Univ., Diss.--Frankfurt (Main), 2005.

Der Anteil der Schießleistung in Bezug auf die Komplexleistung gewinnt durch die Einführung neuer und kürzerer Wettkampfdisziplinen sowie durch die zunehmende Verdichtung der Weltspitzenleistung immer mehr an Bedeutung. Neben den allgemeinen Schießtechnikelementen Atmung, Abzug, Zielen und Anschlag sowie deren optimaler Koordination können Körperschwankungen und Anschlagsstabilität als wesentliche Einflussgrößen der Schießtechnik im Biathlon benannt werden. Zielstellung dieser Untersuchung war die Aufhellung des komplexen Beziehungsgeflechts der Schießtechnik in den Anschlagsarten Liegend und Stehend im Biathlon. Auf der Grundlage der sportartspezifischen Anforderungen des Biathlonschießens, wurden in beiden Anschlägen, in Abhängigkeit anthropometrischer Merkmale (z. B. Alter und Körpergröße) sowie in Abhängigkeit der Art der Vorbelastung, die Zusammenhänge zwischen der Anschlagsstabilität und der Anschlagsgestaltung, im Hinblick auf möglichst geringe Bewegungen der Laufmündung im Moment der Schussabgabe, als Voraussetzung für sichere Trefferergebnisse, analysiert. Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurde ein komplexer Schießmessplatz eingesetzt, welcher die synchrone Erfassung und Analyse von Kraft-Zeit-Verläufen an den Kontaktstellen Sportler-Gewehr, Bewegungen an der Laufmündung, Schwankungen des Systems Sportler-Waffe, die Belastungsverteilung der Auflagepunkte auf der Unterstützungsfläche sowie Winkel und Winkelveränderungen der Anschlagsposition in der Schussvor- und Nachbereitung sowie im Verlauf einer kompletten Schussserie ermöglicht. Im Rahmen einer Evaluationsstudie konnten über einen Zeitraum von zwei Jahren eine Vielzahl von leistungsrelevanten Parametern identifiziert werden. Neben der Präzisierung des sporttechnischen Leitbildes konnten Norm- und Richtwerte als Orientierungsgrößen für den Techniktrainingsprozess abgeleitet werden. Auf der Basis der Erkenntnisse aus der Evaluationsstudie, ist es im Rahmen einer spezifischen Interventionsstudie gelungen, Möglichkeiten aufzuzeigen, eine Steigerung der Schießleistung durch Abbau entsprechender Leistungsdiskrepanzen zu erreichen.

Die akuten Antwortreaktionen auf Belastung und die langfristigen Anpassungen von Training sind leistungsphysiologisch teilweise gut beschrieben, jedoch noch nicht vollständig verstanden. Aktuell eingesetzte Messverfahren der Leistungsdiagnostik erfassen hauptsächlich die maximale Sauerstoffaufnahme als Bruttokriterium der Ausdauerleistungsfähigkeit und die Laktatkinetik während der Belastungs-untersuchungen zur Ermittlung von Trainingsbereichen. Das Herzzeitvolumen als bedeutende Größe der aeroben Kapazität und die Hämoglobinmasse als Sauerstoffträger werden aktuell nur bei leistungsphysiologischen oder klinischen Forschungsfragen erfasst. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Darstellung, Weiterentwicklung und beispielhafte Anwendung moderner Messverfahren zur Ermittlung der Herzleistung und des Blutvolumens in der Leistungsphysiologie. Aktuelle leistungsphysiologische, klinische und eigene Studienergebnisse werden dazu vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt in der Anwendung der Impedanz-kardiographie unter verschiedenen Belastungsbedingungen und der Einsatz der Kohlenstoffmonoxid-Methode (CO-Methode) zur Messung der Hämoglobinmasse. Systematisches körperliches Training erhöht die maximale aerobe Kapazität. Je nach Trainingsmethode konnten Verbesserungen der Herzleistung, Erhöhungen der Hämoglobinmasse bzw. des Blutvolumens und Anpassungen im Muskelgewebe nachgewiesen werden. Unsere Untersuchungsbefunde zeigen trotz ähnlicher metabolischer Reaktion verschiedene akute kardiopulmonale Antwortreaktionen bei verschiedenen Trainingsformen. Die vorgelegten hämatologischen Perzentilkurven und die modifizierte Dosiertechnik der CO-Methode zeigen das Potenzial für die Anwendung im sportwissenschaftlichen Bereich und bei krankheitsspezifischen Pathologien im Zusammenhang mit Veränderungen der Hämoglobinmasse. Schlussfolgernd sollte die Überführung der bisher bei Forschungsfragestellungen eingesetzten Messverfahren für das Belastungsherzzeitvolumen und der Hämoglobinmasse in die sportmedizinische Praxis erfolgen. In der Sportwissenschaft könnten hämatologische und hämodynamische Referenzwerte die Identifizierung von zentralen oder peripheren Leistungspotentialen ermöglichen und so wesentlich zur weiteren Leistungsentwicklung beitragen. Im Kontext von bewegungstherapeutischen Maßnahmen bei inneren Erkrankungen könnte das Wissen über Veränderungen der Herzleistung, der Hb-Masse und des BVs zudem die Diagnosestellung unterstützen und neue Therapieableitungen anregen.

