運動生物力學的運用范文

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摘 要 運動生物力學是研究體育運動中人體的機械運動規律及其應用的科學。文章通過對運動生物力學在體育教學中的運用分析，尤其是在技術教學中運用的闡述，證明了運動生物力學在技術教學中的重要性，對提高學生掌握運動技術動作和教學效果有著積極的意義。

關鍵詞 運動生物力學 體育教學 技術教學

運動生物力學是一門理論與實踐密切結合的應用科學，研究人體運動時的力學規律以及運動狀態改變的原因，它直接為提高運動員運動技術水平和增強人類的體質服務。作為一門實踐性極強的應用學科，體育教師如果能夠運用運動生物力學的原理對學生的運動技術動作進行正確評價和傳授，便可以使學生的技術動作更合理、更有效，所以在體育教學中已受到眾多體育教師的重視和應用。

一、運動生物力學在體育教學中的地位

任何一項身體練習都由一定的動作及動作體系構成，而完成每個動作及整套動作都存在著最適合、最合理的運動技術。合理的運動技術以運動生物力學理論為依據，并富含運動生物力學原理。而運動生物力學又以其分析科學性、結構合理性為體育技術教學提供理論和方法上的指導，通過對形形體育動作千差萬別以及引起這些差別原因的分析、探討獲得良好技術的各種力學條件，從而使學生更完善地認識、學習和合理掌握運動技術動作。

要想使學生迅速并正確的掌握技術動作，不僅需要教師正確的講解和示范，而且需要合理的練習方法。技術教學中由于學生個體身體素質和能力的差異，表現在完成技術動作時或多或少地在各個環節上存在這樣或那樣的技術問題，教師如能及時向學生傳授有關生物力學原理，往往能收到事半功倍的教學效果，這種效果對于具有良好物理學基礎的大學生尤為顯著。

二、運動生物力學與技術動作的關系

運動生物力學是研究體育運動中人體及器械運動規律及與其他運動形式相互轉化規律的一門科學，它以經典力學的理論和方法為主要工具，研究體育運動中的各種力學現象。

人體在從事體育運動時，技術動作是千變萬化的，各種動作形式差別很大，包括運動的空間、時間、速度、加速度等方面?？臻g特征表明運動發生什么地方和運動路程的幾何形狀，時間、速度和加速度的特征對揭示人體運動的性質是比較重要的，特別是技術性強的運動項目如體操、跳水、田徑中的田賽等，對運動員的各方面都提出了極高的要求。運動員完成技術動作是否合理、是否規范、是否發揮其特點，也就是在運動中發揮人體最有效、最經濟所作的功，都是運動生物力學的一種表現。所以訓練時，如果教練員能掌握這門知識，運用運動生物力學原理，合理分析和建立運動員的技術動作，就會少走彎路，縮短技術動作定型的時間，并找到評價運動員技術優劣的標準，從而更快的提高運動員技術水平和專項運動成績。

三、運動生物力學對體育技術教學的影響

在技術教學中，及時而有針對性地向學生傳授運動生物力學原理，往往能引起學生對學習和掌握運動技術的興趣，并使復雜的技術問題簡單化，從而有利于學生及時糾正自己的錯誤動作，并防止由于錯誤動作而帶來的運動損傷。

（一）提高學生學習運動技術的興趣

新的運動技術取代舊的運動技術或高級運動技術取代低級運動技術，緣于新技術、高技術比舊技術更科學、更合理，并且更符合人體運動特點。因此，新技術總能吸引更多的人去研究和學習。在體育技術教學中，如何引起學生對新技術的興趣是學習的第一動力。比如，我們說背躍式跳高比俯臥式跳高先進，主要是背越式更趨于自然的起跳姿勢，擺動腿的屈曲上擺由于轉動慣量小，因而比直腿上擺快。因此，背越式是小緩沖的垂直起跳，使起跳的爆發力有可能直接通過人體重心，最后，背越式所形成的背弓過桿，有可能使人體重心遠離身體，從而實現身體重心從橫桿下面通過的情景，對于同一跳躍能力的人可能提高橫桿的高度。如此，通過對技術動作的分析，以及成績的進步，就會使學生對背越式跳高技術產生濃厚的興趣，提高勇于實踐的欲望，從而在技術教學上就會主動、積極地參與并思考、體會技術細節，進而縮短掌握技術動作地時數，有利于提高技術教學效果。

（二）使復雜的動作技術簡單化

在我們以往的教學中，當教師對某一項較為復雜的技術過程講解時，學生常會因為技術太復雜而影響學習，但如果教師能用適當的力學知識加以分析，往往能使學生“頓悟”，從而激發學生的學習積極性。如：排球飄球是一項較復雜的技術動作，且飄球形成的力學原因也極為復雜，但根據“飄球不轉”、“轉球不飄”的力學現象，我們只要在擊球過程中，保證打擊力通過球心，即沒有形成使球轉動的打擊力矩，便為飄球的產生創造了條件。如此講授，復雜的技術問題簡單化了，學生學習發飄球也會格外認真，能極快又好地掌握飄球技術動作，教學效果明顯。同樣，對足球“香蕉球”也是大學生足球愛好者非常向往的，如果我們在踢球的實施過程中，能保證給球施加極大的偏心力，便可能使足球在向前飛的過程中，因為偏心力使足球高速轉動，從而使球體相對應的兩側形成壓強差，進而使足球劃出香蕉狀的弧線軌跡。因此，對復雜的技術動作稍加力學分析，便可使復雜問題簡單化，便于學生理解并提高教學效果。

（三）診斷并改進動作技術問題

技術診斷工作在國際上非常普及，許多體育強國都在他們的訓練基地裝備了生物力學測試儀器，經常性進行技術改進工作并取得了顯著的成績。在我國這一工作正在開展，生物力學技術診斷逐漸成為教練員和運動員科學訓練的得力工具，也為體育教師對學生進行動作技術教學提供了科學依據。

運用運動力學的基本原理對技術動作的簡單力學分析，可以診斷技術上存在的力學問題，從而對癥下藥，改進技術，便會收到良好的效果。如：用皮尺、秒表可以測得某學生某次推鉛球的遠度S，鉛球出手高度H和鉛球在空中的飛行時間T，用適當的運動學公式可以方便的求得鉛球出手速度V和出手角度θ。在一定的出手速度V和出手高度H時存在著某一最佳出手角度θ′，比較實際出手角度θ和最佳出手角度θ′，便可診斷出手角度的合理性，從而指導教學、訓練乃至比賽，并提高鉛球成績。

但在運用運動生物力學原理對學生進行動作技術指導的過程中，體育教師應重視學生的個體特點。運動技術的生物力學原理只是從生物力學角度反映了各項動作技術帶有共性的普遍規律，而每個學生的身體形態和身體素質不同，因此在動作技術教學過程中，體育教師應經過實踐逐步了解每個學生個人身體、素質及心理特點，實施有針對性的教學，這是運用運動生物力學動作技術原理指導體育技術教學的生命力所在。

（四）建立動作技術模式，提高教學效果

結合體育技術教學的需要，將學生按不同水平、不同技術特點分組，選擇若干要素，運用生物力學測試方法，獲取動作技術數據，經統計學處理，再運用運動生物力學原理分析，找出動作技術的一般規律和完成某個動作技術的合理方法，建立起正確的動作技術模式，并將其運用于一般專項運動訓練和體育教學，這將會有利于專項技術和教學水平的提高。

（五）減少運動損傷的概率

合理的運動技術首先應符合人體解剖的結構特征，其次應符合力學原理。由于學生在學習運動技術中常形成一些多余動作乃至錯誤動作，違反了運動力學原理，從而可能導致運動損傷的出現。如：在擲標槍時，有的學生會出現屈肘或肘低于肩的錯誤動作，從而給肘關節造成扭轉負荷，超出關節周圍肌肉群的承受閾，進而使肘關節內側肌肉等軟組織損傷。因此，教學前，教師應對肘關節的結構以及力學負荷加以必要的力學分析，使學生明確合理的動作技術的基本要素，從而避免或減少運動損傷。

四、小結

體育教學不僅是一個學科，更是一門科學。其中的分支——運動生物力學在我們的體育訓練和教學工作中更是起著重要的作用，它在體育技術教學中的獨特地位，是什么都無法代替的。因為我們參與的每一個技術動作無不可以從力學的角度去分析研究，所以在體育技術教學中不但要知其然，更要知其所以然，只有這樣以才可以改進教學水平，提高教學質量，讓學生受益，讓體育老師教學相長，提高自我、完善自我。

參考文獻：

[1] 石玉琴.運動生物力學[M].北京：人民體育出版社.1999.12.

[2] 李建設，顧亮.運動生物力學的研究與展望[J].浙江體育科技.1999（2）.

[3] 馬輝，馬雪蓮等.將運動生物力學融入高校體育教育實踐的研究[J].中國成人教育.2009（16）：133-134.

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關鍵詞：運動生物力學理論 學校體操教學 學生能力 教學質量

運動生物力學是研究體育運動技術力學規律的科學，它通過對學校體操各單項運動技術的生物力學分析，提出必要的理論數據，建立標準運動技術的模式，使教練員和運動員明確什么樣的動作是正確的運動技術，什么樣的動作是錯誤的運動技術。教練員明確了運動技術的原理，便可通過一定的手段對運動員進行技術診斷，找出技術改進措施，尋求最佳運動技術，以提高訓練的科學性。體操技術動作常常是在反正常姿態下完成的，有較強的時空感，完成動作的時間短，學生學習有一定的難度。對體操動作進行正確的技術分析，能幫助教師更深入地理解教材，合理地安排教材內容和運用教學方法，幫助學生正確地理解動作，建立準確的動作概念，加速動作技能的形成，提高學生分析和解決問題的能力，為今后從事教學工作打下良好的基礎。

根據運動學和動力學特征將體操動作分門別類，使教學安排科學化。人認知的遷移規律表明，學習者對一些新運動技能的掌握往往受到早先形成的運動技術定勢的影響。這種影響表現為正、負兩方面，正遷移能促進新技能的形成和發展，而負遷移干擾新技能的形成和發展。體操教師只有對技術動作力學分析，并歸納出各項體操動作力學特征的相同點和不同處，才能在教學中正確地運用遷移規律。筆者在體操教學中依據動作的力學特征，把教材分成幾個板塊進行教學。例如，技巧中的前滾翻、魚躍前滾翻，縱箱中的前滾翻，雙杠中的分腿坐前滾翻成分腿坐等等，均屬前滾翻類動作，作為一個動作板塊;雙杠中的掛臂撐屈伸上和杠端跳起經屈體懸垂擺動屈伸上，單杠中的經直角懸垂擺動屈伸上，動作特征相同，也歸為一個動作板塊，等等。這樣，按動作板塊安排教學，教師運用同結構教學法，能起到學生學一個會一串的作用，學生會產生學了前一個動作對后一個動作有躍躍一試的念頭和欲望，達到提高學生學習體操動作的興趣和主動性。同時，由于動作結構相同，學生也容易建立動作的時空感，掌握正確的用力時機，大大地縮短了學習動作的時間?？傊?，對體操技術動作進行生物力學分析，掌握其力學特征，都可為體操教師選擇教學方法、合理地安排教學內容提供科學的依據，有利于學生理解并掌握技術動作。

