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生物力學(xué)測試方法范文

時間:2024-01-02 10:27:15

序論:在您撰寫生物力學(xué)測試方法時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

生物力學(xué)測試方法

第1篇

[關(guān)鍵詞]股骨頸骨折 應(yīng)力集中 內(nèi)固定

中圖分類號:R682.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)21-0007-02

1 緒論

股骨頸骨折是臨床上最常見的骨折之一,并且隨著工業(yè)及交通的發(fā)展以及人口平均壽命的提高,股骨頸骨折在人群中的發(fā)病率有著逐年升高的趨勢。切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)作為治療股骨頸骨折的主要方式之一,不僅對年輕患者(

2 材料和儀器

國人成年尸體骨標(biāo)本(已做防腐處理)18只,6.5mm空心拉力螺釘: 上海冠坤醫(yī)藥器械有限公司生產(chǎn)4孔DHS鋼板及鵝頸釘:上海冠坤醫(yī)藥器械有限公司生產(chǎn)長春產(chǎn)CSS-44020型電子萬能試驗機(jī):最大壓力20kN,吉林大學(xué)力學(xué)實驗中心提供

電阻應(yīng)變計 (45度角應(yīng)變花) 生產(chǎn)廠地:浙江黃巖測試儀器廠

YJ-4501A靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 南京航空航天大學(xué)

吉林大學(xué)力學(xué)實驗中心提供

3 模型制作

在股骨標(biāo)本中下1/3處橫向鋸斷,取上2/3段。在股骨頸中下1/3處以Pauwels角70度鋸斷,制成不穩(wěn)定型股骨頸骨折標(biāo)本,分別用6.5mm空心拉力螺釘正三角形置釘(A組)圖1、6.5mm空心拉力螺釘?shù)谷切沃冕敚˙組)圖2

4 實驗步驟

(1) 直視下解剖復(fù)位。

(2) A組用三根6.5mm鈦合金空心拉力螺釘以正三角布局打入,2根貼近股骨矩,1根在股骨頸中上水平,沿股骨頸軸向(約135度)平行打入,釘頭距股骨頭軟骨下骨3-5mm。從股骨頸截面觀3釘位置呈等腰正三角形布局。B組用三根6.5mm空心拉力螺釘以倒三角布局打入,1根貼近股骨矩,2根在股骨頸中上水平,沿股骨頸軸向平行打入,釘頭距股骨頭軟骨下骨3-5mm。從股骨頸截面觀3釘位置呈等腰倒三角

形布局。

(3) 用C臂透視機(jī)驗證以上3組內(nèi)固定的位置。

(4) 對A組、B組 、粘貼電阻應(yīng)變片花 圖3

將電阻應(yīng)變片的引出端,用測試導(dǎo)線,聯(lián)接到電阻應(yīng)變儀所對應(yīng)編號的接線柱上。用電橋,半橋互補(bǔ)的方式進(jìn)行測試。

(5) 將標(biāo)本股骨干部分插入與水平呈75度的底座套筒內(nèi),并通過四周的螺釘孔用螺釘(4~6枚,視具體情況而定)固定,達(dá)到牢固固定。置于CSS-44020型萬能試驗機(jī)下,股骨頸頭部與定制半球形模具接觸,通過面接觸達(dá)到受力均勻(圖7)。實驗條件:試驗時選擇以線性載荷0―1800N持續(xù)加裁,加載速度為1.0mm/分鐘,實驗自動結(jié)束條件為負(fù)載下降20%或載荷達(dá)到1800N。通過Test Expert測繪軟件測得股骨頸骨折固定后的載荷及相應(yīng)位移,并繪制載荷―位移曲線,電阻應(yīng)變儀記錄下,應(yīng)變數(shù)據(jù),當(dāng)壓力到達(dá)1800N時自動結(jié)束試驗。

表1 各個標(biāo)本電測數(shù)據(jù)()

組別 標(biāo)本1 標(biāo)本2 標(biāo)本3 標(biāo)本4 標(biāo)本5 標(biāo)本6

A組 1.89 1.51 1.77 2.08 1.92 2.16

(CS正三角)

B組 2.04 1.92 2.10 2.17 2.36 1.98

(CS倒三角)

表2 各組標(biāo)本平均值及標(biāo)準(zhǔn)差

組別 平均值(mm/kN) 標(biāo)準(zhǔn)差(mm/kN)

A組(CS正三角) 1.888 0.232

B組(CS倒三角) 2.095 0.157

5 討論

本次試驗結(jié)果提示,DHS+CS固定的標(biāo)本的抗軸向載荷能力顯著優(yōu)于兩種CS固定的標(biāo)本(P0.05)。

綜上所述,股骨頸骨折的內(nèi)固定選擇要綜合多方面因素,根據(jù)醫(yī)師的經(jīng)驗、患者的病情和年齡作出最合理的選擇。對內(nèi)固定的生物力學(xué)研究,從力學(xué)角度,提供分析結(jié)果,供臨床參考。本文所參考的生物力學(xué)研究,都是僅僅從骨骼單一組織上測試得到的結(jié)論,并沒有結(jié)合軟組織條件采取綜合分析,存在一定局限性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王輝張海霞徐玉娟.閉合復(fù)位、經(jīng)皮空心加壓螺紋釘治療新鮮股骨頸骨折.中國農(nóng)村醫(yī)學(xué)雜志2006 年5月,4(3):28-29.

[2] 韓興龍劉學(xué)來:股骨頸骨折幾種內(nèi)固定物的生物力學(xué)分析. 中國杜區(qū)醫(yī)師2005年第23期,7(128):27.

第2篇

一、問題導(dǎo)學(xué)法的特點

1.以提出問題作為教學(xué)的開始

1938年,愛因斯坦在《物理學(xué)的進(jìn)化》中說:“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要,因為解決一個問題也許是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒炆系募记蓡栴}。而提出新的問題、新的可能性,從新的角度看舊問題,卻需要創(chuàng)造性的想象力,而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?!迸c其他學(xué)科相比較,生物學(xué)科兼有文、理科二者特點,是一門綜合性質(zhì)的學(xué)科。學(xué)生讀懂了書上每個章節(jié)并不能完全徹底地掌握所學(xué)知識,關(guān)鍵還要對知識進(jìn)行有條理的整合,在實驗的基礎(chǔ)上做一些練習(xí)題,在綜合練習(xí)中慢慢強(qiáng)化知識體系才能學(xué)好。在生物學(xué)科的教學(xué)中,教師不但要注重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力,而且要注意培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力。從古至今,善于獨(dú)立思考,善于質(zhì)疑的人就具有較強(qiáng)的創(chuàng)造力。所以說,增強(qiáng)生物課教學(xué)實效關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力,激發(fā)學(xué)生的求知探究欲。

2.以探究問題作為有效教學(xué)的主線

引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識不斷質(zhì)疑,學(xué)生的求知欲就會被激發(fā)出來,也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。問題導(dǎo)學(xué)法的特點是圍繞問題慢慢呈現(xiàn)出課本知識,而這個過程中學(xué)生對課本知識就能達(dá)到慢慢地理解和消化,最后真正內(nèi)化為自己的知識。例如,在《光合作用》一節(jié)課的講授中,教師可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗提問:“植物的發(fā)芽成長需要哪些物質(zhì)?這些物質(zhì)來源于哪里?植物進(jìn)行光合作用需要哪些原料?在什么條件下進(jìn)行?光合作用的產(chǎn)物是什么?植物的葉子有哪些結(jié)構(gòu)與光合作用相適應(yīng)?光合作用對生物界乃至整個自然界有著什么重要的意義?所以,在整個教學(xué)中使用問題導(dǎo)學(xué)方法,教師都在引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地探究知識,教學(xué)活動始終圍繞著解決問題而不斷展開,當(dāng)一堂課結(jié)束了,學(xué)生就基本掌握了所學(xué)的知識。

3.以解決問題作為教學(xué)實效的增強(qiáng)

教學(xué)的最終目的是提高學(xué)生的素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。問題導(dǎo)學(xué)法就是讓學(xué)生在初步解決問題的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)新的問題,使自己的創(chuàng)造性思維得到培養(yǎng)。例如,在《植物的主要類群》的教學(xué)中,有怎樣區(qū)別不同的植物的內(nèi)容。在實施問題導(dǎo)學(xué)法中,教師可以選擇合作小組學(xué)習(xí)方式。首先把學(xué)生分成若干小組,讓每個小組從生活中尋找一些實驗需要的材料帶到學(xué)校。諸如,海帶、葫蘆蘚或墻蘚、鐵錢蕨、帶球果的松枝、蠶豆花及果實中選擇一到兩種,在課堂上教師可以指導(dǎo)學(xué)生用放大鏡觀察帶來的實驗材料,并讓學(xué)生區(qū)分、比較不同的植物的主要特征,小組討論區(qū)分、比較的結(jié)果,教師巡視、指導(dǎo)并參與學(xué)生的討論探究,待觀察結(jié)束后,各小組將各種植物把討論達(dá)成共識的結(jié)果寫出來。老師最后總結(jié),得出結(jié)論。

