國內(nèi)網(wǎng)球生物力研究現(xiàn)狀及發(fā)展
——基于2007-2011年4種文獻來源計量分析

蔣 婷

（北京體育大學(xué)研究生院，北京 10084）

國內(nèi)網(wǎng)球生物力研究現(xiàn)狀及發(fā)展
——基于2007-2011年4種文獻來源計量分析

蔣 婷

（北京體育大學(xué)研究生院，北京 10084）

采用文獻計量方法對4種文獻來源2007-2011 年發(fā)表的網(wǎng)球生物力學(xué)相關(guān)論文進行了數(shù)量分布、來源分布以及研究重點的分析，旨在了解有關(guān)網(wǎng)球生物力學(xué)研究的最新動態(tài)以及為未來的研究方向提出參考。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，關(guān)于網(wǎng)球生物力學(xué)研究總體呈上升趨勢，其中優(yōu)秀碩士論文中相關(guān)文獻最多；研究主題以網(wǎng)球技術(shù)動作分析范疇最受關(guān)注。通過分析發(fā)現(xiàn)，近年來相關(guān)文獻存在研究內(nèi)容的過于表淺、缺乏因果關(guān)系探討以及外推效度差等的問題。

網(wǎng)球；生物力學(xué)；現(xiàn)狀

隨著近年來我國網(wǎng)球項目科研水平的快速提高，對網(wǎng)球相關(guān)生物力學(xué)研究方法也展開了積極的探索。本文應(yīng)用文獻計量學(xué)方法，對2007-2011年國內(nèi)網(wǎng)球項目相關(guān)生物力學(xué)研究狀況和發(fā)展趨勢進行統(tǒng)計分析，旨在了解有關(guān)國內(nèi)網(wǎng)球項目生物力學(xué)研究的最新動態(tài)。

1 材料與方法

本文利用中國知網(wǎng)（CNKI）的高級檢索系統(tǒng)，以網(wǎng)球為關(guān)鍵詞，檢索國內(nèi)體育類核心期刊（前10位）、博士論文、優(yōu)秀碩士論文、重要會議中2007-2011年刊載的論文。根據(jù)文章的內(nèi)容對檢索到的論文進行篩選，最終得到關(guān)于網(wǎng)球技術(shù)動作生物力學(xué)分析的論文31篇。在認真查閱原文的基礎(chǔ)上，對所檢論文進行了綜合分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 國內(nèi)網(wǎng)球生物力學(xué)研究的文獻分布（表1）

2.1.1 網(wǎng)球生物力學(xué)研究年代分布各年度關(guān)于網(wǎng)球生物力學(xué)研究的文獻量占的百分比依次為3.2%、22.5%、22.5%、32.2%、19.4%。與2007年相比，2008出現(xiàn)了劇增，2010年至高峰，之后又有一定的回落，說明近年來網(wǎng)球科研領(lǐng)域?qū)ι锪W(xué)研究的運用的重視度有所提高。

2.1.2 網(wǎng)球生物力學(xué)研究文獻來源分布4大文獻來源對網(wǎng)球動作生物力學(xué)研究的重視程度不同。2007-2011年，核心期刊、優(yōu)秀碩士論文、博士論文、重要會議各自研究網(wǎng)球技術(shù)生物力學(xué)所占的比例分別為12.9%、51.6%、3.2%、32.2%，其中優(yōu)秀碩士論文研究網(wǎng)球生物力學(xué)的最多，占51.6%。此外，5年中，核心期刊發(fā)表的關(guān)于網(wǎng)球生物力學(xué)的論文僅4篇，充分說明這類研究并沒有成為熱點。

2.1.3 網(wǎng)球生物力學(xué)研究文獻主題分布根據(jù)文獻論文內(nèi)容的主要特征，結(jié)合生物力學(xué)及網(wǎng)球項目相關(guān)理論，可以將檢索到的論文分別歸入3個不同的研究方向，即技術(shù)分析（運動學(xué)、用力學(xué)、生物學(xué)）、損傷（骨、肌肉）、裝備（鞋、拍弦）。從本次統(tǒng)計來看，技術(shù)分析獨占鰲頭，共計23篇，占74.2%；其他方面的研究相對較少，損傷12.9%（4篇），裝備12.9%（4篇）。技術(shù)動作分析受到更多的關(guān)注，主要是因為技術(shù)分析的設(shè)備日益進步和完善，生物力學(xué)研究受儀器設(shè)備的制約。

