大學(xué)生原地縱跳時(shí)下肢力量的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)探索分析

□ 劉弋飛 岳艷鮮 李 悅 秦 凱 張 ?。ㄊ锥俭w育學(xué)院 北京 100191）

大學(xué)生原地縱跳時(shí)下肢力量的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)探索分析

□ 劉弋飛 岳艷鮮 李 悅 秦 凱 張 ?。ㄊ锥俭w育學(xué)院 北京 100191）

大學(xué)生的健康體魄是中華民族旺盛生命力的體現(xiàn)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的實(shí)驗(yàn)和方法研究大學(xué)生下肢力量的相關(guān)問(wèn)題具有重要意義。本文針對(duì)大學(xué)生下肢力量素質(zhì)普遍下降的問(wèn)題，將體育系運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)大學(xué)生與非體育系普通大學(xué)生進(jìn)行對(duì)比分析，找出兩組學(xué)生之間的差異，揭示參加體育運(yùn)動(dòng)和鍛煉對(duì)改善下肢肌肉力量素質(zhì)問(wèn)題是否有積極的作用。

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué) 下肢力量 實(shí)驗(yàn)和方法

“健康的體魄是青少年為祖國(guó)和人民服務(wù)的基本前提，是中華民族旺盛生命力的體現(xiàn)”?？v向起跳（簡(jiǎn)稱“縱跳”）動(dòng)作是人體在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，依靠身體各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，發(fā)揮下肢肌群最大爆發(fā)力，以達(dá)到最佳縱跳效果的技術(shù)動(dòng)作。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于下肢力量的研究大多數(shù)都是小樣本量和專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員的特征及訓(xùn)練方法研究，缺少對(duì)非體育專項(xiàng)普通大學(xué)生群體的研究；大多數(shù)研究都集中在對(duì)下蹲跳（CMJ）和半蹲跳（SJ）的縱跳形式的研究，對(duì)連續(xù)縱跳（CJb）和直膝跳（CJs）的力學(xué)參數(shù)研究較少；多使用動(dòng)力學(xué)、肌肉力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，忽視運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)縱跳特征分析研究的重要性。本研究對(duì)體育系大學(xué)生和非體育系大學(xué)生縱跳進(jìn)行運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，在下肢力量生物力學(xué)參數(shù)的對(duì)比分析的基礎(chǔ)上對(duì)不同縱跳形式下的若干力學(xué)參數(shù)之間的特征差異和相關(guān)性進(jìn)行了初步研究，旨在為促進(jìn)大學(xué)生下肢力量素質(zhì)的提高提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1、研究對(duì)象與方法

1.1、研究對(duì)象

研究對(duì)象選取首都體育學(xué)院本科生200人，其中體育系學(xué)生108人（均為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練專業(yè)），非體育系學(xué)生92人（包括體育新聞、體育經(jīng)濟(jì)管理、運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)）。

1.2、研究方法

（1）文獻(xiàn)資料法。

檢索和閱讀與運(yùn)動(dòng)員和大學(xué)生原地縱跳及下肢力量訓(xùn)練相關(guān)的文獻(xiàn)資料，收集整理并分析相關(guān)的研究成果。

（2）實(shí)驗(yàn)法。

利用瑞士產(chǎn)Kistler測(cè)力臺(tái)（Type 9290 Q01）、關(guān)節(jié)角度尺和節(jié)拍器對(duì)200名受試者完成SMJ（counter movement jump）、SJs（counter movement jump swing arms）和 CJb（Continuous Jump Bent Leg Reference）三個(gè)技術(shù)動(dòng)作的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

（3）數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用測(cè)力臺(tái)自帶軟件Quattro Jump進(jìn)行采集，采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)。

2、結(jié)果與分析

2.1、CMJ縱跳實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析

體育系男生和非體育系男生相比，起跳高度、功率、騰空時(shí)間、離臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度、快肌纖維百分比均有非常顯著差異，緩沖時(shí)間和蹬伸時(shí)間有顯著差異；體育系女生和非體育系女生相比，起跳高度、功率、瞬時(shí)力值、騰空時(shí)間、離臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度、快肌纖維百分比均有非常顯著差異。

