於金星

摘? 要：研究旨在對國內(nèi)、外網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究進(jìn)行匯總綜述，客觀地呈現(xiàn)國內(nèi)、外網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)的研究動向以及國內(nèi)外相關(guān)研究所存在的共異性。研究最終得出：（1）與國外研究相比，國內(nèi)網(wǎng)球發(fā)球的相關(guān)生物力學(xué)研究，無論從研究數(shù)量還是研究內(nèi)容方面與國外還存在較大的差距。（2）國內(nèi)外相關(guān)生物力學(xué)研究成果為網(wǎng)球發(fā)球訓(xùn)練的科學(xué)化、發(fā)球動作的技能分析與評估、人與器械的交互以及損傷預(yù)防提供可量化的指標(biāo)與信息;但上述生物力學(xué)科研信息的獲取的多圍繞運(yùn)動員軀干、上肢進(jìn)行，對運(yùn)動員下肢的涉入相對不足。（3）國內(nèi)網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究視角主要圍繞網(wǎng)球發(fā)球動作技術(shù)的分析、發(fā)球的訓(xùn)練方法評估以及器械的生物力學(xué)分析展開。（4）國外的相關(guān)研究則圍繞發(fā)球時器械的生物力學(xué)特征、發(fā)球的損傷風(fēng)險及機(jī)制、發(fā)球動作的生物力學(xué)特征、發(fā)球的體能訓(xùn)練以及人體形態(tài)學(xué)對發(fā)球的影響等視角展開。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)球? 發(fā)球? 運(yùn)動學(xué)? 動力學(xué)

中圖分類號：G804? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2813（2019）05（c）-0018-07

Abstract：The aim of this study is to review the biomechanical study in tennis serve from the CNKI and WOS databases;dynamically show biomechanical research orientation at home and abroad. The results showed that， （1） comparison with international biomechanical studies in tennis serve， a significant difference was found in Chinese biomechanical research in tennis serve whatever in research quantity and quality. （2） The research achievements provided a lot of useful information for the sports training， the movement analysis of tennis serve， the interaction between athlete with equipment and the sports injury prevention. This information obtained from above studies mainly adopted from athlete`s upper limb and trunk; There were fewer information about the lower-limb analysis. （3） The view of Chinese biomechanical research in tennis serve mainly focused on the movement analysis， the assessment of training method and the biomechanical analysis in equipment. （4） The perspective of international relevant research mainly focused on the biomechanical analysis in equipment， the injury risk and mechanism， the physical conditioning training and the influence of anthropometric on performance.

Key Words： Tennis; Tennis serve; Kinetics; Kinematics

2015年，國際網(wǎng)球協(xié)會（association of tennis professionals，ATP）比賽統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，51名高水平男子網(wǎng)球運(yùn)動員比賽中80%以上的得分來自網(wǎng)球的第一次發(fā)球;客觀的數(shù)據(jù)顯示網(wǎng)球發(fā)球在比賽中的重要性。網(wǎng)球發(fā)球被認(rèn)為是一種最不受外人干擾的得分手段[1]，快速、準(zhǔn)確是得分取勝的有力手段[2，3]。網(wǎng)球的發(fā)球可分為上旋、側(cè)旋和平擊3種。上旋發(fā)球，球可借助上部快速運(yùn)動的氣流迫使球過網(wǎng)后呈現(xiàn)出快速下墜、高反彈等特點;平擊發(fā)球，由于擁有力量大的優(yōu)勢，球在運(yùn)行過程中呈現(xiàn)速度快且飛行軌跡近似支線的特點;側(cè)旋/切削發(fā)球，由于采用向右/左側(cè)擊球使旋轉(zhuǎn)的方式，使球最終以曲線的形式進(jìn)入發(fā)球區(qū)[4]。

網(wǎng)球發(fā)球技術(shù)是一個復(fù)雜的動作技術(shù)[5]，要求上、下肢和軀干的協(xié)調(diào)配合，通過肢體和關(guān)節(jié)相互協(xié)調(diào)與活動，將從地面所獲得的力傳遞至球[6];在這個過程中，任何一部分障礙均會影響網(wǎng)球發(fā)球動力的傳遞。網(wǎng)球發(fā)球的動力來源于足與地面的相互作用力，其后身體各環(huán)節(jié)按照從下到上、從大關(guān)節(jié)到小關(guān)節(jié)的順序?qū)牡孛娅@得的動力傳遞至球拍，最終以鞭打的形式釋放[5，7]。相關(guān)生物力學(xué)研究表明：整個發(fā)球過程中，發(fā)球所產(chǎn)生力的50%是由下肢所產(chǎn)生，不同的下肢動作會對發(fā)球過程中力的傳遞產(chǎn)生影響[6]。

