Исследовательская работа "Нужна ли математика спортсмену?"

Министерство образования Республики Башкортостан МОАУ СОШ №12 городского округа город Нефтекамск РБ                                                                                 Секция «Математика» Исследовательская работа Нужна ли математика спортсмену?                                                               Выполнила:   учащаяся 5­Б класса                                                               Апкаликова  Екатерина.                                                               Научный Руководитель:                                                                    учитель математики высшей категории                                                               Гребенкина   Ирина Владимировна. Нефтекамск ­ 2017 Введение Глава 1. .Теоретическая часть  1.1 Как применяется математика в спорте Метод математического моделирования в спорте Значение алгоритма в спорте. 1.2 1.3 Глава 2.  Практическая часть исследования 2.1 2.2 Анализ результатов анкетирования 3  5 7 8   10 Заключение 12 Список использованных источников и литературы 13 Приложение (анкеты)                                                                                       14                                           Введение 2 В школе мой любимый предмет ­ математика, вне школы я занимаюсь профессиональным плаванием, но часто я слышу, что спортсмену не нужна математика, так ли это на самом деле? Актуальность данной   работы   состоит   в   том,   что   я   предлагаю рассмотреть взаимосвязь между двумя разными науками. Объект исследования: математика и спорт. Предмет исследования:  как влияют знания математики на результат в спорте. Степень   разработанности   проблемы:  в   современном   мире   интернета, телефонов, компьютеров и других «умных» устройств многие дети перестают не только   заниматься   спортом,   но   и   редко   выходят   на   прогулки   с   друзьями, предпочитая просиживать всё свободное время в интернете. Многие не знают, что     занятия   спортом   благотворно   влияют   на   умственную   деятельность   и психику человека, укрепляют его волю. Этот факт бесспорен для многих ученых, занимающихся   плаванием,   теннисом,   бегом,   лыжами,   альпинизмом.   Следует назвать многих крупных ученых — Б. Понтекорво, Дж. Литлвуда, Р. Пэли — сочетавших  науку  со спортом. Нильс Бор и Харольд Бор играли в классной футбольной команде, Нильс Бор был отличным лыжником, Альберт Эйнштейн увлекался вождением яхт. Цель работы: выяснить как взаимосвязаны математика и спорт.  Задачи: •        Изучить соответствующую литературу. •        Систематизировать и обобщить знания о взаимосвязи математики и спорта. •        Привести примеры применения математики в спорте. •        Провести мини­исследование среди своих одноклассников. Гипотеза: если   правильно   применять   знания   математики,   то   можно достичь высоких результатов в спорте. Методы исследования:  Изучение литературы.  Использование интернет ­ ресурса при изучении вопроса.  Тестирование.  Обобщение собранного материала. 3 Научная   новизна:  в   настоящее   время   подготовка   спортсменов   ведется   с использованием математических методов при расчете тренировок, питания, дистанции и т.д. Практическая значимость:  Математика позволит грамотно построить  тренировку и максимально использовать все резервы спортсмена.                                       4 Глава 1. Теоретическая часть    Математика – точный прикладной инструмент, без неё не обойтись в любой 1. Как применяется математика в спорте. ситуации. Как это ни странно, но математика используется даже в спорте. Средняя скорость движения? Лучшее время за круг? Оценка судей?  Многие спортивные   ситуации   целесообразно   рассматривать,   анализировать   и оценивать с математических позиций.      Принято   считать,   что   математики   сутки   напролет   сидят   за   письменным столом, придумывают четырехэтажные формулы и за день изводят по пачке бумаги.   Но   без   математических   расчетов   невозможны,   ни   архитектура,   ни проектирование техники, ни даже составление режима работы светофоров на загруженных магистралях.       