基于“會能度”分類的運動技能難易度解析（三）

運動技能學會的難易度解析既是對運動技能本質的探索，也是對體育學理研究的進一步深化。運動技能學會的難易度制約著體育教學中教學時數的長短、教材的排列方式和教學方法的使用。目前，體育學科尚未對運動技能的難易度問題進行深入研究，運動學習與控制的研究中雖然略有涉及，但并未探討與運動技能難度相關的因素，通過查閱資料發現，運動技能難度是一個涉及多學科的十分復雜的問題，真正明確運動技能難度還需經歷較長的時間。

本論文以中小學體育教學中的運動技能為研究對象，在依據運動技能的“會能度”將運動技能劃分為會與不會沒有明顯區別，中間型、會與不會有明顯區別三種類型的基礎上，解析與運動技能學會的難易度即“會能度”相關的因素，為進一步揭示運動技能的本質，建立運動技能教與學的理論并解決體育教學實踐中的問題奠定科學基礎。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象：中小學體育教學中常見的運動技能，

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法：查閱與本論文有關的大量國內外研究文獻，其涉及面主要有：體育教育學、教育心理學、運動技能學，動作學習與控制、認知心理學和神經生物學等研究領域。了解體育教學的歷史與現狀及國內外有關運動技能的相關研究。

1.2.2 運動錄像影片解析法、肌電圖數字化分析法：用高速攝像機和肌電測試儀，同時測試普通走——競走、普通跨越——跨步跳，踢腿——腳背正面踢球、推門——籃球雙手胸前傳球、拍蠅蟲與網球發球五組動作，用影片解析儀對拍攝影片所得的數據進行解析，用DASYLab Demo 7.0軟件對測試所得肌電圖進行數字化分析。

2 運動技能“會能度”的解析方法

2.1 生物力學平面拍攝與肌電測試

2.1.1 實驗假說 運動技能來源于日常生活中的動作技能，但有些運動技能的復雜程度又遠遠高于日常生活中的動作技能，或有些運動技能和日常生活中的動作技能又無明顯區別。運動技能的復雜程度即“會能度，可能與日常生活中動作技能的相似程度、完成時間，參與運動肌群的多少和大小以及關節運動的軌跡、速度、角度等因素有關。本實驗將選取代表日常動作技能的走、跳、踢、推，鞭打動作和與之相似的運動技能進行比較，分析日常技能與運動技能的異同，從而解析運動技能的難易度。

2.1.2 實驗對象 河北師范大學體育學院運動訓練系足球專業、網球專業、籃球專業和田徑專業(競走，跳遠)的學生各2人，共10人(均為二級運動員)。

2.2 實驗數據的解析過程

運用Ariel影片解析系統對所拍的錄像進行分析，經過圖像的采集、剪輯以及數據的解析與平滑處理等步驟，獲得表明動作特征的運動學指標，采用DASYLab Demo7.0軟件對測試所得到的肌電圖進行數字化分析，獲得表明動作特征的肌電指標。

3 解析結果的分析與討論

3.1 五組動作的選取

本實驗選取代表日常動作技能的走、跳、踢、推、鞭打動作和與之相似的運動技能，通過比較日常技能與運動技能的異同來解析運動技能的難易度。在充分考慮實驗可行性的基礎上，分別選取了拍蠅蟲——網球大力發球、走——競走，推門——籃球雙手胸前傳球、踢腿——足球腳背正面踢球和普通跨越與跨步跳五組動作來進行運動學和肌電的同步分析。

3.2 運動學分析

通過Ariel影片解析系統對所拍的錄像進行分析，分別獲取了五組動作的動作圖片，拍蠅蟲與網球大力發球右肩、肘，腕關節位移對比圖和速度對比圖。走與競走右腳、踝關節位移對比圖和右腳、踝、髖關節最大速度數值，推門與籃球雙手胸前傳球推門瞬間與球出手瞬間右肩、肘、手關節速度數值、踢腿與足球腳背正面踢球右腳、膝、髖關節位移對比圖和速度對比圖。普通跨越與跨步跳右腳、膝、髖關節位移對比圖和速度對比圖。針對所獲得的數據進行分析，得出了共同的規律，由于篇幅的限制以拍蠅蟲與網球大力發球為例進行具體說明：

3.2.1 拍蠅蟲與網球大力發球

右肩、肘、腕關節的速度的比較

從圖1，圖2和圖3中可以明顯看出：在網球大力發球動作中右肩，肘、腕關節的速度遠遠高于拍蠅蟲右肩，肘，腕關節的速度。這也說明網球大力發球動作比拍蠅蟲動作復雜的原因之一是動作速度快。

