Спортивна метрология

ление плана экспертизы; 4) проведение опроса экспертов; 5) анализ и обработку полученной информации.

Наиболее важные этапы экспертизы рассмотрены в разделах

5.2.1 и 5.2.2.

5.2.1. Отбор экспертов

Этот этап экспертизы наиболее важен, так как достоверные данные можно получить не от всякого специалиста. Экспертом может быть человек: 1) обладающий высоким уровнем профессиональной подготовки; 2) способный к критическому анализу прошлого и настоящего и к прогнозированию будущего; 3) психологически устойчивый, не склонный к соглашательству.

Есть и другие важные качества экспертов, но указанные выше должны быть обязательно. Так, например, профессиональная компетентность эксперта определяется: а) по степени близости его оценки к среднегрупповой; б) по показателям решения тестовых задач.

Объективная оценка пригодности эксперта определяется по формуле:

(7)

где М ист — истинная оценка; М — оценка эксперта.

Желательно иметь однородную группу экспертов, но если это не удается, то для каждого из них вводится ранг.

Согласованность мнений экспертов определяется по величине коэффициента конкордации:

(8)

где S — сумма квадратов отклонений сумм рангов, приписанных каждому объекту оценки, от средней суммы рангов; т — количество экспертов; п — количество объектов оценки.

Достоверность экспертизы зависит не только от качественных особенностей экспертов, но и от их числа. Оно определяется по формуле:

(9)

где Z (р) — аргумент функции распределения; v — коэффициент вариации; е — относительная погрешность оценок.

5.2.2. Подготовка и проведение экспертизы

Подготовка экспертизы сводится в основном к составлению плана ее проведения. Наиболее важными его разделами являются подбор экспертов, организация их работы, формулировка вопросов, обработка результатов.

Существует несколько способов проведения экспертизы. Наиболее простой из них — р а н ж и р о в а н и е , которое состоит в определении относительной значимости объектов экспертизы на

51

основе их упорядочения. Обычно наиболее предпочтительному объекту приписывается наивысший (первый) ранг, наимение предпочтительному — последний ранг.

После оценивания объект, получивший у экспертов наибольшее предпочтение, получает наименьшую сумму рангов. Напомним, что в принятой оценочной шкале ранг определяет только место объекта относительно других объектов, подвергшихся экспертизе. Но оценить, насколько далеко эти объекты отстоят друг от друга, ранжирование не позволяет. В связи с этим метод ранжирования используется сравнительно редко.

Большее распространение получил метод непосредствен - но й о ц е н к и объектов по шкале, когда эксперт помещает каждый объект в определенный оценочный интервал.

Рассмотрим следующий пример. Предположим, что группа экспертов должна оценить перспективы совершенствования методики тренировки в своем виде спорта. Руководители экспертизы предложили им, используя десятибалльную шкалу, оценить весомость каждого из факторов совершенствования методики тренировки (табл. 15).

Из таблицы видно, что, по мнению экспертов, развитие методики тренировки должно идти на основе повышения объема специализированных нагрузок, и прежде всего — специализированных упражнений повышенной сложности.

Третий метод экспертизы: последовательное сравне - ни е факторов.

Сравнение объектов экспертизы с помощью этого метода проводится так:

1)вначале они ранжируются в порядке значимости;

2)наиболее важному объекту приписывается оценка, равная единице, а остальным (тоже в порядке значимости) — оценки меньше единицы — до нуля;

52

3)эксперты решают, будет ли оценка первого объекта пре восходить по значимости все остальные. Если да, то оценка «веса» этого объекта увеличивается еще больше; если нет, то тогда при нимается решение уменьшить его оценку;

4)эта процедура повторяется до тех пор, пока не будут оце нены все объекты.

И наконец, четвертый метод — м е т о д п а р н о г о сравне - н и я — основан на попарном сравнении всех факторов. При этом устанавливается в каждой сравниваемой паре объектов наиболее весомый (он оценивается баллом 1). Второй объект этой пары оценивается в 0 баллов.

При использовании этого метода эксперты заполняют специальную таблицу — так называемую матрицу парных сравнений. В ней сопоставляемые объекты фиксируются дважды: в строке и столбце (табл. 16).