網(wǎng)球發(fā)球過程中不同的下肢動作，常由不同的站位/步法造成。網(wǎng)球的步法可分為原地發(fā)球和并步發(fā)球兩種。原地發(fā)球（foot-back serve technique）是指發(fā)球過程中雙腳保持穩(wěn)定，這種特殊的站位有利于人體平衡的保持和發(fā)球的精確性，但發(fā)球的力量較弱[5，7]。并步發(fā)球（foot-up serve technique）是指發(fā)球時采用前腿支撐，后腿在發(fā)球過程中上步并腿完成發(fā)球;該技術(shù)可借助重心的前移提供發(fā)球的力量，但相較于原地發(fā)球的雙腳支撐，并步發(fā)球容易破壞人體的平衡，影響到發(fā)球的質(zhì)量[5，7]。與原地發(fā)球相比，采用并步發(fā)球，由于前腿可提供穩(wěn)定的支撐抵抗旋轉(zhuǎn)動量，后腿的并步可提供很大的向上和向前的推力和較大垂直地面反作用力，有利于運(yùn)動員擊球是獲得更高的擊球高度，進(jìn)而提高發(fā)球的速度與質(zhì)量[8]。

上述研究再次驗證了“網(wǎng)球發(fā)球的復(fù)雜性特征”，但這些認(rèn)識的獲得多是采用運(yùn)動生物力學(xué)的方式/方法獲取。研究表明，運(yùn)動生物力學(xué)是體育學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的一門基礎(chǔ)性應(yīng)用學(xué)科[9]，由力學(xué)、生物學(xué)和運(yùn)動科學(xué)等學(xué)科綜合分化而成[10]。在運(yùn)動生物力學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，由于其多學(xué)科交叉所特有的生命力[11]，使其在運(yùn)動作技能分析方面發(fā)揮獨特的作用[12]。因此，對網(wǎng)球發(fā)球的相關(guān)生物力學(xué)進(jìn)行及時的回顧、分析，不僅可以進(jìn)一步增進(jìn)對網(wǎng)球發(fā)球動作力學(xué)機(jī)制的理解，同時可為網(wǎng)球訓(xùn)練實踐的科學(xué)化提供有益信息?；谠摫尘?，該研究對國內(nèi)、外有關(guān)網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究進(jìn)行綜述。

1? 國內(nèi)外文獻(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

以“網(wǎng)球”“發(fā)球”為主題詞，對CSSCI和CSCD收錄的有關(guān)網(wǎng)球發(fā)球的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行全納式檢索，共檢索到109篇相關(guān)文獻(xiàn)（見圖1）;通過閱讀標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞對所檢索到的文獻(xiàn)進(jìn)行篩查，篩選是否與“網(wǎng)球”“發(fā)球”“上旋”“側(cè)旋”“平擊”“運(yùn)動學(xué)”“動力學(xué)”和“生物力學(xué)”等關(guān)鍵詞相關(guān)，排除非相關(guān)文獻(xiàn)，最終檢索到10篇生物力學(xué)文獻(xiàn)。同樣，以“tennis serve”和“biomechanics”為主題詞，對Wed of Science（WOS）核心數(shù)據(jù)庫中收錄的生物力學(xué)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，共檢索到48篇相關(guān)文獻(xiàn)（見圖1b）;同樣采用人工閱讀的方式對所檢索到文獻(xiàn)進(jìn)行二次篩選，判斷所篩文獻(xiàn)是否與“tennis”“tennis serve”“biomechanics”、“kinematics”“kinetics”相關(guān)，同時排除非相關(guān)研究，最終檢索到36篇生物力學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)。

2? 國內(nèi)網(wǎng)球發(fā)球生物力學(xué)研究動向

國內(nèi)數(shù)據(jù)庫中收錄10篇生物力學(xué)文獻(xiàn)可分為：9篇實驗性研究、1篇綜述。通過整理、分析其研究內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)相關(guān)研究多采用三維高速攝像機(jī)、等動肌力訓(xùn)練儀、肌電以及計算機(jī)仿真技術(shù)等方法，研究對象圍繞著男、女網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球的動作技能、訓(xùn)練效果、肌肉活性以及網(wǎng)球的運(yùn)行軌跡與速度等內(nèi)容展開探討，研究結(jié)果最終為運(yùn)動員的科學(xué)化訓(xùn)練提供理論基礎(chǔ)。但與國際相關(guān)研究相比，國內(nèi)相關(guān)研究的基數(shù)與國外仍存在很大的差距[13]。