Im Fokus des Projektes LoveMINT steht die Entwicklung zusätzlicher Förderangebote für die erfahrungsgemäß sehr anspruchsvollen Grundlagenmodule der Technischen Mechanik im Studiengang Bauingenieurwesen. Mithilfe wissenschaftlich fundierter Diagnostik sollen frühzeitig Studierende erkannt werden, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit die Klausur am Ende des ersten Fachsemesters nicht bestehen werden. Unterstützende Lernangebote für gefährdete Studierende sollen dabei zur Modulentwicklung beitragen.

Der Anteil der Schießleistung in Bezug auf die Komplexleistung gewinnt durch die Einführung neuer und kürzerer Wettkampfdisziplinen sowie durch die zunehmende Verdichtung der Weltspitzenleistung immer mehr an Bedeutung. Neben den allgemeinen Schießtechnikelementen Atmung, Abzug, Zielen und Anschlag sowie deren optimaler Koordination können Körperschwankungen und Anschlagsstabilität als wesentliche Einflussgrößen der Schießtechnik im Biathlon benannt werden. Zielstellung dieser Untersuchung war die Aufhellung des komplexen Beziehungsgeflechts der Schießtechnik in den Anschlagsarten Liegend und Stehend im Biathlon. Auf der Grundlage der sportartspezifischen Anforderungen des Biathlonschießens, wurden in beiden Anschlägen, in Abhängigkeit anthropometrischer Merkmale (z. B. Alter und Körpergröße) sowie in Abhängigkeit der Art der Vorbelastung, die Zusammenhänge zwischen der Anschlagsstabilität und der Anschlagsgestaltung, im Hinblick auf möglichst geringe Bewegungen der Laufmündung im Moment der Schussabgabe, als Voraussetzung für sichere Trefferergebnisse, analysiert. Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurde ein komplexer Schießmessplatz eingesetzt, welcher die synchrone Erfassung und Analyse von Kraft-Zeit-Verläufen an den Kontaktstellen Sportler-Gewehr, Bewegungen an der Laufmündung, Schwankungen des Systems Sportler-Waffe, die Belastungsverteilung der Auflagepunkte auf der Unterstützungsfläche sowie Winkel und Winkelveränderungen der Anschlagsposition in der Schussvor- und Nachbereitung sowie im Verlauf einer kompletten Schussserie ermöglicht. Im Rahmen einer Evaluationsstudie konnten über einen Zeitraum von zwei Jahren eine Vielzahl von leistungsrelevanten Parametern identifiziert werden. Neben der Präzisierung des sporttechnischen Leitbildes konnten Norm- und Richtwerte als Orientierungsgrößen für den Techniktrainingsprozess abgeleitet werden. Auf der Basis der Erkenntnisse aus der Evaluationsstudie, ist es im Rahmen einer spezifischen Interventionsstudie gelungen, Möglichkeiten aufzuzeigen, eine Steigerung der Schießleistung durch Abbau entsprechender Leistungsdiskrepanzen zu erreichen.:Inhaltsverzeichnis 3 Abbildungsverzeichnis 5 Tabellenverzeichnis 8 1 Einleitung 12 1.1 Problemstellung 12 1.2 Zielstellung 16 1.3 Struktur der Arbeit 17 2 Theoretische Vorbetrachtungen 19 2.1 Struktur und Entwicklungstendenzen der Wettkampfleistung im Biathlon 19 2.1.1 Laufgeschwindigkeit 20 2.1.2 Schießstandaufenthalt 21 2.1.3 Schießergebnis 22 2.1.4 Komplexe Biathlonleistung 24 2.2 Struktur der Leistungsfähigkeit und Diagnostik im Biathlonschießen 25 2.2.1 Anforderungsstruktur Schießtechnik 25 2.2.2 Anschlagstechnik 28 2.2.3 Anschlagsgestaltung 34 2.2.4 Anschlagsstabilität 36 2.2.5 Zieltechnik 40 2.2.6 Atemtechnik 42 2.2.7 Abzugstechnik 43 2.2.8 Zusammenfassung − Diagnostik der Schießleistung im Biathlon 43 2.3 Trainingsstruktur im Biathlonschießen 46 2.3.1 Sportliche Technik, Normwertorientierungen und Techniktraining 46 2.3.2 Techniktraining im Biathlonschießen 50 3 Fragestellungen und wissenschaftliche Forschungshypothesen 54 3.1 Fragestellungen 54 3.2 Forschungshypothesen 57 4 Untersuchungskonzept 58 4.1 Untersuchungsstichprobe 58 4.1.1 Evaluationsstudie 58 4.1.2 Interventionsstudie 59 4.2 Untersuchungsansatz und -ablauf 60 4.2.1 Evaluationsstudie 60 4.2.2 Interventionsstudie 62 4.3 Untersuchungsverfahren 65 4.3.1 Gewehrsensorik (Biathlonschießmessplatz) 65 4.3.2 Stabilometrie mittels Footscan® Balance (RS Scan Intl.) 70 4.3.3 2D-Bewegungsanalyse 72 4.3.4 Synchronisation und Zusammenführung der Messdaten der verschiedenen Untersuchungsverfahren 75 4.4 Untersuchungsaufbau 77 4.5 Statistische Datenbearbeitung 78 4.6 Kritik der Untersuchungsmethodik 80 5 Evaluationsstudie 83 5.1 Ergebnisse Evaluationsstudie 83 5.1.1 Beziehungsgeflecht Anschlagsstabilität 83 5.1.2 Beziehungsgeflecht Anschlagsgestaltung 106 5.2 Diskussion Evaluationsstudie 128 5.2.1 Diskussion der Ergebnisse zur Anschlagsstabilität 128 5.2.2 Diskussion der Ergebnisse zur Anschlagsgestaltung 148 6 Interventionsstudie 161 6.1 Ergebnisse Interventionsstudie 161 6.1.1 Gleichgewichts- und Haltetraining 161 6.1.2 Messplatztraining 163 6.2 Diskussion Interventionsstudie 177 6.2.1 Anschlag Liegend 177 6.2.2 Anschlag Stehend 179 7 Zusammenfassung und Ausblick 183 7.1 Empfehlungen für die Sportpraxis 192 7.2 Ausblick für die Forschung 194 Literaturverzeichnis 196 Anhang 202

