运用生物力学原理指导网球教学

运用生物力学原理指导网球教学

 

 
                                         杨  靖   奚国庆

 

                                (常州工学院体育教学部,江苏 常州 213002)

 

    摘要:在网球课的教学过程中,教师通常将主要力集中在纠正学生奇特的、表面上看起来并不舒服的击球动作上,而忽略了击球动作的实效性,为有效地分析和改善学生的网球技术,需要教师对生物力学原理有一个正确的理解并加以运用。

关键词: 生物力学原理﹔网球﹔教学

1        研究对象与研究方法

1.1    研究对象:在校大学生

1.2    研究方法

1.2.1   查阅资料法: 查阅运动生物力学﹑网球训练与教学等十多种书籍。

1.2.2   座谈讨论法: 与十几位从事网球教学的教师和教练进行座谈讨论,有关这方面的问题和解决方法。

1.2.3   对比法:通过录象对比学生和优秀运动员的动作,从中对比出不同处。

2  现状和思考

2.1  通过对我院网球选项课教学和其他高校网球课教学中存在的现象,普遍存在授课时讲解、示范、学生模仿练习、教师纠正动作的过程中,教师只注重所讲解动作的学习和模仿,忽略了不同动作的有效性、合理性的分析。因此违背了科学地指导和授课的原则。

2.2  思考

2.2.1  运用生物力学的原理做科学依据

根据生物力学的首字母缩写词“BIOMEC”,容易记住用于网球的主要的生物力学原理。这个缩写词的含义是:

⑴平衡      (Balance)

⑵惯性      (Inertia)

⑶反作用力  (Opposite  force)

⑷动量      (Momentum)

⑸弹性能    (Elastic  energy)

⑹协调链    (Coordination  chain)

2.2.2现对以上原理作如下解析:

⑴平衡

平衡就是“保持动态和静态均衡(一种稳定状态)的能力”。鉴于网球是一种连续运动的体育项目,它要求动态平衡。对于教师来说,重要的是观察学生是否从头部到地面保持一垂直线(立轴),它能使线动量和角动量转移。

例如:当一名高水平选手处于最困难的情况下,他依然昂起头,挺起胸,以便打出一个好球。

⑵惯性

惯性定律指出:在受到某种外力作用前,人体将一直处于静止或运动状态。换言之,惯性就是人体对运动或停止运动的反抗。网球运动员怎样才能,譬如说,从静止状态转入快速移动、减速,然后快速改变方向。

例如:当你处在准备姿势时,你的身体和球拍不在运动中,从而,具有一定量的静止惯性。当你对你的对手击球作出反应时,你必须利用重心和足够的地面反作用力,通过腿部的肌肉收缩的运动来克服你的静止惯性。

我们用轻微屈臂击球的惯性矩比用直臂击球的惯性矩要小。从而,对转体的反抗力减小,拍头的速度加快。

⑶反作用力

“对于每一个动作都有一种同样的反作用”。我们通过腿部蹬地开始移动和运用击球技术。地面给予等量的反作用力。这种地面反作用力提供了爆发性的第一动作的动力。

例如,优秀运动员开始他的发球动作时,他首先屈膝蹬地,而这一动作为他大力发球提供了力量。

⑷动量

“动量就是人体产生的力量,或更确切地说,就是质量乘速度。”动量有两种类型:

a.线动量,即直线形动量。

b.角动量,即在一圆周运动中的动量。

线动量是简单地将身体重心移向你正在击球的方向(如优秀运动员的反手削球),而角动量则产生于髋部和上体的转动(如优秀运动员的反手击球)。

⑸弹性能

弹性能是“储存在肌肉和肌腱中的因肌肉牵张而产生的能量”。

当肌肉牵张时,肌腱储存能量的方式与弹性横纹牵张时储存能量的方式相同。例如,发球上网运动员上网后跨步时,他将能量储存在腿部,从而当他落地时,就可利用一种具有爆发力的起动步去击球。现代的球员在发球和击落地球的准备阶段也是运用这一原理“充电”(预牵张),它产生更大的爆发力。

⑹协调链

 

身体部分                     生物力学

         ↓                            ↓

         腿                       膝(弯曲和伸直)

          ↓                           ↓

         髋                           转髋

          ↓                           ↓

        上体                          转体

          ↓                            ↓

        臂/肩                        手臂饶肩

          ↓                            ↓

         肘                       肘伸直－前臂内转

          ↓                           ↓

         腕                           转髋

   

2.2.3通常有许多学生击出的球力量不够,缺乏控制能力或是导致受伤。主要有以下原因:

⑴某一身体部分被忽略了

如果某一身体部分被忽略,提供给击球动作的力量就会减小,受伤的机会将会增加。如做击球动作时没有利用髋部。

⑵时机问题

身体某一身体部分掌握时机的顺序发生错乱。它开始太早或太晚。其结果通常是既失去力量,又增加了受伤的机会。

⑶没有有效地利用身体部分

当身体各个部分都已利用,但利用得不够有效时,其结果是击球动作缺乏力量。

⑷使用了身体一个不必要的部分

对身体部分的利用超过需要时,结果是击球动作失去控制。在正手截击中可以看到动作结束时是怎样使用手腕的。

 

2.2.4下面以表格的形式将生物力学的原理同每一击球动作的各个环节联系起来:

 

