宋智梁 張良祥 胡葉林 張鶴東 辛 宇

(齊齊哈爾大學(xué)體育學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161006)

男子網(wǎng)球是一項(xiàng)對爆發(fā)力要求極強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)。發(fā)球是唯一由自己掌握且不受對方控制的擊球方法，是當(dāng)今優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員克敵制勝的強(qiáng)有力的武器。目前，對網(wǎng)球發(fā)球的研究主要是運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的原理研究其外部特征，或者是通過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的原理探討網(wǎng)球訓(xùn)練的相關(guān)理論以及對網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的心理研究。對于內(nèi)部肌肉群的肌肉活動(dòng)研究的相對較少，尤其是從運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的角度針對一種特定的發(fā)球方式研究各環(huán)節(jié)中肌肉塊或肌肉群的用力變化情況的研究相對較少，總體上缺乏針對性和實(shí)效性，主要原因在于一方面缺少進(jìn)行定量的測量的條件;另一方面測試過程相對復(fù)雜，需要很多因素相互配合。

基于上述情況，本研究試圖將表面肌電技術(shù)引入到網(wǎng)球平擊發(fā)球動(dòng)作的研究當(dāng)中。運(yùn)用運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)等多學(xué)科綜合的知識(shí)，結(jié)合肌電測試的方法對網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員發(fā)平擊球進(jìn)行現(xiàn)場記錄，得出相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究與討論，旨在從一個(gè)全新的角度對發(fā)平擊球進(jìn)行全面的描述，為今后技術(shù)動(dòng)作的改進(jìn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考，從而提高網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的平擊發(fā)球水平。

1 研究對象與研究方法

1.1 研究對象

以7名優(yōu)秀男子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員為研究對象(運(yùn)動(dòng)等級(jí)一級(jí)以上)，右手握拍，無傷病，平擊發(fā)球技術(shù)動(dòng)作全面，基本情況詳見表1。

表1 運(yùn)動(dòng)員基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

通過閱讀大量的相關(guān)肌電、網(wǎng)球、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)、訓(xùn)練學(xué)的書籍與報(bào)刊，查閱優(yōu)秀碩博士論文近30篇，積累了豐富的文字資料，為獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與研究奠定基礎(chǔ)。

1.2.2 專家訪談法

通過對生理學(xué)專家進(jìn)行訪談，確定測試的肌肉并制定測試動(dòng)作方案，同時(shí)專家對測試數(shù)據(jù)研究給出建議。通過與優(yōu)秀教練員訪談，了解網(wǎng)球發(fā)球技術(shù)動(dòng)作的特點(diǎn)，了解受試者的基本信息，以及受試者的技術(shù)水平和動(dòng)作特征。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)法

表面肌電圖是用電極從皮膚表面將伸進(jìn)肌肉活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生機(jī)電引導(dǎo)出來并加以放大，最后通過計(jì)算機(jī)在專門儀器上產(chǎn)生圖形。本文用16道遙測肌電儀及同步視頻采集網(wǎng)球發(fā)球技術(shù)動(dòng)作的主要用力肌肉表面肌電圖。貼在皮膚表面用于引導(dǎo)肌電的稱為表面電極，表面電極通常用直徑為1cm的氯化銀作為引導(dǎo)電極，首先將需要測試的部位用酒精擦拭，把皮膚抗阻限定到一定范圍內(nèi)，其次將導(dǎo)電膏涂在電極上，最后把電極固定在被測試的皮膚上(方向與肌纖維走向一致)，從運(yùn)動(dòng)生理學(xué)生物電角度揭示網(wǎng)球發(fā)球的技術(shù)特征。

1.2.3.1 測試動(dòng)作

網(wǎng)球?qū)I(yè)運(yùn)動(dòng)員發(fā)球中平擊球發(fā)球的基本技術(shù)動(dòng)作。

1.2.3.2 測試肌肉的選擇

依據(jù)解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和網(wǎng)球平擊發(fā)球技術(shù)動(dòng)作的特征，測試肌肉主要是:1.右腕關(guān)節(jié)屈肌群;2.右手伸肌群;3.右肱橈肌;4.右肱二頭肌;5.右肱三頭肌;6.右三角肌前部;7.右胸大肌;8.右背闊肌;9.左腹直肌;10.左腹外斜肌;11.右腹直肌;12.右腹外斜肌;13.左臀大肌;14.左闊筋膜張肌;15.左股直肌;16.左股二頭肌。

