Физические упражнения обычно выполняются в переменных условиях. Условия внешнего окружения бывают довольно постоянными (например, в гимнастике, легкой атлетике) или очень изменчивыми (например, в спортивных играх). Однако, если внешнее окружение даже мало изменяется, существуют две группы внутренних факторов, создающих переменные условия выполнения движений: неизбежные рассогласования напряжений нескольких сот мышц и многочисленные, не предусмотренные заранее, пассивные механические силы (инерционные и реактивные) внутри биомеханической системы. Таким образом, внутренние и внешние механические условия переменны. Поэтому переменны и потоки информации, что и обусловливает приспособление движений к условиям действия. Управление движениями в таких условиях чрезвычайно сложно и, вместе с тем, очень совершенно.
Функциональная структура двигательного действия –закономерности такого объединения множества функций (ФС по Анохину), которое необходимо для успешного решения двигательной задачи.
Для выполнения любого действия в организме формируется функциональная система – объединение множества функций. К ним относятся энергетическое обеспечение действия, само двигательное исполнение и управление тем и другими процессами.
Управление как способ достижения цели возможно лишь тогда, когда эта цель имеется. В двигательных действиях целью управления служит двигательная задача.
Двигательная задача - это обобщенные требования к двигательному действию, которые определяются характером предстоящего действия и общей последовательностью его этапов.
В каждом двигательном действии человека осуществляется определенная двигательная задача. Она может заключаться в достижении определенной конечной цели (забросить шайбу в ворота) либо в выполнении заданного процесса движения (выполнить комбинацию на гимнастическом коне) . Решение двигательной задачи представляет собой цель управления движениями. Двигательная задача есть как бы образец того, чего еще нет ("модель потребного будущего", по Н.А. Бернштейну).
Задача может быть поставлена извне и заранее (требования соревнований, задание тренера). Она может возникнуть произвольно у самого спортсмена. Могут быть такие сочетания внешних и внутренних причин, которые вызывают изменение двигательной задачи или появление новой.
Всегда в ее формировании так или иначе участвует информация: а) о внешнем окружении, в котором надо выполнять задачу; б) о состоянии готовности спортсмена; в) о прошлом опыте (информация, извлеченная из памяти). Будущее формируется на основе настоящего и прошлого.
Если задача отвечает на вопрос: "Чего следует достичь?", -то нужно еще получить ответ на вопрос: "Как этого достичь?". На этот вопрос ответ дает программа управления.
Программа управления — это выработанные состав и последовательность движений, целесообразных в конкретных условиях при решении поставленной двигательной задачи.
В процессе физического воспитания развиваются двигательные качества, формируются двигательные навыки, создаются возможности решения двигательных задач. С точки зрения управления движениями занятия физическими упражнениями обеспечивают накопление множества программ, накопление двигательных возможностей.
Формирование программ управления - очень многосторонний процесс, в связи с тем, что и само управление имеет много сторон. Так, необходимы программы подготовки - предварительных изменений состояния системы перед действием и в ходе самого действия, перед каждой его фазой; программы выбора - определения варианта, наиболее соответствующего изменяющимся условиям; программы слежения - сопоставления фактического выполнения и оптимальной программы в данных условиях; программы цели - программы мобилизации возможностей перестройки движений при помехах для сохранения оптимального варианта действий; программы усиления - аварийные программы достижения цели даже не лучшим вариантом, использование резервов в тяжелой ситуации и др. Каждая из названных программ также требует многих более детализированных "подпрограмм", ведь управление движениями человека относится к сложнейшим процессам в мире.
Контроль над выполнением программы осуществляется при помощи сигналов обратной связи, обеспечивающих слежение, сличение, поправки, перестройки и др. процессы.
В этом контроле при выполнении физических упражнений крайне важное место занимает самоконтроль на основе отчетливых двигательных представлений.
Итак, управление движениями осуществляется благодаря передаче и переработке информации - устанавливается двигательная задача, выбираются необходимые, выработанные заранее программы, а также создаются новые, передаются команды мышцам, ведется постоянный контроль над ходом действия, что и обеспечивает выполнение необходимого двигательного действия.
Все воздействия на движения можно разделить на управляющие и сбивающие.
Управляющие воздействия - это напряжения мышц, посредством которых вызывают и изменяют соответствующие движения. Эти воздействия ведут к поставленной цели, обеспечивают выполнение двигательной задачи. Команды, посылаемые мышцам, благодаря обратной связи учитывают также и другие внутренние и внешние силы, приложенные к телу. В том случае, если другие (не мышечные) силы способствуют достижению цели, используются в управлении, их тоже следует считать управляющими воздействиями.
Сбивающие воздействия всегда возникают при движениях. Их принято называть помехами. Они препятствуют достижению цели, могут нарушать правильность движений. Часть помех неустранима - это те силы, которые неизбежны в движениях в виде внешних сопротивлений (трение, сопротивление водной среды и т. п.) • С этими помехами ведется борьба посредством приспособления к ним управляющих воздействий заранее и устранения возникающих отклонений от программы управления.
Даже при самом совершенном повторении упражнения под влиянием помех возникают отклонения. Это могут быть отклонения в разных характеристиках, у разных звеньев тела, в разные фазы движений. Всегда наблюдается изменчивость движений в виде неповторимости характеристик, их разброса. Изменчивость можно рассматривать как приспособительную, случайную и коррекционную.
Приспособительная изменчивость характеризуется предварительными изменениями системы движений, которые соответствуют переменным условиям. В этом случае управляющие воздействия заранее приспосабливаются к предстоящим условиям действия, т.е. происходит подготовка к встрече с помехами, и отклонения не наступают. Здесь важно успеть подготовиться и точно дозировать необходимое изменение. Однако само приспособление представляет уже какое-то изменение выполняемой программы. Это хотя и частичное, но все-таки тоже отклонение, и оно должно быть возмещено.
Случайная изменчивость вызвана возмущениями, не предвиденными полностью, т.е. возникает тогда, когда приспособительная изменчивость недостаточна, не обеспечивает нейтрализации помех в переменных условиях. Отклонения, мешающие достижению цели, существенные. Это недостатки и ошибки в выполнении упражнений. Большое количество отклонений можно считать несущественными, поскольку они не нарушают в целом правильности движений, не снижают эффективности упражнений, безразличны для результата.
Коррекционная изменчивость характеризуется изменениями для исправления возникающих отклонений. Это те изменения в управлении движениями, которые приостанавливают начавшееся случайное существенное отклонение и далее направлены на восстановление правильного выполнения программы. В основе коррекции лежит сличение заданной программы с текущим выполнением движений, выявление отклонений и их устранение. Для этого необходима программа, продиктованная двигательной задачей, и информация по каналам обратной связи об обстановке и ходе движений.
Именно приспособительная (предупреждающая отклонения) и коррекционная (исправляющая отклонения) изменчивость делают успешной борьбу с помехами, предупреждают и устраняют случайные существенные отклонения.