范繼文

（云南省松茂體育訓(xùn)練基地，云南 昆明 650500）

功能訓(xùn)練（Functional Training）是一種為提高專項(xiàng)運(yùn)動能力，通過加強(qiáng)核心力量并能使神經(jīng)肌肉系統(tǒng)更加有效率的訓(xùn)練方法 。隨著科技革命和競技體育職業(yè)化的深入，功能訓(xùn)練已成為促使競技水平提升和預(yù)防運(yùn)動損傷及損傷恢復(fù)的主要訓(xùn)練方法之一。然而，由于功能訓(xùn)練所表現(xiàn)出來的動作模式依據(jù)項(xiàng)目不同而具有很大差異性；功能訓(xùn)練的方法與手段具有多樣性；訓(xùn)練中何時采用何種訓(xùn)練方法以及什么競技能力對應(yīng)什么樣的訓(xùn)練手段沒有明確的訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)。同時，功能動作篩查體系的評判標(biāo)準(zhǔn)本身就具有很大模糊性。功能動作篩查與不同訓(xùn)練年限、不同訓(xùn)練水平之間也具有模糊性。為此，本文引入模糊數(shù)學(xué)理論，旨在通過功能訓(xùn)練指標(biāo)體系對各運(yùn)動員動作模式做定量處理，把功能訓(xùn)練所需要的不同等級的動作模式進(jìn)行分類，采用模糊數(shù)學(xué)歸類方法進(jìn)行系統(tǒng)分析，把功能訓(xùn)練之間具有相同動作模式確定為隸屬函數(shù)，那些影響功能訓(xùn)練正確與否的變量確定為權(quán)重向量，這些指標(biāo)是構(gòu)成功能訓(xùn)練的合集。通過模糊數(shù)學(xué)變換理論對功能訓(xùn)練進(jìn)行再認(rèn)識。

1 相關(guān)概念解析

1.1 模糊數(shù)學(xué)理論

模糊數(shù)學(xué)（Fuzzy Mathematics）是一門新興的數(shù)學(xué)分支，是由美國自動控制學(xué)家和模糊理論之父Lotfi A. Zadeh于1965年首次提出了模糊數(shù)學(xué)是一種定量表達(dá)工具 。模糊數(shù)學(xué)以模糊集合為基礎(chǔ)，其基本內(nèi)涵是接受模糊性現(xiàn)象存在的事實(shí)，以處理概念模糊不確定的事物為其研究目標(biāo)，將其嚴(yán)密量化成計(jì)算機(jī)可以處理的一種研究方法 。它使那些表面看來與數(shù)學(xué)毫無關(guān)系的或關(guān)系不大的學(xué)科，如心里學(xué)、語言學(xué)、社會學(xué)以及生物學(xué)等，都有可能量化地用數(shù)學(xué)加以描述或處理，大大擴(kuò)展了數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍。

1.2 功能訓(xùn)練

功能訓(xùn)練（Functional Training）起源于康復(fù)訓(xùn)練(Rehabilitation ) ，是物理治療（Physical Therapy）模擬術(shù)后或傷后病人所做的康復(fù)性練習(xí)而逐漸發(fā)展形成的一系列系統(tǒng)性訓(xùn)練方法，后逐步向競技體育滲透，現(xiàn)如今已成為很時髦的訓(xùn)練術(shù)語。在其發(fā)展過程中，也先后融入了(PNF)拉伸 、功能性動作篩查 (FMS) 等，從而使其體系更加成熟而具有實(shí)用性。美國國家運(yùn)動醫(yī)學(xué)會（NACM）定義為：“功能訓(xùn)練是涉及動力鏈中每個關(guān)節(jié)和在不同運(yùn)動平面內(nèi)的加速、減速及穩(wěn)定性動作訓(xùn)練?！盙ambetta及Gray將功能訓(xùn)練理解成：“包括減速、加速和穩(wěn)定性在內(nèi)的多關(guān)節(jié)、多維度、本體感覺共同參與的運(yùn)動，以及控制身體不穩(wěn)定性對重力和地面反作用力和沖力做出反應(yīng)的練習(xí)?！斌w能訓(xùn)練大師Michael Boyle認(rèn)為：“功能訓(xùn)練在本質(zhì)上就是有目的的訓(xùn)練，包括平衡和本體感受在內(nèi)的一系列練習(xí)?！?/p>