二、問題導(dǎo)學(xué)法中問題創(chuàng)設(shè)的實施過程

1.創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)置問題

“問題導(dǎo)學(xué)法”的中心環(huán)節(jié)是設(shè)置問題。學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂的實效都會因問題設(shè)置的好壞而變化。問題情景設(shè)置得比較好,學(xué)生的興趣往往能夠被強(qiáng)烈地激發(fā)出來,學(xué)生也會積極地思考,并努力想辦法解決問題,這樣學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力自然而然地就得到了培養(yǎng)。如果問題設(shè)置得不當(dāng),那么,一切都會向相反的方向發(fā)展。因此,在問題導(dǎo)學(xué)法實施的過程中,教師應(yīng)當(dāng)精心備課,吃透教材,將課本內(nèi)容具體為許多個問題,通過問題的不斷拋出,從而推進(jìn)和展開教學(xué)過程,實現(xiàn)課本內(nèi)容的講授。如,《動物的主要類群》的教學(xué),筆者用多媒體剪輯了一段“豐富多彩的動物世界”錄像片在課堂上作為導(dǎo)入播放,在播放之前我就告訴學(xué)生錄像中有諸多問題,要認(rèn)真看,筆者要提問。學(xué)生聽了就認(rèn)真觀看錄像片,不但被錄像中豐富多彩的動物世界所吸引,而且?guī)е鴨栴}觀看情景,激發(fā)了他們探究的欲望。而這一段錄像中就講到了自然界中的動物大約有多少種?什么動物種類最多?什么動物最小?什么動物最大?……學(xué)生興致勃勃觀看后筆者就對這些問題做了提問,在學(xué)生回答完提問之后,筆者就帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入對動物進(jìn)行分類的教學(xué)內(nèi)容。

2.自主探索,討論問題

問題導(dǎo)學(xué)法是教師要不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入“問題”。所以,教師課下要為學(xué)生的質(zhì)疑做好準(zhǔn)備,這樣才能充分調(diào)動學(xué)生的積極性,學(xué)生才會根據(jù)教師提出的問題積極思考。在對動物進(jìn)行分類的教學(xué)中,筆者也是先通過多媒體播放了蚯蚓、蝸牛、蝦、蛙、兔、丹頂鶴、海龜、北極熊等動物的圖片。這些動物有的我們身邊就可以見到,但有的只是在電視或者電影中見過,并不是很熟悉。筆者首先根據(jù)教學(xué)安排,要求學(xué)生根據(jù)自己了解的情況對這些動物進(jìn)行簡單的分類。然后提出以下問題:

(1)能否根據(jù)生活環(huán)境合理地將這些動物分成不同類群?

(2)能否根據(jù)生活方式將上述動物合理地分為不同的類群?

(3)能否根據(jù)形態(tài)結(jié)構(gòu)的不同將他們分為不同的類群?

(4)無脊椎動物和脊椎動物或者有骨動物和無骨動物還能否進(jìn)一步分類?

(5)你認(rèn)為將上述動物合理劃分的依據(jù)是什么?

以上“問題”具有一定難度,但我們的目的是不斷引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)。所以,在提問之后要做好教學(xué)的導(dǎo)向作用,并留給學(xué)生一定的時間,讓學(xué)生積極地去思考。

3.提問檢查,鞏固問題

學(xué)習(xí)效果到底如何?這是我們教師很關(guān)心的一個問題。檢驗學(xué)習(xí)效果的最好教學(xué)方法也是使用提問的方式來解決。對學(xué)生進(jìn)行提問很容易,但回答問題的對象教師要做到心中有數(shù),否則會打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。一般情況下,教師可以讓基礎(chǔ)不夠好或者學(xué)習(xí)成績不夠理想的學(xué)生回答一些較容易的問題;有一定難度的問題,可以讓學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀的學(xué)生回答。同時,教師要做好評價。對學(xué)生正確的回答,及時肯定和表揚(yáng);對局部正確者應(yīng)肯定其正確部分,并加以適當(dāng)鼓勵。

4.掌握方法,解決問題

提問檢查中我們總會發(fā)現(xiàn)一些問題學(xué)生掌握得不夠好。因此,我們教師就要對學(xué)生普遍沒有理解的問題進(jìn)行再次輔導(dǎo)。同時,教師要給學(xué)生適當(dāng)?shù)亟榻B一些學(xué)習(xí)方法以及相關(guān)的思維方式、手段等,使學(xué)生不由自主地對比、檢查自己的學(xué)習(xí)方法還存在什么問題,從而有效培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

三、問題導(dǎo)學(xué)法中問題創(chuàng)設(shè)的原則

在教學(xué)活動中,問題導(dǎo)學(xué)法作為一種教學(xué)方法,教師主要以此為線索,創(chuàng)設(shè)問題情境,目的是引起學(xué)生積極思考,從而獨(dú)立地解決問題,發(fā)展其自主學(xué)習(xí)的能力。因此,教師在應(yīng)用“問題導(dǎo)學(xué)法”進(jìn)行教學(xué)時,應(yīng)遵循以下基本原則:

1.探究性原則

在教學(xué)中使用“問題導(dǎo)學(xué)法”,教師要從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生探求欲望著手。所以,在整個“問題導(dǎo)學(xué)法”實施中,教師要根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識水平以及學(xué)習(xí)能力,吃透教材,把課本知識轉(zhuǎn)化為一些精心準(zhǔn)備的“問題”而實施教學(xué)。“問題導(dǎo)學(xué)法”的目的是讓學(xué)生通過質(zhì)疑掌握解決問題的方法,我們就要以“質(zhì)疑”為基礎(chǔ)而展開教學(xué),這樣才能讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心,并在這種好奇心的驅(qū)使下,自己去不斷思考、探索,解決問題。所以,“問題導(dǎo)學(xué)法”實施中,教師創(chuàng)設(shè)疑問情境一定要注意探究性,情境設(shè)計的探究性強(qiáng),長期鍛煉培養(yǎng),學(xué)生探究問題的能力就會得到提高。

2.啟發(fā)性原則

眾所周知,人的興趣、求知欲望以及好奇心實際是人表現(xiàn)出來的一種積極的主觀生活態(tài)度或者學(xué)習(xí)態(tài)度,在平時的教學(xué)中,學(xué)生的問題多起碼說明學(xué)生在積極思考。所以,在教學(xué)過程中,教師要注意培養(yǎng)學(xué)生的興趣,激發(fā)學(xué)生的好奇心?!皢栴}導(dǎo)學(xué)法”的實質(zhì)是設(shè)置問題,但也是啟發(fā)學(xué)生積極思考的過程。所以,教師創(chuàng)設(shè)的問題情境要具有一定的啟發(fā)性。問題情境啟發(fā)性強(qiáng),設(shè)計得巧妙,就能讓學(xué)生隨著老師的思路不斷思考,這樣學(xué)生也才能得到較大進(jìn)步。如果教師的問題具有很大的啟發(fā)性,那么,學(xué)生接受知識就自然而然地主動了。所以,問題導(dǎo)學(xué)法一定要堅持問題設(shè)計的啟發(fā)性原則,這樣對于實現(xiàn)教學(xué)的實效性具有很大幫助。

第3篇

關(guān)鍵詞 運(yùn)動生物力學(xué) 競技體育 現(xiàn)狀 趨勢

一、前言

運(yùn)動生物力學(xué)以其多學(xué)科的交叉應(yīng)用性的研究成果應(yīng)用于指導(dǎo)體育運(yùn)動實踐;特別是競技體育的科學(xué)訓(xùn)練的需要,運(yùn)動生物力學(xué)在測量技術(shù)上不斷取得新突破,在改進(jìn)和完善動作技術(shù),選擇和設(shè)計優(yōu)化的動作技術(shù)方案等的方面產(chǎn)生了積極的影響。運(yùn)動生物力學(xué)在技術(shù)原理方面的研究為運(yùn)動員的技術(shù)診斷和改進(jìn)訓(xùn)練方法的理論依據(jù)。此外,運(yùn)動生物力學(xué)在運(yùn)動創(chuàng)傷的防治、康復(fù)器械的改進(jìn),仿生機(jī)械等方面也有重要作用;同時也為運(yùn)動員選材提供了依據(jù)。

二、運(yùn)動生物力學(xué)在競技體育中的研究現(xiàn)狀

(一)競技體育中運(yùn)動裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器的研究現(xiàn)狀

在競技體育中對運(yùn)動裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器的研究是直接為提高運(yùn)動成績服務(wù)的,這就對運(yùn)動生物力學(xué)在競技體育中的科研提出了很高的要求。但就目前的運(yùn)動生物力學(xué)測試儀器來說,測試儀器越來越多樣化、測試結(jié)果也越來越精確。而且,許多新的現(xiàn)代化的技術(shù)裝備也被應(yīng)用到運(yùn)動生物力學(xué)研究上,如運(yùn)動器械等的研究如運(yùn)動鞋、訓(xùn)練器材等,近些年對運(yùn)動器械、儀器設(shè)備的研發(fā)方面的研究比較少,這類研究有比較好的前景,若利用得當(dāng),將大大推動學(xué)科的發(fā)展,同時對經(jīng)濟(jì)的增長也有很大作用[1]。

(二)運(yùn)動員選材方面的研究現(xiàn)狀

運(yùn)動員選材已從單一方面研究深入到全面展示不同項目運(yùn)動員身體形態(tài)、生理機(jī)能、運(yùn)動力學(xué)生物力學(xué)等方面的綜合的研究,這些學(xué)科需要多種方法綜合運(yùn)用,以達(dá)到理想的效果。對于競技體育選材的問題,要從多學(xué)科交叉研究才能完成。而運(yùn)動生物力學(xué)的研究更加依賴高新技術(shù)運(yùn)動生物力學(xué)的研究,而當(dāng)前競技體育中相對缺乏高科技多學(xué)科的綜合,測試方法上的局限于現(xiàn)有方法的應(yīng)用,且缺乏較高水平的運(yùn)動生物力學(xué)在運(yùn)動員選材方面研究;在選材內(nèi)容上偏重于以往的儀器測試,在選材項目上比較局限,展開的項目不多,也沒有進(jìn)行深入研究。