2.1 網(wǎng)球發(fā)球的動作技能分析

網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究可簡單分為對人的研究和對器械的研究兩種;目前國內(nèi)對人的研究主要側(cè)重運(yùn)動員發(fā)球動作的改善、訓(xùn)練方法的驗證等。早在2000年，劉卉[14]對我國優(yōu)秀青年女子網(wǎng)球運(yùn)動員大力發(fā)球的動作進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析;研究指出，網(wǎng)球發(fā)球可分為舉拍、騷背和揮拍擊球3個階段，運(yùn)動員下肢活動與舉拍和騷背階段的運(yùn)動表現(xiàn)存在聯(lián)系，建議運(yùn)動員在腿部肌肉允許的條件下，增加膝關(guān)節(jié)下蹲的深度和快速蹬伸的節(jié)奏提高舉拍和騷背兩階段的運(yùn)動表現(xiàn)。嚴(yán)波濤等人[3]采用高速攝像機(jī)對我國男、女網(wǎng)球運(yùn)動員拋球、擊球的動作技術(shù)和動作節(jié)奏的本質(zhì)展開探討，認(rèn)為：（1）網(wǎng)球的發(fā)球?qū)儆诒l(fā)力動作，動作模式基本符合大肌群優(yōu)先的原則，力的傳遞從踝-膝-髖-肩-肘-腕進(jìn)行角線傳遞;（2）發(fā)球拋球高度的落差通常是造成運(yùn)動員發(fā)球動作不連貫的主要根源，新舊兩種發(fā)球在用力模式上存在本質(zhì)區(qū)別，新的發(fā)球技術(shù)更符合人體運(yùn)動模式。2008年，學(xué)者張德智、李艷霞[15]和劉保華[16]分別對我國優(yōu)秀女子網(wǎng)球運(yùn)動員鄭潔和彭帥發(fā)球動作分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)球是兩位運(yùn)動員一個薄弱的技術(shù)環(huán)節(jié)，運(yùn)動員的發(fā)球速度和力量與世界優(yōu)秀運(yùn)動員存在較大差距。同年，金春林和曲峰[17]對我國青年男子網(wǎng)球運(yùn)動員柏衍發(fā)球技術(shù)分析指出，下肢屈膝下蹲是發(fā)球技術(shù)重要組成部分，下肢伸肌群離心收縮增大肌肉的彈性勢能，同時增加擊球的揮拍距離，為運(yùn)動員發(fā)球騷背動作的完成提供良好的身體姿勢和用力狀態(tài)。

整體上講，國內(nèi)學(xué)者對網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究的關(guān)注點更多集中運(yùn)動學(xué)視角，研究多借助高速攝像機(jī)對運(yùn)動員的發(fā)球動作進(jìn)行三維分析;但相關(guān)研究并未對于網(wǎng)球發(fā)球的動力學(xué)進(jìn)行過深的探討。由于網(wǎng)球發(fā)球“發(fā)球動力”的獲取與應(yīng)用是一個影響網(wǎng)球發(fā)球質(zhì)量的重要因素，相關(guān)方面研究的缺乏可能會使“網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球動力學(xué)方面的探索”成為該領(lǐng)域研究的一個局限點。不過值得肯定的是，上述對網(wǎng)球發(fā)球動作的量化的生物力學(xué)研究，確實為我國網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球訓(xùn)練的科學(xué)化、精細(xì)化提供了諸多有益信息，從而為運(yùn)動員動作技能水平的提高提供“力學(xué)視角”的保障。

在器械分析的生物力學(xué)方面，僅有1研究對其進(jìn)行模型分析。蔣中偉[18]采用計算機(jī)仿真技術(shù)，對不同條件下平擊發(fā)球球的運(yùn)行軌跡的變化規(guī)律進(jìn)行分析探討，其研究結(jié)果不僅給出不同初速度和高度條件下發(fā)球球拍角度的參考值，也指出擊球點越高發(fā)球的成功率越高。

