“運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中的應(yīng)用分析

刁瑋

摘? 要：隨著人們生活水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大的進(jìn)步和創(chuàng)新。在體育學(xué)科領(lǐng)域中，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展和進(jìn)步，這主要是因?yàn)槟壳氨姸嘈滦筒牧虾托滦图夹g(shù)被廣泛運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)之中，促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。因此，本文主要圍繞運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中的應(yīng)用開展有效分析，希望能夠?yàn)轶w育教學(xué)和訓(xùn)練提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：體育教學(xué);運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練;運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)

中圖分類號(hào)：G804.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-9052（2021）11-00-02

在中國(guó)體育領(lǐng)域中，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的發(fā)展時(shí)間較短，這一門學(xué)科主要基于生物學(xué)、物理學(xué)和體育方面相關(guān)內(nèi)容，依照先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，深入探索人類在不同體育運(yùn)動(dòng)中呈現(xiàn)的變化規(guī)律[1]。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中的應(yīng)用有重要的意義和價(jià)值，能夠促進(jìn)體育領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步，因此本文針對(duì)體育運(yùn)動(dòng)力學(xué)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中的應(yīng)用開展分析意義重大。

一、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中應(yīng)用的必要性和重要意義

（一）必要性

雖然中國(guó)體育教育發(fā)展速度較快，但是體育教學(xué)和體育訓(xùn)練的相關(guān)內(nèi)容仍然處于試點(diǎn)和改革階段，與歐美國(guó)家相比仍然相對(duì)弱勢(shì)，這些發(fā)達(dá)國(guó)家在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究和體育教育、體育訓(xùn)練的深入探索方面，有較多研究成果和理論內(nèi)容。但是在中國(guó)現(xiàn)有體育教學(xué)和體育訓(xùn)練中，仍然存在教育水平較差的情況，甚至有些農(nóng)村地區(qū)的學(xué)校在開展體育教學(xué)和訓(xùn)練時(shí)缺少必要的體育器材，導(dǎo)致體育教學(xué)和訓(xùn)練的整體水平出現(xiàn)較大差距。另外，在體育教學(xué)和訓(xùn)練中有些教師對(duì)體育課程重視程度不足，體育方面的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平較差，仍舊有一些體育教師對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)了解不多，認(rèn)識(shí)模糊。因此，在體育教學(xué)和訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)生物學(xué)的應(yīng)用仍然需要進(jìn)一步強(qiáng)化。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)主要強(qiáng)化的是運(yùn)動(dòng)機(jī)體組織互相作用和影響，通過(guò)數(shù)據(jù)數(shù)值和力的作用方向，對(duì)體育運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全方面分析。因此，為了實(shí)現(xiàn)更有價(jià)值和更有針對(duì)性的體育教學(xué)和訓(xùn)練，需要廣泛應(yīng)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)并將此作為理論知識(shí)和引導(dǎo)，教師同樣也需要在體育教學(xué)和訓(xùn)練中廣泛應(yīng)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)知識(shí)和技巧，讓學(xué)生強(qiáng)化體育鍛煉的效果和條件。

（二）重要意義

在體育運(yùn)動(dòng)和體育比賽中，一些著名選手是依靠運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)知識(shí)和原理進(jìn)行有針對(duì)性訓(xùn)練。例如短跑選手卡爾·劉易斯在訓(xùn)練時(shí)遇到了瓶頸，始終難以提升短跑成績(jī)，因此劉易斯的教練采用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)其身體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方面分析，通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的精準(zhǔn)測(cè)算，推導(dǎo)出更加適合劉易斯的技巧性動(dòng)作和力學(xué)姿勢(shì)，讓他在比賽中打破自身瓶頸，創(chuàng)造了良好成績(jī)。劉易斯的成功同樣也彰顯了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的重要作用，通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)能夠讓教師掌握更加科學(xué)有效的體育教學(xué)和訓(xùn)練方法，全面了解學(xué)生身體結(jié)構(gòu)和水平。并通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)原理和知識(shí)，幫助學(xué)生提高訓(xùn)練的精準(zhǔn)性和身體素質(zhì)能力，讓他們?cè)谌粘Ｓ?xùn)練和體育學(xué)習(xí)中掌握正確的姿勢(shì)和適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，以促進(jìn)其身心發(fā)展，提高體育教學(xué)和訓(xùn)練中的安全性。