(三)運(yùn)動損傷及其康復(fù)的研究現(xiàn)狀

運(yùn)動生物力學(xué)研究競技體育中運(yùn)動訓(xùn)練引起損傷機(jī)制,了解與認(rèn)識其病因、探討預(yù)防、治療及康復(fù)措施一直是運(yùn)動醫(yī)學(xué)與運(yùn)動生物力學(xué)在競技體育研究中要解決的重點問題之一。在競技體育中用運(yùn)動生物力學(xué)的方法研究運(yùn)動損傷及康復(fù)的研究也越來越受到重視,而且與運(yùn)動專項結(jié)合更加緊密。運(yùn)動損傷相關(guān)研究包括對正常運(yùn)動系統(tǒng)的研究,由于運(yùn)動創(chuàng)傷中以韌帶、軟骨的損傷為主,故韌帶與軟骨成為研究的重點,尤其是軟骨,此外對運(yùn)動損傷相關(guān)研究還包括運(yùn)動損傷及修復(fù)與重建后相關(guān)組織的生物力學(xué)研究,運(yùn)動損傷及修復(fù)與重建后關(guān)節(jié)的整體生物力學(xué)特性研究也是研究重點[2]。

(四)技術(shù)動作的研究現(xiàn)狀

競技體育項目動作的技術(shù)分析研究是目前運(yùn)動生物力學(xué)研究成果最多的,這些研究成果為運(yùn)動成績的提高作了重大的貢獻(xiàn)。但是在技術(shù)動作的研究中也出現(xiàn)了一些問題,田徑、武術(shù)等項目研究得比較多,而技術(shù)穩(wěn)定性差,對抗性及靈活性強(qiáng)的項目研究的比較少,這也許是由于像田徑等穩(wěn)定性強(qiáng)的動作技術(shù)容易進(jìn)行分析研究,而技術(shù)穩(wěn)定性弱的項目技術(shù)動作不易分析研究而造成的。運(yùn)動生物力學(xué)在技術(shù)研究中目前最先要解決的是怎樣將生物力學(xué)的有關(guān)理論盡快地運(yùn)用到體育實踐中解決技術(shù)訓(xùn)練中存在的具體問題。

(五)人體運(yùn)動模型研究及計算機(jī)模擬與仿真的模擬現(xiàn)狀

經(jīng)計算機(jī)實現(xiàn)對人體運(yùn)動的模擬仿真,這類研究是目前處于人體運(yùn)動研究的最前沿的理論方法,它不僅能用電腦全過程模擬人體各種復(fù)雜運(yùn)動并用三維動畫方式完整地顯示,而且能對人體尚未實現(xiàn)的運(yùn)動預(yù)測其可能性和技術(shù)要點[3]。這一方法將是今后運(yùn)動生物力學(xué)研究的重要方面。這些方法在競技體育中能得以應(yīng)用將會對我國競技體育的發(fā)展將會有著重大的意義。目前我國在這個方面研究的不是很多主要是應(yīng)用于高難度,高危險性的技術(shù)的方面的項目,如:跳水項目,郝衛(wèi)平等建立了跳水運(yùn)動的三維人體運(yùn)動仿真與顯示平臺――數(shù)字化三維跳水專項運(yùn)動仿真系統(tǒng),這種系統(tǒng)的建立可以對運(yùn)動技術(shù)與連接方式進(jìn)行精確的分析研究,有效的指導(dǎo)技術(shù)訓(xùn)練。

(六)運(yùn)動生物力學(xué)的理論研究與實驗測試結(jié)合的研究現(xiàn)狀

目前運(yùn)動生物力學(xué)的理論研究成果還比較少,研究成果不夠豐富,從而成為制約我國運(yùn)動生物力學(xué)在競技體育中發(fā)展的瓶頸。測試報告復(fù)雜難懂:通過運(yùn)動生物力學(xué)測試,我們提供給教練的測試報告大多數(shù)都是數(shù)字、曲線等比較抽象的材料,由于教練和運(yùn)動員自身的生物力學(xué)知識水平受限,他們對科研人員提供的數(shù)據(jù)和材料難以理解,很難將科研成果吸收和消化、時間長就喪失了對科研的興趣,科研訓(xùn)練實踐嚴(yán)重脫節(jié)[4]。

三、運(yùn)動生物力學(xué)在競技體育中的發(fā)展趨勢

(一)運(yùn)動裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器設(shè)備的研究日益引起重視

運(yùn)動裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器設(shè)備是與競技體育的發(fā)展是密不可分的,當(dāng)今競技體育的發(fā)展對裝備、器械、測試儀器提出了更高的要求。近年來運(yùn)動生物力學(xué)與其它學(xué)科的指標(biāo)進(jìn)行交叉運(yùn)用使測試儀器的功能、準(zhǔn)確度等不斷的提高。器材與測試儀器出現(xiàn)專項化,測試和訓(xùn)練的計算機(jī)化,專項技術(shù)的專用測試儀器以及運(yùn)動員的服裝,器械的研究不斷的增強(qiáng)。隨著科學(xué)訓(xùn)練的不斷普及化,技術(shù)測試儀器專項化等在競技體育研究中得到充分應(yīng)用并不斷向科學(xué)化和合理化的方向發(fā)展。運(yùn)動生物力學(xué)在設(shè)計、研究、改進(jìn)體育儀器、運(yùn)動裝備、訓(xùn)練器械等歷來是研究的一個重要方面,運(yùn)動生物力學(xué)在未來的競技體育科研中應(yīng)以機(jī)械、電子、材料、計算機(jī)等的專家積極交流,在競技體育的儀器、器材設(shè)備、和設(shè)施的科研、開發(fā)和應(yīng)用方面,發(fā)揮自己的作用。

(二)運(yùn)動生物化學(xué)在運(yùn)動員選材中將扮演更加重要的作用

運(yùn)動生物力學(xué)中的許多測試儀器可用來收集、分析和評價運(yùn)動員與器材運(yùn)動的信息,高速攝影儀,測力臺、肌電圖、關(guān)節(jié)測角儀等這些儀器精確度高,效果好。且這些儀器是科研人員的在競技體育研究中的重要研究工具,運(yùn)動員選材在競技體育中是非常重要的,隨著科學(xué)訓(xùn)練的普及化,有些儀器也被教練員及科研人員使用來進(jìn)行運(yùn)動員選材并且在選材過程中扮演中重要的作用

(三)運(yùn)動損傷及康復(fù)的研究將更加的深入

預(yù)防運(yùn)動損傷是運(yùn)動員取得更好的成績有著重要的意義,并且在實踐研究中找出導(dǎo)致?lián)p傷的因素及提出預(yù)防措施,使運(yùn)動損傷的風(fēng)險降至最低,為運(yùn)動員取得最佳成績打下了基礎(chǔ)。近年來我國在運(yùn)動損傷及康復(fù)的研究也越來越受到重視且與運(yùn)動專項結(jié)合不斷加強(qiáng)。預(yù)防運(yùn)動損傷與康復(fù)的研究要多方法、多學(xué)科結(jié)合的研究,所以加強(qiáng)多學(xué)科的交叉對預(yù)防運(yùn)動員傷病與康復(fù)的研究是運(yùn)動生物力學(xué)研究的發(fā)展趨勢。

(四)技術(shù)動作的分析研究增多

競技體育動作技術(shù)研究是運(yùn)動生物力學(xué)主要研究的領(lǐng)域之一。用運(yùn)動生物力學(xué)原理優(yōu)化的訓(xùn)練方法與技術(shù)動作應(yīng)用在競技體育中,可以有效延長運(yùn)動壽命還可以預(yù)防運(yùn)動的損傷,為運(yùn)動員取得理想的成績奠定了基礎(chǔ)。目前研究技術(shù)動作最多的項目有田徑、武術(shù)等技術(shù)穩(wěn)定性的項目,而集體項目、對抗性項目等項目研究的較少。而今后競技體育的動作技術(shù)研究的發(fā)展趨勢主要有:從幾個運(yùn)動項目的研究向眾多運(yùn)動項目的研究擴(kuò)展;從單人項目向集體項目向?qū)剐皂椖堪l(fā)展;從單純技術(shù)研究向戰(zhàn)術(shù)研究發(fā)展;從單項指標(biāo)的測試研究向多項指標(biāo)的綜合測試;從單一的運(yùn)動學(xué)指標(biāo)測試研究向運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、生物學(xué)多項指標(biāo)的綜合測試研究發(fā)展;從單學(xué)科研究向多學(xué)科綜合研究發(fā)展;從單一的運(yùn)動生物力學(xué)研究向生物力學(xué)、運(yùn)動生理生化、運(yùn)動心理等多學(xué)科的綜合測試研究方向邁進(jìn)[5]。

(五)人體運(yùn)動模型研究及計算機(jī)模擬與仿真

計算機(jī)實現(xiàn)對人體運(yùn)動模型的研究是目前處于人體運(yùn)動研究的最前沿的理論方法,此種方法不僅能用電腦全過程模擬人體各種運(yùn)動并用三維動畫方式完整地顯示出來,而且還能對人體尚未實現(xiàn)的運(yùn)動預(yù)測其可能性和技術(shù)要點,這個方法是運(yùn)動生物力學(xué)今后研究的重要領(lǐng)域之一。但是隨著電子計算機(jī)在運(yùn)動生物力學(xué)研究中的普遍利用,運(yùn)動生物力學(xué)研究中很多困難已逐步得到解決,因此,建立各種運(yùn)動模型進(jìn)行模擬試驗是運(yùn)動生物力學(xué)研究方法的又一發(fā)展趨勢。在建立人體運(yùn)動模型的基礎(chǔ)上,對運(yùn)動過程進(jìn)行模擬與仿真是目前也是目前運(yùn)動生物力學(xué)探索的難點及運(yùn)動生物力學(xué)尖端研究課題。國家體育總局科研所郝衛(wèi)亞等[6]研究并實現(xiàn)了一個適合于跳水運(yùn)動的三維人體運(yùn)動仿真與顯示平臺――數(shù)字化三維跳水專項運(yùn)動仿真系統(tǒng)。通過該系統(tǒng),可以對競技體育動作技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)的分析且利用三維動畫對運(yùn)動員的動作技術(shù)進(jìn)行模擬仿真,進(jìn)而促進(jìn)科學(xué)化訓(xùn)練。

