體育柔韌素質(zhì)訓(xùn)練設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究

茍小平張萬(wàn)軍祁煜 張文蘭

（1.隴東學(xué)院 甘肅 慶陽(yáng) 745000；2.甘肅澤德電子技術(shù)有限公司 甘肅 天水 741003；3.平?jīng)鍪徐o寧縣甘溝中學(xué) 甘肅 平?jīng)?743412）

1、研究目的

發(fā)展柔韌素質(zhì)最關(guān)鍵時(shí)期在中小學(xué)階段，而中小學(xué)體育教學(xué)中對(duì)柔韌素質(zhì)訓(xùn)練重視不夠。我們團(tuán)隊(duì)積極進(jìn)行柔韌器械產(chǎn)品的制造與推廣使用，對(duì)指導(dǎo)中小學(xué)體育教育，豐富學(xué)校體育教學(xué)，促進(jìn)體育教師改變教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)策略，提高學(xué)習(xí)興趣等都有明顯效果。還有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而充分發(fā)掘他們的身體潛能，更好地促進(jìn)學(xué)校體育事業(yè)的發(fā)展。柔韌訓(xùn)練器材的研究開(kāi)發(fā)，在全國(guó)具有廣大的市場(chǎng)需求，具有廣闊的發(fā)展前景。

2、研究方法

2.1、實(shí)驗(yàn)法

從2021年9月至2021年12月，完成為期為3個(gè)月實(shí)驗(yàn)，每周訓(xùn)練一次，訓(xùn)練時(shí)間為30min。從2021年12月測(cè)試了實(shí)驗(yàn)前學(xué)生髖關(guān)節(jié)訓(xùn)練前數(shù)據(jù)，運(yùn)用方差分析，符合正態(tài)分布規(guī)律，具有可實(shí)驗(yàn)性。2021年12月進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)測(cè)試，由教師親自測(cè)驗(yàn)，記錄員記錄當(dāng)場(chǎng)測(cè)試成績(jī)，6個(gè)組學(xué)生每次測(cè)試30min左右。

2.2、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

將實(shí)驗(yàn)中所獲得的全部數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)，運(yùn)用SPSS 16.0軟件進(jìn)行正態(tài)分布實(shí)驗(yàn)，方差齊性檢驗(yàn)、單因素方差檢驗(yàn)、協(xié)方差檢驗(yàn)、T檢驗(yàn)。顯著性水平值P＜0.05表示有顯著性差異，P＜0.01表示有非常顯著性差異，P＞0.05表示無(wú)顯著性差異。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行橫向和縱向分折。對(duì)2021級(jí)體育學(xué)院體操學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試前進(jìn)行了隨機(jī)抽樣選取94名學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，共計(jì)6個(gè)組。實(shí)驗(yàn)組50人，3個(gè)自然組學(xué)生，使用雙人腿部柔韌訓(xùn)練器進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)照組44人，3個(gè)自然組學(xué)生，使用體育課常規(guī)的柔韌訓(xùn)練方法練習(xí)柔韌，正壓腿、側(cè)壓腿、縱劈叉、橫劈叉等方法練習(xí)髖關(guān)節(jié)柔韌練習(xí)。

2.3、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地為隴東學(xué)院體操房，室內(nèi)溫度為15℃-25℃。

2.4、實(shí)驗(yàn)器械

運(yùn)用發(fā)明的器械進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試，發(fā)明產(chǎn)品1，名稱：雙人腿部柔韌訓(xùn)練器，發(fā)明專利號(hào)：201210120322.0；發(fā)明產(chǎn)品2，名稱：肩關(guān)節(jié)柔韌訓(xùn)練器，發(fā)明專利號(hào):201210120322.0。2020年5月完成了本發(fā)明產(chǎn)品的設(shè)計(jì)改造與制造，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了模擬訓(xùn)練，通過(guò)反復(fù)的產(chǎn)品改造，確定了器械的具體規(guī)格，器械的安全性、舒適度得到了進(jìn)一步完善，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的可行性。

圖1 （橫叉訓(xùn)練器產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案一）

圖2 （縱劈叉訓(xùn)練產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案二）

圖3 （橫劈叉訓(xùn)練產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案三）

（1）檢測(cè)指標(biāo)及方法。

檢測(cè)指標(biāo)及方法：成績(jī)以cm為單位，小數(shù)點(diǎn)后四舍五入。檢測(cè)3次，以最好成績(jī)作為檢測(cè)結(jié)果。

（2）腿部柔韌素質(zhì)訓(xùn)練器材設(shè)計(jì)方案。

產(chǎn)品部件說(shuō)明：1、底板，2、側(cè)板一，3、滑軌一，4、滑輪 A，5、滑板一，6、滑輪 B，7、扶手一，8、滑輪 C，9、滑板二，10、滑輪 D，11、滑軌二，12、側(cè)板二，13、側(cè)板三，14、滑軌三，15、滑輪 E，16、滑輪 F，17、扶手二，18、滑輪 G，19、滑輪 H，20、滑軌四。

