篮球跳步急停技术动作的运动功能分析
2016-12-22师永斌吴善正
师永斌,吴善正
(1.河南大学公共体育部,河南 开封 475001;2.河南大学民生学院,河南 开封 475001)
篮球跳步急停技术动作的运动功能分析
师永斌1,吴善正2
(1.河南大学公共体育部,河南 开封 475001;2.河南大学民生学院,河南 开封 475001)
跳步急停技术动作是篮球中常用的技术之一,但是动作上的错误往往会造成运动员膝关节与髋关节的损伤。采用文献资料法、三维测力台测试等研究方法,对篮球跳步急停技术动作进行运动功能分析,研究认为:1)由于教练员的动作功能训练理论水平的薄弱,造成了训练中运动员跳步急停技术动作的错误;2)错误的跳步急停技术动作会导致身体姿态不平稳、动作衔接不连贯,甚至形成能量泄漏,造成腰、髋、膝的损伤;3)正确的跳步急停技术动作训练,可以让运动员的发力顺序更为合理、效果更好;4)跳步急停技术中,积极的屈髋动作的运用能够促进动能向势能的转化,而腰髋形成63°的角度能够将腰髋处的压力降低。
篮球;跳步急停;技术动作;运动功能
跳步急停在篮球运动中是为了改变移动状态,调整身体位置、姿态的重要动作,是最常用的衔接下一技术的环节性动作,也是增强身体对抗能力的技术动作。然而在跳步急停的实际操作中,错误认知情况和操作方法不仅影响了跳步急停的稳定效果,还因为“代偿动作”增加了身体能量消耗,更有甚者使身体在工作中发生能量泄漏,对膝盖、臀髋和腰部带来伤害。研究通过对跳步急停技术动作的分析,对正确的跳步急停技术动作以及发力顺序进行阐述,旨在为提高跳步急停技术动作的质量与衔接其他技术动作的效率提供支撑,同时为延长篮球运动员的运动寿命、降低运动员膝关节与腰髋关节的伤病几率提供帮助。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象以篮球跳步急停技术动作为研究对象。
1.2 研究方法
1.2.1 文献资料法通过中国知网,以“跳步急停”为关键词查询相关论文6篇,依据“运动功能”为关键词查询相关论文15篇;并通过购买阅读身体运动功能训练方面书籍6本,将其中涉及到研究需要的理论知识作为参考理论,为研究开展提供理论支撑。
1.2.2 三维测力台测试法选择河南大学的本科12名篮球运动员接受测试,其中6人为未经过跳步急停技术动作训练的2016级新生,另外6人为经过1年专门性跳步急停动作的训练的2015级学生。针对2组运动员进行跳步急停技术动作测试,并对每组运动员跳步急停的力学轨迹图进行对比分析,发现针对经过跳步急停技术动作训练的运动员测试得出的力学轨迹图较新入学未经过训练的运动员更为合理。
2 结果与分析
2.1 运动功能的内涵尹军教授在《身体运动功能诊断与训练》一书中谈到,运动功能理论的应用、训练发展依赖于人体解剖学知识、生理学知识、心理学与运动训练学知识的全面支撑,只有这样才可以全面掌握身体运动功能训练的原理与训练方法[1]。
2.2 跳步急停动作的常见错误与原因
2.2.1 跳步急停动作的常见错误在实际教学与训练过程中发现,在跳步急停瞬间,为了对抗向前的惯性,背部向后仰,从而造成髋关节角度过大是跳步急停的常见动作。在这种动作姿态下,会造成重心高度过高,在通过膝关节的屈膝缓冲时,由于惯性的作用,会使膝盖的位置过度前伸,并使膝关节超过了脚尖,这样的动作会造成缺乏臀髋关节的缓冲、躯干稳定性下降、膝关节承重过大等问题。
2.2.2 错误动作分析
2.2.2.1 认知错误 在查询到的美国多本篮球书籍中,都强调了跳步急停技术动作中身体关节部位动作的应用方法,如JerryV.Jrause在Basketball Skills and Drills一书中提到,跳步急停落地时,要降低臀部高度,进行屈髋屈膝动作,进行缓冲,躯干保持正直稳定[2]。而在国内体育院校篮球教材中,如人民体育出版社与高等教育出版社出版的篮球教材中对跳步急停技术论述只提到了两膝微屈重心下降,而对于臀、腿部的动作应用方法没有进行强调[3-4];而在日常的教学、训练与比赛实践中发现,单纯的屈腿跳步急停使得队员难以完成跳步急停技术动作,在高速下跳步急停动作停不住,衔接其他技术动作时停不稳,在反复练习的情况下,膝关节髌韧带以及髌骨部位疼痛频发会影响队员技术掌握。