Математика и спорт казалось бы далеки друг от друга, но это только на первый     взгляд.   Лишь   из­за   отсутствия   опыта,   многим   людям,   занятия точными науками и спортом представляются мало совместимыми.                                           Существует две математики.  Первая  – математика, предметом изучения которой является искусственные конструкции, созданные математиками в процессе их свободного творчества.  Вторая   – изучает «реальные» математические структуры, так называемая, прикладная   математика.     Например:   математика   в   технике,   математика   в экологии, математика в архитектуре и в том числе математика в спорте. Математика   и   скорость   спортсмена.  Математика   присутствует   в   спорте повсюду и даже в самых элементарных подсчетах, которые требуются для выявления   победителей.   Например,   один   из   сильнейших   русских   пловцов 5 Борис Девяткин проплыл 30­километровую дистанцию за 9 часов 6 минут, его скорость   равна   3.3   км   в   час,   которую   мы   определили   по   математической формуле.   По статистике  быстрее всех плавают кролисты, они стометровую дистанцию преодолевают за 58 секунд ­   это более шести километров в час. С такой скоростью редко двигается и пешеход!     Интересный   случай   можно   привести   про   плавание   кролем.  Еще   полвека назад считали, что плавать кролем на дистанцию длиннее 50 метров почти невозможно:   пловец   не   выдержит   быстрого   темпа.   Но   вот   в   1912   году австралийский пловец Дюк Коханамоку впервые проплыл кролем 100 метров за 1 минуту 1,6 секунды. В то время это было рекордом скорости. Тогда знатоки сказали: «Это предел. Быстрее преодолеть стометровую дистанцию невозможно».   Пророчество   это   не   оправдалось.   Сейчас   многие   пловцы проплывают 100 метров кролем менее чем за одну минуту. Кролем плавают не только на короткие, но и на длинные дистанции.      В   истории   баттерфляя   повторяется   то   же   самое,   что   было   с   кролем. Западноевропейские   и   американские   пловцы,   и   тренеры   утверждали,   что баттерфляем   можно   плавать   лишь   на   короткие   дистанции   –   на   50   и   100 метров, в крайнем случае, на 200 метров. Мировой рекорд американца Кезли в плавании на 200 метров баттерфляем – 2 минуты 37,3 секунды – долгое время   считался   пределом   возможностей.   Русские   и   венгерские   пловцы опровергли   это   мнение.   Они   создали   особый   стиль   баттерфляй,   более совершенный, чем американский. Благодаря этому им удалось не раз побивать мировой рекорд на 200 метров и довести его до 2 минут 27,2 секунд. Математика и расчет дистанции.  Тот, кто умеет хорошо плавать, тот умеет правильно   дышать.   Ни   одно   упражнение   так   не   развивает   дыхание,   как плавание.   Недаром   плавание   называют   гимнастикой   для   лёгких.   Для   того чтобы проплыть один километр, пловец должен сделать до пятисот глубоких вдохов  и   выдохов.  Этим   он   не  только   обогащает   кровь   кислородом,  но   и 6 укрепляет легкие.   У многих пловцов жизненная емкость легких достигает 5000–6000   кубических   сантиметров,   а   у   знаменитого   пловца   заслуженного мастера спорта   Леонида Мешкова   – даже 7 000, кубических сантиметров. Это вдвое больше, чем у взрослого мужчины, не занимающегося спортом.    Прежде чем научиться плавать, новички должны научиться дышать в воде. Стоя в бассейне или в реке, они при вдохе поворачивают лицо в сторону, а при выдохе опускают его вниз. Тренер внимательно следит, чтобы из воды поднималось   как   можно   больше   воздушных   пузырьков.   Чем   больше пузырьков,   тем   глубже   и   правильнее   дыхание   пловца.   Затем   начинающий пловец учится согласовывать дыхание с движениями руки ног.   Правильный расчет дистанции: количество вдохов и количество гребков – это ступень  к мастерству и помогает в этом математика. Расчет нагрузки и питания невозможно без математики.   тренировочного   процесса,    При планировании   в   обязательном   порядке   производится математический   расчет   различных   видов   тренировок.   