導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇運(yùn)動力學(xué)研究，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

關(guān)鍵詞 高爾夫 木桿揮桿技術(shù)動作 運(yùn)動力學(xué)

高爾夫揮桿技術(shù)是高爾夫運(yùn)動中的重要技術(shù)之一，根據(jù)球洞的位置將球準(zhǔn)確的打入到目標(biāo)點(diǎn)中，以及最大限度的將球擊向遠(yuǎn)處的能力是揮桿技術(shù)中的兩個重要組成部分。尤其是每個發(fā)球點(diǎn)的一號木桿揮桿技術(shù)對整個比賽具有決定性作用[1]。本研究通過對專業(yè)、業(yè)余高爾夫運(yùn)動員的木桿揮桿技術(shù)動作進(jìn)行動力學(xué)分析，以便為高爾夫運(yùn)動的愛好者提供更加精準(zhǔn)的技術(shù)動作。

一、研究資料與方法

（一）研究資料

選取10名專業(yè)高爾夫運(yùn)動員與10名業(yè)余運(yùn)動員，專業(yè)運(yùn)動員平均年齡為（31.2±2.7）歲，平均球齡為（6.8±1.3）年。業(yè)余運(yùn)動員平均年齡為（33.4±3.5）歲，平均球齡為（4.9±1.4）年。所有運(yùn)動員已明確測試需求及注意事項(xiàng)，沒有運(yùn)動損傷或不適情況。

（二）方法

1.實(shí)驗(yàn)測試方法

使用2臺日本生產(chǎn)型號為6mmJVC GR-DVL9800高速攝像機(jī)，運(yùn)動員兩側(cè)定點(diǎn)同步拍攝。在運(yùn)動員球桿及各關(guān)節(jié)安裝19個反光標(biāo)志點(diǎn)，60格/s拍攝頻率，1/250s曝光時(shí)間。在對程序進(jìn)行分析時(shí)使用APAS軟件技術(shù)，并從中得出二維坐標(biāo)值，制作出三維坐標(biāo)。為了降低實(shí)驗(yàn)誤差，需要通過6HZ對數(shù)字進(jìn)行濾清。將運(yùn)動員揮桿方向平行移動設(shè)計(jì)為X軸，將其上下移動設(shè)計(jì)為Y軸，將其前后垂直移動的設(shè)計(jì)為Z軸，對其進(jìn)行運(yùn)動力學(xué)分析。

2.揮桿劃分動作階段的實(shí)驗(yàn)方法

可以將木桿揮桿技術(shù)動作（從擊球準(zhǔn)備動作到開始擊倒球瞬間）劃分為四個階段：（1）擊球準(zhǔn)備動作階段（AD）到上桿階段中球桿與地面半上桿時(shí)刻（MB）。（2）半上桿時(shí)刻到揮桿頂點(diǎn)時(shí)刻（TS）。（3）揮桿頂點(diǎn)到下桿階段中球桿與地面平行半下桿時(shí)刻（MD）。（4）半下桿時(shí)刻到桿頭擊球瞬間（IM）。

（三）統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料采用X2來檢驗(yàn)，P

二、結(jié)果分析

（一）對揮桿技術(shù)動作時(shí)間進(jìn)行分析

專業(yè)的高爾夫球運(yùn)動員揮桿的總用時(shí)平均為（1.57±0.43）秒，在第一階段的上桿動作中用時(shí)為（0.73±0.24）秒，明顯高于業(yè)余運(yùn)動員的（1.42±0.31）秒、（0.59±0.21）秒，差異顯著（P

（二）身體重心移動對比分析

1.身體重心水平方向的移動

MB階段，所有運(yùn)動員身體重心向后方移動，后三個階段中，其身體重心均向前移動。從移動幅度分析，在MB階段中，專業(yè)運(yùn)動員身體重心移動幅度為（-5.36±1.12）厘米，明顯大于業(yè)余運(yùn)動員的（-4.29±1.68）厘米，在下桿階段所有運(yùn)動員身體重心水平移動超過了原點(diǎn)，但在擊球瞬間，專業(yè)運(yùn)動員身體重心與原點(diǎn)的距離（2.82±0.31）厘米明顯低于業(yè)余運(yùn)動員的（3.12±0.34）厘米，差異顯著（P

。

2.運(yùn)動員身體重心在上下方向的移動情況

在上桿階段及半下桿到擊球瞬間，所有運(yùn)動員均出現(xiàn)身體重心上移的傾向。在第三階段中，所有運(yùn)動員身體重心均向下移動，并且比原點(diǎn)低。另外，在第四階段中，尤其是在擊球瞬間，專業(yè)運(yùn)動員的重心與原點(diǎn)的距離為（0.22±0.31）cm，明顯優(yōu)于業(yè)余運(yùn)動員的（0.46±0.58）cm。差異顯著（P

3.運(yùn)動員身體重心在垂直方向移動情況

上桿階段，所有運(yùn)動員身體重心向后移動，第三階段，身體重心超過原點(diǎn)向前移動，第四階段，身體重心移動方向各異。在擊球瞬間，專業(yè)運(yùn)動員身體重心更接近原點(diǎn)后方（-0.17±0.08）cm，業(yè)余運(yùn)動員身體重心更接近原點(diǎn)前方（1.63±0.12）cm，差異顯著（P

三、討論

通過對本研究中的20名高爾夫運(yùn)動員的木桿揮桿技術(shù)動作進(jìn)行運(yùn)動力學(xué)研究，從結(jié)果中可以看出：從揮桿技術(shù)動作總體分析，專業(yè)運(yùn)動員在上桿的過程中，尤其是在第一階段中，其后揮桿的速度較慢，在下桿階段中的揮桿動作較快，主要是為了在準(zhǔn)備階段中穩(wěn)定身體的重心，以便為后揮桿到揮桿頂點(diǎn)時(shí)避免重心不穩(wěn)而導(dǎo)致?lián)羟蛐Ч患选Ｍ瑫r(shí)，在下桿階段揮桿速度加快，是為了確保擊球的準(zhǔn)確率。而業(yè)余運(yùn)動員在第一階段中揮桿的速度較快，容易導(dǎo)致?lián)羟虺霈F(xiàn)偏差。因此，需要掌握良好的節(jié)奏與技巧，對時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，以便確保擊球時(shí)，桿頭能夠以最快的速度到達(dá)擊球區(qū)域。

在高爾夫運(yùn)動員身體重心移動方面，在水平移動實(shí)驗(yàn)中可以看出，在下桿階段，專業(yè)運(yùn)動員身體重心移動更接近擊球準(zhǔn)備動作的原點(diǎn)；在揮桿擊球時(shí)上桿階段，運(yùn)動員雙手通過向后引桿，由于左臂帶動，身體的重心會像后方移動。并且在上桿階段中，會出現(xiàn)與上述相反的動作，從而促使身體重心會經(jīng)過原點(diǎn)，以便達(dá)到擊球的動作。從整體揮桿動作的特點(diǎn)分析，專業(yè)運(yùn)動員在確保身體平衡的狀態(tài)下，將身體重心向后移動的距離超過業(yè)余運(yùn)動員，并且在下桿階段中的擊球瞬間，將身體重心與原點(diǎn)緊密貼近。業(yè)余運(yùn)動員通常會過于追求擊球的距離，通常在下桿階段中將身體重心向前移動，從而出現(xiàn)過度擊球動作，降低擊球的準(zhǔn)確率。在上下移動分析中，由于在上桿時(shí)，運(yùn)動員需要保持右膝蓋彎曲程度，要將身體重心轉(zhuǎn)移到右腳內(nèi)側(cè)。在下桿的時(shí)候，如果身體重心轉(zhuǎn)移到右腳外，極有可能造成下半身向目標(biāo)方向滑移。在下桿階段，需讓曲向內(nèi)側(cè)的左膝朝向正面來擊打高爾夫球，因此，身體的重心需要高于準(zhǔn)備階段時(shí)的重心原點(diǎn)[2]。另外，在揮桿時(shí)，身體重心太低，容易導(dǎo)致?lián)羟蛩查g出現(xiàn)閉合與左旋球現(xiàn)象。如果身體重心上移幅度大，容易形成右旋球或削頂球。另外，運(yùn)動員在木桿揮桿時(shí)，需要調(diào)節(jié)好自身的節(jié)奏，并且在身體重心移動方面，應(yīng)確保移動的合理性與穩(wěn)定性，以便提高擊球的準(zhǔn)確率。

篇2

中圖分類號：TS941.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

A Study on Protective Cloths Based on Sports Biomechanics

Abstract： Based on introducing sports biomechanics as well as current study on protective equipment and protective clothes， the article draws the conclusion that it is very important to study protective clothes by using sports biomechanics and puts forward the theoretical basis， technical problems and technical route for using sports biomechanics in garment applications.

Key words： sports injury； protective clothes； sports biomechanics； protective model

近年來，我國參與體育運(yùn)動或日常鍛煉的人口越來越多。在對全國體育人口比例的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，1996年的體育人口在總?cè)丝谥兴嫉谋壤秊?1.4%，2000年增加到33.9%，而到2007年又增加到37.1%，短短10多年的時(shí)間里增加了5.7個百分點(diǎn)。

但是在運(yùn)動中，由于人們并未太多地注意保護(hù)自己，常常會引起相應(yīng)的關(guān)節(jié)、肌肉、韌帶的意外損傷。網(wǎng)球運(yùn)動常常會導(dǎo)致肘部、肩袖部損傷，范？克拉莫（Von Kramer）對網(wǎng)球運(yùn)動中出現(xiàn)的損傷進(jìn)行過調(diào)查，結(jié)果表明，網(wǎng)球運(yùn)動中肘關(guān)節(jié)損傷占全部損傷的41%，是最容易損傷的部位；肩袖損傷占其全部損傷的39%，僅次于網(wǎng)球肘。在跑步運(yùn)動中，常常會發(fā)生小腿肌肉拉傷，有研究顯示，有高達(dá)35% ～ 65%的健身者與專業(yè)運(yùn)動員曾經(jīng)發(fā)生過下肢損傷。老年人、小孩以及肢體殘疾人在日常的行走過程中，由于自身缺乏一定的平衡能力，往往會因?yàn)榭呐觥⑺さ沟韧话l(fā)狀況而意外導(dǎo)致肌肉和骨骼損傷。有國外學(xué)者曾做過相關(guān)的研究，該研究揭示了在老年人的摔倒中，將近53%是因?yàn)樾凶摺⒄玖⒌牟环€(wěn)定所導(dǎo)致的。

