劉劍

摘? 要：在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，運(yùn)動生物力學(xué)也獲得了一定進(jìn)步，各類新材料、新技術(shù)的應(yīng)用使得運(yùn)動生物力學(xué)的測試越來越精準(zhǔn)、快速，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更加快了運(yùn)動生物力學(xué)自動化發(fā)展的進(jìn)程。將運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用到體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練中，不僅可強(qiáng)化體育教學(xué)質(zhì)量，提高競技體育的訓(xùn)練效率，還將推動我國大眾體育的科學(xué)化發(fā)展?；诖耍疚膹膽?yīng)用運(yùn)動生物力學(xué)的意義入手，分別就其在體育教學(xué)、運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：體育教學(xué)? 運(yùn)動訓(xùn)練? 運(yùn)動生物力學(xué)

中圖分類號：G8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-2813（2019）01（a）-0012-02

作為一門新興的學(xué)科，運(yùn)動生物力學(xué)的發(fā)展時間并不長，但簡而言之其是一門基于生物學(xué)、物理學(xué)等原理，采用先進(jìn)科學(xué)測量技術(shù)研究人類在體育運(yùn)動中身體機(jī)能變化規(guī)律的學(xué)科。其涉及到的內(nèi)容與知識十分廣泛，有解剖學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、體育運(yùn)動理論、力學(xué)等。運(yùn)動生物力學(xué)的快速發(fā)展，使其成為了眾多國家運(yùn)動訓(xùn)練中必備的分析手段之一，促進(jìn)了競技體育的發(fā)展。

1? 應(yīng)用運(yùn)動生物力學(xué)的意義

在物理環(huán)境下，人體無論是處于靜止的狀態(tài)，抑或是處于激烈的體育運(yùn)動中，都是在力的作用下獲得的這種狀態(tài)。也就是說無論何種動作，都遵循著運(yùn)動生物力學(xué)的原理。若將這種原理應(yīng)用到體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練中來，將運(yùn)動員的動作看作各種生物力學(xué)問題，將使學(xué)生對自身的運(yùn)動動作有準(zhǔn)確的認(rèn)識和把握，從而有效提高學(xué)習(xí)效果。在傳統(tǒng)的體育教學(xué)和運(yùn)動訓(xùn)練中，教師對學(xué)生只是單純身體動作上的指導(dǎo)，換句話說就是用肢體來表達(dá)體育，這種方式使學(xué)生只知道做動作而不知道為什么要做這種動作，學(xué)生對體育的學(xué)習(xí)缺乏科學(xué)性理解，增加了訓(xùn)練的盲目性。

運(yùn)動生物力學(xué)是一種研究運(yùn)動與身體受力關(guān)系的學(xué)科，存在于運(yùn)動員的每一個動作之中，而運(yùn)動員的這種動作可通過牛頓力的數(shù)值和方向來進(jìn)行定量分析，進(jìn)而解決傳統(tǒng)體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練過程中，不注重體育科學(xué)知識傳授的情況。將運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用到體育教學(xué)和運(yùn)動訓(xùn)練中將促進(jìn)體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練由“訓(xùn)練型”向“知識型”的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)學(xué)生體育成績提高的同時，讓學(xué)生運(yùn)動過程中的安全性得到有效保護(hù)，促進(jìn)體育競技水平的提高。

2? 體育教學(xué)中運(yùn)動生物力學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐

2.1 在跑步教學(xué)中的應(yīng)用

通過對田徑運(yùn)動的研究表明，影響運(yùn)動員成績的關(guān)鍵在于步幅的大小和步頻的高低，以及運(yùn)動員腳著地的時間段。站在運(yùn)動生物力學(xué)的角度來看，要想提高學(xué)生的運(yùn)動成績，就必須要計(jì)算好落地時腳的著地點(diǎn)。為此在實(shí)際的訓(xùn)練中，體育教師可利用一些簡單的工具（如皮尺、秒表等）對學(xué)生跑步時的力學(xué)特征進(jìn)行簡單測量，從而得出學(xué)生運(yùn)動時的動作、運(yùn)動時的習(xí)慣，通過對學(xué)生的定量分析科學(xué)地評價學(xué)生運(yùn)動時動作姿勢的規(guī)范性。

以100m短跑為例，要想對學(xué)生的運(yùn)動速度、步頻、步長進(jìn)行測定，首先教師要將100m平均分為5段，每段20m，接著記錄學(xué)生在各段所用的時間及步數(shù);然后教師再根據(jù)速度、頻率的公式，計(jì)算出學(xué)生每步的步長，各段的平均速度、平均步頻，以及全程的速度和平均步頻。如此，教師將對學(xué)生各段的運(yùn)動情況有清晰的掌握。此時教師再利用這些數(shù)據(jù)對學(xué)生腳的落點(diǎn)、身體重心在地面上投影距離的大小、著地時間的長短進(jìn)行分析，進(jìn)而解決學(xué)生支撐反作用的水平阻力問題，減少腳的著地時間，實(shí)現(xiàn)學(xué)生步頻的增加、步長的增加以及身體向前運(yùn)動動量的增加。

