竞技健美操发展的科技促进研究

刘 静，孙海波，李 园，宋 莹，王健壮

（1.上海市徐汇区青少年体育运动学校，上海 200231；2.建昌县第三高级中学，葫芦岛 125300；3.沈阳体育学院研究生部，沈阳 110102；4.大连理工大学体育教学部，大连 116024）

竞技健美操是一项高层次、美感极强的难美项群的运动项目。它从难中求美、力中求美、连接中求美、新中求美、稳中求美，美贯穿于每个动作和整套动作之中。随着规则的不断更新与发展，竞技健美操在音乐的伴奏下完成更难、更美的动作这一总的发展趋势越来越突出。在科技与体育已经建立共生模式的前提下，适应健美操发展趋势，推进健美操的快速发展，就必然对健美操运动的支撑体系建设提出了新的要求——借助科技手段，在科技的帮助下构建起竞技健美操快速发展的支撑体系。那么，科技是如何推进健美操发展，又在哪些方面发挥了积极的促进作用的呢？本文根据科学技术的应用情况进行全面的梳理，分析科技应用对健美操发展产生的作用，为进一步探讨合理运用科技手段提升健美操发展水平、构建健美操的科技支撑体系奠定基础。

1 科技在竞技健美操领域中的应用

1.1 新材料技术对竞技健美操的作用

新材料技术是通过物理研究、材料设计、 材料加工、 试验评价等一系列过程创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料技术在健美操领域中的应用主要在服装、鞋、场地等方面的创新上，并表现出材料依赖的特征。

1.1.1 新材料技术在竞技健美操鞋方面的应用 由于科技的介入，竞技健美操鞋的面料和功能性、舒适度都在不断地发生变化，并对健美操的技术动作完成情况产生了积极的影响，见表1。

在20世纪90年代之前，科技在健美操领域中应用非常不普遍，其中2个重要的原因是：一是科技应用于体育领域中的细化程度不足，对健美操运动鞋科技改造过程尚未开始；二是健美操自身发展也处于起步阶段，对基本装备的设计还没有达到专业化的程度。作为一种新兴的运动项目，健美操还没有得到专业发展的规划、设计、改造和提升，因此对科技介入健美操领域的内生性需求尚没有产生。随后，在20世纪90年代至21世纪初，随着健美操运动的不断深入发展，一方面，原有的功能性较差的白色胶鞋在使用中存在的种种弊端越来越清晰地被人们认识到，个性化需求和舒适化需求的结合，导致社会对健美操运动鞋的需求发生了巨大的变化；另一方面，健美操逐步走上专业化发展的道路，竞技健美操在难度、强度等环节上的大幅度提升客观产生了对运动鞋的特殊需求，因此改进运动鞋的设计，提升运动鞋的功能使之成为能够满足专业发展需要的设备成为必然趋势。在这样的背景下，科技手段开始引入健美操鞋的设计和制造过程，于是新型的功能型健美操运动鞋产生了。与传统的白色胶鞋相比，新的健美操鞋不仅更美观大方，而且具备了良好的减震、防滑等功能。科技对健美操的影响开始显现。

表1 健美操鞋中的科技变化

进入21世纪之后，竞技健美操的发展越来越专业化，竞技比赛也变得越来越激烈，这必然对运动员的身体机能状况和装备状况产生更高、更严格的要求，反映在运动鞋上，则表现为专门为健美操设计、生产的专业化的竞技健美操鞋诞生了。这种新型的专业健美操鞋主要采用的原材料是头层纯皮，延展性好；鞋帮和内部均采用高弹性的发泡材料，减震功能突出；鞋的中心被设计成镂空形状，从而有利于运动员在比赛中的脚尖下压动作的完成；鞋底采用特制的花纹橡胶，不仅有效提高了鞋的防滑性能，帮助运动员落地后获得更加牢固的支撑，而且其良好的透气性能还客观保证了运动员脚部的干爽程度，从而减少了脚在鞋内滑动的程度；鞋底采用了一种被称为EVA的新材料，这种新材料具有突出的弹性好、减震效果强、柔软度高和耐腐蚀性强等，从而可以有效地吸收和缓冲来自地面的冲击力。