2.2 網(wǎng)球發(fā)球的訓(xùn)練效果評估

在訓(xùn)練效果評估方面，3篇相關(guān)研究對網(wǎng)球的發(fā)球展開探討。金宗學(xué)等人[19]利用無線肌電對我國優(yōu)秀運(yùn)動員大力發(fā)球發(fā)肌肉用力特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)：肱橈肌、三角肌和胸大肌是大力發(fā)球的過程中決定發(fā)球落點的主要肌群。王會會等人[20]證實：訓(xùn)練實踐中，肩關(guān)節(jié)力量一直是決定網(wǎng)球發(fā)球質(zhì)量的關(guān)鍵因素，利用彈力帶練習(xí)可作為一個有效的訓(xùn)練手段，該方法可有效發(fā)展肩關(guān)節(jié)主動肌和拮抗肌肌肉力量，提高網(wǎng)球發(fā)球的成功率。同樣，周桂芹和尹軍[21]圍繞振動訓(xùn)練對網(wǎng)球運(yùn)動員肩關(guān)節(jié)屈伸肌力改善的效果進(jìn)行探討，指出：振動訓(xùn)練相較于傳統(tǒng)訓(xùn)練可有效地發(fā)展運(yùn)動員肩關(guān)節(jié)屈伸肌力的能力和運(yùn)動員發(fā)球能力，但振動訓(xùn)練對運(yùn)動員發(fā)球成功率和出手速度與傳統(tǒng)訓(xùn)練無差異，建議教練員可以在常規(guī)訓(xùn)練的基礎(chǔ)將振動訓(xùn)練作為力量訓(xùn)練的一種補(bǔ)充手段。

上述生物力學(xué)在網(wǎng)球發(fā)球訓(xùn)練法方面的研究對網(wǎng)球發(fā)球的主要作用肌肉、力量訓(xùn)練方法與策略進(jìn)行有效的評估和驗證，客觀地證實“力量因素”對網(wǎng)球發(fā)球的影響，為教練員針對發(fā)球力量訓(xùn)練計劃的制訂提供理論基礎(chǔ)。但該方面的研究主要圍繞軀干和上肢肌群展開，并未對網(wǎng)球運(yùn)動員下肢肌群的過深的探討。

3? 國外網(wǎng)球發(fā)球生物力學(xué)研究

與國內(nèi)網(wǎng)球科研成果相比，國外網(wǎng)球發(fā)球生物力學(xué)方面的研究無論從數(shù)量還是內(nèi)容研究的深度方面都領(lǐng)先與國內(nèi)，這種差異的造成很大程度上與網(wǎng)球在不同區(qū)域的傳播和社會公眾對網(wǎng)球的定位有關(guān)。36篇網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)文獻(xiàn)，依據(jù)研究目的可將其分為5大類：（1）對器械的研究8篇;（2）對網(wǎng)球運(yùn)動損傷的研究8篇;（3）對發(fā)球生物力學(xué)特征的探討和動作技能分析的研究12篇;（4）對訓(xùn)練效果的研究6篇;（5）其他方向的研究2篇。

3.1 網(wǎng)球發(fā)球的器械生物力學(xué)分析

生物力學(xué)在網(wǎng)球發(fā)球時器械方面的研究主要圍繞著網(wǎng)球和球拍兩個器械展開，相關(guān)研究內(nèi)容涉及網(wǎng)球運(yùn)行軌跡、發(fā)球的精確度、球的旋轉(zhuǎn)、球拍的慣性、拍重以及拍頭的速度等方面。Whiteside等人[22]借鑒人體三維運(yùn)動學(xué)模型設(shè)計建立適用于Vicon的網(wǎng)球模型。Sakurai團(tuán)隊[23]則利用網(wǎng)球模型在借助Viocn的條件下對高水平男子網(wǎng)球運(yùn)動平擊、側(cè)旋和上旋3種發(fā)球的旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行分析，并獲取出兩者在不同界面的運(yùn)動學(xué)數(shù)值。Reid等人[24]則對計算網(wǎng)球發(fā)球時球拍與球的沖擊力的方法進(jìn)行驗證，研究結(jié)果證實：即使在噪點增加的情況下，多項推理（polynomial extrapolation method）的計算方式在計算網(wǎng)球球拍與球沖擊力方面仍是一種有效的方法。上述研究為網(wǎng)球發(fā)球中人與器械互動方面的探討提供有力條件。