體操教師運用生物力學原理分析體操技術動作，能幫助學生區分正確動作與錯誤動作，明確動作完成程序，使動作規范化。在體操教學中，筆者常常發現學生自認為已掌握了動作，其實所完成的動作是錯誤的或已改變了動作性質。及時幫助學生分析錯誤動作的根源并糾正錯誤是掌握正確技術動作的關鍵。教師運用運動生物力學分析正確動作和錯誤動作的區別所在，能強化學生對正確動作的理解，明白動作為什么要這樣做，從而及時糾正自己錯誤動作。例如，技巧項目的頭手翻動作，人體重心位置的控制是決定該動作能否順利完成和動作質量高低的關鍵所在。不少學生往往對此技術關鍵沒引起充分的認識，因而練習過程不是重心沒有移出便開始伸髖，就是重心前移過多而完成不了動作。教師對人體重心未移出、移出適中和移出過多等3種情況所產生的運動力學結果進行分析，學生明白了道理，練習中就會有意識地控制自身重心位置。同時根據自己完成的情況，判斷自己錯誤動作所在，從而有效地糾正錯誤，建立正確的動作概念，并達到規范化。

提高學生保護與幫助的能力。教師對體操技術動作的生物力學分析，向學生講明動作動力學和運動學特征，學生領會了該動作的力學原理，對動作有了正確的認識，在此基礎上，再指導互相保護與幫助的方法，學生便很容易接受，就能對動作不同類型采用不同的方法，在最需要助力或阻力時給予施力;動作在何處最容易出危險，應站在何處進行保護與幫助。這樣，通過一定時間的練習，學生就能較熟練地掌握保護與幫助的方法，從而有效地提高學生保護與幫助的能力;提高學生分析和解決問題的能力。教師在指導分析技術動作的基礎上，選擇一些較簡單的動作讓學生獨立思考分析，掌握運用生物力學原理分析動作的方法，既學會了動作，又掌握了技術動作方法，從而達到提高分析問題、解決問題的能力。

總之，體操技術教學廣泛地運用生物力學原理對技術動作進行分析，能加速學生對技術動作的理解，加速技術動作的完成，提高學生的能力，使教學科學化。

參考文獻

［1］運動生物力學編寫組.運動生物學［M］.人民體育出版社，1979.

［2］運動生物力學.高等教育出版社，2000.

［3］體操編寫組.體操 ［M］.人民體育出版社，2001.

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關鍵詞：板球；快速投球；觀察模型；運動生物力學

中圖分類號：G804.66文獻標識碼：A文章編號：1007-3612（2011）07-0066-03

Sports Biomechanics Observation Model of Pace Bowler’s Final Strength-Exertion Technique in Cricket

LIANG Hai-dan1, PAN Hui-ju2, FANG Ai-lian1, LIN Hui-jie1, YING Chun-yi3

（1. Taizhou University, Linhai 317000, Zhejiang China; 2. Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, Zhejiang China;

3.Zhejiang Research Institute of Sports Science, Hangzhou 310004, Zhejiang China）

Abstract:From the pedagogical angle, the paper studies pace bowler’s technical characteristic and key tactics in the final strength-exertion stage by measurements of sports biomechanics and its basic principle. It establishes sports biomechanics model, tries to give some suggestions to effective learning and passes on this technique. The results are as follows. First, the final strength-exertion stage can be divided into three parts, right foot support, double support and left foot support. Second, the motion of body gravity and the moving characteristic of the ball are revealed. Third, the motion intensity, sequence and method in the final strength-exertion stage are disclosed. Fourth, several kinetics indexes are built and its key tactics are revealed. Fifth, sports biomechanics observation model of the final strength-exertion stage is established.

Key words: Cricket; pace bowler; observation model; biomechanics

投稿日期：2010-06-09

基金項目：浙江省教育廳資助項目“我國優秀板球運動員最后用力階段技術的運動學研究”（項目編號：Y200906976）。

作者簡介：梁海丹，講師，碩士，研究方向運動技術的測量與分析。

板球起源于英國，盛行于英國、澳大利亞、新西蘭、印度、孟加拉等英聯邦國家，目前開展板球運動已達到100多個國家。在我國，目前對于板球技術的研究幾乎處于空白狀態。通過文章檢索發現，對于板球技術研究的文章非常少，主要集中在對比賽技術統計方面［1，2］，并未發現采用運動生物力學測量方法對板球技術的研究。

投球技術是板球運動中非常重要、比較復雜的技術動作，尤其是其中的最后用力階段技術。本文采用運動生物力學測量方法和基本原理，對板球快速投球最后用力階段的技術特征及要點進行探索，并建立其運動生物力學觀察模型［3］，這能為有效地學習與傳授快速投球技術提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 本研究的對象是快速投球最后用力階段技術?？焖偻肚蚣夹g過程主要包括助跑、跳步、最后用力以及跟進四個環節，其最后用力階段技術從跳步結束時右腳著地開始至球離手時結束，并要求直臂順時針轉動投球。本研究的快速投球技術都是右手持球技術動作。

本研究中的測試對象為5名正在備戰廣州亞運會的國家板球集訓隊男性隊員（表1），并且都是優秀的投手，平均年齡為22歲，平均身高為1.83 cm，平均體重為84.4 kg，均為運動健將級運動員。

表1 測試對象基本條件

1.2 研究方法

1.2.1 拍攝與解析 在臨海邵家渡板球訓練基地，對正在集訓的國家板球隊優秀男子投手的快速投球最后用力技術進行拍攝。拍攝采用三維定點定焦攝像方法，用兩臺Panasonic公司生產的NV―GS328型攝像機，一臺置于投擲方向的左側，一臺置于投擲方向的右前方，兩臺攝像機主光軸成120°（圖1）。拍攝頻率為50幀/s，鏡頭高度為1.2 m，拍攝距離為10 m，技術動作處于鏡頭畫面的中間位置，成像大小約為鏡頭畫面的1/2。拍攝前，測試人員進行了適當次數的試投。在拍攝過程中，由教練反饋每次動作的質量，每個測試者投擲2次，選取較好的一次技術動作進行解析。

最后獲得的5人次質量較高的技術動作錄像在Areil運動分析軟件中進行解析。三維坐標標定采用該系統本身配置的24點坐標框架進行，三維坐標位置及方向如圖1所示。人體慣性參數參照系統自帶的扎齊奧爾斯基人體模型。采用數字濾波平滑技術對數據的“噪音”進行過濾，截斷頻率為8 Hz。

1.2.2 指標及其統計 本研究中主要采用了標志性動作的時刻指標，球與重心的速度指標，肩、髖、膝的角速度指標。動作過程中的時刻均采用標準化形式，精確至1%。對5人次最后用力階段技術中的速度與角速度曲線進行了合并，形成了這些指標的平均變化曲線。這些指標數據的計算與合并在Areil運動分析軟件與Excel軟件中進行。

2 結 果

2.1 最后用力階段各時相的時間分配情況 在快速投球技術最后用力階段技術的平均時間為0.32 s，其中存在兩個比較明顯的動作過程標志點，分別為左腳著地與右腳離地時刻，它們將該動作過程分成右腳支撐、雙腳支撐與左腳支撐三個時段（表2）。右腳支撐階段耗時最長，占總時間的53%；雙腳支撐與左腳支撐階段耗時較短，分別占總時間的25%與22%。在右腳支撐階段對板球落點的預判是造成此階段耗時較多的一個重要因素。

表2 最后用力階段各時相的時間分配情況表（n5）

2.2 最后用力階段板球的速度變化情況 從三個坐標方向上的曲線來看，板球速度在y與z方向上的曲線波動較明顯，在x方向上的曲線并無明顯變化（圖2）。這說明，在該動作中，板球主要是在y軸與z軸組成的平面內運動。從三個運動過程時段來看，板球速度在右腳支撐階段有稍微地下降現象，主要表現在在z方向上的速度下降，這與此時人體著地緩沖以及右臂的制動有較大的關系；在雙腳支撐與左腳支撐階段有明顯的上升現象，前者表現在是y與z方向上的速度共同上升，后者表現在y方向上的速度急劇上升。

2.3 最后用力階段人體重心速度變化情況 圖3所示，在最后用力階段技術中人體重心的速度變化曲線與其在y方向上的變化曲線非常相似，這說明此過程中人體重心速度主要是表現在y方向上的變化。此過程中，人體重心速度在右腳支撐階段稍微地降低，主要表現在z方向上的速度下降，這同樣與人體著地緩沖有關；在雙腳支撐與左腳支撐階段，身體重心速度與其在y方向上的速度一樣急劇下降，這主要是由于人體動量向器械傳遞的結果。人體重心速度制動的越快、幅度越大，越有利于板球出手速度的提高。

2.4 最后用力階段人體主要關節的運動情況

2.4.1 人體主要關節的運動強度

人體主要關節角速度的平均值與標準差說明了這些關節運動的強度，進而可以體現出該運動技術中人體環節運動的特點。如果在完成一種運動技術時某個關節角速度的平均值與標準差較大說明其運動比較強烈（表3）。在右腳支撐階段中，左、右肩以及左膝關節的運動比較強烈；在雙腳支撐階段中，左、右肩以及左髖關節的運動比較強烈；在左腳支撐階段中，右肩以及左、右髖關節的運動比較強烈。這說明，左、右肩以及左膝關節，左、右肩以及左髖關節，右肩以及左、右髖關節各自在相應時段中的運動較大程度上體現了最后用力階段技術中人體關節運動的特點。

表3 人體主要關節角速度平均值及標準差（°/s）

注：“*”表示角速度平均值前三位；“”表示角速度標準差前三位。

2.4.2 人體主要關節的運動順序以及運動方式 對在最后用力階段技術中運動比較強烈的關節的運動順序以及各自的運動方式進行探索。表4顯示，在最后用力階段技術中人體主要關節產生最大角速度的循序依次為左膝、右肩、左肩、右肩和左髖、右髖。在接近右腳著地時刻，左膝達到最大角速度，右肩達到第一次角速度波峰；在接近左腳著地時刻，左肩達到最大角速度；在接近右腳離地時刻，左髖達到了最大角速度，右肩達到第二次角速度波峰；在球出手時刻，右髖的角速度達到最大值。此外，右肩至左肩最大角速度的間隔最大（0.16 s），接著為左肩至右肩（0.06 s）和左髖至右髖（0.08 s），左膝至右肩、右肩至左髖、右髖至右膝幾乎同時產生最大角速度。

表4 最后用力階段中人體主要關節最大角速度時間循序

注：右肩角速度的變化存在二個明顯的波峰。

圖4顯示，在右腳支撐階段，左膝與右肩制動至最小角速度，左肩加速至最大角速度；在雙腳支撐階段，左肩制動，右肩與左髖加速至最大角速度；在左腳著地階段，右肩與左髖制動，右髖加速。

