- •Глава I. Наука об измерениях в спорте
- •§1. Предмет спортивной метрологии
- •§2. Становление спортивной метрологии
- •Глава II. Общие основы метрологии
- •§3. Особенности измерений в физической культуре и спорте
- •§4. Шкалы измерений
- •§5. Физические величины как объект измерений
- •§6. Средства измерений
- •Поверка средств измерений
- •Калибровка
- •Методы и схемы поверки
- •Поверочные схемы
- •Стандартные справочные данные
- •§7. Эталоны, их классификация и виды
- •Рис. 1. Способ хранения эталона массы
- •§8. Технические средства контроля эффективности обучения и тренировки
- •Состав измерительной системы
- •Рис. 2. Состав измерительной системы для регистрации состояния спортсмена
- •Монитор сердечного ритма
- •Рис. 5. Внешний вид устройства Garmin c нагрудным датчиком ЧСС.
- •Велоэргометры
- •Технические характеристики Kettler RX1
- •Технические характеристики Kettler RX7
- •Беговые дорожки (тредбаны)
- •Технические характеристики Kettler BOSTON XL
- •§9. Методы регистрации характеристик в спортивной метрологии
- •Оптические методы
- •Метод оптической компьютерной топографии
- •Кинезиологические методы
- •Электромеханические методы
- •Радиоэлектронные способы передачи информации
- •§10. Метрологический контроль технической подготовленности спортсменов
- •Рис. 9. Основные критерии технической подготовленности спортсмена
- •Характеристика составных частей измерительной системы
- •Таблица 1
- •Рис. 12. Персональные показатели игроков за матч.
- •Рис. 14. Результаты технических действий игроков команд.
- •Рис. 17. Пример начисления очков за действия в защите.
- •Глава III. Математическое обеспечение метрологического контроля
- •§11. Первичная обработка спортивных показателей
- •§12. Генеральные параметры и их выборочные оценки
- •12.1. Характеристики положения
- •Таблица 2
- •Медианой (Ме) называется вариант xl такой, что
- •Таблица 3
- •В рассмотренном случае Ме = 4, так как
- •12.2. Показатели рассеивания
- •Таблица 4
- •12.3. Показатели формы распределения
- •Таблица 5
- •Итоги сезона в Германии 2006-2007
- •Итоги сезона в России. 2006 год
- •Италия 2006-2007
- •Испания 2006-2007
- •Англия 2006-2007
- •Россия 2005
- •Россия 2004
- •Россия 2003
- •§13. Нормальное распределение в спорте
- •Рис. 24. Кривая нормального распределения
- •Правило трех сигм.
- •Порядок расчёта теоретических частот распределения.
- •Покажем порядок расчёта теоретических частот распределения m´ на тестировании (по Абалакову) выпрыгивания вверх волейболистов.
- •§14. Метод доверительных интервалов
- •Глава IV. Статистические гипотезы
- •§15. Статистические гипотезы и их проверка
- •Рис. 27. Схема построения проверки статистических гипотез
- •§16. Параметрические критерии согласия
- •t-критерий Стьюдента
- •Алгоритм
- •Критерий Крамера-Уэлча
- •§17. Непараметрические критерии в спорте
- •17.1. Критерий согласия Пирсона
- •В качестве критерия проверки нулевой гипотезы рассматриваем случайную величину
- •17.2. Критерий Романовского
- •В нашем случае
- •Найдем эмпирическое значение
- •17.4. Критерий Манна-Уитни
- •Испания – Россия
- •Греция – Россия
- •1) для преодоленных метров
- •Россия – Швеция
- •Голландия – Россия
- •17.5. Критерий Вилкоксона
- •Алгоритм применения Т-критерия Вилкоксона для сопоставления двух показателей испытуемых
- •17.6. Критерий Шапиро-Уилка
- •Глава V. Корреляционный анализ
- •§18. Корреляционная зависимость
- •§19. Ранговая корреляция
- •§20. Частная и множественная линейная корреляция
- •Частные коэффициенты регрессии находят по следующим формулам
- •§21. Корреляционное отношение и эффективность тренировочного процесса
- •§22. Компьютерные технологии в статистическом анализе спортивных достижений
- •Глава VI. Тестирование общей физической подготовленности
- •Общая теория тестов
- •Таблица 6
- •§23. Надежность теста
- •Таблица 7
- •Таблица 8
- •Qобщ=Qмежгр + Qвн.гр.
- •Таблица 9
- •Qобщ=Qмежгр + Qвн.гр.+ Qост
- •Рассмотрим это на примере выпрыгивания вверх юных футболистов (n=12).
- •Таблица 10
- •Корреляция имеет сильную тесноту взаимосвязи r=0,9.
