關(guān)于健美操難度動作的生物力學分析

摘要：本文運用文獻資料法總結(jié)分析了知網(wǎng)中——從運動生物力學的角度分析健美操技巧難度的相關(guān)文獻資料，從而深入研究健美操中的動作技巧與運動生物力學之間的關(guān)系，為提高健美操技巧動作訓練提供技術(shù)理論。

關(guān)鍵詞：健美操技術(shù)動作；難度技巧；運動生物力學

一、引言

（一）選題背景

健美操是20世紀80年代傳入我國的，健美操分為競技健美操及大眾健美操。大眾健美操流傳于中小學及中老年群體，競技健美操的參與者則是大學生及運動員。近年來隨著健美操的迅速發(fā)展，在國際比賽中，對競技健美操提出的難度要求也越來越高，而我國的競技健美操發(fā)展在近年來雖有提升，但與美國、俄羅斯等國家比，我國仍有很大的進步空間。

（二）研究意義

在知網(wǎng)中對健美操、運動生物力學進行檢索，相關(guān)文獻共24篇，其中全國運動生物力學學術(shù)交流大會論文匯編共有13篇，期刊7篇，碩士論文4篇，博士論文0篇。由此可見在龐大的數(shù)據(jù)庫中，有關(guān)健美操難度技巧的運動生物力學分析的文章少之又少。健美操技巧的難度及完成情況在比賽中占據(jù)十分重要的比例，然而近年來，我國健美操在世界健美操錦標賽中的成績較為一般。因此本篇文章通過對文獻的梳理融合筆者的個人觀點及建議，針對以運動生物力學作為手段，從而更深入的挖掘健美操難度技巧，為健美操技術(shù)技巧難度提供更有力的理論支撐，為從事健美操訓練事業(yè)的人員提供技術(shù)理論知識，促進我國健美操的發(fā)展。

二、文獻綜述

（一）運動生物力學釋義

運動生物力學是生物力學（Biomechanics）的重要分支，主要是應用力學原理和方法研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[1]。是研究人體在運動過程中的力學規(guī)律，其目的是預防減少運動產(chǎn)生的損傷及提高運動員的競技能力及水平。

（二）競技健美操釋義

競技健美操屬于技能表現(xiàn)類難美項群的運動項目，是在音樂的伴奏下，運動員連續(xù)進行復雜、高超的技術(shù)動作，是一項技術(shù)性很強的體育運動。

（三）國內(nèi)運動生物力學對健美操技巧難度的有關(guān)研究

通過在知網(wǎng)中對健美操、運動生物力學進行高級檢索，可搜索到的相關(guān)文獻僅有24篇，其中全國運動生物力學學術(shù)交流大會論文匯編共有13篇，期刊7篇，碩士論文4篇，博士論文0篇。

近年來，我國競技健美操雖然得到了較好的發(fā)展，但仍有很大的提升空間，想要進一步促進健美操的發(fā)展，有效提高我國健美操運動員的競技水平，全面系統(tǒng)的健美操技巧理論研究及科學的訓練方法及其重要。所有的難度動作技巧都有其背后的科學原理，從運動生物力學的角度深入探究其原理及規(guī)律，為競技健美操提供科學的理論基礎(chǔ)有非常重要的意義。

楊芳在其碩士論文中，通過三維解析法，以我國現(xiàn)役國家隊運動員壽旻超作為實驗對象，運用美國艾利爾三維動作解析軟件對健美操難度動作無支撐依柳辛進行運動生物力學的分析。通過實驗數(shù)據(jù)表明，要想順利完成標準的無支撐依柳辛并不扣分的情況下，運動員必須做到以下幾點：

第一，運動員在準備時必須鎖住腳踝，動力腿在空中擺腿時必須保持充分的預收縮狀態(tài)，在做動作的過程中要保持核心的收緊，手臂及主、動力腿要時刻保持肌肉的控制。

第二，通過實驗數(shù)據(jù)可以看出，該運動員在完成動作時，踝關(guān)節(jié)缺乏控制，因此在訓練過程中應加強運動員對踝關(guān)節(jié)控制練習。

第三，完成該技術(shù)動作時，人體呈杠桿狀態(tài)，動力腿與主力腿要形成180°的角度，按照國際評分標準，當角度小于160°時扣0.3分，小于170°時扣0.1分[2]。這對運動員的柔韌提出了很高的要求，因此想要完成標準的依柳辛技術(shù)動作必須進行一定的柔韌訓練。

