劉和軍

摘要：高校體育工程學(xué)建設(shè)不僅是國際體育競爭的需求，還是體育產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，同時也是高校體育學(xué)科突破困境，長遠(yuǎn)發(fā)展的必然需求，因此，實現(xiàn)高校體育工程學(xué)建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實意義。而材料學(xué)方向的應(yīng)用研究對于體育工程領(lǐng)域而言，發(fā)揮著重要性作用。其中，納米材料早已實現(xiàn)了在體育工程中的廣泛應(yīng)用，并在很大程度上為競技水平提升，以及體育行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展帶來了全新的機(jī)遇。對此，在充分共享納米材料帶來的發(fā)展機(jī)遇的同時，還應(yīng)注重并強(qiáng)化對納米材料生物效益探究。文章主要對材料學(xué)方向的應(yīng)用研究與高校體育工程學(xué)建設(shè)進(jìn)行了詳深入探究。

關(guān)鍵詞：材料學(xué)方向;應(yīng)用研究;高校;體育工程學(xué);建設(shè)

中圖分類號：TQ050.4+3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-5922（2019）08-0073-03

體育工程學(xué)起步較晚，僅有20余年，在此期間，體育工程學(xué)相關(guān)研究活動逐漸成熟與多元化，促使此學(xué)科的國際地位逐漸穩(wěn)定，專業(yè)人才培養(yǎng)模式也不斷完善。在2008年奧運會成功舉辦的影響下，我國體育工程學(xué)學(xué)術(shù)與教育界開始呈現(xiàn)了對于體育工程學(xué)建設(shè)的重視與興趣。但是，通過對近年來學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)中體育工程文獻(xiàn)的檢索，雖然文章也比較少，然而基于學(xué)科建設(shè)與專業(yè)發(fā)展的相關(guān)研究文獻(xiàn)也相對偏少，對于體育工程專業(yè)教育的對比分析研究更是少之又少。對此，基于國內(nèi)外體育工程學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀分析，探究體育工程學(xué)建設(shè)中存在的主要問題，以便于促使我國體育工程專業(yè)教育長遠(yuǎn)發(fā)展，全面提高體育工程學(xué)科國際競爭力[1]。

1 加強(qiáng)高校體育工程學(xué)科建設(shè)

1.1 體育工程學(xué)科建設(shè)

因為體育工程學(xué)融合了體育學(xué)與工程學(xué)，以及多門交叉學(xué)科的相關(guān)知識與特性，是基于工程技術(shù)在體育裝備器材設(shè)計、測試、監(jiān)控等各個方面廣泛應(yīng)用，有機(jī)結(jié)合計算機(jī)模擬等構(gòu)成的綜合型交叉學(xué)科。就國外體育工程學(xué)科建設(shè)的成功經(jīng)驗來看，各大高校應(yīng)就自身實際情況，以及國內(nèi)體育領(lǐng)域多元化需求，切實結(jié)合重點課題申報與研究，構(gòu)成科學(xué)合理且相對完善的體育工程研究體系，促使產(chǎn)業(yè)與機(jī)構(gòu)對體育工程形成明確認(rèn)知與需求。在構(gòu)成體育工程學(xué)科研究領(lǐng)域之后，面對社會發(fā)展需要，設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)實現(xiàn)人才培養(yǎng)，才能夠形成科學(xué)合理的學(xué)術(shù)研究隊伍，構(gòu)成穩(wěn)定研究方向的師資隊伍，從而更加有效地提升人才培養(yǎng)效率與質(zhì)量。

1.2 健全的工程專業(yè)教育機(jī)制

構(gòu)建健全的專業(yè)教育體系應(yīng)基于四大角度著手，即人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方式、教學(xué)體系、課程設(shè)置。體育工程學(xué)屬于工程技術(shù)、計算機(jī)模擬、器材設(shè)計與測試、運動員監(jiān)控等一體化的綜合性交叉應(yīng)用型學(xué)科，體育工程師與體育工程科研人員是體育工程專業(yè)人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)，所以，體育工程專業(yè)所培養(yǎng)的應(yīng)是工程技術(shù)能力良好，且體育運動基本原理知識熟練地復(fù)合型人才。在強(qiáng)化體育工程專業(yè)人才培養(yǎng)時，積極培養(yǎng)體育工程學(xué)高學(xué)歷人才，促使體育工程學(xué)建設(shè)層次逐漸提升。在教學(xué)體系上，各大院校應(yīng)就現(xiàn)代化體育工程學(xué)科發(fā)展特性、人才培養(yǎng)目標(biāo)，以及相關(guān)模式，適度更新體育工程學(xué)專業(yè)教學(xué)體系，實時調(diào)整課程設(shè)置，科學(xué)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化理論與實踐的密切結(jié)合，增強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