Завершается расчет определением среднего ранга объекта, на основании оценок всеми экспертами:

(13)

Рассмотрим на конкретном примере методику такой экспертизы

(табл. 17).

Здесь представлена индивидуальная матрица эксперта, которому нужно сравнить пять разных упражнений. Вначале он последовательно сравнивает 1-е и 2-е упражнения, 1-е и 3-е, 1-е и 4-е, 1-е и 5-е, затем 2-е и 3-е и т. д. Оценки проставляет на пересечении номеров сравниваемых упражнений.

После того как все эксперты заполнят свои матрицы, руководитель экспертизы должен их обработать. Для этого необходимо сложить оценки всех экспертов. Если согласованность оценок у экспертов высока, то в соответствии с их обобщенным мнением наиболее эффективными упражнениями для мужчин среднего возраста являются медленный бег и общеразвивающие упражнения.

Если экспертиза проводится в виде совместной работы специалистов, то на результатах некоторых из них сказывается груп-

о п р о с о в (так называемый метод Дельфы *).

Основные отличия этого метода от остальных в следующем:

* Он назван так в честь города Древней Греции Дельфы. В нем был совет дельфийских мудрецов-оракулов, которые предсказывали будущее после тщательного обсуждения, которое считают прообразом экспертизы.

54

1) исключается непосредственное взаимодействие экспертов;

вает его результаты по схеме, представленной на рис. 11. Из нее видно, что опрашивали 11 экспертов, их оценки ранжировали и расположили по шкале. Определяются медиана (М) и квартили (Q1 и Q2), которые характеризуют групповое мнение в диапазоне согласованных оценок;

Рис. 11. Оценка результатов экспертизы с помощью расчета медианы {М) и квартилей (Q1 и Q2 ). N1, N 2 . . . N 1 1 — номера экспертов

4)полученные результаты сообщают тем, чьи оценки вышли за диапазон (это эксперты № 1, 2, 3, ... 11). Им необходимо объяснить причины расхождений с остальными специалистами;

5)следующий этап — экспертов знакомят с материалами объяснений (при этом, естественно, не называя тех, от кого они получены).

На этом первый тур экспертизы заканчивается, анализ результатов оценивания (см. рис. 11) и причин различий дает некоторым экспертам возможность пересмотреть свои взгляды. Прежде всего это касается тех, чьи оценки вышли за диапазон Q1 и Q2 .Во втором и последующих турах оценки сближаются.

Экспертиза заканчивается, когда в очередном туре оценки экспертов не изменяются.

5.3. АНКЕТИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ЭКСПЕРТИЗЫ

Широкое распространение в физической культуре и спорте получил такой метод экспертных оценок, как а н к е т и р о в а н и е . Анкета здесь представлена как последовательный набор вопросов, по ответам на которые судят об относительной важности рассматриваемого свойства или о вероятности свершения какихлибо событий.

При составлении анкет наибольшее внимание уделяется четкой и осмысленной формулировке вопросов. По своему характеру они подразделяются на следующие типы:

1)вопрос, при ответе на который необходимо выбрать одно из заранее сформулированных мнений (в некоторых случаях каж дому из этих мнений эксперт должен дать количественную оценку

вшкале порядка);

2)вопрос о том, какое решение принял бы эксперт в опреде ленной ситуации (и здесь возможен выбор нескольких решений с количественной оценкой предпочтительности каждого из них);

55

3) вопрос, требующий оценить численные значения какой-либо величины.

Опрос может проводиться как очно, так и заочно в один или несколько туров.

Развитие вычислительной техники позволяет проводить анкетирование в режиме диалога с ЭВМ. Особенностью диалогового метода является составление математической программы, предусматривающей логическое построение вопросов и очередность их воспроизведения на дисплее в зависимости от типов ответов на них. В память машины закладываются стандартные ситуации, позволяющие контролировать правильность ввода ответов, соответствие численных значений диапазону реальных данных. ЭВМ контролирует возможность ошибок и в случае их появления находит причину и указывает на нее.

Рассмотрим пример диалогового анкетирования студентов МГУ об объеме их двигательной активности во время учебных семестров, экзаменационных сессий и каникул (Тимошкин В. Н.). Двигательная активность включала в себя обязательные занятия физическими упражнениями на уроках, тренировки в спортивных секциях, трудовую, бытовую и художественную деятельность, связанную с физическими нагрузками.

