Vicon系統(tǒng)對倫巴舞技術(shù)教學(xué)的力學(xué)分析研究

任春風(fēng)

摘 要：本文借用人體功效學(xué)、運(yùn)動生物力等相關(guān)學(xué)科知識，闡述如何采用先進(jìn)的力學(xué)儀器，通過實(shí)驗與分析、實(shí)驗反饋、實(shí)踐體驗，分析與解決被試者在倫巴舞舞步學(xué)習(xí)過程中下肢部位用力不當(dāng)?shù)膯栴}，并尋求合適的訓(xùn)練方法加以改進(jìn)，減少運(yùn)動損傷，從而提高舞蹈教學(xué)質(zhì)量，提升被試者的舞蹈技能水平，延長倫巴舞參與者的舞蹈生涯。

關(guān)鍵詞：vicon系統(tǒng) 倫巴舞 技術(shù)教學(xué)

落實(shí)大國體育、強(qiáng)國體育、全民體育的精神，選取時尚項目、應(yīng)用精密儀器、采用科學(xué)手段是學(xué)校體育的趨勢。倫巴舞是體育舞蹈中的一個舞種，舞步溫婉，音樂纏綿，深受學(xué)生們和教師們的熱愛，又是集聚時尚理念和缺乏科學(xué)實(shí)踐的教學(xué)綜合體?；诖?，讓倫巴舞技術(shù)教學(xué)更加科學(xué)有效，是促使其發(fā)展的重要手段。

一、現(xiàn)狀與意義

相關(guān)文獻(xiàn)顯示，2010年前我國對倫巴舞的研究只淺層涉及體育舞蹈整體的教學(xué)過程，2011年體育與健康課程新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后，相關(guān)研究逐年增加，針對倫巴舞單獨(dú)技術(shù)的研究開始出現(xiàn)，但對其技術(shù)特點(diǎn)的深入研究較為欠缺，且仍沒有科學(xué)、可操作性強(qiáng)的可依量化評價標(biāo)準(zhǔn)。這種情況嚴(yán)重制約了倫巴舞的發(fā)展和進(jìn)步。不成體系的、脫離人體力學(xué)的倫巴舞教學(xué)與訓(xùn)練更是造成練習(xí)者和舞蹈運(yùn)動員運(yùn)動損傷、運(yùn)動生涯短暫的重要原因。

二、基本概念

1.Vicon系統(tǒng)反饋

運(yùn)用Vicon三維運(yùn)動捕捉系統(tǒng)獲取人體運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)，借助系統(tǒng)模型建立適合個體的模型。同時借助SPSS17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將模型與數(shù)據(jù)分析結(jié)果運(yùn)用于課堂教學(xué)的循環(huán)教學(xué)模式，是對技術(shù)教學(xué)的質(zhì)量起到實(shí)時監(jiān)督與反饋的模式。

2.倫巴舞（Rumba）

倫巴舞是體育舞蹈項目中拉丁舞的其中一個舞種，通過邁步和重心轉(zhuǎn)移兩個過程完成每一個舞步，舞步具有穩(wěn)中擺、柔中韌、快合慢的特點(diǎn)。結(jié)合四分之四拍節(jié)奏，舞步曼妙有愛，舞態(tài)柔媚，又被稱為“愛情之舞”，是拉丁舞的精髓和靈魂。

三、實(shí)驗分析與結(jié)論

1.實(shí)驗方案

選取寧波第二技師學(xué)院體育舞蹈隊16名舞齡為4個月的無傷痛史的拉丁舞初學(xué)女性隊員為實(shí)驗對象，選取拉丁舞中倫巴舞的前進(jìn)走步（Walk）作為技術(shù)層面教學(xué)研究，使用Vicon公司生產(chǎn)的紅外三維動作捕捉系統(tǒng)（Oxford Metrics LtD，Oxford，UK），使用8個紅外攝像頭和Vicon Nexus軟件中的下肢模型，將8個紅外運(yùn)動捕捉攝像頭同時攝入16個Marker點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，生成個體數(shù)據(jù)模型來描述運(yùn)動過程。