1.3 功能動作篩查

功能動作篩查（Functional Movement Screen）是美國矯形和訓(xùn)練專家Gray Cook等人設(shè)計(jì)，旨在發(fā)現(xiàn)人體基本動作模式障礙或缺陷，由7個基本動作模式測試組成，包括深蹲、欄跨、分蹲、肩部柔韌、下肢柔韌、俯臥撐和體旋。（表1）

相比于其他運(yùn)動能力測試，F(xiàn)MS測試具有操作簡單。但其測試過程中的評分標(biāo)準(zhǔn)雖然量化，測試結(jié)果用0分（存在傷?。?分（動作最差）、2分（動作不完美）和3分（動作非常完美）4個分值。本研究對我國皮劃艇（靜水）、賽艇、激流回旋、射擊（包括步手槍和飛碟）、射箭項(xiàng)目、自行車（山地自行車）、籃球（高校女籃冠軍隊(duì)伍、男籃前8名）等多個項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤實(shí)踐研究。通過多次的FMS測試分析發(fā)現(xiàn)，對運(yùn)動員進(jìn)行FMS測試后，長期采用功能訓(xùn)練后，運(yùn)動員在接下來的測試后其分值基本沒有太大變化。同樣，對FMS測試結(jié)果進(jìn)行T檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其變化不大，也就說明FMS測試具有很大的模糊性，這也是本研究在功能測試中引入模糊數(shù)學(xué)這一概念的主要原因。其中，欄跨、分蹲、肩部柔韌、下肢柔韌和體旋5個動作測試分為左右測試，肩部柔韌、俯臥撐和體旋附有3個傷病排查動作。這些動作模式的完成都是將身體置于一種特別設(shè)計(jì)的位置，以暴露身體在靈活性和穩(wěn)定性方面存在的缺陷和不對稱，這些缺陷和不對稱直接影響人體動作完成和動力傳遞的有效性和流暢性。實(shí)驗(yàn)證明，一些高水平運(yùn)動員并不能很好地完成這些基本動作，他們在完成這些動作過程中出現(xiàn)了一些代償性動作，這些代償性動作破壞了動作的有效性，導(dǎo)致力量傳遞的喪失和能量傳遞的損耗。這些代償動作的一次兩次重復(fù)不會對運(yùn)動系統(tǒng)造成傷害，但是在多年訓(xùn)練重復(fù)中，這些代償動作很可能為損傷的出現(xiàn)埋下隱患。為此，功能動作篩查有效預(yù)防損傷和檢測功能訓(xùn)練的效果。然而，功能動作篩查是進(jìn)行功能訓(xùn)練的首要條件，在測試后如何進(jìn)行針對性訓(xùn)練以及采用何種訓(xùn)練方面進(jìn)行動作模式的矯正，在選擇性功能動作評估（Selected Functional Movement Assessment）的指導(dǎo)下進(jìn)行有效的訓(xùn)練和針對性動作功能評估 。