二、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)的應(yīng)用分析

（一）田徑教學(xué)運(yùn)用及案例

田徑教學(xué)過(guò)程中，需要學(xué)生掌握正確的田徑運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)調(diào)動(dòng)步幅長(zhǎng)度和步幅頻率，實(shí)現(xiàn)良好的田徑運(yùn)動(dòng)效果。在田徑教學(xué)中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)理念，能夠幫助學(xué)生或運(yùn)動(dòng)員了解和改善自身身體的力度，并通過(guò)力度選擇田徑的落腳點(diǎn)，提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和體育成績(jī)。在田徑教學(xué)過(guò)程中體育教師可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)原理和特征，對(duì)學(xué)生的田徑運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行合理分析，可以應(yīng)用秒表、皮尺等常見性工具，深入分析學(xué)生在田徑運(yùn)動(dòng)中的力學(xué)特征，并強(qiáng)化對(duì)學(xué)生運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的剖析和姿勢(shì)的評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)田徑運(yùn)動(dòng)教學(xué)中運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的運(yùn)用效果。

例如，某學(xué)生在進(jìn)行短跑田徑運(yùn)動(dòng)時(shí)，教師可以先測(cè)量學(xué)生的步幅長(zhǎng)度和步頻并進(jìn)行準(zhǔn)確完整的記錄，可以將短跑的距離進(jìn)行分段，如每10米或20米分為一段，在不同階段記錄學(xué)生的用時(shí)和步長(zhǎng)，最后再將學(xué)生的整體情況進(jìn)行匯總和分析，通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)原理，明確學(xué)生參加短跑田徑運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果。由此可知，將運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用于體育田徑教學(xué)之中，需要更加精準(zhǔn)地測(cè)量運(yùn)動(dòng)人員的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)情況和運(yùn)動(dòng)范圍，并針對(duì)著地時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行精準(zhǔn)觀察和計(jì)算，避免出現(xiàn)田徑速度降低的相關(guān)問題和情況。因此，將運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用于體育教學(xué)中需要根據(jù)運(yùn)動(dòng)員或?qū)W生的實(shí)際情況，有針對(duì)性地分析其重心、投影距離和實(shí)際落腳點(diǎn)的距離，通過(guò)更加科學(xué)的步頻控制著地時(shí)間，實(shí)現(xiàn)增大步頻的目的。這也是在體育鍛煉中，教師始終糾正“踢小腿”跑法的原因，幫助學(xué)生深入理解“扒地”的作用。

（二）鉛球教學(xué)運(yùn)用及案例

有些學(xué)校的體育教學(xué)中會(huì)針對(duì)鉛球進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)和指導(dǎo)，但是鉛球運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目卻讓很多學(xué)生“望而卻步”，他們大多認(rèn)為即使自身用了很大力氣，也無(wú)法將鉛球推遠(yuǎn)，出現(xiàn)了“有勁使不上”的問題和困難。為了更好地實(shí)現(xiàn)鉛球教學(xué)的良好效果，體育教師可以應(yīng)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)知識(shí)對(duì)鉛球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合理的分析與研討。首先教師可以針對(duì)不同學(xué)生扔鉛球時(shí)的出手高度和鉛球落地時(shí)間、落地距離等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量[2]，并計(jì)算出手角度和鉛球運(yùn)動(dòng)初速度，隨后幫助學(xué)生更好地掌握鉛球運(yùn)動(dòng)的整體效果。通過(guò)精確計(jì)算，教師也可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)知識(shí)和原理，幫助學(xué)生解析鉛球投擲動(dòng)作，讓學(xué)生更加精準(zhǔn)地掌握鉛球投擲技巧和動(dòng)作要素，在不斷地訓(xùn)練中實(shí)現(xiàn)鉛球運(yùn)動(dòng)的良好效果。例如，某位男同學(xué)身高為1.84 m，在進(jìn)行鉛球訓(xùn)練時(shí)，鉛球出手高度為1.64 m，而鉛球最終的落地距離為9.25 m，通過(guò)秒表測(cè)量出鉛球的飛行時(shí)間為2.3 s。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，該男同學(xué)的鉛球出手速度約為7.7 m/s，在進(jìn)行鉛球投擲時(shí)，最佳出手角度為42.1，而該男同學(xué)的出手角度為35.3，因此在案例中教師可以幫助學(xué)生調(diào)整鉛球投擲角度，促進(jìn)其鉛球成績(jī)的提升。