運(yùn)動損傷已經(jīng)給運(yùn)動員、業(yè)余愛好者、老年人、小孩等帶來了傷害，也是人們生命安全的重要隱患之一。也有不少人缺乏自我保護(hù)意識，認(rèn)為在業(yè)余的體育鍛煉和比賽中，做準(zhǔn)備活動，然后再多加注意一些，受傷的幾率也就小了，其實(shí)這種想法是不正確的。因?yàn)檫@種損傷，比如說扭傷、摔傷、各種磕碰傷，在運(yùn)動損傷里只占到了2%，它的名稱叫做意外傷，而將近98%的損傷是那種運(yùn)動技術(shù)性傷。所以基于運(yùn)動的生物力學(xué)，研制減少骨骼與肌肉損傷的防護(hù)性服裝，是一個很大的趨向。

1 運(yùn)動生物力學(xué)的研究

運(yùn)動生物力學(xué)是生物力學(xué)的分支學(xué)科，是研究體育運(yùn)動中人體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。其主要任務(wù)是運(yùn)用生物學(xué)和力學(xué)的理論和方法研究人體從事各種運(yùn)動、活動以及勞動的動作技術(shù)，使復(fù)雜的人體動作技術(shù)奠基于最基本的生物學(xué)和力學(xué)規(guī)律之上，并以數(shù)學(xué)、力學(xué)、生物學(xué)以及動作技術(shù)原理的形式加以定量描述。運(yùn)動生物力學(xué)的發(fā)展與研究，為提高體育運(yùn)動的成績、預(yù)防運(yùn)動損傷、設(shè)計(jì)研發(fā)防護(hù)器材奠定了理論基礎(chǔ)。

1.1 運(yùn)動生物力學(xué)的實(shí)際應(yīng)用

對于運(yùn)動生物力學(xué)的研究，特別是在應(yīng)用上，具有自己的特色，大致可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）在競技體育運(yùn)動動作的技術(shù)方面，根據(jù)人體的體態(tài)、素質(zhì)、機(jī)能等情況，研究適合個人的最佳運(yùn)動和活動技術(shù)的動作方案，并通過動作技術(shù)診斷使之逐步完善；

（2）從預(yù)防運(yùn)動損傷的觀點(diǎn)出發(fā)，對各種體育、活動以及生產(chǎn)勞動進(jìn)行生物力學(xué)分析，找出致傷因素，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的預(yù)防與治療措施；

（3）運(yùn)動生物力學(xué)不僅研究人體，而且也研究與運(yùn)動相關(guān)的器械的運(yùn)動規(guī)律，按照人體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和機(jī)能的生物力學(xué)特征，設(shè)計(jì)和改進(jìn)運(yùn)動器材、設(shè)施、服裝與用具以及勞動機(jī)器、工具等。

1.2 運(yùn)動生物力學(xué)與防護(hù)器材

從運(yùn)動生物力學(xué)的角度出發(fā)，對體育運(yùn)動或健身鍛煉中用于防護(hù)人身安全、避免運(yùn)動損傷的器材，提出設(shè)計(jì)和改進(jìn)的設(shè)想及要求，是一項(xiàng)非常艱巨的學(xué)科任務(wù)，當(dāng)前基于運(yùn)動生物力學(xué)研制的防護(hù)用品主要有護(hù)具、運(yùn)動鞋。

新型橄欖球頭盔與傳統(tǒng)頭盔相比有著本質(zhì)的區(qū)別，新型頭盔的外層覆蓋了一種新型樹脂吸振緩沖材料，它可以有效地防止運(yùn)動員以頭盔作為進(jìn)攻武器沖撞對手。在運(yùn)動的過程中，人體的各個關(guān)節(jié)肌肉常常由于過多的運(yùn)動量或瞬間的揮擊、拉伸發(fā)生拉傷或震傷。戴上護(hù)具后，就可以對相應(yīng)部位的肌肉、韌帶加壓舒服，減緩可能的過度拉伸，并協(xié)助肌肉動作，對關(guān)節(jié)部位起到支撐作用。對于關(guān)節(jié)出現(xiàn)不同程度勞損的老人以及正在發(fā)育期的小孩來說，進(jìn)行遠(yuǎn)足郊游或體育鍛煉時(shí)，很有必要選擇一定的護(hù)具。

國內(nèi)外一線運(yùn)動品牌，其運(yùn)動鞋技術(shù)的每一項(xiàng)進(jìn)步都離不開生物力學(xué)研究，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新都遵循人體運(yùn)動生物力學(xué)原理。國際一線運(yùn)動品牌都擁有自己的核心技術(shù)，如Nike的air氣囊鞋底科技和足跟穩(wěn)定技術(shù)、Adidas的HUG環(huán)抱系統(tǒng)和智能芯片技術(shù)、李寧新一代單弦弓減震技術(shù)等。無論核心技術(shù)如何創(chuàng)新變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須遵循運(yùn)動生物力學(xué)的原理，其主要的生物力學(xué)原理是緩震減震、能量回歸、足跟控制、模擬踝足和回歸自然。

2 防護(hù)服裝的研究

伴隨著運(yùn)動的普及，傳統(tǒng)的防護(hù)服裝基本上從舒適性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能材料等角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，通過研究改變或加強(qiáng)面料的性能來達(dá)到服裝吸濕排汗透氣、防火、防水等效果，或者從服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，采用多開口寬松式設(shè)計(jì)，在前胸、腋下、前后衣片采用連續(xù)開口散熱功能設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一套具有散熱功能的籃球比賽服裝。而在運(yùn)動過程中能真正地起到對人體防護(hù)作用的，往往都是要通過佩戴護(hù)具來達(dá)到目的，從拳擊的頭盔到籃球的護(hù)足，每一個易受傷的關(guān)節(jié)都有相對應(yīng)的護(hù)具來產(chǎn)生防護(hù)的效果。

但是現(xiàn)階段基于運(yùn)動生物力學(xué)研究的運(yùn)動防護(hù)僅限于護(hù)具以及運(yùn)動鞋，而客戶對防護(hù)服裝的要求卻逐漸從原來的吸濕排汗等舒適性方面提升到舒適、功能、美觀、防護(hù)一體化上來，更多地希望可以通過服裝本身就可以達(dá)到防護(hù)人體的目的。

所以，有必要從人體出發(fā)，通過測量人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的變化，將其轉(zhuǎn)化為人體關(guān)節(jié)運(yùn)動的生物力學(xué)參數(shù)，通過分析生物力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)，建立人體防護(hù)模型，明確服裝面料與防護(hù)模型相互之間的關(guān)系，并結(jié)合服裝材料學(xué)、服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人體工效學(xué)等相關(guān)知識，設(shè)計(jì)具有防護(hù)性能的服裝。

3 運(yùn)動生物力學(xué)在服裝上的應(yīng)用

在體育運(yùn)動、日?；顒右约吧a(chǎn)勞動中骨骼和肌肉損傷是難以避免的問題，解決這一難題，必須以人體運(yùn)動為目標(biāo)，運(yùn)用人體解剖學(xué)、人體生理學(xué)、力學(xué)的理論與方法來探索人體運(yùn)動規(guī)律，根據(jù)骨骼和肌肉的變化，建立外部防護(hù)模型，獲取防護(hù)服裝所需達(dá)到的力學(xué)參數(shù)，為開發(fā)運(yùn)動防護(hù)服裝提供理論依據(jù)。

3.1 理論依據(jù)

在運(yùn)動過程中，骨骼及肌肉功能模型的研究比較成熟，是確定肌肉長度、肌肉拉力線、肌力臂、肌力矩、肌力等關(guān)鍵因素，但卻沒有明確指出骨骼及肌肉損傷的臨界值，建立外防護(hù)模型是解決該問題的關(guān)鍵途徑。

基于人體骨骼與肌肉的動力學(xué)模型，模擬在外部約束條件下骨骼和肌肉的變化，通過逆向動力學(xué)方程式和有限元模擬獲取相關(guān)參數(shù)，建立外防護(hù)機(jī)制，即防護(hù)模型；在外加反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的作用下，明確服裝材料的性能與外防護(hù)模型之間的關(guān)系，為研制高質(zhì)量的運(yùn)動防護(hù)服裝、減少運(yùn)動過程中骨骼及肌肉的損傷提供理論依據(jù)。

3.2 技術(shù)問題

（1）建立骨骼及肌肉的模型，需要運(yùn)用動態(tài)捕捉系統(tǒng)捕捉關(guān)鍵點(diǎn)的運(yùn)動信息，測量人體在空間的位置和方向，即人體骨骼、關(guān)節(jié)的運(yùn)動軌跡。動態(tài)捕捉系統(tǒng)通常分類為 3類：機(jī)械式、電磁式和光學(xué)式，價(jià)格不菲。

（2）結(jié)合人體運(yùn)動軌跡的數(shù)據(jù)，通過人體建模仿真軟件進(jìn)行模擬，并推導(dǎo)出骨骼及肌肉的最優(yōu)化的防護(hù)機(jī)制。

（3）通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析，明確防護(hù)模型與服裝面料的性能特征之間的關(guān)系，為研發(fā)防護(hù)性能最優(yōu)的服裝提供依據(jù)。

3.3 研究方案

針對一項(xiàng)具體的運(yùn)動，主要研究內(nèi)容有以下幾個方面：

（1）運(yùn)用動態(tài)捕捉系統(tǒng)捕捉人體關(guān)鍵部位的空間運(yùn)動軌跡；

（2）借助人體建模仿真軟件，將空間運(yùn)動軌跡的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為生物力學(xué)參數(shù)，如各關(guān)節(jié)的位移、速度、加速度及肌肉長度、肌力臂、肌力矩等，進(jìn)而計(jì)算出有關(guān)人體防護(hù)力學(xué)參數(shù)；

（3）基于骨骼及肌肉模型，運(yùn)用逆向動力學(xué)的方法，建立人體外部防護(hù)機(jī)制；

（4）根據(jù)各種服裝材料的性能，通過有限元的模擬，確定材料的性能與防護(hù)模型相互之間的關(guān)系，獲取防護(hù)服裝所需的防護(hù)參數(shù)；

（5）人體建模仿真軟件對所獲取的服裝防護(hù)參數(shù)進(jìn)行模擬，以進(jìn)一步獲得最優(yōu)防護(hù)的服裝。

技術(shù)路線如圖 1 所示。

4 結(jié)語

運(yùn)動損傷常常給運(yùn)動員、體育愛好者、老人、小孩等帶來意想不到的身體傷害，然而，傳統(tǒng)的防護(hù)服裝基本上從服裝的舒適性角度進(jìn)行研究，通過改變面料的特性來達(dá)到服裝的防濕透氣、吸濕排汗等，或從服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，改變服裝衣下間隙、開口特征等來提高服裝的著裝舒適性。國外對于運(yùn)動防護(hù)服及裝備的研究則比較深入，從人體的頭部到腳的各個器官都配有特定的防護(hù)用具，所以基于運(yùn)動生物力學(xué)研究防護(hù)服裝必將是未來的研究熱門。