力学实验表明，在健美操运动过程中，由于脚着地的一瞬间腿部、踝部等关节会受到来自于地面的强烈的冲击力，会很容易导致运动损伤，这就客观要求在健美操运动鞋设计与生产方面就必须要充分考虑如何保护运动员身体尽可能免受伤害的问题，因此采用新材料技术改造健美操鞋成为必然的选择。也就是说，新型健美操鞋在设计、生产等方面的变化，几乎都是在科技的推动下完成的。新材料技术的应用导致健美操运动鞋发生了巨大的变化。

1.1.2 新材料技术在竞技健美操服方面的应用 目前，世界各国纷纷在运动服装上大作文章，力图借助于科技的力量生产出更加先进的运动服装，以帮助运动员获得更优异的竞赛成绩。运动员只有身穿由功能性纤维制成的功能性运动服，才能有最佳的运动状态。

从表2可以看出，在健美操比赛早期，健美操使用的是主要由棉布材料做成的运动服装。这种服装弹性差，对运动员身体束缚性强，不利于运动员完成高难动作。随后，逐渐发展到使用尼龙、氨纶等材料制作运动服，从而有效提高了运动服装的基本性能。21世纪初，随着科技的高速发展，天然纤维布料在运动服饰上的应用让人们感到振奋。人们发现由天然纤维和人造纤维的混合面料制成的健美操服装不仅弹性好，便于动作的伸展，而且面料与身体皮肤接触柔和、吸汗，使运动员感觉良好。随后，纳米技术的应用则将健美操运动服的研发推上了一个新的高度。纳米技术应用到健美操服装上，使得运动服质地更加轻、薄，透气性更加好，表面更加光滑，服帖效果也突出，从而为运动员完成各种高难度动作提供了强有力的支持。

竞技健美操属于技能类表现难美项群的竞技项目，美的表达是竞技健美操的价值核心，而健美操表达美又必须通过完成日益高难的技术过程在可能实现，这就客观对健美操运动服的创新提出了新的要求。这是因为，运动服装性能的高低直接影响运动员完成动作质量的高低。试想，如果运动员在完成动作的过程中，总是受到运动服装的束缚、羁绊等不良影响，那么运动员是否还能完成高质量的运动过程呢？显然不能。所以，这种内生的对服装的巨大改进需求，又成为直接推动科技创新的动力源。

一般说来，科技在健美操运动服制作方面的创新主要表现在2方面：一方面，在健美操服的设计上，通过科技手段对事先采集到的运动员运动过程等相关数据的模拟和仿真，可以清晰展现出健美操运动过程身体变化的基本规律和对服装的基本要求等技术标准，从而根据这一要求制作出符合运动规律和特征的健美操运动服；另一方面，在运动服装材料上，采用具有更加轻便、透气性能更好、韧性更强、触感更舒服等性能的新材料制作健美操运动服，从而可以有效地做到更加有利于运动员完成各种高难动作的任务目标。

1.1.3 新材料技术在竞技健美操运动场地方面的应用 竞技健美操场地功能的高低对运动员身体的影响较大。伴随着竞技健美操的快速发展，科技在改造健美操场地上也加快了脚步，大幅度地提升了场地的性能，见表3。

从表3可以看出，过去的比赛场地很简陋，一般在室外土地或水泥地上圈出个范围，然后运动员在这个范围内进行竞赛。由于室外水泥场地对运动员产生较大的损伤，所以健美操竞赛逐渐被转移到室内进行。随后，国际健美操协会对竞赛场地作出了明确的规定，从而使健美操竞赛场地走上了标准化的道路。健美操比赛场地呈正方形，四周用宽5cm的白色标志带圈定，带宽包括在场地面积之内，场内为地板或铺地毯。场地由特殊材料制成，富有弹性，这样就可以有效地缓冲运动员落地时地面对运动员身体产生的巨大的冲击力，从而可以很好地保护运动员；比赛台表面经特殊的科技手段处理，使之能够与灯光亮度相吻合，不会吸光，更不会出现反光刺眼的现象，这样不仅能很好地使运动员在训练或比赛过程中不易产生疲劳感，而且更能够确保运动员在运动过程中不受外来不良因素的干扰，从而有助于最大限度地发挥他们的竞技水平。

