運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

李正宜（河南大學(xué)體育學(xué)院　河南開封　475000）

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

李正宜
（河南大學(xué)體育學(xué)院河南開封475000）

摘 要：為了探討我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀，從而進(jìn)一步分析我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展方向，對我國的十二種相關(guān)體育類核心報(bào)刊（2010年～2013年）發(fā)表的文章的探討領(lǐng)域、類別、方式等都進(jìn)行了系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分類與認(rèn)真的分析。有關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，針對運(yùn)動(dòng)技巧的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探討依舊當(dāng)前市場的主要方向，另外針對儀器設(shè)施、運(yùn)動(dòng)損傷的關(guān)注程度也在不斷的增加，方式與檢測方法和以前相比也有了顯著的提升。探討人員已經(jīng)從過去傳統(tǒng)的體育專業(yè)人士發(fā)展成為了當(dāng)今的一些其他非體育范圍的探討專家。但是我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在教科書方面依舊比較薄弱與缺乏。本研究在分析我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對我國生物力學(xué)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探究，希望以此為促進(jìn)我國生物力學(xué)的發(fā)展提供一些具有價(jià)值性的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)作為一門集生物學(xué)、力學(xué)與人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)綜合交叉于一體的學(xué)科。這些年，隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，人們對其關(guān)注度逐漸增加。第23屆國際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)年會在2005年8月22日至27日在北京市順利舉行。第十七屆全國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)年會于2014 年9月26日至29日在遼寧省大連市順利召開，大會主要針對運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)專業(yè)探討范圍的熱門關(guān)注問題進(jìn)行了深入的分析，展現(xiàn)了最先進(jìn)的，具有時(shí)代影響的科研結(jié)果，反映出了我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究能力，兆示了我國今后運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展目標(biāo)與前景。兩次盛會的舉行很大程度的促進(jìn)了我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展。

1　我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀

1.1對我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探討的方式

主要使用的是文獻(xiàn)資料參考法。通過查詢我國在2010年至2013年發(fā)表的175篇關(guān)于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的期刊文獻(xiàn)資料，其中包括了很多家體育重要期刊，例如體育科學(xué)、體育與科學(xué)、北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)、上海體育學(xué)院學(xué)報(bào)、中國體育科技、體育學(xué)刊等。對其中所涉及的選題、探討方式、探討類別等內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納分類與統(tǒng)計(jì)。

1.2針對論文的內(nèi)容進(jìn)行比對分析

主要內(nèi)容包括了兩大方面[1]，一個(gè)是論文探討的領(lǐng)域；另一個(gè)是針對探討內(nèi)容的變動(dòng)分析。在論文探討領(lǐng)域這一塊，在探討的過程中，175篇論文的選題都比較廣泛，基本上可以分成下面幾類[2]：對于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方法學(xué)的探討、對于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)基本概念的探討、對于運(yùn)動(dòng)技巧方式的探討、對于應(yīng)用生物力學(xué)鍛煉的探討、檢測手段、鍛煉儀器、檢測設(shè)備等的應(yīng)用探討與發(fā)明；對于運(yùn)動(dòng)配置和運(yùn)動(dòng)場地與實(shí)驗(yàn)室探討；在人體運(yùn)動(dòng)的建模和進(jìn)行電腦模擬；運(yùn)動(dòng)損傷的生物力學(xué)原理與康復(fù)方式的探討；正常人、特殊人群的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)區(qū)別探討[3]；運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)課本和教學(xué)方式的探討。目前針對運(yùn)動(dòng)技巧動(dòng)作的探究與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)基本探討的論文依舊是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探討的主要方向，已經(jīng)占據(jù)了全部論文的七成以上。應(yīng)用生物力學(xué)鍛煉、檢測方式與運(yùn)動(dòng)配置、檢測設(shè)備等的應(yīng)用研發(fā)則總共占了全部論文的12％左右，從這里我們可以發(fā)現(xiàn)，我國對于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的探討主要還是訓(xùn)練應(yīng)用，但是國際方面對于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的探討方向已經(jīng)開始轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ趹?yīng)用生物力學(xué)的概論和實(shí)踐及矯正形體康復(fù)的治療[4]，而且對于應(yīng)用生物力學(xué)的探討與競技性運(yùn)動(dòng)技巧的探討是同步發(fā)展，這也是我國與國際上其他發(fā)達(dá)國家對于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探討之間所存在的差距，具體數(shù)據(jù)見表1。

運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的生物力學(xué)機(jī)理和康復(fù)手段的探討有了較明顯的發(fā)展，例如“使用運(yùn)動(dòng)療法對跟腱損傷修補(bǔ)后的組織狀態(tài)學(xué)與力學(xué)特征”，這可以很大程度的開闊生物力學(xué)的探討范圍，有利于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和康復(fù)醫(yī)療的結(jié)合，跟國際上運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展形勢是一致的。涌現(xiàn)出了一批與奧運(yùn)會項(xiàng)目無關(guān)的探討[5]，例如“武術(shù)技巧的生物力學(xué)探究”“我國橄欖球職業(yè)選手王凱的打壘技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析”，盡管在數(shù)量上比較稀少，不過這卻可以說明我國大眾化體育的全方位發(fā)展已經(jīng)得到了體育科研工作員們的密切關(guān)注。這些包含了群眾生活的項(xiàng)目足以向我們預(yù)示著我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)將有著一片美好的未來，在今后它會進(jìn)入到人們的每一處運(yùn)動(dòng)生活中。

