05), а в експериментальних групах, які тренувалися з розробленими гантелями, у «Б» на 16,3 % (p<0,01) і 11,0 % (p<0,001), у «В» на 10,3 % (p<0,05) і 7,9 % (p<0,05), у «Г» на 15,2 % (p<0,05) і 10,7 % (p<0,05), у «Д» (комплексний режим) на 18,3 % (p<0,01) і 14,2 % (p<0,05) відповідно.