表1 功能測試（FMS）步驟及目的表

2 模糊數(shù)學(xué)在功能訓(xùn)練中的應(yīng)用

2.1 模糊數(shù)學(xué)評價(jià)模型構(gòu)建

首先在運(yùn)動功能評估中建立模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)模式，將功能動作篩查體系中的不同評價(jià)手段演變?yōu)橐粋€較為簡便的模糊范圍。對功能訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)，實(shí)質(zhì)是對功能訓(xùn)練系統(tǒng)要素進(jìn)行綜合分析。通過評價(jià)動作模式的特征、動力鏈的有效銜接、關(guān)節(jié)活動度、穩(wěn)定性和靈活性幾大因素之間內(nèi)在聯(lián)系性和不同要素對功能訓(xùn)練系統(tǒng)整體影響作用的大小，來分析身體功能動作篩查在功能訓(xùn)練中的依據(jù)，及結(jié)合專項(xiàng)訓(xùn)練過程中體能訓(xùn)練的重點(diǎn)和預(yù)防運(yùn)動損傷及康復(fù)訓(xùn)練的首要任務(wù)等環(huán)節(jié)。本研究設(shè)Q是運(yùn)動功能評價(jià)因素集，即Q={q1，q2，...，qn}；Z 是評價(jià)功能訓(xùn)練水平等級決策集，即Z={z1，z2，...，zn}。

對于任意的 qi∈Q，zj∈Z，Sij表示Qi在Zj上的特征指標(biāo)，對于每個Sij中（si1，si2...，sin）是qi關(guān)于Z的特征指標(biāo)，（i=1，2...m）。再以這幾組量作為行組成n×m的矩陣A=（qij）n×m，就得出Q到Z的模糊關(guān)系矩陣如下。

其中，sij表示第i個評價(jià)因素隸屬第j個評價(jià)等級的可能程度，合集是∑sij=1，2，3 ... ，m，j=1,2,3，...，n。

用Q上的模糊集 K=（k1，k2，...，kn）表示權(quán)重分配，即Ki是評價(jià)運(yùn)動功能的因素qi的數(shù)量指標(biāo)，由A=KS，經(jīng)統(tǒng)計(jì)得出 A=（a1，a2，...，an）表示決策集上各種決策的可能性系數(shù)，在用最大隸屬度原則選擇最大的aj對應(yīng)的Zj作為運(yùn)功功能的評價(jià)結(jié)果。

對于該集合中，∑a=1。

2.2 功能篩查評價(jià)模型

在功能動作篩查過程中，根據(jù)人體運(yùn)動功能的基本動作模式進(jìn)行整體性或局部的運(yùn)動功能篩查處理，對人體下蹲、弓步、旋轉(zhuǎn)、伸抬、提拉、跨步等基本動作模式進(jìn)行評估是否存在動作代償和運(yùn)動損傷的風(fēng)險(xiǎn) 。功能性動作是基于生物力學(xué)并滿足客觀環(huán)境變化需要的動作。該類別動作通常涉及身體軀干肌肉骨骼系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)支配下的多平面、多關(guān)節(jié)的運(yùn)動形式[]。采用模糊數(shù)學(xué)二級評價(jià)方法把功能動作篩查的7個動作設(shè)定一個子集，對身體運(yùn)動功能的某一測試動作進(jìn)行分析針對某一動作中出現(xiàn)運(yùn)動損傷可能程度進(jìn)行模糊評價(jià)。（圖1）

圖1 身體運(yùn)動功能模糊數(shù)學(xué)模型分類

2.3 功能動作篩查評價(jià)參數(shù)