(六)運(yùn)動生物力學(xué)的基礎(chǔ)理論研究與訓(xùn)練實驗的結(jié)合不斷加強(qiáng)

運(yùn)動生物力學(xué)的研究旨在更好的進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練,目前最先要解決的是怎樣將生物力學(xué)的有關(guān)理論和測試方法等研究盡快地運(yùn)用到競技體育實踐中解決運(yùn)動訓(xùn)練的具體問題,為此根據(jù)目前訓(xùn)練的需要應(yīng)將研究的報告簡單化、形象化、實用化,以提高運(yùn)動訓(xùn)練的實效性,幫助運(yùn)動員提高運(yùn)動成績。

四、小結(jié)

(一)對運(yùn)動技術(shù)研究在今后運(yùn)動生物力學(xué)在競技體育研究中仍然是研究的重點,競技體育動作技術(shù)研究是今后運(yùn)動生物力學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一。

(二)運(yùn)動裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器設(shè)備的研制增多,且運(yùn)用高新技術(shù)研制生物力學(xué)的測試儀器是運(yùn)動生物力學(xué)研究者不斷研究的內(nèi)容。

(三)運(yùn)動生物力學(xué)在運(yùn)動員的選才過程中將扮演中重要的作用,隨著科學(xué)訓(xùn)練的普及化,運(yùn)動生物力學(xué)中的許多測試儀器經(jīng)常應(yīng)用于運(yùn)動員的選材。

(四)運(yùn)動損傷與康復(fù)的研究將更加得到重視,應(yīng)廣泛結(jié)合其它學(xué)科的交叉研究共同解決運(yùn)動生物力學(xué)在競技體育研究中的有關(guān)問題,而且與運(yùn)動專項結(jié)合更加緊密的研究以期來減少在訓(xùn)練中的運(yùn)動損傷。

(五)加強(qiáng)多學(xué)科的合作,研究與訓(xùn)練實踐的更好結(jié)合,促進(jìn)運(yùn)動生物力學(xué)的科研更好地為訓(xùn)練服務(wù),以提高運(yùn)動訓(xùn)練的實效性,促進(jìn)運(yùn)動員成績的提高。

(六)人體運(yùn)動模型及計算機(jī)模擬仿真等高新技術(shù)使運(yùn)動生物力學(xué)的研究手段得到大幅度提高,適時運(yùn)用高新技術(shù)來研制測試儀器是運(yùn)動生物力學(xué)研究的一個重要課題。

參考文獻(xiàn):

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[2]劉平.生物力學(xué)在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀和展望[J].醫(yī)用生物力學(xué).2008.2(23):99.

[3]華立君.運(yùn)動生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報.2006.4:41-42.

[4]華立君.運(yùn)動生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報.2006.4:41-42.

第4篇

關(guān)鍵詞:乒乓球;運(yùn)動生物力學(xué);研究方法;研究領(lǐng)域

中圖分類號:G804.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1007-3612(2007)10-1381-03

隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高,運(yùn)動生物力學(xué)研究手段與方法也不斷地更新,研究內(nèi)容和層次不斷深入、系統(tǒng),運(yùn)動生物力學(xué)的研究方法在許多運(yùn)動項目中有了廣泛的應(yīng)用,對于認(rèn)識運(yùn)動項目技術(shù)的規(guī)律和提高運(yùn)動技術(shù)水平,起到了重要的作用。

對于運(yùn)動生物力學(xué)的原理和方法在乒乓球運(yùn)動項目中的應(yīng)用,國內(nèi)外已進(jìn)行了許多研究,但已有的研究不夠系統(tǒng)和深入,所用的運(yùn)動生物力學(xué)研究方法比較單一,乒乓球?qū)m椈倪\(yùn)動生物力學(xué)儀器很少,對于乒乓球與球臺或球拍碰撞的原理、乒乓球飛行的運(yùn)動狀態(tài)、乒乓球動作技術(shù)原理等有些方面揭示得還不夠全面或尚未揭示,對于運(yùn)動器材、服裝的研究很少。

近年來,國際乒聯(lián)對乒乓球競賽規(guī)則的三大改革,以及現(xiàn)代世界乒乓球技術(shù)的迅猛發(fā)展,都要求我們要借助于科技的力量和手段,更加全面地、深刻地認(rèn)識乒乓球運(yùn)動的規(guī)律,不斷地更新觀念,技術(shù)上不斷創(chuàng)新進(jìn)步,訓(xùn)練方法上要更加科學(xué)合理,以促進(jìn)乒乓球運(yùn)動的發(fā)展。本文根據(jù)乒乓球運(yùn)動專項運(yùn)動生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀、運(yùn)動生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢、以及乒乓球運(yùn)動發(fā)展的實際需求,對運(yùn)動生物力學(xué)在乒乓球運(yùn)動中應(yīng)用的研究領(lǐng)域和研究方法的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望,以期對乒乓球運(yùn)動規(guī)律有更加深刻而全面的認(rèn)識,為運(yùn)動生物力學(xué)如何更好地結(jié)合乒乓球?qū)m椞攸c為乒乓球運(yùn)動實踐服務(wù)提供借鑒。

1運(yùn)動生物力學(xué)在乒乓球運(yùn)動中應(yīng)用的研究領(lǐng)域的展望

從運(yùn)動生物力學(xué)角度來看,乒乓球運(yùn)動是通過乒乓球和球拍位置的變化(平動和轉(zhuǎn)動)與運(yùn)動員機(jī)體的活動相結(jié)合的一項運(yùn)動。運(yùn)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、動量矩落到對方臺面,與臺面發(fā)生碰撞,反彈后再與對方的球拍相碰撞。歸納起來,乒乓球項目中的運(yùn)動包括:運(yùn)動員的運(yùn)動(動作技術(shù))、乒乓球在空中的運(yùn)動(速度、旋轉(zhuǎn)、弧線)、乒乓球的碰撞運(yùn)動(乒乓球與球臺或球拍碰撞)。對乒乓球這三個方面的運(yùn)動生物力學(xué)研究分析需要一定的設(shè)備儀器與方法。與乒乓球運(yùn)動相關(guān)聯(lián)的還有球、球臺、球拍等器材以及運(yùn)動員的服裝。

以往對乒乓球運(yùn)動的運(yùn)動生物力學(xué)研究在上述方面已進(jìn)行過一定的研究,但對于乒乓球與球臺或球拍碰撞的原理、乒乓球飛行的運(yùn)動狀態(tài)、乒乓球動作技術(shù)原理等有些方面尚未揭示,或揭示得還不夠全面,對于運(yùn)動器材、服裝的研究很少。根據(jù)運(yùn)動生物力學(xué)和乒乓球運(yùn)動的發(fā)展趨勢,運(yùn)動生物力學(xué)在乒乓球運(yùn)動中應(yīng)用的研究領(lǐng)域,可以預(yù)計運(yùn)動技術(shù)研究仍將會占較大比例,同時,在全民健身、運(yùn)動醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動器材、服裝及實驗儀器設(shè)備等方面也會開展研制。具體可以開展以下幾個方面的研究:

1) 動作技術(shù)診斷;

2) 乒乓球與球拍碰撞、與球臺碰撞的研究;

3) 對乒乓球拍運(yùn)動的研究;

4) 乒乓球拍、乒乓球運(yùn)動鞋的研制與優(yōu)化;

5) 乒乓球運(yùn)動員肌肉、骨骼力學(xué)特性的研究;

6) 乒乓球?qū)m棞y試儀器的開發(fā);

7) 乒乓球運(yùn)動員損傷機(jī)理和預(yù)防的研究。

2運(yùn)動生物力學(xué)研究方法在乒乓球運(yùn)動中的應(yīng)用與展望

按研究方法劃分,運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用在乒乓球運(yùn)動中的研究大體可分為兩類: 一是力學(xué)理論研究方法,二是實驗研究方法。兩者應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合,才能使運(yùn)動生物力學(xué)更好地在運(yùn)動實踐中應(yīng)用。

2.1運(yùn)動生物力學(xué)的力學(xué)理論研究方法在乒乓球運(yùn)動項目中的應(yīng)用與展望該研究方法因為是通過模擬手段對人體運(yùn)動仿真,一般包括5個步驟:1) 確定運(yùn)動恃征,建立目標(biāo)函數(shù);2) 選擇模型確定剛體的自由度;3) 建立動力學(xué)模型(拉氏方法、Kane方法、雅各賓法等);4) 實測已知數(shù)據(jù)并求解;5) 根據(jù)求解結(jié)果解釋運(yùn)動規(guī)律,這一步驟是將求得的數(shù)學(xué)規(guī)律化為體育運(yùn)動語言對運(yùn)動技術(shù)進(jìn)行合理的指導(dǎo)。

縱觀運(yùn)動生物力學(xué)在乒乓球運(yùn)動中應(yīng)用的現(xiàn)狀,可以看到,以往用的最多的是運(yùn)用力學(xué)原理對一些現(xiàn)象進(jìn)行解釋。而利用力學(xué)理論研究的方法卻很少。根據(jù)此研究方法,可以對乒乓球中許多問題進(jìn)行研究。