Auf der Radrennbahn können Leistungsdiagnostik und Techniktraining nur sehr eingeschränkt durchgeführt werden. Alternativen bieten sich mit Ergometer (Ergo) und Laufband (LB). Das erste Ziel dieser Arbeit war zu klären, inwieweit sich EMG, Pedalkraft und physiologische Kenngrößen beim Radfahren auf dem Ergo oder auf dem LB vom Radfahren auf der Bahn unterscheiden. Um die Wettkampfleistung beeinflussen zu können, müssen die Besonderheiten des Muskelkoordinationsmusters sowie des Tangentialkraft-Winkel-Kurvenverlaufes im wettkampfspezifischen Intensitätsbereich erkannt werden. Das zweite Ziel der Arbeit war daher die Analyse von Muskelaktivität und Tangentialkraft bei wettkampfnaher Belastung auf der Radrennbahn, um hieraus Erkenntnisse für die Trainingspraxis zu gewinnen. Im ersten Ergebnisteil zeigten sich signifikante Unterschiede für die physiologi-schen Kennwerte, die Tangentialkraft und die Muskelaktivität im Vergleich Bahn vs. Ergo (U1) sowie Bahn vs. LB (U2). Die mittlere Tangentialkraft und die physiologischen Kennwerte waren in der U1 und U2 auf der Bahn signifikant geringer als auf dem Ergo bzw. LB. Die Aktivität einiger Muskeln wies hingegen auf der Bahn signifikant höhere Werte auf als beim Ergo- und LB-Test. Im Vergleich Bahn vs. Ergo konnten für sechs und im Vergleich Bahn vs. LB für zwei der zehn abgeleiteten Muskeln signifikante Unterschiede nachgewiesen werden. Aus den Ergebnissen des ersten Untersuchungsteils kann gefolgert werden, dass für die Leistungsdiagnostik und das Techniktraining das LB dem Ergo vorgezogen werden sollte. Im zweiten Ergebnisteil wurde nachgewiesen, dass bestimmte Muskeln an der Anpassung der gesamten muskulären Beanspruchung an die wettkampfnahe Belastung besonders stark beteiligt sind. Im Kraft- und Radtraining sollte diesen Muskeln besondere Beachtung zukommen. Auch die Tangential-Kraft-Winkelkurve wies bei wettkampfnaher Belastung Besonderheiten auf, welche mit einem Feedbacktraining angesteuert werden könnten. / Performance diagnostics and technical training can only be carried out in a re-stricted manner on the cycling track. The alternatives are the ergometer (ergo) and treadmill (TM). The first objective of this paper was to clarify to what extent EMG, pedal force and physiological parameters during cycling on the ergo or TM differ from cycling on the track. The peculiarities of the muscle coordination pattern as well as the tangential force-angle-course of curve in the intensity range specific to competition must be recognized to be able to influence performance. The second objective of the paper was therefore the analysis of muscle activity and tangential force during stress on the cycle track close to the race to obtain findings for practical training as a result. In the first part of the results there were significant differences for the physio-logical parameters, the tangential force and the muscle activity when comparing track and ergo (U1) as well as track and TM (U2). The average tangential force and the physiological parameters in U1 and U2 on the track were significantly lower than on the ergo or TM. The activity of some muscles on the track, however, showed significantly higher values than on the ergo and TM test. When comparing track vs. ergo six of the ten derived muscles showed significant differences, when comparing track vs. TM it was two of the ten muscles. We can conclude from the results of the first part of the investigation that the TM is preferable to the ergo for performance diagnostics and technical training. The second part of the results showed that certain muscles play a significant role in the adaptation of the entire muscular stress to stress during the race. Special attention should be paid to these muscles during strength and cycle training. The tangential force-angle curve also showed peculiarities during stress close to the race, which could be controlled with feedback training.