Не   проводя математического   моделирования   той   или   иной   тренировки,   нельзя   давать нагрузку   спортсмену,  так   как   в  процессе   учитываются:   рост,  вес,  возраст, частота сердечных сокращений в минуту, показатели артериального давления, степень подготовленности спортсменов и многое другое. Только правильно спланированный   и   примененный   тренировочный   план   не   наносит   вреда здоровью   спортсмена   и   позволяет   им   приобрести   хорошую   физическую форму и добиться значимых спортивных результатов.     Усложняют   расчет   суточного   рациона   особые   требования   к   водному   и углеводному обмену (спортсмен не должен испытывать жажду и недостаток углеродов, как основных источников энергии). 2. Метод математического моделирования в спорте. 7 С   использованием   компьютерной   техники,   новейшие   технологии,   основанные   на   методах   математического   моделирования   процессов,   все активнее входят в нашу жизнь в целом, и в спорт в частности. Так, сегодня разработаны  программы, которые  на  основании  обследования  начинающего спортсмена   помогут   точнее   определить,   на   что   способен   его   организм, подскажут, будет ли он спринтером или стайером и какой стиль для него предпочтительнее.     Математика   позволит   грамотно   построить   тренировку   и   максимально использовать все резервы спортсмена. Для подготовки спортсменов высшего класса с помощью компьютерной техники строится очень сложная модель с учетом   индивидуальных   физических   и   прочих   особенностей   организма конкретного спортсмена и проводится теоретический расчет для нахождения оптимальных   движений   при   выполнении   каждого   технического   приема (отталкивание   от   трамплина   при   выполнении   прыжка   в   воду,   гребка   в плавании   и   т.д.).   Затем   полученные   расчетным   путем   «показания­ рекомендации» спортсмены отрабатывают на практике. Так, для подготовки пловца   Александра   Попова   (многократного   чемпиона   мира,   Европы, олимпийского   чемпиона)   его   тренер   Геннадий   Турецкий   использовал компьютерную модель, которая позволила выявить и отработать оптимальную   дающую   максимальную   скоростную для   пловца   технику   гребка, эффективность. 3. Значение алгоритма в спорте.       Алгоритм   ­   точная   последовательность   действий   для   достижения   поставленной цели.    Алгоритмы применяются в математике и информатике, а также в спорте. Как в математике, так и в спорте очень важно знать определённые правила для составления алгоритма:  ­во­первых, в построении тактики: ускорение в начале или в конце заплыва; 8 ­во­вторых, сопротивление воды;   расчёт   физической   нагрузки:   учитывается   дистанция, ­в­третьих,   психологический настрой; настрой на победу, побороть чувства страха; ­в­четвертых,   наблюдение   за   противником:   наблюдение   за   техникой, ускорением, психологический настрой противника перед стартом.   9 Глава 2.  Практическая часть исследования.            Для   того   чтобы   ответить   на   вопрос   «Точки   соприкосновения   математики   и   спорта?»   я     провела   анкетирование   среди   нашей   школы   и тренерами­преподавателями   спорта.   В   результате   исследования     пришла   к выводу, что три точки соприкосновения: скорость, время и расстояние ­ это основные   показатели   в   спорте,   которые   вычисляются   при   помощи математики.  Точки соприкосновения  математики и спорта на соревнованиях, по мнению тренера. Точки соприкосновения: Скорость Математика Спорт Быстрота   выполнения действий Скорость счета устного   Нормативное   время выполнения   того   или иного задания Время решения задачи 10   движения Скорость броска Скорость мяча Скорость   движения   по трассе Скорость движения рук и ног Скорость   движения   по льду Скорость   в   принятии решения Время   разминки Время   прохождения тайма Время   прохождения дистанции выполнения Время Расстояние Отметка секундомера Длина дистанции Длина прыжка Дальность шайбы, мяча Игровая площадка   передачи Выносливость реализация имеющихся знаний    и                                      Итоги анкетирования «Твое отношение к спорту».   