如對于乒乓球運(yùn)動員的傷病的研究,至今還沒有在擊球過程中對腕、肘、肩關(guān)節(jié)、頸椎、腰椎等的關(guān)節(jié)力和力矩的定量分析,而對其認(rèn)識有助于對乒乓球運(yùn)動員運(yùn)動損傷的認(rèn)識和預(yù)防??梢岳昧W(xué)理論研究的方法對關(guān)節(jié)力和力矩進(jìn)行推算。以計算上肢各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)力和力矩為例。首先確定乒乓球運(yùn)動員擊球過程中上肢的運(yùn)動特征。二、建立上肢模型,整個上肢可分為上臂、前臂和手(包括器械)三個部分,根據(jù)上肢實際的生理結(jié)構(gòu)和以往生物力學(xué)建模的經(jīng)驗,可將人體上肢簡化為3剛體7自由度的物理模型。三、運(yùn)用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的Kane方法,建立系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)方程,四、通過攝像的方法獲取上肢的運(yùn)動學(xué)參數(shù)以及鄭秀媛公布的人體環(huán)節(jié)參數(shù),求出腕、肘、肩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)力和力矩。五、根據(jù)關(guān)節(jié)力和力矩對乒乓球運(yùn)動員的傷病進(jìn)行認(rèn)識。

2.2運(yùn)動生物力學(xué)的實驗研究方法在乒乓球運(yùn)動中的應(yīng)用和展望運(yùn)動生物力的實驗研究方法在乒乓球運(yùn)動項目中應(yīng)用現(xiàn)狀是,動力學(xué)研究幾乎沒有,運(yùn)動學(xué)測試也不多,所運(yùn)用到的生物力學(xué)儀器很少。所以實驗研究方法在乒乓球運(yùn)動項目中有極大的發(fā)展空間。

2.2.1常用的生物力學(xué)儀器將在乒乓球項目中的廣泛應(yīng)用許多已經(jīng)在其他專項中運(yùn)用較為廣泛的生物力學(xué)儀器在乒乓球運(yùn)動項目中尚未廣泛使用。比如,三維測力臺,肌電儀,足底壓力鞋墊。

三維測力臺可以反映地面對人體的反作用力。運(yùn)動員擊球的力最終是通過人體蹬地面,同時地面給人體的反作用力而實現(xiàn)的。而對乒乓球運(yùn)動員地面反作用力的動力學(xué)特征的描述至今尚無。

通過在運(yùn)動員的鞋子里放上壓力鞋墊,可以得出在移動過程中,腳底壓力的分布圖,可以為乒乓球運(yùn)動員鞋子的設(shè)計提供參數(shù)。

通過肌電儀可對完成某動作所參與的肌肉活動的強(qiáng)度和時間進(jìn)行描述,確定主要的參與肌群。用在乒乓球運(yùn)動員身上,就可以很清楚的知道完成某動作的肌肉用力順序是什么,哪些是主動肌,哪些是被動肌,可為力量訓(xùn)練提供參考。

2.2.2開發(fā)乒乓球?qū)m椈?、反饋快速化的運(yùn)動技術(shù)測試儀器這是運(yùn)動生物力學(xué)測試儀器的發(fā)展趨勢,至今為止,在乒乓球界中尚無有此類測試儀器的研發(fā)成功。近年來其他運(yùn)動項目共用運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及生物學(xué)指標(biāo),測試儀器的質(zhì)量、功能、效率不斷提高,同時,某些運(yùn)動項目專用的測試儀器不斷出現(xiàn)。例如,體操項目單杠、雙杠、高低杠、跳馬、吊環(huán)的測力系統(tǒng)、賽艇多參數(shù)遙測分析系統(tǒng)、起跑蹬力測試系統(tǒng)、蹬冰力測試系統(tǒng)、游泳出發(fā)測力系統(tǒng)等。

其他專項的研究可為乒乓球?qū)m椈臏y試儀器提供借鑒,比如考慮是否可以在乒乓球拍上安裝加速度傳感儀。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,加速度傳感器體積和質(zhì)量都可以做到非常小,精度可以達(dá)到很高,此儀器可以實時監(jiān)控球拍三個方向上的速度、加速度和角速度,并可據(jù)此推算球拍的受力情況,以及擊打乒乓球后,球體獲得的初速度。而對乒乓球拍的運(yùn)動情況的所做的研究非常之少。

如果這些設(shè)想可以實現(xiàn)的話,將豐富乒乓球理論知識,對乒乓球運(yùn)動的實踐將會有快捷的幫助。

2.2.3多機(jī)同步測試的研究多機(jī)同步測試研究是運(yùn)動生物力學(xué)研究的發(fā)展趨勢。人體運(yùn)動十分復(fù)雜,因此,多機(jī)同步測試方法對各項運(yùn)動技術(shù)研究十分重要。由于多機(jī)同步測試研究需要的儀器多、經(jīng)費(fèi)多、時間長、技術(shù)人員多,而且多數(shù)動力學(xué)指標(biāo)和生物學(xué)指標(biāo)的測試在正式大賽中很難進(jìn)行,所以,多機(jī)同步研究的報道較少。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對運(yùn)動技術(shù)研究的深入,多機(jī)同步測試研究將會得到較快發(fā)展。

對于乒乓球這項精密的運(yùn)動,以往的研究多是從一維的視角來進(jìn)行的,對乒乓球運(yùn)動的生物力學(xué)的研究應(yīng)朝著多維的研究視角發(fā)展。比如,將攝像系統(tǒng)和測力臺系統(tǒng)同步的測試方法,綜合運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的數(shù)據(jù)對乒乓球運(yùn)動進(jìn)行更加深入、全面的認(rèn)識。

2.2.4生物反饋技術(shù)將在乒乓球運(yùn)動技術(shù)訓(xùn)練中應(yīng)用運(yùn)動生物力學(xué)測試中提供給運(yùn)動員、教練員的技術(shù)動作的速度、幅度、方向、力量等指標(biāo)數(shù)據(jù),運(yùn)動員在訓(xùn)練中很難掌握,如將測試的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成聲、光信號直接提示給運(yùn)動員,表示其當(dāng)前的動作是否達(dá)到了要求或某個范圍,運(yùn)動員接收到聲、光信號后,便馬上做出反應(yīng),調(diào)整動作的幅度、強(qiáng)度、速度等就容易得多。這方面研究在其他專項中已經(jīng)取得了一定進(jìn)展,例如北京體育大學(xué)金季春教授指導(dǎo)其博士生閆松華所研制的用于短跑訓(xùn)練的“測試鞋”,對每一步的著地時間和騰空時間進(jìn)行實時監(jiān)控,正朝著生物反饋的方向發(fā)展。

生物反饋技術(shù)在乒乓球運(yùn)動技術(shù)訓(xùn)練中的應(yīng)用也是乒乓球運(yùn)動項目生物力學(xué)發(fā)展的趨勢。

2.3將力學(xué)理論研究方法和實驗研究方法緊密結(jié)合是運(yùn)動生物力學(xué)在乒乓球運(yùn)動中應(yīng)用的研究方法的發(fā)展趨勢力學(xué)理論研究方法的基礎(chǔ)是經(jīng)典力學(xué)理論,并應(yīng)用它解釋分析生物體運(yùn)動及探索其運(yùn)動規(guī)律。力學(xué)理論研究方法優(yōu)點是能使研究工作更加嚴(yán)謹(jǐn)和深人,但由于模擬研究目標(biāo)和對運(yùn)動數(shù)學(xué)化描述的困難,這類研究難度很大,且研究結(jié)果與運(yùn)動實踐尚有一定的距離。所以力學(xué)理論研究方法必須輔之實驗和經(jīng)驗,才能使它在實際應(yīng)用方面的作用得以發(fā)揮,力學(xué)理論方法與實驗測試方法兩者應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合。前者提供了運(yùn)動普遍規(guī)律,對分析有理論指導(dǎo)意義,后者是理論研究與實際應(yīng)用的橋梁,能使研究更好地為運(yùn)動實際服務(wù)。實驗研究方法,通過各種實驗手段,測試記錄體育運(yùn)動過程,并以此作為依據(jù),結(jié)合經(jīng)驗,對運(yùn)動技術(shù)進(jìn)行分析對比,從而提出改進(jìn)技術(shù)的意見和建議。這種研究方式是以具體運(yùn)動員的具體動作作為研究對象。

實驗通常用高速攝影、錄像、測力臺測得運(yùn)動學(xué)和外力參數(shù),用肌電測試儀測得人體內(nèi)力參數(shù),然后通過數(shù)據(jù)處理和分析,來診斷運(yùn)動技術(shù)的優(yōu)劣及動作的合理性。這種方法以實驗手段為主,與運(yùn)動實踐聯(lián)系緊密,能對運(yùn)動員的技術(shù)訓(xùn)練直接施加影響。但由于該方法研究和實驗的對象是具有個體特征的人,不可避免地造成對共性的運(yùn)動規(guī)律研究的困難,從而使研究結(jié)論難以達(dá)到理論升華。因此實驗方法必須和力學(xué)理論研究共同發(fā)展、相輔相成,才能使運(yùn)動生物力學(xué)學(xué)科漸趨深入完善。

用理論力學(xué)理論研究方法和實驗研究的方法對乒乓球運(yùn)動進(jìn)行運(yùn)動生物力學(xué)的研究,將提供認(rèn)識乒乓球運(yùn)動規(guī)律的多維視角,會對乒乓球運(yùn)動規(guī)律有更加深刻而全面的認(rèn)識,進(jìn)而可使運(yùn)動生物力學(xué)更好地為乒乓球?qū)嵺`服務(wù)。是運(yùn)動生物力學(xué)在乒乓球運(yùn)動中應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

3總結(jié)

根據(jù)乒乓球運(yùn)動專項運(yùn)動生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀、運(yùn)動生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢、以及乒乓球運(yùn)動發(fā)展的實際需求,運(yùn)用多種運(yùn)動生物力學(xué)的理論力學(xué)和實驗研究相結(jié)合的方法,對乒乓球運(yùn)動中的多個領(lǐng)域進(jìn)行分析和研究,是運(yùn)動生物力學(xué)在乒乓球運(yùn)動項目中的研究發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn):

[1] 國家體育總局《乒乓長盛考》研究課題組.乒乓長盛的訓(xùn)練學(xué)探索[M].北京:北京體育出版社:2002.