外防護(hù)模型的建立是運(yùn)動生物力學(xué)應(yīng)用到服裝領(lǐng)域的關(guān)鍵，也是制約防護(hù)服裝研發(fā)的主要因素。防護(hù)模型的研究處于起步階段，只有建立起防護(hù)模型，才能進(jìn)一步明確服裝材料與防護(hù)力學(xué)參數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，也為研制減少運(yùn)動損傷的運(yùn)動裝備奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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篇3

關(guān)鍵詞 生物力學(xué) 方法 拳擊

生物力學(xué)研究，尤其是運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、表面肌電等實(shí)驗(yàn)技術(shù)逐步應(yīng)用于拳擊科學(xué)研究中。運(yùn)動學(xué)方法應(yīng)用在技術(shù)改進(jìn)和規(guī)范程度判斷等方面，起到很好的輔導(dǎo)作用。動力學(xué)研究對對抗性項(xiàng)目對抗時(shí)，力的大小、方向的變化及力作用的效果等進(jìn)行定量分析，揭示發(fā)力原理及規(guī)律。表面肌電研究應(yīng)用于判斷動作過程中，哪些肌肉參與收縮，收縮過程中肌纖維發(fā)力長短、順序等，這對科學(xué)合理化技術(shù)動作和確定不同力量訓(xùn)練方法手段的科學(xué)性非常有意義。

李凌云[1]采用生物力學(xué)的測試儀器、方法，試圖尋找運(yùn)動生物力學(xué)的一些原理和方法在武術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用規(guī)律，從生物力學(xué)的原理應(yīng)用在武術(shù)中的情況。我們可以將這些方法同樣應(yīng)用于其他同場格斗類項(xiàng)目中，為其他同項(xiàng)群項(xiàng)目的生物力學(xué)研究提供理論參考和實(shí)踐指導(dǎo)。

運(yùn)動學(xué)研究和表面肌電技術(shù)在拳擊生物力學(xué)研究中應(yīng)用較為廣泛。郭峰，張日輝[2]探討拳擊運(yùn)動員后手直拳動作內(nèi)部神經(jīng)肌肉系統(tǒng)協(xié)同變化，研究認(rèn)為后手直拳擊打，上肢拮抗肌發(fā)揮著重要作用。從肌肉激活順序判斷，動作符合鞭打動作原理，建議加強(qiáng)上肢拮抗肌訓(xùn)練。劉海瑞[3]的實(shí)驗(yàn)也得出了相似的結(jié)果，分析了拳擊出拳擊打拳速突然減速的成因。二者在突然降速的研究結(jié)果是一致的。拮抗肌放電信號較強(qiáng)也能夠在一定意義上解釋這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，但二者結(jié)論中應(yīng)該加強(qiáng)拮抗肌訓(xùn)練值得商榷，拮抗肌與主動肌、協(xié)同肌的協(xié)調(diào)配合時(shí)準(zhǔn)確、高效完成技術(shù)動作的基礎(chǔ)，應(yīng)該從協(xié)調(diào)性訓(xùn)練的角度分析更為準(zhǔn)確。

王新坤[4]運(yùn)用愛捷運(yùn)動錄像測試分析系統(tǒng)，對參加2004年全國拳擊冠軍賽決賽的部分冠軍前手直拳作進(jìn)行運(yùn)動學(xué)特征的研究分析。結(jié)果顯示：運(yùn)動員打擊瞬間拳速在擊中目標(biāo)之前會突然增加，其研究結(jié)果前手直拳打擊瞬間是加速的，與劉海瑞，郭峰、張日輝等研究后手直拳擊打前速度突降結(jié)果相反，其原因有待進(jìn)一步探討。岳東升、張翠[5]利用高速攝像與測力臺（Kistler）同步測試的方法，對拳擊運(yùn)動員直拳技術(shù)動作進(jìn)行測試，該研究是典型的以運(yùn)動學(xué)研究技術(shù)路線，對運(yùn)動員技術(shù)改進(jìn)有一定意義。

有關(guān)動力學(xué)研究在拳擊中較為少見，相關(guān)理論研究中，谷曉紅[6]從擊打過程中的生物力學(xué)原理問題、打擊力與作用時(shí)間、快速移動與穩(wěn)定性、鞭打技術(shù)與多環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動四個方面對拳擊運(yùn)動中的有關(guān)生物力學(xué)問題進(jìn)行了探討，指出了現(xiàn)存的誤區(qū)及不足。蘇彥炬[7]對不同擊打技術(shù)的下肢發(fā)力特征進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對拳擊下肢發(fā)力原理，影響擊打效果的因素等做了宏觀分析，對相關(guān)理論研究具有指導(dǎo)意義。

等速肌力測試關(guān)節(jié)力量從側(cè)面反映肌肉力量，但與動作速度不相符合，存在一定的局限。姜傳銀[8]等運(yùn)用等速肌力測試的方法，對拳擊、跆拳道散打運(yùn)動員進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)不同項(xiàng)目，不同肌群在速度力量方面的優(yōu)勢環(huán)節(jié)。從側(cè)面也反映了不同項(xiàng)目因發(fā)力環(huán)節(jié)不同，不同部位的肌肉力量存在著明顯的項(xiàng)目特征。等速測試數(shù)據(jù)較為精確，但限于單關(guān)節(jié)測試，動作路線，幅度、速度存在差異，對于專項(xiàng)力量測試存在局限性。

從拳擊相關(guān)生物力學(xué)研究綜述可見，以往研究對技術(shù)運(yùn)動學(xué)分析較多，主要技術(shù)為前、后手直拳，分析其原因，直拳的運(yùn)動學(xué)分析可近似理解為直線運(yùn)動，相對實(shí)驗(yàn)控制和分析容易把握。而對表面肌電的研究可以對發(fā)力順序與肌肉貢獻(xiàn)率進(jìn)行探討，研究結(jié)果顯示出的鮮明的個體化特征，從中提取共性及規(guī)律較難。表面肌電技術(shù)應(yīng)用廣泛，尤其是對專項(xiàng)訓(xùn)練手段和方法的檢測，具有很大發(fā)展空間，二者有效結(jié)合可以彌補(bǔ)簡單運(yùn)動學(xué)分析帶來的誤差。等速肌力測試可以從側(cè)面反映關(guān)節(jié)力量，但與專項(xiàng)發(fā)力方式速度不同。以運(yùn)動學(xué)結(jié)合動力學(xué)研究在力量訓(xùn)練相關(guān)生物力學(xué)研究中是比較成熟的研究手段，對于拳擊速度耐力相關(guān)研究應(yīng)該是今后研究的方向 。

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篇4

關(guān)鍵詞 生物力學(xué) 運(yùn)動 控制協(xié)調(diào) 應(yīng)用

人體運(yùn)動需要在多個部分的共同協(xié)調(diào)配合下完成，而單純運(yùn)動學(xué)角度只針對物體的運(yùn)動效果以及其他外作用力的影響進(jìn)行研究，無法對人體肢體運(yùn)動控制和協(xié)調(diào)的具體機(jī)制作出判斷。生物力學(xué)從關(guān)節(jié)力矩的角度并結(jié)合運(yùn)動動力學(xué)方法可以對肢體運(yùn)動的產(chǎn)生方式和作用機(jī)制進(jìn)行科學(xué)合理的分析，推動人體運(yùn)動控制機(jī)制理論研究的發(fā)展。

一、生物力學(xué)與運(yùn)動控制的關(guān)系分析

肌肉的收縮是人類肢體運(yùn)動最直接的動力，人體神經(jīng)系統(tǒng)可以對不同部位的新陳代謝速率和能量釋放方式進(jìn)行調(diào)整，從而起到控制骨骼肌腱可控張力的效果，肌腱又將動力傳給關(guān)節(jié)、韌帶以及骨骼等，最終實(shí)現(xiàn)對各個運(yùn)動單位的控制。神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)包括肌肉運(yùn)動單位與神經(jīng)元之間的突觸連接、運(yùn)動單位疊加與肌腱上的合力、肌肉骨骼系統(tǒng)的整合以及關(guān)節(jié)力矩整合協(xié)作四個層次。人體的骨骼、肌肉結(jié)構(gòu)都十分復(fù)雜，因而神經(jīng)中樞系統(tǒng)很難直接對每個運(yùn)動單位進(jìn)行控制，目前猜測中樞神經(jīng)系統(tǒng)對運(yùn)動目標(biāo)協(xié)作實(shí)現(xiàn)方式或者是關(guān)節(jié)水平運(yùn)動方式進(jìn)行控制，再由該環(huán)節(jié)傳達(dá)至各個運(yùn)動單元。

二、運(yùn)動控制的生物力學(xué)研究技術(shù)

（一）生物傳感器技術(shù)

目前生物傳感器技術(shù)在科學(xué)研究中的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，包括力量、肌電圖、加速度以及位移傳感器等等，這些技術(shù)相關(guān)專業(yè)的教科書以及很多文獻(xiàn)中都有涉及到。隨著研究的深入和技術(shù)的發(fā)展三維陀螺儀運(yùn)動測量技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在生物力學(xué)測量中可以對物體的運(yùn)動速度、不同時(shí)間點(diǎn)的方位、角度等數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和記錄，因而可以應(yīng)用于疾病診斷和治療康復(fù)中，該技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。

（二）生物力學(xué)建模與仿真

當(dāng)人體運(yùn)動時(shí)除了肢體的外部狀態(tài)，肌肉狀態(tài)、關(guān)節(jié)連接處軟組織的形狀等也會發(fā)生一定的變化，而對這種形變進(jìn)行觀察和研究的難度較大，因而可以將整個人體作為一個完整的運(yùn)動系統(tǒng)并以此為基礎(chǔ)建立相應(yīng)的人類肢體運(yùn)動動力學(xué)研究方程，也可以將其稱為生物力學(xué)模型。研究方向以及研究切入點(diǎn)的不同都會對最終的模型構(gòu)建產(chǎn)生影響，一般來說任意運(yùn)動的計(jì)算機(jī)模擬或者仿真需要應(yīng)用正向動力學(xué)知識和技術(shù)，而對肢體運(yùn)動的外力因素進(jìn)行測量時(shí)則需要應(yīng)用逆向運(yùn)動學(xué)。

（三）運(yùn)動學(xué)影像技術(shù)

影像技術(shù)在生物力學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用由來已久，隨著科技的進(jìn)步和科研領(lǐng)域投入的提高，更多新型的運(yùn)動學(xué)影像技術(shù)開始出現(xiàn)。高速熒光透視技術(shù)可以對人體運(yùn)動狀態(tài)下的骨骼、關(guān)節(jié)的情況進(jìn)行精確的分析，拍攝速度更快且由于無侵入性對人體的傷害也更小。將該技術(shù)應(yīng)用于人體醫(yī)療中將大大提高骨科檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。即時(shí)超聲波成像技術(shù)可以將人體運(yùn)動狀態(tài)下的肌肉、肌腱等的形態(tài)包括肌纖維排列、肌肉羽狀角的情況進(jìn)行成像。

