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Valutazione del movimento: basi della ricerca e materiali

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Motion analysis, research bases and materials

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Anno accademico 2022/2023

Codice dell'attività didattica
SUI0174
Docenti
Prof. Alberto Rainoldi (Titolare del corso)
Prof. Alessandro Erba (Titolare del corso)
Corso di studi
[f091-c504] SCIENZE E TECNICHE AVANZATE DELLO SPORT
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
10
SSD dell'attività didattica
ING-IND/22 - scienza e tecnologia dei materiali
M-EDF/02 - metodi e didattiche delle attivita' sportive
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il Corso ha lo scopo di fornire allo studente lo schema generale per un corretto uso del metodo scientifico al fine di poter interpretare e/o progettare protocolli sperimentali, acquisire e analizzare dati sperimentali di interesse per la laurea magistrale. Nel Corso saranno dunque affrontati i seguenti temi:

-      metodologia della ricerca in ambito Biomedico e in ambito Educativo

-      studio applicativo delle tecniche statistiche quantitative e qualitative

-      strumenti di laboratorio per la valutazione del movimento e della funzione neuromuscolare (sistemi inerziali, telecamere, pedane posturografiche statiche e dinamiche, elettromiografia di superficie)

-      cenni di biomeccanica del movimento umano

-      proprietà chimiche e fisiche di materiali tradizionali e innovativi per lo sport (ING-IND/22 solo per LM68)

Questi argomenti sono previsti allo scopo di fornire le basi per tutte le attività che il laureato magistrale potrà affrontare nel suo percorso professionale al fine di acquisire consapevolezza nel giudizio e capacità di confrontarsi con fonti autorevoli e scientificamente solide.

Nello specifico si ritiene che il corso permetterà loro di raggiungere i seguenti obiettivi specifici:

1. possedere un' approfondita preparazione culturale nell'area delle Scienze Motorie e Sportive ed essere capaci di progettare, condurre e gestire le attività motorie

2. utilizzare una lingua dell'Unione Europea oltre l'italiano, con particolare riferimento alla terminologia tecnica impiegata nel settore disciplinare

3. comprende attività formative finalizzate all'approfondimento della formazione sportiva di base e delle sue applicazioni relativamente ai metodi sperimentali ed analitici impiegati nell'ambito dello sport, al completamento degli strumenti matematici, statistici, informatici, in funzione dell'applicazione tecnica

The course aims to discuss the Scientific Method to allow the students to understand and design experimental protocols, to analyze data of interest for the master classes. During the lessons the following topics will be discussed:

-          Research Methodology in both biomedical and pedagogic fields

-          Qualitative and quantitative statistics

-          How it works: description of devices for movement assessment, neuromuscular study of fatigue, inertial sensors, balance board and force platform,…

-          Gait analysis and biomechanics

-          ONLY FOR LM68 | chemical and physical properties of traditional and innovative materials for sports

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà aver migliorato la: 

Conoscenza e capacità di comprensione applicate,

perché avrà imparato a consultare database internazionali della conoscenza scientifica in campo biomedico, perché avrà utilizzato elementi pratici di statistica e di trattamento dei dati sperimentali

Per LM-68: frutto dello studio delle origini microscopiche di carattere chimico-fisico che stanno alla base delle diverse classi di materiali che trovano applicazione nello sport e delle loro proprietà.

Autonomia di giudizio,

perché avrà imparato a costituirsi un’idea rispetto a un problema non basata sui suoi pre-giudizi e credenza ma ottenuta dall’analisi della letteratura scientifica internazionale

Per LM-68: nell'affrontare tematiche relative all'evoluzione ed all'impatto dei materiali nello sport.

 

la Capacità di apprendere, in special modo dovrebbe aver acquisito:

-nozioni generali di analisi dei segnali

-nozioni generali di strumentazioni e sensori di interesse delle scienze dell'esercizio fisico e dello sport

-nozioni pratiche e teoriche per la valutazione del movimento

Per LM-68: elementi di base di scienza dei materiali applicata allo sport che permettono di orientarsi nella letteratura scientifica pertinente

e la Abilità comunicativa riuscendo a produrre un report scritto usando la struttura e il linguaggio tecnico, massimizzando la capacità di sintesi e di esposizione dei risultati scientifici allo scopo di suportare la presa di decisione in questioni controverse.

Per LM-68: necessaria ad esporre degli aspetti legati ai materiali per lo sport in forma scritta in modo succinto e chiaro. 