圖4 （雙滑軌道腿部柔韌訓(xùn)練器產(chǎn)品標(biāo)注示意圖）

體育柔韌素質(zhì)縱橫叉柔韌訓(xùn)練器材使用說(shuō)明，在底板1的鋼板上面，焊接有側(cè)板一、側(cè)板二和側(cè)板三，在側(cè)板一、側(cè)板二上焊接有扶手一；扶手一是直徑3cm的金屬管，上面制作有2mm的塑膠層；在側(cè)板三上焊接有扶手二，扶手二是直徑3cm的金屬管，上面制作有2mm的塑膠層；滑板一上面連接有4個(gè)滑輪，分別是滑輪A、滑輪B、滑輪G和滑輪H，滑輪A、滑輪B、滑輪G和滑輪H為雙面的可拆卸滑輪，4個(gè)滑輪通過(guò)螺絲安裝固定在滑軌二和滑軌三的軌道里面；滑板二上面連接有4個(gè)滑輪，分別是滑輪C、滑輪D、滑輪E和滑輪F，滑輪C、滑輪D、滑輪 E和滑輪F為雙面的可拆卸滑輪，4個(gè)滑輪通過(guò)螺絲安裝固定在滑軌一和滑軌四的軌道里面；滑板一上面包裹一層2mm的塑膠，滑板二上面包裹一層2mm的塑膠，滑板一和滑板二上制作有弧形支撐面，適合練習(xí)者的兩腳放置，滑板一和滑板二的前端焊接有五cm高度的腳擋板；練習(xí)者在雙滑軌道腿部柔韌訓(xùn)練器上，兩腳分別踩踏在滑板一和滑板二上，兩手分別扶在扶手一和扶手二上（如圖5）訓(xùn)練，同時(shí)可以利用扶手進(jìn)行橫叉對(duì)稱訓(xùn)練，亦可兩人相對(duì)（如圖2）訓(xùn)練，訓(xùn)練縱叉和橫叉腿部柔韌素質(zhì)，可以采用動(dòng)力性拉伸和靜力性拉伸相結(jié)合訓(xùn)練。

圖5 （雙滑軌道腿部柔韌訓(xùn)練器產(chǎn)品圖）

（3）不同組實(shí)驗(yàn)前后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析。

對(duì)實(shí)驗(yàn)組的50個(gè)記錄和對(duì)照組的44個(gè)記錄分別作柯?tīng)柲缰Z夫—斯米爾諾夫檢驗(yàn)(簡(jiǎn)稱K-S檢驗(yàn))用于檢驗(yàn)這4組樣本觀測(cè)結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)分布同正態(tài)分布之間是否一致。K-S檢驗(yàn)的基本思路為：將順序分類數(shù)據(jù)的理論累積頻率分布同觀測(cè)的經(jīng)驗(yàn)累積頻率分布加以比較，求出它們最大的偏離值，然后在給定的顯著性水平上檢驗(yàn)這種偏離值是否的偶然出現(xiàn)的。結(jié)果如表1所示：

表1 單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)(n=94)

由結(jié)果：p值均大于＞α=0.05，因此認(rèn)為這些樣本是獨(dú)立的來(lái)自于正態(tài)總體的。

（4）對(duì)橫叉前、橫叉后數(shù)據(jù)做多個(gè)獨(dú)立樣本Jonckheere-Terps tra檢驗(yàn)。Jonckheere-Terpstra檢驗(yàn)法用于檢驗(yàn)多個(gè)獨(dú)立樣本是否來(lái)自相同總體，結(jié)果如下：

表2 Jonckheere-Terpstra檢驗(yàn)

從結(jié)果可以看出，訓(xùn)練之前對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組之間沒(méi)有顯著差異，p值遠(yuǎn)大于0.1。而訓(xùn)練之后，使用器械訓(xùn)練后髖關(guān)節(jié)柔韌性與不使用器械訓(xùn)練后髖關(guān)節(jié)柔韌性之間有著顯著差異，p值小于0.05。

綜合以上，進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)前后比較分析，結(jié)果如表3顯示。

表3 兩組實(shí)驗(yàn)前后橫叉訓(xùn)練前后比較表(n=94)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)使用發(fā)明的髖關(guān)節(jié)器械訓(xùn)練具有顯著效果。

