運動生物力學學科發展現狀與對策研究

馬謙

運動生物力學學科發展現狀與對策研究

馬謙

（齊齊哈爾大學 體育學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

采用文獻資料、數理統計、邏輯分析等方法，對運動生物力學學科發展現狀進行研究．結果表明，研究競技體育領域較多，研究大眾體育領域較少；研究運動技術較多，研究運動器械和裝備等較少；研究局部動作技術較多，研究完整動作技術較少；研究動作技術外顯的特征較多，研究內部運動機制較少等．因此，提出堅持以應用基礎研究作為學科發展導向；重視和加強科研人員專業知識的培訓工作，努力提高他們的科研綜合能力和素養；努力完善不同層次、規格、模式各自獨立的課程內容體系；大力推進實驗室建設等建議．

運動生物力學；學科發展；發展戰略

運動生物力學是一門基礎性較強，應用性較廣，由體育學、生物學、力學構成的交叉學科，能夠為人體運動實踐提供科學的依據，有效指導體育運動實踐，在體育學門類中占有重要的地位[1]．在我國體育事業發展過程中，運動生物力學學科的作用突出表現在競技體育領域內．其在指導和改善運動員的動作技術、設計改進運動器材、提高運動成績、預防運動損傷和康復等方面發揮出獨特的功能，為我國競技體育事業的騰飛做出了巨大貢獻[2]．如今在全面推動體育事業前進、向體育強國邁進新的歷史起點上，對運動生物力學學科提出了更高的要求，為其帶來更大的挑戰．面對機遇，運動生物力學學科的建設必須適應體育事業的發展需要，以服務體育為指導思想，在更多領域的應用上顯現出更強大的生命力．

本文以“運動生物力學”為檢索詞，在中國知網檢索到2015—2019年公開發表的運動生物力學相關的學術論文388篇，結合運動生物力學學科當前面臨的形勢，探討其未來的發展戰略．旨在豐富和發展運動生物力學學科的理論與方法，從整體上推動運動生物力學學科在各個應用領域全面進步，為我國體育事業又好又快的發展做出貢獻．

1　運動生物力學的研究現狀

1.1　運動生物力學在體育學領域的研究現狀

運動生物力學是研究人體運動器系的生物力學特性和人體運動動作規律，以及器械機械運動力學規律的科學[3]，屬于體育學中運動人體科學分支的一門重要的應用基礎學科．運動生物力學學科能夠用體系較為成熟的人體解剖學、生理學、力學的理論和方法[4]，總結分析人體各種運動的規律和特點，為指導運動的科學性方面提供理論依據．同時，通過高科技儀器手段發現并解決人體運動中存在的相關問題，使人體的運動更加合理、經濟和有效．從運動生物力學學科研究的內容看，其涉及到人體運動及與其相關的各個層面．2015—2019年運動生物力學在體育學領域的研究成果見表1．

表1　2015—2019年運動生物力學在體育學和體育類別領域的研究成果

注：=388，下同．

由表1可見，在388篇學術論文中，研究競技體育領域的成果最多，占65.46%，研究大眾體育的占17.01%，研究學校體育的占16.75%．說明當前運動生物力學學科研究領域相對單一，呈現競技體育領域成果多，大眾體育領域成果較少的特點．大多數運動生物力學學科的專家學者把高水平優秀運動員作為研究對象，很少有人將普通大眾作為研究的對象．其原因主要為：（1）體育決策部門偏重競技體育的導向，使相關科研部門加大了資助競技體育科研課題的力度；（2）優秀運動員屬于極少數的精英群體，他們的動作技術有共同的規律和特點，但是個體之間動作細節方面存在著差異，探究個體動作技術如何最佳化是沒有止境的研究課題；（3）大眾體育涉及面較廣，共性研究因地域不同、樣本數量眾多等因素，不容易發現有代表性的研究課題，而個體或少數群體的研究往往因缺少共性而難以顯現價值．