1.3針對探討內(nèi)容上的動(dòng)態(tài)探究

在過去的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探究中，目標(biāo)往往是一些優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)

員為主。探討的內(nèi)容一般就是運(yùn)動(dòng)技巧動(dòng)作的力學(xué)探究。然而隨著時(shí)代的發(fā)展，當(dāng)代運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的內(nèi)容探究已經(jīng)有了較大的改變[6]，開始設(shè)計(jì)到訓(xùn)練裝置、檢測鍛煉設(shè)備等領(lǐng)域，相關(guān)的論文也越來越多。例如“綜合力量測試與訓(xùn)練功能的生物反饋簡易裝置的研發(fā)”“劇烈運(yùn)動(dòng)條件下的運(yùn)動(dòng)服裝透氣性的探討”等。把普通群眾關(guān)注的問題也添加進(jìn)去了，例如“青少年男性穿不同運(yùn)動(dòng)鞋打籃球舒適度的動(dòng)力學(xué)探討”等。在探討內(nèi)容的方法學(xué)上也進(jìn)行了深層次的探討，希望能在方法學(xué)上進(jìn)行創(chuàng)新。攻破運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)這門學(xué)科的探討難關(guān)是研究者們一致在努力進(jìn)行的方向。把運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和當(dāng)今發(fā)展較快的醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)相統(tǒng)一，將這些學(xué)科成熟可靠的理論應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展中，已經(jīng)收獲了不錯(cuò)的成績。目前實(shí)驗(yàn)方式和理論模型相融合的探討在不斷的增多，例如：南京體育院校某教授提出的“跳水運(yùn)動(dòng)中的壓水花技巧”、遼寧某體育院校一個(gè)著名教授提出的“對自由滑雪運(yùn)動(dòng)中的技巧探究”等，都是實(shí)驗(yàn)方式和理論模型相統(tǒng)一的典例。陜西某體育院校一個(gè)著名的博士曾經(jīng)在神經(jīng)理論中對運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行了深層次的探討[7]，獲得了不錯(cuò)的體驗(yàn)收獲，讓我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)又開辟了一個(gè)新的探討領(lǐng)域。這些取得的科研結(jié)果將會很大程度的提升運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在我國體育學(xué)科中的應(yīng)用。例如“計(jì)算流體力學(xué)在我國賽車運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用”“使用逆向運(yùn)動(dòng)力學(xué)算出關(guān)節(jié)內(nèi)力大小的可靠性探究”，讓我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)不僅在研究層面更在研究方式上都開辟了新的空間，上升到了新的檔次，顯著縮短了世界發(fā)達(dá)國家之間存在的差距。運(yùn)動(dòng)技巧動(dòng)作的生物力學(xué)探討仍然在我國依然是主要方向。相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，有91篇論文是關(guān)于運(yùn)動(dòng)技巧的運(yùn)動(dòng)學(xué)探究，占了總數(shù)的52％，包含的項(xiàng)目有9個(gè)。田徑與體操的有59篇，占了運(yùn)動(dòng)技巧生物力學(xué)探討的64.83％。大體上來看，運(yùn)動(dòng)技巧類的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探討主要目標(biāo)是奧運(yùn)會的相關(guān)項(xiàng)目，反應(yīng)了我國體育科研主要是為了給備戰(zhàn)奧運(yùn)提供戰(zhàn)略性的指導(dǎo)作用，然而也有一些類似臺球、橄欖球、賽車等的非奧運(yùn)項(xiàng)目，雖然數(shù)量上不是很多，但是也反應(yīng)了我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的探討范圍出現(xiàn)了一定的變更，具體情況參照表2。

表1　論文選題領(lǐng)域詳細(xì)表

表2　運(yùn)動(dòng)技巧的生物力學(xué)探討分類詳情表

2　我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展趨勢

2.1研究內(nèi)容的增加

研究內(nèi)容開始從過去的單方面只為奧運(yùn)戰(zhàn)略提供指導(dǎo)性作用改為了朝競技體育上進(jìn)行開闊。伴隨著我國醫(yī)療科學(xué)與康復(fù)科技的迅速發(fā)展，相應(yīng)的骨科生物力學(xué)、臨床生物力學(xué)、康復(fù)生物力學(xué)與生物工程項(xiàng)目上的生物力學(xué)等，都會得到快速的提升，且已經(jīng)慢慢開始成為了國際運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的重點(diǎn)探討范圍。探討層面上的擴(kuò)張，在人體上的探討，已經(jīng)從關(guān)于人體整體運(yùn)動(dòng)的探討，慢慢的延生到不同環(huán)節(jié)與層次的進(jìn)一步探討；從關(guān)于人體運(yùn)動(dòng)的描述性探討，延生擴(kuò)展到探討運(yùn)動(dòng)過程中神經(jīng)肌肉的把控和運(yùn)動(dòng)體系與感受體系的融合。

