關(guān)于健美操難度動(dòng)作的生物力學(xué)分析

摘要：本文運(yùn)用文獻(xiàn)資料法總結(jié)分析了知網(wǎng)中——從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度分析健美操技巧難度的相關(guān)文獻(xiàn)資料，從而深入研究健美操中的動(dòng)作技巧與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)之間的關(guān)系，為提高健美操技巧動(dòng)作訓(xùn)練提供技術(shù)理論。

關(guān)鍵詞：健美操技術(shù)動(dòng)作；難度技巧；運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)

一、引言

（一）選題背景

健美操是20世紀(jì)80年代傳入我國的，健美操分為競技健美操及大眾健美操。大眾健美操流傳于中小學(xué)及中老年群體，競技健美操的參與者則是大學(xué)生及運(yùn)動(dòng)員。近年來隨著健美操的迅速發(fā)展，在國際比賽中，對競技健美操提出的難度要求也越來越高，而我國的競技健美操發(fā)展在近年來雖有提升，但與美國、俄羅斯等國家比，我國仍有很大的進(jìn)步空間。

（二）研究意義

在知網(wǎng)中對健美操、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)進(jìn)行檢索，相關(guān)文獻(xiàn)共24篇，其中全國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文匯編共有13篇，期刊7篇，碩士論文4篇，博士論文0篇。由此可見在龐大的數(shù)據(jù)庫中，有關(guān)健美操難度技巧的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析的文章少之又少。健美操技巧的難度及完成情況在比賽中占據(jù)十分重要的比例，然而近年來，我國健美操在世界健美操錦標(biāo)賽中的成績較為一般。因此本篇文章通過對文獻(xiàn)的梳理融合筆者的個(gè)人觀點(diǎn)及建議，針對以運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)作為手段，從而更深入的挖掘健美操難度技巧，為健美操技術(shù)技巧難度提供更有力的理論支撐，為從事健美操訓(xùn)練事業(yè)的人員提供技術(shù)理論知識，促進(jìn)我國健美操的發(fā)展。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)釋義

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是生物力學(xué)（Biomechanics）的重要分支，主要是應(yīng)用力學(xué)原理和方法研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[1]。是研究人體在運(yùn)動(dòng)過程中的力學(xué)規(guī)律，其目的是預(yù)防減少運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的損傷及提高運(yùn)動(dòng)員的競技能力及水平。

（二）競技健美操釋義

競技健美操屬于技能表現(xiàn)類難美項(xiàng)群的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，是在音樂的伴奏下，運(yùn)動(dòng)員連續(xù)進(jìn)行復(fù)雜、高超的技術(shù)動(dòng)作，是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的體育運(yùn)動(dòng)。

（三）國內(nèi)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對健美操技巧難度的有關(guān)研究

通過在知網(wǎng)中對健美操、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)進(jìn)行高級檢索，可搜索到的相關(guān)文獻(xiàn)僅有24篇，其中全國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文匯編共有13篇，期刊7篇，碩士論文4篇，博士論文0篇。

近年來，我國競技健美操雖然得到了較好的發(fā)展，但仍有很大的提升空間，想要進(jìn)一步促進(jìn)健美操的發(fā)展，有效提高我國健美操運(yùn)動(dòng)員的競技水平，全面系統(tǒng)的健美操技巧理論研究及科學(xué)的訓(xùn)練方法及其重要。所有的難度動(dòng)作技巧都有其背后的科學(xué)原理，從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度深入探究其原理及規(guī)律，為競技健美操提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)有非常重要的意義。

楊芳在其碩士論文中，通過三維解析法，以我國現(xiàn)役國家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員壽旻超作為實(shí)驗(yàn)對象，運(yùn)用美國艾利爾三維動(dòng)作解析軟件對健美操難度動(dòng)作無支撐依柳辛進(jìn)行運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的分析。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，要想順利完成標(biāo)準(zhǔn)的無支撐依柳辛并不扣分的情況下，運(yùn)動(dòng)員必須做到以下幾點(diǎn)：

第一，運(yùn)動(dòng)員在準(zhǔn)備時(shí)必須鎖住腳踝，動(dòng)力腿在空中擺腿時(shí)必須保持充分的預(yù)收縮狀態(tài)，在做動(dòng)作的過程中要保持核心的收緊，手臂及主、動(dòng)力腿要時(shí)刻保持肌肉的控制。

第二，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，該運(yùn)動(dòng)員在完成動(dòng)作時(shí)，踝關(guān)節(jié)缺乏控制，因此在訓(xùn)練過程中應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員對踝關(guān)節(jié)控制練習(xí)。

第三，完成該技術(shù)動(dòng)作時(shí)，人體呈杠桿狀態(tài)，動(dòng)力腿與主力腿要形成180°的角度，按照國際評分標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)角度小于160°時(shí)扣0.3分，小于170°時(shí)扣0.1分[2]。這對運(yùn)動(dòng)員的柔韌提出了很高的要求，因此想要完成標(biāo)準(zhǔn)的依柳辛技術(shù)動(dòng)作必須進(jìn)行一定的柔韌訓(xùn)練。