三、運(yùn)動控制的生物力學(xué)原理

運(yùn)動控制涉及的生物力學(xué)原理較多，本文就其中幾個較為重要的原理進(jìn)行分析闡述。人們在做出某個動作之前，為了提高動作的完成效果，往往會先做一個跟目標(biāo)動作方向相反的動作，例如扣籃時(shí)先將手臂抬高，一方面下扣動作的幅度更大，另一方面肌肉的彈力也會有所增大，下扣的力量隨之提高，這就是反向動作最佳起始力原理的典型表現(xiàn)。人體神經(jīng)肌肉系統(tǒng)功能的完善性，以及個體肌肉力量和爆發(fā)力量對于體育競賽成績有著重要的影響，在某些體育活動中，人們?yōu)榱双@取運(yùn)動速度的最大沖量會采取一些助力措施，例如對于跳遠(yuǎn)運(yùn)動員來說，他們在進(jìn)行跳遠(yuǎn)前都會有助跑，鐵餅投擲運(yùn)動員在投擲鐵餅時(shí)，也會有身體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動等等，以上各項(xiàng)體育運(yùn)動都是通過延長加速度時(shí)間和距離來增加力的作用效果，這體現(xiàn)的是運(yùn)動速度的最大沖量原理。物體之間的碰撞效果一般會受到以下兩方面因素的影響，即物體質(zhì)量和速度這兩方面的影響，質(zhì)量與速度的乘積稱之為動量，生物力學(xué)中有打擊碰撞動量保持原理，該原理在運(yùn)動控制中的體現(xiàn)有：網(wǎng)球的擊球、拳擊等等，運(yùn)動員為了提高碰撞效果在確保撞擊速度時(shí)還會提高撞擊的力度。因此，對于運(yùn)動員來說，一定要掌握運(yùn)動控制的生物力學(xué)原理，進(jìn)而將其在際運(yùn)動中得到充分運(yùn)用，這對提高運(yùn)動員成績來說起著非常重要的作用。

四、結(jié)束語

綜上所述，生物力學(xué)的應(yīng)用可以在對關(guān)節(jié)力矩和分量進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上研究神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對肌肉收縮力矩的調(diào)節(jié)模式，主動的肌肉力矩在神經(jīng)系統(tǒng)的控制之下對運(yùn)動產(chǎn)生的被動力矩進(jìn)行對抗，在平衡的狀態(tài)之下完成肢體運(yùn)動動作要求，生物力學(xué)的應(yīng)用大大降低了運(yùn)動控制協(xié)調(diào)相關(guān)問題的理解難度。

篇5

在機(jī)械類課程教學(xué)中，往往由于在課堂上沒有機(jī)械設(shè)備的實(shí)物，導(dǎo)致教學(xué)缺乏直觀性。由于目前的一線教學(xué)條件及場所的限制，各學(xué)校也很難在課堂上配備機(jī)械設(shè)備的實(shí)物。鑒于此，我們可以借助現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段，充分利用機(jī)械設(shè)計(jì)、仿真等軟件，從而改變現(xiàn)狀。以機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)的教學(xué)為例，在教學(xué)過程中靈活運(yùn)用機(jī)械動力學(xué)仿真軟件ADAMS來講解其運(yùn)動及受力特征，效果很好。

機(jī)械手（圖1）是模仿人手工作的機(jī)械，它可將工件或工具按預(yù)定程序自動地送到所需要的位置。推廣使用機(jī)械手，可以提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。改善工人勞動條件是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化的有效途徑之一。抓取機(jī)構(gòu)是機(jī)械手的主要部件之一，它直接用來抓取工件或操縱工具［1，2］。

由于工件或工具的形狀、大小、重量等不同，抓取的方式也不同，抓取機(jī)構(gòu)可分為手爪式、真空吸盤式和電磁吸盤式三種類型。本文以手爪式抓取機(jī)構(gòu)作為研究對象，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。研究的整體過程可分為力學(xué)計(jì)算，UG建模、裝配、定義連桿，導(dǎo)入ADAMS，加約束添加驅(qū)動，運(yùn)動仿真及后置處理，優(yōu)化模型，等等［3］。

1.抓取機(jī)構(gòu)力學(xué)分析

整個機(jī)構(gòu)（圖3（a））是沿中心平面對稱的，所以在力學(xué)分析過程中取左連桿和左手指為對象（圖3（b））。對左連桿對象而言為二力桿件［4］，如圖3（c）所示，沿桿線力平衡，則有公式：

2.仿真分析

2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)及ADAMS軟件

虛擬樣機(jī)技術(shù)（Virtual Prototype Technology）是當(dāng)前設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的一門新技術(shù)，涉及系統(tǒng)動力學(xué)、計(jì)算方法與軟件工程學(xué)等學(xué)科。它利用軟件建立機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)的三維實(shí)體模型和力學(xué)模型，分析和評估系統(tǒng)的性能，從而為物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提供參數(shù)依據(jù)。

ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）軟件是美國MDI公司開發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件，它使用交互式圖形軟件環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動范圍、碰撞檢測、峰值載荷，以及計(jì)算有限元的輸入載荷，等等［5,6］。本文的研究載體即為ADAMS軟件。

2.2 模型建立

ADAMS軟件在動力學(xué)分析及后置處理有著非常強(qiáng)大的功能，但其造型能力相對較差。對本文機(jī)構(gòu)可采用專業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件完成，考慮和ADAMS做聯(lián)合仿真時(shí)，優(yōu)先選擇UG軟件。主要是這兩款軟件都支持Parosolid標(biāo)準(zhǔn)，且在UG的運(yùn)動仿真模塊任何一步驟均可以直接導(dǎo)出ADAMS的.cmd文件，可做到無縫對接。在做兩者聯(lián)合建模仿真時(shí)最好均采用英文界面，這樣可大大減少錯誤［7］。

在UG中的抓取機(jī)構(gòu)的造型如圖4所示，導(dǎo)入ADAMS軟件中的模型如圖5所示。采用在UG中造型后，添加連桿（UG中把運(yùn)動單元稱為連桿）后導(dǎo)入ADAMS中，再在ADAMS中添加約束完成后續(xù)的仿真分析。

2.3 仿真分析

對其施加約束，進(jìn)行動力學(xué)分析。首先在大地和機(jī)架之間添加固定副，使大地和機(jī)架形成一體。然后再分別添加各連桿之間的運(yùn)動副：在導(dǎo)桿與機(jī)架之間添加移動副，導(dǎo)桿分別與左、右連桿之間添加旋轉(zhuǎn)副，左連桿與左手指添加旋轉(zhuǎn)副，右連桿與右手指之間添加旋轉(zhuǎn)副。同時(shí)在左右連桿之間添加一個彈簧，實(shí)際物理樣機(jī)是不存在這個彈簧，在此虛擬樣機(jī)中的目的是測量抓取力量。最后在導(dǎo)桿與機(jī)架之間添加的移動副上添加驅(qū)動力驅(qū)動。暫定驅(qū)動力取700N。

在ADAMS的Build菜單建立模型中的兩個角度α+β、α隨時(shí)間的變化曲線，如圖6所示。為后續(xù)的驗(yàn)證工作做準(zhǔn)備。

（b）角度α隨時(shí)間的變化曲線

圖6 角度α+β、α隨時(shí)間的變化曲線

在ADAMS的后置處理模塊中生成彈簧力隨時(shí)間的變化曲線，如圖7所示，通過曲線查找得彈簧力為1663N。

利用ADAMS的Fuction Buider功能建立式（4）的表達(dá)式，并生成公式中f力曲線，如圖8所示。通過曲線查找得彈簧力為1650 N。

通過對比發(fā)現(xiàn)，公式計(jì)算的輸出力值1650N與虛擬樣機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)的輸出力1663N基本重合，這其中誤差還包含了樣機(jī)的本身重力等影響。由此可見，仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性很高，完全可用仿真分析來代替繁雜的計(jì)算過程，節(jié)省大量的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)間。

3.優(yōu)化

通過更改模型中機(jī)構(gòu)的幾何位置、尺寸等來細(xì)化模型。但從該虛擬樣機(jī)的三維模型中，可清晰地看到機(jī)構(gòu)左右成對稱，若要對其細(xì)化，最好是更改沿其對稱軸線上的幾何關(guān)系。鑒于此，選擇更改導(dǎo)桿與左右連桿的旋轉(zhuǎn)副作用點(diǎn)位置，來細(xì)化模型。觀察在不同位置時(shí)機(jī)構(gòu)輸出力的變化及跟隨的兩個角度α+β、α的變化。

在虛擬樣機(jī)中設(shè)置導(dǎo)桿與左右連桿的旋轉(zhuǎn)副作用點(diǎn)的豎直方向Y坐標(biāo)為變量DV_1，以此來模型細(xì)化處理。分別得到五種不同坐標(biāo)下的角度變化曲線如圖9所示，彈簧力變化曲線如圖10所示。

通過圖10可以發(fā)現(xiàn)，隨著坐標(biāo)值增大輸出力增大，由此可得出在其他條件不變的情況下，將導(dǎo)桿與左右連桿的旋轉(zhuǎn)副作用點(diǎn)向上提高即可增大輸出力，具體增大量可參照圖10。

4.結(jié)語

機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用非常廣泛，所涉及的專業(yè)也相當(dāng)多。本文僅對其中的一小部分抓取機(jī)構(gòu)作虛擬樣機(jī)分析，通過分析其理論力學(xué)上輸入力與輸出力的關(guān)系，在ADAMS中對其進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)虛擬樣機(jī)實(shí)驗(yàn)中的力關(guān)系與理論力關(guān)系基本吻合，這樣就對后續(xù)的研究分析提供了可靠性。在后續(xù)的研究開發(fā)過程中可對樣機(jī)添加材料特性、慣性矩等，進(jìn)一步與物理樣機(jī)靠近。虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用大大縮短了抓取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研發(fā)周期，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本，為抓取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了一個高效的開發(fā)途徑［8］。

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篇6

中華武術(shù)歷史悠久，博大精深，一直深受來自全世界人民的喜愛。隨著現(xiàn)代體育的不斷發(fā)展，武術(shù)套路也在向世界推廣的潮流中不斷的前進(jìn)，現(xiàn)如今已逐步發(fā)展成為了以現(xiàn)代體育科學(xué)為理論指導(dǎo)，以西方競技體育模式為運(yùn)動方式的現(xiàn)代競技體育項(xiàng)目。在跨學(xué)科研究以成為常態(tài)的新的背景下，近年來涌現(xiàn)出了很多有關(guān)運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)套路中的研究與應(yīng)用的文章。其中的很多文章多采用運(yùn)動學(xué)的方法對武術(shù)套路運(yùn)動員作運(yùn)動學(xué)的數(shù)據(jù)測量與分析并得出相應(yīng)的結(jié)論。然而通過表面肌電對武術(shù)套路難度動作進(jìn)行分析和研究的文章卻不多。如何更好地運(yùn)用表面肌電技術(shù)研究武術(shù)難度動作，已成為一個新的研究熱點(diǎn)方向。