Работая над темой, я провела анкетирование среди   обучающихся   нашей школы на предмет их отношения к спорту и математике. В опросе  приняло участие 75 человек.  Занимаешься ли ты спортом вне уроков физкультуры? (90%­ да) Делаешь ли ты зарядку? (60%­ да) Соблюдаешь режим дня? (45%­да) Хватает ли тебе   времени на тренировку и на выполнение домашнего 1. 2. 3. 4. задания? (100%­да) 5. 6. (50%­да) 7. 8. форме, быть чемпионом) 9. Следишь ли ты за спортивными событиями страны? (45%­да) Как ты думаешь, нужна ли спортсмену математика? Если да, то почему? Как ты думаешь, нужна ли спортсмену диета? (45%­да) Почему ты занимаешь спортом или танцами? (Полезно, чтобы быть в Если бы в школе, возможно было организовать любую секцию, то какой вид спорта ты бы выбрал? (плавание, гимнастика, борьба, настольный теннис.) 10. Как ты думаешь, спорт помогает тебе в жизни? Если да, то напиши примеры. (Чтобы   быть   здоровым   и  красивым,  чтобы   быстрее   добежать   до школы, спорт помогает во всем).    Ребята, которые имеют успехи по математике, также успешны и в спорте. Можно  заметить,  что  им  легче   преодолевать  трудности   в   жизни, учебе. 11 Заключение В целях подтверждения гипотезы  я показала, как применяются знания математики в спорте. Математика   –   это   наука,   которая   изучает   величины,   количественные отношения   и   пространственные   формы.   Математика   царица   всех   наук. Математика   невозможна   без   цифр.   Мы   повсюду   видим   использование натуральных чисел в любых видах спорта. В каждом соревновании ведется счет на время. Без счёта нет и игры. В математике жизнь спорта. Давайте рассмотрим некоторые примеры: Немало   интересных   закономерностей   математики   обнаружили   в   спорте.   В числе прочего они объяснили, почему левши имеют преимущество при игре в бейсбол,   вывели   связь   между   длиной   пятки   и   спринтерскими   качествами спортсмена, определили идеальную форму шара для гольфа и разработали наиболее эффективную тактику удара клюшкой. В атлетике крайне важны арифметические   расчеты   при   разбеге   прыгуна   в   длину   для   максимально четкого   попадания   «шиповкой»   на   планку   отталкивания.   Так   же   крайне важным   арифметическим   попаданием   является   степень   упругости   шеста   у прыгунов в высоту. По мнению специалистов, в настоящее время подготовка спортсменов с использованием   математических   методов   при   расчете   тренировок применяется   только   на   уровне   олимпийских   сборных.   При   подготовке олимпийских спортсменов применяются специальные программно­аппаратные методы   оценки   состояния   спортсменов,   расчет   выхода   на   пик   спортивной формы   строится   на   основании   анализа   крови   спортсменов   до   и   после тренировок,   физических   параметров   и   т.д.   С   помощью   специальных программных комплексов рассчитывается рацион питания. На более низком уровне   подготовки   (региональные,   районные   сборные)   к   сожалению, математические   методы   в   подготовке   спортсменов   не   применяются, возможно, в связи высокой стоимостью оборудования.     Я   люблю   спорт   и   математику   и   серьезно   думаю   о   профессии   тренера. Тренер   —   инженер­наладчик,   помогающий   спортсмену   в   саморазвитии задатков­способностей,   которые   заложены   в   человеческом   теле   и 12 востребованы определенным видом спорта, доводя их до ярко выраженного индивидуального уровня. Так как в спорте присутствует и порядок, и мера, математика для него не может быть сторонней наукой. Список используемой литературы Информация с сайта: http://www. maa. org/pubs/Mathematics_and_Sports. html http://lib.sportedu.ru http://www. mathaware. org/mam/2010/ 1. Волков В. М., Филин В. П. Спортивный отбор. –Москва: Физкультура и спорт, 2008, 175с. 2. Журнал ВФП «Плавание»­ Москва.2017 №5, №7. 3. Зачем и как плавать? –методические рекомендации –Сочи. 2007, 16с. 4. Каунсилмен Д. Е. Спортивное плавание: Пер. с англ. ­ Москва: Физкультура и спорт, 1982 ­ 208 с. 13 Приложение Анкеты обучающихся 14