Анкетируемые студенты располагаются в терминальном классе, каждый:

вопросы: «Сколько раз в неделю посещали занятия?»,. «Сколько времени затрачивали на выполнение физических упражнений в заня-

56

тии?» В число вопросов входил и такой: «Какие физические упражнения использовались на занятии?»

По другим видам двигательной активности последовательно задавались аналогичные вопросы. Например, если студент отвечал, что увлекся танцами, то его опрашивали о том, сколько раз в неделю танцует, какие танцы и т. д.

В результате ответов на базовые вопросы формируется оценка объема двигательной активности не только во временных, но и в энергетических показателях (для этого в память ЭВМ вводятся средненормативные затраты энергии в ккал или кДж при выполнении упражнений, в бытовой или трудовой физической работе).

На рис. 12 показаны результаты анкетирования, которые представляются студенту сразу же по окончании машинного диалога. Из них видно, какими были объемы двигательной активности в учебных семестрах (С), во время экзаменационных сессий (Э) и каникул (К).. Имея такие данные, можно оценить объем и структуру двигательной активности и на основании этого разработать оптимальную программу физического воспитания.

Глава 6

ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ МЕТОДЫКОНТРОЛЯ

В практике физического воспитания и спорта используются визуальные и инструментальные методы контроля. В первом случае специалисты (тренеры, научные работники, спортсмены), наблюдая за действиями спортсмена на соревнованиях и тренировочных занятиях, получают преимущественно качественное представление о его подготовленности. Результат визуальной оценки зачастую субъективен, не основан на четких критериях, его трудно использовать для сравнительного анализа.

Инструментальные методы контроля объективны. С их помощью получают количественную оценку любых характеристик и показателей действий спортсмена; изменений, происходящих в его организме при выполнении упражнений и т. п. В основе инструментальных методов контроля лежат измерительные системы.

6.1. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ

На рис. 13 представлена типовая схема измерительной системы. Она состоит из следующих блоков. Первый — объект измерения, это могут быть действия спортсмена в соревнованиях или тренировочных занятиях, различные функциональные системы организма и т. п. Второй блок—устрой-

ческую (гидравлическую, пневматическую) величину на основе физического закона о связи между ними. Здесь же происходит усиление сигнала.

Следующий блок предназначен для вычислительных операций. Напомним, что измерением называется операция сравнения измеряемой величины с мерой (эталоном). Воспринятое датчиком значение физической величины после преобразования и усиления сравнивается с эталоном и через следующий блок — блок передачи измерительной информации — передается на устройство для ее отображения (и, если нужно, для хранения и автоматической обработки на ЭВМ).

6.1.1. Характеристика датчиков, воспринимающих информацию

Основное назначение датчиков — восприятие физических вели чин, характеризующих измеряемые явления (например, движений, выполняемых спортсменами). Наиболее употребительны для этого следующие датчики.

1. Фотодиоды. Они используются в устройствах, с помощью которых измеряют время движений. Предположим, что нужно измерить время пробегания каждого пятиметрового отрезка в бе ге на 100 м. Для этого на дорожке стадиона через каждые 5 м устанавливаются фотодиодные датчики (первый блок измеритель ной системы). Основу этих датчиков составляет слой, восприни мающий световой поток (так называемый р-п переход). Во время пробегания спортсмена мимо датчика изменяется световой поток и уменьшается освещенность слоя.

Когда датчик освещен, то на его клеммах есть электрическое напряжение, при этом одновременно снижается его внутреннеесопротивление. Как только тело спортсмена уменьшает световой поток, внутреннее сопротивление датчика возрастает, а электрическое напряжение снижается. Это и есть сигнал (информация), воспринятый датчиком и преобразованный в физические величины (сопротивление и напряжение). Такие сигналы с каждого фотодиода последовательно передаются в другие блоки измерительной системы, сравниваются с эталонами, обрабатываются и отображаются в виде времени (или скорости) бега.

Входная величина фотодиодов — освещенность, выходная — постоянный ток. Они чувствительны в диапазоне от 0 до 500 Гц и имеют погрешность в 1—3%. Это один из недостатков фотодиодов, и его нужно учитывать при особо точных измерениях.