[2] 劉卉.上肢鞭打動作技術(shù)原理的生物力學(xué)研究[D].北京體育院大學(xué)博士論文,2002.

[3] 王向東,劉學(xué)貞,等.運(yùn)動生物力學(xué)方法學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國體育科技,2003 (2):15-18.

[4] 忻鼎亮.運(yùn)動生物力學(xué)的力學(xué)理論研究方法[J].體育科學(xué).1994(4):37-40.

第5篇

摘要 根據(jù)籃球球運(yùn)動專項力學(xué)特點,結(jié)合運(yùn)動生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、以及籃球運(yùn)動教學(xué)發(fā)展的實際需求,對運(yùn)動生物力學(xué)在籃球運(yùn)動教學(xué)中應(yīng)用和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。希望運(yùn)動生物力學(xué)與籃球運(yùn)動的特點緊密結(jié)合,更好地為籃球教學(xué)提供幫助。

關(guān)鍵詞 運(yùn)動生物力學(xué) 籃球運(yùn)動 教學(xué) 應(yīng)用分析

近年來,籃球運(yùn)動受NBA和CBA的影響,很受學(xué)生的歡迎,大家都愿意參與這種集體帶有趣味的運(yùn)動??稍诮虒W(xué)中可以看到一些學(xué)生由于身體的先天條件,動作做起來比較難受,不合理。怎樣幫助每個孩子都能掌握這門技術(shù)。我想通過運(yùn)動生物力學(xué)的原理去分析學(xué)生的特點,通過分析給他們制定不同的水準(zhǔn),不能集體都按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這樣會使學(xué)生感到籃球運(yùn)動的艱難,我們降低難度就是要使不同的學(xué)生體驗到成功的樂趣,因材施教使學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)。如何做到這些,我們就要借助于科技的力量和手段,更加全面地、深刻地認(rèn)識籃球運(yùn)動的規(guī)律。更好的在教學(xué)中利用為學(xué)生服務(wù)。

一、運(yùn)動生物力學(xué)在籃球運(yùn)動中的應(yīng)用領(lǐng)域分析

從運(yùn)動生物力學(xué)角度來看,籃球運(yùn)動要求人體上下肢的協(xié)調(diào)配合,很好的應(yīng)用人的手部動作去接球,做蹬地加速的動作,如何在這個過程中做到合理就必須了解學(xué)生的生理結(jié)構(gòu),肌肉力量的相互作用。什么角度的運(yùn)動適合此階段性的學(xué)習(xí)。用多大力能滿足他們的可接受的力量范圍,針對不同的學(xué)生應(yīng)該采用不同的方法手段加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí),切不可讓學(xué)生做過多大于自己身體不能做的力量訓(xùn)練。幫助他們在自己合理的技術(shù)動作內(nèi)做到自己最適合的動作。對于動作的要求不可統(tǒng)一要求,要區(qū)別對待,這樣一方面可以鼓勵學(xué)生很好的練習(xí);另一方面要使學(xué)生不斷進(jìn)取不至于傷害學(xué)生的自尊心。在場地器材方面要對學(xué)生認(rèn)真講解。使他們真正認(rèn)識到自己的力是如何傳導(dǎo)的,如何在正確的用力前提下做到做好的自己。

二、運(yùn)動生物力學(xué)研究方法在籃球運(yùn)動中的應(yīng)用分析

(一)運(yùn)動生物力學(xué)研究方法分類

按研究方法劃分,運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用在籃球運(yùn)動中的研究大體可分為兩類:一是力學(xué)理論研究方法,二是實驗研究方法。兩者相輔相成,相互統(tǒng)一,應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合,才能使運(yùn)動生物力學(xué)更好地在運(yùn)動實踐中應(yīng)用[1]。這就要求在實踐當(dāng)中很好的將二者緊密結(jié)合共同應(yīng)用到學(xué)科領(lǐng)域當(dāng)中。

(二)運(yùn)動生物力學(xué)的力學(xué)理論研究方法在籃球運(yùn)動項目中的應(yīng)用分析

該研究方法因為是通過模擬手段對人體運(yùn)動仿真,一般包括五個步驟:1.確定運(yùn)動特征,建立目標(biāo)函數(shù);2.選擇模型確定剛體的自由度;3.建立動力學(xué)模型;4.實測已知數(shù)據(jù)并求解;5.根據(jù)求解結(jié)果解釋運(yùn)動規(guī)律,這一步驟是將求得的數(shù)學(xué)規(guī)律化為體育運(yùn)動語言對運(yùn)動技術(shù)進(jìn)行合理的指導(dǎo)[ 2]。根據(jù)此研究方法,可以對籃球中許多問題進(jìn)行研究。如對于籃球運(yùn)動中學(xué)生的傷病的研究,有助于對學(xué)生在籃球運(yùn)動中的損傷認(rèn)識和預(yù)防。可以利用力學(xué)理論研究的方法對關(guān)節(jié)力和力矩進(jìn)行推算。這實際上是為人體的運(yùn)動給予科學(xué)化得定量,通過科學(xué)實驗找出人體運(yùn)動的范圍和幅度,為更好的人類發(fā)掘自身的潛能和動作的量化提供參考依據(jù)。

(三)運(yùn)動生物力學(xué)的實驗研究方法在籃球運(yùn)動中的應(yīng)用分析

由于動力學(xué)研究方法與運(yùn)動學(xué)測試在籃球運(yùn)動項目中運(yùn)用的較少,所用到的生物力學(xué)儀器不多。因此運(yùn)動生物力學(xué)的實驗研究方法在籃球運(yùn)動項目中有極大的發(fā)展空間。

1.常用的生物力學(xué)儀器將在籃球項目中的廣泛應(yīng)用

許多已經(jīng)在其他專項中運(yùn)用較為廣泛的生物力學(xué)儀器在籃球運(yùn)動項目中尚未廣泛使用。比如,肌電儀,腳墊受力分析鞋墊。腳墊受力分析可以反映地面對人體的反作用力。運(yùn)動員投球的力最終是通過人體蹬地面,同時地面給人體的反作用力而實的。通過在運(yùn)動員的鞋子里放上受力分析鞋墊,可以得出在移動過程中,腳底壓力的分布圖,可以為籃球運(yùn)動員鞋子的設(shè)計提供參數(shù)。通過肌電儀可對完成某動作所參與的肌肉活動的強(qiáng)度和時間進(jìn)行描述,確定主要的參與肌群。這樣學(xué)生就可以很清楚地知道完成某動作的肌肉用力順序是什么,哪些是主動肌,哪些是被動肌,可為力量訓(xùn)練提供參考。

2.多機(jī)同步測試的研究

多機(jī)同步測試研究是運(yùn)動生物力學(xué)研究的發(fā)展趨勢。對于籃球這項精密的運(yùn)動,以往的研究多是從一維的視角來進(jìn)行的,對籃球運(yùn)動的生物力學(xué)的研究應(yīng)朝著多維的研究視角發(fā)展。比如,將攝像系統(tǒng)和測力臺系統(tǒng)同步的測試方法,綜合運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的數(shù)據(jù)對籃球運(yùn)動進(jìn)行更加深入、全面的研究與分析。

3.開發(fā)籃球?qū)m椈?、反饋快速化的運(yùn)動技術(shù)測試儀器

近年來隨著其他運(yùn)動項目運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、測試儀器的質(zhì)量、功能、效率不斷提高,某些運(yùn)動項目專用的測試儀器不斷出現(xiàn)。其它專項的研究可為籃球?qū)m椈臏y試儀器提供借鑒。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,加速度傳感器的體積和質(zhì)量都可以做到非常小,精度可以達(dá)到很高,此儀器可以實時監(jiān)控籃球鞋的速度、加速度和角速度,并可據(jù)此推算籃球鞋不同部位的受力情況,以及腳蹬地的初速度。而對籃球鞋運(yùn)動情況的所做的研究較少。如果這些設(shè)想可以實現(xiàn)的話,將豐富這方面的研究可以防止運(yùn)動者教學(xué)腳部的受傷的情況。為更好的教學(xué)服務(wù)提供保障。防止學(xué)生在運(yùn)動中受傷的概率。

(四)力學(xué)理論研究方法和實驗研究方法緊密結(jié)合

理論力學(xué)理論研究方法和實驗研究的方法緊密結(jié)合對籃球運(yùn)動進(jìn)行運(yùn)動生物力學(xué)的研究,將有助于從不同層面和角度更好的認(rèn)識籃球運(yùn)動規(guī)律,進(jìn)而可使運(yùn)動生物力學(xué)更好地為籃球?qū)嵺`服務(wù),是運(yùn)動生物力學(xué)在籃球運(yùn)動中應(yīng)用的發(fā)展趨勢。力學(xué)理論研究方法必須輔之實驗和經(jīng)驗,才能使它在實際應(yīng)用方面的作用得以發(fā)揮,力學(xué)理論方法與實驗測試方法兩者應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合。前者提供了運(yùn)動普遍規(guī)律,對分析有理論指導(dǎo)意義,后者是理論研究與實際是具體應(yīng)用的橋梁,能使研究更好地為運(yùn)動實際服務(wù)。實驗方法和力學(xué)理論研究共同發(fā)展、相輔相成,使運(yùn)動生物力學(xué)學(xué)科漸趨深入完善。

三、結(jié)束語

籃球運(yùn)動教學(xué)的動作技術(shù)診斷,力學(xué)研究,學(xué)生肌肉、骨骼力學(xué)特性的研究,將有助于籃球?qū)m棞y試儀器的開發(fā),籃球運(yùn)動員損傷機(jī)理和預(yù)防的研究等領(lǐng)域需要利用運(yùn)動生物力學(xué)在籃球?qū)m椫羞M(jìn)行全方位的研究。這樣有助于在實際中解決一些教學(xué)中的學(xué)生容易受傷的難題,將生物力學(xué)的有關(guān)原理服務(wù)于學(xué)生的課堂,用科學(xué)的方法指導(dǎo)學(xué)生籃球訓(xùn)練與比賽,更好的預(yù)防學(xué)生在不同情況下的運(yùn)動損失與治療。

參考文獻(xiàn):

[1] 王向東,劉學(xué)貞,等.運(yùn)動生物力學(xué)方法學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國體育科技.2003(2):15-18.