2.5 若干最后用力階段技術運動學指標 在研究了最后用力階段技術人體及器械運動特征的基礎之上，對最后用力階段的技術要點進行探索。最后用力階段技術的運動學指標則定量化地反映了該技術動作的要點。表5中顯示了最后用力階段技術不同時段中所包含的運動學指標以及來自國家板球隊男子優秀投手的數據。這些指標的構建主要是依據質點系的動量守恒原理，即在不受外力作用下，質點系中動量只能是在各質點之間傳遞，總動量保持不變。在適當的理想化條件下，在最后用力階段技術中人體重心與板球之間，人體各環節運動之間存在一定程度上的動量傳遞。

表5 若干最后用力階段技術運動學指標（n5）

注：標有上升箭頭的全距表示相關指標上升變化；標有下降箭頭的全距表示相關指標下降變化。

3 分析與討論

學習任何技術動作，首先必須具有對該技術客觀的、合理的認知。掌握該技術過程中標志性時刻、時段以及人體與器械的運動特征，是客觀地認識該技術的主要途徑。本研究中將左腳著地與右腳離地作為兩個標志性時刻，并將最后用力階段技術劃分成右腳支撐、雙腳支撐與左腳支撐三個時段是比較合理的。首先，多數指標數值在左腳著地和右腳離地時刻開始急劇增加或降低，或者是在這兩個時刻中達到了最大值或最小值。其次，多數指標數值在右腳支撐、雙腳支撐與左腳支撐三個時段中成單調遞增或遞減變化。最后，這三個階段各自具有明顯的功能獨立性。在右腳支撐階段主要是為下肢的制動以及上肢按技術要求運動與加速做好準備；在雙腳支撐階段主要進行“下肢―上肢與軀干”能量的傳遞以及上肢與軀干的發力加速；在左腳支撐階段主要進行“上肢、軀干―球”的動量傳遞以及為出球后跟進做準備。

當將人體的運動簡化成一個質點的運動時，那么，最后用力階段技術就可以簡化為兩個相互聯系的質點系――板球與人體重心與地面的碰撞模型，即以相同速度運動的“板球―人體重心”質點系，當人體重心與地面相碰撞時，人體重心受到制動，同時板球脫離人體以比原先更快的速度向前飛行。從圖2～3中可以發現，在右腳支撐階段，人體重心與板球速度基本上處于穩定狀態，到雙腳支撐與左腳支撐階段時，人體重心速度不斷下降至最小值，同時板球速度不斷提高至最大值，這體現了在人體重心制動過程中其動量向板球的傳遞。人體重心制動前的速度越大，制動幅度越大，制動時間越短，越有利于板球速度的提高。右腳著地時人體重心的速度、左膝與右肩的制動時間對人體重心制動前的速度有較大的影響，在雙腳支撐與左腳支撐階段人體重心速度下降的幅度（全距）則反映了人體重心的制動幅度。

此外，追求板球較高的出手速度以及控制準確落地的出手角度是快速投球技術的主要目的所在，即使板球快速地擊打到22.86 cm寬與71.1 cm高的三門柱。表5中顯示，優秀男子投手的出手速度為23.1 m/s，出手角度為5.5°，重心初速度為4.6 m/s，下降幅度為1.02m/s。從中發現，只有22%人體重心初速度參與了動量的傳遞過程，板球出手后人體重心還具有78%的初速度，這可能跟板球投手后續任務有關。投手的任務不僅僅是投球得分，還需要參與接球得分，即如果投出球后球被對方擊打出來，投手要立刻準備去接住被擊打出來的近距離球。

Hanavan構建了人體的十五剛體模型，使對人體運動的研究進一步具體化，能將人體各環節的運動展現出來。從圖2、圖4以及表4的分析中可知，在最后用力階段技術中，先左膝與右肩制動，同時左肩加速至最大值；隨后，左肩制動；左髖與右肩加速至最大值；最后，左髖與右肩制動，板球加速至最大值，右髖加速至最大值；此外，這些關節運動在右腳著地時刻或左腳著地時刻或右腳離地時刻附近進行制動與加速的轉換。

在最后用力階段技術中，人體重心部分動量依靠人體各環節依次地制動與加速傳遞到板球上。在人體剛體模型中的動量傳遞從與地面接觸剛體制動開始，依次向相鄰的剛體傳遞，最后傳至板球上。在右腳支撐階段，左膝的積極制動為左腳著地時下肢制動做好準備；在雙腳著地階段下肢積極地制動，使軀干（主要是左髖的角速度迅速提高）與右臂（右肩的角速度迅速提高）加速至最大；在左腳支撐階段軀干與右臂積極地制動，使板球的速度迅速提高至最大。因此，人體各環節間運動協調的質量對動量傳遞有很大的影響。右肩與左髖在左腳支撐階段的最大角速度及其下降幅度反映了此動量傳遞過程的效果及效率。

此外，人體具有生物特性，可以通過肌肉收縮產生力矩使相應環節加速。在雙腳支撐階段有可能通過人體自身內力使軀干與右臂進一步加速，這有利于提高在右腳離地時軀干與右臂的角速度，從而提高動量傳遞的效果，此階段左髖與右肩角速度的提高幅度能從一個側面反映出此作用的程度。人體通過內力的作用使左肩在右腳支撐階段加速，在雙腳支撐階段制動，這在一定程度上能將其動量通過肩軸傳遞到右臂，使右臂能快速地啟動加速，因此，將左肩在接近左腳著地時最大角速度以及在雙腳支撐階段中角速度下降幅度作為最后用力階段技術運動學指標之一。在右腳支撐階段，右臂制動主要是為其在在雙腳支撐階段的加速以及直臂轉動做準備，其制動的時間對左腳著地時人體重心初速度持有一定的影響。在左腳支撐階段，右膝關節的加速則是為球出手后維持身體平衡以及后續的迅速移動做準備。

通過圖像和角度數據的逐幀分析認為，在右腳支撐階段左膝主要是制動伸展，右肩主要是制動后伸，左肩主要是加速后伸；在雙腳支撐階段，左肩主要是制動后伸，軀干與右肩主要是加速前伸，這使左、右髖以及右肩的角速度迅速提高；在左腳支撐階段，軀干與右肩主要是制動前伸，右大腿主要是加速前擺，這使左髖與右肩角速度在下降的同時右髖的角速度迅速提高。

4 結 論

1）以左腳著地與右腳離地作為兩個標志性時刻，將最后用力階段技術劃分成右腳支撐、雙腳支撐與左腳支撐三個時段是比較合理的。

2）在右腳支撐階段，人體重心與板球速度基本上處于穩定狀態；在雙腳支撐與左腳支撐階段，人體重心速度不斷下降至最小值，同時板球速度不斷提高至最大值。

3）在右腳支撐階段左膝制動伸展，右肩制動后伸，左肩加速后伸；在雙腳支撐階段，左肩制動后伸，軀干與右肩加速前伸；在左腳支撐階段，軀干與右肩制動前伸，右大腿加速前擺。

4）依據動量守恒定理以及碰撞原理，構建了若干個最后用力階段技術的運動學指標，反映了最后用力階段的技術要點。

5）制定了最后用力技術動作的運動生物力學觀察模型（圖5），其內容包括最后用力階段技術時段的劃分，不同時段中人體環節、重心以及板球的運動特點，以及不同時段中與技術要點相關的運動學指標。

參考文獻：

［1］ 田軼.2007年亞洲四國女子板球冠軍賽技術比較分析［J］.軍事體育進修學院學報，2009（1）：83-85.

篇4

關鍵詞：網球發球；生物力學；文獻綜述

動作構成技術，因此動作是我們研究的重點。而用生物力學的知識和方法去研究網球的發球特征，研究方法和研究內容無疑是最重要的一環，而研究方法又離不開研究設備，可以說目前研究設備也從一定程度上直接影響了這篇論文成果的好壞。關于發球生物力學的研究有人做過專門的統計。蔣婷在她的《國內網球生物力研究現狀及發展―基于2007-2011年4種文獻來源計量分析》中指出2007-2011年，核心期刊、優秀碩士論文、博士論文、重要會議各自研究網球技術生物力學所占的比例分別為12.9%、51.6%、3.2%、32.2%，其中優秀碩士論文研究網球生物力學的最多，占51.6%。此外，5年中，核心期刊發表的關于網球生物力學的論文僅4篇，充分說明這類研究并沒有成為熱點。根據文獻論文內容的主要特征，結合生物力學及網球項目相關理論，可以將檢索到的論文分別歸入3個不同的研究方向，即技術分析（運動學、用力學、生物學）、損傷（骨、肌肉）、裝備（鞋、拍弦）。從本次統計來看，技術分析獨占鰲頭，共計23篇，占74.2%；其他方面的研究相對較少，損傷12.9%（4篇），裝備12.9%（4篇）。技術動作分析受到更多的關注，主要是因為技術分析的設備日益進步和完善，生物力學研究受儀器設備的制約。這篇文章很全面的介紹了目前國內一些比較有價值的論文的分布情況及總體研究情況，讓我們對整個研究水平有了初步的印象。

馬大慧在《運動生物力學在網球運動中的應用分析》中給我們提出了一些比較好的運動生物力學與網球運動的結合點，我們可以從運動生物力學的力學理論研究方法，實驗研究方法，力學理論研究方法和實驗研究方法緊密結合等方法去研究網球的特征，當然這些方法也可以用到發球的研究中去，使我們的方法更具有科學性和方向性。下面從研究方法和內容方面入手對所查閱到的文獻進行簡單闡述。

劉卉（2000）以6名國青網球運動員和2名北京隊青年網球運動員的大力發球為研究對象。采用美國Peak三維高速錄像系統進行拍攝，拍攝頻率為120幀/s。采用愛捷人體信息研究所的錄像分析系統對發球動作技術的運動學數據進行測量與分析。依據對錄像帶的觀察及發球實驗時的現場評價，對每個運動員三個好球中質量最好的一次進行解析。所得數字化數據采用數字濾波法進行平滑處理。她的研究揭示網球大力發球屬鞭打類動作的特征并論證和全面闡述了網球大力發球技術的運動生物力學原理。同時通過對運動員發球技術的對比，得出拋球的方向、高度和身體下蹲的深度均會對整個發球動作技術起重要影響；通過對下肢運動的觀察，提出影響“搔背”動作階段的因素主要是下肢蹬伸、軀干扭轉、屈肘和上臂外旋的幅度、速度及它們之間的配合，同時還認為“搔背”動作時身體各環節活動的同步性是高質量合理動作的特征；提出擊球動作并非揮拍動作的自然過渡和延伸，而是有其本身技術特征的相對獨立的動作技術；她還通過對身體各環節最大速度出現時間的比較，認為可將鞭打動作的基本理論作為網球發球動作技術的理論基礎。這篇文章在國內具有比較高的地位，無論是研究對象還是研究方法對后來的研究者提供了很好的參考，同時所得出的結論對我們平時訓練也很有參考意義。

劉保華（2008）以2007年9月在北京舉辦的中國網球公開賽中5名優秀女子網球單打運動員為研究對象。采用兩臺100HZ的攝像機在比賽現場進行拍攝，對我國頂尖女子網球運動員彭帥與4名世界頂尖女子網球運動員發球技術的速度特征進行了生物力學分析。研究結果表明在第一發球速度上，4位世界優秀運動員明顯高于彭帥。4位世界優秀女子網球運動員在球拍速度、右手速度、右手腕速度、右肩速度、右肘速度右髓與身體重心的速度這7個參數因子載荷值的貢獻排序運用較為合理，而彭帥則不夠合理，表現在球拍的因子載荷值明顯低于右手與右手腕。這篇文章從科學的角度分析了彭帥發球當中所存在的問題，可以據此對她做出指導