采用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行功能動作系統(tǒng)規(guī)劃評價(jià)，關(guān)鍵在于確定模糊關(guān)系矩陣中的評價(jià)因素隸屬度和評價(jià)因素權(quán)重系數(shù)。確定隸屬度和權(quán)重一般采用專家咨詢打分的方法。依據(jù)動作模式的整體和局部分類，對功能動作篩查的每個動作進(jìn)行編碼，然后按各個動作，統(tǒng)計(jì)每種等級選擇結(jié)果的概率，以此作為該要素隸屬度。經(jīng)一級評價(jià)得出規(guī)劃方案因素評價(jià)結(jié)果可作為二級評價(jià)中評價(jià)因素的隸屬度。同時，針對功能動作篩查中出現(xiàn)的低分或傷病排查問題，是該研究中主要解決的問題，這一部分用模糊數(shù)學(xué)中的權(quán)重來表示，權(quán)重也叫功效系數(shù)，是對某一動作出現(xiàn)問題的主要原因來評判，利用功能篩查中某一動作的評價(jià)辦法作為標(biāo)準(zhǔn)，如深蹲項(xiàng)目，在深蹲動作篩查中影響深蹲的因素有很多，把影響深蹲動作的主要因素稱之為權(quán)重，以此列出動作評價(jià)因素相對重要性判斷矩陣表。然后采用AHP方根法計(jì)算判斷矩陣特征向量，對7個動作進(jìn)行篩查分析后，評定出，以此作為評價(jià)因素的相對權(quán)重，確定其功能動作系統(tǒng)的評價(jià)要素的權(quán)重分配，并根據(jù)整體篩查動作提供的資料和檢驗(yàn)數(shù)字分別填寫隸屬度判斷級別。

3 模糊數(shù)學(xué)在功能訓(xùn)練中的應(yīng)用

3.1 功能動作篩查權(quán)重分析

根據(jù)功能動作篩查中所出現(xiàn)的多種可能影響動作正確表達(dá)的因素，在評價(jià)中切實(shí)地反映出各項(xiàng)指標(biāo)的重要程度，采取專家問卷調(diào)查法，對多位身體訓(xùn)練專家和從事體能訓(xùn)練與功能訓(xùn)練的專家調(diào)查訪問，從而確定了權(quán)重集。通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)把影響身體運(yùn)動功能的級別分為5個級別，在評價(jià)要素中以影響各種因素分為15種不同的評價(jià)要素為系數(shù)，分別是C1、C2... C15，這些系數(shù)是影響深蹲、跨欄步、直線蹲、肩部靈活、直膝抬腿、控體俯臥撐、旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性7個動作出現(xiàn)不標(biāo)準(zhǔn)情況下的不同影響因子。而5個級別主要分為優(yōu)秀、良好、一般、差、很差等，用B1、B2...B5。通過表2可以得知影響7個篩查動作因素中的主要方面集中在C1至 C10的因素中。包括C1：關(guān)節(jié)活動度；C2關(guān)節(jié)匹配能力；C3核心穩(wěn)定性；C4整體控制能力；C5軀干旋轉(zhuǎn)度；C6雙側(cè)對稱性；C7軀干穩(wěn)定性；C8呼吸控制；C9動力鏈不完整。K值表示各個級別的權(quán)重系數(shù)。而以上權(quán)重配比中表現(xiàn)出受試者在功能動作篩查中得分高低的主要原因。

通過對功能篩查中7項(xiàng)運(yùn)動模式評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值分析，對運(yùn)動員身體運(yùn)動功能發(fā)展強(qiáng)弱程度呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)的影響，通過功能篩查進(jìn)一步了解運(yùn)動員身體運(yùn)動功能發(fā)展過程中主要存在不足，其中包括關(guān)節(jié)活動度不足、動作模式不良、動力鏈不完整、靈活性及穩(wěn)定性差等方面。（表2）

表2 身體功能系統(tǒng)評價(jià)要素的權(quán)重值

表3 制約運(yùn)動功能主要因素標(biāo)準(zhǔn)值

3.2 功能動作篩查影響指標(biāo)評價(jià)矩陣

根據(jù)上述數(shù)據(jù),得到方案的模糊評價(jià)矩陣為：

通過模糊數(shù)學(xué)方法對功能訓(xùn)練進(jìn)行評價(jià)，該結(jié)果分別對應(yīng)主要影響、次要影響、一般影響、影響、稍影響，根據(jù)隸屬度最大原則，可以得到幾種對身體運(yùn)動功能評價(jià)中不同層面的影響矩陣。同理，可計(jì)算出該矩陣其它評價(jià)因素的評價(jià)結(jié)果。顯示影響功能訓(xùn)練的主要方面中包括關(guān)節(jié)活動度不足、動作模式不良、動力鏈不完整、靈活性及穩(wěn)定性差等方面。為此，在訓(xùn)練中要注重對這幾個方面加強(qiáng)練習(xí)。