3.2.2 其它四組動作的運動學分析

走與競走：普通走與競走右腳、踝關節移動的軌跡變化趨勢一致，競走右腳、踝關節移動的軌跡長，關節活動的幅度大，競走的速度要快于普通的走，這說明競走比走復雜的因素之一在于速度。

推門與籃球雙手胸前傳球：籃球雙手胸前傳球動作中球出手瞬間右肩、右肘和右手的速度遠遠高于推門瞬間右肩、右肘和右手的速度，這從一個側面說明了籃球雙手胸前傳球的動作較推門的動作復雜。

踢腿與足球腳背正面踢球：腳背正面踢球右腳，膝、髖關節的速度高于踢腿時右腳、膝，髖關節的速度，這也是腳背正面踢球比踢腿動作復雜的原因之一。

普通跨越與跨步跳：完成跨步跳的時間比完成普通跨越的時間短。跨步跳右腳、膝、髖位移比普通跨越相對應的數值較大，說明了跨步跳時，關節的移動幅度大，技能復雜性高，跨步跳右腳、膝、髖關節的速度遠遠高于普通跨越右腳、膝、髖關節的速度，這也是跨步跳相對普通跨越復雜的原因之一。

3.2.3 運動學分析的結果

從對上述五組動作的運動學分析中發現了共同的規律：運動技能比與之相似的日常生活技能有了難度。完成動作產生的難度可能是由于動作的構成元素較多、關節活動幅度大、完成動作的時間短或完成動作的速度快。

綜合起來講，運動技能的“會能度”與運動技能本身的復雜性有關。動作的復雜性是指運動技能包含動作元素的多少，包含的動作元素越多，需要完成動作的注意越多，運動技能越復雜，包含的動作元素越少，需要完成動作的注意越少，運動技能越簡單。同時，運動技能的“會能度”與完成動作的時間、速度、關節的活動幅度有關。

3.3 肌電特征分析

通過采用DASYLab Demo7.0軟件對測試所得到的肌電圖進行數字化分析，分別獲取了五組動作所選6塊肌肉的積分與均分肌電對比圖以及肌肉貢獻率對比圖。由于篇幅的限制僅以拍蠅蟲與網球大力發球為例進行具體說明并闡述五組動作在肌電的分析過程中所呈現出的共同規律。

3.3.1 拍蠅蟲與網球大力發球積分與均分肌電的比較

從圖4和圖5中可以看出：網球發球所選6塊肌肉的積分肌電都高于拍蠅蟲動作所選6塊肌肉的積分肌電，網球發球5塊肌肉的均分肌電高于拍蠅蟲動作的5塊肌肉的均分肌電(肱三頭肌除外)，這說明網球大力發球肌肉用力更大，這與網球大力發球所用的動作時間長、包含的動作元素多有關。

肌肉貢獻率的比較

從圖6中可以看出：拍蠅蟲時主要靠肱三頭肌和背闊肌兩塊肌肉完成動作。從圖7中可以看出：網球大力發球主要靠掌前肌、腹直肌、胸大肌和肱三頭肌4塊肌肉完成且其肌肉用力比較平均。這說明拍蠅蟲與網球大力發球肌肉的參與度不同。網球大力發球需要更多的肌肉參與以保障發球的預先肌肉初長度和出球速度，這也表明參與運動的肌肉數量多是影響運動技能復雜性的因素之一。

3.3.2 其它四組動作的肌電分析：

走與競走：選取肌肉的原則是右側髖、膝、踝關節起主要作用的淺層原動肌，所選取肌肉為：肱二頭肌、臀大肌、股直肌、股二頭肌、脛骨前肌和小腿三頭肌。

通過對走與競走積分與均分肌電和肌肉貢獻率的分析中看出：在走與競走的一個動作周期中。競走所選6塊肌肉的積分肌電和均分肌電都大于走的6塊肌肉的積分肌電和均分肌電，這說明盡管兩者的動作十分相似，但競走肌肉的總用力和單位時間用力大于走的肌肉總用力和單位時間用力。因此，可以說競走對肌肉的工作要求更高。競走與走的主要作用肌均是股直肌、小腿三頭肌和臀大肌，但競走動作更主要的是靠股直肌發力完成，這說明競走與走的動作非常相似，競走比走復雜的因素在于肌肉的用力較大。