林建健（2009）選取2名職業網球運動員，4名專業網球運動員和6名業余網球運動員為測試對象利用，Qualisys紅外遠射測試系統（六個鏡頭）對運動員發球動作過程進行測試。拍攝頻率為200幅/秒。同時用Kistle測力臺系統與Qualisys同步，采集運動員的動力學數據。結果顯示：在拋球過程中我國高水平運動員拋球臂關節角度變化幅度和屈膝最大角度均小于低水平運動員。在蹬伸過程中，我國高水平運動員膝關節最大角度和腿部發力效率均大于低水平運動員，膝關節最大角度和最小肘關節角度均小于國外優秀運動員。在擊球過程中，我過高水平運動員身體各環節最大角度速度和擊球高度與身高比均大于低水平運動員，且具有顯著性差異。對比國內的高水平和低水平選手特征，可以使低水平的選手找到自己的問題所在，從而有目的改進。

蔣川（2009）年以我國優秀網球運動員楊意民、國際著名選手阿加西和張德培為研究對象。利用兩個PULNIX攝像頭（頻率為120Hz）采用定點、定焦、定距的方式進行外同步拍攝方式，對楊意民大力發球動作進行拍攝。采用美國ARIEL三維圖像解析系統對楊意民、阿加西和張德培的技術動作進行解析。阿加西和張德培的發球技術動作錄像由美國ARIEL公司提供，拍攝頻率為50HZ。結果發現：楊意民發球時身體主要環節的用力順序符合鞭打動作規律，且擊球點的高度較為合理。但是其拋球技術還有待改進，其拋球最高點與擊球點之間的落差較兩位世界級運動員的偏大，即楊意民在拋球環節存在拋球過高的問題。楊意民的揮拍臂形成有效的用力前，“搔背”姿勢所需時間明顯過長，且拍頭最低點高于身體重心高度，反映出楊意民的“搔背”動作不夠充分。楊意民的揮拍速度以及拍頭速度較阿加西、張德培存在較大差距，尤其是在擊一球瞬間，阿加西的拍頭速度是楊意民的1.69倍，而張德培的拍頭速度更是達到楊意民的1.71倍之多。楊意民下肢蹬伸充分，但在腳蹬離地面時身體重心上升的速度和擊球時身體重心的高度跟世界頂級選手相比仍有一定差距。

孫宇亮（2011）以2009年底在江門網球訓練基地冬訓的8名國家網球隊女隊員為研究對象。研究對象站右發球區，大力發球。利用兩個ZOOHz的高速攝像頭對運動員進行同步拍攝。利用直接線性轉換（DLT）算法對二維圖像進行三維重構。數據處理采用北京體育大學視迅解析系統對運動學指標進行解析，應用Qtools、EXCel等數據處理軟件進行計算。根據國家網球隊教練的評價，每名運動員取三個好球中質量最好的一次進行解析。所得數字化數據采用數字濾波法進行平滑處理。得出結論有：我國網球運動員發球時拋球較高，建議降低拋球高度。相對于FB技術，FU技術能使運動員獲得更大幅度的軀干扭轉角度。根據運動員實際情況選擇合適的緩沖技術。緩沖結束時刻，部分運動員存在過度頂髓的現象。這造成下肢發力不充分，最終導致球速下降。建議在此時刻保證重心投影位于在兩腿之間?！吧Ρ场眲幼魇堑湫偷某狡餍祫幼?，下肢的充分蹬伸是此動作完成質量的保證。因此運動員在平時的訓練中應注意下肢的爆發力訓練。這篇文章的研究方法和結論都有具體意義，值得國家隊的女隊員進行參考。

BrianJ.Gordon（2006）通過三維錄像解析法對9名優秀的網球運動員進行了測試。他們在上臂和前臂套上了帶有標志球的環，在肩關節周圍皮膚上貼了標志球。由于計算關節和環節的扭轉角度。結果詳細闡明了發球過程中人體各部分的扭轉情況，指出在臨近擊球時刻，肩關節屈伸運動和內收外展運動對于拍頭速度的貢獻微不足道。這篇文章的研究結果使得我們平時的一些錯誤觀念得到了重新的認識。

綜合研究的情況來看，國外學者利用運動生物力學手段對網球發球動作技術做了大量研究，并且闡明了一些發球動作的客觀規律。對現今存在的各種各樣的技術動作提供了科學理論上的支持，對學習和改進發球技術做了有益的探索和貢獻。有的從肌肉發力順序方面探討，有的從核心部位探討，也有的從動作模式探討，還有從肌電方面入手等等，可以說已經取得了一定的成績，而且隨著研究設備的技術提高，研究的水平也在提高，但是大多數的研究還是將中國的運動員數據直接和外國運動員的數據直接進行對比，我覺得這存在一定的問題，且不論身高的不同，中國運動員的肌纖維類型與他們也會有不同等等，或者是否可以將他們的數據可以和現在排名較高的亞洲球手進行對比，比如，現世界排名17的日本球員錦織圭等等。再者，我覺得在發球最佳模式的研究方面還有所欠缺，看我們是否能找到一個最適合我們的發球模型。讓大家在練習的時候心里有具體的數據可依。作為研究來講，我們最好是能把各個方面的情況考慮清楚最好，或者就某一方面作最細致的研究。隨著未來各種儀器設備的更新提高，研究水平也會越來越深，可以說，生物力學在網球領域的研究還有很大的空間。（作者單位：北京體育大學）

參考文獻：

[1] 蔣婷.國內網球生物力研究現狀及發展―基于2007-2011年4種文獻來源計量分析[J].運動，2012，（08）.

[2] 馬大慧.運動生物力學在網球運動中的應用分析[J].體育科技文獻通報，2010，（04）.

[3] 劉卉.網球大力發球技術的運動生物力學原理[J]北京體育大學學報，2000，（02）.

[4] 蔣中偉.關于提高網球平擊發球成功率的研究[J].體育科學，2000，（04）

[5] 劉保華.我國女子網球運動員彭帥與世界優秀女子網球運動員[J].廣州體育學院學報，2008，（05）.

[6] 林建健.中國優秀男子網球運動員大力發球的運動生物力學分析[D].北京體育大學，2009.

[7] 蔣川.我國優秀網球運動員與國際名將發球動作的運動學特征分析[D].武漢體育學院，2009.

[8] 鄒廷鑄.我國高水平網球運動員四種發球動作的生物力學研究[D].北京體育大學，2011.

篇5

關鍵詞：運動鞋文化；價值解析；多維視角

中圖分類號：G818.4 文獻標識碼：A 文章編號：1004-4590（2015）01-0086-05

作為鞋家族中的一員，運動鞋具有鞋一般意義上的文化表征和功能，同時在其概念的能指與所指、文化的內涵與外延上又與一般意義上的鞋具有一定的差異性，它既具有鞋的一般共性又具有其一定的特殊性，具備了一般意義上的鞋所不具備的文化內涵和價值功能；運動鞋被冠以“運動”，揭示了運動鞋的本質屬性，表明了它與體育運動的關系。事實上，運動鞋是體育運動的衍生物，它既是體育運動的技術或者物質裝備，又是體育文化的顯性符號，隱含著某種體育精神、價值觀念和信仰追求。

在學術上，運動鞋研究近年來成為一種重要課題和熱門話題，但這種研究往往是基于運動鞋之于體育運動的重要作用，從人體功效學和運動生物力學等方面進行實驗和探討，這些研究成果雖然在一定意義上影響和推動了體育運動實踐，但不足以反映出運動鞋的文化價值。因為這些研究成果無法幫助我們去全面解讀和詮釋當下的種種現象和趨勢：其一，運動鞋成為一種時尚。從時尚界看，它們通過跨界合作設計時尚潮流運動鞋，如時尚品牌“Y-3”由日本設計大師Yohji Yamamoto與阿迪達斯合作創立，New Balance融入中國京劇臉譜元素設計生產了京劇臉譜限定跑鞋等；在各類秀場上，材質獨特、款式新穎的不同運動鞋開始躍入人們的視野，它不僅引領著一種時尚潮流，而且預示著人們審美和理念的變化以及一種文化變革。從社會生活看，人們借助運動鞋的造型、品牌及內涵去修飾裝扮自己、展示自己，從中獲得一種審美愉悅和象征性的精神滿足。其二，運動鞋成為一種日常生活消費。隨著經濟社會的快速發展、競技體育的廣泛影響以及人們健康意識、消費理念的變化，人們對于運動鞋的消費不僅僅限于休閑、健身、娛樂，而且關注和追求運動鞋所表達的一種生活方式和個性化需求。其三，運動鞋成為體育收藏界的“寵兒”。時下在體育博物館以及舉辦諸如展覽會、交易會和展銷會等形式多樣的體育收藏活動上，運動鞋均占有重要的一席之地；收藏者不惜重金收藏運動鞋，在收藏中感受著體育文化帶來的審美熏陶和智慧啟迪。這些都彰顯或隱含著運動鞋文化價值的豐富性和多樣性――基于多個學科的視角和維度管析運動鞋文化價值，無論對于運動鞋的研究、制造和銷售，還是對于發展體育文化、推動競技體育和大眾體育運動都具有重要意義。

1.運動鞋文化的衍生與發展――基于歷史文獻學的視角與維度

相比于運動鞋人體功效學和運動生物力學等方面的研究，關于運動鞋文化的發展史研究則顯得較為冷門，它只是散見于各種歷史文獻之中。這些記載，又往往是基于文化的視角進行真實描述，而非從“運動”或者體育的視角進行記載，但我們不能因此否定這些廣義上的鞋的“運動”功能和作用――在鞋沒誕生之前，人類是以赤腳的形式運動發展的；在鞋誕生之后，人類又以鞋裝備雙足進行運動發展，進行著諸如狩獵、奔跑、游戲、軍事斗爭等各種各樣的活動，鞋也隨著人類運動發展而發展著它的款式、色彩和制作材料。理論認為，需求是人之本性，是社會發展進步的動力。鞋正是人類在同自然博弈、發展自我的“運動”過程中因自身需求而產生的，鞋也因此從一開始誕生便具有“運動”的性質，可以說，運動是鞋的本質屬性。由此，回溯運動鞋文化的發展史，我們不得不從兩種視角和維度去審視，一種是廣義意義的“運動鞋”，即鞋；一種是嚴格意義上的“運動鞋”，即應用于體育運動中的專業運動鞋。

廣義意義上的運動鞋文化有著深厚的歷史淵源。吳欣《中國消失的服飾》（2010）、沈從文的《中國古代服飾研究》（2002）、袁杰英的《中國歷代服飾史》（1994）、駱崇琪的《中國鞋文化史》（1990）、周錫保的《中國古代服飾史》（1984）等專著對中國鞋文化進行了多個視角的掃描。其中，由民俗學家葉大兵等編寫的《中國鞋履文化辭典》，從多學科視角系統反映了我國制鞋史和鞋文化發展史，介紹了傳統和現代鞋履的詳細情況，展現了由鞋所引出的諺語、謎語、成語、寓言、戲劇傳奇等文化景觀。從這些文獻中，我們可以從氏族社會時期的彩陶領略到我國最早的鞋的形象，從歷史考古中欣賞到中國較早的實物鞋，但要挖掘鞋的歷史發展淵源，還需要我們從歷史文獻中去探尋。