<p>Die trainingswissenschaftliche Diagnostik in den Kernbereichen Training, Wettkampf und Leistungsfähigkeit ist durch einen hohen Praxisbezug, eine ausgeprägte strukturelle Komplexität und vielseitige Wechselwirkungen der sportwissenschaftlichen Teilgebiete geprägt. Diese Eigenschaften haben in der Vergangenheit dazu geführt, dass zentrale Fragestellungen, wie beispielsweise die Maximierung der sportlichen Leistungsfähigkeit, eine ökonomische Trainingsgestaltung, eine effektive Talentauswahl und -sichtung oder die Modellbildung noch nicht vollständig gelöst werden konnten. Neben den bereits vorhandenen linearen Lösungsansätzen werden in dieser Arbeit Methoden aus dem Bereich der Neuronalen Netzwerke eingesetzt. Diese nichtlinearen Diagnoseverfahren sind besonders geeignet für die Analyse von Prozessabläufen, wie sie beispielsweise im Training vorliegen.</p> <p>Im theoretischen Teil werden zunächst Gemeinsamkeiten, Abhängigkeiten und Unterschiede in den Bereichen Training, Wettkampf und Leistungsfähigkeit untersucht sowie die Brücke zwischen trainingswissenschaftlicher Diagnostik und nichtlinearen Verfahren über die Begriffe der Interdisziplinarität und Integrativität geschlagen. Angelehnt an die Theorie der Neuronalen Netze werden anschließend die Grundlagenmodelle Perzeptron, Multilayer-Perzeptron und Selbstorganisierende Karten theoretisch erläutert. Im empirischen Teil stehen dann die nichtlineare Analyse von personalen Anforderungsstrukturen, Zustände der sportlichen Form und die Prognose sportlichen Talents - allesamt bei jugendlichen Leistungsschwimmerinnen und -schwimmern - im Mittelpunkt. Die nichtlinearen Methoden werden dabei einerseits auf ihre wissenschaftliche Aussagekraft überprüft, andererseits untereinander sowie mit linearen Verfahren verglichen.</p> / <p>The diagnostic methods in training science concentrate on the core areas of training, competition, and performance. The methods commonly used are characterized by a high degree of practical applicability and distinct structural complexity. These characteristics have led to the question which scientific methods fit best for resolving problems like, for example, the optimization of athletic performance, efficient planning and monitoring of training processes, effective talent screening, selection and development, or the formation of analytical models. All these questions have not yet been answered sufficiently.</p> <p>Aside from the traditional mathematical approaches on the basis of the linear model, nonlinear methods in the field of neural networks are used in this dissertation. These nonlinear diagnostic methods are especially suitable for the analysis of coherent patterns in time series such as training processes.</p> <p>In the theoretical part of the dissertation, common aspects, mutual dependencies, and differences between training, competition, and performance are examined. In this context, a bridge is built between the diagnostic purposes in these fields and suitable nonlinear methods. Along the lines of the neural networks theory, the basic models Perceptron, Multilayer-Perceptron, and Self-Organizing Feature Maps are subsequently elucidated.</p> <p>In the empirical part of the thesis, three studies conducted with top level adolescent swimmers are presented that focus on the nonlinear analysis of personal athletic ability structures, different states of athletic shape, and the prognosis of athletic talent. The nonlinear methods are thus examined as to how worthwhile they are for analytical purposes in training science on the one hand, and they are compared to each other as well as to linear methods on the other hand.</p>

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