推門與籃球雙手胸前傳球：選取肌肉的原則為右臂關節起主要作用的淺層原動肌，所選取肌肉為：三角肌前部、肱二頭肌，肱三頭肌，尺側腕伸肌，指總伸肌和橈側腕。

從對推門與籃球雙手胸前傳球積分與均分肌電和肌肉貢獻率的分析中看出：雙手胸前傳球所選6塊肌肉在單位時間內的用力要遠遠高于推門時6塊肌肉在單位時間內的用力，說明傳球動作對各肌肉的動作能力要求更高，在推門動作中主要發力的肌肉是肱二頭肌，橈側腕肌和尺側腕伸肌，在籃球雙手胸前傳球的動作過程中，6塊肌肉在傳球過程中都發揮了很重要的作用，其肌肉貢獻率基本一致，這說明籃球雙手胸前傳球較推門動作復雜的原因在于肌肉的用力大并且參與做功的肌肉多。

踢腿與足球腳背正面踢球：選取肌肉的原則是右側踝、肩、髖、膝關節和左側膝，踝關節起主要作用的淺層原動肌，其選取的肌肉分別為：小腿三頭肌(右)，背闊肌(右)，股直肌(右)、腹直肌(右)，股直肌(左支撐腿)和脛骨前肌(左)。

從對踢腿與足球腳背正面踢球積分與均分肌電和肌肉貢獻率的分析中看出：腳背正面踢球時所選6塊肌肉的積分肌電和均分肌電都明顯高于踢腿動作時6塊肌肉的積分肌電和均分肌電，這說明腳背正面踢球6塊肌肉的用力無論是在總的動作時間內還是在單位時間內都大于踢腿動作6塊肌肉的用力。踢腿和腳背正面踢球時，股直肌和背闊肌都發揮了重要的作用，不同的是在腳背正面踢球時，左側支撐腿的股直肌也發揮了重要的作用，從而形成了強有力的左側動作支撐，這說明腳背正面踢球比踢腿動作復雜的原因在于肌肉的用力大并且參與做功的肌肉多。

普通跨越與跨步跳：選取肌肉的原則為右肩、膝，髖關節起主要作用的淺層原動肌，其選取的肌肉分別為：肱二頭肌、臀大肌、股直肌、股二頭肌、脛骨前肌和小腿三頭肌。

從對普通跨越與跨步跳積分與均分肌電和肌肉貢獻率的分析中看出：跨步跳時所選6塊肌肉的均分和積分肌電都要高于普通跨越6塊肌肉的均分和積分肌電，這說明跨步跳相對普通跨越更為復雜，對各肌肉的要求更高且各肌肉在單位時間內要做的功更多。普通跨越發力的肌肉為股直肌、小腿三頭肌、臀大肌和股二頭肌，跨步跳發力的肌肉為股直肌、小腿三頭肌、臀大肌、股二頭肌和脛骨前肌，這說明跨步跳相對普通跨越復雜的原因在于肌肉的用力大并且參與做功的肌肉多。

3.3.3 肌電分析的結果

從對上述五組動作的肌電分析中發現了共同的規律：運動技能比與之相似的日常生活技能有了一定的完成動作的難度，完成動作產生的難度可能與參與肌肉的多少、肌肉用力的大小有關。復雜的動作參與的肌肉會多一些，肌肉的用力大，簡單的動作參與的肌肉會少一些、肌肉的用力小。

3.4 肌電與運動學分析的共同規律

通過對實驗中五組技能的運動學和肌電特征分析發現：運動技能不僅與日常生活中的動作技能有著密切關系，而且這種密切程度即相似程度并不相同。例如，競走與走、普通跨越與跨步跳的各項參數相似程度較高，原因在于競走、跨步跳的難度較小，拍蠅蟲與網球的大力發球的各項參數相似程度較低。原因在于網球的大力發球難度較大。

4 結論

4.1 “會能度”表示運動技能從不會到學會之間難易程度的特征值，特征值越大，運動技能越容易學會，特征值越小，運動技能越難學會。運動技能“會能度”是運動技能分類的新視角，是進一步揭示運動技能教與學規律的理論基礎。

4.2 運用行家調查法和數理統計的方法可以計算出運動技能的“會能度”。

4.3 本文采用了生物力學和肌電測試同步分析的方法，實驗結果表明，該種方法的設計方案合理、可操作性強、實驗成本較低，實現了對運動技能“會能度”的解析，為運動技能教學原理的研究奠定了基礎。

4.4 運動技能“會能度”與日常生活中動作技能的相似程度有關，與日常生活中的動作技能相似程度高的運動技能難度低，與日常生活中的動作技能相似程度低的運動技能難度大。

4.5 運動技能“會能度”與動作本身的特點有關，包括：1)與動作技能本身的復雜性有關。2)與參與肌肉的多少、肌肉用力的大小有關。3)與完成動作的時間，速度有關。

(北京體育大學人事處博士后科研流動站 100004)