At the end of the course the student should know:

- the use of international journal databases

- the practical use of statistics packages for data mining and analysis

- basic notions of signal processing

- basic notions of sensors for biosignals registration in the sport field

- basic theoretical and practical notions of movement analysis

- elements of materials science and its application to sport (only for LM68)

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Modalità di insegnamento

Lezioni della durata di 64 ore complessive (8 CFU), che si svolgono in aula con l'ausilio di proiezioni.

Il corso prevede poi un modulo da 16 ore (2 CFU) relativo ai materiali per lo sport (solo per LM-68).

Salvo ulteriori restrizioni ingenerate dall'andamento pandemico, che verranno prontamente comunicate, la modalità di somministrazione del corso prevede lezioni frontali in presenza. Il materiale didattico verrà reso disponibile tramite la piattaforma Moodle attraverso la pagina E-Learning. Le istruzioni per l'utilizzo della piattaforma sono disponibili a questo link. 

 

Lessons last for 64 hours (8 CFU) and are conducted in traditional way using the slide projector, the white board and a strong interaction with the students.

A further module (16 hours for 2 CFU) dealing with "Materials for Sport Sciences" is included for the LM68 only.

Unless further restrictions are imposed by the pandemic trend, which will be promptly communicated, the method of administration of the course includes lectures in presence. The teaching material will be made available through the Moodle platform through the e-learning page. The instructions for using the platform are available at this link.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in due parti: 1) la preparazione di una ricerca bibliografica da consegnare almeno 15 giorni prima della data dell'appello su un tema scelto dal candidato e 2) la prova scritta.

Come preparare la ricerca bibliografica

  1. Preparare una ricerca bibliografica volta a rispondere ad una domanda dicotomica del tipo "per aumentare l'altezza al salto è meglio l'allenamento pliometrico o usare i pesi?". Lo scopo è cercare la risposta leggendo la letteratura scientifica (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) e non basandosi su convinzioni personali. Per questo bisogna:
    1. Indicare con chiarezza un titolo e l'oggetto della ricerca e una breve descrizione del problema nella introduzione
    2. leggere ALMENO dieci articoli (non review sistematiche!) e NON serve tradurli
    3. commentare ciascuno riportando l'abstract in inglese in forma integrale e riportando in ITALIANO le informazioni importanti relative a Materiali e Metodi, Risultati, Statistica, commenti finali NON GIA' DISPONIBILI NELL'ABSTRACT
    4. preparare una tabella tassonomica che riassuma tutte le informazioni in un colpo solo. Dedicare le colonne a informazioni utili (materiali e metodi, strumentazione, statistica, risultati,...) e non a info disponibili altrove (autore, titolo, nome della rivista, per esempio)
    5. scrivere le conclusioni cercando di rispondere alla domanda iniziale mettendo in evidenza quali articoli sono pro o contro le due (o più) possibilità. Cercare di confrontare tra loro gli alrticoli selezionati per metter inevidenza chi dice cosa e chi non è d'accordo.
    6. realizzare un Forrest Plot basato sul confronto tra gli effect size (facoltativo)
  2. Spedire via mail la ricerca bibliografica salvata in PDF 15 gg prima dello scritto all'indirizzo alberto.rainoldi@unito.it. A titolo di esempio e per evitare noiose discussioni specifico cosa si debba calcolare la scadenza. Immaginiamo che l'appello sia il 27 del mese, quindi 15 gg prima significa entro le 23:59 del giorno 12 dello stesso mese. Grazie

Come preparare l'esame scritto

L'esame sarà basato su domande di statistica emetodologia della ricerca relative agli articoli presentati e sui capitoli 6, 7, 8, 9, 10 e 11 del libro JR Thomas, JK Nelson, SJ Silverman, Research Methods in Physical Activity (Human Kinetics VI edizione, Traduzione italiana, Calzetti&Mariucci, 2011) e sugli appunti, diapositive delle lezioni e materiale aggiuntivo e capitoli disponibili sul sito (relativi agli argomenti di analisi dei segnali, di sensori e delle lezioni specifiche applicative della parte finale delprogramma)

Per LM-68, ci saranno cinque ulteriori domande sul modulo di "Materiali per lo Sport"

CHIARIMENTI RELATIVI ALLA DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE.

Il voto dello scritto è ottenuto normalizzzando il voto sulle domande in 30esimi e pesato per la difficoltà della prova. Il voto minimo di ogni prova è 17/30.

Il voto finale nasce dalla media delle due prove, dando maggiore importanza allo scritto. In altre parole se la media finale per esempio fosse 23,5 essa sarà arrotondata a 23 se ottenuta da 19 di scritto e 28 della review, al contrario a 24. E' evidente che per superare l'esame bisogna che la media delle due prove sia pari almeno a 18/30.