2.實(shí)驗分析與結(jié)論

（1）髖關(guān)節(jié)三維力學(xué)分析與結(jié)論。髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動軌跡是區(qū)分拉丁舞舞種的一個重要標(biāo)志。倫巴舞注重“8”字循環(huán)，髖關(guān)節(jié)在矢狀面、冠狀面和水平面運(yùn)動的軌跡呈現(xiàn)動作的三維立體性。Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)實(shí)驗后的顯著性差異完全符合倫巴前進(jìn)走步的技術(shù)教學(xué)要求，并且明顯提升了技術(shù)水平。

髖關(guān)節(jié)在矢狀面上繞矢狀軸做屈伸關(guān)節(jié)運(yùn)動。實(shí)驗證明，Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)后一個周期倫巴舞前進(jìn)走步歩態(tài)中髖關(guān)節(jié)屈伸關(guān)節(jié)角度較系統(tǒng)反饋前要大。數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)動伸的角度在開始端增大，屈的角度在結(jié)束端增大，表明運(yùn)動幅度擴(kuò)大。

髖關(guān)節(jié)居軀干的中段，對于下肢關(guān)節(jié)的運(yùn)動起直接影響作用。髖關(guān)節(jié)在矢狀面繞著矢狀軸做屈伸運(yùn)動，屈伸過度容易形成“撅臀”和“扣胯”，致使身體重心不在垂直面上，影響身體重心與重量同時到位，也直接影響舞蹈形態(tài)美。

Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)后一個周期倫巴舞前進(jìn)走步歩態(tài)下髖關(guān)節(jié)外展內(nèi)收關(guān)節(jié)角度均值曲線較反饋前增大。髖關(guān)節(jié)在冠狀面繞著冠狀軸做外展內(nèi)收關(guān)節(jié)運(yùn)動時，關(guān)節(jié)活動幅度過大會導(dǎo)致重心不穩(wěn)，造成身體搖晃;若關(guān)節(jié)活動幅度過小，體現(xiàn)不出倫巴舞走步時髖部運(yùn)動的立體美感。

髖關(guān)節(jié)在水平面繞水平軸做內(nèi)旋外旋運(yùn)動時，體現(xiàn)的是腰腹背的中段力量，是力量的始發(fā)點(diǎn)，更是力量的回歸地。關(guān)節(jié)運(yùn)動角度和靈活度都影響整個技術(shù)的成熟度。髖關(guān)節(jié)雖然連接骨盆，但是關(guān)節(jié)活動角度過大過小都是會影響倫巴舞技術(shù)動作的，肉眼能分辨最初級的角度大小，但是由于人體高矮胖瘦不一樣，并且隨著學(xué)習(xí)者技術(shù)的增進(jìn)，急需用Vicon系統(tǒng)這種及時反饋系統(tǒng)來量化動作的關(guān)節(jié)運(yùn)動幅度，且能第一時間調(diào)整與改正。

（2）膝關(guān)節(jié)三維力學(xué)分析與結(jié)論。膝關(guān)節(jié)在矢狀面上繞矢狀軸做前屈后展的關(guān)節(jié)運(yùn)動。數(shù)據(jù)顯示，Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)后倫巴前進(jìn)走步一個周期歩態(tài)環(huán)節(jié)中膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋屈伸關(guān)節(jié)角度增大，且較低轉(zhuǎn)換的時間延后。膝關(guān)節(jié)的三維運(yùn)動可分為主動運(yùn)動和被動聯(lián)動運(yùn)動。膝關(guān)節(jié)周圍被韌帶等結(jié)締組織包圍，主動在矢狀面做屈伸關(guān)節(jié)運(yùn)動。這同時是一種運(yùn)動緩沖。且在Vicon系統(tǒng)反饋實(shí)驗中，膝關(guān)節(jié)的活動關(guān)節(jié)峰值有顯著性差異，實(shí)驗后的關(guān)節(jié)屈伸度較實(shí)驗前來得明顯。這表現(xiàn)為腿部支撐力增大，反饋出個人核心能力增強(qiáng)。