[2] 忻鼎亮.運(yùn)動生物力學(xué)的力學(xué)理論研究方法[J].體育科學(xué).1994(4):37-40.

第6篇

摘要:隨著力學(xué)著手于生物體,尤其是人體相關(guān)運(yùn)動研究的開展,生物力學(xué)成為交叉領(lǐng)域中重要的學(xué)科體系,運(yùn)動生物力學(xué)是基于生物力學(xué)學(xué)科之上,結(jié)合體育科學(xué)體系產(chǎn)生的一門新興學(xué)科,它的產(chǎn)生和發(fā)展,在我國此學(xué)科在理論、研究方法、測量分析等方面均取得了一定的發(fā)展。但考察分析運(yùn)動生物力學(xué)和生物力學(xué)的現(xiàn)狀,在喜悅于長足進(jìn)步的同時,不得不承認(rèn),運(yùn)動生物力學(xué)的基礎(chǔ)理論并不完備,發(fā)展趨勢仍有局限。

關(guān)鍵詞:運(yùn)動生物力學(xué);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

我國現(xiàn)代運(yùn)動生物力學(xué)出現(xiàn)于上世紀(jì)五十年代末期,開始階段只有少數(shù)幾個體育學(xué)院開了運(yùn)動生物力學(xué)講座或選修課,國家體委科研所成立了運(yùn)動生物力學(xué)研究組。由于眾所周知的原因,運(yùn)動生物力學(xué)在這一時期發(fā)展緩慢,到現(xiàn)在雖然有了質(zhì)的飛躍,但是不能忽視這門學(xué)科本身還是有待完善的。本文就運(yùn)動生物力學(xué)在我國的研究方法、研究領(lǐng)域和方向及發(fā)展趨勢進(jìn)行簡單的闡述和分析,并對我國的運(yùn)動生物力學(xué)作出一些展望。

一、我國運(yùn)動生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀

1.研究方法

(1)常用的研究方法及儀器。在中國體育科學(xué)學(xué)會和原國家體委科教司的支持下,運(yùn)動生物力學(xué)分會組織國內(nèi)多名本學(xué)科的專家、教授討論、撰寫成的《運(yùn)動生物力學(xué)測量方法》一書編入了當(dāng)前運(yùn)動生物力學(xué)研究中使用的主要方法和儀器。包括運(yùn)動學(xué)方法中的平面定機(jī)、平面跟蹤、立體定機(jī)攝影攝像測量方法;動力學(xué)方法中的三維測力臺測試方法、等速測力儀測試方法;生物學(xué)方法中的人體形態(tài)學(xué)測量方法、人體重心測量方法、肌電測量方法等。另外還收入了一些國內(nèi)使用尚不普及和少量國外新近使用的測量方法,包括運(yùn)動學(xué)方法中的立體跟蹤攝影攝像測量方法、紅外光點攝像、激光測試儀、分段計時測量方法;動力學(xué)方法中的A.K.M 和B.K.M 測力儀測力方法、T.K.K 測力儀測力方法、賽艇多參數(shù)遙測分析系統(tǒng)測試方法、動態(tài)力的應(yīng)變測試方法、人體運(yùn)動能量測量方法。此外,還有多機(jī)同步測量方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析方法、數(shù)學(xué)模型與計算機(jī)仿真方法以及運(yùn)動生物力學(xué)測試資料的統(tǒng)計處理與分析方法等[1]。

(2)新的研究方法及儀器。高精度的高速攝像測量系統(tǒng)的應(yīng)用: 高清晰度、高速度(100~200 場/s以上) 的攝機(jī)和錄像解析系統(tǒng)。圖像自動識別儀器開始應(yīng)用。高精度的紅外光點遙測分析系統(tǒng)已用于研究實踐。運(yùn)動專項的測試儀器和運(yùn)動器材的研制。磁感應(yīng)測量儀器研制成功。數(shù)學(xué)力學(xué)模型和人體運(yùn)動仿真在體育運(yùn)動技術(shù)研究中的應(yīng)用。運(yùn)動技術(shù)分析的“專家系統(tǒng)”與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)應(yīng)用于人體運(yùn)動技術(shù)研究。肌電圖測試分析向定量化邁進(jìn)[2]。

2.目前我國的研究領(lǐng)域

(1)優(yōu)化運(yùn)動技術(shù)。針對某一特定運(yùn)動項目( 如田徑、球類、速滑等)進(jìn)行分析,改善運(yùn)動技術(shù)的表現(xiàn)。如《對我國4名優(yōu)秀短道女運(yùn)動員彎道技術(shù)的生物力學(xué)分析》、《用力學(xué)原理分析直道滑跑技術(shù)》、《排球前后排扣球運(yùn)動學(xué)分析》等[3]。這些研究以使運(yùn)動員訓(xùn)練科學(xué)化,符合力學(xué)原理,符合人體規(guī)律,從而獲得最佳的技能表現(xiàn)。

(2)改進(jìn)人體基礎(chǔ)運(yùn)動如走、跑、跳、推、拉等,除此之外,還包括區(qū)別于競技運(yùn)動項目動作、動作系的研究。如《走步運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榕懿絼幼飨轮凸潜P之運(yùn)動學(xué)變化分析》、《步態(tài)生物力學(xué)研究進(jìn)展》等[4]。大眾體育和學(xué)校體育受到的重視遠(yuǎn)遜于競技體育,實際上,這些研究是非常重要的,因為這些技術(shù)研究只有專業(yè)的運(yùn)動員和教練員才會用得上,對于大多數(shù)人而言,充分體現(xiàn)“ 民本思想”,改善人體基礎(chǔ)運(yùn)動、改善健康的研究才是真正需要的。

(3)數(shù)學(xué)模式與模擬。這類數(shù)學(xué)模式模擬及電腦模擬的研究針對運(yùn)動技術(shù)及人體運(yùn)動進(jìn)行分析,此類研究有別于一般儀器進(jìn)行測量的方法,所以單分為一類[5]。

(4)運(yùn)動器材設(shè)備開發(fā)設(shè)計。主要關(guān)于運(yùn)動器材設(shè)計及力學(xué)特征分析,如網(wǎng)球拍、運(yùn)動鞋、訓(xùn)練器材等。這方面的研究如《不同勁度網(wǎng)球拍對恢復(fù)系數(shù)的影響》、《不同質(zhì)地泳衣對速度的影響分析》等。

(5)運(yùn)動傷害的研究。主要對運(yùn)動傷害機(jī)制及運(yùn)動護(hù)具進(jìn)行研究,避免運(yùn)動損傷的發(fā)生。如《體能動力損傷機(jī)制理論研究分析》。這類研究主要是在研究的過程中部分借助于運(yùn)動生物力學(xué)的研究方法、測試方法來分析造成傷害的動作規(guī)律,與人體結(jié)構(gòu)結(jié)合總結(jié)得出預(yù)防運(yùn)動傷害的方法[6]。

(6)人體測量學(xué)的研究由清華大學(xué)、白求恩醫(yī)大和國家體科所合作,采用CT測試方法結(jié)合計算機(jī)圖像處理分析系統(tǒng),于1995年正式完成了中國成年人人體慣性參數(shù)的測定。

二、我國運(yùn)動生物力學(xué)的發(fā)展趨勢

通過對第六屆全國體育科學(xué)大會和第十八屆國際運(yùn)動生物力學(xué)年會的對比分析,可以大致看出我國運(yùn)動生物力學(xué)的發(fā)展趨勢。

(1) 計算機(jī)是運(yùn)動生物力學(xué)發(fā)展的核心。運(yùn)動生物力學(xué)的理論研究將偏重于計算方法的準(zhǔn)確和簡煉、理論研究的系統(tǒng)性和完整性。借助電子計算機(jī)實現(xiàn)快速精確的測量和實時處理人體運(yùn)動的各種力學(xué)參數(shù),實現(xiàn)綜合分析和聯(lián)機(jī)分析,以及實現(xiàn)自動化控制是科技發(fā)展的必然趨勢。

(2) 競技體育方面的研究更加依賴高新技術(shù)。運(yùn)動生物力學(xué)的研究將更加注重訓(xùn)練實踐,研究成果要能為競技體育服務(wù),運(yùn)動測試儀器的專項化以及高新技術(shù)和高新材料和儀器的創(chuàng)新和發(fā)展是這一發(fā)展方向的具體體現(xiàn)。

(3)運(yùn)動損傷康復(fù)的研究將更加深入,而且與運(yùn)動專項結(jié)合更加緊密,肌肉生物力學(xué)已成為熱門課題,對預(yù)防運(yùn)動損傷的研究也將是一個熱門課題,但對于分子生物力學(xué)方面的研究成果還很少,今后,應(yīng)廣泛結(jié)合運(yùn)動生物力學(xué)和生物學(xué)、運(yùn)動生理學(xué)、運(yùn)動醫(yī)學(xué)等學(xué)科中的研究方法,共同解決人體運(yùn)動中的有關(guān)問題。

(4)研究對象更加廣泛,運(yùn)動生物力學(xué)研究除繼續(xù)對競技體育進(jìn)行研究外,還應(yīng)向青少年、老年人、殘疾人的體育運(yùn)動、軍事技術(shù)動作以及與人體有關(guān)的一些設(shè)備。