1.3 構(gòu)建科學(xué)合理的人才培養(yǎng)模式

在我國產(chǎn)學(xué)研三維一體綜合性人才培養(yǎng)與實踐應(yīng)用、管理有機(jī)結(jié)合的政府、高校、企業(yè)關(guān)系逐漸融合的趨勢下，充分合理利用產(chǎn)學(xué)研機(jī)制，構(gòu)成學(xué)生學(xué)習(xí)、研究、就業(yè)一體化的人才培養(yǎng)模式，已經(jīng)是體育工程學(xué)建設(shè)發(fā)展的必然途徑。當(dāng)前，我國體育產(chǎn)品制造企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，已經(jīng)發(fā)展成了世界上最大的體育產(chǎn)品制造國家，同時也是全世界可獨立生產(chǎn)多種類型體育產(chǎn)品的國家。而體育工程學(xué)專業(yè)人才的作用就是為體育產(chǎn)品制造企業(yè)服務(wù)，還有一些人才則是為運動隊伍發(fā)展提供輔助。所以，在高校培養(yǎng)體育工程學(xué)專業(yè)人才，與相關(guān)單位密切結(jié)合，是體育工程學(xué)建設(shè)的必經(jīng)階段[2-3]。

2 體育工程中材料學(xué)方向的應(yīng)用

以納米材料為例，對其在高校體育工程中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 體育場館

體育場館是學(xué)生運動訓(xùn)練、競賽，或者鍛煉身體的專業(yè)場所，也是體育活動開展的重要載體。在高校體育場館建設(shè)過程中，就墻面、地面、玻璃、吸音板等部分都應(yīng)用了納米材料，其中地面與墻面鋪設(shè)納米膜面積最大。石材地面表層鋪設(shè)的厚度是隱性納米膜，在石材毛細(xì)孔內(nèi)壁上相互反應(yīng)生成薄膜，薄膜非常低的表層張力能夠防止?jié)B入液態(tài)水，使得石材清洗難度降低。而且此薄膜還保留了石材自身的質(zhì)感與呼吸性，石材內(nèi)部濕氣能夠自由呼吸，防止?jié)駳忾L時間積累，避免銹斑與白華現(xiàn)象發(fā)生，從而延長收石材的使用壽命。而還有少數(shù)體育場館玻璃頂利用的是根據(jù)玻璃幕墻研發(fā)的納米Ti02防護(hù)液，雨水可以從玻璃表層快速滑落，并帶走灰塵，確保玻璃始終干凈整潔。在體育場館墻面上利用的納米涂料主要有兩種，即納米內(nèi)墻涂料與納米外墻涂料。而內(nèi)墻涂料則是通過光催化技術(shù)分解，并消解空氣甲醛與氨氣等各種有毒有害氣體，保持室內(nèi)空氣質(zhì)量，并且抗菌抗污染能力非常強(qiáng)大。納米外墻涂料主要是通過納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)制，通過表層張力較低，黏附能力強(qiáng)大，硬度高等特性，從而強(qiáng)化外墻的自潔能力，并提高抗粉塵與抗灰塵黏附能力，以及抗紫外線能力等。

2.2 運動草坪

在現(xiàn)代化體育運動快速發(fā)展的趨勢下，人造草坪已經(jīng)全面取代了天然草坪。在高強(qiáng)度運動狀態(tài)下，草坪纖維作為人造草坪的重要組成部分，其明顯在強(qiáng)度與柔韌性等方面相對不足。對此，通過自制硅烷偶聯(lián)劑與超分散劑對納米CaC03進(jìn)行干法表層處理，通過熔融紡絲方法制備改性線性密度較低的聚乙烯運動草坪纖維。通過添加自制硅烷偶聯(lián)劑與超分散劑融合進(jìn)行納米CaC03處理，其纖維性能最佳，斷裂伸長率明顯提高，干熱收縮率則顯著降低，而纖維結(jié)晶度在CaC03填充量逐漸增加的趨勢下有所上升，納米Ca-C03粒子在纖維中獲得了良好分散效果。這就代表填充納米CaC03的纖維具備良好的拉斷力、斷裂伸長率、干熱收縮等力學(xué)性能，表明其在運動草坪中的應(yīng)用前景十分廣闊。

2.3 徑賽跑道

納米跑到是基于傳統(tǒng)塑膠跑道材料，即聚氨酯，從中添加適當(dāng)?shù)募{米粉體，通過一定程度加工，生產(chǎn)納米聚氨酯，打造耐磨性、阻燃性、防霉性、節(jié)能性、環(huán)保性等高于普通聚氨酯塑膠跑道的納米材料制跑道。納米材料制跑道具有其自身的獨特優(yōu)勢，即強(qiáng)度較高、彈性良好、耐磨性較高、抗老化水平較好、硬度適度、耐用性較強(qiáng)等，并且抗張強(qiáng)度與斷裂伸長率都明顯超出了普通聚氨酯材料很多倍，耐磨性、阻燃性以及防霉性等性能最為突出，使用壽命也比較長，特別是較好的回彈值與壓縮復(fù)原性，更加有助于體育運動員創(chuàng)造更加良好的成績。