膝關(guān)節(jié)在冠狀面上繞冠狀軸做內(nèi)旋外展的關(guān)節(jié)運(yùn)動。數(shù)據(jù)顯示，Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)倫巴前進(jìn)走步一個周期歩態(tài)環(huán)節(jié)中膝關(guān)節(jié)外展內(nèi)收關(guān)節(jié)運(yùn)動角度的均值具有明顯變化，在做動作過程當(dāng)中角度明顯增大。由于受下肢兩端韌帶束縛，膝關(guān)節(jié)本身在冠狀面是無法自主運(yùn)動的，只有聯(lián)合髖、踝關(guān)節(jié)，才能運(yùn)動。Vicon三維捕捉系統(tǒng)從多維度監(jiān)控和分析了膝關(guān)節(jié)的自主運(yùn)動和被動聯(lián)動。這是肉眼無法精細(xì)量化分析的。這一點(diǎn)對防止受試者用膝蓋過分發(fā)力的方式進(jìn)行倫巴舞走步技術(shù)有實(shí)踐意義。

Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)后倫巴舞前進(jìn)走步一個周期歩態(tài)環(huán)節(jié)中膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋外展關(guān)節(jié)角度均值變化顯示，膝關(guān)節(jié)在水平面上繞垂直軸做內(nèi)旋外展運(yùn)動。從解剖學(xué)層面分析，膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)構(gòu)造限制了膝關(guān)節(jié)在水平面的單關(guān)節(jié)自主運(yùn)動，其動力源自上端髖關(guān)節(jié)和下端踝關(guān)節(jié)的帶動運(yùn)動。多聯(lián)運(yùn)動可以在外部呈現(xiàn)，但內(nèi)在的單關(guān)節(jié)受力只能借助Vicon三維捕捉系統(tǒng)來科學(xué)分析與借鑒。實(shí)驗后膝關(guān)節(jié)在矢狀面上關(guān)節(jié)運(yùn)動幅度明顯增大，且膝蓋由屈到伸的時值增加，角度變換更為連貫。這一變化符合倫巴舞前進(jìn)走步技術(shù)由稚嫩向逐漸成熟轉(zhuǎn)變，是技術(shù)提高的充分表現(xiàn)。

（3）踝關(guān)節(jié)三維力學(xué)分析與結(jié)論。踝關(guān)節(jié)在矢狀面上繞矢狀軸做前屈后展的關(guān)節(jié)運(yùn)動。數(shù)據(jù)清晰顯示，Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)后踝關(guān)節(jié)在倫巴舞前進(jìn)走步一個周期歩態(tài)中屈伸關(guān)節(jié)角度均值變化明顯，且峰值直線下降為平緩值，即踝關(guān)節(jié)角度維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)。在矢狀面內(nèi)踝關(guān)節(jié)的伸（背屈）角度明顯增大，運(yùn)動趨勢呈反向發(fā)展。這一變化導(dǎo)致力量延伸直至趾尖，動力腳的線條拉伸至極限，踝關(guān)節(jié)從視線角度看成為腿部線條的一部分。

Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)前后倫巴前進(jìn)走步一個周期歩態(tài)環(huán)節(jié)中踝關(guān)節(jié)角度均值變化曲線描述了其在冠狀面上繞冠狀軸做外翻內(nèi)翻的關(guān)節(jié)運(yùn)動。實(shí)驗后，踝關(guān)節(jié)在冠狀面內(nèi)的外翻角度較干預(yù)前明顯減小。踝關(guān)節(jié)在冠狀面繞冠狀軸做外展運(yùn)動的關(guān)節(jié)角度隨著技術(shù)監(jiān)督與反饋教學(xué)而逐漸增大。這是一個顯著性差異事件，表明在經(jīng)過一段時間的反饋教學(xué)后，被試者的出腳角度有了很強(qiáng)的自控，腳尖無內(nèi)八現(xiàn)象。