匯總后由表3分析可知。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果為P=0.475，因此不具有顯著性差異 （P＞0.05），說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前兩組學(xué)生髖關(guān)節(jié)柔韌度相當(dāng)；實(shí)驗(yàn)后對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組經(jīng)過(guò)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P=0.00000，兩組具有非常顯著性差異（P＜0.01），實(shí)驗(yàn)后對(duì)兩組測(cè)試對(duì)象的均值進(jìn)行比較，明顯得出對(duì)照組髖關(guān)節(jié)離地高度大于實(shí)驗(yàn)組，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組經(jīng)過(guò)訓(xùn)練產(chǎn)生了非常良好的效果；對(duì)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)前后比較，P=0.0000，對(duì)照組實(shí)驗(yàn)前后具有非常顯著性差異，說(shuō)明對(duì)照組實(shí)驗(yàn)對(duì)象訓(xùn)練前后柔韌素質(zhì)也發(fā)生了顯著的變化；對(duì)實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)前后比較，P=0.0000，具有非常顯著性差異（P＜0.01），說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組經(jīng)過(guò)訓(xùn)練柔韌素質(zhì)發(fā)生了顯著性的變化。因此，由以上可知，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組經(jīng)過(guò)髖關(guān)節(jié)柔韌訓(xùn)練，柔韌度都發(fā)生了變化，但實(shí)驗(yàn)組的變化更顯著，說(shuō)明使用髖關(guān)節(jié)訓(xùn)練器（雙滑軌道腿部柔韌訓(xùn)練器）能更顯著的發(fā)展柔韌素質(zhì)。

3、肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練器械的構(gòu)造特征

3.1、肩關(guān)節(jié)骨骼肌肉組成及運(yùn)動(dòng)特征

肩關(guān)節(jié)是由肱骨頭與肩胛骨的關(guān)節(jié)盂構(gòu)成，是典型的球窩關(guān)節(jié)。可作屈，伸、收、展、旋轉(zhuǎn)及環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。肩關(guān)節(jié)可以完成七種動(dòng)作：屈、伸、外展、內(nèi)收、外旋、內(nèi)旋、環(huán)轉(zhuǎn)。發(fā)明器械如下圖所示：

圖6 （肩關(guān)節(jié)柔韌訓(xùn)練產(chǎn)品圖一）

圖7 （肩關(guān)節(jié)柔韌訓(xùn)練示范圖二）

3.2、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

將實(shí)驗(yàn)中所獲得的全部數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)，運(yùn)用Spss 16.0軟件進(jìn)行正態(tài)分布實(shí)驗(yàn)，方差齊性檢驗(yàn)、單因素方差檢驗(yàn)、協(xié)方差檢驗(yàn)、T檢驗(yàn)，使用平均值+標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示。顯著性水平值P＜0.05表示有顯著性差異，P＜0.01表示有非常顯著性差異，P＞0.05表示無(wú)顯著性差異。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行橫向和縱向分折。對(duì)2021級(jí)體育學(xué)院體操學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試前進(jìn)行了隨機(jī)抽樣6個(gè)組學(xué)生，選取94名學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，實(shí)驗(yàn)組50人，3個(gè)自然組學(xué)生，使用肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練器械進(jìn)行訓(xùn)練；對(duì)照組44人，3個(gè)自然組學(xué)生，使用體育課常規(guī)的柔韌訓(xùn)練方法練習(xí)柔韌，例如，兩手扶在肋木壓肩、兩人一組背對(duì)背壓肩、雙手握體操棒繞環(huán)轉(zhuǎn)肩等方法進(jìn)行練習(xí)。

3.3、實(shí)驗(yàn)法

從2021年9月至2021年12月，進(jìn)行了 3個(gè)月左右時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，每周訓(xùn)練一次，每次課前準(zhǔn)備活動(dòng)時(shí)間訓(xùn)練30min，2021年12月，測(cè)試了實(shí)驗(yàn)前不同組學(xué)生兩手握桿繞環(huán)的數(shù)據(jù)，測(cè)試3次選取最好成績(jī)記錄，運(yùn)用方差分析，符合正態(tài)分布規(guī)律，分析結(jié)果顯示具有可實(shí)驗(yàn)性；2021年12月進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后不同組學(xué)生的測(cè)試數(shù)據(jù)，由教師親自測(cè)驗(yàn)，測(cè)試3次選取最好成績(jī)記錄，記錄員記錄當(dāng)場(chǎng)測(cè)試最佳成績(jī)，6個(gè)組學(xué)生每次測(cè)試時(shí)間為1小時(shí)。

3.4、實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)實(shí)驗(yàn)前后獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)2021級(jí)94名體操學(xué)生進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)方差分析。

