Vicon系统对伦巴舞技术教学的力学分析研究

任春风

摘 要：本文借用人体功效学、运动生物力等相关学科知识，阐述如何采用先进的力学仪器，通过实验与分析、实验反馈、實践体验，分析与解决被试者在伦巴舞舞步学习过程中下肢部位用力不当的问题，并寻求合适的训练方法加以改进，减少运动损伤，从而提高舞蹈教学质量，提升被试者的舞蹈技能水平，延长伦巴舞参与者的舞蹈生涯。

关键词：vicon系统 伦巴舞 技术教学

落实大国体育、强国体育、全民体育的精神，选取时尚项目、应用精密仪器、采用科学手段是学校体育的趋势。伦巴舞是体育舞蹈中的一个舞种，舞步温婉，音乐缠绵，深受学生们和教师们的热爱，又是集聚时尚理念和缺乏科学实践的教学综合体。基于此，让伦巴舞技术教学更加科学有效，是促使其发展的重要手段。

一、现状与意义

相关文献显示，2010年前我国对伦巴舞的研究只浅层涉及体育舞蹈整体的教学过程，2011年体育与健康课程新标准执行后，相关研究逐年增加，针对伦巴舞单独技术的研究开始出现，但对其技术特点的深入研究较为欠缺，且仍没有科学、可操作性强的可依量化评价标准。这种情况严重制约了伦巴舞的发展和进步。不成体系的、脱离人体力学的伦巴舞教学与训练更是造成练习者和舞蹈运动员运动损伤、运动生涯短暂的重要原因。

二、基本概念

1.Vicon系统反馈

运用Vicon三维运动捕捉系统获取人体运动学数据，借助系统模型建立适合个体的模型。同时借助SPSS17.0软件对数据进行分析，将模型与数据分析结果运用于课堂教学的循环教学模式，是对技术教学的质量起到实时监督与反馈的模式。

2.伦巴舞（Rumba）

伦巴舞是体育舞蹈项目中拉丁舞的其中一个舞种，通过迈步和重心转移两个过程完成每一个舞步，舞步具有稳中摆、柔中韧、快合慢的特点。结合四分之四拍节奏，舞步曼妙有爱，舞态柔媚，又被称为“爱情之舞”，是拉丁舞的精髓和灵魂。

三、实验分析与结论

1.实验方案

选取宁波第二技师学院体育舞蹈队16名舞龄为4个月的无伤痛史的拉丁舞初学女性队员为实验对象，选取拉丁舞中伦巴舞的前进走步（Walk）作为技术层面教学研究，使用Vicon公司生产的红外三维动作捕捉系统（Oxford Metrics LtD，Oxford，UK），使用8个红外摄像头和Vicon Nexus软件中的下肢模型，将8个红外运动捕捉摄像头同时摄入16个Marker点的运动轨迹，生成个体数据模型来描述运动过程。

2.实验分析与结论

（1）髋关节三维力学分析与结论。髋关节的运动轨迹是区分拉丁舞舞种的一个重要标志。伦巴舞注重“8”字循环，髋关节在矢状面、冠状面和水平面运动的轨迹呈现动作的三维立体性。Vicon系统反馈教学实验后的显著性差异完全符合伦巴前进走步的技术教学要求，并且明显提升了技术水平。

髋关节在矢状面上绕矢状轴做屈伸关节运动。实验证明，Vicon系统反馈教学后一个周期伦巴舞前进走步歩态中髋关节屈伸关节角度较系统反馈前要大。数据显示，运动伸的角度在开始端增大，屈的角度在结束端增大，表明运动幅度扩大。

髋关节居躯干的中段，对于下肢关节的运动起直接影响作用。髋关节在矢状面绕着矢状轴做屈伸运动，屈伸过度容易形成“撅臀”和“扣胯”，致使身体重心不在垂直面上，影响身体重心与重量同时到位，也直接影响舞蹈形态美。

Vicon系统反馈教学后一个周期伦巴舞前进走步歩态下髋关节外展内收关节角度均值曲线较反馈前增大。髋关节在冠状面绕着冠状轴做外展内收关节运动时，关节活动幅度过大会导致重心不稳，造成身体摇晃;若关节活动幅度过小，体现不出伦巴舞走步时髋部运动的立体美感。

髋关节在水平面绕水平轴做内旋外旋运动时，体现的是腰腹背的中段力量，是力量的始发点，更是力量的回归地。关节运动角度和灵活度都影响整个技术的成熟度。髋关节虽然连接骨盆，但是关节活动角度过大过小都是会影响伦巴舞技术动作的，肉眼能分辨最初级的角度大小，但是由于人体高矮胖瘦不一样，并且随着学习者技术的增进，急需用Vicon系统这种及时反馈系统来量化动作的关节运动幅度，且能第一时间调整与改正。

（2）膝关节三维力学分析与结论。膝关节在矢状面上绕矢状轴做前屈后展的关节运动。数据显示，Vicon系统反馈教学后伦巴前进走步一个周期歩态环节中膝关节内旋屈伸关节角度增大，且较低转换的时间延后。膝关节的三维运动可分为主动运动和被动联动运动。膝关节周围被韧带等结缔组织包围，主动在矢状面做屈伸关节运动。这同时是一种运动缓冲。且在Vicon系统反馈实验中，膝关节的活动关节峰值有显著性差异，实验后的关节屈伸度较实验前来得明显。这表现为腿部支撑力增大，反馈出个人核心能力增强。