1.2.3.3 測試儀器和器材

芬蘭制造16導(dǎo)ME-6000型便攜式肌電儀、Ag-Cl表面電極、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、支架、酒精、繃帶、剪子、導(dǎo)線、無線網(wǎng)卡、脫脂棉、醫(yī)用膠布等。

1.2.3.4 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備和步驟

準(zhǔn)備工作:調(diào)試好實(shí)驗(yàn)儀器，準(zhǔn)備好輔助性器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，協(xié)調(diào)好輔助性工作人員，提前告知測試者測試流程以及測試過程應(yīng)該注意的事項(xiàng)，做好一切準(zhǔn)備工作;每個(gè)受試者提前進(jìn)行約30分鐘的熱身運(yùn)動(dòng)并告知測試內(nèi)容。

電極安放:確定好電極安放點(diǎn)，涂適量的導(dǎo)電膏，電極貼于肌腹部位并連接表面肌電儀。

實(shí)施:根據(jù)網(wǎng)球平擊發(fā)球技術(shù)動(dòng)作的要求，完成擊球動(dòng)作，同時(shí)采集試驗(yàn)全過程的肌肉肌電數(shù)據(jù)。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用Mega Win軟件對原始的肌電信號(hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，包括:各個(gè)測試動(dòng)作肌肉的原始積分肌電、放電順序、持續(xù)時(shí)間負(fù)荷百分比。使用Exeel2003和SPSS13.0數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件，對獲得所需數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和研究。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 發(fā)球各主要肌肉發(fā)力大小比較

3.1.1 發(fā)球各主要肌肉的積分肌電值

表2 發(fā)球動(dòng)作各主要肌肉的積分肌電值

表2反映的是平擊發(fā)球整個(gè)動(dòng)作過程中每一塊肌肉的積分值狀況。肌肉積分值的大小反映肌肉在某一個(gè)動(dòng)作過程中的活動(dòng)情況。從表2中看出肌肉的積分肌電值在發(fā)球過程中，右指伸肌、右三角肌前部、左腹外斜肌、左臀大肌的積分肌電值相對較大，其次是左腹直肌和左股直肌。

3.1.2 發(fā)球動(dòng)作主要肌肉動(dòng)員率

動(dòng)員率是反映在動(dòng)作過程中每一塊肌肉的活動(dòng)情況，可以清楚地了解到每一塊肌肉在發(fā)球的過程中所動(dòng)員的比例，為專項(xiàng)力量訓(xùn)練提供理論依據(jù)［1］。

圖1 發(fā)球各主要肌肉動(dòng)員情況

在發(fā)球的過程中，動(dòng)員比率相對較高的肌肉是右指伸肌，右肱二頭肌，右三角肌前部，左腹直肌、左腹外斜肌、左臀大肌、左股直肌(詳見圖1)

3.2 平擊發(fā)球主要肌肉放電順序和持續(xù)時(shí)間

通過實(shí)驗(yàn)的測試，獲得每名受試者在發(fā)球肌肉的放電時(shí)間，將所有受試者的發(fā)球時(shí)間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，得到每名受試者發(fā)球動(dòng)作的開始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間以及結(jié)束時(shí)間，并計(jì)算中占發(fā)球整個(gè)動(dòng)作總的時(shí)間的百分比。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，做出發(fā)球動(dòng)作每塊肌肉的放電時(shí)間和放電順序。

圖2 發(fā)球各主要肌肉放電順序和持續(xù)時(shí)間

在網(wǎng)球平擊發(fā)球的過程中，右三角肌前部、指伸肌和右腹外斜肌最先放電，并且持續(xù)時(shí)間最長。胸大肌和腕關(guān)節(jié)屈肌放電所持續(xù)的時(shí)間最短，所占的比例較小。