從鞋的發明創造看，《禮記?禮運篇》以“未有麻絲，衣其羽皮”描述了原始人類以動物的皮來裹腳，這也許正是鞋的最早的雛形；在傳說中，鞋則是由黃帝所發明，立于北京的《靴鞋行孫祖殿碑》記載了黃帝造鞋，“始創造屐履，借作護足之需”；1973年出土于青海大通縣、被考證距今5000多年的陶俑，其腳穿有一雙尖部上翹鞋，印證了古人在傳說中的黃帝時代已由以物裹足改為穿鞋。從鞋文化發展看，鞋與古代社會政治、文化禮制有關密切的關系。如在先秦時期，殷商時代便初步建立了鞋之禮制，周代設有負責貴族用鞋的“屨人”一職，周代則明確定義了“復下日舄，單下日屨”的鞋的形制，其中舄多為貴族穿用，而屨則限于平民穿用。在秦漢時期，規定喪事著舄、上朝穿靴、燕服穿屨等，鞋的穿用規制更為具體。魏晉之后，鞋開始趨向于時尚化發展，如魏晉時期便出現了玉華飛頭履、芴頭履、分梢履、五朵履等，鞋的樣式極為豐富。從鞋與運動的關系看，歷史文獻中有較多穿鞋運動的記載，如周武王姬在其《履屨銘》中說，“慎之勞，勞則富”，既強調了鞋的功能和作用，告誡人們精心愛護腳下的鞋，又強調要著鞋而勞；《南史》這樣記載了嗜好運動的謝靈運，“登躡常著木屐，上山則去前齒，下山則去后齒”；《南史》還記載了人們足穿芒履活動的情形，“使其子弟并著芒履，于齋前習行”；《晉書?石季龍載記》記載了女子穿靴騎馬的情景，“五文織成靴，游于戲馬觀”；李白《嘲魯儒》“足著遠游履，頭戴方山巾”這一詩句中的“遠游履”系唐代的一種便鞋，差不多類似于今天的運動鞋。從這些歷史文獻中可看出，運動鞋在中國有著悠久的歷史淵源和豐富的文化內涵。

就嚴格意義上的運動鞋而言，其產生與發展一般有兩個重要因素，一是古代奧運，雖然最早的奧運賽場上人們是赤腳參與競技，但卻催生了運動鞋；另一個是近代橡膠工業的進步，為運動鞋的生產與制造提供了理想材料?；仡欉\動鞋的誕生與發展史，我們可去用幾個“第一”來管窺運動鞋發展的歷史概貌：世界第一雙槌球鞋――1968年誕生于美國，由“橡膠底+帆布幫”并通過圍條制作而成，它被稱為近代史上第一雙運動鞋；世界第一雙籃球鞋――1917年由美國匡威鞋業公司生產制造，并隨著籃球巨星Chunk Taylor在巡回賽中推廣，這一運動鞋很快成為籃球運動員和廣大青少年青睞的足下用品；世界第一雙膠鑄釘鞋――上世紀20年代，由阿迪達斯研發制作，因美國短跑運動員杰西?歐文斯使用而連奪四枚金牌而成為揚名世界的品牌。在此過程中，隨著日本的Asics、德國的Adidao、美國的Converse等名牌廠商不斷研發，把科技文化融入運動鞋之中，不斷提高運動鞋的性能。上世紀60年代，美國耐克公司開始走出皮革、帆布等制作材料的束縛，大膽嘗試運用尼龍材料做運動鞋子的幫面，所生產的該種運動鞋因其性能柔軟、輕盈而牢固而深受運動員歡迎，后來又成為旅游消費者的青睞。到了上世紀80年代以來，隨著雷寶、耐克等美國公司在全球各地投入生產，美國運動鞋開始風靡全球。這時，中國運動鞋廠商積極引進新材料、新工藝、新技術，研發生產各種專業運動鞋，努力縮小與國外產品的差距。

循著運動鞋文化發展的歷史脈絡，可以清晰地看到，隨著科技文化的延續與融入、時尚文化的融合與衍生、明星文化的影響與深化，同時隨著體育精神的廣泛認知認同與大眾體育的興起，運動鞋文化價值日益凸顯，它在深刻地影響著人們的生活方式和價值觀念。

2.運動鞋文化與體育科學探究――基于運動生物力學的視角與維度

體育是一門科學，而科學是人類永遠無法探知窮盡的領域。作為與體育運動關系最為直接和緊密的體育運動裝備，運動鞋生物力學是體育科學領域的一個重要分支，這一研究的深化也正是體育科學體系的豐富與完善。事實上，運動鞋的文化魅力和價值，最根本的還是在于運動鞋本身，在于運動鞋的科學，在于科技文化的延續與融入，其他諸如運動鞋的時尚、精神、消費等文化價值都是運動鞋科技文化的衍生或者派生。

篇6

摘 要 運動人體力學在人體結構的研究、測試方法和手段、測試數據處理的速度與準確度、研究的深度與廣度等方面都具有較大程度的提高。本論文是在羽毛球基礎技術的力學特點進行歸納與總結分析，分析的技術動作是扣殺、網前搓球（皆為正手）。

關鍵詞 運動生物力學 羽毛球項目 扣殺 網前搓球

從運動生物力學角度來看，羽毛球運動是通過羽毛球和球拍位置的變化（平動和轉動）與運動員機體的活動相結合的一項運動。運動員的擊球動作使球拍和球碰撞后，擊出的球以一定的動量、動量矩過網至對方場地范圍。歸納起來，羽毛球項目中的運動分類可大致包括：運動員的技術運動形成（動作技術）、羽毛球的碰撞運動（羽毛球與球拍碰撞）、羽毛球在空中的運動。此文獻是集中在扣殺、網前搓球這兩個技術動作給羽毛球的碰撞運動產生的效果。

一、扣殺

這種富有威脅性的進攻手段，從技術上看是一個上肢的鞭打動作，其技術特點主要有以下幾個方面。

（一）對大力扣殺擊球速度、高度、角度的解析

大力扣殺是教練員、運動員公認的殺傷力強的重要技術。殺傷力的大小取決于擊球速度、高度和角度。三者相輔相成，緊密結合好將勢必產生大力扣殺的最大效果。其中擊球速度是主要的。

（二）羽毛球扣殺上肢技術關鍵

羽毛球運動員扣殺的目的是使拍頭獲得最大的打擊速度和適宜的拍面位置。由于運動員扣球動作前基本無助跑和跳起，所以球拍速度的獲得是身體和持拍臂的協調配合和最大用力的結果。

影響羽毛球運動員扣殺的效果的關鍵技術主要是手臂的鞭打動作，影響上肢鞭打動作末端環節的關鍵因素：①軀干向投擲方向扭轉的時機；②上臂最大水平外展角；③上臂內旋角速度；④肘關節伸展動作開始時機；⑤出手（擊球）時刻肘關節伸展角速度。

二、網前搓球

搓球，就是在網前利用球拍與球的切擊摩擦，使羽毛球在球拍上獲得極小的縱向（或稱與拍面垂直方向）飛行速度，同時獲得較大的翻滾和旋轉速度，使球的飛行軌跡和飛行狀態發生變異，迫使對方擊球失誤或延誤其擊球點高度或擊球時間，從而直接得分或取得主動優勢的一種擊球技術之一。

（一）搓球技術及其分類

搓球按其轉動方向和飛行狀態，一般可分為兩種，即翻滾式和偏軸旋轉式。翻滾式，即球搓出后，球的滾轉動方向幾乎是垂直于球的對稱軸。這種搓球，主要在對方回擊球離網很近貼網而落，而自己上網速度較快，能在離網頂約10厘米處搓擊時運用。但由于這種搓球球翻滾時阻力矩大，球保持翻滾狀態飛行的時間較短（一般翻滾不到兩三周就恢復正常了）。使用這種搓球時擊球點一定要高，且離網頂近，才能保證球在短暫的翻滾過程中迅速下墜。若擊球點低或離網頂遠，則球只能在未過網前的上升階段，飛向網頂過程中翻滾。真正過了網下落時，球的飛行已恢復正常，對對方也無威脅了。

偏軸旋轉式搓球，即搓出球的轉軸與球軸交角成30°-60°。這種偏軸旋轉式搓球，旋轉時球頭朝向飄忽不定，轉動時的空氣阻力矩較翻滾式小，球旋轉運動時問也較長，飛行軌跡差距大。當對方回球網前球離網較遠或自己上網較慢、擊球點略低時，照樣有使用價值。

（二）影響偏軸旋轉式搓球的力學因素

1．搓球時球拍切擊方向與球軸的夾角

偏軸旋轉式搓球，球拍切、方向與球軸的夾角是關鍵。夾角過小，則可能出現羽球過網時轉軸與對稱軸基本重合，此時固然球的轉動阻力矩為最小，但由于球頭朝向和飛行軌跡比較穩定，對方容易還擊，實戰價值不大。但上述夾角如果過大，則會因使球旋轉的沖量矩（M•T，M是使球轉動的力矩，T是作用的時間）遠遠小于使球翻滾的沖量矩，使球主要以翻滾運動方式過網，也不能達到預期的技術效果。因此，球拍切擊方向與球軸夾角角度的控制是控制搓球的首要因素。

2．球飛行瞬時方向或球頭朝向與球拍搓擊方向的關系

眾所周知，球速過快是很難運用搓球技術的。搓球不僅有球拍切擊方向與球軸夾角的控制間題，還有球與球拍撞擊速度和反彈力的控制間題。球速過快，球在拍面上停留時間短，球撞擊速度不易控制，球易跳得高，這就失去了網前球的基本特點和作用。就要解決一個如何適當“減速”以利控制的問題。

這里的所謂“減速”，是指減少球與球拍撞擊速度或稱緩沖作用。當球拍搓擊方向與球飛行瞬時方向的夾角大大超過90°并趨近180°時，球與球拍相對運動速度是相加，所以速度必然高，當球拍搓擊方向與球飛行瞬時方向之夾角只有90°或更小時，球與球拍相對運動速度是相減，搓球易成功。成功的緩沖是控制搓球的第二個要素。

為了做到這點，當球過網后的橫向速度（與球網平行方向）是由左向右飛來時（即通常對方將球從自己右場區擊向我右場網前時），球拍也就應由左向右搓去，球較易控制。雖然這種球多數出現在我們正手區，由左向右搓擊手法有點別扭，只要多練，是可以掌握的。反之，球由右向左飛過來時，球就容易控制了。搓擊動作要注意用手指及時調整拍面角度，效果會更好些。

三、總結

根據羽毛球運動專項運動生物力學研究的現狀、運動生物力學學科發展趨勢以及羽毛球運動發展的實際需求，運用多種運動生物力學的理論力學和實驗研究相結合的方法，對羽毛球運動中的多個領域進行分析和研究，例如上肢技術動作分類后的細節力學分析或者場地步法的力學研究。這會將是運動生物力學在羽毛球運動項目中的研究發展趨勢。

參考文獻：

[1] 劉延柱,洪嘉振等.多剛體系統動力學[M].北京:高等教育出版社.1989.