2.2.2.2 青春期队员力量训练水平低下 青春期发育过程是运动训练水平快速发展的阶段,但这个阶段也恰恰是学生学习压力最大的阶段。久坐造成的腰、髋关节的灵活性不足会影响跳步急停技术动作的使用。此外,通过长期的训练学习与观察发现,部分教练员存在着担心力量训练会影响青春期阶段的篮球运动员身材高度生长,而恐惧对运动员的力量进行训练,甚至是对离心收缩力量也忽略不做,使得运动员的臀髋关节的力量与灵活性的问题“雪上加霜”。
2.2.2.3 核心柱区域的力量不足 完成技术的正确发力模式应该是由核心脊柱区域首先动员向肩与臀髋关节传递,最后实施到四肢的力量传递动作模式,但是传统的深蹲、卧推等训练方法以及快速力量训练的手段只是将重量施加在四肢上,使四肢得到了充分的训练,但是躯干与臀髋、肩关节的力量训练手段、方法较少,训练内容较为单一,在实际应用中造成了发力肌群为股四头肌、小腿前肌群,而肩关节、臀髋关节、躯干不会发力的问题。
2.2.2.4 力量训练认识问题 力量训练包括向心收缩与离心收缩2种,但是在实际的操作中,训练者将注意力更多地集中在肌群的向心收缩训练上,而肌群的离心收缩练习以及对于拮抗肌群的向心收缩与离心收缩练习训练不足影响到了完成技术动作的效果。由于离心收缩能力的低下以及拮抗肌群的力量不足,在完成跳步急停技术动作过程中,臀部不能很好地降低高度而导致运动员不能在高速下完成跳步急停技术动作。
2.3 跳步急停技术的动作性分析
2.3.1 跳步急停的落地动作模式分析跳步急停落地姿态是屈髋、坐臀、屈膝、直背、抬头状态,头、膝、脚尖处于一条直线上,膝关节、脚尖向前,双手置于胸腹前保持平衡,成“刚体”状态。此种状态下,直背动作使得脊柱核心区域深层肌肉紧张起来,臀大肌的拉伸状态使得背部肌肉与大腿内侧肌肉紧张起来,腹部肌肉带动盆髋关节与大腿部的前群肌肉将大腿前群肌肉拉紧,屈膝动作又使得小腿肌肉收紧,由此形成了一条稳定的肌肉紧张的链锁状态,使身体受力均匀、保持稳定,此时的身体重心在腹前、身体外。
2.3.2 呼吸模式分析在跳步急停的起跳、落地、缓冲、稳定等几个阶段中,呼吸的过程要通过胸腹式的混合呼吸方法来维持腹内压力,通过膈肌下压的呼吸方法来提升腹内压力,通过腹内压的提升来稳固脊柱的稳定性,使得核心脊柱区域的刚体结构更加稳固,在落地后便于提高稳定性。
2.3.3 关节的动作分析关节在人体中起到的作用是连接各个部位,是通过骨性结构以不同的角度来实现杠杆力臂的作用[5]。参与跳步急停的关节有踝关节、膝关节、髋关节、腰骶关节以及上肢各关节,这些关节只有膝关节的弯曲方向是向前弯曲,而其他关节的弯曲方向是向后弯曲。跳步急停落地瞬间是身体各个部位承受压力最大的阶段,在该阶段身体刚体结构的稳定非常重要,身体刚体结构的任何一点被打破,就意味着能量将从这点泄露出来,因此,脸、膝、脚尖的三点一线的位置就非常重要。跳步急停过程中,既要通过膝关节的屈膝来缓冲抵消向前冲力,又要维持身体的刚体结构,膝关节处的冠状面最容易被打破。因此,要通过髋关节的角度来缓解膝关节的压力。
2.3.4 肌肉收缩情况分析身体的力量是由不同的肌肉群沿着骨骼的方向进行主动与被动地收缩与舒张来实现的。在运动中,收缩肌群实现主动地发力,而拮抗肌的等长收缩对骨骼起到抵消骨骼上的应力性伤害,加固长骨的杠杆支撑力量的作用[6]。在完整的跳步急停技术动作中,同一块肌肉的工作情况在不同的阶段下,收缩的数量也不尽相同,高淑珍在《跳步急停技术动作支撑力分析》[6]一文中将跳步急停技术动作从腾空到落地共分为4个阶段,下面是对各个阶段肌肉的收缩情况的分析:
第1个阶段:腾空阶段。双脚离开地面后,以盆骨与脊柱区域为核心,在空中积极地进行屈髋动作,通过臀大肌的主动拉长以抵消向前的冲力。而这时双手向前略微张开保持平衡,而大腿处肌肉做向心收缩使得大腿靠近胸部,膝关节主动屈膝,小腿略微前伸出保持适度的角度。