1.有關(guān)運(yùn)動生物力學(xué)的研究內(nèi)容與方法

運(yùn)動生物力學(xué)是一門邊緣學(xué)科，同時(shí)也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。運(yùn)動生物力學(xué)分析不僅在人體運(yùn)動實(shí)踐中起著重要作用，它還是運(yùn)動員和教練員做為教學(xué)和訓(xùn)練指導(dǎo)的有力工具。近年來它的發(fā)展十分迅速。國內(nèi)的許多理工類、醫(yī)學(xué)類和體育院校都獨(dú)立開設(shè)了這門課程，有些院校還開設(shè)了相應(yīng)的專業(yè)，國內(nèi)一些學(xué)者同時(shí)出版了許多相應(yīng)的教材和專著，在該學(xué)科上取得一些居國內(nèi)外先進(jìn)水平的成果。對人體與物體的運(yùn)動分析是運(yùn)動生物力學(xué)的重要研究內(nèi)容，其中對運(yùn)動位移軌跡的分析是描述運(yùn)動的重要方面。

運(yùn)動生物力學(xué)主要通過它的分析應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行研究。并運(yùn)用運(yùn)動圖像分析法、三維測力臺法、步態(tài)分析法、肌電分析等研究方法對所要研究內(nèi)容作出測數(shù)與分析。第23屆國際運(yùn)動生物力學(xué)年會報(bào)告上發(fā)現(xiàn)國際生物力學(xué)應(yīng)用技術(shù)研究和競技體育研究仍占主流，研究方法不斷得到突破，三維攝像和肌電實(shí)現(xiàn)同步測量。各高校還相繼研發(fā)出新的測試儀器和研究系統(tǒng)，這使得運(yùn)動生物力學(xué)研究不斷向前發(fā)展。

2.運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)難度動作中的研究

在武術(shù)套路中指定難度動作分為A、B、C三個難度等級，武術(shù)比賽中指定難度動作因其難度大、扣分重、不易完成使其逐漸成為整個套路的核心。提高指定難度動作的訓(xùn)練質(zhì)量對提高運(yùn)動成績至關(guān)重要。

2.1 運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)難度動作中的研究過程

通過運(yùn)動生物力學(xué)研究長拳難度動作，一般先把難度動作進(jìn)行階段劃分，以旋風(fēng)腳動作為例：旋風(fēng)腳可以劃分為助跑、起跳、空中擊響及轉(zhuǎn)體、落地等四個階段，之后用高速攝像機(jī)拍攝或用肌電測試儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，或者兩者同時(shí)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用三維影像分析系統(tǒng)和肌電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。最后利用QToolS軟件和Excel軟件對獲得的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，從而得出想要的結(jié)論。

2.2運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)難度動作中的研究發(fā)展趨勢

通過運(yùn)動生物力學(xué)對武術(shù)難度進(jìn)行研究經(jīng)歷了運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、以及多角度分析等三個階段。

運(yùn)動學(xué)分析階段主要是通過攝像得出有關(guān)難度動作在旋轉(zhuǎn)角度、各關(guān)節(jié)夾角、以及動作擺動幅度等相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，這在一定程度上可以對動作進(jìn)行分析，但不夠全面。動力學(xué)階段主要是對武術(shù)難度動作進(jìn)行運(yùn)動學(xué)肌電兩方面或多方面測量，不僅從單一運(yùn)動的角度，更從運(yùn)動與肌肉發(fā)力等多角度進(jìn)行綜合考慮，使研究成果更有價(jià)值。多角度分析階段已不僅僅是再對武術(shù)難度動作進(jìn)行測量分析，將對動作從技術(shù)本身從發(fā)結(jié)合攝像肌電等手段，在運(yùn)動生理學(xué)和運(yùn)動解剖學(xué)等多學(xué)科的支持下再對難度動作進(jìn)行研究，使得研究成果更具說服力。

3.運(yùn)用表面肌電技術(shù)研究武術(shù)難度動作

運(yùn)用表面肌電技術(shù)對武術(shù)難度動作進(jìn)行研究，主要是通過使用肌電測試儀對做難度動作的運(yùn)動員進(jìn)行肌電測量，獲得數(shù)據(jù)以后在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中比較重要的數(shù)據(jù)指標(biāo)有積分肌電，它是計(jì)量肌肉放電水平的以單位面積放電量為單位，可以初步了解肌肉在做武術(shù)難度動作所做的貢獻(xiàn)。還有就是放電的時(shí)序，即做武術(shù)難度動做過程中各個肌肉的放電順序，我們可以通過這些方面了解各肌肉在做動作中協(xié)調(diào)工作的情況，從而實(shí)現(xiàn)研究目的。在運(yùn)用表面肌電技術(shù)對武術(shù)難度動作進(jìn)行研究中，時(shí)程也是非常重要的，它反映了各肌肉放電所持續(xù)的時(shí)間，使得我們在研究武術(shù)難度動作和安排相關(guān)肌肉訓(xùn)練上能得到很多借鑒。運(yùn)用表面肌電技術(shù)研究武術(shù)難度動作已成為武術(shù)套路難度動作研究的新方向。

4.小結(jié)

關(guān)于運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)套路中難度動作的研究的文章有很多，通過閱讀和整理相關(guān)資料，可以把這些所研究文章大致分為以下三個方面。

1.對某一難度動作或組合難度動作的運(yùn)動學(xué)分析，即主要運(yùn)用三維攝像手段進(jìn)行拍攝，再運(yùn)用相關(guān)運(yùn)動分析系統(tǒng)對所拍攝圖像進(jìn)行解析。

2.對某一武術(shù)套路難度動作的表面肌電分析。

3.運(yùn)動生物力學(xué)在武術(shù)中應(yīng)用的綜述類文章。其中由以前兩方面的文章居多。如何使用表面肌電去分析和研究武術(shù)套路中的難度動作將會成為未來很好的一個研究方向。

【參考文獻(xiàn)】

[1]盧德明.運(yùn)動生物力學(xué)測量方法[M].北京：北京體育大學(xué)，2003，347

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分類號B849

運(yùn)動心理學(xué)是心理學(xué)的一個分支，它主要研究體育運(yùn)動中心理活動的規(guī)律。20世紀(jì)70、80年代以來，運(yùn)動心理學(xué)的研究不斷發(fā)展，特別是在研究手段上越來越先進(jìn)。眼動儀在運(yùn)動心理學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用就具體體現(xiàn)了這一趨勢。本文主要介紹國內(nèi)外在這個領(lǐng)域的一些研究成果。

在許多團(tuán)體體育項(xiàng)目中，都存在著瞬息變化的比賽局面，這就要求運(yùn)動員能夠迅速地搜尋到有用的視覺信息，同時(shí)做出相應(yīng)的動作反應(yīng)。許多研究發(fā)現(xiàn)，專家運(yùn)動員比新手運(yùn)動員的視覺搜索策略更恰當(dāng)和更有效率[1,2]。視覺搜索策略是指在搜索相關(guān)的信息時(shí)眼睛的移動方式。運(yùn)動員在比賽中的視覺搜索及注視情況，可以通過眼動儀來進(jìn)行研究。

1對籃球運(yùn)動員的眼動研究

在籃球運(yùn)動中，一個運(yùn)動員在做出動作反應(yīng)（傳球、運(yùn)球或投籃，跑位等等）之前，必須從賽場上選擇和分析有用的視覺信息。

在一項(xiàng)研究中，對專家運(yùn)動員和新手運(yùn)動員進(jìn)行了考察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）視覺搜索并不是窮盡賽場上所有的刺激。無論是專家運(yùn)動員還是新手運(yùn)動員，都是傾向于選擇特定的信息，一旦獲得足夠的信息，就馬上做出反應(yīng)。不過，專家運(yùn)動員傾向反復(fù)注視成對的進(jìn)攻――防守隊(duì)員，新手運(yùn)動員則不注視防守隊(duì)員，而只注視自己的同伴隊(duì)員；（2）專家運(yùn)動員注視重要的空當(dāng)較多（空當(dāng)是指從控制球的隊(duì)員到籃筐之間無對方防守隊(duì)員的區(qū)域），這說明專家運(yùn)動員能夠注意到比較重要的關(guān)鍵信息；（3）專家運(yùn)動員經(jīng)驗(yàn)豐富，比賽場景的一般變化對他們影響不大[3]。

預(yù)程序運(yùn)動控制（preprogrammed motor control）假說是關(guān)于運(yùn)動員在瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)距離藍(lán)筐時(shí)視覺搜索的假說，該假說認(rèn)為相關(guān)視覺信息在最終的投籃運(yùn)動之前就被檢測到了。Oudejans等人研究了籃球運(yùn)動員灌籃時(shí)的視覺控制[4]，其研究結(jié)果支持了上述假說。

張運(yùn)亮研究了我國不同訓(xùn)練年限青年男子籃球后衛(wèi)運(yùn)動員的專項(xiàng)認(rèn)知眼動特征[5]。結(jié)果表明：（1）籃球后衛(wèi)運(yùn)動員的訓(xùn)練年限明顯影響其對籃球比賽圖片信息的加工效率；（2）在注視籃球比賽實(shí)景圖片時(shí)，不同訓(xùn)練年限的運(yùn)動員具有不同的注視分配；（3）不同訓(xùn)練年限的籃球后衛(wèi)運(yùn)動員具有不同的注視模式。

2對冰球運(yùn)動員的眼動研究

在冰球運(yùn)動中，運(yùn)動員快速理解和處理比賽中的進(jìn)攻和防御是非常關(guān)鍵的，但是對進(jìn)攻和防御的處理，不同的運(yùn)動員之間存在差異。

在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，讓一個進(jìn)攻隊(duì)員在帶球1秒、2秒或4秒鐘后進(jìn)行掃射，記錄守門員的眼動情況。守門員的注視分配情況如下：兩組守門員都是集中注視曲棍和冰球。新手守門員對冰球的注視次數(shù)比專家守門員多。實(shí)驗(yàn)表明：專家守門員對外界刺激反應(yīng)較快，他們可以根據(jù)曲棍的位置和速度來判斷和預(yù)測進(jìn)攻運(yùn)動員的擊球情況，并對冰球注視次數(shù)較少。新手守門員則不能象專家守門員那樣有效地判斷進(jìn)攻隊(duì)員的擊球情況[6]。

