足球脚内侧踢球技术摆动腿运动学特征分析

2018-06-29黄传兵李建朋

浙江体育科学 2018年4期

李璐，黄传兵，李建朋

(宁波大学体育学院，浙江宁波 315211)

0 前言

踢球技术是足球运动中的重要技术之一，而脚内侧踢球技术则是踢球技术中一项必须掌握的基本技术，它在训练教学和比赛中有着举足轻重的作用[1]。对于体院的学生来说，由于自身专业优势和训练年限，其水平又相对来说更为高超一些，此外由专业设置来看，运动训练专业学生比体育教学、社会体育指导与管理等专业的学生在足球竞技水平上也存在一定的差距，但是从目前相关学生的足球教学和训练来看，更多的在依靠一种经验教学和训练的方式，无论是教师还是运动队教练都难以通过直观的数据化材料来严格地把控和纠正学生的足球技术动作。因此借助运动生物力学的方法来将足球训练方法落实在每一个微小的技术动作上就显得尤为重要。此前，利兹·诺兰[2]利用电影拍摄的方法对在踢球时地面对支撑腿的反作用力还有摆动腿髋关节、膝关节、踝关节的运动轨迹与数据进行记录；而张贻琪学者[3]利用日产的“3M”型摄像机对侧身到底滑行铲踢球技术进行了生物力学的相关分析研究。张挺安[4]采用日产的NACE-10型高速摄像机对足背正面踢定位球踢球腿摆动速度进行分析。郭尼、部义峰、刘海瑞等[5-7]人都通过vicon三维运动捕捉系统对踢球技术进行分析。但现阶段大部分的研究均集中在脚背内侧踢球技术，部分涉猎到其他踢球技术的都是泛泛而谈，对脚内侧踢球技术的相关研究少之又少，因此对脚内侧踢球技术进行运动学研究，来帮助我国体育学院学生足球专项能力的提高显得十分重要。

1 研究对象与方法

1.1研究对象

本研究的研究对象是不同水平体院学生脚内侧踢球技术摆动腿的运动学特征。本研究的测试对象是8名宁波大学足球队国家二级及以上且从事足球运动6年以上的运动员、8名宁波大学体育教育专业足球专修班学生、8名宁波大学体育教学专业足球普修班学生进行实验，且这24个人下肢并无损伤，优势脚都为右脚。

表1 受试人员基本情况一览表

1.2研究方法

1.2.1 运动学测试。用8台Vicon三维红外高速照相机拍摄运动员脚内侧踢球技术动作的全过程，以最大力量完成脚内侧踢球技术动作。采用立体定点定焦同步进行的拍摄方法，每人踢球3次，足球必须踢进距离门框7m的指定门框内，取实验效果最佳一次。运动学测试采用Vicon(Eight-Camera)三维运动捕捉系统(Oxford Metrics Ltd.,Oxford,UK)及Vicon Nexus 软件内置的Plug-in Gait模型对受试者进行下肢运动学数据采集。按照实验内容，受试者按照人体关节点分布，将(Maker)标志点粘贴在人体下肢关节处，一共16个点(LASI、RASI、LPSI、RPSI、LTHI、RTHI、LKNE、RKNE、LTIB、RTIB、LANK、RANK、LHEE、RHEE、LTOE、RTOE)，通过对数据的整理，计算出关节标志点关节的运动学参数数据。

图1 拍摄现场示意图

1.2.2 数理统计法。统计学软件Spss17.0对所要分析的运动学参数进行科学的统计处理，对三组运动员踢球技术动作所选定的指标数据，利用两独立样本T检验的方法判断它们之间的差异性，结果用均数标准差表示，符号为±。差异性用P表示，P>0.05说明两组之间没有差异性，P<0.05，说明两组之间具有显著差异性，P<0.01说明两者之间具有非常显著差异性。

2 研究结果与分析

2.1踢球腿前摆时间变化特征

就脚内侧踢球技术的摆动腿分析来看，摆动腿后摆是为了给前摆提供足够的动力势能，摆动腿能够在快速充分的后摆基础之上为前摆创造更大的摆动空间，尤其是小腿加速的前摆空间。与此同时，摆动腿快速后摆可以在短时间内对前摆所需要的腿部肌群进行最大程度的快速牵拉，确保在摆动腿快速前摆时保证腿部肌肉纤维的最佳初始长度，最大化的提高肌肉收缩的效果，从而提高摆动腿前摆的最大速度，进而获得最大的射门力量[8、9]。由此看来，与足球运动员射门练习更为紧密的是摆动腿的前摆速度和角度，这直接决定踢球的力度和速度。