網(wǎng)球平擊發(fā)球動(dòng)作的放電順序?yàn)?右三角肌前部→左腹外斜肌→右指伸肌→左股直肌→右肱橈肌→左腹直肌→右腹直肌→左闊筋膜張肌→右腹外斜肌→右肱二頭肌→右胸大肌→右肱三頭肌→左臀大肌→左股二頭肌→右腕關(guān)節(jié)屈肌群→右背闊肌。持續(xù)時(shí)間的長短的順序?yàn)?右三角肌前部→右指伸肌→左腹外斜肌→右肱橈肌→右腹外斜肌→左股二頭肌→右肱三頭肌→左股直肌→左臀大肌→左闊筋膜張肌→左腹直肌→右腹直肌→右胸大肌→右肱二頭肌→右腕關(guān)節(jié)屈肌群→右背闊肌。肌肉肌電活動(dòng)結(jié)束的先后順序是:左股直肌→右肱二頭肌→左腹外斜肌→左腹直肌→右腹直肌→右胸大肌→右肱橈肌→左闊筋膜張肌→右背闊肌→右指伸肌→右腕關(guān)節(jié)屈肌群→右腹外斜肌→右三角肌前部→右肱三頭肌→左臀大肌→左股二頭肌(詳見圖2)。發(fā)電時(shí)間的長短與先后，直接導(dǎo)致肌肉在整個(gè)平擊發(fā)球過程中對貢獻(xiàn)。

3.3 平擊發(fā)球主要肌肉的貢獻(xiàn)率

肌肉活動(dòng)的貢獻(xiàn)率=每塊肌肉的積分肌電值/整個(gè)動(dòng)作所有肌肉的積分肌電值*100%［1］。該指標(biāo)反映了在動(dòng)作的過程中肌肉間發(fā)力的協(xié)調(diào)關(guān)系，是反映動(dòng)作過程中肌肉協(xié)調(diào)用力的一個(gè)重要的指標(biāo)。

圖3 發(fā)球動(dòng)作各肌肉的貢獻(xiàn)率

在發(fā)球的整個(gè)動(dòng)作的過程中，貢獻(xiàn)率相對較大的肌肉是右指伸肌、右三角肌前部、左腹外斜肌、左臀大肌和左股直肌(詳見圖3)。在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中，每名運(yùn)動(dòng)員有自己的特點(diǎn)，力量上還是存在差異，從圖3肌肉的貢獻(xiàn)率來看，每個(gè)運(yùn)動(dòng)員力量雖然是有差別的，但主要肌肉貢獻(xiàn)率仍集中在右指伸肌，說明在整個(gè)平擊發(fā)球過程中，右指伸肌是主要的發(fā)力肌肉。

4 研究與討論

4.1 網(wǎng)球平擊發(fā)球技術(shù)動(dòng)作研究

網(wǎng)球發(fā)球動(dòng)作是一個(gè)需要爆發(fā)力的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員在瞬間發(fā)出速度較快的球，是全身各個(gè)肌肉協(xié)調(diào)發(fā)力的結(jié)果［2］。平擊發(fā)球的特點(diǎn)是速度快、力量大，球不帶有旋轉(zhuǎn)，球落地后反彈很低，攻擊性強(qiáng)，多用于第一發(fā)球。

