運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究特征及方法綜合探究

甄 潔

（鄭州大學(xué)體育學(xué)院，河南 鄭州 450044）

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究特征及方法綜合探究

甄 潔

（鄭州大學(xué)體育學(xué)院，河南 鄭州 450044）

1 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究概述

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的概念提出于20世紀(jì)60年代，但是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)體育、生物學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科的各種活動(dòng)產(chǎn)生的影響早就存在。顯而易見，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、生理學(xué)、體育學(xué)、力學(xué)等有著十分密切的關(guān)系，這種關(guān)系使運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的研究更加全面化和復(fù)雜化，研究運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)也要求研究者具有較為廣泛的相關(guān)學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)。值得一提的是，在充分研究、解析運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的基礎(chǔ)上，全面、合理利用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的各項(xiàng)研究成果，將其應(yīng)用在與之相關(guān)的各學(xué)科教學(xué)、研究工作中，將會(huì)大大提升相關(guān)工作的研究效率，從而提高研究水平。因此，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是 一門符合時(shí)代發(fā)展的現(xiàn)代化、綜合性學(xué)科，值得每個(gè)人研究和學(xué)習(xí)。

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的應(yīng)用主要在體育教學(xué)、運(yùn)動(dòng)等方面，體育又分為大眾體育和競(jìng)技體育。大眾體育的研究主要目的是提高練習(xí)者的身體素質(zhì)，預(yù)防人體疾病，增強(qiáng)鍛煉者身體免疫力，預(yù)防人體器官的運(yùn)動(dòng)損傷，減少“職業(yè)病”的出現(xiàn)等。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用于大眾體育學(xué)科后，極大地提高了廣大民眾的身體素質(zhì)，促進(jìn)了全民精、氣、神的提高和改善。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近年來，西方許多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在大眾體育方面發(fā)揮了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的優(yōu)勢(shì)，并取得了許多有價(jià)值的成果。因此，如何更好地將運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用于大眾體育將是日后我國相關(guān)部門專家和學(xué)者等需要解決的問題。競(jìng)技體育方面，隨著體育運(yùn)動(dòng)在全球范圍內(nèi)知名度的提高和發(fā)展，體育越來越成為衡量國家綜合國力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。而為了更加專業(yè)、有效地訓(xùn)練競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)員、保護(hù)運(yùn)動(dòng)員的人身安全以及提高我國的競(jìng)技體育水平等，有必要將全面、科學(xué)、合理、實(shí)用的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)加入進(jìn)來。實(shí)踐也證明，舉重、體操、乒乓球、射擊、游泳以及田徑等運(yùn)動(dòng)，我國已經(jīng)取得了驕傲的成績(jī)，而這些都離不開廣大科研工作者對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與競(jìng)技體育學(xué)的研究。

2 現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法及基本特征

2.1 現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法

一般而言，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法可以分為理論研究和實(shí)際實(shí)驗(yàn)兩種類型。理論研究方法是在透徹理解運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)相關(guān)概念之后，運(yùn)用各種已得的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和數(shù)據(jù)，進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探索，最后獲得理論結(jié)果，成為一般性的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)規(guī)律；實(shí)驗(yàn)型的研究方法是在理論研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用各種現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)技術(shù)，研究和測(cè)定生物的運(yùn)動(dòng)，通過大量實(shí)驗(yàn)，得出準(zhǔn)確的數(shù)字、數(shù)據(jù)等。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)使這兩種研究方法相輔相成、互為表里，只有兩者充分結(jié)合，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果才更加科學(xué)和精確，對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究才更有意義，在日后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)才能更加有效果。