2.2 關(guān)于網(wǎng)球技術(shù)動作生物力學(xué)研究主題的分布（表2）

2.2.1 技術(shù)分析技術(shù)動作分析是生物力學(xué)的一個重要的組成部分，是根據(jù)現(xiàn)代運動生物力學(xué)的基本理論與方法，對網(wǎng)球運動基本技術(shù)動作特征與原理進行分析，從而提出技術(shù)動作改進與提高方案。近年來在網(wǎng)球生物力學(xué)技術(shù)分析主要研究集中在以下幾個方面：

第一，發(fā)球技術(shù)。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，國外優(yōu)秀男子選手發(fā)球技術(shù)模式值得借鑒，其主要指標如下：球離手高度平均為1.745m～1.79m，離手高度比較合理，向后引拍階段動作結(jié)束時右肘關(guān)節(jié)角度平均為86.74°，保持較大的肘關(guān)節(jié)角度的情況選將有利于向前揮拍時肘關(guān)節(jié)的快速發(fā)力。向前揮拍擊球動作階段，最大重心高度平均為1.16m，擊球點的平均高度是身高的1.47倍，較高的擊球點能為發(fā)球創(chuàng)造了良好的條件。拋球的最高點與擊球點的落差平均為0.68m，較小的落差有利于運動員對空中球的位置判斷與控制，減小擊球失誤率。

表1 2007-2011 年關(guān)于網(wǎng)球生物力學(xué)研究論文情況 N=31

表2 2007-2011 年網(wǎng)球動作生物力學(xué)研究主要內(nèi)容 N=31

有學(xué)者比較了國內(nèi)外不同水平男子選手的發(fā)球技術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在拋球過程中，需要始終保持肘關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，國內(nèi)高水平選手拋球動作手臂關(guān)節(jié)角度變化幅度小于低水平選手，在屈膝最大角度方面同樣如此。在蹬伸過程中，國內(nèi)高水平選手膝關(guān)節(jié)最大角速度以及腿部發(fā)力效率均大于低水平選手，而在膝關(guān)節(jié)最大角速度和最小肘關(guān)節(jié)角度方面均小于國外優(yōu)秀選手。在擊球過程中，國內(nèi)高水平選手身體各環(huán)節(jié)的最大角速度和相對擊球高度均大于低水平選手。關(guān)于發(fā)球動作引拍形式，主要分為有下擺與無下擺2種。有研究表明，無下擺引拍發(fā)球的搔背幅度較小，對球拍做功的加速距離短，但無下擺引拍發(fā)球在擊球發(fā)力方面表現(xiàn)出更多的爆發(fā)性，對拍頭加速的效果與有下擺的引拍方式相比，無顯著性差異。

徐龍宇的研究是通過相鄰環(huán)節(jié)的加速與制動關(guān)系，推導(dǎo)出網(wǎng)球發(fā)球動作動力鏈模型：起始位膝關(guān)節(jié)蹬伸的反作用力，髖關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)依次加速與制動將能量傳遞到拍頭最終實現(xiàn)擊球。膝關(guān)節(jié)、軀干以及腕關(guān)節(jié)是動力鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。孫宇亮的研究結(jié)果有所不同，認為網(wǎng)球發(fā)球擊球過程的發(fā)力順序為髖、膝、踝、軀干、肩、肘、肩、腕。發(fā)球過程中從肌肉的激活順序看，上肢三角肌最先放電，背闊肌最后放電；下肢肌肉脛骨前肌最先激活，腓腸肌最后放電。