平擊發(fā)球的動(dòng)作分為四個(gè)階段:(1)拋球蹬地階段:左手持球向身體的前上方抬起，手掌心向下經(jīng)右膝向身體前上方運(yùn)動(dòng)。手臂向上將球推到空中，拋球手臂在身體一側(cè)上舉，有助于轉(zhuǎn)體。雙膝微曲，腳蹬地所產(chǎn)生的力量是身體跳起擊球做準(zhǔn)備。(2)后擺階段:拋球高過頭頂時(shí)，右肘向后外展約與肩同高，拍頭指向天空，左側(cè)腰、跨成弓狀行，身體重心隨著拋球開始先移向右腳，然后平穩(wěn)的開始遷移。當(dāng)球拍揮動(dòng)到右肩上方時(shí)，拋球手臂隨身體轉(zhuǎn)動(dòng)將球拋起并與身體呈一條直線。此階段主要是為揮拍擊球階段儲(chǔ)存彈性勢能。(3)揮拍擊球階段:當(dāng)左手拋出球時(shí)，球拍繼續(xù)向上擺起，這時(shí)握拍手的肘關(guān)節(jié)放松，可以使向前轉(zhuǎn)動(dòng)的身體和右肩自動(dòng)化地使手臂產(chǎn)生一個(gè)完美的繞圈，當(dāng)球下降時(shí)，迅速向上揮拍擊球，左腳上蹬，使手臂和身體充分伸展。在擊球時(shí)，兩肩與身體平行的運(yùn)動(dòng)員必須降低擊球位置，以便從軀干和肩部的大內(nèi)旋肌獲得最大的力量。觸球的一剎那，持拍的小臂帶動(dòng)手腕、手腕在帶動(dòng)小臂，有一個(gè)選內(nèi)的動(dòng)作，左手上手至胸前保持平衡。(4)隨揮階段:擊球結(jié)束之后，前臂和上臂會(huì)繼續(xù)內(nèi)旋，球拍揮至身體的左側(cè)。左腳落地獲得最大的垂直向上的動(dòng)量，另外一條腿后踢為維持身體的平衡提供反作用力［3，4，5］。通過四個(gè)階段完成整個(gè)網(wǎng)球平擊發(fā)球動(dòng)作。

4.2 平擊發(fā)球主要肌肉用力大小的比較

積分肌電是肌電幅值的一個(gè)指標(biāo)［1］。在發(fā)球的過程中，每一塊肌肉的積分肌電值是不同的。動(dòng)員情況是指肌肉在運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)單位的數(shù)目在肌肉做最大持續(xù)收縮時(shí)運(yùn)動(dòng)單位數(shù)目的百分比，表示運(yùn)動(dòng)單位的募集情況。不同的肌肉的動(dòng)員情況具有差異。

通過實(shí)驗(yàn)測試可知，右指伸肌、右三角肌前部、左腹外斜肌和左臀大肌的積分肌電值比較大，是發(fā)球過程中的放電量相對較大的肌肉，也是主要的用力肌群。其次是右肱橈肌、左股直肌、左腹直肌、右腹外斜肌和左闊筋膜張肌。相反，右腕關(guān)節(jié)屈肌群、胸大肌和背闊肌的積分值較小。動(dòng)員比率相對較高的肌肉是右指伸肌，右肱二頭肌，左腹直肌、左腹外斜肌、左臀大肌、左股直肌。尤其是臀大肌，動(dòng)員情況已經(jīng)達(dá)到90%以上，說明該肌肉已經(jīng)發(fā)揮了自己最大的功能。

從肌肉的發(fā)電和動(dòng)員情況看，充分說明在發(fā)球的過程中右指伸肌、右三角肌前部、左腹外斜肌和左臀大肌是主要的用力肌肉。因此在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)應(yīng)加強(qiáng)這些肌肉的力量訓(xùn)練。另外，還要根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體差異進(jìn)行針對性的訓(xùn)練，以便提高運(yùn)動(dòng)員的發(fā)球的水平。

4.2 平擊發(fā)球主要肌肉活動(dòng)順序的比較研究

肌肉的發(fā)力時(shí)序體現(xiàn)著運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作是否協(xié)調(diào)一致，是否合理，進(jìn)而決定著運(yùn)動(dòng)員成績的好壞。

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中“大關(guān)節(jié)首先產(chǎn)生活動(dòng)原理”，即當(dāng)需要克服大阻力，或需要表現(xiàn)出大的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，運(yùn)動(dòng)鏈中各關(guān)節(jié)的肌肉雖然同時(shí)用力，但其中大關(guān)節(jié)總是首先產(chǎn)生活動(dòng)，并根據(jù)關(guān)節(jié)的大小，表現(xiàn)出一定的先后順序［6］。研究表明，肌肉的收縮總是有近端開始，然后是遠(yuǎn)端。一般認(rèn)為，力量的變換情況與身體的擺動(dòng)姿勢和位置有很大的相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，肌肉的收縮可以改變身體瞬間的位置和姿勢也是一種客觀存在的現(xiàn)象。而網(wǎng)球的發(fā)球動(dòng)作也是遵循這一原理。

