有关运动生物力学对篮球运动研究的文献综述

刘 洁 牛健壮 杨 黎 牛 峥 战 鹏 于雪梅 邵妮娜

1.西安电子科技大学，陕西 西安 710071；2.西安财经学院，陕西 西安 710071

有关运动生物力学对篮球运动研究的文献综述

刘 洁1牛健壮1杨 黎1牛 峥2战 鹏2于雪梅1邵妮娜1

1.西安电子科技大学，陕西 西安 710071；2.西安财经学院，陕西 西安 710071

20世纪90年代以来，是现代篮球运动面向21世纪创新飞跃和进入攀高发展的新时期，也预示着21世纪世界男、女篮球运动都将进一步在世界范围内普及、发展、创新、提高，运动员在技术、战术、身体、体能条件与要求将进一步向篮球运动本体运动专项特征靠拢。这就要求我们科学地分析技术动作，运动生物力学研究水平、研究方法和手段的先进性、测试数据处理的准确性及精确性、研究的深度和广度及在运动实践中的应用凸显出运动生物力学分析对于篮球发展的重要性。文章通过计算机网络搜索和手工查阅图书馆文献资料，收集了近20年来有关篮球运动技术方面运动生物力学的研究现状及理论知识，对其进行分类整理，归纳整理出了以下有关篮球运动生物力学内容的文献综述。

运动生物力学 篮球运动 三机同步

1 国内有关篮球运动生物力学方面的研究现状

运动生物力学对于篮球的发展有着重要的作用，它可以分析运动员技术动作的特点，建立一个正确的动作模型，从而提高运动员的技术水平。但是，对于有关篮球的运动生物力学研究还是不够深入。通过查阅资料，在1973年—2002年以来，国内35种体育期刊中有关篮球运动的科研论文共2038篇，其中运用生物力学、生理、生化方面的理论研究发表论文28篇，仅占30年来篮球科研论文发表量的1.4%[1]。而系统查阅1994年—2003年间体育科学、体育与科学、北京体育大学学报、上海体育学院学报、武汉体育学院学报、成都体育学院学报、西安体育学院学报、天津体育学院学报、浙江体育科学、体育学刊10种期刊发表的篮球科研论文，共427编，其中生物力学研究的文章仅有2篇[2]。近些年来，人们已经意识到这个问题，开始对篮球运动的各个动作进行运动生物力学分析，但是相对于其他运动，在篮球领域，研究的还是不够深入，不够透彻。本人查阅了2004至2014年间体育科学、体育与科学、北京体育大学学报、上海体育学院学报、武汉体育学院学报、成都体育学院学报、西安体育学院学报、天津体育学院学报、浙江体育科学、体育学刊10种期刊发表的篮球科研论文，共645篇，其中生物力学研究的文章仅有2篇。

这些数据充分说明，在运动生物力学的研究中，大多数是针对于以个人为单位的运动，例如武术、网球、羽毛球、乒乓球等；同时，我们也可以看出，大多数的运动生物力学研究只是在理论的基础上，并没有进行科学的实验，或者只进行了简单的实验，这就要求我们必须运用科学的方法进行实验，分析数据，建立出合理的动作模型，这对于提高我国的篮球竞技水平有着重要的作用。

2 国内有关篮球的运动生物力学研究的归纳总结

“篮球是五个人的运动”这是我们大家所熟知的，但是这要求每一个运动员具有扎实的基本功和优秀的个人技术，所有提高运动员的个人技术是重中之重。近些年来，许多人对篮球运动员的投篮、突破、前转身、后转身等技术动作进行了运动生物力学分析，但是对于防守技术的运动生物力学分析却比较少，有的对于同一动作进行运动生物力学分析但是得出的结论却不为相同。