2.2 在鉛球教學(xué)中的運(yùn)用

在鉛球教學(xué)課程中，大部分學(xué)生都在反映扔球過程中存在無法使力或使力也扔不遠(yuǎn)的情況，對此可運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)的知識對學(xué)生提出的問題進(jìn)行科學(xué)分析，比如對學(xué)生扔鉛球時的出手高度、出手角度進(jìn)行測量，再根據(jù)鉛球的落地時間和最終的距離等測量數(shù)據(jù)計(jì)算出鉛球的初速度。以某名學(xué)生扔鉛球的測量來看，測得其出手高度為1.65m，出手角度為35.2°，投擲的距離為9.25m，鉛球在空中的飛行時間為2.3s，通過計(jì)算可以得出鉛球的初速度大概是7.8m/s。此時，體育教師再利用運(yùn)動生物力學(xué)的相關(guān)知識得到，此名學(xué)生的最佳出手角度應(yīng)該是42.2°，可以看出學(xué)生的出手角度偏小，故成績并不是最佳。對此，教師便可從運(yùn)動生物力學(xué)的角度出發(fā)，將這名學(xué)生投擲鉛球的動作進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的分解分析，并針對其需優(yōu)化、改進(jìn)的地方開展有針對性的訓(xùn)練，從而強(qiáng)化學(xué)生對投擲動作要領(lǐng)的掌握，提高學(xué)生的成績。

3? 運(yùn)動訓(xùn)練中運(yùn)動生物力學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 靜力學(xué)分析

從力學(xué)的角度來看，當(dāng)人處于靜止?fàn)顟B(tài)下時，所受到的合力為零，合外力矩也為零。從靜力學(xué)的角度來看，人站在起跑線準(zhǔn)備起跑的動作是人體由靜止?fàn)顟B(tài)向運(yùn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)變的準(zhǔn)備動作，能夠讓人體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動狀態(tài)。利用靜力學(xué)知識來研究運(yùn)動訓(xùn)練，可使教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的身體平衡問題、肌肉的工作狀態(tài)等，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生針對性的訓(xùn)練，強(qiáng)化薄弱環(huán)節(jié)。

在一次跳遠(yuǎn)訓(xùn)練中，教師利用JVC高速攝像機(jī)和三維測力臺將兩名學(xué)生的跳遠(yuǎn)過程拍攝下來，并利用APAS系統(tǒng)對起跳瞬間的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)甲起跳時膝關(guān)節(jié)的角度為155°，乙起跳時膝關(guān)節(jié)的角度為145°，也就是說甲起跳時膝關(guān)節(jié)的角度明顯大于乙，而從跳遠(yuǎn)的距離來看，甲大于乙。通過對甲乙二人跳遠(yuǎn)擺動動作的回放來看，乙擺動并不積極，且由于放腿時下壓不快造成了膝關(guān)節(jié)角度變小，這反映出了乙起跳時腿部力量不足的問題。為此，教師就要針對乙腿部力量的不足，加強(qiáng)腿部收縮能力的訓(xùn)練，從而提高其跳遠(yuǎn)成績。

3.2 運(yùn)動學(xué)分析

所謂的運(yùn)動學(xué)分析其實(shí)指的是利用各種先進(jìn)儀器、科學(xué)方法、測量技術(shù)對運(yùn)動員的身體或其在運(yùn)動狀態(tài)下的身體情況進(jìn)行記錄，并通過分析得出運(yùn)動狀態(tài)下的初速度、角速度、加速度等各項(xiàng)運(yùn)動學(xué)參數(shù)，以供教師或教練員訓(xùn)練方法的調(diào)整。在一次針對某拳擊選手的訓(xùn)練中，利用高速攝影機(jī)和力量測量儀器分別對其擺拳、勾拳、橫踢、側(cè)踢等各種動作的角度、角速度、力量等進(jìn)行測量，通過對這些數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，這名拳擊運(yùn)動員的肩膀、肘等在擺動過程中所獲得的最大速度與自身踝關(guān)節(jié)的最大速度間有明顯關(guān)系。通過進(jìn)一步對擺動過程的回看發(fā)現(xiàn)，這名拳擊運(yùn)動員上肢的快速擺動，以及軀干朝進(jìn)攻方向的快速扭轉(zhuǎn)能夠幫助下肢動作的完成，并且在這一系列動作中還能獲得一定的速度，增強(qiáng)自身的攻擊力量。同時，若上臂的快速擺動時間越早，拳擊運(yùn)動員越能在短時間內(nèi)完成動作，而下肢獲得的速度也將進(jìn)一步加大?？梢姡谟?xùn)練過程中，就要加強(qiáng)對上臂擺動的訓(xùn)練，以增強(qiáng)攻擊速度。

4? 結(jié)語

從上文的分析中可以發(fā)現(xiàn)，將運(yùn)動生物力學(xué)的知識應(yīng)用到體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練的實(shí)踐中，不僅可以使學(xué)生逐步探索出一套適宜自身身體機(jī)能的運(yùn)動技巧和訓(xùn)練方法，還將帶動體育教師自身綜合素質(zhì)的提升。而除了獲得更高、更快、更強(qiáng)的運(yùn)動成績外，運(yùn)動生物力學(xué)所帶來的康復(fù)醫(yī)療、預(yù)防運(yùn)動創(chuàng)傷的技術(shù)與方法也將促進(jìn)體育教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)質(zhì)量提高的同時，促使體育教學(xué)的合理化、科學(xué)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 李強(qiáng).運(yùn)動生物力學(xué)在體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代交際，2016（2）：143-144.

[2] 王洪宇.運(yùn)動生物力學(xué)在體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].新教育時代電子雜志：教師版，2016（36）：40.

[3] 王應(yīng)欽.運(yùn)動生物力學(xué)在體育教學(xué)與運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].中國西部，2017（5）：77.

[4] 陳盼盼.運(yùn)動生物力學(xué)在運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用研究[J].才智，2016（6）：88.