第二，正手技術(shù)。在網(wǎng)球的各項基本技術(shù)中，正手擊球是運用最多的一種擊球方式，出色的正手技術(shù)可以贏得賽場上更多的主動。有研究對當今世界優(yōu)秀選手正手平擊球和上旋球在空中的飛進軌跡和落地后反彈效果進行定性分析與評價。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與上旋球相比正拍平擊球飛進路線相對更平直，落地彈跳低，球的速度快、力量大，但下網(wǎng)和出界的概率更高。而正拍上旋球飛行弧線高，下降速度快，落地反彈后有加速，同時具有更高的安全性。開放式正手擊球時采用西方式握拍更易打出強烈的上旋球，環(huán)轉(zhuǎn)式揮拍及鞭打式擊球能更大的發(fā)揮正手擊球力量、速度和旋轉(zhuǎn)，此項技術(shù)代表了當今網(wǎng)壇正手底線技術(shù)發(fā)展的主潮流。關(guān)于正手擊球過程發(fā)力順序，有研究表明，在擊球動作過程中兩種擊球動作的放電順序無顯著性差異；主要用力肌肉是肱二頭肌、斜方肌、三角肌前部、肱橈肌以及胸大??；在關(guān)節(jié)角度方面，正手擊球動作瞬間，擊上旋球時拍面與地面的夾角是35.4°，上臂前臂夾角是104.7°，大臂與軀干的夾角是37.6°。平擊球瞬間拍面與地面夾角基本與地面垂直，上臂前臂夾角是120.7°，大臂與軀干的夾角是57.6°。

胡啟權(quán)的研究則更為細致地分析了正手上旋球技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在引拍階段并不是呈直線加速形式，而是在引拍動作結(jié)束前有一個明顯的減速調(diào)整的過程，目的是為了對擊球動作有所調(diào)整以及使其更符合肌肉收縮特點。在正手上旋球擊球過程中，人體重心動量矩傳遞過程是由近端向遠端傳遞，但保留著一定的動量矩為觸球瞬間做準備。擊球時以軀干為軸，進行類似鞭打發(fā)力的方式，能在時間和空間有限的情況下?lián)舫龈哔|(zhì)量的球。正手擊上旋球時膝關(guān)節(jié)隨著揮拍動作有機的屈伸將更符合現(xiàn)代網(wǎng)球多環(huán)節(jié)參與的技術(shù)理論。

當前網(wǎng)球技術(shù)動作基礎(chǔ)理論將下肢作為擊球的主要力量來源和起點。陳石的研究顯示，正手擊球動作，選手從不同位置出發(fā)，下肢在著地時都趨向于選擇對地面沖擊小且更為平緩的著地模式。隨著距擊球位置越遠，腳和地面作用過程中產(chǎn)生的垂直反作用力就會越大，以至于大幅度奔跑距離擊球時產(chǎn)生更高的損傷風(fēng)險。在擊球力量貢獻方面，腓腸肌在正手擊球動作起重要作用，而股直肌起的作用相對較低。在擊球階段，下肢肌肉明顯的減少了向上蹬升，使身體在揮拍擊球的過程中盡量保持穩(wěn)定狀態(tài)，將對高擊球的質(zhì)量提供有利條件。

第三，反手技術(shù)。反手技術(shù)分為單手反手與雙手反手2種技術(shù)。目前在職業(yè)網(wǎng)壇中絕大部分選手使用雙手反拍擊球。林鋒的研究分析了反拍上旋球技術(shù)，發(fā)現(xiàn)擊球效果取決于拍面與地面夾角和拍頭角度的有效組合且呈負相關(guān)。重心位置應(yīng)控制在垂直于地面且高于擊球點 0.118m 的高度。在雙手反拍擊上旋球過程中，引拍階段結(jié)束時肩髖角應(yīng)控制在髖關(guān)節(jié)連線后43.936°，擊球瞬間肩髖角控制在髖關(guān)節(jié)連線前 18.370°，背闊肌和腹外斜肌協(xié)調(diào)收縮能力的提高將有利于形成最佳肩髖角度數(shù)。從肌肉參與工作情況看，左側(cè)股直肌、右側(cè)腓腸肌后部、左側(cè)肱橈肌、左側(cè)腓腸肌后部、右側(cè)股直肌、左側(cè)三角肌前部、右側(cè)三角肌后部和左側(cè)肱二頭肌為主要的工作肌肉。于勇的研究表明，正反手有很多相同之處，如正反手擊球時臂拍角、肩角大約都是90°。2種技術(shù)在擊球瞬間膝、髓、肩、肘、腕關(guān)節(jié)以及球拍的速度都依次呈遞增的趨勢，說明兩者均符合鞭打動作原理的。