- •– совместная дисперсия межгрупповая и остаточная
- •§24. Точность измерений
- •§25. Информативность теста
- •Таблица 11
- •Глава VII. Интегральная оценка спортивных результатов и тестов
- •Таблица 12
- •§26. Равномерные шкалы
- •Таблица 13
- •§27. Стандартные шкалы
- •§28. Равновероятностные шкалы
- •Таблица 15
- •Шкала оценок в баллах при прямой зависимости
- •Таблица 16
- •Шкала оценок в баллах при обратной зависимости
- •Равновероятностная шкала
- •Рис. 36. Равновероятностная шкала с распределением результатов
- •Глава VIII. Метрологические основы контроля физической подготовленности спортсменов
- •Общие требования к контролю
- •Рис. 37 Система контроля в спортивной практике
- •Контроль времени реакции
- •29.2. Информативность и надежность
- •Таблица 21
- •§30. Контроль силовых качеств
- •Таблица 22
- •30.1. Способы измерения силы
- •30.2. Добротность силовых тестов
- •Таблица 23
- •Таблица 24
- •Таблица 24
- •Таблица 25
- •Таблица 26
- •§31. Контроль уровня развития гибкости
- •§32. Контроль уровня развития выносливости
- •Таблица 27
- •Глава IX. Методы контроля функциональной подготовленности в физической культуре и спорте
- •§33. Обследования в покое и при нагрузочном тестировании
- •Таблица 29
- •Таблица 30
- •Таблица 31
- •Таблица 32
- •Таблица 33
- •Глава X. Классификация свойств и показателей спортивной подготовленности
- •Таблица 34
- •§34. Показатели спортивной подготовленности
- •Группы показателей спортивной подготовленности
- •§35. Психолого-педагогические спортивные показатели
- •Таблица 35
- •Таблица 36
- •Таблица 37
- •Таблица 38
- •§36. Показатели спортивной надежности
- •§37. Показатели личности спортсмена
- •Таблица 39
- •§38. Критерии оценки спортивной подготовленности
- •§39. Показатели стандартизации и унификации
- •Таблица 40
- •§40. Метрологические показатели
- •§41. Методология исследований
- •Наблюдение
- •§42. Сравнительные исследования
- •Проспективные исследования
- •Информированное согласие
- •Рандомизация
- •§43. Контроль наследственных влияний в спортивном отборе и прогнозе
- •Приложение
- •Приложение 1
- •Критические точки распределения F Фишера–Снедекора
- •Приложение 2
- •Критические значения критерия U Манна–Уитни
- •Приложение 2. Продолжение
- •Приложение 3
- •Критические значения критерия Т Вилкоксона
- •Приложение 4
- •Список рекомендованной литературы
выборок, когда в действительности эта гипотеза имеет место. Иными словами, он равен вероятности ошибки принять гипотезу о неравенстве средних, когда в действительности средние равны.
Алгоритм
применения t-критерия Стьюдента
1.Записать вариационный ряд результатов Х экспериментальной группы.
2.Записать вариационный ряд результатов Y контрольной группы.
3.Найти выборочные средние двух выборок x и y .
4.Найти выборочные дисперсии Sx2 и Sy2 .
5.Вычислить эмпирическое значение критической статистики
|
|
|
|
x − y |
|
|
|
|
|
|
|
tэмп = |
|
|
|
|
|
|
|
n1 n2 |
|
||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n1 + n2 |
|
|||
|
(n1 −1)Sx2 + (n2 −1)Sy2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
n1 + n2 − 2 |
|
|
|
|
|
|
6. Определить по таблице приложения 5 критическое значение tкр (α, n1 + n2 − 2) для соответствующего уровня значимости α
и данного числа степеней свободы r = n1 + n2 −2 .
Если tэмп ≥ tкр , то различия между средними значениями
экспериментальной и контрольной групп существенны на данном уровне значимости.
В целях корректности использования t-критерия на выборках проверяют выполняемость следующих требований:
1.Наблюдения в каждой из рассматриваемых групп взяты случайным образом из одной и той же генеральной совокупности (например, спортсмены одной квалификации или дети одного возраста и др.).
2.Наблюдения имеют нормальное распределение (оцениваемое, например, по критериюχ 2 Пирсона или при небольшом числе наблюдений - по критерию W Шапиро-Уилка),
иесли хотя бы для одной из групп отвергается гипотеза о нормальности распределения, то лучше применить непараметрический критерий. Справедливости ради следует отметить, что некоторые авторы [6] указывают на то, что t- критерий устойчив к отклонениям от нормальности.
85
3. Дисперсии генеральных выборок должны быть равны
(проверка, например, по F-критерию Фишера F = |
σ12 |
, причём в |
|
σ 2 |
|
|
2 |
|
числитель всегда ставится большая дисперсия, а в знаменатель - меньшая).
Приведём расчёты для сравнения групп (n1=n2=12) юных спортсменов-волейболистов и футболистов 1992 г. р. по показателям работоспособности согласно тесту PWC170/кг массы тела.
