对小学生上手投掷动作中肘关节的运动学分析

□陈周业（上海体育学院上海200438）

对小学生上手投掷动作中肘关节的运动学分析

□陈周业（上海体育学院上海200438）

本研究对1-5年级50名男生的上手投掷动作进行了三维高速录像拍摄和三维运动学解析，探讨了小学生上手投掷动作中肘关节的运动学特征，得出以下结论：在投掷距离方面，小学1-5年级男生随着年龄的增大投掷距离也增大，而且各年级之间的增长幅度较大，但是与日本小学生相比我国小学生的上手投掷能力差距较大。在动作发展方面，随着年龄的增加，肘关节的运动范围，最大角速度和最大速度等指标均呈现出增大的趋势，表明小学阶段是上手投掷动作发展的重要阶段。从动作发展的进程来看，三年级是小学阶段上手投掷动作发展的分水岭，一至三年级是上手投掷动作的快速发展期，三至五年级动作发展速度相对缓慢。

小学男生上手投掷肘关节运动学

1、前言

动作发展是指人的动作行为发生连续、持续的与年龄相关的变化。动作发展学是重要的体育学科研究领域之一，它不但可以应用在诊断异常或病态的动作发展，以达到预防及治疗效果，还能促进动作学习。儿童期是动作形成和逐步发展的关键时期，此时期动作能力的发展对儿童身体发展和未来运动能力的发展以及运动人才的培养都具有重要意义。本研究以小学一到五年级男生上手投掷为研究切入点，对小学儿童上手投掷动作发展状况进行探讨，分析儿童投掷过程中肘关节动作发展规律，从而使我们能更好的设置中小学投掷方面的体育课程，选择相应的教学方法，为更好地促进少年儿童的健康成长提供有益的参考。

2、研究对象与方法

2.1、研究对象

以上手投掷动作肘关节的运动学特征为研究对象。以1-5年级各10名，共50名小学男生为测试对象，他们的基本情况如表1。

表1　测试对象基本情况（n=50）

2.2、研究方法

（1）录像拍摄法。

测试对象要求：测试时身体状态良好，无重大病史，测试前24小时未从事剧烈运动。被测试者首先进行15分钟的热身运动，再进行两次试投网球练习之后，将测试对象投掷手的腕关节、肘关节和肩关节处贴上反射点后开始进行测试。测试时，每个测试者站在起掷线前，以1米为半径的圆为投掷区，向垂直于起掷线的前方进行两次全力试投，测量其两次投掷距离并进行拍摄。

三维高速录像拍摄：2台摄像机（CASIO EX-FH25）水平固定于三脚架上，置于测试者的右侧5.8米和后方5.8米处，主光轴距地面高1.2米。两台摄像机设定统一的拍摄频率为125Hz/s，快门速度为1/1000秒。拍摄时，首先将点阵放于投掷圈中央实施校标后，开始拍摄，在每次投掷前点亮LED灯一次，用于两台摄像机的同步解析。

（2）录像解析法。

用德国simi图像分析系统对研究所需参数进行了运动学解析。解析范围：从测试对象准备好投掷姿势到球出手瞬间这段时间内的肩关节、肘关节运动参数。

2.3、数据统计法

采用SPSS17.0统计软件对小学1-5年级男生间各指标进行了平均值的差异性检验。

3、结果与分析

3.1、对小学1-5年级男生之间投掷距离的比较分析

在体育教学活动中上手投掷是常用的基本动作技能之一，能够让学生熟练掌握和合理安排上手投掷动作的活动对于少年儿童积极参与学校社区的体育活动是十分重要的。本文主要分析小学1-5年级男生的上手投掷动作上肢关节的运动学特征，探讨运动指标的变化和各个年级之间的差异。

表2　小学1-5年级男生之间投掷距离（m）

由表2、表3可知，1-5年级男生之间的投掷距离存在显著性差异，并且随着年级的增高投掷距离的平均值也越大。各年级投掷平均距离为一年级7.66米、二年级9.61米、三年级11.32米、四年级12.57米、五年级16.42米。一年级男生的平均投掷距离约为7.66米，五年级男生的平均投掷距离接近16.42米为一年级男生平均投掷距离的2倍。随着年龄的增长，可以看出青少年儿童的运动能力开始发展并逐渐成熟起来，生理成长和运动发展经历在影响孩子的运动方式方面起到根本作用。

表3　不同年级男生投掷距离的差异性检验n=50

有日本学者对日本小学生的上手投掷网球进行了测试，其测试结果如表2所示。从中日小学生的投掷距离对比来看，日本小学生的投掷距离远远高于我国小学生，这说明我国小学生的投掷能力较差，在学校体育中应该加强小学生的投掷能力的教学和练习。在日本，有很高的棒球竞技水平和广泛的群众基础，而且投掷项目的普及率较高，日本人从小就较多地接触投掷方面的项目，这可能是导致日本小学生的投掷距离要远大于上海市的小学生的主要原因。