表2 健美操服装的变化

表3 健美操场地的变化

1.2 新信息数字技术在竞技健美操中的应用

信息技术是指信息的收集、传递、处理等技术。信息技术以微电子技术为基础，包括通信技术、自动化技术、微电子技术、光电子技术、光导技术、计算机技术和人工智能技术等。

1.2.1 竞技健美操裁判辅助系统的研发竞技健美操和体操、艺术体操一样属于评分类项目，运动员的成绩很多时候受到裁判员主观评价的影响。例如，1948年第14届体操比赛时，几乎每次运动员做好动作后，裁判员都要因为评价太悬殊而进行争议。下午开始的比赛一直拖到深夜，弄得运动员疲惫不堪，观众对此甚是不满，纷纷退席。为了解决这样的问题，国际体操联合会开发了《体操裁判员监测系统》，规范了裁判员裁判工作。

尽管竞技健美操发展比较晚，但是在借助信息技术来促进自身规范化发展上仍然取得令人赞许的成果。2006年建立了裁判辅助系统，开始对健美操比赛实施智能化管理。每场比赛前，电脑随机抽出裁判，增加了不可预见性；比赛中有监控录像，运动员或教练员可以对比赛中得分情况提出申诉，裁判可根据即时回放系统评估运动员竞赛和得分情况，以此作为是否修改运动员比赛最终成绩的证据；赛后，辅助系统可以对每名裁判员行为的客观性进行评价，以帮助裁判员正确执法，等等。2010年5月14日，全国第4届体育大会在合肥举办。为了提高健美操裁判的公平性、公正性，本次赛事采用了高科技计时评分系统-CHING TIMING作为竞赛结果的评判手段，收到了良好的效果。该系统由国际安全技术有限公司专门为健美操比赛研发，多次应用于各种国际、国家级健美操比赛，获得了人们的高度认可。由此可见，科技对健美操的影响范围越来越大，也越来越深刻。

1.2.2 新信息数字技术在竞技健美操音乐制作中的应用 健美操是在音乐的伴奏下，通过运动员流畅的动作组合展现美的运动项目。一般说来，音乐烘托了操的气氛，表现了操的特色，增强了操的感染力，使操有形有声，从而表达了丰富的美的艺术内涵。音乐和动作结合不仅能有效地激发运动员的表演激情、突出个性，而且可以有效带动观众的情绪，使表演气氛更加浓烈。一串流畅多变的动作组合伴以优美的旋律和节奏，巧妙的过渡与连接上恰当音乐，都能给人意想不到的感受和无穷的联想空间，从而引起观众的共鸣，形成良好的运动员与观众情感交流的氛围。为了获得这样的效果，教练员和运动员必须全面把握动作结构和音乐设计过程，将音乐的内容、主题思想等与运动员的动作结构完美结合起来。这只有在现代高科技的支持下才能完成，特别是细节部分的处理更需要高精尖技术的帮助。

20世纪电子科技的迅猛发展对电子音乐作品产生了巨大的推动性作用，并使其经历了从“具体音乐”“磁带音乐”到“计算机音乐”3个阶段。健美操音乐制作正是在这样的社会背景下伴随着科学技术的进步而不断变化的。20世纪50年代，健美操音乐选择制作都很受限制，经常出现多名运动员使用同一首音乐参加比赛的情况。到了20世纪90年代，健美操音乐制作较之前有了较大的进步，可以将一些音乐做成串烧的形式，但是音乐制作上的困难往往导致运动员很难根据自己的需要制作出令自己满意的音乐，从而使得运动员必须满足音乐的节奏特点来完成动作过程，而不是相反。进入21世纪之后，电脑的普及、信息技术的广泛使用为解决竞技健美操音乐创编过程中实际存在的各种难题提供了可能性。借助于信息技术在电脑平台上首先对音乐进行数字化处理，然后编辑音乐，去除杂音，进行多轨合成，制作个性化音乐，从而提升其音质，增强其感染力，随后就可以根据运动员特点、动作组合表达方式及其特点等具体情况进行配对编辑，使二者之间实现完美的融合。比赛中，电脑可以随时对音乐的节奏、音频的高低进行调整，实现了智能化管理健美操音乐的目标。科技推动者健美操发展的不断创新。

1.3 基因技术在健美操运动员选材上的应用

现代运动员运动选材往往是在遗传学、生物化学、生物力学、测量学等理论支持下，借助于基因芯片技术，通过建立科学的选材系统来完成的。例如，系统科学和数学的介入，使我们能够建立一个优秀竞技健美操运动员身体及运动能力结构模式，制定出儿童、少年运动员、各项选材标准；运筹学的介入可以使我们科学评估运动员的各项指标，优化评估结果，对候选人进行科学预测，从而进一步提高了选材的科学化水平。