1.2　運動生物力學在體育類別領域研究現狀分析

通過運動生物力學的理論和方法對優秀運動員動作技術進行診斷，從而改善、提高他們的動作技術，最終為提高其運動成績服務，是運動生物力學學科的主要研究目的[5]．但是，影響運動成績的生物力學因素不僅包含運動技術，與場地環境、器械器材、設備設施、服裝用品等也密切關聯，這些因素的力學特性直接影響運動技術的使用效果[6]．尤其在訓練方法和手段日益科學化的今天，優秀運動員的競技水平越來越趨于接近，哪個國家能為運動員研發出更尖端的高科技、高性能的運動器械和裝備，就能夠使其在比賽中擁有致勝的利器[7]．因此，運動器械和裝備的機械運動力學規律也是運動生物力學學科的研究內容之一．

2015—2019年運動生物力學體育類別領域的研究成果見表1．由表1可見，從已發表的運動生物力學科研成果看，我國的運動生物力學專家學者往往對運動技術的研究更多，占86.86%，而對運動器械和裝備的研究較少，占11.34%．其原因主要為：（1）由于人體是運動的主體，動作技術是由人體自身掌控實施的，可以依靠自身的努力完善提高，而運動器械和裝備的力學特性是不以人的意志為轉移的，在運動中只能處于被動的受支配地位，人體運動技術對運動成績起到更關鍵的作用；（2）運動器械和裝備研發設計，以及對其力學特性和機械運動規律的研究，往往不是運動生物力學一門學科所能做到的，需要許多相關學科知識的綜合運用才能夠完成．

1.3　運動生物力學在技術動作完整性領域的研究現狀

任何一個完整的動作，從形式上無論看似簡單還是繁瑣，都有著非常復雜的過程．通常都需要身體各部分環節協調、精妙配合才能達到完美的效果．身體每個環節或是幾個環節聯合運動的方式都可以稱作局部動作技術，而整個動作過程可以稱作完整動作技術，完整動作技術由各個局部動作技術構成．局部動作技術的好壞直接影響整體動作技術的效果，但并不是說局部動作技術好就能取得較好的運動成績，或者是局部動作不好就不能取得較好的成績．運動效果是由動作技術和體能雙方面作用的結果，任何運動員的體能都會在某個方面相對欠缺，表現在運動技術上，不同運動員就會有所差異．因此，通過運動生物力學的理論和方法對運動員局部動作技術的診斷和評價，有極大可能會產生誤判．2015—2019年運動生物力學在技術動作完整性領域的研究成果見表2．

表2　2015—2019年運動生物力學在技術動作完整性和特征領域的研究成果

由表2可見，運動生物力學在技術動作完整性領域研究局部動作的成果最多，占95.88%，研究完整動作的成果較少，占4.12%．我國運動生物力學學科的科研成果呈現各運動項目局部動作技術較多，而完整動作技術較少的持點．其原因主要為：（1）每個完整動作所包含的大多數局部動作，往往起到各環節銜接的輔助性作用，它們相互配合的最終目的是使身體最后用力時某個環節產生更大的動力，這個環節或與其相鄰幾個環節的動作技術，對運動成績的影響更直接；（2）人體各環節的聯合運動構成完整動作，每個環節運動方式對其它環節，乃至整個動作的影響有很大的不確定性．對完整動作技術的研究，即使精通生物學和力學專業的知識也不容易確定哪個環節動作技術是否合理，甚至有可能會得出相反的結論．

1.4　運動生物力學在技術動作特征領域的研究現狀

動作技術由身體的外部形態和內部機制構成，合理的動作技術應符合自身的形態結構特點和運動器官系統的功能特性，是身體結構和功能的完美統一．動作技術的表現形式是由參與動作過程的身體各部分環節，通過時間、速度、加速度、角度、位移、軌跡等可以觀察到的顯性參數指標組成，這些參數指標對運動成績的影響較為直接和直觀，但是它們對運動成績的影響并不起決定性用，主導它們運行的人體內部功能機制水平才是獲得優異成績的關鍵[8]．當然，動作技術的外部形態和內部機制是相輔相成的，二者缺一不可．僅憑個人良好的運動機能水平而沒有相對應的外部形態，或者是有相對完美的外部形態但沒有強大的機能水平作保障，任何動作技術都不可能達到理想的運動效果．