第四，通過數(shù)據(jù)顯示，壽旻超在運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)力腿偏離了中心軸，按照該動(dòng)作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知，在完成該動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)力腿、軀干以及頭部必須處于同一水平線上。這一問題普遍存在于多數(shù)運(yùn)動(dòng)員身上，造成這一現(xiàn)象主要有兩個(gè)原因，一個(gè)是運(yùn)動(dòng)員缺乏核心控制力，另一個(gè)與完成動(dòng)作過程中的平衡性及穩(wěn)定性有關(guān)，這就需要運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行核心素質(zhì)訓(xùn)練、加強(qiáng)動(dòng)作穩(wěn)定性、加強(qiáng)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性等訓(xùn)練。

第五，想要依柳辛的結(jié)束動(dòng)作保持穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)員必須在動(dòng)力腿、軀干及頭部保持在一條水平線的同時(shí)，身體必須主動(dòng)發(fā)力形成杠桿原理，由上半身帶動(dòng)下半身進(jìn)行180°旋轉(zhuǎn)，最后身體回歸直立狀態(tài)站好。這需要運(yùn)動(dòng)員的擁有足夠的核心力量，以及踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性以及良好的心理水平[3]。

關(guān)炎在其論文中對健美操A組難度提臀騰起進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的分析，其實(shí)驗(yàn)研究對象為某中學(xué)的15名健美操運(yùn)動(dòng)員，其中二級運(yùn)動(dòng)員8人、一級2人、健將5人。筆者將健美操難度提臀騰起分為屈臂支撐蓄力、推手蹬地、空中提臀向上、伸髖關(guān)節(jié)向下、落地壓力強(qiáng)度這5部分進(jìn)行運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)檢測及分析，所有運(yùn)用到的設(shè)備為：兩臺SONY DCRHC52E攝像機(jī)、三維支架、Footscan壓力測試系統(tǒng)[4]。

通過測試結(jié)果表明：

1.屈臂支撐蓄力運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，有部分運(yùn)動(dòng)員存在屈臂角度小于90°，運(yùn)動(dòng)員在準(zhǔn)備動(dòng)作俯臥撐蓄力時(shí)并沒有全力完成軀干向下做預(yù)擺，而是做了一半這在評分標(biāo)準(zhǔn)中屬于無效動(dòng)作，其形成原因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員欠缺肱三頭肌及胸大肌的肌肉力量，不足以支撐身體整個(gè)軀干，如果不進(jìn)行針對性訓(xùn)練增強(qiáng)肌力水平，很容易在完成動(dòng)作中造成運(yùn)動(dòng)損傷。另一種情況為屈臂角度大于90°，其形成原因?yàn)闆]有掌握動(dòng)作技巧的合理性。其重心特征為：當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在完成動(dòng)作的過程中，屈臂的夾角最大時(shí)，身體重心呈上升趨勢，說明運(yùn)動(dòng)員是先進(jìn)行發(fā)力蹬地后才進(jìn)行的屈臂推地。相反，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員屈臂的夾角小最小時(shí)，說明軀干重心處于下降狀態(tài)。通過推地起身到支撐的壓力變化圖像的峰波變化可以看出，在運(yùn)動(dòng)員雙手落地做支撐時(shí)，重心多由指尖過渡到手掌，手掌離地時(shí)重心則相反，由手掌過度到指尖。該現(xiàn)象是因?yàn)樵陔p臂推地到落地后會(huì)形成一定的沖擊力，沖擊力過后會(huì)形成緩沖，因此圖像中會(huì)有參差不齊的峰波。在落地時(shí)產(chǎn)生的沖擊力會(huì)對人體的指關(guān)節(jié)產(chǎn)生沖力，而指關(guān)節(jié)的柔韌性對該沖力的緩沖起到一定作用，因此進(jìn)行指關(guān)節(jié)的柔韌訓(xùn)練是很有必要的，可以降低沖擊力，減少運(yùn)動(dòng)損傷。

2.推手蹬地力學(xué)分析

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，個(gè)別運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行蹬地時(shí)過于用力，顯得動(dòng)作有些吃力，影響動(dòng)作的完成度及欣賞力，可能會(huì)存在扣分現(xiàn)象，根據(jù)劉卉在《上肢鞭打動(dòng)作技術(shù)原理的生物力學(xué)研究》一文中可以得知，造成該現(xiàn)象的原因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在完成推手蹬地的過程中，鞭打技術(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤[5]，動(dòng)作的發(fā)力點(diǎn)產(chǎn)生錯(cuò)誤，應(yīng)借助下肢膝蓋彎曲的力量進(jìn)行的鞭打動(dòng)作，而不是借助肩膀的發(fā)力形式完成動(dòng)作，錯(cuò)誤的法力方式會(huì)使上肢與下肢形成脫節(jié)，影響動(dòng)作的完成情況。因此在訓(xùn)練過程中，教練員應(yīng)對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行鞭打技術(shù)的練習(xí)，在反復(fù)練習(xí)的過程中使運(yùn)動(dòng)員尋找到正確的發(fā)力點(diǎn)。其重心速度特征：推起發(fā)力時(shí)的重心速度的快慢及穩(wěn)定性決定了騰空的高度，這就需要運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行核心力量的訓(xùn)練，以保障騰空的高度。