2.2運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的生物力學(xué)探討

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)以后的發(fā)展方向必定會從過去簡單的在人體行為動(dòng)作技巧性的探究進(jìn)一步的延生到關(guān)于內(nèi)在機(jī)制的研究，有關(guān)運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)傷層面的探討的論文盡管不是很多，但是運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的探討會是生物力學(xué)新型的探討范圍。成都一所體育院校的知名教授曾經(jīng)就關(guān)于運(yùn)動(dòng)性急性創(chuàng)傷很火慢性創(chuàng)傷的手腕關(guān)節(jié)，使用了NSTRON 8874生物力學(xué)檢測體系開展了人體手腕關(guān)節(jié)軟骨盤“壓縮-扭動(dòng)”測試[8]，分析研究它的組織結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，有利于掌握創(chuàng)傷的原理，從而能夠采取正確有效的防范措施。南京一所體育院校的教授曾經(jīng)寫出的“股骨頸承受壓力的電腦模擬和它的骨折的生物力學(xué)原理探討”就是利用電腦模擬方式探討在不一樣的頸干角位置有著一樣的骨質(zhì)構(gòu)造、一樣的承受壓力下，它的股骨頸的應(yīng)力變動(dòng)規(guī)律，分析出了頸干角、骨質(zhì)密度和股骨頸骨折三者之間的聯(lián)系。這種探討會給增強(qiáng)有針對性的力量提升，給其預(yù)防與康復(fù)帶來理論上的參考。

2.3技術(shù)檢測探討方式

努力朝著滿足所有運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目需求、可以現(xiàn)場實(shí)時(shí)反饋檢測探究結(jié)果的儀器設(shè)施和方法包括帶來系統(tǒng)的檢測探究報(bào)告的設(shè)備設(shè)施和方法兩方面一起的方式發(fā)展。三維追蹤攝像的檢測方式會得到推行且成為大眾化，攝影、攝像的精準(zhǔn)度在不斷的提升，影像檢測點(diǎn)分辨、收集的智能化，檢測手段、遙測手段與肌肉動(dòng)力學(xué)檢測方式（包含離體或者在體肌肉力學(xué)檢測經(jīng)過）在以后一定會有進(jìn)一步的提升?？傮w上是向著遙測無線部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射和數(shù)據(jù)收集設(shè)備的縮小化與檢測進(jìn)行中和結(jié)果探究的迅速化。訓(xùn)練、檢測的方式方法在不停的進(jìn)行創(chuàng)新更新。

2.4傳統(tǒng)力學(xué)探究和力學(xué)建模分析

根據(jù)傳統(tǒng)力學(xué)的根本理論，加上人體的自身慣性變量，在指定的條件下為了描繪人體簡單運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)建模，使用拉格朗日方程式、動(dòng)量矩等概論力學(xué)求解，然后描繪或者解釋人體運(yùn)動(dòng)的成因、機(jī)制，或者分析人體神經(jīng)體系操控運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與運(yùn)動(dòng)的過程中人體的重要部位的承載情況。這些探究能夠給對人體的進(jìn)一步分析帶來概論層面的依據(jù)。創(chuàng)建人體運(yùn)動(dòng)的模型最開始是在20世紀(jì)80年代開始的生物力學(xué)概論探究。它主要是依據(jù)不一樣的人體運(yùn)動(dòng)創(chuàng)建出不同的人體模型，然后利用數(shù)學(xué)方面的語言去整體性正確的描繪運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)方法與運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的操控，同時(shí)根據(jù)測試測驗(yàn)創(chuàng)建人體運(yùn)動(dòng)的方程式與相對應(yīng)的邊界因素，然后利用電腦給這個(gè)繁瑣復(fù)雜的方程式進(jìn)行解答，從中得到的結(jié)果給人體的運(yùn)動(dòng)得出理論上的量化表達(dá)，這是一類很有創(chuàng)造性的探究領(lǐng)域。

3　結(jié)語

綜上所述，我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在不斷的發(fā)展，縮小與國外先進(jìn)水平的差距。相關(guān)的學(xué)術(shù)年會召開舉行，我國都會有很多優(yōu)秀的相關(guān)論文。不僅有過去比較傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)技巧動(dòng)作探討類的論文（依然占著多數(shù)），也涌現(xiàn)了很多非奧運(yùn)項(xiàng)目探討服務(wù)類的文章，例如棒球、賽車等，這是一個(gè)良好的勢頭，預(yù)示著我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探究領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)張，逐漸貼近于人們的日常生活，可以更好的為人體運(yùn)動(dòng)與其他例如醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)等進(jìn)行交叉發(fā)展，不僅有利于我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在今后的健康正確發(fā)展，也能更好的為社會提供服務(wù)，促進(jìn)社會的和諧進(jìn)步。

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中圖分類號：G804

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-2813（2015）06（a）-0019-02