3.2、对小学阶段肘关节运动特征的比较分析

上手投掷动作作为人类的一项基本动作，在投掷类项目如标枪、球类项目如手球、网球、羽毛球等项目中频繁使用的一项基本动作。上手投掷需要身体上肢、躯干和下肢的协调一致的配合完成，且投掷最后的发力顺序原则遵循从下到上的原则，即从腿到髋、腰、胸然后到上臂、手的协调用力。由于少年儿童年纪较小，对上手投掷动作的认知有限，和身体机能发育协调性不是很好，导致最后的发力不流畅，因此在儿童阶段很难较好地完成这一动作，即使到成人阶段，也有部分人不能很好地完成。时的工作距离增大，从而增加肌肉对物体产生作用的时间，增大物体出手时的动能。引臂结束时四年级的男生开始有了肘关节上翻的意识，并形成了动作定型。在这种姿势下，躯干向前扭转带动上臂水平内收，与此同时，肘关节的主动“翻肘”动作使得上臂旋外动作更大，使得手臂对物体的鞭打更加有力。而且最后用力阶段投掷臂不仅要完成转肩翻肘动作，使投掷臂和物体处于“鞭打”前的正确位置，增加最后用力的工作距离，而且要参与“鞭打”投掷动作，为提高出手初速度创造条件，尤其是肘关节要完成由屈曲到伸展的反关节运动，这时对肘关节在高速运动中精确完成自身动作提出很高要求。从整体上讲随着年龄的增大肘关节运动范围，运动最大速度也不断增大，上肢“鞭打”动作得到逐渐完善和提高。

表4　肘关节角度运动特征n=50

从表4差异性检验的结果可以看出，除了引臂结束时肘关节角度出现转折的是在四年级以外，其余的各项指标如出手瞬间肘关节角度、运动范围、肘关节最大角速度、肘关节最大速度出现转折点均在是三年级，所以三年级是小学生上手投掷动作发展的重要分水岭。一至三年级各个指标的增长幅度较大，属于动作发展的较快阶段，三至五年级的增长幅度相对较小，动作发展相对较平缓。因此在教学过程中的对一至二年级学生教学应该注重学生的动作学习，四年级和五年级学生可以多进行身体协调性练习，并适当增加他们的力量等身体素质。

4、结论

（1）在投掷距离方面，中国小学生1-5年级男生在投掷动作发展中的投掷距离随着年龄的增大距离也增大，而且各年级之间的增长幅度较大，但是与日本小学生相比我国小学生的上手投掷能力差距较大；

（2）在动作发展方面，随着年龄的增加，肘关节的运动范围，最大角速度和最大速度等指标均呈现出增大的趋势，表明小学生阶段是上手投掷动作发展的重要阶段；

（3）从动作发展的进程来看，三年级是小学上手投掷动作发展的分水岭，一至三年级是上手投掷动作的快速发展期，三至五年级动作发展速度相对缓慢。

由表4中可知引臂结束时的肘关节角度、出手瞬间肘关节角度、运动范围、肘关节最大角速度、肘关节最大速度5项指标均显示出随着年龄的增大而提高的趋势。这表明小学生阶段是上手投掷动作发展的重要阶段。所以，在儿童阶段，应该加强上手投掷动作的指导和练习。

结合对视频的仔细观察分析：小学一至三年级男生都处于快速发育时期，在引臂结束时的肘关节角度没有充分打开，肘关节角度较小很难充分的利用手臂的长度使得投掷臂的屈肌一直处于紧张状态加大了最后用力翻肘的难度，导致对最后用力不利。而且一至三年级的男生协调性较差使得肘关节低于腋窝，使得身体肌肉对物体做功的时间减少。4-5年级投掷者上肢在引臂结束时处于水平外展、旋外、伸肘姿势，引臂结束时肘关节的角度越大则用力

［1］樊江波，任爱君，刘慧芳.3-11岁儿童投掷沙包动作发展研究［J］.教学研究，2010，1（1）.

［2］蔡福全，王时，黄世勋等.3-13岁儿童快跑能力发展的研究［J］.教育科学研究，1990（2）.

［3］解长青.投掷运动中人体对器械做功分析及其力量训练原理［N］.南京体育学院学报，2012，8（11）.

［4］李静.山东省3-10岁儿童动作发展研究［J］.山东体育学院学报，2009（4）.

［5］山崎雅史.投掷动作的发展［J］.体育研究助成事业论文，2003.

［6］林良铎.“撇枪”与肘关节损伤的分析［J］.韶关学院学报.自然科学，2009，30（3）.

［7］孟祥芝，谢利苹.幼儿动作发展与动作研究［J］.心理发展与教育，2004（3）.

G804

A

1006-8902-（2016）-09-ZQ

陈周业（1974-），男，汉，山东莱芜，副教授，博士，上海体育学院，研究方向：体育教育训练学。