Qualora lo studente abbia già sostenuto una delle due prove in un precedente appello deve informare il docente usando lo strumento delle note all'atto dell'iscrizione all'esame. Se deve ancora fare lo scritto potrà iscriversi, al contrario se attende solo l'esito della review basterà iscriversi, compilare la nota e riceverà la proposta di voto online che dovrà accettare o rifiutare. In tutti i casi deve riportare gli esiti delle prove già sostenute (il voto della review o il voto della prova scritta).

Lista argomenti non accettabili a partire dagli appelli di Febbraio 2023

A seguito di un uso “improprio” delle review del passato mi vedo costretto a limitare il comunque vastissimo campo dei temi possibili. Ribadisco che potete inventarvi qualunque domanda dicotomica di cui non sapete la risposta e che decidete di cercare su PubMed.

Tuttavia non saranno considerati più utilizzabili i seguenti argomenti e le loro variazioni sul tema. In caso di dubbio (se vi pare che ci sia una qualche sovrapposizione con quelli dell’elenco pubblicato che proprio non potete evitare semplicemente cambiando tema!) scrivetemi pure e valuteremo il caso singolo.

  1. Allenamento pliometrico vs resistenza, utilizzo dei pesi per il miglioramento del CMJ o della prestazione nel calcio
  2. Stretching statico, dinamico e qualunque altra combinazione di stretching compreso il foam roll
  3. Caffeina come integratore o per migliorare la prestazione di potenza (forza e/o velocità)
  4. HIIT vs allenamento tradizionale in prestazioni di endurance
  5. HIIT vs allenamento aerobico/anaerobico per diabete, obesità
  6. Infortuni erba artificiale vs naturale
  7. Tango, Tai Chi e parkinson
  8. Ricostruzione LCA (da tendini diversi) e ritorno all’attività
  9. Utilità del foam roller per DOMS e/o ROM
  10. (in continuo aggiornamento....)

The final exam is divided into two parts: 1) the editing of a bibliography research which must be sent via e-mail in PDF format 10-15 days before the exam date; 2) a written test

How to prepare the literature research

The student is requested to try to answer to a dichotomic question (e.g. "To increase the jumping height is it better to follow a pliometric or a resistance training?"). The aim of this part is to learn that the answer to such a kind of questions must be found within the scientific literature review (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) and NOT within personal opinions.

To do that it is necessaty to:

  1. Describe in detail the AIM/s of your research and a brief description of the topic
  2. Read AT LEAST 10 FULL papers (the translation in Italian was never requested!)
  3. 3.    Discuss each paper describing each section (Methods, Materials, Results, Statistics,…)
  4. 4.    Prepare a taxonomic table reporting all such information in an one shot
  5. 5.    Conclude summarizing highlighting the final results trying to answer to the question at point 1 comparing all the reported results.
  6. 6.    Plot a Forest Plot based on the effect size of the reported papers (not compulsory)

How to prepare the written test

You will have to answer to 10 open-answer questions in 50 minutes (5 each). You are requested to highlight:

1)    your knowledge of the issues

2)    the clearness of the exposition

3)    the shortness of the answwer

The exam scope will based about Statistics (slides of the lessons and chapters 6, 7, 8, 9, 10 and 11 of the book JR Thomas, JK Nelson, SJ Silverman, Research Methods in Physical Activity (Human Kinetics VI edizione, Traduzione italiana, Calzetti&Mariucci, 2011) and all the other topics discusse during the lessons (slides of the lessons)

 

For LM-68, some questions will be on the module "Introdution to Materials Science for Sport"

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Attività di supporto

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Programma

 

 

Il metodo scientifico. Il ruolo della religione e della filosofia.

Dall'alchimista alla corretta interrogazione della Natura. Il passaggio dal "Perché" al "Come" "A causa di chi/che cosa". La nuova figura dello scienziato.

Le tappe epocali dal 1550 ad oggi. Copernico e Keplero (il cambiamento del punto di vista, la forza di un modello nuovo, l'osservazione "dall'esterno").

Galilei e il metodo sperimentale.

Falsificazionismo popperiano.

Top-down; bottom-up, depth first. Sillogismo, Deduzione, Induzione, Abduzione

La comunicazione tra ricercatori stranieri (e massimamente l'uso della Rete) ha trasformato, accelerando, l'evoluzione della verifica.