篇7

【關鍵詞】 技術評價存在問題提高質量

1技術評價的基本標準

實效性（結果）評價和合理性、經濟性（過程）評價是運動技術評價的兩大基本標準運動技術訓練的根本目的，是為了創造優異運動成績。是否能達到這一目的，即實效性如何，是評價運動技術的主要標準。其次，達到這一目的的過程是否符合生物學及心理學等規律，即合理性與經濟性如何，也是評價運動技術的重要標準。在很多情況下，合理的、經濟的技術會取得良好的效果，這在自行車運動項目表現難美性及表現準確性尤為突出。

2運動技術評價的指標

2.1生物學與社會學指標。評價運動技術可以從自然科學和社會科學的不同角度進行，在評價舉重技術時，不僅要分析其是否符合生物力學和生理生化規律，而且，還要評價其否負荷美學規律，即使，舉重項目的美學不像體操項目要求的那樣高，但是如果不是很協調，那么也不會出什么大的成績。一般來說，采用生物學評價的情況居多。

2.2質量與數量指標。運動技術的數量反應著運動員掌握技術動作的全面性和多樣性。運動技術的質量可以用內外兩組指標進行評價。內部指標，指技術動作是否合理和經濟；外部指標，指技術動作是否“實效”。因此，對技術質量的評價，相對來說更加復雜，采用的標準也更多一些。我們現在進行的技術評價，大多是指質量評價。

3運動技術評價方法

3.1定性評價與定量評價。

3.1.1定性評價。定性評價是對于運動技術的質的特征所進行的評價。這種評價以觀察法為主要手段。在采用觀察法時，要注意觀察的客觀性、系統性和精確性?？陀^性將保證獲取的關于運動員技術情況的信息是可靠的；系統性指觀察必須按運動的計劃順序進行，從而保證觀察的全面性，發現相似事物中微小差異，從而使觀察結果符合實際。采用觀察手段評價運動員技術狀況的兩種途徑，即在運動員完成動作的現場直接觀察、評價和借助于錄像技術在間接觀察中進行評價。

3.1.2定量評價。定量評價是對于運動技術的量的特征所進行的評價。這種評價主要是依靠各種儀器設備，對運動員的運動技術的各種生物特征（主要是生物力學特征）進行定量描述與評價。定量評價一定量分析為基礎，與評價者的經驗相結合，從而使作出的評價與定性評價相比較，更具有準確性和可靠性，即不僅能提供定性的信息，還能提供定量的信息，從而更迅速二準確地提出改進技術的措施或建議。目前，定量評價往往采用“理論模式分析”和“實測”兩種具體辦法?！袄碚撃Ｊ椒治觥狈椒ㄊ前堰\動中的復雜人體，進行一系列簡化性假設，建立起技術動作的數學或生物學模型，繼而使生物力學或經典力學的方法對技術動作進行分析評價；“實測”方法是應用現代科技手段對進行中的技術動作直接檢測，以獲取技術評價所必需的人體運動學、動力學、形態學和功能解剖學等方面的參數。

3.2運動學評價與動力學評價。

3.2.1運動學評價包括：①技術動作的空間特征：位置坐標值（人體活某一環節的位置）；運動軌跡（是動點在給定的參考系中的幾何位置）；持續時間（動作過程運動時間的量度）②時間特征：運動節奏運動中各部分時間之比）；運動頻率（單位時間內動作重復的次數）兩者共含的時空特征：速度（運動點位置坐標隨時間變化的值）；加速度（描述人體活某一環節運動速度變化的時間量度）

3.2.2動力學評價。動力學評價包括對人體慣性特征、動力特征及運動能量特征的描述與評價。

3.2.3多維測試與綜合評價。多維測試是運用手段、尤其是現代科技手段，從多種角度對運動技術進行測試。隨著現代運動技術的發展，單一的測試手段和角度以表現出局限性，多維測試應運而生。通過對多維測試所獲取的多種信息進行綜合評價，可對運動技術作出更為透徹和準確的分析與評價。因而，這種方法是技術評價的發展方向。

4自行車項目運動技術評價特點

4.1技術特征。①完成動作的目的是在時間上或在名次上優于對手，使自己得分及防止對方得分。②比賽時受對方制約，對抗比較激烈，因而完成技術的外部條件比較困難，技術動作在臨場的變化較多，運動員有即興的動作表現出來

篇8

【關鍵詞】 骨關節炎，膝；功能鍛煉；生物力學；保守治療；張敏

膝骨關節炎（knee osteoarthritis，KOA）是中老年人群的常見病、多發病，臨床表現主要為關節疼痛、腫脹、僵硬及功能障礙，甚至導致關節畸形，活動受限，嚴重影響患者生活質量。國內外就KOA治療方法的研究較多，但由于關節軟骨再生能力有限，本病久治難愈，且易復發，目前，尚無有效阻止本病進展的治療方法，仍是骨傷科臨床治療的難題之一[1]。目前根據患者癥狀、體征、影像學檢查結果進行診斷、確定臨床分期及治療原則、選擇合適的治療方法。

張任醫師在臨床中不斷探索，診斷與治療中始終遵循兩大理論：“寒熱平衡”理論和“生物力學平衡”理論，對于尚未達到手術治療標準的患者采取保守治療，收到了較好的反饋，現就張任醫師臨床經驗進行總結，旨在與同行交流經驗，讓更多的患者受益。

1 張任醫師在臨床工作中運用的兩大理論

1.1 寒熱平衡理論 陰陽學說是中醫學重要的基本理論，人是一個有機整體，內部充滿陰陽對立，人體要維持正常的生命活動，需要陰陽保持對立統一的協調關系。《素問?生氣通天論》曰：“陰平陽秘，精神乃治；陰陽離決，精氣乃絕?！本褪菍@一理論的精辟闡述。陰陽偏盛偏衰又將導致疾病的發生，當陰陽偏盛時，此時陰陽絕對亢盛，屬實證?！端貑?陰陽應象大論》曰：“陰勝則陽病，陽勝則陰病。陽勝則熱，陰勝則寒?！标柶p傷陰，就致病性質而言屬于熱證，此時需要“熱者寒之”的治療原則；當陰陽偏衰時，此時陰陽任一方低于正常水平，屬于虛證。《素問?調經論》指出：“陽虛則外寒，陰虛則內熱。”此時治療應以補為主，采用“壯水之主，以制陽光”和“益火之源，以消陰翳”的治療方法。

張任醫師近年來運用紅外熱成像技術指導疾病的診斷與治療，其理論基礎即是中醫陰陽平衡理論。人體作為一個能量場不斷向外界散發紅外熱輻射，通過體內產熱與周圍環境熱交換使皮膚表面具有相對穩定的溫度分布。正常人體的溫度分布具有一定的穩定性和對稱性[2]，人體溫度分布的某處改變（一般是由血流和代謝的改變引起），預示該處出現疾患的可能性。紅外熱成像就是通過紅外熱像圖了解人體溫度變化，這也是紅外熱成像診斷疾病的依據，同時也可以用于治療效果的評價。

張任醫師在長期臨床中發現，紅外線熱成像技術可貫穿整個治療過程。首先，治療前運用紅外線熱成像技術指導KOA辨證論治，通過紅外線熱成像技術客觀測量膝關周圍溫度變化來輔助辨寒熱，與診斷醫師臨床經驗辨證寒熱相結合，提高診斷準確性。以往研究也證實了紅外熱成像技術可以指導臨床辨證治療[3]，這點與中醫追求辨證論治的初衷一致。同時，治療前對患者進行紅外線熱成像檢查可以根據圖像特點決定是否可以采用“熱療”――中藥熏洗。如果紅外熱像圖表現為低溫改變，可對患者采用中藥熱敷、溫熱藥治療，正所謂“寒者熱之”；如果紅外熱像圖表現為高溫，則治療方法相反。若盲目采用藥物熏洗不僅達不到治療效果，反而可能加重病情。其次，治療中通過復查對比紅外熱像圖變化，客觀真實地反映病情變化，與患者主觀感受結合，隨時調整治療方案，治療效果將會事半功倍。最后，治療結束，運用紅外熱成像技術評價治療效果。以往多采用評分量表，受患者及評價者主觀意識影響較大，而紅外熱像圖可以通過溫度測量從新的角度為臨床治療效果提供依據，相關研究證實了這一想法的可行性[4-5]。

1.2 生物力學平衡理論 膝關節主要由股骨髁、脛骨平臺和髕骨組成。膝關節運動功能的維持是多種組織（骨、肌肉、韌帶、半月板、神經）共同參與，任何組織的損傷都將使膝關節的穩定性受到破壞，引起膝關節生物力學平衡結構的紊亂，導致KOA的發生[6]。KOA病理特點為關節軟骨破壞，軟骨下骨硬化或囊性變[7]。遺傳、年齡、炎癥和機械損傷等因素均可以造成軟骨損傷，進而引起關節的一系列不可逆性病理變化，最終導致膝關節生物力學結構紊亂，出現關節疼痛、腫脹、僵硬及功能活動障礙等臨床癥狀，甚至關節畸形。目前，治療KOA的方法只能減輕癥狀，延緩病程的發展，尚無治愈方法。文獻也證實股四頭肌訓練可以減緩KOA的進展[8-10]。隨著循證醫學的發展，近年來國際多個組織了有關KOA治療的指南。運動療法被一致推薦為KOA首選治療方法，其具有操作方便、緩解疼痛、改善關節功能、無不良反應等特點[11]。

張任醫師根據KOA發病中生物力學平衡遭到破壞這一理論，總結了一套有效的功能鍛煉方法，主要是股四頭肌群的訓練及日常不正確走路姿勢的矯正。張任醫師關于KOA的經驗包括有氧運動中姿勢的矯正和肌力訓練。矯正走路姿勢12字口訣“挺胸、收腹、夾臀、提肛、磨膝、踮腳”?！巴π?、收腹”使得全身的重力均勻分散于脊柱、骨盆、下肢，從而減少對膝關節的壓力；“夾臀、提肛”收緊臀部，減少身體擺動對膝關節造成的額外壓力；“磨膝、踮腳”走路時雙膝內側盡可能靠近，走路時前腳掌先著地，重心逐步移向后，矯正“O”型腿，分散脛骨內外側壓力，使兩者壓力盡可能一致，長期堅持，達到矯正膝關節生物力線平衡的效果。肌力改變是造成關節功能下降的最直接和最初的因素，同時在KOA的發生與發展中均具有重要意義。膝關節功能維持主要靠伸膝功能的股四頭肌及屈膝功能的N繩肌。有研究證實，KOA患者的伸膝肌和屈膝肌的運動鍛煉效果不同，屈膝肌肌力改善程度優于伸膝肌；但因為伸膝肌在功能性活動中起的作用更大，臨床中更注重伸膝肌的練習。肌力訓練可以顯著提高KOA患者的功能，改善疼痛癥狀[12-13]。目前，臨床中多訓練股四頭肌肌力以改善患者膝關節功能。張任醫師在臨床中矯正患者走路姿勢的同時配合股四頭肌肌力訓練，達到增強膝關節穩定性的目的，主要動作有：①繃腿、伸膝、抬高練習。②雙膝關節開合訓練[14]。以上方法每日早、晚各2次，每次不低于20 min，連續訓練1個月，訓練前后對膝上10 cm處（同一部位即可）周徑進行測量。了解肌肉鍛煉效果，再根據效果調整訓練強度。