第四，通過數(shù)據(jù)顯示，壽旻超在運動過程中，動力腿偏離了中心軸，按照該動作的相關(guān)標準可知，在完成該動作時，運動員的動力腿、軀干以及頭部必須處于同一水平線上。這一問題普遍存在于多數(shù)運動員身上，造成這一現(xiàn)象主要有兩個原因，一個是運動員缺乏核心控制力，另一個與完成動作過程中的平衡性及穩(wěn)定性有關(guān)，這就需要運動員進行核心素質(zhì)訓練、加強動作穩(wěn)定性、加強關(guān)節(jié)穩(wěn)定性等訓練。

第五，想要依柳辛的結(jié)束動作保持穩(wěn)定，運動員必須在動力腿、軀干及頭部保持在一條水平線的同時，身體必須主動發(fā)力形成杠桿原理，由上半身帶動下半身進行180°旋轉(zhuǎn)，最后身體回歸直立狀態(tài)站好。這需要運動員的擁有足夠的核心力量，以及踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性以及良好的心理水平[3]。

關(guān)炎在其論文中對健美操A組難度提臀騰起進行了運動生物力學的分析，其實驗研究對象為某中學的15名健美操運動員，其中二級運動員8人、一級2人、健將5人。筆者將健美操難度提臀騰起分為屈臂支撐蓄力、推手蹬地、空中提臀向上、伸髖關(guān)節(jié)向下、落地壓力強度這5部分進行運動生物力學檢測及分析，所有運用到的設(shè)備為：兩臺SONY DCRHC52E攝像機、三維支架、Footscan壓力測試系統(tǒng)[4]。

通過測試結(jié)果表明：

1.屈臂支撐蓄力運動生物力學分析

通過實驗數(shù)據(jù)顯示，有部分運動員存在屈臂角度小于90°，運動員在準備動作俯臥撐蓄力時并沒有全力完成軀干向下做預擺，而是做了一半這在評分標準中屬于無效動作，其形成原因為運動員欠缺肱三頭肌及胸大肌的肌肉力量，不足以支撐身體整個軀干，如果不進行針對性訓練增強肌力水平，很容易在完成動作中造成運動損傷。另一種情況為屈臂角度大于90°，其形成原因為沒有掌握動作技巧的合理性。其重心特征為：當運動員在完成動作的過程中，屈臂的夾角最大時，身體重心呈上升趨勢，說明運動員是先進行發(fā)力蹬地后才進行的屈臂推地。相反，當運動員屈臂的夾角小最小時，說明軀干重心處于下降狀態(tài)。通過推地起身到支撐的壓力變化圖像的峰波變化可以看出，在運動員雙手落地做支撐時，重心多由指尖過渡到手掌，手掌離地時重心則相反，由手掌過度到指尖。該現(xiàn)象是因為在雙臂推地到落地后會形成一定的沖擊力，沖擊力過后會形成緩沖，因此圖像中會有參差不齊的峰波。在落地時產(chǎn)生的沖擊力會對人體的指關(guān)節(jié)產(chǎn)生沖力，而指關(guān)節(jié)的柔韌性對該沖力的緩沖起到一定作用，因此進行指關(guān)節(jié)的柔韌訓練是很有必要的，可以降低沖擊力，減少運動損傷。

2.推手蹬地力學分析

通過實驗數(shù)據(jù)表明，個別運動員在進行蹬地時過于用力，顯得動作有些吃力，影響動作的完成度及欣賞力，可能會存在扣分現(xiàn)象，根據(jù)劉卉在《上肢鞭打動作技術(shù)原理的生物力學研究》一文中可以得知，造成該現(xiàn)象的原因為運動員在完成推手蹬地的過程中，鞭打技術(shù)出現(xiàn)錯誤[5]，動作的發(fā)力點產(chǎn)生錯誤，應借助下肢膝蓋彎曲的力量進行的鞭打動作，而不是借助肩膀的發(fā)力形式完成動作，錯誤的法力方式會使上肢與下肢形成脫節(jié)，影響動作的完成情況。因此在訓練過程中，教練員應對運動員進行鞭打技術(shù)的練習，在反復練習的過程中使運動員尋找到正確的發(fā)力點。其重心速度特征：推起發(fā)力時的重心速度的快慢及穩(wěn)定性決定了騰空的高度，這就需要運動員進行核心力量的訓練，以保障騰空的高度。

3.空中提臀向上運動生物力學分析

提臀上升這一動作階段屬于該難度動作的最高點，通過數(shù)據(jù)可以得知，不同水平運動員在進行該動作時制高點有所差距，高水平運動員在完成動作時的高度比低水平運動員高度要高，這與運動員對肌肉的控制力及爆發(fā)力有一定的關(guān)系，可以通過箭步跳及單腿跳遠等訓練提高該運動能力。