2.1 对于篮球进攻方式的运动生物力学分析

2.1.1 有关投篮的运动生物力学分析

对于单手肩上投篮这一技术动作，张树安在2001年发表的《单手肩上投篮肘的生物力学分析》中，指出篮球运动技术规范化、科学化已被科技兴体的浪潮推进篮球运动的教学与训练中来，用人体解剖学、运动生理学、运动生物力学、流体力学等多学科知识进行分析,并结合篮球训练的科学理论做指导,阐明单手肩上投篮肘正对篮的科学性[3]。而鹿名、李玉杰、孙锡杰在《篮球单手肩上投篮运动生物力学分析》中得出结论建议则是：（1）投篮技术含有人体运动的多种规律,其中,运动力学内容起着决定作用,单手肩上投篮肘内收正对篮属规范的、科学的动作,它既符合人体解剖结构和运动学,动力学方面的特征,又符合生物力学原理。（2）教练员在篮球教学训练中,要充分利用投篮技术的力学因素,积极探索和运用高投篮命中率的科学规律,要重视各环节技术的功能作用与协调运作关系,并注意发挥各环节技术的综合效应。（3）建议篮球运动教学训练应以投篮技术为中心,带动其它技术的全面发展,加强队员的心理与作风训练,也有助于提高运动员在比赛中的准确投篮能力[4]。

单手投篮的关键在于投篮臂的动作，潘忠在《单手肩上投篮臂的生物力学分析》中，运用人体解剖学、运动生物力学、流体力学等多学科知识进行分析，阐明单手肩上投篮技术动作的科学性。通过分析，指出单手肩上投篮肘内收正对篮属规范的、科学的动作,它既符合人体解剖结构和运动学，动力学方面的特征,又符合生物力学原理,无论是投篮的出手角度和球运动中的抛物线[5]。

单手头上投篮是常见投篮动作的一种，田勇福在《单手头上投篮技术生物力学分析》中，从生物力学角度，对单手头上投篮进行了技术分析，对准确投篮的持球方法、身体平衡、发力方向进行了分析，指出控制投篮的手臂前伸角度就可保证球的入篮角[6]。

急停跳投是一种常见的得分方式，常见于后卫、小前锋，周兴龙、赵芳在《篮球急停跳投的运动生物力学分析》一文中运用90cm×45cm三维测力平台,YA-506B型应变仪,连接计算机,让运动员完成一步和两步急停跳投动作,得出一步急停跳投和两步急停跳投表现出不同的力学特征,一步急停跳投较之两步急停跳投,制动起跳时间短,腾空高度高。对于水平初速度较小的运球急停跳投,采取一步急停跳投,能收到突然、迅速、腾空高的好效果;对于移动接球急停跳投,在速度较大的情况下,采用一步急停跳投,难以控制身体重心,起跳后也难以保持身体的平衡,此时,就应运用两步急停跳投技术,停稳之后再出手,以保持较高的命中率[7]。

2.1.2 有关突破的运动生物力学分析

突破上篮是篮球运动中常见的得分手段，而交叉步突破上篮更是运动员多喜欢的一种突破方式，钱光田在《篮球交叉步持球突破时错误动作的生物力学分析》中，根据生物力学中人体协调链的理论对交叉步持球突破环节出现的错误动作进行分析。指出突破技术要先做投篮假动作，然后做变交叉步突破，充分利用人体的协调链，即头肩、上体、髋(腰)部、腿部和手脚五部分协调有序的用力，使大肌肉群收缩存储弹性能，小肌肉群得到精确控制，技术动作得以全身流畅，以便获得有效的攻击机会[8]。

彭杰在《篮球持球突破技术的动作结构及其运用》中，运用运动生物力学原理，就篮球特球突破技术的动作结构等进行分析。对上海体院、中国矿大等132名篮球运动员采用不同支撑面积起动速度测定的方法，对不同支撑面积的起动动作了对比实验，指出准备姿势的两脚间距离应比肩宽10—15cm，这样才能发挥适宜的蹬地力量，从而快速起动,转体探肩,抢占有利空间。还指出时机和应变能力是决定持球突破能否成功的关键[9]。

在《篮球持球突破技术动作的运动生物力学特征分析》中王飞、程冬美采用美国 APAS 运动图像解析系统和三维测力台对东北师范大学 CUBS 运动员的持球突破技术动作进行了测量与分析，得出结论：（1）身体重心的高度一定程度上反映了各关节角度及身体姿势，在动作的各阶段找到合适的重心高度对正确的完成动作至关重要。（2）持球突破技术动作在篮球比赛中是非常激烈的动作，在运用时，尤其是顺步持球突破，应注意自己的身体状态，注意保护膝踝关节[10]。