CMJ測(cè)試中，不論體育系還是非體育系的男生和女生之間，多項(xiàng)參數(shù)都具有顯著性的差異，包括瞬時(shí)力值、功率、離臺(tái)瞬時(shí)速度、快肌纖維比和起跳高度。這是由于男女生性別的差異導(dǎo)致的能力上的差距。兩組男生之間的差異和兩組女生之間的差異大致相同，起跳高度、功率、騰空時(shí)間和離臺(tái)瞬時(shí)速度有顯著性差異，這是由于體育系大學(xué)生接受過(guò)專業(yè)的下肢力量訓(xùn)練，競(jìng)技比賽激烈的競(jìng)爭(zhēng)需要強(qiáng)大的力量、速度等素質(zhì)的支撐，從而使得體育系學(xué)生的素質(zhì)本身就高于了普通學(xué)生。同時(shí)，體育系學(xué)生的快肌纖維比也遠(yuǎn)高于普通學(xué)生?？旒±w維決定了爆發(fā)力和速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大能量。體育系學(xué)生和非體育系學(xué)生以及男生和女生之間快肌纖維比例的差異，極大可能是由于長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練造成的。瞬時(shí)力值指標(biāo)，兩組男生之間無(wú)顯著差異，而兩組女生之間卻存在非常顯著差異。因?yàn)槟猩蠖嘞矚g運(yùn)動(dòng)，有良好的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，因此在力量方面非體育系男生與體育系男生并無(wú)太大差別，而造成起跳高度存在顯著差異的原因可能是蹬伸時(shí)間、離臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度或錯(cuò)誤的發(fā)力順序等其他因素的影響。相反，女生的生活習(xí)慣則大不相同，通常有跑步習(xí)慣的女生不多，有規(guī)律性其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目習(xí)慣的女生更少，因此導(dǎo)致蹬伸力量和彈跳能力較差，而體育系女生需要定時(shí)參加訓(xùn)練，且保證一定的訓(xùn)練負(fù)荷，反映在測(cè)試結(jié)果中就是瞬時(shí)力值明顯大于非體育系女生。彈性勢(shì)能利用率（即肌肉拉伸效果）非體育系男生和女生具有顯著性差異，體育系男生和女生具有非常顯著性差異，但兩組男生之間和兩組女生之間卻沒(méi)有顯著性差異。這表明彈性能利用率與運(yùn)動(dòng)習(xí)慣和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度無(wú)顯著性差異，與性別有關(guān)，男女生之間存在一定的差異，且男生的彈性能利用率高于女生。

2.2、CJb縱跳實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析

體育系男生和非體育系男生相比，平均高度、功率和瞬時(shí)力值均有非常顯著差異，速度耐力指數(shù)和自愿努力指數(shù)有顯著差異；體育系女生和非體育系女生相比，平均高度、功率、瞬時(shí)力值、時(shí)間、速度耐力指數(shù)、自愿努力指數(shù)和高度疲勞指數(shù)均有非常顯著差異。CJb測(cè)試中，不論體育系還是非體育系的男生和女生之間，多項(xiàng)參數(shù)具有顯著性的差異，包括平均高度、功率、瞬時(shí)力值和最大高度，這是由于男女性別的差異導(dǎo)致的能力上的差距，與CMJ測(cè)試結(jié)果一致。兩組男生之間和兩組女生之間大部分指標(biāo)的差異相同，平均高度、平均功率、平均瞬時(shí)力值和最大高度均有非常顯著性差異，這是由體育系大學(xué)生日常的專業(yè)訓(xùn)練及負(fù)荷強(qiáng)度等決定的。任何專項(xiàng)都離不開(kāi)下肢力量的訓(xùn)練，因此造成了這些基礎(chǔ)指標(biāo)呈現(xiàn)出較大差異，也反映出非體育系大學(xué)生在彈跳能力方面與體育系大學(xué)生存在較大的差距。平均接觸時(shí)間指標(biāo)，指的是每次起跳接觸測(cè)力臺(tái)的時(shí)間的平均值，非體育系男生和女生之間存在非常顯著差異，體育系男生和女生之間無(wú)顯著差異，兩組男生之間無(wú)顯著差異，兩組女生之間存在非常顯著差異。這表明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)非體育系普通女大學(xué)生連續(xù)縱跳動(dòng)作的作用時(shí)間指標(biāo)有顯著的影響，即非體育系女大學(xué)生可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)來(lái)減小下肢蹬伸力量與地面的作用時(shí)間，從而改善彈跳能力。CJb連續(xù)縱跳中的速度耐力指標(biāo)反映的是肌肉維持速度的能力，即發(fā)展在時(shí)間功能的高功率輸出能力。非體育系和體育系的男生和女生之間均無(wú)顯著差距，兩組男生之間存在顯著差異，兩組女生之間存在非常顯著差異，可以看出體育系學(xué)生總體的速度耐力好于非體育系學(xué)生且女生之間的差距更大。因此，體育系大學(xué)生總體的速度耐力要稍好于非體育體大學(xué)生。