第2个阶段:积极触地阶段。膈肌主动收缩,增加腹内压力,维持躯干的刚体结构。臀大肌进行等张收缩,股四头肌做离心收缩,加之腘肌的等长收缩稳定膝关节角度,躯干、腰、髋、膝关节以及脚踝等关节在链性环节的作用下,使得身体处于拉紧状态。这一系列的动作能够帮助形成躯干的刚体结构,为髋关节处的灵活运动打造稳定平台,为上下肢的力量传导提供畅通通路,在其整个肌肉链的伸展与等张收缩状态下,通过快速迅捷地打击地面,不仅将动能存储起来,还能够更好地将动能转化为势能。
第3阶段:能量转换阶段(缓冲阶段)。大腿与小腿骨骼是主要承重部位,而肌肉的运动方式是在落地的一瞬间,腿部的阔筋膜张肌、股薄肌、股四头肌、大收肌、缝匠肌等肌肉群快速进行等张收缩,加强了大腿与小腿骨骼的支撑能力,也减小了冲量对于腿骨的应力性伤害。而在维持身体平衡的过程中,臀大肌、股四头肌等主动发力肌群在收缩前进行适当的拉长收缩使得这些肌肉获得更大的收缩力量,再配合吸气或者适当地憋气,使得动量能够更好地向上肢传递力量。
第4阶段:稳定调整阶段。在这个阶段中,股骨周围的股直肌、缝匠肌的近端头和髂肌、腰肌再次进行收缩发力,对身体姿态以及角度进行微调,保证平衡,并能够使得上下肢力量更好地传递。
2.4 跳步急停的生物力学分析
2.4.1 跳步急停的力学原理人体以刚体形式落地急停时,根据冲量定律公式I=Ft〔t:时间(s),F:力(N)〕来看,身体所受的冲量值与落地所用时间以及向前的冲力大小有关。其中力F还可以换算成ma,即加速度(m/s)与质量的乘积,运动方向与速度方向相同。其中身体所受冲量大小与运动员质量、加速度以及停下的时间成正比。对于同一个队员,质量是衡量,加速度影响着冲量大小。当落地时,人体的冲力对地面进行作用,腿支撑地面后,对地面产生反作用力,也就是支撑力,如果支撑力与冲力平衡,人的脚就可以站稳。
在一般情况下,人体都会根据自己的极限来保持稳定姿态。但是,在激烈对抗下和强大的心理压力下,运动员就会有意识地加大自己的运动速度,这时如果之前的动作姿态是错误的,那么身体最薄弱的部位就会沿着运动方向继续前行直到失去平衡,这时就发生了机体能量的泄露,这种泄露会造成运动性的损伤以及劳损。
2.4.2 跳步急停的能量守恒能量守恒定律中“孤立系统的总能量保持不变。”因此,在跳步急停过程中,在身体急停动作符合生物力学原理,并且能够保持着刚体姿态时,冲量就能够在急停的过程中最大程度地储存下来,并转移作用在下一个动作上。从生物力学角度讲,肌肉是唯一能够储存能量的位置。在冲量的作用下,支撑着身体关节角度的肌肉群将能量吸收,使得肌肉群被拉长。在肌肉拉长的过程中,肌肉的初长度增加,在初长度适宜的范围内,肌肉收缩的力量是肌肉直接收缩力量的1.5倍,是等长收缩肌肉的1倍[7]。而支撑关节角度的肌肉有维持踝关节角度的小腿后侧肌肉、维持膝关节角度的股四头肌,及维持髋关节角度的臀部肌肉,在冲力作用下,这些肌肉被拉长。
在跳步急停的第1阶段,躯干要时刻保持刚体结构,保证躯干的平台稳定,这样才能够在落地瞬间,为完成积极落地动作而做伸髋下压腿的动作时,为双腿的有力下落以及平衡站稳做好铺垫。
在跳步急停的第2阶段,如图1所示,当腿部迅速向下蹬踏后,对于地面的力为向前的冲力f与向下展髋落地的力量f1之和,而落地后产生的支撑力为f2,2种力量沿着杠杆臂L进行传导[7]。如果f与f1的力量之和大于支撑力,人就在急停中无法停住,如果打击地面的支撑力与冲力平衡,人就能停住。当腿落地进行支撑时,双腿就形成刚体结构,支撑的力量就会沿着腿向上传导至躯干,同时,传导的力量也在不断向着支撑腿的四周扩散,为了加强腿部的杠杆强度,减小因为肌肉的震颤而消耗的向上传导的力,实现刚体的作用,腿部的肌肉在落地瞬间立即进行收缩紧张,进行等张收缩,使得上传的力会沿着骨骼与肌肉传到臀大肌与躯干部位。
图1 抵消应力阶段
图2 缓冲支撑阶段