表2 高水平组与专修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿前摆时间(s)

表3 高水平组与普修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿前摆时间(s)

表4 专修组与普修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿前摆时间(s)

从表2、表3、表4中所示的数据来看，在三个组别脚内侧踢球技术摆动腿前摆时间方面，高水平组学生在大腿前摆时间、小腿前摆时间以及摆动腿前摆总时间三个方面的耗时均明显的少于专修组(P<0.05，存在显著性差异)和普修组学生(P<0.01，存在非常显著性差异)。而专修组学生在大腿前摆时间、小腿前摆时间和摆动腿前摆总时间方面的耗时要明显少于普修组(P<0.05，存在显著性差异)，因此从整体上来看，高水平组学生在脚内侧踢球时，摆动腿前摆时间上要明显好于专修组和普修组学生，而专修组学生则在脚内侧踢球时，摆动腿大腿前摆时间和摆动总时间上要优于普修组学生。与此同时，三个组别运动员的小腿前摆时间都要短于大腿前摆时间。

从实际动作的分析来看，当运动员腿部开始进行前摆动作时，运动员的助跑动作已经结束，大腿后摆已经完成，大腿开始以髋关节作为轴心点由后向前摆动，大腿的前摆过程中会逐渐地减少摆动速度，以便能够更为精确地将助跑和摆动腿后摆的所带来的动力势能传递给负责完成击球动作的小腿，此时小腿在大腿前摆过程中，同样会以膝关节为轴心点开始做出前摆动作。但是需要注意的是，当大腿开始做出前摆动作时，小腿依然在短时间内做出后摆动作以便同大腿内侧拉近距离，从而能够最大程度地减少小腿在随意摆动过程中所消耗的动能，从而创造出最佳的击球速度和击球力量。

就三组学生的对比情况来看，由于在整个腿部前摆的动作来看，小腿前摆的距离要小于大腿，因此在时间上要略少于与大腿前摆。但是从三组学生之间的差异来看，高水平组学生要明显优于专修组学生和普修组学生。一方面，高水平组在力量素质上要优于普修组和专修组学生，腿部肌肉的横断面积和肌纤维数量要好于其他两组学生，因此在做出前摆动作时在提高肌肉收缩效果时更为理想，因此能够进一步发挥腿部力量优势，加快整个摆动腿前摆的速度。另一方面，高水平组学生在足球技能方面更为优越，其对于摆动腿前摆技术的掌握程度更为理想，因此在大腿前摆的过程中，小腿能够始终保持与大腿之间较少的距离，最大程度地减少小腿摆动过程中所消耗的动能，为小腿最终的前摆动作积蓄更多的动力势能。

2.2踢球腿摆动的位移特征

踢球腿摆动的位移特征也可以称作是幅度特征，是指摆动腿因为其所产生的摆动动作出现了空间位移情况，这种空间位移或幅度的计算范围是摆动腿摆动的最高点与最低点之间的位移距离，这种距离一般情况下用角度表示。

表5 高水平组与专修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿摆动幅度(°)

表6 高水平组与普修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿摆动幅度(°)

表7 专修组与普修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿摆动幅度(°)

从表5、表6、表7中所示的数据来看，在三个组别脚内侧踢球技术摆动腿摆动幅度方面，高水平组学生在大腿后摆幅度、小腿前后幅度、大腿前摆幅度和小腿前摆幅度四个方面的均大于专修组和普修组学生(P<0.01，存在非常显著性差异)。而专修组学生和普修组学生在四个指标的测试方面则无显著性差异，因此从整体上来看，高水平组学生在踢球内侧摆动腿摆动幅度上要明显好于专修组和普修组学生，而专修组学生则在踢球内侧摆动腿摆动幅度上同普修组学生较为类似。此外，三个组别学生的前后摆动上，大腿摆动幅度均小于小腿摆动幅度。

