我国运动生物力学研究现状与分析①

2014-03-26 12:19廖永祥
当代体育科技 2014年9期
关键词:力学学报测试

廖永祥

(昆明理工大学津桥学院 云南昆明 650106)

运动生物力学是一门新兴的边缘学科,它的发展历史较短,理论体系才初步形成,国内对于运动生物力学的定义还存在许多的分歧,目前通用的定义是“运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。”其他各个国家的定义大致可分为:(1)运动生物力学是应用力学概念、方法、规律描述和解释人体、运动和器械运动的科学。(2)运用力学原理和方法是研究人体运动系统的结构和功能的科学。(3)运动生物力学是研究人体在运动时身体所承受外力及内力的作用所可能呈现物理转变过程及其结果的一门学科,及应用力学的只适合方法,针对人体的运动及运动设施进行研究。从这些方面可以看出,对于这个新兴的学科定义不明确,不只是我国独有的问题,而是目前世界性的问题。

1 运动生物力学发展历程

1.1 启蒙阶段

早在公元前,就有很多自然科学家和哲学家对日常生活中人和动物的力学问题产生了浓厚的兴趣,15世纪末,意大利著名科学家列奥纳多·达·芬奇(Leonardo Da Vinci)用人的尸体研究解剖学,并在此基础上借助力学研究人体的各种姿势和运动,指出人体运动符合力学定律,奠定了运动生物力学的雏形。

1.2 初步形成

20世纪,由于体育学及医学的飞速发展,很多运动中的力学问题日益凸显并亟待解决,随着各类电子设备、精密仪器等测试工具的发明为解决这些问题创造了前提条件。结合解剖学、物理学使运动生物力学这门边缘学科应运而生。

1.3 发展阶段

1967年苏黎世召开了第一届国际生物力学会议,1973年8月在美国宾夕法尼亚大学召开的第四届国际生物力学会议上将运动生物力学从生物力学中划分出来,成立了国际运动生物力学学会(简称ISBS),运动生物力学正式成为独立的一门学科。1982年6月20日,在美国加利福尼亚召开第一次国际运动生物力学会议,从此,运动生物力学的研究工作在全世界蓬勃开展。我国于1980年成立了下属中国体育科学学会的运动生物力学分会,并于2005年在北京成功举办了第23届国际运动生物力学会议。

2 研究方法

对近3年发表在《天津体育学院学报》、《广州体育学院学报》、《西安体育学院学报》、《成都体育学院学报》、《南京体育学院学报》及通过期刊镜像网查阅到的60篇关于运动生物力学的文章进行统计分析,依照不同研究方向对60篇论文进行重复分类:第一类,按运动项目分为田径、三大球(篮、足、排)、小球(乒、羽)、体操、武术、自行车、游泳、射箭及其他;第二类,按研究方法与手段分为三维摄像分析、一维摄像分析、高速摄像分析、动力学测试、肌电测试分析、同步研究、理论分析、文献资料法及其他;第三类,按照研究领域分为运动技术分析、骨骼神经肌肉研究、方法学研究、仪器设备、教学、文献综述、医疗康复、大众健身8个方面。

3 分析与结果

3.1 分析概况

由表1可以看出,奥运会体育项目占研究的主流,特别是田径项目所占最多,原因是田径包括短跑、长跑等较多小项,有着较多的运动人员参与,较多的被人们关注,并且该类项目动作结构相对稳定,有利于取样分析;其次较多的是:体操及武术,这些项目有力学基础支撑便于研究;而三大球(篮、足、排)、小球(乒、羽)等项目虽然普及范围较广,但是这些项目中动作复杂多样,不便于统计分析。

表1 60篇论文所涉及的运动项目

表2 60篇论文所涉及的研究方法和手段

表3 60篇论文所涉及的研究领域和内容

由表2可以看出,运动力学测试手段有了普遍的提高,摄像方面不再是以往单一的高速摄像,而是发展到高速摄像与解析一体化,摄像分析由传统的平面分析发展到三维立体分析。本次60篇论文中,有很多都运用了运动图像解析技术,这种技术的测试方法基本都是通过高速摄像解析完成的。高速摄影拍摄速度快、精度高,可定量分析也可定性分析,能用计算机控制,所以在研究中得到广泛的应用。动力学测试手段基本通过三维测力平台来完成测量分析。理论分析与实验测试是相辅相成的,理论需要测试数据来证明,而实验测试需要理论来指导。文献资料的研究则可展现各类研究方法、国内外科学发展综述及原理。

由表3可以看出,60篇论文中研究所涉及的面非常广,其中运动技术分析的文章有24篇,占总数的40%,反映了我国运动生物力学研究的主要领域是运动技术类的分析与诊断。大众健身与医疗康复的有6篇,占10%,这两项内容纳入运动生物力学研究的范畴,说明研究已经不仅只关注竞技体育,也开始向大众人群扩展,大众健身也是我国体育事业的重要组成部分,提高全民体质关系到我国体育事业的长远发展。

3.2 结果

运动生物力学首先是力学,其次是生物,最后是运动。只有采用力学的方法和手段来研究,运动生物力学才能作为一门科学来发展。运动生物力学的技术分析和研究水平有赖于电子设备等精密研究仪器的发展,需要计算机和动作技术最佳化等方面的分析来研究。我国运动生物力学经过多年的发展,研究水平和研究能力已取得长足进步,但是研究方法和理论方面积累不多,不够深入,内容还需不断丰富。研究内容方面需要更多的人去研究更多的方向,尤其是没人做或者做的很少的方向,像球类运动等;研究测试手段需要加强计算机仿真及其他运动测试仪器的开发研究;因此,需要加强多学科合作,多种测试方法的研究结合、多领域的综合开发研究,在基础理论研究方面加倍努力,使我国运动生物力学的发展达到国际水平。

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