2 病案舉例

患者，女，56q，膝關節間斷慢性疼痛8年。查體：膝關節脛骨平臺內外側按壓疼痛明顯，雙腿并立站姿，膝關節稍內翻。X線示關節間隙非對稱性變窄；軟骨下骨硬化和囊性變；關節邊緣的骨質增生和骨贅形成，膝關節輕度內翻。西醫診斷：骨關節炎急性發作期。中醫辨證：骨痹，肝腎不足型。紅外熱像圖首次呈高溫改變，給予冰敷降溫干預，中藥口服采用獨活寄生湯加減，藥物組成：獨活

9 g、桑寄生6 g、熟地黃6 g、白芍6 g、當歸6 g、川芎6 g、杜仲6 g、牛膝6 g、防風6 g、秦艽6 g、人參6 g、茯苓6 g、甘草3 g。每日1劑，水煎服，早、晚分服，連續8周。同時配合運動療法。鍛煉1個月后，患者股骨周徑增大1.5 cm，疼痛由嚴重影響日常生活需要止痛藥輔助睡眠到輕度疼痛，走平路可，上下樓梯時疼痛。1周后復查，紅外熱成像檢查雙膝熱像圖呈等低溫改變，溫度降低，患者由急性期到穩定期，給予中藥外敷、口服，繼續配合功能鍛煉。8周后復查，患者疼痛癥狀明顯減輕，囑患者堅持鍛煉，如不適即隨診。

按語：本例患者中醫辨證為肝腎不足，通常認為肝腎不足多虛、多寒，常規采用補益肝腎，以及中醫外治法配合治療；然而根據張任醫師臨床經驗，這一結論并不可靠。本例患者就診時疼痛明顯，臨床診斷為KOA急性發作期，紅外線熱像圖直觀證實了這一結論。此時不能給予中藥熏洗、外敷等外治法，應及時復查，根據患者情況調整治療。同時配合功能鍛煉，增強股四頭肌肌力，有利于膝關節生物力學平衡，減少膝關節額外無用的負重。肌肉力量訓練的作用可能與改善肌肉運動的神經控制有關，改善了關節局部循環和軟骨營養，經濟簡單，只需要患者具有很好的自制力，堅持訓練就可以收到良好的治療效果。同時KOA屬中醫學“骨痹”范疇，病位在筋骨，涉及肝腎，肝腎虧虛，筋脈失去濡養，風寒濕外襲發而為“痹”。獨活寄生湯具有祛風濕、補肝腎、止痹痛的功效。方中獨活善除久痹、祛風寒濕邪，為君藥；防風勝濕除風，秦艽祛風濕、通經絡、利關節，共為臣藥；熟地黃、川芎、當歸、白芍補血行血，牛膝、杜仲、桑寄生補肝腎、強筋骨、引藥下行直達病灶，人參、茯苓、甘草益氣健脾，共為佐藥；甘草兼顧調和諸藥，為使藥。此方補益肝腎兼祛風除濕，標本同治，臨床效果良好。運用中醫藥結合現代影像技術綜合輔助診斷，治療中效果評價，結合運動療法，達到了較高的滿意度。

3 小 結

KOA發病率高，嚴重影響患者的生活質量。目前，KOA的病因病機尚不清楚，治療方法雖多樣化，以對癥治療為主，均非特效療法，因此尋找一種有效、廉價、方便、無創的治療方法已成為醫學界的共識[15-16]。張任醫師在從醫經驗中運用功能影像學――紅外線熱成像技術及運動療法功能鍛煉取得一定效果，希望能為臨床提供一些經驗。

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篇9

關鍵詞：太極拳； 生物力學； 身體平衡； 松空圓活

中圖分類號：G852.11 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）02-166-002

太極拳技擊的最終目的，就是善保自己，戰勝對方，也就是在使對方失去身體平衡而摔倒的同時，一定要保持自身的身體平衡。因此，太極拳的每一個技擊動作都是以善保自身平衡為基石的。太極拳的基礎身法，即“松空圓活”，就充分體現了這一點。下面本文將對“松空圓活”與身體平衡之間的關系作生物力學分析。

一、“松、空、圓、活”的基本概念

1.松、空

松是太極拳的基礎身法，太極拳中的“松”，指的是身體的肌肉骨節必須松開，不能僵硬。就是重心下沉，肌肉與骨骼有分離之感，稱之為松。放松有兩個部分組成，一是肢體的放松，二是精神的放松。

肢體的放松，就是松開全身的各個主要關節，至少把手指、手腕、肘、肩、頸、頭部、脊柱、肋、腰、胯、膝、踝、腳趾等部位都松開，其目的，就是把身軀、四肢這些人身體的“五根棍子”變成“柔若無骨”的狀態，松透周身上下內外，打開、暢通人體的所有關竅要道，使氣血運行周身通暢，做到從上到下、由里至外同時放松，使內外均勻舒適，沒有一絲一毫的拘謹、緊張，這樣才能做到不偏不倚，重心也可靈活移動。在太極拳的練習過程中，松腰最為重要。但需要說明的是，松并不等于懈，就像我們用的松緊帶，當拉伸它時，外形上是伸開了，松了，但它內在的力量緊了，當我們把它向回收的時候，從外形上是緊了，但是它里面的內勁已經松了。因此，松不是把自己變成一盤泥，而是松中有緊，松到最后也要有膨力，不能懈，也就是要松而不懈，緊而不僵。這里的“緊”是要求在放松關節、拉長韌帶的同時，骨節之間要對準，只有這樣，身形動作才可以靈活地移形換位。

精神的放松，就是調整內心，不慌亂、不緊張、不拘謹、不自我設限，始終保持心氣平和、愉悅自然、內在充實的狀態。總之，松是太極拳練習體系中最基礎、最根本的內容之一。

太極拳的“空”有兩重含義，一是肢體形態的空，二是思想上（精神）的空?！翱铡?，是由松柔中來的，是意識的感覺。肢體形態的空，需要肌肉骨節松開，含胸拔背，沉肩曲肘，松腰落胯，輕靈沉著。外形柔順如水，但內在又蘊有巨大的力量。當被對方擊中時，讓對方感覺好像打在了棉花上一樣，沉陷其中，或者就像擊入水中一樣被水吞沒。這就是太極拳的空。

思想上的“空”，是指思想上沒有一絲雜念，精神放松，進入靜態，把自身融入自然，是一種不思不想的狀態。但這種狀態并不是對外界沒有任何反應的“死靜”，而是能映射萬物，反應靈敏。這種反應也不是反擊，是隨式就勢，輕移重心，使對方的擊打落空，同時將對方的強勁吞沒，從而達到“引進落空”的效果。在練習太極拳的過程中，思想和肢體形態上的“空”是不能分開的，“空”是在思想引導下經長期的肢體訓練得來的，是經過推手和實戰的反復磨練才能練出來的。

2.圓、活

在太極拳的攻防身法中，“活”指的是靈活，身形靈活多變，是在身體中正、中定的前提下的“活”。“圓”是指手腳、身形的運行軌跡非圓即弧，前一個動作和后一個動作要連貫，沒有斷續處。這種獨特的運行方式具有圓滑、靈活、阻力小的優勢。太極拳中身走螺旋，手腳纏絲，就是每招每式都走螺旋、纏絲勁，每個架式都是圓弧形式的運動，架式要走的圓滑，不能有凸凹處，纏絲、旋轉的速度要均勻，有蓄有發。人體的頭、肩、肘、手、腳、膝、胯及前胸、后背都能單獨旋轉或走弧線。這種運動形式既可節省空間距離，又能省力，身形旋轉時還會產生離心力，非常圓活靈便。太極拳中所說的“引進落空”，“四兩撥千斤”等神奇的效果，就全憑這種圓、弧形式的運動。

“活”是由“松”中得來的，沒有“活”也不會有“圓”，因此，“松”才是根本。

二、人體平衡機制的生物力學原理

根據生物力學原理，人體平衡所必須的條件是作用于人體的合力為零，合力矩為零。在人體運動過程中，人體的平衡是一種動態的平衡，我們可以將人體看成是由多個環節構成的鏈狀結構，人體的形狀、重心以及各個環節的位置可在一定范圍內隨時改變，因此，人體的平衡與物理學中剛體的平衡有著本質上的區別，也不能簡單地用重心的平衡來衡量。

根據人體重心和支撐點的位置關系，可將人體平衡分為：上支撐平衡、下支撐平衡和混合支撐平衡。支撐點在重心上方稱為上支撐平衡，支撐點在重心下方稱為下支撐平衡，人體重心位于上、下兩支撐點之間的平衡稱為混合支撐平衡。人體平衡的穩定性取決于支撐面的大小和重心的高低。支撐面是指支撐點的接觸面和這些支撐點邊緣所圍成的面積。一般來說，支撐面大，穩定度就大，支撐面小，穩定度就小。在支撐面不變的情況下，重心位置越低，穩定度就越大。

人體是復雜的生物力學系統，由于人體支撐面邊緣為軟組織，人體的有效支撐面面積要小于理論上的支撐面面積。另外，當人體有傾倒趨勢時，依靠人體自身的自動調節系統各個環節間的相對運動，反射性的改變身體姿勢，或移動位置，可建立新的支撐面來重新建立平衡。

在維持人體平衡的過程中，人體的內力也起了重要的作用。人體內力是指運動系統各組織器官產生的力，雖然內力不能改變人體整體的運動狀態，但內力可通過對外界環境的主動作用，使人體受到外界環境的反作用，從而影響人體的平衡。

此外，心理因素對人體平衡的影響也很重要，一方面緊張的心理會影響視覺在平衡調節中的積極作用，另一方面，也會影響大腦及其下位中樞對肌肉緊張的調節能力，從而影響人體平衡。

三、“松、空、圓、活”中的人體平衡

1.“松、空、圓、活”首先從心理層面上保障了平衡能力的調節

人體維持平衡的機理非常復雜。目前普遍認為，人體的平衡能力主要依賴于中樞神經系統對來自視覺系統、本體感覺系統和前庭系統感覺信息的整合和對運動神經系統的控制。三種感覺信息在多級平衡覺神經中樞中進行加工整合，經運動纖維傳出的沖動來調整梭內肌纖維的緊張性，調節骨骼肌的收縮，指揮肌肉、骨骼系統以隨時矯正身體的偏移，達到對人體平衡的穩定。而太極拳運動特別強調意念與動作的協調配合，這樣可以有效促進中樞神經系統的靈活性和協調性，只有精神放松了，人體才能達到最大程度的靈活性，才能實現虛實的靈活轉換。在太極拳的技擊或走式的習練過程中，首先要求從思想上、精神上去體會和練習，然后再從肢體上去練習，也就是說，思想、精神才是起主導作用的。在基礎身法“松、空、圓、活”中也是如此，“松”是根本，沒有“松”就做不到“空”、“圓”、“活”，要做到“松”，首先要做到精神放松，只有精神放松了，精神不緊張，才有利于經絡與氣血舒暢運行，才能做到肢體的放松。而“精神”也正是影響調節人體平衡的重要心理因素，精神緊張會造成肌肉過度緊張，從而抱死關節，肌肉把周身骨節抱死形成一體，肢體也就會變得僵硬，就和木墩一樣，被人一推一個跟頭。只有從心理上真正放松了，人體才可以靈活地通過增大或減小內力，特別是肌肉的用力大小，從而改變作用于人體的力或力矩來影響人體的穩定性。