膝关节在冠状面上绕冠状轴做内旋外展的关节运动。数据显示，Vicon系统反馈教学伦巴前进走步一个周期歩态环节中膝关节外展内收关节运动角度的均值具有明显变化，在做动作过程当中角度明显增大。由于受下肢两端韧带束缚，膝关节本身在冠状面是无法自主运动的，只有联合髋、踝关节，才能运动。Vicon三维捕捉系统从多维度监控和分析了膝关节的自主运动和被动联动。这是肉眼无法精细量化分析的。这一点对防止受试者用膝盖过分发力的方式进行伦巴舞走步技术有实践意义。

Vicon系统反馈教学后伦巴舞前进走步一个周期歩态环节中膝关节内旋外展关节角度均值变化显示，膝关节在水平面上绕垂直轴做内旋外展运动。从解剖学层面分析，膝关节的关节构造限制了膝关节在水平面的单关节自主运动，其动力源自上端髋关节和下端踝关节的带动运动。多联运动可以在外部呈现，但内在的单关节受力只能借助Vicon三维捕捉系统来科学分析与借鉴。实验后膝关节在矢状面上关节运动幅度明显增大，且膝盖由屈到伸的时值增加，角度变换更为连贯。这一变化符合伦巴舞前进走步技术由稚嫩向逐渐成熟转变，是技术提高的充分表现。

（3）踝关节三维力学分析与结论。踝关节在矢状面上绕矢状轴做前屈后展的关节运动。数据清晰显示，Vicon系统反馈教学后踝关节在伦巴舞前进走步一个周期歩态中屈伸关节角度均值变化明显，且峰值直线下降为平缓值，即踝关节角度维持在一个相对稳定的状态内。在矢状面内踝关节的伸（背屈）角度明显增大，运动趋势呈反向发展。这一变化导致力量延伸直至趾尖，动力脚的线条拉伸至极限，踝关节从视线角度看成为腿部线条的一部分。

Vicon系统反馈教学前后伦巴前进走步一个周期歩态环节中踝关节角度均值变化曲线描述了其在冠状面上绕冠状轴做外翻内翻的关节运动。实验后，踝关节在冠状面内的外翻角度较干预前明显减小。踝关节在冠状面绕冠状轴做外展运动的关节角度随着技术监督与反馈教学而逐渐增大。这是一个显著性差异事件，表明在经过一段时间的反馈教学后，被试者的出脚角度有了很强的自控，脚尖无内八现象。

踝关节在水平面上绕冠状轴做外翻内翻的关节运动。Vicon系统反馈教学后，伦巴舞前进走步一个周期歩态中踝关节外翻内翻关节角度均值变化曲线显示，踝关节在水平面绕水平轴做外旋的角度逐渐变小了。这说明在髋关节、膝关节的共同垂直力作用下，踝关节外旋且垂直，这就是在伦巴下肢技术中的螺旋体系。这种内在的垂直力只有通过仪器才能及时测控，而Vicon系统反馈提升了实效性。在水平面上踝关节外旋的角度也明显受控。背屈增大，踝外翻和外旋受控制是伦巴前进走步下肢技术动作受自身主动支配的表现。踝关节的稳定性强，说明在下肢移动过程中，身体的重心与重量能和谐、匹配。Vicon系统反馈将踝关节的关键问题锁定，敏锐监督踝关节的三维运动状态，将不容易发现的底盘技术问题锁定在基本技术层面，促进了技术动作的稳定性。

（4）三维力学分析的实验总结。通过一学年应用教学，测试结果显示髋、膝、踝关节在技术动作中有明显变化。三关节在实验前后关节活动度明显增加。髖关节在矢状面上活动幅度增加了10.79°，在水平面上活动幅度增加了5.42°，在矢状面上活动幅度增加了0.31°。膝关节在矢状面的活动幅度增加了15.94°，在冠状面上活动幅度增加了10.9°，在水平面上活动幅度增加了2.71°。踝关节在矢状面的活动幅度增加了15.94°，在冠状面的活动幅度增加了10.9°，在水平面活动幅度缩小了-5.08°。三维运动角度的增减变化，体现了伦巴前进走步技术的成熟与改进。

四、意见与建议

Vicon系统反馈借助交叉学科对技术细节进行分析与指导，对伦巴舞教学效果有提升作用。用Vicon系统反馈教学细化技术环节，将笼统、粗略的教学内容精细化，是对技术教学在内容设置上的突破。

建议依托当地大学实验室或体育科研机构，使Vicon系统的实验设备有效发挥作用。通过预约手段，无偿使用实验室Vicon系统用以伦巴舞辅助教学之用，而实验所得数据可以与实验室共享，用以伦巴舞教学研究或其他同类运动学研究之用，从而实现伦巴舞教学的技术发展与突破。

参考文献：

[1]李小苏，肖光来等.北京、武汉、长沙地区少儿体育舞蹈开展的现状调查及对策研究[J].北京体育大学学报.2002（25）.

[2]赖莎.体育舞蹈基本步法教学探究——伦巴舞方形步运用状况分析[J].南方论刊.2017（3）.

[3]罗逸苇.Vicon三维运动捕捉系统在人体运动分析中的应用[J].浙江工贸职业技术学院学报.2007（7）.

[4]田原.试析拉丁舞技术的基础训练方法[J].科教导刊.2018（14）.

（作者单位：宁波第二技师学院）