對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練情況實(shí)驗(yàn)前后的對(duì)比分析，獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)和配對(duì)T檢驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)組的50個(gè)記錄和對(duì)照組的44個(gè)記錄，分別作柯?tīng)柲缰Z夫—斯米爾諾夫檢驗(yàn)(簡(jiǎn)稱K-S檢驗(yàn))，檢驗(yàn)這4組樣本觀測(cè)結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)分布同正態(tài)分布之間是否一致。K-S檢驗(yàn)的基本思路為：將順序分類數(shù)據(jù)的理論累積頻率分布同觀測(cè)的經(jīng)驗(yàn)累積頻率分布加以比較，求出它們最大的偏離值，然后在給定的顯著性水平上檢驗(yàn)這種偏離值是否是偶然出現(xiàn)的。結(jié)果如表4所示：

表4 單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)(n=94)

3.5、多個(gè)獨(dú)立樣本的Jonckheere-Terpstra檢驗(yàn)

Jonckheere-Terpstra檢驗(yàn)法用于檢驗(yàn)多個(gè)獨(dú)立樣本是否來(lái)自相同總體，結(jié)果如表5、表6所示：

表5 Jonckheere-Terpstra檢驗(yàn)(n=94)

表6 兩組實(shí)驗(yàn)前后肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練成績(jī)比較表(n=94)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)使用肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練器械具有顯著效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)使用發(fā)明器械訓(xùn)練有顯著效果。由表3可知，測(cè)試前，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果為 P=0.451，不具有顯著性差異（P＞0.05），說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前兩組學(xué)生肩關(guān)節(jié)柔韌度相當(dāng)；測(cè)試后對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組經(jīng)過(guò)獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，P=0.008，兩組具有非常顯著性差異（P＜0.01），在對(duì)測(cè)試后兩組均值比較，實(shí)驗(yàn)組均值小于對(duì)照組均值，說(shuō)明測(cè)試后實(shí)驗(yàn)組合對(duì)照組肩關(guān)節(jié)柔韌度差異顯著，且實(shí)驗(yàn)組明顯優(yōu)于對(duì)照組；對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別實(shí)驗(yàn)前后分別進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，得出對(duì)照組P=0.0000，實(shí)驗(yàn)前后具有非常顯著性差異，說(shuō)明對(duì)照組訓(xùn)練前后柔韌素質(zhì)也發(fā)生了顯著的變化；實(shí)驗(yàn)組P=0.0000,具有非常顯著性差異（P＜0.01），說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組經(jīng)過(guò)訓(xùn)練柔韌素質(zhì)發(fā)生了顯著性的變化。說(shuō)明使用肩關(guān)節(jié)訓(xùn)練器能更顯著的發(fā)展肩關(guān)節(jié)柔韌素質(zhì)。

4、結(jié)論與建議

4.1、結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)前后的測(cè)試結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生的柔韌素質(zhì)普遍較差，這也是代表了現(xiàn)在中小學(xué)生身體素質(zhì)的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的柔韌素質(zhì)訓(xùn)練內(nèi)容和方法受到了明顯沖擊，必須運(yùn)用各種各樣的方法設(shè)備，調(diào)動(dòng)學(xué)生們進(jìn)行身體柔韌素質(zhì)訓(xùn)練的積極性。而本團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)發(fā)明的柔韌素質(zhì)訓(xùn)練器械，無(wú)論是在學(xué)校體育器械的豐富方面，還是在體育訓(xùn)練方法方面都有著積極作用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)充分說(shuō)明了其身體柔韌素質(zhì)訓(xùn)練的有效性，運(yùn)用身體柔韌素質(zhì)訓(xùn)練器械，通過(guò)科學(xué)的訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)組的同學(xué)有明顯的進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明訓(xùn)練器械訓(xùn)練效果最為顯著，肩髖部柔韌明顯提高，而且極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生們?nèi)犴g素質(zhì)訓(xùn)練的積極性，豐富了學(xué)校體育內(nèi)容，提高了體育教師的教學(xué)成效。

4.2、建議

發(fā)展柔韌素質(zhì)最關(guān)鍵時(shí)期在中小學(xué)階段，抓住中小學(xué)生生理心理特征，運(yùn)用科學(xué)訓(xùn)練方法和器械，發(fā)展學(xué)生柔韌素質(zhì)，提高其身體運(yùn)動(dòng)水平。柔韌素質(zhì)訓(xùn)練器械，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，非常容易掌握，也可以根據(jù)原理自己設(shè)計(jì)制作，可以大量地豐富學(xué)校體育器械，豐富學(xué)校體育教材。對(duì)一些有條件，有基礎(chǔ)的學(xué)校進(jìn)行定向幫扶，形成資源共享、器械共享、知識(shí)共享，打造基礎(chǔ)教育的特色學(xué)校。為了提高不同年齡階段人民群眾的身體素質(zhì)，建議推廣使用本發(fā)明器材，在全國(guó)社區(qū)、健身廣場(chǎng)、中小學(xué)中教學(xué)中大量投入該器材，有助于發(fā)展身體的柔韌素質(zhì)，促進(jìn)全民健身。