在跳步急停的第3个阶段中,力量向上传导过程中,达到股骨的时候,在大腿肌肉收缩的状态下,能量就会向两端传导,如图2所示,力量会以F与F′2个力量向着膝盖与髋关节处进行传导。这时发挥髋关节灵活性的作用,主动地做屈髋动作,向膝关节传导的力F′就会减小,加上膝关节处肌肉的离心收缩,会积蓄一部分能量在膝关节股四头肌处,更大的力量会继续向上传导,使得髋关节发生屈髋动作,并将臀部肌肉的初长度增长,向上传导的能量就会在臀部肌肉拉长的状态下积蓄在臀部肌肉处。如果膝关节处不做屈膝缓冲,那么所有的力量会集中在髋关节,躯干就会因为屈髋而过度前倾,无法进行下一个动作。如果这时膝关节处肌肉特别是髌韧带的力量不大,或者因为膝关节不稳定,在冲力作用下沿着冲力方向发生位移,那么,冲力就会将大部分的能量积蓄到F′的方向上,能量就会作用到膝关节髌韧带,使髌韧带经受过度牵拉,并挤压髌骨承担压力。长时间下来就有可能产生髌骨劳损或者髌韧带损伤。
2.5 跳步急停的三维测力曲线图分析通过三维测力台对跳步急停的动作进行测力分析,在运动员进行屈髋屈膝、积极落地的跳步急停过程中(图3),三维测力曲线图可以分为4个部分:峰尖a、峰谷b、峰尖c以及稳定的随后阶段d。第1个峰尖a为跳步急停时,双脚积极落地,其峰值高低与运动员的体重、位移速度快慢以及髋关节、膝关节的伸肌群的肌肉神经力量与灵敏度[8]成正相关;峰谷b是落地后立即进行进一步的屈髋屈膝缓冲动作,其目的是降低由地面传导到大脑的有害的震动,同时将能量进行转化,其峰谷越低,使用的时间越短,说明缓冲效果越好,落地越积极。第2个峰尖c是在进行膝关节与髋关节缓冲之后,双脚支撑地面时对地面的冲力,这时向上传递的能量被积蓄到臀部肌肉以及股四头肌的位置,而手臂的摆幅也增加了峰尖c的高度。d的区域是保持身体平稳阶段,身体肌肉进行等长收缩,调整最后身体姿态。
图3 三维测力台的力学轨迹[9]
在这些力值中,由于积极落地的动作可以让身体内积蓄更大的启动能量,因此峰尖a在篮球训练中的量值不会减少。峰谷b在整个跳步急停过程中是最重要的环节,是防止受伤、保护大脑避免被地面传递过来的震荡伤害的关键,峰谷b越深,说明缓冲的效果越显著。在峰尖c的位置,往往要衔接其他的技术动作,因此,峰尖c以及之后的阶段d之间的差距越小,就说明缓冲的效果越好。
在横轴上,表示的是跳步急停完成的时间,时间越长停得越稳,但在篮球对抗过程中,0.1s就意味着能够与防守队员拉开防守距离,所以更短的时间内稳定下来就是成功跳步急停的关键。因而缓冲后身体躯干的稳定调整能力是过渡和衔接下一个技术动作的做工效率以及稳定性、准确度的保证。
2.6 髋关节的角度问题在跳步急停的技术动作中,积极地屈髋动作可以调整脚踝与小腿之间角度,避免了在半蹲缓冲时膝关节超过脚尖的错误动作,形成良好的半蹲急停的技术动作。同时屈髋动作也可以避免腰椎前弯,使得正直的躯干呈杠杆作用,避免第5腰椎成为运动中受力点,使得脊柱承受上下的压力,而不受到弯矩的影响,有助于形成核心躯干柱的刚体姿态。
从髋关节的屈髋的角度来看,髋关节所承受的压力也与髋关节的角度有关。由公式阻力臂=支点到阻力作用点的距离×sin(180°-α)来看,在髋关节的角度为63°时,髋关节所承受的压力为1.397倍体重,而到了165°时,髋关节承受的压力达到最大,为2.266倍体重,由此来看,在跳步急停过程中,积极地进行屈髋可以有效地减小髋关节处不必要的负荷[10]。
3 结论与建议
3.1结论1)在跳步急停技术运用中,肌肉的发力先后顺序、动作模式的应用、身体姿态的建立、呼吸方法的使用都会对跳步急停技术动作带来影响。而力量训练的认知水平与训练手段方法的不足,造成了运动员核心柱区域力量低下,也导致了跳步急停技术动作出现错误。
2)错误的跳步急停技术动作会给身体带来肌肉发力的错误,从而形成动作姿态的不平稳,不该受力的部位过度受力,这会对跳步急停技术使用的质量以及衔接其他技术动作的效果产生影响。而根据冲量定律,动量的大小与速度有关系。当运动速度不断增加时,冲量也不断增加。但是一旦身体上有部位承受不了压力,能量就会在最薄弱的部位不断流失,这也造成了篮球运动容易发生膝关节与腰髋处的损伤。
3)通过三维测力台的测力分析发现,正确的跳步急停技术动作训练,可以让运动员的发力顺序更为合理,效果更好。