2.2.2 運動損傷第一，網(wǎng)球肘。在網(wǎng)球運動中，單手反手擊球被認為是最容易引發(fā)“網(wǎng)球肘”發(fā)生的動作技術(shù)。廖蘇研究結(jié)果顯示，網(wǎng)球初學(xué)者在動作技術(shù)上的缺陷為“網(wǎng)球肘”損傷產(chǎn)生的潛在危險因素。擊球瞬間碰撞力的產(chǎn)生使前臂旋前的力矩對保持前臂旋后狀態(tài)的初學(xué)者來說成為了重要的損傷危險因素。在肌肉參與工作方面，肱三頭肌和旋前圓肌在揮拍階段積分肌電和之間有相關(guān)，揮拍加速最大時刻的拍臂角和碰撞力峰值也存在相關(guān)，這表明單手反拍擊球動作是一個肌肉協(xié)調(diào)活動的過程。破壞了這種肌肉協(xié)調(diào)用力，容易導(dǎo)致運動損傷的出現(xiàn)。

第二，肩部損傷。肩部的損傷在網(wǎng)球選手中也十分常見，其中發(fā)球擊球階段是肩關(guān)節(jié)最大發(fā)力期，此時也最容易發(fā)生損傷。吳國梁的研究分析了業(yè)余選手發(fā)球技術(shù)動作與肩部損傷的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)最大用力時過度外展是造成肩部損傷的主要原因?；加屑绮繐p傷者在搔背期表現(xiàn)出下肢發(fā)力順序錯亂、搔背末期腳向上蹬起離地過晚，而且上下肢力量較差，綜合這些因素導(dǎo)致選手在發(fā)球揮拍擊球過程中大臂外展過大，進而造成運動員的損傷加劇。

第三，盂肱關(guān)節(jié)。盂肱關(guān)節(jié)既是軀干和上肢的連接點，同時是保證上肢完成三維活動的重要結(jié)構(gòu)。但由于缺乏骨性限制，盂肱關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性有賴于關(guān)節(jié)囊、韌帶、肩關(guān)節(jié)周圍肌肉來維持，所以也是最不穩(wěn)定、最常發(fā)生脫位的關(guān)節(jié)之一，約占所有關(guān)節(jié)脫位的45%。柳愛蓮的研究對青少年網(wǎng)球選手盂肱關(guān)節(jié)內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)肌力進行等速向心肌力測試與評價。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于盂肱關(guān)節(jié)內(nèi)旋、外旋肌力年齡因素影響不顯著。優(yōu)勢臂外旋與內(nèi)旋肌力比值明顯小于非優(yōu)勢臂。

第四，身體成分與骨密度。李薇通過研究發(fā)現(xiàn)，長期有規(guī)律的網(wǎng)球訓(xùn)練對青少年男性的身體成分及骨密度的影響較小，表現(xiàn)出瘦體重增加，體脂減少，體脂百分比降低的趨勢。長期有規(guī)律的網(wǎng)球訓(xùn)練對上肢身體成分及骨密度的影響明顯大于下肢。上肢優(yōu)勢側(cè)瘦體重、總重及骨量、骨密度明顯高于非優(yōu)勢側(cè)上肢。

2.2.3 網(wǎng)球裝備第一，網(wǎng)球鞋。網(wǎng)球運動特點要求網(wǎng)球鞋具備止滑性能以及能量回歸性能。陳福華對穿3種不同網(wǎng)球鞋時的下肢主要肌肉做功和鞋底的力學(xué)參數(shù)進行測量和分析。經(jīng)過止滑性試驗發(fā)現(xiàn)，3種鞋底止滑性無顯著差異，鴻星爾克“靈足”網(wǎng)球鞋的細密底紋亦屬二方連續(xù)花紋，在硬地球場有良好的止滑效果，但是其耐磨性有待提高，特別是在鞋頭腳趾部分。肌電實驗發(fā)現(xiàn)，穿3款網(wǎng)球鞋做交叉步往返跑時，下肢肌肉總做功Adidas Barricade網(wǎng)球鞋做功最少，其次是Nike Air Court網(wǎng)球鞋，然后是鴻星爾克“靈足”網(wǎng)球鞋。結(jié)果間接證明Adidas Barricade網(wǎng)球鞋能在網(wǎng)球運動中有較好的性能實現(xiàn)能量回歸。測力板在關(guān)于沖量值的實驗中發(fā)現(xiàn)，足弓部懸空設(shè)計優(yōu)于無懸空鞋底設(shè)計，原因是能夠在一定程度上減少足弓區(qū)域的沖量。