三、運(yùn)動生物力學(xué)的展望

從以上運(yùn)動生物力學(xué)學(xué)科體系現(xiàn)狀的分析,不難看出運(yùn)動生物力學(xué)的發(fā)展仍存在一定的問題。學(xué)科可以研究的內(nèi)容很多,任務(wù)也不盡相同,但為適應(yīng)生物力學(xué)的發(fā)展和體育科學(xué)的發(fā)展,現(xiàn)在運(yùn)動生物力學(xué)的發(fā)展應(yīng)有所側(cè)重。運(yùn)動生物力學(xué)還有許多有待于解決的問題,它的實用價值也只剛剛顯露初紅。

(1)提高動作技術(shù)不再局限于表層研究分析動作技術(shù),更多應(yīng)著手于研究并提出技術(shù)訓(xùn)練的具體方案(有關(guān)如何實現(xiàn)優(yōu)化動作結(jié)構(gòu));研制設(shè)計專用或通用的輔助訓(xùn)練動作、設(shè)施及器械。

(2)基礎(chǔ)理論的建設(shè)將為運(yùn)動生物力學(xué)發(fā)展鞏固根基,開拓視野,擴(kuò)展研究與應(yīng)用領(lǐng)域。

(3)深入研究運(yùn)動損傷機(jī)制,模擬分析運(yùn)動損傷過程,設(shè)計合理的運(yùn)動設(shè)備(器材、服裝、鞋等)以防止運(yùn)動損傷。

(4)計算機(jī)模擬、仿真技術(shù)是運(yùn)動生物力學(xué)研究的重要手段。(云南師范大學(xué)體育學(xué)院;云南;昆明;650031)

參考文獻(xiàn):

[1] 王向東.運(yùn)動生物力學(xué)方法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國體育科技,2003,39(2):15-23

[2] 洪友廉.第18 屆國際運(yùn)動生物力學(xué)會議論文集[C ].香港: 香港中文大學(xué)出版社,2000.

[3] 李毅均.排球后排扣球空中擊球動作的三維高速錄像分析[J].西安體育學(xué)院學(xué)報,1997,(9):105-108.

[4] 郭靜如.中國運(yùn)動生物力學(xué)的進(jìn)展[J].天津體育學(xué)院學(xué)報,1996,(6):89-92.

第7篇

摘 要 運(yùn)動生物力學(xué)的測試方法在競技體育研究領(lǐng)域主要應(yīng)用于技術(shù)研究以及發(fā)力原理分析等方面,對于拳擊項目相關(guān)研究進(jìn)行梳理,有助于辨析測試方法的應(yīng)用范圍,對今后的相關(guān)研究開展起到有意義的參考作用。

關(guān)鍵詞 生物力學(xué) 方法 拳擊

生物力學(xué)研究,尤其是運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、表面肌電等實驗技術(shù)逐步應(yīng)用于拳擊科學(xué)研究中。運(yùn)動學(xué)方法應(yīng)用在技術(shù)改進(jìn)和規(guī)范程度判斷等方面,起到很好的輔導(dǎo)作用。動力學(xué)研究對對抗性項目對抗時,力的大小、方向的變化及力作用的效果等進(jìn)行定量分析,揭示發(fā)力原理及規(guī)律。表面肌電研究應(yīng)用于判斷動作過程中,哪些肌肉參與收縮,收縮過程中肌纖維發(fā)力長短、順序等,這對科學(xué)合理化技術(shù)動作和確定不同力量訓(xùn)練方法手段的科學(xué)性非常有意義。

李凌云[1]采用生物力學(xué)的測試儀器、方法,試圖尋找運(yùn)動生物力學(xué)的一些原理和方法在武術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用規(guī)律,從生物力學(xué)的原理應(yīng)用在武術(shù)中的情況。我們可以將這些方法同樣應(yīng)用于其他同場格斗類項目中,為其他同項群項目的生物力學(xué)研究提供理論參考和實踐指導(dǎo)。

運(yùn)動學(xué)研究和表面肌電技術(shù)在拳擊生物力學(xué)研究中應(yīng)用較為廣泛。郭峰,張日輝[2]探討拳擊運(yùn)動員后手直拳動作內(nèi)部神經(jīng)肌肉系統(tǒng)協(xié)同變化,研究認(rèn)為后手直拳擊打,上肢拮抗肌發(fā)揮著重要作用。從肌肉激活順序判斷,動作符合鞭打動作原理,建議加強(qiáng)上肢拮抗肌訓(xùn)練。劉海瑞[3]的實驗也得出了相似的結(jié)果,分析了拳擊出拳擊打拳速突然減速的成因。二者在突然降速的研究結(jié)果是一致的。拮抗肌放電信號較強(qiáng)也能夠在一定意義上解釋這一現(xiàn)象的出現(xiàn),但二者結(jié)論中應(yīng)該加強(qiáng)拮抗肌訓(xùn)練值得商榷,拮抗肌與主動肌、協(xié)同肌的協(xié)調(diào)配合時準(zhǔn)確、高效完成技術(shù)動作的基礎(chǔ),應(yīng)該從協(xié)調(diào)性訓(xùn)練的角度分析更為準(zhǔn)確。

王新坤[4]運(yùn)用愛捷運(yùn)動錄像測試分析系統(tǒng),對參加2004年全國拳擊冠軍賽決賽的部分冠軍前手直拳作進(jìn)行運(yùn)動學(xué)特征的研究分析。結(jié)果顯示:運(yùn)動員打擊瞬間拳速在擊中目標(biāo)之前會突然增加,其研究結(jié)果前手直拳打擊瞬間是加速的,與劉海瑞,郭峰、張日輝等研究后手直拳擊打前速度突降結(jié)果相反,其原因有待進(jìn)一步探討。岳東升、張翠[5]利用高速攝像與測力臺(Kistler)同步測試的方法,對拳擊運(yùn)動員直拳技術(shù)動作進(jìn)行測試,該研究是典型的以運(yùn)動學(xué)研究技術(shù)路線,對運(yùn)動員技術(shù)改進(jìn)有一定意義。

有關(guān)動力學(xué)研究在拳擊中較為少見,相關(guān)理論研究中,谷曉紅[6]從擊打過程中的生物力學(xué)原理問題、打擊力與作用時間、快速移動與穩(wěn)定性、鞭打技術(shù)與多環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動四個方面對拳擊運(yùn)動中的有關(guān)生物力學(xué)問題進(jìn)行了探討,指出了現(xiàn)存的誤區(qū)及不足。蘇彥炬[7]對不同擊打技術(shù)的下肢發(fā)力特征進(jìn)行了實驗研究,對拳擊下肢發(fā)力原理,影響擊打效果的因素等做了宏觀分析,對相關(guān)理論研究具有指導(dǎo)意義。

等速肌力測試關(guān)節(jié)力量從側(cè)面反映肌肉力量,但與動作速度不相符合,存在一定的局限。姜傳銀[8]等運(yùn)用等速肌力測試的方法,對拳擊、跆拳道散打運(yùn)動員進(jìn)行比較研究,發(fā)現(xiàn)不同項目,不同肌群在速度力量方面的優(yōu)勢環(huán)節(jié)。從側(cè)面也反映了不同項目因發(fā)力環(huán)節(jié)不同,不同部位的肌肉力量存在著明顯的項目特征。等速測試數(shù)據(jù)較為精確,但限于單關(guān)節(jié)測試,動作路線,幅度、速度存在差異,對于專項力量測試存在局限性。

從拳擊相關(guān)生物力學(xué)研究綜述可見,以往研究對技術(shù)運(yùn)動學(xué)分析較多,主要技術(shù)為前、后手直拳,分析其原因,直拳的運(yùn)動學(xué)分析可近似理解為直線運(yùn)動,相對實驗控制和分析容易把握。而對表面肌電的研究可以對發(fā)力順序與肌肉貢獻(xiàn)率進(jìn)行探討,研究結(jié)果顯示出的鮮明的個體化特征,從中提取共性及規(guī)律較難。表面肌電技術(shù)應(yīng)用廣泛,尤其是對專項訓(xùn)練手段和方法的檢測,具有很大發(fā)展空間,二者有效結(jié)合可以彌補(bǔ)簡單運(yùn)動學(xué)分析帶來的誤差。等速肌力測試可以從側(cè)面反映關(guān)節(jié)力量,但與專項發(fā)力方式速度不同。以運(yùn)動學(xué)結(jié)合動力學(xué)研究在力量訓(xùn)練相關(guān)生物力學(xué)研究中是比較成熟的研究手段,對于拳擊速度耐力相關(guān)研究應(yīng)該是今后研究的方向 。

參考文獻(xiàn):

[1] 李凌云.運(yùn)動生物力學(xué)原理在武術(shù)運(yùn)動中的應(yīng)用[D].山東師范大學(xué)大學(xué).2002:56-58.

[2] 郭峰,張日輝.優(yōu)秀女子拳擊運(yùn)動員后手直拳技術(shù)動作上肢肌肉表面肌電分析[J].沈陽體育學(xué)院學(xué)報.2009.28(4):65-68.

[3] 劉海瑞.上海市優(yōu)秀男子拳擊運(yùn)動員后手直拳出拳―擊打環(huán)節(jié)生物力學(xué)特征分析[D].上海體育學(xué)院.2010.

[4] 王新坤.我國部分優(yōu)秀男子拳擊運(yùn)動員前手直拳技術(shù)的運(yùn)動學(xué)特征分析[J].沈陽體育學(xué)院學(xué)報.2009.28(4):102-105.

[5] 岳東升,張翠,宋祺鵬等.山東省64公斤級男子拳擊運(yùn)動員直拳技術(shù)動作的運(yùn)動生物力學(xué)分析[J].山東體育科技.2011.33(1): 14-17.

[6] 谷曉紅,于軍.拳擊運(yùn)動中有關(guān)生物力學(xué)原理應(yīng)用的若干問題[J].遼寧體育科技.2006.28(2):30-31.