三、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育訓(xùn)練的應(yīng)用分析

（一）靜力學(xué)訓(xùn)練分析

從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的方向和角度來(lái)看，當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其所受的外力合力為0，而力距同樣也是0，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練需要明確靜力學(xué)的作用和要素，當(dāng)人在起跑線做起跑動(dòng)作時(shí)，逐漸實(shí)現(xiàn)由靜止轉(zhuǎn)移向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的動(dòng)作，由靜到動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變需要讓人體更加快速地完成運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的切換。因此在進(jìn)行體育訓(xùn)練時(shí)，需要強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的融入，并針對(duì)靜力學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行研究和分析。在研究過(guò)程中可以針對(duì)學(xué)生或運(yùn)動(dòng)員的身體平衡性問題、肌肉狀態(tài)等進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，結(jié)合學(xué)生或運(yùn)動(dòng)員的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化。例如，在開展跳遠(yuǎn)體育訓(xùn)練時(shí)，教師可以將學(xué)生的跳遠(yuǎn)過(guò)程用儀器拍攝下來(lái)，并運(yùn)用APAS系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的起跳瞬間的相關(guān)數(shù)據(jù)開展分析，分析中發(fā)現(xiàn)不同學(xué)生膝關(guān)節(jié)起跳角度有所不同，其中起跳角度明顯較大的會(huì)在跳遠(yuǎn)中距離更遠(yuǎn)。因此，再進(jìn)行跳遠(yuǎn)體育訓(xùn)練時(shí)，教師大多會(huì)要求學(xué)生增加擺動(dòng)動(dòng)作，彌補(bǔ)腿部力量不足的問題，并對(duì)腿部進(jìn)行針對(duì)性的收縮訓(xùn)練，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)跳遠(yuǎn)成績(jī)的提高[3]。

（二）運(yùn)動(dòng)學(xué)訓(xùn)練分析

將運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用于體育訓(xùn)練，可以針對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度開展分析，主要通過(guò)各類先進(jìn)的儀器和測(cè)量技術(shù)方法，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際運(yùn)用狀態(tài)和身體素質(zhì)情況進(jìn)行全面精準(zhǔn)的記錄[4]，并通過(guò)各類數(shù)據(jù)深入分析運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下所出現(xiàn)的速度情況、加速度情況，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)調(diào)整運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練方法。例如，在進(jìn)行拳擊運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)，可以先通過(guò)高速攝影機(jī)和拳擊力量的測(cè)量?jī)x器，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)動(dòng)作、力量情況進(jìn)行測(cè)量，如勾拳、側(cè)踢等動(dòng)作的角速度、角度等。結(jié)合精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員的肩肘在擺動(dòng)過(guò)程中速度更大，但是也與其自身的關(guān)節(jié)有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和回看，可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在上肢快速擺動(dòng)的前提下，能夠快速調(diào)整進(jìn)攻方向，并實(shí)現(xiàn)下肢動(dòng)作的配合性完成，而在此系列動(dòng)作中同樣也要保證速度，增強(qiáng)自身的攻擊性和攻擊力量。由此可見，在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的運(yùn)動(dòng)性分析中，可以更加精準(zhǔn)地了解拳擊運(yùn)動(dòng)員在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)所完成的各類動(dòng)作，對(duì)上肢下肢運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的角度、力量等問題進(jìn)行全方位把握，增強(qiáng)拳擊訓(xùn)練的整體效果。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)體育教學(xué)和訓(xùn)練有重要的意義和價(jià)值。為了提升運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的整體效果，高校需要充分認(rèn)識(shí)到其在體育教學(xué)和訓(xùn)練中應(yīng)用的必要性和重要意義，并分別針對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)中的應(yīng)用和訓(xùn)練中的應(yīng)用開展有效分析，希望以此能提升體育教學(xué)和訓(xùn)練的整體效果，促進(jìn)教學(xué)過(guò)程的科學(xué)合理化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)伊蘋.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在跆拳道動(dòng)作分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].福建體育科技，2020，39（5）：62-64.

[2]謝俊敏.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)中的應(yīng)用[J].體育世界：學(xué)術(shù)版，2019（3）：5+7.

[3]劉劍.體育教學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的應(yīng)用分析[J].當(dāng)代體育科技，2019，9（1）：12+14.

[4]王健.體育教學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析[J].當(dāng)代體育科技，2017，7（14）：41+43.

（責(zé)任編輯：董維）