王明波研究了網(wǎng)球運動中常用步法的足底壓力，目的是為網(wǎng)球鞋的研制提供建議。研究結(jié)果顯示，發(fā)球階段左腳的最大應(yīng)力值大于右腳。在足部控制方面，左腳應(yīng)優(yōu)于右腳，左腳足底壓力中心的移動軌跡會對發(fā)球的成功率造成影響。另外，發(fā)球過程中后跟的極大應(yīng)力值顯著。從底線方面看，開放式擊球無論是正手還是反手，前腳掌的極大應(yīng)力值偏大，這也是主要造成網(wǎng)球鞋前腳掌極易磨損的原因。建議網(wǎng)球鞋在研制過程中應(yīng)加強左腳各部位的傷病預(yù)防，加強左腳的足部控制，后跟的減震效果以及前腳掌的耐磨性。并注意減小足底壓力中心在X方向的移動距離。

第二，網(wǎng)球拍弦。趙偉科的研究與拍弦磅數(shù)對擊球效果的影響有關(guān)，結(jié)果表明，優(yōu)秀選手對網(wǎng)球拍弦磅數(shù)變化的分辨能力與敏感度較低，優(yōu)秀選手擊球的落點與球拍磅數(shù)不存在顯著性相關(guān)。在底線擊球中優(yōu)秀選手對使用不同磅數(shù)的球拍有著很強的適應(yīng)能力與控制能力。但黃缽登的研究結(jié)果稍有不同，認為選手分辮網(wǎng)線張力的能力以自我檢測方式分辨力最高，平均約有5成的分辮力。而高水平選手的發(fā)球，低水平選手的正拍，平均分辨力都低于5成。未來研究可以著重測試選手在不同網(wǎng)線張力時擊球的表現(xiàn)，以幫助選手找到更適合本身所使用的網(wǎng)線張力。

3 存在的問題及未來研究展望

通過以上國內(nèi)網(wǎng)球生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀分析，可以看出有可喜的一面，同時也必須面對現(xiàn)實中存在的問題。

3.1 研究內(nèi)容的局限性

查閱2007-2011年關(guān)于網(wǎng)球生物學(xué)的研究，發(fā)現(xiàn)研究集中于對網(wǎng)球基本技術(shù)動作的現(xiàn)狀描述、個案研究；沒有建立理論性框架，外推的效度很差。網(wǎng)球是一個個性化極強的運動，但是其動作原理具有共性，是否可以利用生物力學(xué)技術(shù)建立技術(shù)動作的標準化是一個有待探討的問題。

3.2 對于網(wǎng)球生物力學(xué)的原理和實踐研究范圍需不斷拓展

該領(lǐng)域的研究不能停留在相關(guān)研究的水平上，而應(yīng)進一步分析其因果聯(lián)系，確定技術(shù)動作的差異對于擊球質(zhì)量以及運動損傷之間的關(guān)系，以便進一步提出改進技術(shù)動作的方法。

3.3 缺乏對于技術(shù)動作影響因素的研究

網(wǎng)球項目的技術(shù)動作的形成依賴于個體身體素質(zhì)的差異，身體素質(zhì)的缺乏將會制約技術(shù)動作的發(fā)揮，目前對于哪些素質(zhì)與網(wǎng)球技術(shù)的相關(guān)度最高，又是如何制約網(wǎng)球技術(shù)動作的發(fā)揮的，較為合理的技術(shù)動作需要選手的柔韌、力量、速度等基本素質(zhì)達到什么水平等問題知之甚少，這一系類研究將是未來的潛在課題。

3.4 在網(wǎng)球裝備領(lǐng)域研究的缺乏

如今網(wǎng)球運動的科技含量越來越高，現(xiàn)在我國至今幾乎沒有世界知名的網(wǎng)球品牌，也是由于這方面科研貧乏所導(dǎo)致，未來隨著我國網(wǎng)球整體水平的提高，裝備方面生物力學(xué)的研究必不可少。

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1674-151X（2012）08-037-03

10.3969/j.issn.1674-151x.2012.08.016

投稿日期：2012-05-17

蔣婷（1988 ～），在讀碩士研究生。研究方向：網(wǎng)球。