Martell等人使用眼動儀對專家組（國際奧林匹克水平的運(yùn)動員）和普通組（國家級水平的運(yùn)動員）的運(yùn)動員在冰球防御戰(zhàn)術(shù)中的注視特點(diǎn)進(jìn)行了研究[7]。專家組和普通組的女運(yùn)動員分別與專家組和普通組的男運(yùn)動員進(jìn)行比賽，實(shí)驗(yàn)檢查了運(yùn)動員的注視和追蹤，在對冰球運(yùn)動早期注視和追蹤的過程中，如果冰球在空中的運(yùn)動方向是可預(yù)期的，那么運(yùn)動員就能在冰球來臨之前有所準(zhǔn)備，而在后期注視和追蹤過程中，如果物體的運(yùn)動是不可預(yù)期的，那么注視只能根據(jù)冰球后期的變化而進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)果表明，在專家組中早期注視和追蹤的時(shí)間顯著短于后期的注視和追蹤的時(shí)間，并且相對于普通組來說，在成功的比賽中，專家組在尋找最佳位置時(shí)更迅速。

3對足球運(yùn)動員的眼動研究

Helsen等人以眼動為指標(biāo)，對有比賽經(jīng)驗(yàn)的足球運(yùn)動員（專家組）和沒有比賽經(jīng)驗(yàn)的足球隊(duì)員（新手組）進(jìn)行研究[8]。通過對眼動數(shù)據(jù)的分析表明，專家組由于長期的比賽經(jīng)驗(yàn)，其視覺搜索模式是十分經(jīng)濟(jì)有效的，與新手組比，專家組的注視次數(shù)少，平均注視持續(xù)時(shí)間短，反應(yīng)時(shí)短。

William等人認(rèn)為，專家運(yùn)動員使用豐富的知識來控制眼動模式，這種知識對尋找和提取重要信息資源是必要的[9]。專家足球運(yùn)動員會在不同比賽情境下，如小型對抗（如1人對3人，3人對3人時(shí)）和大型比賽（如11人對11人時(shí)），使用不同的搜索策略，這表明不同情境的比賽對所使用的搜索類型有重要影響。

Geert等人使用了一個新穎的方法來考察在足球罰球過程中，不同水平的運(yùn)動員在預(yù)測罰球方向和視覺搜索行為上的差異[10]。參加實(shí)驗(yàn)的被試為14名運(yùn)動員，專家組由7名平均年齡為29.9歲，至少在荷蘭打過10年半職業(yè)聯(lián)賽的運(yùn)動員組成，新手組由7名平均年齡為21.3歲的被試組成，這些人很少參加專門的比賽。在一個屏幕上給專家組和新手組守門員觀看罰球動作，要求他們移動操縱桿來做出反應(yīng)。使用應(yīng)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的4000SU眼動儀記錄視覺搜索行為。結(jié)果表明：（1）通常專家守門員預(yù)測罰球方向時(shí)更準(zhǔn)確；（2）專家守門員使用了更有效的搜索策略。新手花費(fèi)更長的注視在罰球運(yùn)動員軀干、手臂和臀部，而專家注視罰球運(yùn)動員腿部(罰球腿和非罰球腿)和球這些信息量大的區(qū)域，特別是腳將要接觸足球的時(shí)候；（3）兩組被試在觀看成功的和不成功的罰球場景時(shí)，在視覺搜索行為方面沒有差異。

4對網(wǎng)球教練員觀看網(wǎng)球動作時(shí)的眼動研究

網(wǎng)球教練員通常能夠通過視覺搜索找到隊(duì)員動作的關(guān)鍵因素，并給予運(yùn)動員及時(shí)準(zhǔn)確的反饋，要做到這一點(diǎn)，教練員應(yīng)該知道如何進(jìn)行有效的視覺觀察。Ward等人檢驗(yàn)了專家網(wǎng)球運(yùn)動員和新手網(wǎng)球運(yùn)動員在預(yù)期一個地面擊球時(shí)在視覺搜索上的眼動特征[11]。Petrakis對網(wǎng)球教練員觀看網(wǎng)球運(yùn)動員發(fā)球時(shí)的眼動進(jìn)行了研究[12]。被試有12名，6名是沒有教練員經(jīng)驗(yàn)但是有平均6年的打網(wǎng)球的經(jīng)驗(yàn)（稱新手組），6名是平均有11年經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)球教練員（稱專家組），且平均15年以上的打網(wǎng)球經(jīng)驗(yàn)。被試坐在離網(wǎng)球運(yùn)動員4.3米遠(yuǎn)的對方，要求被試現(xiàn)場觀看該運(yùn)動員的5次正手擊球和6次發(fā)球，用眼動儀記錄其眼動情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）兩種不同動作在總注視次數(shù)上沒有顯著差異。兩種不同動作在注視持續(xù)時(shí)間上有差異。兩組被試在注視持續(xù)時(shí)間上沒有差異，說明專業(yè)水平不影響注視持續(xù)時(shí)間；（2）在觀看正手擊球和發(fā)球時(shí)，兩組被試的注視位置存在較大差異。正手擊球時(shí)，對注視位置的卡方檢驗(yàn)顯著；發(fā)球時(shí)，對注視位置的卡方檢驗(yàn)也顯著。具體表現(xiàn)為，專家組對運(yùn)動員身體的中間部位（臀部和胸部）注視次數(shù)較多，新手組對運(yùn)動員身體的靠上部位注視次數(shù)較多。在觀看發(fā)球時(shí)，專家組被試注視次數(shù)主要集中在運(yùn)動員的頭部、肩部和球拍，新手組則主要集中在運(yùn)動員的頭部和球拍。

5觀看體操運(yùn)動的眼動研究

Bard等人對體操裁判員觀看體操運(yùn)動員平衡木項(xiàng)目時(shí)的眼動進(jìn)行研究[13]。裁判員分為兩組，一組是由經(jīng)驗(yàn)豐富的老裁判員組成（專家組），另一組是由沒有經(jīng)驗(yàn)的新裁判員組成（新手組）。兩組被試在觀看運(yùn)動員在平衡木上的動作時(shí)，注視的位置存在差異。專家組對運(yùn)動員身體的上部（頭部和臂部）注視較多，而新手組對運(yùn)動員的腿部注視較多。研究者還發(fā)現(xiàn)，專家組和新手組在觀看體操錄像時(shí)，他們之間的注視次數(shù)沒有差異。而動作類型則顯著地影響兩組被試的注視次數(shù)。兩組裁判員在觀看運(yùn)動員的自選動作時(shí)，注視次數(shù)較多，而在觀看規(guī)定動作時(shí)，注視次數(shù)較少。

在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)體操運(yùn)動員和非體操運(yùn)動員注視體操動作時(shí)，注視區(qū)域主要集中在運(yùn)動員的頭部和身體的中間部位，體操運(yùn)動員的眼動軌跡較非體操運(yùn)動員的眼動軌跡更為緊湊、集中[14]。

蔡庚等人通過對不同等級裁判員評分過程中注視的次數(shù)、注視的時(shí)間進(jìn)行分析，探究裁判員眼球運(yùn)動和女子跳馬運(yùn)動評分客觀性之間的關(guān)系[15]。該實(shí)驗(yàn)采用耐克公司生產(chǎn)的EMR-600角膜反射眼動儀對被試進(jìn)行測試，被試均為女性。根據(jù)裁判等級，將被試分為3組，國際級裁判2名（高水平裁判組），一級裁判2名（中等水平裁判組），二級裁判和三級裁判各2名（低水平裁判組）。運(yùn)用角膜反射技術(shù)，測定了被試觀看1995年世界杯體操比賽女子跳馬團(tuán)體的錄像時(shí)注視點(diǎn)停留次數(shù)、注視時(shí)間、停留時(shí)間以及移動速度等指標(biāo)，揭示女子跳馬運(yùn)動評分時(shí)，裁判員的注視運(yùn)動特征及不同等級裁判員注視運(yùn)動的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著裁判水平的提高，評分趨向于更接近運(yùn)動員的實(shí)際得分，驗(yàn)證了高水平的裁判員評分比低水平裁判員的評分更準(zhǔn)確，客觀性更強(qiáng)。但在注視次數(shù)和注視時(shí)間方面，新手和專家之間沒有顯示出明顯的差異。

6對乒乓球運(yùn)動員的眼動研究

在乒乓球運(yùn)動中，假如一個運(yùn)動員能在每一時(shí)刻都注視到適當(dāng)位置，就能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測乒乓球的運(yùn)動軌跡以及球下落的時(shí)間。Sergio等人對正手擊球時(shí)運(yùn)動員的頭部、眼睛及手臂的運(yùn)動情況通過眼動分析進(jìn)行了研究[16]。16個成年自愿者參與實(shí)驗(yàn)，將他們分為經(jīng)驗(yàn)豐富的專家組和缺乏經(jīng)驗(yàn)的新手組，專家組平均年齡為27.9歲，新手組平均年齡為26.6歲。被試的對手是一個經(jīng)驗(yàn)豐富的乒乓球運(yùn)動員，他每次以同樣的方向與速度給被試發(fā)球，然后要求被試在三種情形下將球擊回到發(fā)球人球案的左方或右方區(qū)域。實(shí)驗(yàn)者通過一個激光發(fā)射裝置給予被試擊球方向的提示線索，線索光線的給予分為四種情況，一是前線索，在被試的對手發(fā)球前用激光光線告知被試將球擊回的區(qū)域；二是初期線索，球在空中飛行的早期告知被試；三是晚期線索，球在空中飛行的晚期告知被試。結(jié)果表明，在前線索和初期線索情形下，專家組和新手組的視線都能當(dāng)球在空中時(shí)就追蹤到球，并且能在球與球拍接觸前將注視點(diǎn)保持在球之前某個穩(wěn)定的位置。但專家組比新手組追蹤到球的時(shí)間更早，而且記錄下的結(jié)果比新手組更準(zhǔn)確。