⑴准备和引拍

身体部分	身体动作	生物力学效果
头和肩	﹒头向前,棉对前方,静止状态. ﹒视线与肩平行 ﹒双肩成水平 ﹒不只是用手臂,还要用肩部向后引拍 ﹒头部一直注视来球	﹒更易于判断对手的击球和球的飞行线路 ﹒能量储存在肩关节﹑肘关节和碗关节 ﹒通过关节链的这些部分逐渐加大力量
躯干和上体	﹒保持静态和动态平衡 ﹒引拍前的准备 ﹒手臂带动肩部向后引拍 ﹒提前牵张大腿﹑腹部和胸部的大肌肉组,以产生能量	﹒在两个击球动作之间保持良好的动作姿势作为移动的基础 ﹒惯性矩 ﹒球拍和手臂离身体越近,向后引拍越容易 ﹒肌肉的牵张和可储存能量
髋    部	﹒与网平行,与躯干和上体保持在同一条直线上 ﹒	﹒更好的平衡 ﹒控制重心 ﹒
腿    部	﹒分开腿球员站位必须舒适并保持平衡 ﹒调整步要小 ﹒当对手击球时跨步 ﹒分开,学员站位必须舒适并保持平衡 ﹒朝球的方向作直线移动	﹒更好的平衡 ﹒分开,学员的姿势必须舒适并保持平衡 ﹒直线移动

 

⑵挥拍和触球

身体部分	身体动作	生物力学效果
头和肩	﹒在击球的过程中身体保持水平相对静止,因为这样更易于保持身体平衡 ﹒头部和肩部必须保持在一条直线上以保持平衡 ﹒肩部带动手臂动作	﹒头部静止,肩部放松,这对平衡至关重要 ﹒在触球过程中,头部与肩协调以保持平衡
躯干和上体	﹒身体向前移动 ﹒正确利用身体各个部分 ﹒紧握球拍,以防击球点偏离中心而形成转动力矩 ﹒掌握好时机	﹒体重越大,球员越感到平稳,但移动或静止移动则更难 ﹒正确利用身体协调链 ﹒转动力矩是触球时球的动量和球离拍中心的距离的积数 ﹒控制协调链及其组成部分并能判定球的飞行路线
髋    部	﹒向前转髋 ﹒保持平衡 ﹒使髋部和肩部保持在一条直线上	﹒转髋有助于获得角动量 ﹒在触球的整个过程中,髋部、躯干和肩部都是保持平衡的基本要素
腿    部	﹒分开 ﹒双脚和双腿停止向前移动,促使上体转动 ﹒用力蹬地 ﹒腿可以离开地面	﹒使球员处于平衡 ﹒动量从线动量转换为角动量,这将产生运动员可用来击球的力量 ﹒地面反作用力 ﹒双腿能促使角动量的形成

 

⑶随球动作

身体部分	身体动作	生物力学效果
头和肩	﹒眼睛跟踪来球的线路 ﹒肩部减速 ﹒紧张的肌肉放松	﹒由于紧张的肌肉放松,能量释放,这就形成产生转动的任何力量的转动力矩。
躯干和上体	﹒挥拍 ﹒球拍和手臂贴紧身体 ﹒正确地掌握使用身体各个部分的时机	﹒球拍和手臂越贴紧身体,挥拍就越容易。 ﹒正确地利用协调链可加快拍头速度
髋    部	﹒双髋完成向前的转动	﹒角动量的终结 ﹒后髋变前髋
腿    部	﹒后脚变前脚或前脚跳起向前移动。 ﹒鞋和地面的摩擦	﹒摩擦力从线动量转移至角动量

 

3    结论

那么,怎样实际运用生物力学的原理指导我们的网球教学?

⑴利用生物力学原理帮助更好地理解有效的技术,帮助判断问题和纠正你的学生的技术动作。

⑵网球运动要求动态平衡—设法保证学生在所有击球动作中让头部和上体保持稳定。

⑶鉴于所有击球动作中的爆发力起源于双腿屈膝和蹬地,因此要确信学生有效地利用屈膝动作。

⑷在准备动作期间,保持双肘紧贴身体,以便在击落地球时产生更大的爆发力。

⑸准备姿势中保持双腿分开,低重心,为的是保持平衡和利用惯性规律。

⑹对手正要击球时,你垫步。

⑺让学生在击球前的准备阶段预张肌肉,就能产生更大的爆发力。切不可预张过早或预张持续时间过长。

⑻在你的学生的击球动作中力求有效地利用协调链,以获得最大的爆发力,提高控球能力,延缓疲劳和防止受伤。

⑼ 协调链中的问题包括:忽略身体的一部分时机问题身体部分的利用不够有效和利用了不必要的身体部分。

⑽ 观察击球动作中被忽略的具体的身体部分或未能有效地利用的身体部分。

 

[参考文献]

[1] 刁颖敏. 生物力学的原理与应用 [M]. 上海 同济大学出版社. 1991.1

[2] 卢德明.运动生物力学测量方法 [M]. 北京: 北京体育大学出版社. 2001.5

[3] 运动生物力学 [M]. 北京: 人民体育出版社. 2000.5

[4] 赵芳. 人体材料力学 [M]. 北京: 北京体育大学出版社. 2001.8

[5] 米格尔﹒克雷斯波  高级教练员手册 [M]. 北京: 中国网球协会出版 2000.3

[6] 网球技术精解全书 [M]. 北京: 人民体育出版社. 2004.8