II principio della Termodinamica (l'esistenza di un limite e di un criterio naturali per la progettazione di azioni umane)

Il principio di indeterminazione di Heisemberg (il ruolo dell'osservatore nell'alterare i risultati di un esperimento)

Critica al metodo scientifico (la posizione di P. Fayerabend e altri approcci culturali). Criteri per affrontare le questioni controverse (l'approccio "error-friendness")

Aspetti epistemologici nelle scienze motorie e sportive.

Il Sistema Educativo.

Il concetto di Costrutto.

Il concetto di "Ecologicità".

Il disegno di ricerca (longitudinale, trasversale, longitudinale-sequenziale). Il concetto di Controllo. Codice etico della ricerca. 

Le variabili (indipendenti-dipendenti, quantitative-qualitative, continue-discrete) e le scale di misura (nominali, ordinali, a intervalli, a rapporti).

La metodologia della ricerca nelle scienze umane: la ricerca sperimentale, la ricerca non sperimentale, la ricerca quasi-sperimentale.

Minacce alla validità della ricerca.

Technical writing (1) ESERCIZI DI STILE, Raymond Queneau

Technical writing (2) Le parti di un manoscritto scientifico

Ricerca bibliografica. L'uso di Internet e dei database tipo MedLine, PEDRO, INSPEC, Tesi dottorato…

Gli strumenti di misura. L'importanza delle analisi di ripetibilità per poter distinguere l'errore intrinseco della misura dall'evento significativo.

Teoria della misura e dell'errore. Misure ripetitive e sensibili: raccolta dati e statistica descrittiva. Test di ipotesi e post hoc

Come progettare un esperimento (l'analisi dei risultati disponibili in letteratura, la scelta dell'ipotesi nulla, la scelta o la progettazione dello strumento di misura adatto allo scopo, la valutazione della numerosità a priori).

Analisi e contromisure per la diminuzione dei "confounding factors"

Tecniche di campionamento.

Gli strumenti di misura in ambito educativo (questionari, check-list, concetto di "ecologicità" dello strumento).

Affidabilità e validità delle misurazioni. Analisi di Affidabilità (Alfa di Cronbach).

Tecniche di analisi statistica (Test t di Student, test del chi-quadrato, ANOVA a misure ripetute). L'analisi fattoriale (il metodo delle componenti principali). Modelli di mediazione e moderazione (Regressione lineare).

Modelli fisico matematici (problema diretto e inverso)

Esempi di modelli

Analisi dei segnali

Trasformata di Fourier e spettro di un segnale

Campionamento analogico/digitale

Trasduttori di interesse per le scienze motorie (esempi pratici)

Posturografia e Stabilometria

Sensori inerziali e analisi del movimento con sensori a contatto (accelerometri e giroscopi)

Analisi del movimento con sensori non a contatto (analisi video)

Limiti ed errori nell'analisi del movimento

Trasduttori di interesse per le scienze motorie (esempi pratici)

Indagine del sistema neuromuscolare attraverso l'elettromiografia di superficie

SOLO PER LM-68:

 

L'evoluzione dei materiali nello sport (da semplici materiali naturali a materiali sintetici compositi)

L'impatto della scienza dei materiali sulle prestazioni sportive 

Richiamo di proprietà chimico-fisiche della materia

I materiali polimerici (o plastici)

I materiali metallici

I materiali a base di carbonio

I materiali compositi

Le proprietà meccaniche dei materiali

L'evoluzione dei materiali in alcune discipline (sci, ciclismo, corsa)

 

The Scientific Method.

The most important historical steps from Copernico and Keplero to Galilei and the "experimental method".

Karl Popper

Technical writing, Exercices de style, Raymond Queneau. How a scientific manuscript is organized

The use of International databases as MedLine, PEDRO, INSPEC for research bibliography

Instruments for quantitative measurements. The meaning of the error. The concept of repeatability

Descriptive statistics. Null and alternative hypotheses. Student t Test, ANOVA for repeated measures

How to design an experiment. How to manage the confounding factors to avoid biases.

Sampling techniques and signal analysis. Fourier transformation, signal spectra, and analog to digital sampling.

Mathematical/physical models. Examples of models of interest for the Sport Sciences

Sensors and devices useful in the field

Posturography and balamce assessment

Inertial sensors and movement analysis with contact sensors (gyroscops and accelerometers) or with no-contact device (cameras)

Noninvasive assessment of the neuromuscular system based on surface electromyography.