2.1.3 有关转身的运动生物力学分析

转身技术是一种最基本的技术，优秀的运动员可以运用转身进攻得分，也可以防守卡位抢篮板球，熟练的掌握转身这一技术动作对于提高运动员的葛粉技术水平有着重要的作用。

春潮、曲峰在《篮球运动员转身动作技术的运动生物力学分析》中借助先进的实验仪器(Qualisys红外跟踪测试系统，两部Kistler测力台)手段，运用运动生物力学原理和方法，对一组篮球运动员的前转身技术进行测试和分析，得出：（1）转身过程中转动腿的转动对转身的稳定性和准确性有较大影响。运动实际中要重视下肢的力量和柔韧性的训练。上身的动作变化与要结合的下一个动作有关，不能简单的归到转身过程。要重视转身过程中敌的作用，敌的灵活性与力量是影响转身效果的直接因素。在转身技术教学与训练中，要以下肢的运动为主，提高基本技术的发展。（2）在转身技术教学与训练中，要以下肢技术为纲，注意支撑腿和转动腿的正确运动形式，提高转动技术和转动能力，以提高转身的效果。（3）运动员做转身动作要达到好的运动效果和目的，在完成转身动作时要快速转头观察，然后再结合下一个动作，它是转身组合动作实效的关键，一定要在技术教学中培养队员养成观察场上情况的习惯[11]。

2.2 对于篮球防守方式的运动生物力学分析

随着篮球运动的发展，篮球防守技、战术发生了很多变化，在篮球比赛中防守的重要性被体现的淋漓尽致现代世界篮球运动，各国的水平都在不断进步和提高，篮球运动的各队已不再把眼光局限在进攻上，而是着眼于最根本的防守技术上。从世界篮球运动的发展趋势分析，随着攻守转换时间的缩短，防守也由被动防守转换为积极主动的防守，身体接触频繁，对抗更加凶猛，因此，应重视个人防守。

在《纵跳运动的规律对篮球运动员弹跳素质的启迪》中，翟维清综述了世界和我国有关纵跳素质的研究成果，分析了对纵跳规律研究的方法、模式，以给篮球运动员弹跳素质训练的方法和认识以启迪[12]。

在《篮球运动员弹跳力的生物力学分析》中，邓新民做出来更加科学的分析，从生物力角度对篮球运动员弹跳的分类、起跳方式、起跳结构和速度进行深入的理论分析，指出篮球运动员在进行提高弹跳力的练习过程中，应与专项特点相结合，特别是针对篮球运动的跳跃多是高重心的位置，来不及下蹲的起跳，甚至是大量的连续跳的特点来进行练习[13]。

丁丽萍在《负重振动练习与超等长练习对篮球运动员下肢力量影响的对比实验研究 》中，利用Kislter测力台对西安体院篮球专选班30名学生的负重振动练习和超等长跳深练习进行测试，进行了两种练习对下肢最大力量、快速力量、反应力量和力量耐力影响的比较分析，指出负重振动练习能够提高下肢肌肉的快速力量和最大力量，但对肌肉弹性力量的提高没有任何表现，称负重振动练习为肌肉弹性力量训练方法值得考虑[14]。

3 进行运动生物力学分析所运用的仪器

在已有的对于篮球研究运动生物力学论文当中，实验者多使用的仪器比较单一，大部分的研究中仅仅使用了高速摄像机，通过慢动作回放对运动员的技术当中进行运动生物力学分析，这仅仅是从运动学和动力学的角度进行分析，所得出的结果必然会有一定的局限性；有部分实验者运用美国艾里尔三维运动图像解析系统APAS对采集到的影响进行分析，对其动作进行基础性研究；还有一部分实验者使用了利用Kislter测力台对负重振动练习和超等长跳深练习进行测试。

这些仪器对于分运动生物力学分析都有着重要的作用，但是把这些仪器结合起来使用会取得更好的效果。在篮球的运动生物力学研究中，只有少部分人运用了两项仪器一起进行测试，例如：

王树金、邵文丽在《篮球运动员弹跳力的生物力学分析 》中，采用CybexNorm多关节等速测力仪和运动录像相结合的方法,发现专业队和非专业队篮球运动员膝关节伸肌的退让收缩能力、下肢弱侧肌力及下肢左右同名肌存在一定的差异，且这种差异对篮球运动员双脚同时起跳时的弹跳力有相当大的影响。[15]

在《篮球运动员转身动作技术的生物力学分析》中春潮使用Qualisys红外跟踪测试系统,通过人体标志点上的光感应标志,识别人体运动的图像，同时,使用两部Kistler测力台(型号9281c, 9286a),测运动员完成不同转身动作时左、右脚力的变化。对不同转身动作中的踝关节、膝关节和髋关节的变化做出了详细的数据说明。指出篮球不同转身动作的理论最佳运动学参数，为以后运动训练提供理论依据[11]。