2. Реостатные датчики. Они используются в устройствах, с по мощью которых измеряют амплитуду движений в различных суста вах. Предположим, что нужно измерить изменение угла в колен ном суставе во время удара по мячу ногой. Для этого можно использовать реостатный датчик (потенциометр), укрепленный на этом суставе.

Принцип действия реостатных датчиков основан на том, что

58

омическое сопротивление проводника R зависит от его длины l, площади сечения q и удельного сопротивления материала р:

(14)

При изменении суставного угла может изменяться любая из трех переменных, и это будет сказываться на величине сопротивления. Изменение угла в коленном суставе во время удара зависит от взаиморасположения бедра и голени в ходе движения. По этому критерию может оцениваться и техника выполнения удара.

Входная величина реостатного датчика — линейное и угловое перемещение, выходная — изменение сопротивления. У него сравнительно небольшие погрешности, высокая чувствительность.

3. Тензорезисторы. Они являются чувствительным элементом измерительной системы, с помощью которой оцениваются динамические показатели движений. Необходимость такой оценки очевидна: быстрота бега зависит от силы отталкивания (следовательно, тренер должен ее знать), дальность полета мяча — от силы удара; уровень силы определяет, сможет ли акробат сделать тройное сальто, а гимнаст — «крест» (упор руки в стороны на кольцах) и т. д.

Как же определить, например, силу отталкивания в беге? Для этого спортсмен должен бежать по дорожке, в которую вделаны чувствительные элементы — тензорезисторы. Можно поступить иначе — укрепить тензорезисторы в подметках беговых туфель. Взаимодействие спортсмена с дорожкой во время опорного периода приводит к деформации и дорожки и обуви и, следовательно, к деформации тензорезистора. Величина этой деформации пропорциональна силе взаимодействия. Таким образом, определив деформацию, можно рассчитать приложенную силу.

В основе тензорезисторов лежит тот же физический принцип, что и реостатных датчиков: при растяжении или сжатии проводника изменяются его длина, площадь сечения и удельное сопротивление. Эти изменения зависят от вектора силы и в пределах упругости материала проводника пропорциональны ей.

На рис. 14 изображены основные типы тензорезисторов. Индексом а обозначен проволочный тензорезистор, изготавливаемый из константана. Это тонкая

Тензорезисторы пригодны для измерения как статических, так и динамических нагрузок.

Входная величина тензорезисторов — перемещение, выходная — изменение сопротивления. Достоинством их являются малая погрешность измерений, устойчивость к вибрациям, невысокая стоимость. Недостатки: низкая чувствительность, необходимость тщательного приклеивания.

4.Акселерометры. Предназначены для измерения ускорений;;

воснове работы такого датчика лежит измерение силы инерции, возникающей при движении. Сила инерции вызывает отклонение массы акселерометра, которое прямо пропорционально ускорению. Это отклонение измеряется тензорезистором или пьезоэлектрическим датчиком.

6.1.2. Характеристика преобразователей информации

Из рис. 13 видно, что информацию, воспринятую датчиками, необходимо преобразовать в величину, пригодную для последующего анализа. Делается это по многим причинам: слишком разнообразны входные (измеряемые) величины; не для всякой из них есть шкала мер; значительны трудности передачи измерений величины в ее исходном виде.

Преобразование осуществляется с помощью устройств, на выходе которых формируется сигнал, удобный для последующего анализа. Например, изменение длины проводника, вызванное воздействием силы, преобразуется в электрическое напряжение.

В процессе преобразования измерительной информации происходит и усиление сигнала, воспринятого датчиком.

6.1.3. Вычислительные операции в измерительной системе

Следующий блок измерительной системы осуществляет вычислительные операции. Так как измерение — это сравнение с эталонной мерой, зарегистрированный сигнал нормируется в соответ-

зовании операционных усилителей, в которых осуществляются арифметические операции.

Д и с к р е т н ы е методы вычислений основаны на применении двоичных элементов, которые могут принимать только логические значения «О» или «1».

6.1.4. Передача измерительной информации

Для передачи результатов измерений используются телеметрические системы. С их помощью измерительная информация передается по проводам или с помощью радиоволн.

П р о в о д н а я т е л е м е т р и я применяется преимущественна

60