 

ONLY FOR LM-68:

 

The evolution of materials in sport (from simple natural materials to synthetic composite materials)

The impact of materials science on athletic performance

Elements of physical-chemichal properties of matter

Polymeric materials (plastics)

Metallic materials

Carbon-based materials

Composite materials

Mechanical properties of materials

The evolution of materials on selected disciplines (ski, bike, running)

 

Testi consigliati e bibliografia

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JR Thomas, JK Nelson, SJ Silverman, Research Methods in Physical Activity, Human Kinetics VI edizione, Traduzione italiana, Calzetti&Mariucci, 2011

 Dispense dei docenti

JR Thomas, JK Nelson, SJ Silverman, Research Methods in Physical Activity, Human Kinetics VI edizione, Traduzione italiana, Calzetti&Mariucci, 2011

 All the projected slides are available on the website since the beginning of the course



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Orario lezioni

GiorniOreAula
Lunedì8:30 - 11:00
Martedì9:00 - 11:15
Mercoledì9:00 - 11:30

Lezioni: dal 19/10/2022 al 20/01/2023

Nota: Edificio Ex Stampa - via Marenco: ingresso Via Chiabrera, 27
Variazioni:
Mercoledì 26/10 h 9.00-11.30 - Palavela (aula 4)
Mercoledì 16/11 h 8.30-11.00 - Marenco (aula 303)

Oggetto:

Note

 

NOTE AGLI ESAMI IN FORMA IBRIDA (PRESENZA E ONLINE)

Gentili studenti/esse,

qui di seguito le istruzioni per la partecipazione all’esame di Valutazione del Movimento che si terrà il 9 Febbraio a partire dalle ore 9.

Nei giorni successivi alla prova verranno corretti gli elaborati e tutti coloro che hanno fatto sia lo scritto sia la review (entrambi valutati sufficienti) riceveranno una proposta di voto online che potranno accettare o rifiutare.

Coloro che devono solo registrare il voto finale NON devono collegarsi e attenderanno di ricevere la proposta di voto online entro pochi giorni dall’appello.

A coloro invece che hanno effettuato solo lo scritto il risultato verrà pubblicato sul materiale didattico del corso mentre su esse3 risulteranno classificati “assenti” (si tratta soltanto di una questione burocratica visto che non è stato registrato ancora il voto completo).

 

ESAME IN PRESENZA

LM67 ore 9:00

LM68 ore 10:00

 

Presentarsi in Aula 1 nel complesso di Via Marenco. L’ingresso sarà permesso ai soli studenti/esse muniti/e di Green Pass (a seguito o di ciclo di vaccinazione completato o di tampone negativo nelle ultime 48 ore).

Vi preghiamo di presentarvi 10 minuti prima dell’orario indicato sopra in modo da sbrigare per tempo le pratiche di riconoscimento e di disposizione in aula al fine di poter concludere l’esame entro 50 minuti.

E’ necessario portare solo un documento di identità e il necessario per scrivere. La carta vi verrà fornita.

 

ESAME ONLINE

LM67 e LM68 ore 11:00

 

  • Entrate in Webex con il vostro cellulare (collegandovi al link https://unito.webex.com/meet/alberto.rainoldi)
  • La commissione effettuerà il riconoscimento del vostro documento di identità, verificherà che siate collegati e visibili e che siano presenti in aula solo gli aventi diritto
  • Ponete il cellulare al vostro fianco in modo che inquadri voi e il PC/tablet che userete per rispondere alle domande
  • Al termine di questa procedura potrete collegarvi su Moodle col il vostro PC/tablet dove vedrete il testo dell’esame.

(alla pagina https://elearning.unito.it/strutture_universitarie/course/view.php?id=459 per la LM67)

(alla pagina https://elearning.unito.it/strutture_universitarie/course/view.php?id=512 per la LM68)

  • Per accedervi vi verrà fornita una password
  • Da quando inizierete a rispondere inizierà il tempo a vostra disposizione
  • Le domande escono una alla volta, si possono cambiare le risposte fino a che non si passa alla domanda successiva.
  • Allo scadere del tempo (o prima se avete terminato) invierete i risultati alla commissione.

     

 

COM’E’ ORGANIZZATO L’ESAME

Per rendere l’esame in presenza e quello online in più possibile equivalenti (in termini di difficoltà) saranno costituiti sia da domande a risposta aperta sia a risposta chiusa. Ci saranno 4 domande a risposta aperta e 10 domande a risposta chiusa. Gli studenti della LM68 avranno anche altre 5 domande a risposta chiusa su Materiali. Le domande a risposta aperta valgono 4 punti e quelle a risposta chiusa 1 punto. Il totale dei minuti a disposizione per rispondere sarà di 26 minuti per la LM67 e di 31 minuti per la LM68.

 

 

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Ultimo aggiornamento: 16/02/2023 15:32
Location: https://scienzesport.campusnet.unito.it/robots.html
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