4 结语

国内目前已有的有关篮球的运动生物力学方面的研究大部分没有真正的运用运动生物力学来分析，只是单纯的运用了生物力学、解剖学、生理学中的一种或者两种，仅对运动学和动力学研究，而对于肌肉力学的分析研究很少，肌肉力学与运动学和动力学结合的研究几乎没有，这样的运动生物力学分析出的结果具有一定的局限性。

篮球技术应得到科学的解释，在将来对于篮球的运动生物力学分析中应多借鉴运动生物力学、解剖学生理学的研究方法跟手段，并采用当今先进的实验仪器进行测试与分析，使篮球技术方法更科学合理，以便推动篮球运动更好的发展。

[1]牛健壮,等.测力系统在竞技体操吊环5个动作中的应用[J].体育科学,2000(20)5:77-81.

[2]吴晓强.30年来我国篮球科研状况分析[J].中国体育科技,2004(1):78-80 .

[3]全 涛,郝 斌.1994年-2003年中国篮球科研现状与对策的研究[J].体育科研,2004(4):37-39.

[4]张树安.单手肩上投篮肘的生物力学分析[J].辽宁师范大学学报,2001(4):412-414.

[5]鹿 名,李玉杰,孙锡杰.篮球单手肩上投篮运动生物力学分析[J].科技信息,2008(36):198-199.

[6]潘 忠. 单手肩上投篮臂的生物力学分析[J].太原师范学院学报,2004(2):88-89.

[7]田勇福.单手头上投篮技术生物力学分析[J].保定师专学报,1999(4):6.

[8]周兴龙,赵芳在.篮球急停跳投的运动生物力学分析[J].北京体育大学学报,1999(01).

[9]钱光田. 篮球交叉步持球突破时错误动作的生物力学分析[J].红河学院学报,2008(2):72-73.

[10]彭 杰. 篮球持球突破技术的动作结构及其运用[J].上海体育学院学报,1998(2):52-55.

[11]王 飞.程冬美.篮球持球突破技术动作的运动生物力学特征分析[J].东北师范大学学报,2014.

[12]春 潮. 篮球运动员转身动作技术的生物力学分析[D].北京:北京体育大学,2007.

[13]翟维清. 纵跳运动的规律对篮球运动员弹跳素质的启迪[J].山西师大体育学院学报,1991(1):73.

[14]邓新民. 篮球运动员弹跳力的生物力学分析[J].体育科技,1999(20):22-25.

[15]丁丽萍. 负重振动练习与超等长练习对篮球运动员下肢力量影响的对比实验研究[J].山西师大体育学院学报,2005(4):93-94.

Literature Review of Sports Biomechanics on Basketball

Liu Jie1Niu Jianzhuang1Yang Li1Niu Zheng2Zhan Peng2Yu Xuemei1Shao Nina1
(1.Xi'an Electronic and Science University, Xi'an Shaanxi 710071, China; 2. Xi'an Institute of Finance and Economics, Xi'an Shaanxi 710071, China）

Since the 90s of the 20th century, modern basketball has been facing the 21st century innovation leap and entered a new era of climbing development. It also indicates that in the 21st century world men and women basketball will further spread, develop, innovate and improve in the world. In the technical, tactical, physical, physical conditions and requirements will further move closer to basketball sports ontology special features. These require our scientific analysis of technical action, the level of research in biomechanics, research methods and means of advanced nature, accuracy of test data processing, depth and breadth of research and exercise in sports practice highlights the Importance of mechanics analysis to basketball development. Through the computer network search and manual access to our library materials, the study collects nearly 20 years of basketball sports technology biomechanics researches and theoretical knowledge of the classification, sorts out, sums up the related literature to basketball sports.

Sports biomechanics basketball Three functions simultaneously work

G80

A

2096—1839（2017）3—0147—04

(1)陕西省体育局常规课题,编号:2016011；(2)陕西省教育厅科学研究项目,编号:15KJ1464。

1.刘 洁(1990～),男,在读硕士研究生。研究方向:运动生物力学和运动训练学；2.牛健壮(1960～),男,教授,硕士研究生导师。研究方向:运动生物力学和运动训练学；3.杨 黎(1978～),男,副教授。研究方向:运体育训练与教学。