7自行車運(yùn)動員專項(xiàng)認(rèn)知水平眼動特征的研究

張忠秋等人使用眼動儀，對競技自行車運(yùn)動的專家運(yùn)動員和新手運(yùn)動員的眼動特征進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比研究[17]，探討專家組和新手組在自行車專項(xiàng)認(rèn)知水平特征方面的差異。專家組為10名具有6年以上專業(yè)自行車訓(xùn)練和比賽經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀自行車運(yùn)動員，新手組為10名專項(xiàng)自行車初學(xué)者。使用美國應(yīng)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（ASL）生產(chǎn)的4200R型眼動儀。實(shí)驗(yàn)材料是6組運(yùn)動員的對比比賽錄像。實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次在顯示器上呈現(xiàn)一對不同專項(xiàng)技術(shù)水平的自行車運(yùn)動員的騎行動作圖像，讓受試者判斷是左邊還是右邊的運(yùn)動員為最好的騎行動作時(shí)，當(dāng)被試做出判斷后，眼動儀停止記錄。結(jié)果表明：（1）在實(shí)驗(yàn)條件下，專項(xiàng)騎行技術(shù)動作知識經(jīng)驗(yàn)的多少明顯影響被試對騎行技術(shù)動作的判斷過程；（2）專項(xiàng)騎行技術(shù)動作知識經(jīng)驗(yàn)較多者，對專項(xiàng)騎行動作技術(shù)動作的注視時(shí)間比較少者顯著要長，但是注視頻率則相反，表明專項(xiàng)騎行技術(shù)動作經(jīng)驗(yàn)較多者對每個騎行動作的加工更為細(xì)致；（3）無論是專項(xiàng)騎行動作知識經(jīng)驗(yàn)多者還是較少者，對判斷為最好騎行動作的注視時(shí)間均比對判斷為較差的騎行動作的注視時(shí)間要長；（4）專家組被試注視點(diǎn)注視主要信息區(qū)次數(shù)明顯比新手組多，在注視軌跡方面，專家組的注視軌跡比新手組更加緊湊、集中，而新手組相對比較散亂，表現(xiàn)出專家組對視覺信息搜索的有效性更強(qiáng)。

8對職業(yè)國際象棋選手的眼動研究

Rayner對象棋大師的眼動進(jìn)行了研究[18]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，他們通常只成對地注視與進(jìn)攻或防守有關(guān)的棋子。

在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，國際象棋名家在短暫地觀察系統(tǒng)的而非隨機(jī)擺放的棋子的位置后，重新擺放這些棋子時(shí)比經(jīng)驗(yàn)不足的新手更準(zhǔn)確[19]。結(jié)合使用窗口隨眼睛注視點(diǎn)移動（gaze-contingent window paradigm）等技術(shù)發(fā)現(xiàn)，國際象棋名家在觀察系統(tǒng)而非隨機(jī)的棋子位置時(shí)具有非常大的視野范圍。另外，在一項(xiàng)觀看一個3×3的小型棋盤過程中，專家組都比新手組的注視少，而且大部分的注視集中在個別棋子之間，而不是散亂的棋子上。

9對臺球運(yùn)動員的眼動研究

William等人在研究中使用了專家臺球運(yùn)動員和新手臺球運(yùn)動員各12人作為被試，以靜止注意時(shí)間為指標(biāo)，分別進(jìn)行了兩個實(shí)驗(yàn)[20]。“靜止注意時(shí)間”（quiet eye duration）被定義為先于運(yùn)動開始之前對目標(biāo)的最后一次注視。實(shí)驗(yàn)中使用應(yīng)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的4000SU眼動儀記錄被試的靜止注意時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)一中，與新手運(yùn)動員相比，專家運(yùn)動員在動作的準(zhǔn)備過程中有更長的靜止注意時(shí)間。靜止注意時(shí)間的增長和擊中難度有函數(shù)關(guān)系，所有被試對成功擊球的靜止注意時(shí)間比對失敗擊球的靜止注意時(shí)間長。在實(shí)驗(yàn)二中，參與者在三種時(shí)間限制的條件下?lián)羟颍谶@個過程中研究者操縱靜止注意時(shí)間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，靜止注意時(shí)間越短則操作成績越差，這與參與者的技術(shù)水平無關(guān)。

10其它運(yùn)動項(xiàng)目的眼動研究

10．1觀看鉛球運(yùn)動員動作時(shí)的眼動研究

Mockel和Heemsoth在1984年對鉛球項(xiàng)目進(jìn)行了眼動研究[21]。被試分為三組，第一組是新手組，第二組是中等水平組，第三組是專家組。實(shí)驗(yàn)前，另外請三名鉛球教練員觀看這部投擲鉛球的示范教學(xué)片，并記錄其眼動，然后標(biāo)出運(yùn)動員做每一個動作時(shí)應(yīng)該觀察的重要身體部位一兩個。當(dāng)被試注視的位置與教練員注視位置相同時(shí)，則計(jì)為擊中一次。結(jié)果表明，隨著選手對投擲鉛球知識了解水平的不同，擊中的頻率也不同，知識水平高，擊中頻率就高。

10．2對拳擊運(yùn)動員觀看拳擊時(shí)眼動的研究

Ripoll等人研究了不同水平拳擊運(yùn)動員觀看拳擊錄像時(shí)的眼動情況[22]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：（1）被注視次數(shù)較多的身體部位大都是總注視時(shí)間和平均注視時(shí)間較長的部位；（2）注視模式與被試的專業(yè)水平有緊密的關(guān)系。每組被試都有自己認(rèn)為重要的視覺線索。他們都有著不同的注視模式；（3）專家組的注視模式與其他兩組被試比，有著比較經(jīng)濟(jì)的注視特點(diǎn)，如注視次數(shù)少等；（4）專家組在注視時(shí)，常常在被他們認(rèn)為重要的幾個部位之間反復(fù)注視，形成了一個環(huán)形的注視模式，即在身體重要的部位之間反復(fù)循環(huán)注視，而新手組注視時(shí)則是一種線性注視模式，而沒有形成一個環(huán)形的注視模式。

10．3對板球運(yùn)動員的眼動研究

Michael等人發(fā)現(xiàn)，在板球運(yùn)動中，擊球手觀察投手投出的球，當(dāng)球高速飛來并在不確定硬度的地上反彈的時(shí)候，盡管他觀察板球飛行軌道的時(shí)間幾乎不到半秒，但他能準(zhǔn)確地判斷球?qū)⒃谑裁磿r(shí)間到達(dá)和到達(dá)什么位置。并且不同水平的板球運(yùn)動員的眼動策略不同[23]。

以上回顧了眼動分析技術(shù)在運(yùn)動心理學(xué)研究中的應(yīng)用，從上述研究中可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動心理學(xué)的研究有以下幾個特點(diǎn)和發(fā)展趨勢：

（1）運(yùn)動心理學(xué)領(lǐng)域眼動研究繁榮時(shí)期的即將來臨。隨著眼動記錄技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合，加之其它相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，眼動儀的造價(jià)已經(jīng)大幅度下降，這為運(yùn)動心理學(xué)眼動研究的廣泛開展提供了可能性。同時(shí)，眼動儀的性能也有了很大的改善，如眼動數(shù)據(jù)記錄精度和速度較之以前已經(jīng)有了較大的提高；再如，目前的許多眼動儀，既可以研究靜態(tài)的體育運(yùn)動圖片，也可以研究動態(tài)的圖像。這一切吸引著眾多的運(yùn)動心理學(xué)家和認(rèn)知心理學(xué)家的研究興趣，也預(yù)示著運(yùn)動心理學(xué)領(lǐng)域的眼動研究的繁榮時(shí)期即將到來。

（2）眼動理論模型的建立。從運(yùn)動心理學(xué)的眼動研究歷史可以看出，盡管在這一領(lǐng)域有一些研究成果，但是尚沒有發(fā)現(xiàn)一些共同的規(guī)律，這與缺乏相應(yīng)的理論探索有關(guān)。到目前為止，雖然有一些解釋閱讀過程的眼動理論模型，但是還沒有一個認(rèn)知加工的眼動理論模型來解釋和預(yù)測運(yùn)動員在運(yùn)動時(shí)的認(rèn)知過程。然而已經(jīng)有一些心理學(xué)家認(rèn)識到這個問題，他們已經(jīng)開始在這個方向進(jìn)行了初步的探索。筆者相信，加強(qiáng)這個領(lǐng)域的理論探索將是今后研究的一個重要趨勢。

（3）生態(tài)學(xué)效度的提高。生態(tài)學(xué)效度就是指研究的外部效度。這些實(shí)驗(yàn)都盡力使實(shí)驗(yàn)情境與真實(shí)情境二者更加接近，特別是便攜式眼動儀的問世，使得眼動研究可以在實(shí)際的比賽場景中進(jìn)行，運(yùn)動心理學(xué)研究的生態(tài)學(xué)效度得到了實(shí)質(zhì)性的提高，這樣獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有實(shí)際意義。

（4）新手―專家范式的使用。在新近的一些考察視覺觀察模式的研究中，大多采用新手―專家范式。這種研究范式主要是考察專家和新手之間在進(jìn)行視覺觀察時(shí)，他們在注視次數(shù)、注視持續(xù)時(shí)間和掃描軌跡之間的差異。這種研究范式有利于找到一種高效、實(shí)用的注視模式。對于培養(yǎng)和提高新手的業(yè)務(wù)水平具有重要的實(shí)際意義。

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篇8

老師在教學(xué)摩擦力這一科學(xué)概念時(shí)，遷移了語文學(xué)習(xí)的方

法。先讓學(xué)生朗讀測量摩擦力的方法，并讓他們找出其中的關(guān)鍵詞。學(xué)生略作思考就能找到“水平、剛好”這兩個關(guān)鍵詞。師生共同復(fù)習(xí)了使用彈簧測力計(jì)的注意事項(xiàng)，然后看老師為學(xué)生準(zhǔn)備的測力計(jì)，讓學(xué)生說它的測量范圍，一大格和一小格分別表示多少？之后，教師先示范操作測量摩擦力，再讓學(xué)生自己動手，學(xué)生興趣盎然。此時(shí)，摩擦力這個抽象的概念已經(jīng)被學(xué)生牢牢地記住了。

二、自主探究影響因素

（一）大膽猜測

學(xué)生通過動手測量摩擦力后會發(fā)現(xiàn)不同物體的摩擦力大小不同。教師不失時(shí)機(jī)地拋出一個問題：摩擦力的大小與什么因素有關(guān)呢？通過剛才的活動，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣很濃，積極大膽猜測：因?yàn)槲矬w重量不同、接觸面光滑程度不同、接觸面積不同、拉動速度不同……

（二）小心求證

1.挑選實(shí)驗(yàn)器材

這一環(huán)節(jié)，老師打破“教師給學(xué)生現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)器材”這一常規(guī)，而是將兩個活動的實(shí)驗(yàn)器材混合在一起，讓學(xué)生進(jìn)行選擇并說明你選擇它的理由。學(xué)生磕磕絆絆在老師的引導(dǎo)下總算選出了本次實(shí)驗(yàn)器材。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生充分了解了這個實(shí)驗(yàn)的變量，并提高了自身的科學(xué)素養(yǎng)。

2.師生共同探討并制訂研究計(jì)劃，明確實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，并匯總分析

科學(xué)課常規(guī)的數(shù)據(jù)匯總方式是：（1）讓每一組組長起立匯報(bào)他

們這一組的數(shù)據(jù)，教師記錄每一組的數(shù)據(jù)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。（2）讓其中一組的組長上臺用實(shí)物投影儀展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。而這節(jié)課老師對這一環(huán)節(jié)進(jìn)行了創(chuàng)新：讓先完成的小組率先上臺將他們組的數(shù)據(jù)填入老師的匯總表格中。只有六個名額先到先得。這一小小環(huán)節(jié)的實(shí)際，改變了這個課的節(jié)奏。組與組之間產(chǎn)生了競爭意識，都想第一個上臺匯報(bào)本組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)速度大大提高。