健美操追求的是“健、力、美”。在比赛中，肢体的优美、音乐的协调配合可以给人以美的享受。通过基因技术的测定工作，可以有效的区分备选人员的身体状况、生理水平甚至是心理水平，评估备选人员的音乐节奏感、思维想象力和创造力等，发现具有天赋的人员，从而为竞技健美操发展提供源源不断的优质人才。虽然目前基因选材技术仍然不够完善和成熟，仍然存在诸多需要改进和优化的环节，但是基因技术应用的广阔前景已经得到了人们的普遍认可，借助于基因技术进行选材的做法逐渐开始流行起来。

2 科技应用对竞技健美操发展的促进

2.1 科技促进竞技健美操整体水平的提高

科技的广泛使用对竞技健美操的发展起到了突出的促进作用，主要表现在几个方面：（1）科技的辅助设计功能，使得竞技健美操的动作设计过程更加合理、更加高效，也更能保证运动员竞技水平的充分发挥。例如，针对运动员自身特点和运动能力基础，进行虚拟仿真设计动作结构，可以确保运动水平的不断提高；再如，借助于技术手段提升运动员疲劳恢复能力，可以有效的确保运动员能够持续进行高质量训练的过程，从而为运动员保持高水平的竞技状态提供支持。（2）新材料技术的应用，一方面不仅有效地保证了竞技健美操运动员更加流畅、高质量完成运动过程。例如，在运动鞋上的设计、运动服装性能提升设计等，都为运动员高质量完成动作提供了最有力的支持作用；另一方面这些技术的采用更能够为运动员提供强有力的保护性支持作用，防止运动员受伤。例如，运动鞋减震设计、防滑设计、竞赛场地的弹性设计和减震设计等可以防止运动员因在运动过程中遭受巨大的冲击而导致的运动损伤现象的发生。这些保护性措施，减少了运动损伤的范围和程度，从而能够保证运动员持续进行高水平的训练和比赛。（3）数字信息技术的广泛使用，有力地促进了竞技健美操与音乐等方面的融合，使得以表现人体运动美的健美操运动与震撼人类心灵的音乐完美地结合起来，从而产生出更加富有感染力的健美操艺术作品。这样作品的产生，吸引着更多的人们积极投身于健美操活动中，或者吸引更多的人对健美操持有浓烈的兴趣和好感，这又为运动员不断提升运动能力，提高运动美的表演力和感染力发挥着巨大的促进作用。（4）基因选材技术的使用，为健美操运动提供了更多的优质的运动员，丰富了健美操人力资源存储量。这意味着更多优秀健美操运动员的产生和更多优秀健美操作品的诞生，这又会进一步影响优质人才向健美操领域的流动，产生了良性循环，从而促进健美操运动水平的不断提升。

2.2 科技推动了竞技健美操全球化发展

在新技术的发展和全球网络的冲击下，传播途径已经趋于多元化，媒体之间的界限逐渐被淡化，各种媒体在碰撞、融合中产生了新的传授平台和新兴媒体。因此，报纸、电视、网络等媒体联动和资源共享促进了竞技健美操运动在全世界的开展和传播。

信息技术和传媒技术的广泛使用，为竞技健美操发展提供了更广阔的空间，众所知之，竞技健美操经常通过竞赛活动来促进自身的完善和发展，而高水平的竞赛活动往往又成为现代媒体关注的热点，因此，借助于媒体技术特别是3D影视技术的帮助，制作出高水平的竞技健美操作品进行播放，就可能会更加有效的增加竞技健美操的艺术感染力和社会的广泛传播性，使竞技健美操成为深受广大人们喜爱的体育活动之一，从而有效提升竞技健美操的发展空间。一方面，在各种健美操比赛中，创新动作一但出现就很快被各国体育科技人员进行研究，在很短的时间内就会从生物力学、运动学等领域提取出相关的数据，供教练员在训练中参考。这样，刚创新的动作马上会被各国运动员掌握，从而增强了竞争，使竞技健美操比赛更加激烈精彩。另一方面，在新媒体时代，体育赛事的转播技术得到最大限度的利用，提高了竞技健美操比赛的观赏水平。例如，摄像机和电子大屏幕的出现不仅能使观众从不同角度、不同速度来欣赏运动员动作，而且更能通过对不同运动员的动作进行对比分析，或者慢镜头的播放来调动观众的观看热情，从而促进竞技健美操市场的发展和繁荣。