研究表明，網(wǎng)球發(fā)球過程中球拍與人體存在密切的相互作用關(guān)系，發(fā)球過程中人體身體不同部分和不同關(guān)節(jié)會對相鄰身體部分的運(yùn)動和發(fā)球的速度產(chǎn)生影響[25];如：膝關(guān)節(jié)最大屈曲和沖擊力產(chǎn)生的時間段、肘關(guān)節(jié)的伸和腕關(guān)節(jié)的屈是影響速度的最大的影響因素[26]。然而，相關(guān)研究也提出，在擺動期間增加球拍擺動力量并不能對發(fā)球產(chǎn)生實質(zhì)性的效果[27]。除了球拍與運(yùn)動表現(xiàn)的相關(guān)研究方面，不少研究對器械對運(yùn)動員的損傷風(fēng)險展開探討。Reid等人的研究證實，有運(yùn)動必然有損傷，不同的發(fā)球動作伴隨著不同的損傷風(fēng)險水平;即使相同的發(fā)球動作但由于球落地點的區(qū)別，同樣伴隨著不同水平的損傷風(fēng)險[28]。Rogowski等人認(rèn)為，運(yùn)動員網(wǎng)球發(fā)球時，球拍會對運(yùn)動員上肢的負(fù)荷產(chǎn)生影響;雖然較大的轉(zhuǎn)動慣量可以作為一種刺激提高運(yùn)動員對負(fù)荷的忍受度，但額外負(fù)荷卻增加運(yùn)動員發(fā)球的損傷風(fēng)險[29]。上述對器械與人體互動的生物力學(xué)研究成果不僅為球員運(yùn)動裝備的研發(fā)與個性化設(shè)計提供力學(xué)理論，同時也反映網(wǎng)球器械研發(fā)與設(shè)計的進(jìn)一步改善可能會對運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)、運(yùn)動員損傷風(fēng)險產(chǎn)生積極影響。

3.2 網(wǎng)球發(fā)球的損傷分析

網(wǎng)球發(fā)球的速度和上肢運(yùn)動學(xué)參數(shù)的異常是造成網(wǎng)球運(yùn)動員損傷影響因素，相關(guān)研究表明，發(fā)球過程中不合理力學(xué)機(jī)制不僅降低發(fā)球的速度和導(dǎo)致大關(guān)節(jié)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，同時這些指標(biāo)的變化增加上肢過勞性損傷的發(fā)生率[30]。Abram等人研究表明發(fā)球動作、傷病史、早期訓(xùn)練監(jiān)控的評估和平擊、上旋、側(cè)旋3種發(fā)球動作所帶來的異常的生物力學(xué)變化與運(yùn)動員損傷的發(fā)生存在相關(guān)性。另外，不同類型的發(fā)球?qū)\(yùn)動員體能需求存在明顯不同;如：平擊球要求運(yùn)動員的背部和肩部具備很高機(jī)能水平，而側(cè)旋發(fā)球僅需要較小腰、背部肌肉力量便可以維持[31]。上述不同發(fā)球的動作技能對身體需求的不同的研究提示，在有傷病史的運(yùn)動員中尤為注意。因為相關(guān)研究表明，具有傷病史的網(wǎng)球運(yùn)動員，在執(zhí)行發(fā)球動作時會導(dǎo)致代償現(xiàn)象的出現(xiàn)。如Campbell等人[32]研究表明：由于網(wǎng)球發(fā)球和擊球時，運(yùn)動員身體下背部需要承受持續(xù)性的負(fù)荷;下背部損傷的運(yùn)動員發(fā)球時左側(cè)軀干屈肌的力值會明顯增大。另外，Martin等人[33]研究表明：損傷和非損傷的運(yùn)動員在能量流失方面也存在明顯不同，損傷運(yùn)動員發(fā)球過程中不適的能量流失不僅降低發(fā)球的速度，同時增加了上肢動力學(xué)的異常，增加上肢過勞性損傷的發(fā)生。

上述發(fā)球損傷的生物力學(xué)分析較為客觀地呈現(xiàn)出不同發(fā)球動作所帶來的力學(xué)機(jī)制的變化，且這些網(wǎng)球發(fā)球損傷方面的研究多集中于運(yùn)動員上肢和軀干方面;這種現(xiàn)象可能是由于網(wǎng)球發(fā)球動作鞭打的動作特征或肩、肘、腕以及軀干是網(wǎng)球運(yùn)動損傷的高發(fā)部位所形成[34]。不過值得肯定的是，上述生物力學(xué)研究不僅對運(yùn)動員損傷風(fēng)險機(jī)制進(jìn)行探討和對損傷風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測、評估，同時其研究成果也為網(wǎng)球運(yùn)動員損傷的預(yù)防和治療提供力學(xué)領(lǐng)域的理論知識。