2.3、CJs縱跳實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析

體育系男生和非體育系男生相比，平均高度和最大高度均有非常顯著差異，時(shí)間和腿平衡指數(shù)有顯著差異；體育系女生和非體育系女生相比，平均高度、功率、時(shí)間和最大高度均有非常顯著差異，腿平衡指數(shù)有顯著差異。

CJs測(cè)試中，不論體育系還是非體育系的男生和女生之間，多項(xiàng)參數(shù)具有顯著性的差異，包括平均起跳高度、平均功率、腿剛度和最大高度。本研究中，四組研究對(duì)象的腿剛度值無(wú)顯著性差異，表明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練并沒(méi)有對(duì)腿剛度造成嚴(yán)重的影響。在運(yùn)動(dòng)和訓(xùn)練的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)腿剛度給予重視，不宜過(guò)大或過(guò)小。接觸時(shí)間指標(biāo)，非體育系男生和女生之間有顯著差異，體育系男生和女生之間無(wú)顯著差異；兩組男生之間存在顯著差異，兩組女生之間存在非常顯著差異。結(jié)果表明，體育系學(xué)生接觸時(shí)間較非體育系學(xué)生更短。落地的瞬間，小腿伸肌群從離心收縮迅速轉(zhuǎn)為向心收縮，在此過(guò)程中可以借助牽張反射的作用增加就得機(jī)械效率，接觸時(shí)間短有利于在下一次起跳中利用牽張反射的作用。腿平衡指數(shù)，是指腿的功能結(jié)構(gòu)的平衡，男女之間無(wú)顯著差異，兩組男生之間和兩組女生之間均存在顯著差異，表明體育系學(xué)生的腿平衡指數(shù)好于非體育系學(xué)生。

3、結(jié)論及建議

3.1、結(jié)論

（1）非體育系普通大學(xué)生下肢力量的多項(xiàng)指標(biāo)（包括下肢蹬伸力量、與測(cè)力臺(tái)接觸時(shí)間、速度耐力、快肌纖維比、腿平衡指數(shù)等）都弱于體育系大學(xué)生，且女生之間的差距更明顯；

（2）男生的彈性能利用率好于女生，男生達(dá)到良好以上，女生未達(dá)到良好。該指標(biāo)存在著明顯的性別差異，是否與參加體育鍛煉或運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練有關(guān)還需進(jìn)一步研究；

（3）下肢蹬伸力量與功率高度正相關(guān)，功率越大，下肢蹬伸力量越大；與作用時(shí)間高度負(fù)相關(guān)，時(shí)間越長(zhǎng)，下肢蹬伸力量越??；

（4）起跳高度和作用時(shí)間與功率高度相關(guān)，可以用起跳高度和作用時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)功率值大小；

（5）快肌纖維比與騰空時(shí)間和離板的瞬時(shí)速度呈高度正相關(guān)，可以用騰空時(shí)間和離板的瞬時(shí)速度來(lái)預(yù)測(cè)肌肉中快肌纖維的比例；

（6）彈性能利用率男女生情況不同，兩組男生與其他指標(biāo)均無(wú)顯著相關(guān)，兩組女生與起跳高度、離臺(tái)瞬時(shí)速度呈一般中度相關(guān)。

3.2、建議

（1）非體育系普通大學(xué)生下肢力量薄弱，尤其是女生，需要引起強(qiáng)烈的重視，使用科學(xué)的訓(xùn)練方法發(fā)展下肢力量素質(zhì)；

（2）大學(xué)生普遍存在著膝、踝及下肢神經(jīng)肌肉功能弱于髖及大腿的現(xiàn)象，還需要進(jìn)一步發(fā)展膝、踝及下肢肌肉的功能；

（3）普通大學(xué)生慢肌纖維相對(duì)發(fā)達(dá)，訓(xùn)練中既要考慮絕對(duì)力量的發(fā)展，更要考慮輸出高功率的能力。

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A

1006-8902-（2017）-12-ZQ

劉弋飛（1994-），性別：男，民族：漢族，籍貫：山東，學(xué)歷：碩士研究生，職稱：無(wú)，研究方向：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)。

張?。?963-），男，漢族，副教授，研究方向：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)。