首先，三组学生在摆动腿摆动后摆幅度上的显著差异主要原因就是专修组和普修组学生在腿部力量素质上同高水平组学生之间存在较大的差异，肌肉力量不足导致专修组和普修组学生腿部肌肉的收缩能力要小于高水平组学生，从而使得腿部在克服主动肌力量性上明显不足，使得腿部在后摆上并能够充分的发挥应有的肌肉力量，引起摆动幅度的减少。专修组和普修组学生由于在腿部后摆幅度上的不足，进一步压缩了摆动腿的前摆空间，特别是小腿部位在大腿前摆停止之后进一步加速摆动的空间。另一方面，由于专修组学生和普修组学生在足球技术训练上的系统性比较差，细节动作的训练不到位，导致两组学生在后摆时空间不足，同时在前摆过程中无法保证小腿与大腿之间的最小距离，同时在大腿制动上也没有掌握相应的技巧，在大腿前摆的过程中，小腿并未小幅后摆以保持与大腿之间的距离，反而会由于力量和技术差异让小腿在惯性作用下也随大腿小幅前摆，这就进一步缩小了小腿前摆的加速距离，从而减少了摆动的幅度。

2.3踢球腿摆动的速度特征

与其他运动中水平面直线位移的形式相比，运动员在脚内侧踢球时的摆动腿摆动是围绕髋关节或膝关节所进行的绕冠状轴环状转动位移，因此单纯的用直线距离的度量单位来衡量摆动腿的速度不仅不利于相关测试数据的解读，同时也不利于研究者对摆动速度的判读。因此对于摆动腿摆动速度的描述更应该使用用于环状运动距离的角速度度量单位[10]。

表8 高水平组与专修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿角速度

从表8、表9、表10中可以看出，高水平组学生在大腿最大后摆角速度、小腿最大后摆角速度、小腿最大前摆角速度、膝关节角速度四个指标上都同专修组和普修组学生具有显著性的差异，但是大腿最大前摆角速度三方之间不存在显著性的差异。专修组除去大腿最大前摆角速度这一指标之外，其他四项指标都同普修组存在显著性差异。

表9 高水平组与普修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿角速度

表10 专修组与普修组运动员脚内侧踢球技术摆动腿角速度

首先，从数据对比中可以看出，高水平组学生在大腿后摆最大角速度与小腿后摆最大角速度上都要明显好于专修组和普修组学生。造成这种现象的主要原因还是三组学生之间的专项力量上的差异性，专修组和普修组学生的力量素质相对于高水平组学生来说比较差，主要表现为在进行摆动腿动作时的肌肉收缩能力不强，这就使得专修组学生和普修组学生在脚步着地时的蹬踏动作力量不强。高水平学生在脚部离地时的膝关节角速度也要明显优于专修组和普修组学生，这同样是由于肌肉收缩力度不强所造成的。

其次，高水平组学生在大腿前摆最大角速度和小腿前摆最大角速度上也要明显优于专修组和普修组。由于专修组与普修组学生肌肉收缩能力较差使得角度蹬踏的力量不充分，而摆动腿大腿后摆的力量主要来自于蹬踏与地面接触式相互之间对抗所产生的惯性力产生的，蹬踏不充分就会导致惯性力度较弱，这就会影响到大腿离地时后摆的最大角速度，而相应的大腿后摆的幅度就会减小。与此同时前文说到，由于专修组和普修组在肌肉收缩力量上同高水平组之间存在一定的差异，小腿的后摆最大角速度就会受到影响，相对长时间的小腿后摆容易使摆动腿的膝关节伸膝肌群被拉长的时间过长，因此产生一种向心肌力-离心肌力联动收缩的现象，长时间的联动收缩会在一定程度上影响到下肢肌群等长收缩的完整性。与此同时，摆动腿小腿在后摆的过程中，整个伸膝肌群实际上在进行一种向心收缩，但是这种向心收缩会在很大程度上影响到小腿借助弹性势能的效率，而在相对长时间的向心收缩之后，小腿迅速开始前摆，又会使伸膝肌群产生一种离心收缩的现象，这种速度相对较慢、时间相对较长的向心-离心交替收缩就会在一定程度上影响到良好牵张反射的形成，因此在这些综合作用下，专修组和普修组学生在摆动腿小腿前摆的最大角速度就会降低。