4.伸髖關(guān)節(jié)向下運動生物力學分析

伸髖關(guān)節(jié)下降是由髖關(guān)節(jié)最小角度開始向外伸展，而重心速度是由零向下增加的，通過實驗結(jié)果表明，高水平運動員在重心下降時速度要比低水平運動員快。

5.落地壓力強度運動生物力學分析

該動作原理與準備動作蓄力時的原理相同，當運動員屈臂角度小時，軀干重心處于下降狀態(tài)，當屈臂的夾角最大時，身體重心呈上升趨勢。壓力的大小受到運動員的體重及身體的支撐力有關(guān)，肱三頭肌及胸大肌肌肉力量強的運動員在下降時緩沖力大，相反緩沖力小沖擊力大。

綜上所述，要想高水平完成提臀騰起這一難度動作，必須進行肱三頭肌、胸大肌、核心力量的穩(wěn)定性、指關(guān)節(jié)柔韌度、平衡力等相關(guān)訓練，并且在反復完成動作的過程中感受肌肉的發(fā)力點，清楚每個動作的標準水平，并掌握運動生物力學的規(guī)律進行有效訓練。

李旭龍、張卓、紀仲秋在《對競技健美操托馬斯全旋難度動作的運動生物力學分析》這篇期刊中，通過文獻法及攝像解析法對健美操難度動作——托馬斯全旋進行生物力學的分析[7]。

通過生物力學的角度分析動作，可得知，當運動員在做托馬斯全旋的技術(shù)動作過程中：

其重心的變化是由上至下的，重心的制高點在于雙手做后支撐時。

做空中分腿時要在保證一定角度的同時增加擺腿速度，并在單手支撐時要尋找身體的支撐點及重心，在保證身體的平衡的同時擺腿的角度也要增大。

運動員在做托馬斯全旋時，單手支撐的時間要大于雙手支撐的時間，而單手支撐的著力點是很難尋找的，必須通過反復的單一動作訓練來尋找支撐的平衡點。

在雙手做支撐的過程中，運動員要尋找好兩肩的角度，過大或過小都不利于完成難度動作。

并且此技術(shù)動作對運動員的腰腹、肱三頭肌、股四頭肌的肌肉力量有很高的要求，要對以上肌群進行針對性訓練，有效增強肌肉力量。

此技術(shù)動作對運動員的柔韌性也提出了一定的要求，要增加腿、髖的柔韌性，以便保持動作的美觀性。

綜上所述，在練習托馬斯全旋時，運動員需要進行柔韌、平衡力、支撐力及肌肉力量等方面的訓練，并要在反復練習單一動作的過程中尋找平衡點，在單一動作達標后進行完整技術(shù)動作的銜接。

三、結(jié)論與建議

在運動訓練的過程中，合理的運用生物力學的理論知識，可以科學有效的提高運動員對技術(shù)動作的科學認識。

讓運動員在熟練掌握生物力學的原理后再進行動作練習可以有效的減少運動損傷，樹立正確的運動理論基礎(chǔ)。

運動生物力學可為技術(shù)動作提供科學的理論基礎(chǔ)，但要結(jié)合運動員自身進行運動訓練設(shè)計，不是所有運動員的訓練模式都是統(tǒng)一的。

運動生物力學原理在體育運動的應用過程中也存在局限性，會受到運動員自身的身體素質(zhì)及心理素質(zhì)的影響。

參考文獻：

[1]黃巖，趙煥彬，劉穎等.國際運動生物力學研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢——第23屆國際運動生物力學年會論文評述[J].中國體育科技，2006（6）：74-76.

[2]國際體操聯(lián)合會.競技健美操難度動作評分規(guī)則（2013—2016）[S].北京：中國健美操協(xié)會，2013：8/64.

[3]楊芳.對于我國高水平運動員難度的運動學分析——以壽旻超為例[D].江西師范大學碩士論文.2014.

[4]關(guān)焱.競技健美操A組提臀騰起類難度動作的生物力學分析[D].浙江師范大學碩士論文.2019.

[5]劉卉.上肢鞭打動作技術(shù)原理的生物力學研究[J].體育科學.2004（11）：30-36.

[6]張美琪，馬鴻韜.競技健美操難度動作的運動生物力學研究進展[J].中國學校體育（高等教育）.2016，3（12）：80-84.

[7]李旭龍，張卓，紀仲秋.對競技健美操托馬斯全旋難度動作的運動生物力學分析[J].第十三屆全國運動生物力學學術(shù)交流大會論文集.2021.

[8]劉卉，于冰，張力文，吳海軍.競技體育運動生物力學研究現(xiàn)狀與趨勢[J].醫(yī)用生物力學.1004-7220（2021）04-0491-11.