2015—2019年運動生物力學在技術動作特征領域的研究成果見表2．由表2可見，在技術動作特征領域的研究成果分類中，研究外顯特征的占68.04%，研究內部運行機制的占31.96%．說明現階段我國專家學者研究動作技術外顯特征的較多，研究內部運行機制的較少，這是當前我國運動生物力學學科研究成果的主要特點之一．其原因主要為：（1）由身體各環節構成的動作技術外部表現形式符合機械運動的力學規律，研究各環節空間位置隨時間變化的特點，即動作技術具有運動學方面的特征，相對于人體內部復雜的功能機制研究而言更容易得出明確的結論；（2）動作技術的運行機制常常受周圍環境、人體的身心狀態等因素的影響，經常會出現運動成績不穩定的現象，往往表現出特異性，而不是普適性特征，不容易被研究者掌控；（3）內部運行機制的研究需要更多的人體生理學參數指標作為研究依據，所涉及的學科層面更廣，是生理學和力學參數指標相結合的綜合研究，需要研究者的創新思維和更高的科研素養．

2　運動生物力學學科發展趨勢分析

2.1　競技體育領域喜中有憂

盡管在2016巴西奧運會中，中國隊取得了前所未有的成就，但在一些深受人們喜愛、影響力廣泛的運動項目中，中國隊還缺乏足夠的競爭力．如何在保持原有戰果的基礎上，努力填補其它項目奧運獎牌的空白，是當今競技體育發展面臨的嚴峻考驗．喜中有憂的競技體育現狀是運動生物力學學科面臨的主要形勢之一．不能否認，運動生物力學學科的理論在指導我國競技體育運動實踐過程中所取得的成就，但也必須承認，我國運動生物力學學科的方法和手段在人體結構和功能的統一性、探索各運動項目的規律和特點，以及動作技術的改善與提高、運動選材等方面有待進一步深入研究．

2.2　大眾體育領域憂中見喜

我國國民尤其是青少年體質的某些指標數據近20年來不升反降，與競技體育整體水平節節攀升、佳績頻傳、不斷創造新的輝煌相比較[9]，形成了鮮明的反差．在向體育強國邁進的道路上，如何提高大眾參與體育運動的數量和質量，加快群眾體育領域的發展，使其與競技體育的發展協調一致，是當今群眾體育發展面臨的最大問題[10]．可喜的是，在競技體育的引領和相關政府部門的號召下，群眾體育堪憂的狀況已經有了明顯改善．憂中有喜的群眾體育現狀是運動生物力學學科面臨的又一主要形勢．長久以來，運動生物力學學科研究的主要是競技體育領域，而對群眾體育領域的關注不足，具體表現在學科知識在大眾中的普及不夠，適合大眾體育的運動器械設備研發設計等方面欠缺．

3　結論與建議

3.1　結論

（1）當前，運動生物力學學科研究領域相對單一，呈現競技體育領域成果多，大眾體育領域成果較少的特點．現在是全民注重健身的年代，通過運動生物力學探究，這些普通運動和校園體育對全社會的健康水平是非常重要的．

（2）從已發表的運動生物力學科研成果看，我國的運動生物力學專家學者，往往對運動技術的研究更多一些．當今社會優秀運動員的競技水平越來越趨于相近，哪個國家能為運動員研發出更尖端的高科技、高性能的運動器械和裝備，就能夠在比賽中擁有致勝的利器，針對這一領域的研究也應該是運動生物力學學科研究的重要方向．

（3）我國運動生物力學學科的科研成果呈現研究各運動項目局部動作技術較多，而研究完整動作技術較少的持點．

（4）我國專家學者研究動作技術外顯的特征較多，內部運行機制較少，這也是當前我國運動生物力學學科研究成果的主要特點之一．

3.2　建議

3.2.1堅持以應用基礎研究作為學科發展導向倡導科研人員經常深入體育運動實踐第一線，仔細觀察、追蹤研究的對象，尤其是對優秀運動員個體動作技術的診斷和評價，以及如何改善和提高等方面的研究，必須與教練員就運動員個體動作技術進行有效溝通，才能發現更具針對性、有價值的問題，最后通過運動生物力學理論和方法找出癥結所在，并提出相應有效的改進措施．創建學科數據庫，不斷累積已獲取的與運動有關的各種參數指標數據，并且通過日益發達的互聯網手段，使其與研究人員實行數據共享，將有效避免重復研究而產生的資源浪費現象．