还存在一种技术路径对健美操发展起到了积极的促进作用。网络技术的普遍应用，彻底改变了人类社会的发展结构，改变了人们的行为方式和习惯。在此基础上，竞技健美操也通过网络技术的帮助获得了快速发展的历史机遇。尽管有些人们无法在现场看到竞技健美操比赛的场面，但是网络共享平台的存在为人们时时欣赏高水平的竞技健美操比赛提供了可能性和现实性。我们常常见到的场景是，人们常常通过网络共享平台观看竞技健美操的各种表演，或者将之下载进行后期制作以用于参加各种演出——大型的、中型的和小型的，有时甚至是几个人在一起自娱自乐。健美操对人们生活的影响也呈现出越来越深刻的样子。

2.3 科技为竞技健美操健康发展提供了有力保障

20世纪中期以来，奥林匹克在世界范围内蓬勃发展，竞技体育竞争日趋激烈。随着商业、赞助、电视的进入。体育商业化也带来了多种负面影响，名誉、金钱越来越被看重，作为竞技表演的健美操同样受到这样不良影响的侵蚀，而此时科技成为有效预防和制止不良影响的手段。一方面，受到竞技健美操自身特点的影响，即健美操的成绩评定多是通过裁判员的自主行为来判定的，所以人的主观因素的变化往往深刻影响着运动员最终成绩的获得，更何况有时裁判员也会受到赛场外其他利益关系的影响而作出不合理的判定。为了克服这样的弊端，竞技健美操开始采用技术手段来提高裁判员判定成绩的客观性和准确性。例如，现在很多大型的健美操竞赛几乎都采用高科技计时评分系统-CHING TIMING作为竞赛结果的评判手段。该系统是国际体操联合会组织研发的，用于专门解决健美操项目评分的准确性和客观性等问题。同时，现代媒体技术的广泛应用，几乎将健美操竞赛现场的每个细节都完整地呈现在观众的面前，甚至一些微小的不受人们注意的细节部分都清晰地展现出来。这样，观众在观看比赛时就会对裁判员的成绩评判进行自我评估，从而影响着裁判员对自我行为的控制。加之在各种竞赛中，人们总是通过媒体技术不断地重复着对竞技健美操规则的解释，这就使得人们理解竞技健美操的深度得到了大幅度的提升，几乎彻底改变了“外行看热闹”的局面，从而形成了对裁判员评分可能出现不合理行为的有效制约。技术手段成为确保竞技健美操公平竞争的有效手段。另一方面，科技成为制止兴奋剂使用的有效手段。可以说，受到种种利益关系的影响，兴奋剂在20世纪70年代左右开始泛滥于整个世界体坛。虽然国际社会长期致力于反兴奋剂斗争，取得了卓有成绩的进展，但是兴奋剂蔓延没有得到根本的遏制。兴奋剂是随着科学技术的发展而产生的，是高科技的产物，它使竞技体育蒙羞。部分运动员为了金钱、名誉、地位不顾身体健康，大量地、长期的，甚至是在专业的指导下服用兴奋剂。兴奋剂作为负面文化的劣种，具有背叛性、阴暗性和腐蚀性等特点。杜绝类似兴奋剂这一不良行为，就必须运动现代科学技术手段，加大兴奋剂检测的力度，提高检测技术的高科技含量，要加强检查的时效性，从而保证健美操更好、更健康的发展。

3 结 语

科技在竞技健美操方面得到广泛应用，改变了运动鞋、运动服和运动场地的性能，使之更加有利于健美操运动技术的提升，完善了健美操音乐制作过程，提高了健美操与音乐的融合度，建立了能够促进竞赛裁判合理化的信息管理系统，促进了竞赛的公平性和公正性。应该说，科技在竞技健美操领域的广泛使用，对竞技健美操的发展起到了积极的促进作用：促进竞技健美操整体水平的提高，为竞技健美操打开了广阔的道路，促进了竞技健美操科学成果的转化，促进竞技健美操在全世界的开展，为确保竞技健美操的健康发展提供了有力的保障。