2.“松、空、圓、活”的肢體走式最大限度地提高了人體的平衡度

太極拳手法在運用中強調圓活，實際上是通過空間力的變化來維持空間力系平衡的過程，達到在攻防變化中保持自身平衡穩定的目的。在此過程中，人體重心的調節能力起到了決定性的作用。人體由206快骨骼組成，都靠關節連接起來負擔重量和進行活動，人體每個微小的部位都有各自的重心，全部環節所受到重力的合力的作用點就是人體的總重心。但人體重心的位置是可變的，可在一定范圍內移動，甚至人體的重心可移出體外，但重心移動的方向總是與環節移動方向一致，并且重心移動的幅度取決于環節移動的幅度。而“松、空、圓、活”的肢體走式要求身體各個部位非圓即弧，這種運動方式在很大程度上增大了人體的支撐面和支撐點邊緣所圍成的面積，增大了重心可移動的范圍，從而增強了人體在運動過程中的穩定程度。

“松”可以很靈活地通過各個環節的相對運動，使人體質量再次分布，從而改變重心的位置。在肢體走式上首先要求松開關節，把幾個大關節先松開（如肩關節和胯關節），但骨節要對準，以便更好地帶動其他小關節活動，這樣人體的重心才能在運動的過程中靈活轉換。人體的脊骨，特別是胸椎和腰椎的松開與貫穿尤為重要，腰脊命門穴為全身重心所在，是調節全身動作的關鍵，時刻注意命門穴的松沉，微微旋轉腰脊來帶動軀干和四肢的活動，胸背部的關節要節節往下松沉，重心下降，身體的穩定性可大大增強。這樣重心既可以隨形而變，隨勢而流，身體重心的轉換又能不偏不倚，靈活不僵，使人體在攻防中的平衡性與穩定性達到協調一致。

綜上所述，太極拳中“松空圓活“的基本身法不管是在心理上，還是在肢體走式上，都是以增強人體的平衡能力為基本原則的。太極拳的“松空圓活“必須到推手中去訓練和體驗，到實戰中去磨練，要長時間的練習推手，反復訓練，參加實戰，才能夠體會到它在調節人體協調性、靈活性、平衡性與穩定性中的神奇效果。

秦皇島市科學技術研究與發展計劃，批號：201101A040 201101A026

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篇10

1.1能幫助教練員對運動員的運動成績進行科學預測

現代運動訓練中對運動技術的發展進行科學預測是訓練科學化的重要組成部分，它伴隨著現代科學技術的發展而不斷進步。對運動技術進行科學預測，主要目的是為了研究運動技術的未來給運動水平提高帶來的影響，以便為下一步制訂運動員的技術發展規劃以及訓練計劃提供信息，以確定研究運動最佳化規劃。深入研究運動技術的發展規律，有助于提高運動技術預測的準確性。在體育領域進行科學預測開展時間盡管不長，但發展速度很快。國外通過運用先進的預測科學理論和方法在運動成績預測方面，已獲得較大成果。進入新世紀以來，一些體育發達國家利用收集到的運動員的各類身體素質數據結合運動項目特點，編制出對應的預測軟件，能夠有針對性地預測出運動員的訓練及比賽成績區間，為下一步的訓練比賽提供了決策依據?？茖W的預測是建立在科學技術發展基礎之上的，只有運用決策學、統計學、計算機等綜合科學技術，才能提高科學預測的準確性，才能對制定符合比賽規律的決策部署和規劃提供高效的科學依據。具體到每場比賽中，教練員需要在賽前對對手的技戰術水平有充分的了解的基礎上才能做出正確的預測，并根據比賽的時間、場地、觀眾以及裁判員等各種因素，科學合理地制定有針對性的對策，這樣才能有備無患，掌握主動，贏得比賽。

1.2能在訓練過程中盡快了解運動負荷和戰術的傳遞與反饋

反饋可分為負反饋和正反饋。在運動訓練學中，運動訓練中的信息反饋主要是指運動員完成一個技術動作后從各個方面得到的有關其動作完成情況的信息。它可分為兩種類型：即自身反饋和外部反饋。自身反饋是運動員在完成動作過程中通過視覺、聽覺、觸覺及本體運動感覺等渠道得到信息。而在這其中，視覺和本體運動感覺的作用尤為重要。運動員可以通過它得知自身肌肉的活動狀況、收縮速度、關節角度以及肢置等。運動員在學習掌握運動技術時，就不會按既定目標筆直地走，往往會產生錯誤動作，出現失誤。既有錯誤動作，就有個糾正的問題，這就是反饋。實際上，沒有一個運動員在學習掌握運動技術時，不會出現這樣或那樣的錯誤動作，僅憑教練員的經驗是遠遠不夠的。在越來越強調科學化訓練的今天，教練員就是要在訓練和比賽中充分研究運動員學習掌握最佳技戰術的“捷徑”，利用現代科學技術手段對運動員技戰術掌握情況進行研究，并在訓練中和賽后對運動員各項生理指標進行測定，并將測定的結果反饋給教練員、運動員，以便下一步讓教練員根據運動員狀況制定科學的訓練計劃，精確控制運動負荷和強度。

近些年來，由于大量的信息科學技術被廣泛運用在運動訓練之中，在一定程度上促進了運動訓練信息的傳遞與反饋的效率，從而能夠對運動訓練相關單位和人員及時提供可靠的價值信息。以訓練中采集處理生物力學的信息為例，開始階段是用高速攝影機根據不同需要以每秒64到10000格的速度拍攝技術動作的三維圖像，然后用電腦控制的解析裝置對膠片上的畫面進行分析，得出動作的速度、加速度、方向、角度等信息。最近國外還出現了一種自控耐力訓練器，只要把運動員的有關信息及教練員的指令性信息輸入電腦，就能自動監督運動員的訓練負荷。負荷不足或過頭時，訓練器便自動發出信息，便于教練員及時調整訓練負荷。目前，在一些體育發達國家，有條件的教練員會在訓練過程中運用儀器設備對運動員的訓練進行全方位的監控。這樣教練員不但能立即掌握運動員訓練中出現的各種情況，并且可以通過網絡手段檢索出運動員以往訓練比賽的信息，以及可以進行有效對比的相關國內外運動員的資料。此外教練員還可向電腦討教主意，幫助確定下一步訓練內容，大大提高了訓練的質量。

1.3能幫助教練員制定科學訓練計劃提高運動訓練效果

1.3.1能提高對運動員身體機能的科學診斷水平

運動訓練的目的，從一定意義上講，就是通過合理的手段使運動員身體的各項機能得到提高，以便在比賽中能發揮到最佳狀態，取得優異成績。從運動訓練學角度看，每個高水平運動員的每一次成績的大幅度提高，都會承受極大的負荷。訓練中運動員的高負荷會與其本身機能間產生不平衡，據此會對運動員的身體造成局部機能功能紊亂，嚴重的可能導致全身機能紊亂。因此，教練員需要在日常訓練過程中對運動員的身體機能進行科學的跟蹤診斷，而不能簡單依靠運動員自身感受或者教練員的經驗去做判斷。

隨著現代科學技術的不斷進步，為教練員提供了很多先進的儀器設備，可用于對運動員的健康狀況、身體各項機能變化進行即時、科學的診斷。教練員可以在訓練過程中運用電子遙測技術，包括遙測心率儀、遙測心電儀、遙測肌電儀、在運動生理學、生物化學的理論指導下，對運動員訓練中乳酸、尿蛋白、酶、新陳代謝產物等各類指標進行測定等。對運動員進行訓練中、比賽前后機能檢查測定，通過采集的數據差異，來分析運動員運動機能的變化，并通過調整更為合理的訓練計劃以達到最佳訓練效果。

1.3.2能對運動員的運動技術進行科學診斷

在運動技術訓練中，教練員需要對運動員的技術進行診斷。一些技巧性較強的運動項目中，教練員需要對隊員的動作動力學特征進行分析，并且力圖在同次訓練課上加以改進解決，使運動員能掌握自身力的信息。因此，教練員除了需要有專業的戰術基礎之外，還需要借助專業的儀器設備以及科學的測試手段，自己或通過專業技術團隊將測量出的數據運用生物力學理論科學分析，對運動員的動作進行科學診斷。對運動員的運動技術進行科學診斷一般包括三個方面的內容：一是對運動員在劇烈運動中的參數進行客觀測定。在日常的訓練中，教練員通過目測或者用秒表對運動員的速度和動作進行記錄，這只能表現出運動員的表象，而不能反映出運動員體內肌肉發力的狀況。現代訓練中教練員采用運動生物力學原理，借助現代化的電子測量和視頻采集技術，通過對運動員運動過程中的各個分解動作進行分析得到數據，并將這些數據利用計算機進行分析處理，之后再運用到訓練中去，對提高訓練效果幫助很大。對運動員身體數據采集的越早、越多，對訓練的指導價值越高。二是可以對運動員的運動技術進行最佳化的模擬。教練員運用統計學原理通過篩選采集到的各類信息中能對運動技術起到決定性因素的數據，對那些關鍵技術進行模擬，以起到最佳訓練效果?，F代訓練中，教練員多數還采用高速攝影機等技術手段將運動員的運動過程拍攝下來，并運用電腦對運動過程進行模擬，以方便從各類數據中得到最佳運動訓練參數。由于人們對運動訓練的最佳化認識不同及運動員個體差異，所以教練員在訓練中要根據運動員個體特點進行模擬，以期達到訓練的最佳效果。三是教練員在進行技戰術訓練中也可以運用現代科學技術手段對技戰術進行模擬，能最大限度提高運動員的技戰術水平。

2結論與建議

2.1教練員要善于運用最新科技成果指導訓練，確定最佳訓練目標，提高運動成績

教練員要在訓練中盡力去引導運動員達到自身的生物極限，而這就需要教練員在訓練中采用更為合理的現代方法。教練員要采用科學方法達到訓練目標，以使運動訓練最佳化。教練員根據比賽的需要和運動員身體狀態，設定系統定量的最佳目標，按照系統論原理科學劃分出訓練的各個階段，使訓練的整體結果服務于訓練總體部署。訓練中，教練員需要借助電腦等現代科技成果，設定出最佳的選材、訓練負荷、技術、恢復以及運動員營養等各方面的最佳方案，并在訓練中應用實踐。這種方案應該是定性與定量相結合的方案，可以用數學模型精確描述訓練狀態和規律的。運動訓練最佳化在目前雖是新的課題，需進行新的探索，但是，在一些體育強國已取得了驚人的成就。

2.2教練員要緊跟科技發展步伐，加快知識更新力度