3.3 網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)特征分析

網(wǎng)球發(fā)球動作的生物力學(xué)特征分析與探討是國外關(guān)注最多的領(lǐng)域，研究主要集中發(fā)球動作的生物力學(xué)特征分析和發(fā)球的動作技術(shù)分析兩大領(lǐng)域;另外，少部分研究也對三維運(yùn)動學(xué)分析方法在發(fā)球中的應(yīng)用展開探討[35]。Bahamonde[8]采用攝像和直接線性變化法（the direct linear transformation method）計算發(fā)球瞬間身體各部分的角慣量發(fā)現(xiàn)，在接近擊球最高點時，發(fā)球臂產(chǎn)生的角動量可高達(dá)75.1%，其中球拍占35.9%，前臂占25.7%。Girard[36]對不同級別網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球時下肢的動力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)：不同運(yùn)動級別網(wǎng)球運(yùn)動員即使發(fā)球時表現(xiàn)相同的爆發(fā)力，但運(yùn)動員下肢在垂直地面反作用力和下肢的協(xié)調(diào)性方面仍存在明顯的差異;且這些生物力學(xué)參數(shù)方面的差異很可能是造成不同級別運(yùn)動員發(fā)球有效性差異的原因。De Subijana等人[37]指出，盡管很多研究對過頭擊球和投擲動作與網(wǎng)球發(fā)球動作展開探討，但對兩種動作與發(fā)球動作的“動力鏈傳遞規(guī)則”（the Kinetic Link Principle）的聯(lián)系卻沒有客觀的數(shù)據(jù)可以證實;然而，對這種“動力鏈之間功能的理解”可成為網(wǎng)球訓(xùn)練量化的一個有效工具。Girard等人[38]又對網(wǎng)球運(yùn)動員在不同場地界面一發(fā)時雙足的足底壓力特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn);網(wǎng)球在不同場地發(fā)球時，人體會根據(jù)不同的場地界面調(diào)整雙足的負(fù)荷特征;但在紅土場地時人體需要額外的力量去機(jī)體維持平衡，長時間紅土場地比賽會增加網(wǎng)球運(yùn)動員的損傷風(fēng)險。

“沒有數(shù)據(jù)就沒有訓(xùn)練，沒有就監(jiān)控及沒有訓(xùn)練[39]”。隨著多學(xué)科的介入，當(dāng)今的運(yùn)動訓(xùn)練已經(jīng)成為一個多元化系統(tǒng);各學(xué)科、方法為運(yùn)動員的訓(xùn)練提供可量化的信息。因此，在了解網(wǎng)球發(fā)球動作的項目特征基礎(chǔ)上，獲取網(wǎng)球發(fā)球相關(guān)的生物力學(xué)指標(biāo)，可僅以步增進(jìn)對網(wǎng)球發(fā)球動作技能的認(rèn)識，從而為運(yùn)動員發(fā)球訓(xùn)練的科學(xué)化提供良好的保障。在檢索的相關(guān)生物力學(xué)文獻(xiàn)中，僅有3篇研究對發(fā)球臂、不同的發(fā)球動作以及動作技能分解展開研究。Ida [40]團(tuán)隊是最早對網(wǎng)球發(fā)球動作技能進(jìn)行分析的團(tuán)隊，該團(tuán)對比賽現(xiàn)場和實驗室采集所獲取的持拍臂的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)：實驗室和比賽現(xiàn)場采集的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)參數(shù)存在明顯的不同，而這種差異的原因可能是比賽現(xiàn)場條件和實驗室測試條件吻合度的差異不同所造成。Reid等人[41]用Vicon運(yùn)動捕捉系統(tǒng)對精英網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球分解的分解動作進(jìn)行分析，探討發(fā)球的分解動作對球拍和球的影響。研究結(jié)果顯示，過多的網(wǎng)球發(fā)球分解動作的練習(xí)會對網(wǎng)球發(fā)球動作技能的完善性產(chǎn)生消極影響;另外，高的發(fā)球速度和球快速地前移可以作為兩個主要標(biāo)準(zhǔn)評價網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球表現(xiàn)的客觀指標(biāo)。Martin等人[42]對網(wǎng)球并步（foot-up）和原地發(fā)球（foot-back）的運(yùn)動表現(xiàn)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)評估，依據(jù)實驗結(jié)果認(rèn)為：原地發(fā)球技術(shù)由于低水平的軀干角動量，網(wǎng)球可以快速地向前移動是一種較好的技術(shù)。但該研究中，15名受試者僅4名女性運(yùn)動員，受試者性別的差異可能是一個影響最終結(jié)論因素;仍需要較大的運(yùn)動員基數(shù)對不同發(fā)球的技術(shù)進(jìn)行評估與分析。