4)跳步急停技术中,积极的屈髋动作的运用能够促进动能向势能的转化,而腰髋形成63°的角度能够将腰髋处的压力降低。
3.2 建议1)重新构建篮球教材中的动作技能的概念,提高运动员对于技术动作的认知能力,加强教学与训练的动作模式训练,丰富教学与训练当中的衔接环节的教学方法,帮助运动员更好地掌握跳步急停技术动作。
2)在训练中,不仅要掌握动作模式的训练,还要重视呼吸方法对于身体刚体结构的维持作用,以及肌肉在不同角度发力的训练。
3)膝关节是向前弯曲的关节,更容易在跳步急停过程中随着移动方向进行位移,因此,要掌握主动屈髋下蹲缓冲的动作方法,使得髋关节分担落地时的冲量,减小膝关节处的压力。
4)在平时的训练中要注意正确身体角度的训练,以提高完成技术动作的准确度。
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Analysis the Movement Functional of the Jump Stop Technology
SHI Yong-bin, WU Shan-zheng
(1.Department of Physical Education, Henan University, Kaifeng 475001, Henan China;(2.MinSheng College, Henan University, Kaifeng 475001, Henan China)
Jump stop technique is one of important skill in basketball, but the bad action can cause the knee and hip injuries. This article used the literature material method, logic analysis and three-dimensional measuring force platform test methods, research on the jump stop. The study find that: 1) Due to the coach's action function training theory level is weak, it results in the training of athletes jump stop technical action error; 2)Wrong jump emergency action will lead to unbalanced physical stance, and uncoherent action cohesion. It can even cause the formation of energy leakage, resulting in waist, hip, knee injury; 3) Correct action training of jump stop can make athletes force more reasonable, and more reasonable effect; 4)In the jump stop technology, the use of active hip flexion can promote the transformation of kinetic energy to potential energy, and the waist hip angle of 63 ° can reduce the pressure at the waist hip.
basketball; jump stop; movement; movement functional
G841
A
1004 - 7662(2016 )10- 0068- 05
2016-09-26
师永斌,讲师,硕士,研究方向:体育教育训练学。