踝關(guān)節(jié)在水平面上繞冠狀軸做外翻內(nèi)翻的關(guān)節(jié)運(yùn)動。Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)后，倫巴舞前進(jìn)走步一個周期歩態(tài)中踝關(guān)節(jié)外翻內(nèi)翻關(guān)節(jié)角度均值變化曲線顯示，踝關(guān)節(jié)在水平面繞水平軸做外旋的角度逐漸變小了。這說明在髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的共同垂直力作用下，踝關(guān)節(jié)外旋且垂直，這就是在倫巴下肢技術(shù)中的螺旋體系。這種內(nèi)在的垂直力只有通過儀器才能及時測控，而Vicon系統(tǒng)反饋提升了實(shí)效性。在水平面上踝關(guān)節(jié)外旋的角度也明顯受控。背屈增大，踝外翻和外旋受控制是倫巴前進(jìn)走步下肢技術(shù)動作受自身主動支配的表現(xiàn)。踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性強(qiáng)，說明在下肢移動過程中，身體的重心與重量能和諧、匹配。Vicon系統(tǒng)反饋將踝關(guān)節(jié)的關(guān)鍵問題鎖定，敏銳監(jiān)督踝關(guān)節(jié)的三維運(yùn)動狀態(tài)，將不容易發(fā)現(xiàn)的底盤技術(shù)問題鎖定在基本技術(shù)層面，促進(jìn)了技術(shù)動作的穩(wěn)定性。

（4）三維力學(xué)分析的實(shí)驗總結(jié)。通過一學(xué)年應(yīng)用教學(xué)，測試結(jié)果顯示髖、膝、踝關(guān)節(jié)在技術(shù)動作中有明顯變化。三關(guān)節(jié)在實(shí)驗前后關(guān)節(jié)活動度明顯增加。髖關(guān)節(jié)在矢狀面上活動幅度增加了10.79°，在水平面上活動幅度增加了5.42°，在矢狀面上活動幅度增加了0.31°。膝關(guān)節(jié)在矢狀面的活動幅度增加了15.94°，在冠狀面上活動幅度增加了10.9°，在水平面上活動幅度增加了2.71°。踝關(guān)節(jié)在矢狀面的活動幅度增加了15.94°，在冠狀面的活動幅度增加了10.9°，在水平面活動幅度縮小了-5.08°。三維運(yùn)動角度的增減變化，體現(xiàn)了倫巴前進(jìn)走步技術(shù)的成熟與改進(jìn)。

四、意見與建議

Vicon系統(tǒng)反饋借助交叉學(xué)科對技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析與指導(dǎo)，對倫巴舞教學(xué)效果有提升作用。用Vicon系統(tǒng)反饋教學(xué)細(xì)化技術(shù)環(huán)節(jié)，將籠統(tǒng)、粗略的教學(xué)內(nèi)容精細(xì)化，是對技術(shù)教學(xué)在內(nèi)容設(shè)置上的突破。

建議依托當(dāng)?shù)卮髮W(xué)實(shí)驗室或體育科研機(jī)構(gòu)，使Vicon系統(tǒng)的實(shí)驗設(shè)備有效發(fā)揮作用。通過預(yù)約手段，無償使用實(shí)驗室Vicon系統(tǒng)用以倫巴舞輔助教學(xué)之用，而實(shí)驗所得數(shù)據(jù)可以與實(shí)驗室共享，用以倫巴舞教學(xué)研究或其他同類運(yùn)動學(xué)研究之用，從而實(shí)現(xiàn)倫巴舞教學(xué)的技術(shù)發(fā)展與突破。

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（作者單位：寧波第二技師學(xué)院）