№ |
волейбол |
футбол |
|||
|
|
|
|
||
ФИО |
PWC170/кг |
ФИО |
PWC170/кг |
||
|
|||||
1 |
А. Владислав |
21,5 |
Б.Денис |
20,0 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
В. Леонид |
17,3 |
Б. Максим |
23,7 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Е. Алексей |
18,2 |
В. Кирилл |
17,1 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
К. Дмитрий |
19,0 |
Г. Илья |
22,5 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
К. Николай |
22,3 |
Ж. Роман |
23,8 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
К. Константин |
17,9 |
К. Александр |
21,8 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Р. Андрей |
19,0 |
М. Сергей |
24,3 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Р. Владимир |
17,1 |
О. Алексей |
20,4 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Ш. Кирилл |
20,2 |
П. Олег |
20,6 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
К. Евгений |
21,1 |
С. Илья |
21,6 |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
М. Егор |
24,8 |
Ш. Дмитрий |
23,2 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
П. Илья |
19,6 |
Щ. Артём |
19,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
19,8 |
|
21,5 |
|
|
|
|
|||
|
σ 2 |
5,12 |
|
4,55 |
|
|
|
|
|
|
Находим выборочные средние
х=121 (21,5 +17,3 +18,2 + 2 19,0 + + 24,8 +19,6) ≈19,8;
у=121 (20,0 + 23,7 +17,1 + + 21,6 +19,3) ≈ 21,5;
идисперсии Sх2 = Dx ≈5,12, Sу2 = Dy ≈ 4,55 .
86
Условия для проведения вычислений t-критерия соблюдены. Выборка взята из одной генеральной совокупности (возраст испытуемых – 17 лет) и имеет нормальное распределение (пример расчета по критерию Шапиро-Уилка см. ниже). Дисперсии сравниваемых выборок равны (по критерию F Фишера).
|
|
|
F |
= σ12 |
= |
5,12 |
|
=1,13 |
; F |
|
|
<F |
=2,82 |
||||
|
|
4,55 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
эмп |
σ22 |
|
|
|
|
|
|
|
эмп крит |
|
||||
Вычисляем tэмп: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
tэмп = |
|
19,8 − 21,5 |
|
|
|
× 12 |
2 |
|
|
|
1,7 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
× 6 ≈1,88 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
(12 −1)5,12 + (12 −1)4,55 |
|
|
|
106,37 |
|
||||||||||
|
|
|
24 − 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
tэмп=1,88<tкрит=2,07, таким образом различия в средних значениях работоспособности не существенны на уровне значимости α=0,05.
PWC170 /кг
30
25
20
15
10
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
±σ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Волейбол |
|
Футбол |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Рис. 28. Диаграмма показателей волейболистов и футболистов по тесту
PWC170/кг
Рассмотрим следующий пример. Для анализа возьмем время простой двигательной реакции (ДР) футболистов 9 и 14летнего возраста (n=20 и n=12, соответственно).
87
Вычисляем выборочные |
средние |
х =373мс; |
у = 257,3мс |
и |
|||||||||||
дисперсии Dх ≈1316,8 мс, Dу |
≈ 642,8 мс. |
Дисперсии |
значимо |
не |
|||||||||||
отличаются Fэмп=2,04<Fкрит=2,65. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
tэмп = |
|
|
373 − 257,3 |
|
|
|
× |
|
20 12 |
|
≈9,7 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
(20 −1)1316,8 |
+ (12 −1)642,8 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|||||
|
|
32 |
− 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь величина tэмп=9,7>tкрит(0,01)=2,75. Таким образом, время реакции значимо отличается у футболистов 9 и 14-летнего возраста.
мс
400 |
|
350 |
|
300 |
|
250 |
|
200 |
|
150 |
|
100 |
|
50 |
Средняя |
|
|
0 |
±σ |
9 лет |
14 лет |
Рис. 29. Диаграмма показателей футболистов по тесту ДР.
16.2 Критерий Крамера-Уэлча
В педагогике иногда t-критерий Стьюдента заменяют на более простой критерий Крамера-Уэлча. Эмпирическое значение данного критерия рассчитывается по следующей формуле:
|
|
|
|
x − y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Tэмп = |
|
|
|
|
|
|
|
n1 n2 . |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
n1 |
Dx + n2 |
|
|||||||||
|
|
Dy |
Приведём расчёты для представленного выше примера.
T |
= |
|
|
19,8 − 21,5 |
|
|
|
|
|
= |
|
17 |
|
≈1,73 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
10 10 |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
эмп |
10 ×5,12 +10 ×4,55 |
96,7 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Заметим, |
что |
Tкр (0,05) = tкр (0,05;+∞) =1,96 . |
Поскольку |
Tэмп =1,73 <1,96 =Tкр (0,05) , |
то и по критерию Крамера-Уэлча |
||
|
|
88 |
|