運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用

摘要：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是研究體育運(yùn)動(dòng)中人體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。本文通過對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用分析，表明了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在運(yùn)動(dòng)技術(shù)教學(xué)中的重要地位，對(duì)促進(jìn)學(xué)生對(duì)動(dòng)作的掌握和理解、提升教學(xué)效果有著積極的意義。

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

一、前言

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是一門新興學(xué)科，定義為研究體育運(yùn)動(dòng)中人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)通過對(duì)體育動(dòng)作以及引起這些動(dòng)作原因進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和研究，得出具有良好技術(shù)的各種力學(xué)條件，為體育教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供理論和方法上的指導(dǎo)，從而使學(xué)生更全面地認(rèn)識(shí)、理解和掌握各種運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作。

二、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中的重要作用

通過對(duì)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的深入研究，可以提高體育教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)成果，改變教學(xué)模式，促進(jìn)體育教學(xué)的發(fā)展。因此，應(yīng)重視運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和訓(xùn)練中的地位，發(fā)揮其積極作用，從而推進(jìn)體育教學(xué)的全面發(fā)展。

（一）提升體育運(yùn)動(dòng)技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣

體育科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，舊的運(yùn)動(dòng)技術(shù)被新的運(yùn)動(dòng)技術(shù)所取代，更科學(xué)、更合理、更實(shí)效，并且更符合人體特點(diǎn)的高級(jí)運(yùn)動(dòng)技術(shù)逐漸代替低級(jí)運(yùn)動(dòng)技術(shù)。因此，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新運(yùn)動(dòng)技術(shù)的積極性是體育教學(xué)和訓(xùn)練中的首要課題。例如，背躍式跳高相對(duì)于傳統(tǒng)的俯臥式跳高來說，具有起跳姿勢(shì)自然、腿部上擺快等優(yōu)點(diǎn)。由此可見，通過運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)背越式跳高的技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行生動(dòng)形象的分析，使學(xué)生了解并掌握技術(shù)動(dòng)作，產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，提高參與的積極性和主動(dòng)性，從而提高技術(shù)教學(xué)質(zhì)量。

（二）簡(jiǎn)化復(fù)雜的技術(shù)問題

體育教師在教學(xué)過程中，對(duì)某項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作只通過單一的語言講解，便會(huì)使學(xué)生難于理解，降低學(xué)習(xí)興趣。若教師能用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)知識(shí)加以分析和講解，并結(jié)合生動(dòng)形象的多媒體材料，往往有利于學(xué)生更好地理解和記憶，從而激發(fā)學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。比如，香蕉球是足球運(yùn)動(dòng)中較復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作，其產(chǎn)生的必要條件是在踢球過程中，擊球點(diǎn)的用力通過球心，且不在一條直線上。

三、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)中的應(yīng)用

著名的鉛球教練帕克根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理制定訓(xùn)練計(jì)劃，使21歲的巴恩斯創(chuàng)造23.12米世界紀(jì)錄。邁克？鮑威爾於采用力學(xué)分析原理對(duì)跳遠(yuǎn)動(dòng)作進(jìn)行細(xì)分，最終在東京奧運(yùn)會(huì)上創(chuàng)造了8.95米世界紀(jì)錄。因此，在體育教學(xué)過程中，利用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)可使教學(xué)動(dòng)作的精細(xì)化，為科學(xué)合理的進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)奠定良好的基礎(chǔ)。