3.引導(dǎo)處理錯誤數(shù)據(jù)

由于有丁前面的學(xué)習(xí)鋪墊，不管是挑選實(shí)驗(yàn)器材還是制訂研究計(jì)劃都輕車熟路，這時(shí)組間競爭意識更高了，前面獲得機(jī)會的小組想保持自己的榮譽(yù)，而沒有得到機(jī)會的小組想上臺展示自己小組的實(shí)力。如果遇到有的組數(shù)據(jù)和其他組相差較大時(shí)，老師可以不慌不忙地說：“同學(xué)們，當(dāng)我們遇到這種和其他差別很大的數(shù)據(jù)時(shí)，要謹(jǐn)慎對待。這有可能是正確的特殊數(shù)據(jù)，也有可能是錯誤的數(shù)據(jù)。所以這個時(shí)候我們應(yīng)當(dāng)多做幾次，排除誤差。”老師春風(fēng)化雨般的短短的幾句話，馬上就能使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到了大大的提升。

兩次活動，學(xué)生積極參與，大膽討論，輕松地記住了本節(jié)課的重點(diǎn)。從他們臉上洋溢的笑容可以看出每個人都全身心地投入到本節(jié)課堂上，并從中獲得了巨大的幸福和滿足。

三、拓展科學(xué)概念

（一）錯誤前概念，建立科學(xué)概念

老師課內(nèi)做了一個調(diào)查：摩擦力是阻礙運(yùn)動的，摩擦力都是有害的嗎？大部分學(xué)生是贊同的，究其原因就是學(xué)生認(rèn)為阻礙運(yùn)動就是不好的，而且整個活動中摩擦力確實(shí)在起副作用。老師讓學(xué)生觀看一個視屏，一輛汽車在結(jié)冰的路邊上車輪一直打滑，怎

么也不能前進(jìn)。問其原因，學(xué)生：因?yàn)槁访嫣饣?，路面與車輪之間的摩擦力很小。老師：那么我們就需要增大摩擦力。學(xué)生恍然大悟，構(gòu)建出原來既存在有害的摩擦力也存在有益的摩擦力這一正確的科學(xué)概念。

（二）深入探討科學(xué)概念

老師反問：你有沒有辦法幫助他？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的知識說說怎么增大摩擦力。學(xué)生七嘴八舌地說：可以增加車子的重量、可以在路上鋪煤渣使接觸面粗糙……教師繼續(xù)追問：那么，如果我們不需要摩擦力時(shí)，你有什么辦法減小摩擦力？學(xué)生：減輕物體重量、使摩擦力變光滑……

（三）聯(lián)系生活，鞏固科學(xué)概念

老師：單杠運(yùn)動員在比賽前會在手上涂鎂粉是為什么？在不好拉的拉鏈上涂蠟燭是為什么？在鎖孔里涂油是因?yàn)槭裁?？同時(shí)，結(jié)合書本上的四張圖片，讓學(xué)生體會生活中的智慧，進(jìn)一步鞏固了本節(jié)課的知識。老師還布置了一個課外作業(yè)，讓學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)一雙雪天的防滑鞋。讓學(xué)生徹底走出書本，走進(jìn)生活。

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一、問題的提出

教育部在2008年提出的加強(qiáng)大學(xué)本科教育的12項(xiàng)措施，其中，要求各高校在三年內(nèi)開設(shè)5%～10%的雙語課程，每年建設(shè)100門雙語教學(xué)示范課程，并引進(jìn)原版教材和提高師資水平。雙語教學(xué)在我國主要指的是同時(shí)應(yīng)用英語和漢語作為教學(xué)語言的教學(xué)。與傳統(tǒng)的英語教學(xué)相比，雙語教學(xué)更重視英語與專業(yè)學(xué)科的滲透，不僅讓學(xué)生以英語為工具獲取知識，更重要的在于引進(jìn)國外先進(jìn)的教育理念和教學(xué)模式、教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生對兩種不同文化的積極適應(yīng)與溝通，在提高學(xué)生英語應(yīng)用能力和專業(yè)能力的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

二、研究對象與方法

1.研究對象

應(yīng)用心理學(xué)（運(yùn)動心理學(xué)方向）專業(yè)2009級本科生28人、2010級本科生32人。

2.研究方法

在傳統(tǒng)講授教學(xué)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用建構(gòu)主義教學(xué)觀，結(jié)合本課程各個章節(jié)的內(nèi)容，按照“拋錨式”教學(xué)的五個步驟：創(chuàng)設(shè)問題情境、確定問題、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、效果評價(jià)來設(shè)計(jì)輔助教學(xué)方式，在輔助教學(xué)中堅(jiān)持以學(xué)生為主體，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的輔助者的教學(xué)理念。對兩屆本科生進(jìn)行兩輪的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)間為9周，每周2個學(xué)時(shí)。對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果以課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、結(jié)業(yè)論文、結(jié)業(yè)考試多途徑對學(xué)生進(jìn)行考核評定。

3.研究結(jié)果

拋錨式教學(xué)方法由五個環(huán)節(jié)組成，創(chuàng)設(shè)情境、確定問題、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作與討論學(xué)習(xí)、效果評價(jià)。在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，給學(xué)生提供了一個情境材料，同一情境材料可以產(chǎn)生多個研究問題，學(xué)生根據(jù)自己的興趣確定一個問題作為自己的研究課題。由于拋錨式教學(xué)方法的五個環(huán)節(jié)是一個前后關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，所以，在選擇問題情境時(shí)一定要考慮在校大學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐研究的現(xiàn)實(shí)性與可行性。

（1）創(chuàng)設(shè)情境

材料：目前中國大學(xué)生的心理健康問題頗受各界關(guān)注，據(jù)報(bào)告，有12%的大學(xué)生存在心理抑郁，21%的大學(xué)生……但是，在體育院校，大學(xué)生的心理健康問題似乎不成問題，他們大多樂觀積極……

根據(jù)你平時(shí)在學(xué)校的觀察體驗(yàn)，結(jié)合心理學(xué)知識，選擇一個你感興趣的心理學(xué)課題，進(jìn)一步研究體育院校大學(xué)生與非體育院校學(xué)生出現(xiàn)這種差異的原因。

（2）確定問題

確定問題指的是在創(chuàng)設(shè)的情境中找出要研究的問題，確定的問題一定要緊密結(jié)合情境，能確保問題的研究結(jié)果能解釋情境所反映出的現(xiàn)實(shí)情況。本課程創(chuàng)設(shè)的問題情境總結(jié)為體育與非體育院校大學(xué)生在心理健康方面表現(xiàn)出的差異性。在確定問題時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，找出影響心理健康的種種因素。經(jīng)過教師指導(dǎo)，學(xué)生查閱資料，最終確定了5個問題，把全班學(xué)生平均分成5個研究小組。

（3）自主學(xué)習(xí)與協(xié)作討論學(xué)習(xí)

自主學(xué)習(xí)不占用課堂學(xué)習(xí)時(shí)間，一般安排在課后由學(xué)生獨(dú)立完成。協(xié)作討論學(xué)習(xí)安排在課堂學(xué)習(xí)，一次協(xié)作討論學(xué)習(xí)時(shí)間不超過25分鐘，本課程要求學(xué)生課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并在課堂進(jìn)行協(xié)作討論學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括復(fù)習(xí)課堂講授知識，閱讀教師指定的中英文材料，同時(shí)要完成對確定的待研究的問題的相關(guān)作業(yè)。

（4）效果評價(jià)

對于拋錨式教學(xué)方法的效果評價(jià)，主要采用教師評價(jià)與學(xué)生自評相結(jié)合的方法。教師評價(jià)，一方面，采用課堂觀察評價(jià)，即觀察學(xué)生在拋錨式教學(xué)過程中學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性、認(rèn)真性；另一方面，從學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成作業(yè)的質(zhì)量來評價(jià)。學(xué)生自評主要在學(xué)生學(xué)習(xí)小組內(nèi)進(jìn)行，采用“頭腦風(fēng)暴法”，在小組內(nèi)對每個同學(xué)的自主學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，最后形成一份完善的學(xué)習(xí)結(jié)果報(bào)告。

三、結(jié)論及建議

1.本課程拋錨式教學(xué)方法的五個環(huán)節(jié)，采用教師評價(jià)與學(xué)生自評相結(jié)合的方法進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果顯示此教學(xué)方法能夠培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，教學(xué)效果良好。

2.在學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果評價(jià)中，有74%的學(xué)生成績達(dá)到良好及以上。在教學(xué)過程評價(jià)中的各個指標(biāo)分?jǐn)?shù)均高于中間值，說明本課程的雙語教學(xué)效果是比較好的。

3.雙語教學(xué)的目標(biāo)應(yīng)該包括專業(yè)知識目標(biāo)、語言目標(biāo)和文化目標(biāo)。采用能充分發(fā)揮學(xué)生主動性與創(chuàng)造性的教學(xué)方式是雙語教學(xué)能否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。

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[2]談多嬌.高等學(xué)校雙語教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[J].教育研究，2010.

篇10

中學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識尤其是自然科學(xué)知識的時(shí)候，在概念的掌握上，總是試圖以自有的知識體系和思維模式來解構(gòu)它，這樣就會產(chǎn)生新舊知識的沖突，進(jìn)而形成所謂的“相異構(gòu)想”，形成科學(xué)概念習(xí)得的根本．因此，教學(xué)設(shè)計(jì)的目的就是要合理利用策略，有效轉(zhuǎn)變相異構(gòu)想，以糾正學(xué)生前概念的錯誤，實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念的形成．實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是迄今為止被證明最有效的教學(xué)方法．因此，以核心概念貫穿典型的力與運(yùn)動的物理實(shí)驗(yàn)，并融入相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，這就是筆者經(jīng)多年教學(xué)總結(jié)出的有效設(shè)計(jì)，接下來將詳細(xì)論加以論述．

2教學(xué)目標(biāo)

2．1知識與技能1）力的作用產(chǎn)生的2個效果：形變與運(yùn)動狀態(tài)的改變；2）力與運(yùn)動的關(guān)系．2．2過程與方法利用實(shí)驗(yàn)方法引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識力與運(yùn)動的關(guān)系，根本目的在于教會學(xué)生使用物理實(shí)驗(yàn)探究問題，培養(yǎng)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力．2．3情感態(tài)度與價(jià)值觀激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)動力，培養(yǎng)其探索欲望和探索能力．培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)素養(yǎng)．

3教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：力的作用效果，分析和判斷力與運(yùn)動的具體關(guān)系．難點(diǎn)：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納總結(jié)力與運(yùn)動的關(guān)系．