3.3 模糊數(shù)學(xué)在功能訓(xùn)練中的實(shí)踐

身體運(yùn)動功能的特點(diǎn)之一體現(xiàn)在一個完整的動力鏈中力量傳遞的表現(xiàn)形式，在力量傳遞過程為保證能量不被耗損并與關(guān)節(jié)運(yùn)動角度合理匹配這2方面能夠有效地產(chǎn)生、傳遞、整合四肢末端與軀干肌群力量，從而具有控制軀干位移和動作模式的運(yùn)動能力。這一表現(xiàn)形式是由核心穩(wěn)定性控制子系統(tǒng)（即神經(jīng)系統(tǒng)）、被動子系統(tǒng)（關(guān)節(jié)節(jié)解和脊柱韌帶）、主動子系統(tǒng)（肌肉系統(tǒng)）相互間復(fù)雜的交互作用，從而保證脊柱的中立位置在一定的生理范圍之內(nèi)的運(yùn)動功能 。

通過模糊數(shù)學(xué)模型針對上述分析所得出的關(guān)于影響運(yùn)動功能的主要因素的權(quán)重基數(shù)進(jìn)行實(shí)踐操作，針對功能訓(xùn)練進(jìn)行梳理，通過功能動作篩查分析在運(yùn)動過程中制約運(yùn)動功能的主要環(huán)節(jié)包括運(yùn)動損傷的出現(xiàn)，以及關(guān)節(jié)活動度的匹配能力幾個方面。但是依據(jù)模糊數(shù)學(xué)中15項(xiàng)制約運(yùn)動功能發(fā)揮的9項(xiàng)進(jìn)行歸納，發(fā)現(xiàn)功能訓(xùn)練的進(jìn)階程序主要劃分為3個有效方面，分別為水平1（穩(wěn)定與靈活）、水平2（力量與速度）、水平3（位移與技能）3個主要環(huán)節(jié)。（表4）

通過表4可以對運(yùn)動員在動力鏈、動作模式訓(xùn)練等環(huán)節(jié)進(jìn)行針對性練習(xí)。制約運(yùn)動員運(yùn)動功能的因素有多方面，其中包括身體運(yùn)動功能受限、運(yùn)動功能伴隨障。導(dǎo)致其原因的有動作模式不良、局部負(fù)荷與整體負(fù)荷的差異性、運(yùn)動形式單一、過早專項(xiàng)化等方面。

表4 身體運(yùn)動功能訓(xùn)練的進(jìn)階程序劃分

4 結(jié) 論

4.1 通過模糊數(shù)學(xué)理論在功能動作篩查中的應(yīng)用研究證實(shí)影響功能動作篩查之間的因素主要有關(guān)節(jié)活動度不足、動作模式不良、動力鏈不完整、靈活性及穩(wěn)定性差等方面，進(jìn)一步證實(shí)模糊數(shù)學(xué)理論對功能訓(xùn)練具有高度概括和整體把控性。

4.2 功能訓(xùn)練中的模糊權(quán)重比值對運(yùn)動員身體運(yùn)動功能訓(xùn)練發(fā)展強(qiáng)弱程度呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)的影響。其主要包括運(yùn)動功能受限、運(yùn)動功能障礙、動作模式不良、局部負(fù)荷與整體負(fù)荷差異性。

4.3 模糊數(shù)學(xué)理論與功能訓(xùn)練相結(jié)合，對界定功能訓(xùn)練中量化部分、運(yùn)動員功能訓(xùn)練實(shí)踐操作具有指導(dǎo)意義。

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