（一）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在田賽中的應(yīng)用

田賽運(yùn)動(dòng)是體育教學(xué)過程應(yīng)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)較多的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如跳高、鉛球等。研究表明跳躍類的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目包含了F水平和F垂直、F合三方面的作用力。跳高是由F水平力、F垂直力、F合力三部分組成，助跑是由F水平力，起跳是由F垂直力，騰空過桿是由F合力，三者都與速度、角度、質(zhì)量有關(guān)，共同構(gòu)成跳高過程的完整力學(xué)系統(tǒng)。因此，在教學(xué)過程中，通過教師利用生物力學(xué)對(duì)動(dòng)作進(jìn)行分析，使學(xué)生便于理解動(dòng)作要求，更好地掌握動(dòng)作要領(lǐng)，降低運(yùn)動(dòng)損傷。在鉛球運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力S=V0/g[sin2α/2+cos]公式學(xué)分析得出，鉛球遠(yuǎn)度與鉛球V0、角度、H有關(guān)。因此，在體育教學(xué)過程中合理利用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)，有助于學(xué)生對(duì)技術(shù)動(dòng)作的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更加科學(xué)合理的進(jìn)行訓(xùn)練。

（二）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在徑賽中的應(yīng)用

走、跑是徑賽運(yùn)動(dòng)中最基本技術(shù)，有研究者根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析得出，走與兩腳和地面接觸后交叉時(shí)間、接觸的反作用力有關(guān)，作用力如果不按合力F方向傳導(dǎo)，就會(huì)出現(xiàn)外“八”、內(nèi)“八”、拖地、螺旋等錯(cuò)誤動(dòng)作。蹲踞式起跑的膝關(guān)節(jié)角度前腿應(yīng)在90-111°之間、后腿應(yīng)在118-136°之間，此時(shí)有利于起跑合速度達(dá)到最大值，并最大程度降低膝蓋損傷。根據(jù)彎道跑應(yīng)用公式得出，彎道F向心力與所跑的半徑（R）成反比，與V2、角度、M成正比。因此，合理控制F向心力能夠有效調(diào)控身體協(xié)調(diào)能力，保持身體平衡，減少體育教學(xué)中學(xué)生快速彎道跑造成的運(yùn)動(dòng)摔傷。

四、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育訓(xùn)練中的應(yīng)用

現(xiàn)今各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法已產(chǎn)生很大的局限性，無法適應(yīng)運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平的提高。因此，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練工作中借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，對(duì)技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行合理測(cè)試、分析并取得科學(xué)的理論依據(jù)，對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科學(xué)指導(dǎo)和運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高具有非常重要的意義。

（一）靜力學(xué)分析

靜力學(xué)分析，是研究人體在靜止?fàn)顟B(tài)下，身體平衡的條件、肌肉工作的條件，身體與外力之間的關(guān)系等。人體處于靜止?fàn)顟B(tài)是指所受合外力等于零、合外力矩等于零。根據(jù)靜力學(xué)分析，起跑動(dòng)作是人體由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)備動(dòng)作，能幫助人體迅速實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，特別是在短距離項(xiàng)目中占有重要位置。

（二）運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

運(yùn)動(dòng)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析就是利用各種測(cè)試方法對(duì)運(yùn)動(dòng)員的身體或各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化進(jìn)行研究，得出身體或各環(huán)節(jié)的速度、加速度、角速度、角加速度等各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，并加以分析研究。例如在田徑運(yùn)動(dòng)中，除了靜止的起跑動(dòng)作外，所有的動(dòng)作都會(huì)應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的原理，利用高速攝影、錄像等方法，測(cè)定運(yùn)動(dòng)員身體和投擲器械的各項(xiàng)參數(shù)，分析運(yùn)動(dòng)員身體和投擲器械的運(yùn)動(dòng)特征、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變以及它們的內(nèi)在規(guī)律等，尋找提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的有效途徑。

五、小結(jié)

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中起著十分重要的作用，通過對(duì)各種技術(shù)動(dòng)作的細(xì)分，豐富課程教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)體育教學(xué)過程的多元化，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加易于理解動(dòng)作要求和掌握動(dòng)作要領(lǐng)，促使體育教學(xué)更加合理化、科學(xué)化。

參考文獻(xiàn)

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[2]李強(qiáng).運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在體育教學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代交際，2016（2）.

作者簡(jiǎn)介

王洪宇（1983.6-），男，山東招遠(yuǎn)，漢，研究生，吉林體育學(xué)院，實(shí)驗(yàn)員，研究方向：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)生理生化。