2.2 現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的基本特征

2.2.1 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的科學(xué)性 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的科學(xué)性是由于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究數(shù)據(jù)的收集、采納與整理都是準(zhǔn)確、迅速和精確的。此外，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的科學(xué)性提高了學(xué)科研究的時(shí)效性，保證了研究結(jié)果的正確性。以運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究運(yùn)用的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和高速生物運(yùn)動(dòng)攝像技術(shù)為例，高速攝像技術(shù)可以迅速捕捉生物運(yùn)動(dòng)時(shí)的某一局部動(dòng)作，使運(yùn)動(dòng)趨于靜止，方便研究人員的細(xì)致觀察；畫面捕捉到后再利用圖像采集器、數(shù)據(jù)縫隙軟件、PS技術(shù)等給予圖像以還原，甚至描繪生物的運(yùn)動(dòng)軌跡，預(yù)期生物的運(yùn)動(dòng)結(jié)果，計(jì)算生物運(yùn)動(dòng)過程中可能發(fā)生的突發(fā)狀況等，進(jìn)而可以分析影響生物運(yùn)動(dòng)各環(huán)節(jié)的因素，找出根源，解決問題。由此可知，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的科學(xué)性保證了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的實(shí)用性。

2.2.2 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的實(shí)用性 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的實(shí)用性是非常顯著的，因此運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)得到了廣泛的運(yùn)用。主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究成果較為準(zhǔn)確，可以作為衡量一些數(shù)據(jù)、結(jié)論等的標(biāo)準(zhǔn)，以判斷該實(shí)驗(yàn)的成功與否等；（2）無論運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究采用哪種方法，其普遍的特點(diǎn)是周期短，即運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方法能夠快速地發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，這對(duì)于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳播速度快、時(shí)代變遷迅速、各項(xiàng)技術(shù)飛速進(jìn)步的情況是十分必要的；（3）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的實(shí)用性還表現(xiàn)在研

究的可行性強(qiáng)方面。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)這個(gè)概念提出以前，即20世紀(jì)中葉以前，即使已經(jīng)有了運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的原理，但是由于社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平低、科學(xué)技術(shù)手段低等原因，世界各地的科學(xué)技術(shù)、學(xué)術(shù)研究等并不能夠有長足進(jìn)步，而到了20世紀(jì)后期，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)后，一些新型的發(fā)明、新型的研究技術(shù)等也被創(chuàng)新出來，這給予了研究運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)以支持，因此增加了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的可行性。這一點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的科學(xué)性是分不開的，同時(shí)也證明了這一學(xué)科研究的實(shí)用性。

2.2.3 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的唯物性 現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的方法除了以上兩種特征外，還具有唯物性的特點(diǎn)，體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的一切結(jié)論和規(guī)律將通過嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)得來，這就避免了研究、實(shí)驗(yàn)人員的主觀臆斷以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的唯心；（2）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究方法的核心是對(duì)辯證思維的運(yùn)用，即一切實(shí)驗(yàn)結(jié)果都要一分為二的看待，允許提出質(zhì)疑，這種辯證思維以生物學(xué)以及經(jīng)典力學(xué)等學(xué)科理論為依據(jù)，提高了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的科學(xué)性，也保障了現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的唯物性。

3 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的內(nèi)容與任務(wù)

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是一門研究人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)行為的課程，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的內(nèi)容與任務(wù)自然與其性質(zhì)、作用和功能分不開。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究?jī)?nèi)容包括在各種條件下人體運(yùn)動(dòng)的原因、行為特征以及與這些行為相關(guān)聯(lián)的一切動(dòng)作體系。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的任務(wù)就是將研究?jī)?nèi)容分析透徹，發(fā)現(xiàn)問題，在科學(xué)、合理、實(shí)用的方法和策略之下解決問題。此外，使人體在各種復(fù)雜的條件下更加暢快、迅速、安全、高效地進(jìn)行一系列力學(xué)動(dòng)作也是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究需要完成的任務(wù)。

值得注意的是，傳統(tǒng)的學(xué)科研究方法一般更注重對(duì)指導(dǎo)理念、演繹、思辨等的研究，忽略了實(shí)驗(yàn)的重要性，這種觀念和研究方法很容易造成研究成果脫離實(shí)際。這就需要研究人員充分運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析的定量化技能，以改正這種研究中的不足。建議相關(guān)人員進(jìn)行運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究時(shí)，在明確研究?jī)?nèi)容與任務(wù)的基礎(chǔ)上注意選用合理的研究方法，并注意培養(yǎng)研究人員的創(chuàng)新能力，處理好科學(xué)實(shí)驗(yàn)與辯證思維分析的關(guān)系，注重研究方法的實(shí)用、可靠性，這樣才能事半功倍地完成運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究。