3.2.2重視和加強科研人員專業知識的培訓工作有關部門也應經常組織科研人員參加業務素質培訓工作，聘請相關學科的專家、學者就各學科與人體運動有關的知識進行全面介紹，以豐富科研人員的知識結構，不斷加深他們對人體運動本質規律的認識，提高自身的業務水平，努力提高他們科研的綜合能力和素養．

3.2.3努力完善不同層次、規格、模式各自獨立的課程內容體系運動生物力學是一門以運動為主體、生物學和力學為輔的交叉學科，涉及的內容范圍龐雜，將這三大類學科融合在一起形成獨立體系是一項較為艱巨的任務．目前，出版的運動生物力學教材中，盡管包含了三大類學科的內容，但是往往或是條塊分割陳述，或是運動與力學、運動與生物學結合描述，而3個學科糅合在一起的整體介紹則是點到即止、缺乏系統性和深度．如何完善運動生物力學學科的內容體系，構建適合不同層次、規格和培養模式的課程內容，是運動生物力學學科未來發展亟待解決的問題．

3.2.4大力推進實驗室建設運動生物力學是一門理論性和實踐性都較強的學科，有體育學、生物學、力學三大類學科堅固的理論基礎作為支撐．在解決具體實際問題時，需要通過高科技的儀器設備手段獲取第一手數據，然后結合相應的理論去分析、診斷和解釋．一些問題的研究往往在運動實踐中難以進行，通常在實驗室相對封閉的環境里，利用高科技手段測試，再將結果應用到具體的運動實踐中．擁有獨立、專門的實驗室是運動生物力學學科的主要特點之一，也是運動生物力學學科未來發展必須倚重的力量．如何大力推進實驗室建設，使之能夠成為學科發展的堅強后盾是運動生物力學學科發展面臨的重要問題，也是必須納入學科發展戰略的重要構成部分之一．

[1] 左飛龍．基于供求關系視角的體育學碩士研究生培養方案研究——以江蘇省高校為例[D]．蘇州：蘇州大學，2015

[2] 李建設．通用教材運動生物力學20年進展[J]．北京體育大學學報，2001（3）：347-348

[3] 張秀麗．運動生物力學本科教材名詞術語辨析[J]．河北體育學院學報，2012（5）：30-32

[4] 甄潔．運動生物力學學科研究特征及方法綜合探究[J]．青少年體育，2017（12）：50-51

[5] 史銀斌．近10年我國運動生物力學發展歷程分析[J]．價值工程，2014（32）：326-327

[6] 楊進昌，劉玉娥．運動生物力學研究方法綜述[J]．經濟研究導刊，2011（4）：240-241

[7] 董強強，李樹屏，湯一鑄．我國運動生物力學研究現狀述評[J]．湖北體育科技，2014（4）：347-349

[8] 李玉剛，梁亞東，嚴發本，等．生物力學在武術散打中的應用現狀及研究對策[J]．武漢體育學院學報，2005（2）：40-42

[9] 黎明職業大學科協．福建省運動生物力學學科發展研究報告[J]．海峽科學，2016（1）：163-172

[10] 劉青．四川競技體育——現狀與對策[M]．成都：電子科技大學出版社，2007

Research on the development status and countermeasures of sports biomechanics

MA Qian

（School of Physical Education，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

Using the methods of literature，mathematical statistics，logical analysis and so on，studied the development status of sports biomechanics．The results show that more research on sports technology，less research on mass sports；more research on sports technology，less research on sports equipment and equipment，more research on local movement technique，less research on complete movement technique，more research on the explicit characteristics of movement technique，less research on internal movement mechanism，and so on．So suggested that should adhere to the application of basic research as the direction of discipline development，pay attention to and strengthen the training of professional knowledge of scientific research personnel，and strive to improve their comprehensive ability and quality of scientific research，strive to improve the curriculum content system of different levels，specifications and models，vigorously promote laboratory construction，and so on．

sports biomechanics；subject development；development strategy

G80

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.09.009

1007-9831（2020）09-0038-05

2020-04-18

馬謙（1971-），男，黑龍江齊齊哈爾人，講師，從事體育教學與訓練研究．E-mail：fengnuan555@163.com