3.4 網(wǎng)球發(fā)球的體能訓(xùn)練

運(yùn)動員高水準(zhǔn)運(yùn)動表現(xiàn)的背后，除了精細(xì)的動作技術(shù)練習(xí)外，仍需要系統(tǒng)的體能訓(xùn)練為運(yùn)動員高水平的運(yùn)動表現(xiàn)提供保障。在所檢索的文獻(xiàn)中，網(wǎng)球發(fā)球的體能訓(xùn)練主要圍繞運(yùn)動員的協(xié)調(diào)性、力量訓(xùn)練、訓(xùn)練效果的評估展開。研究表明，網(wǎng)球的發(fā)球節(jié)奏是影響發(fā)球有效性的一個因素，而隱藏在節(jié)奏的背后的人體機(jī)能水平則是完成動作所表現(xiàn)的協(xié)調(diào)性。Reid等人[43]認(rèn)為，一發(fā)時下肢的協(xié)調(diào)性與肩部的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)具有相關(guān)性;在下肢主導(dǎo)發(fā)力條件下，高運(yùn)動表現(xiàn)的網(wǎng)球運(yùn)動員對球拍的速度呈現(xiàn)出相似的容忍度;但在非下肢主導(dǎo)的情況下，運(yùn)動員對球拍速度的承受度下降;這種差異的原因可能是因為不同的站位和運(yùn)動員下肢不同的力學(xué)機(jī)制所造成。Whiteside等人[44]對精英女子運(yùn)動員關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)和下肢、軀干、發(fā)球臂和球位置的變化進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：網(wǎng)球運(yùn)動員可以用根據(jù)發(fā)球位置變化管理自身的動作，從而是發(fā)球動作變得協(xié)調(diào)、流暢。盡管這種對發(fā)球協(xié)調(diào)性認(rèn)識可以對教練員指導(dǎo)運(yùn)動員訓(xùn)練有特殊的指導(dǎo)作用;但作者同樣也指出這種高水平的運(yùn)動表現(xiàn)僅在精英級別的運(yùn)動員中發(fā)現(xiàn)，是否其他水平的運(yùn)動員也會呈現(xiàn)相同的運(yùn)動表現(xiàn)特征仍待進(jìn)一步探索。

過去的幾十年，網(wǎng)球運(yùn)動員的專項體能訓(xùn)練受到相當(dāng)大的關(guān)注;研究圍繞網(wǎng)球運(yùn)動的生物學(xué)特征展開探討，其中對于網(wǎng)球發(fā)球、正手和反手與訓(xùn)練方法練習(xí)的生物力學(xué)探索卻介入較少[45];但研究表明網(wǎng)球擊球、發(fā)球的生物力學(xué)研究以及網(wǎng)球運(yùn)動員力量訓(xùn)練方法設(shè)計對網(wǎng)球運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)得最佳化具有相當(dāng)大的意義[45-47]。Baiget等人[46]研究發(fā)現(xiàn)：網(wǎng)球運(yùn)動員肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋的最大肌力水平與運(yùn)動員發(fā)球的速度有極強(qiáng)的相關(guān)性，發(fā)球速度變化主要是由運(yùn)動員肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋的最大肌力水平和屈曲的肌力水平所決定。Kovacs等人[47]研究同樣發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)球運(yùn)動員的力量水平與運(yùn)動員發(fā)球時的運(yùn)動表現(xiàn)存在高相關(guān)性，運(yùn)動員的肌力水平可以作為評估運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)的一個評價指標(biāo)。這些研究的發(fā)現(xiàn)，為網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球的體能訓(xùn)練提供有力的支持。