3.空中提臀向上運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

提臀上升這一動(dòng)作階段屬于該難度動(dòng)作的最高點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)可以得知，不同水平運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行該動(dòng)作時(shí)制高點(diǎn)有所差距，高水平運(yùn)動(dòng)員在完成動(dòng)作時(shí)的高度比低水平運(yùn)動(dòng)員高度要高，這與運(yùn)動(dòng)員對肌肉的控制力及爆發(fā)力有一定的關(guān)系，可以通過箭步跳及單腿跳遠(yuǎn)等訓(xùn)練提高該運(yùn)動(dòng)能力。

4.伸髖關(guān)節(jié)向下運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

伸髖關(guān)節(jié)下降是由髖關(guān)節(jié)最小角度開始向外伸展，而重心速度是由零向下增加的，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高水平運(yùn)動(dòng)員在重心下降時(shí)速度要比低水平運(yùn)動(dòng)員快。

5.落地壓力強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

該動(dòng)作原理與準(zhǔn)備動(dòng)作蓄力時(shí)的原理相同，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員屈臂角度小時(shí)，軀干重心處于下降狀態(tài)，當(dāng)屈臂的夾角最大時(shí)，身體重心呈上升趨勢。壓力的大小受到運(yùn)動(dòng)員的體重及身體的支撐力有關(guān)，肱三頭肌及胸大肌肌肉力量強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)員在下降時(shí)緩沖力大，相反緩沖力小沖擊力大。

綜上所述，要想高水平完成提臀騰起這一難度動(dòng)作，必須進(jìn)行肱三頭肌、胸大肌、核心力量的穩(wěn)定性、指關(guān)節(jié)柔韌度、平衡力等相關(guān)訓(xùn)練，并且在反復(fù)完成動(dòng)作的過程中感受肌肉的發(fā)力點(diǎn)，清楚每個(gè)動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)水平，并掌握運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的規(guī)律進(jìn)行有效訓(xùn)練。

李旭龍、張卓、紀(jì)仲秋在《對競技健美操托馬斯全旋難度動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析》這篇期刊中，通過文獻(xiàn)法及攝像解析法對健美操難度動(dòng)作——托馬斯全旋進(jìn)行生物力學(xué)的分析[7]。

通過生物力學(xué)的角度分析動(dòng)作，可得知，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在做托馬斯全旋的技術(shù)動(dòng)作過程中：

其重心的變化是由上至下的，重心的制高點(diǎn)在于雙手做后支撐時(shí)。

做空中分腿時(shí)要在保證一定角度的同時(shí)增加擺腿速度，并在單手支撐時(shí)要尋找身體的支撐點(diǎn)及重心，在保證身體的平衡的同時(shí)擺腿的角度也要增大。

運(yùn)動(dòng)員在做托馬斯全旋時(shí)，單手支撐的時(shí)間要大于雙手支撐的時(shí)間，而單手支撐的著力點(diǎn)是很難尋找的，必須通過反復(fù)的單一動(dòng)作訓(xùn)練來尋找支撐的平衡點(diǎn)。

在雙手做支撐的過程中，運(yùn)動(dòng)員要尋找好兩肩的角度，過大或過小都不利于完成難度動(dòng)作。

并且此技術(shù)動(dòng)作對運(yùn)動(dòng)員的腰腹、肱三頭肌、股四頭肌的肌肉力量有很高的要求，要對以上肌群進(jìn)行針對性訓(xùn)練，有效增強(qiáng)肌肉力量。

此技術(shù)動(dòng)作對運(yùn)動(dòng)員的柔韌性也提出了一定的要求，要增加腿、髖的柔韌性，以便保持動(dòng)作的美觀性。

綜上所述，在練習(xí)托馬斯全旋時(shí)，運(yùn)動(dòng)員需要進(jìn)行柔韌、平衡力、支撐力及肌肉力量等方面的訓(xùn)練，并要在反復(fù)練習(xí)單一動(dòng)作的過程中尋找平衡點(diǎn)，在單一動(dòng)作達(dá)標(biāo)后進(jìn)行完整技術(shù)動(dòng)作的銜接。

三、結(jié)論與建議

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的過程中，合理的運(yùn)用生物力學(xué)的理論知識，可以科學(xué)有效的提高運(yùn)動(dòng)員對技術(shù)動(dòng)作的科學(xué)認(rèn)識。

讓運(yùn)動(dòng)員在熟練掌握生物力學(xué)的原理后再進(jìn)行動(dòng)作練習(xí)可以有效的減少運(yùn)動(dòng)損傷，樹立正確的運(yùn)動(dòng)理論基礎(chǔ)。

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)可為技術(shù)動(dòng)作提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)，但要結(jié)合運(yùn)動(dòng)員自身進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練設(shè)計(jì)，不是所有運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練模式都是統(tǒng)一的。

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理在體育運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用過程中也存在局限性，會(huì)受到運(yùn)動(dòng)員自身的身體素質(zhì)及心理素質(zhì)的影響。

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