2.4 體育器材

在球拍制造中，網(wǎng)球拍、羽毛球拍、乒乓球拍等都引用了納米技術(shù)，其在減輕球拍重量的同時，加強(qiáng)了球拍的彈性、耐用性以及手感的舒適性等等。目前，一些知名網(wǎng)球拍已經(jīng)在碳纖維復(fù)合材料孔洞中添加了納米級的SiQ2，以此完善并均勻材料整體結(jié)構(gòu)，提高強(qiáng)度與耐性。目前，日本SRI體育運動公司已經(jīng)生產(chǎn)了一系列硬式網(wǎng)球拍，質(zhì)量大約是空氣的3倍，而強(qiáng)度卻是自重的4000倍。此外，YONEX也成功把直徑0.7μm的納米材料粒子融人到了碳原子縫隙中去，球拍的耐沖擊強(qiáng)度明顯提高了大約30%，耐用性也提高了大約10%，反彈性能提高了大約5%，而穩(wěn)定性大約提高了2倍左右，手感舒適度也顯著提升，從而備受運動員青睞。

2.5 體育服裝

納米材料的高比表面積，在很大程度上為納米顆粒吸附于紡織品表層提供了幫助，并且納米材料涂層不會對紡織品的透氣性、手感舒適性造成影響。在上海世博會上，有物理化學(xué)研究所研發(fā)出了納米防水布料，備受關(guān)注。此布料主要是由聚酯纖維所制成的，上表層涂抹的是40nm直徑的針狀硅絲，納米硅絲涂層能夠有效避免雨水浸濕并滲透到下層聚酯纖維中去。而且硅絲還可以在彼此間構(gòu)成一層永久性空氣層，保證水絕對不會與聚酯纖維之間相互接觸。此納米布料盡管浸濕在水中長達(dá)60d，也能夠依舊保持干燥狀態(tài)，可謂是最好的防水布料。而且此不良在水中移動的時候，可以直接減少大約20%的阻力，從而為新型運動健身泳衣的研發(fā)提供了新思路與方向。

2.6 運動營養(yǎng)補(bǔ)劑

運動營養(yǎng)補(bǔ)劑大部分都是通過口服攝入的，口服在胃腸道上皮細(xì)胞與肝中的酶發(fā)生生物代謝首過效應(yīng)的影響下，很多補(bǔ)劑即多肽與蛋白質(zhì)等很大部分作用都受到了首過效應(yīng)影響，導(dǎo)致并未獲取預(yù)期效果。納米材料可以通過靶向給藥，提高利用率。作為生物的抗氧化劑，輔酶010能夠以及時清除體內(nèi)由于運動生成的過氧自由基，增強(qiáng)血清中的SOD活性，并大大降低血清MDA含量，緩解疲勞，以利于體育運動之后快速消除疲勞。通過研究結(jié)果證明，基于納米脂質(zhì)體作為傳輸系統(tǒng)，增加肝臟的被動靶向性，提高輔酶Q10在肝臟中的蓄積量。所以，輔酶Q10納米脂質(zhì)體增強(qiáng)的運動型飲料可以增強(qiáng)體質(zhì)，延長負(fù)重游泳時間，并保持肝糖既有狀態(tài)水平，有效抑制蛋白質(zhì)分解，直接降低血乳酸的含量，抗疲勞作用十分突出[4-5]。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著國際體育工程學(xué)的快速穩(wěn)定發(fā)展，我國高校體育工程學(xué)學(xué)科建設(shè)依舊處于發(fā)展初始環(huán)節(jié)，其中依舊存在學(xué)科體系不健全、高水平人才匱乏、專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量亟待提升、人才就業(yè)難等各種不良現(xiàn)象。另外，在體育工程專業(yè)教育中，教育模式、學(xué)科壁壘、生源文化理論基礎(chǔ)都是阻礙體育工程教育穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵因素。對此，在體育工程專業(yè)發(fā)展中，強(qiáng)化國際交往，實現(xiàn)人才培養(yǎng)國際化發(fā)展，與競技體育、體育產(chǎn)業(yè)有機(jī)結(jié)合，從而為競技體育發(fā)展提供一定的理論依據(jù)，構(gòu)成產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合的發(fā)展模式，進(jìn)而推動體育工程學(xué)建設(shè)實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

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