整個(gè)平擊發(fā)球動(dòng)作中，肩關(guān)節(jié)起著重要的作用。拋球后，肩關(guān)節(jié)后擺，三角肌離心收縮，為擊球儲(chǔ)存能量。從圖2中可以看出，三角肌前部最早開始放電。在將拋球蹬地的過程中拋球手臂隨身體轉(zhuǎn)動(dòng)，將球拋起并與身體形成一條直線，這時(shí)腹部的肌肉開始放電，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看到右腹外斜肌開始放電。球在拋起的過程中，屈膝蹬地保持身體的穩(wěn)定，下肢肌肉開始放電。在跳起的瞬間，下肢肌肉的放電順序遵循動(dòng)力鏈的原理。到揮拍擊球的階段形成由下到上的肌肉放電順序，在擊球時(shí)形成前臂伸展，上臂內(nèi)旋，前臂內(nèi)旋，手彎曲的動(dòng)作，肌肉收縮所產(chǎn)生的力最終作用在球上，形成發(fā)球的完整動(dòng)作。肌肉的活動(dòng)順序體現(xiàn)了在發(fā)球過程中肌肉的用力順序［7］。

因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出肌肉放電順序，掌握平擊發(fā)球用力順序，對于不同的肌肉在進(jìn)行力量訓(xùn)練時(shí)側(cè)重點(diǎn)不同，為今后運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作的改進(jìn)提供了理論依據(jù)。

4.3 平擊發(fā)球主要肌肉貢獻(xiàn)率的比較研究

在發(fā)球動(dòng)作過程中，下肢力量是發(fā)球的動(dòng)力來源，將力量傳遞到上肢和軀干前肌肉起到加速和發(fā)力的作用。

發(fā)球過程中貢獻(xiàn)率較大的肌肉是右指伸肌、右三角肌前部、左腹外斜肌、左臀大肌和左股直肌(見圖3)。肌肉的貢獻(xiàn)率主要集中在上肢，而下肢主要是輔助上肢力量和力量的傳遞。充分說明網(wǎng)球動(dòng)作的發(fā)力主要是上肢以及身體前的肌肉，背部肌肉主要是起到減速的作用。

在網(wǎng)球平擊發(fā)球訓(xùn)練中過分強(qiáng)調(diào)上肢和軀干前的肌肉會(huì)引起肌肉力量發(fā)展不平衡，在整個(gè)技術(shù)動(dòng)作中表現(xiàn)為協(xié)調(diào)性差，會(huì)導(dǎo)致頭重腳輕。因此在平時(shí)的訓(xùn)練中注意發(fā)展后背部的肌肉力量及全身肌肉力量，以便于整個(gè)動(dòng)作的協(xié)調(diào)用力，在平擊發(fā)球中使力量發(fā)揮到最大化。

5 結(jié)論與建議

5.1 在發(fā)平擊球的過程中，三角肌最先放電，持續(xù)的時(shí)間較其他肌肉長。因此在平時(shí)的訓(xùn)練當(dāng)中應(yīng)加強(qiáng)三角肌的耐力訓(xùn)練。臀大肌的動(dòng)員情況較好，應(yīng)加強(qiáng)臀大肌、腹外斜肌的爆發(fā)力的訓(xùn)練。另外，針對運(yùn)動(dòng)員本身的個(gè)體差異在進(jìn)行平擊發(fā)球訓(xùn)練時(shí)要因人而異，使每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的力量得以充分發(fā)揮。

5.2 平擊發(fā)球中肌肉的貢獻(xiàn)率主要集中右指伸肌、右三角肌前部、左腹外斜肌、左臀大肌和左股直肌。在針對這些肌肉進(jìn)行針對性訓(xùn)練的同時(shí)，協(xié)調(diào)發(fā)展全身肌肉力量訓(xùn)練。在進(jìn)行一般的力量訓(xùn)練外，應(yīng)多嘗試采用適合網(wǎng)球平擊發(fā)球的專項(xiàng)力量訓(xùn)練方法。

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