但仍有一個比較尷尬的背景值得相關(guān)教員、科研人員關(guān)注。在訓(xùn)練實踐領(lǐng)域，對于網(wǎng)球發(fā)球動作的分析更多圍繞牛頓第二定律進(jìn)行解釋分析，教練員在應(yīng)用這些生物力學(xué)的方法對動作技能進(jìn)行量化分析和應(yīng)用時卻時常產(chǎn)生矛盾[48]。如：De Subijana等人[37]認(rèn)為過頭投擲練習(xí)與網(wǎng)球發(fā)球兩者之間存在功能性聯(lián)系，對兩者功能性關(guān)系的探索會對網(wǎng)球發(fā)球的改善產(chǎn)生積極影響;然而，Reid等人[49]的研究卻與其得出相反的結(jié)論，他們認(rèn)為盡管過頭投擲對軀干動力學(xué)的傳遞會產(chǎn)生積極影響，但兩個動作之間存在很小的相似性，對網(wǎng)球發(fā)球的改善幫助并不大。對這種矛盾的產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，矛盾觀點的產(chǎn)生有可能是由相關(guān)從業(yè)人員對生物力學(xué)規(guī)則和原理認(rèn)識的差異所造成，因為很多生物力學(xué)原理和規(guī)則與人們的認(rèn)識往往存在一定的偏差[48]。對于這種矛盾的解決，生物力學(xué)專業(yè)術(shù)語的標(biāo)準(zhǔn)化是一個有效的方法，但這個方法的建立與推廣需基于國際間的相互合作，同時也需要對生物力學(xué)原理在教練員執(zhí)教中的有效性展開研究[48]。

網(wǎng)球的生物力學(xué)其他研究主要對運(yùn)動員年齡和身體成分對運(yùn)動表現(xiàn)的影響展開。Whiteside等人[50]基于女子網(wǎng)球運(yùn)動員和青少年網(wǎng)球運(yùn)動員受關(guān)注較少的背景，對年齡與運(yùn)動員發(fā)球的影響進(jìn)行分析。研究結(jié)果顯示，青春期開始后，發(fā)球臂對球速的作用會很快突顯，而“下肢的主導(dǎo)”（leg drive）和“肩部超越器械的旋轉(zhuǎn)”（shoulder-over-shoulder）對球速的速度作用則待機(jī)體的成熟后才開始發(fā)揮作用;另外，建議降低青春期階段女子網(wǎng)球運(yùn)動員動作技能練習(xí)的復(fù)雜度，因為該階段由于女子運(yùn)動員身體機(jī)能的發(fā)育和機(jī)能狀態(tài)的紊亂，運(yùn)動員薄弱的力量素質(zhì)并不能為復(fù)雜發(fā)球動作的執(zhí)行提供足夠的支持。Wong等人[51]對運(yùn)動員身體形態(tài)和全身關(guān)節(jié)的運(yùn)動學(xué)與網(wǎng)球發(fā)球速度的影響進(jìn)行分析，指出：BMI和持拍側(cè)的膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)活動范圍、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的伸的速度、肩關(guān)節(jié)冠狀面的運(yùn)動范圍、肘關(guān)節(jié)最大伸的速度與運(yùn)動員發(fā)球的速度具有明顯相關(guān)性，建議在運(yùn)動員訓(xùn)練中應(yīng)增加有利于發(fā)展運(yùn)動員關(guān)節(jié)伸的練習(xí)。

4? 結(jié)論

通過綜述國內(nèi)、外有關(guān)網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究成果，研究最終得出以下結(jié)論。

（1）國內(nèi)外在網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究方面差異明顯，國內(nèi)無論從先研究的數(shù)量還是研究內(nèi)容方面與國外相比還存在較大的差距。

（2）國內(nèi)、外生物力學(xué)的相關(guān)研究成果為網(wǎng)球發(fā)球科學(xué)化訓(xùn)練、網(wǎng)球發(fā)球的動作技能分析、人與器械的交互以及運(yùn)動損傷的預(yù)防提供大量可量化的指標(biāo)與信息。

（3）研究視角方面，國內(nèi)相關(guān)生物力學(xué)研究視角可分為對運(yùn)動員發(fā)球動作的生物力學(xué)分析、發(fā)球訓(xùn)練方法的評估以及器械的生物力學(xué)分析等視角;國外網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究可圍繞對器械的生物力學(xué)分析、運(yùn)動損傷的分析、發(fā)球動作生物力學(xué)特征的探索、發(fā)球體能訓(xùn)練的優(yōu)化以及人體形態(tài)學(xué)的影響等視角展開。

（4）除了上述共異性外，網(wǎng)球發(fā)球的生物力學(xué)研究仍有一點值得關(guān)注：無論國內(nèi)還是國外，大多數(shù)均圍繞網(wǎng)球發(fā)球的上肢、軀干展開，對于產(chǎn)生50%發(fā)球力量的下肢并未進(jìn)行過深的探討。因此，該研究最后呼吁：相關(guān)科研人員應(yīng)重視網(wǎng)球發(fā)球運(yùn)動員下肢的生物力學(xué)研究，以進(jìn)一步為網(wǎng)球發(fā)球訓(xùn)練的科學(xué)化務(wù)實基礎(chǔ)。

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