4 我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展的困境及解決策略

4.1 我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的現(xiàn)存困境

（1）與國外發(fā)達(dá)國家的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究相比，我國的學(xué)科研究落后在一些基本的問題上，而這些基本問題正是使我國學(xué)科研究輸在起跑線上的原因。例如，我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的設(shè)備、研究指導(dǎo)理念、研究方法和手段落后等。（2）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科作為一門綜合性的研究學(xué)科，它的主要研究人群和中堅(jiān)力量應(yīng)該是廣大高校的學(xué)生和教師，然而，目前我國許多大學(xué)還存在不重視運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)課程的開展等現(xiàn)象，這就嚴(yán)重阻礙了我國運(yùn)動(dòng)力學(xué)研究的長足發(fā)展。（3）我國的運(yùn)動(dòng)力學(xué)學(xué)科研究成果在指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)實(shí)踐方面還有所欠缺。例如，在實(shí)際的運(yùn)動(dòng)技能練習(xí)與控制過程中，人體通過肌肉收縮控制和對(duì)抗外力，使整個(gè)機(jī)體保持平衡，進(jìn)而完成有效的指定動(dòng)作。這就需要對(duì)人體局部的肌肉力和肌肉力矩等進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量。然而，測(cè)量單一的肌肉是不可能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)整體的，因此在應(yīng)用運(yùn)動(dòng)力學(xué)學(xué)科的研究結(jié)果時(shí)，要結(jié)合相應(yīng)的實(shí)際情況，將理論計(jì)算的結(jié)果作為實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)量值的參考或者邊界約束條件，這樣才能更加準(zhǔn)確地得出實(shí)際結(jié)果，才能更加安全、高效、合理地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

4.2 我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究的發(fā)展途徑

目前，我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究存在的問題有：研究開展的時(shí)間短、經(jīng)驗(yàn)不足；研究的條件和基礎(chǔ)設(shè)施不完備；運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的內(nèi)容不夠豐富；研究的手段和方法不夠新穎；研究結(jié)果指導(dǎo)實(shí)踐的實(shí)用性不強(qiáng)；研究的理論方法和規(guī)律相對(duì)薄弱且極易達(dá)到瓶頸而不能突破。

從這幾個(gè)方面入手，我國未來的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究應(yīng)該采用以下幾種方法：（1）加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)相關(guān)學(xué)科教育的改革，特別是在廣大高校，使課程改革能夠適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的要求，滿足學(xué)生的求知欲望，以提高學(xué)生的素質(zhì)，也為我國的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究提供后備人才。（2）促進(jìn)與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究相關(guān)的其他學(xué)科的研究，因?yàn)檫@些學(xué)科之間是相輔相成的，它們研究的原理與應(yīng)用是相互配合的，一門學(xué)科研究結(jié)果的正確、精確與否直接關(guān)系到最終的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究工作進(jìn)行的成功與否。例如，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)人體肌肉、骨骼、關(guān)節(jié)、韌帶等的測(cè)量、研究，需要用到運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、臨床骨科等方面的知識(shí)和技能。只有實(shí)現(xiàn)了一系列學(xué)科研究的共同進(jìn)步，才能真正實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的成功，存在任何一塊短板都是不行的。（3）借助更多的研究方法和手段對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)進(jìn)行研究，包括吸取國外先進(jìn)國家的研究理論、加大在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方面的資金與人才投入。此外，借助優(yōu)化的數(shù)學(xué)測(cè)量方法、采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等也能大大提高運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科研究成功的可能性。

[ 1 ]羅建新.論現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方法的基本特征[ J ].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（1）.

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1674-151X（2017）12-050-02

投稿日期：2017-10-15

甄潔（1973～），講師，碩士。研究方向：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)。