两类足弓形态对纵跳能力影响的比较研究

佟泽昊，陈静雯

(1.中国矿业大学 体育学院，江苏 徐州 221116；2.郑州大学体育学院 社会体育系，河南 郑州 450040)

0 引言

足弓是指足的跗骨、跖骨借韧带、肌腱共同组成的一个凸向上方的弓形结构。足弓可分为前后方向的纵弓和内外方向的横弓。足弓呈弓形结构，使足具有坚固、轻巧和弹性，可承受较大的压力和缓冲行走、跑、跳时对身体所产生的震动，同时还可保护足底的血管和神经等免受压迫。传统观点认为，足弓形态对纵跳能力有着较大影响[1]，而国内多数研究结果表明足弓对纵跳能力影响较小。

对于足弓形态对纵跳能力影响的比较研究，根据研究内容可以分为3类：将研究对象直接分为体育组和普通组进行横向比较[2]；研究一个特定的专项，将不同足弓形态的研究对象分组横向比较[3-4]；研究一个特定群体，根据性别、职业、足弓形态分组，分别进行比较[5]。前人在足弓形态对纵跳能力影响的研究上，均进行了精确的测量和细致的分析[6]。但在横向比较中，部分研究没有根据不同足弓形态分组。做到根据足弓形态分组的研究，只控制体重、年龄、身高等因素，没有对力量、起跳技术等影响纵跳能力的重要因素进行有效的控制，使得测试结果受到力量、起跳技术等其他重要因素影响。为此，本研究在小学生中根据足弓形态分组比较。在体校学生中根据足弓形态分组的同时，通过负重深蹲两倍体重这一条件，让研究对象的力量水平更为接近，通过计算下肢爆发力功率避免起跳技术上的差异，使得测试结果更加准确。探究两类足弓形态对两种不同力量和训练水平的群体的纵跳能力的影响，为未来运动员选材提供参考。

1 方法

对研究对象进行典型抽样，选取江苏省徐州市公园巷小学男生50名，年龄11.28±0.45岁，身高154.96±12.63 cm，体重48.82±20.07 kg。抽取郑州大学体育学院2016级、2017级运动训练专业中最大负重深蹲力量达到两倍体重的男生17名，年龄21.00±1.03岁，身高180.59±5.62 cm，体重74.82±5.36 kg，他们均为二级运动员水平。在文献[7]中的各种训练手段与提高弹跳力的模糊相关矩阵里[7]，负大重量深蹲与全身爆发力、下肢爆发力的相关度高达0.75，负大重量深蹲与下肢用力的相关度高达1。因此负重深蹲动作是锻炼下肢爆发力的核心训练动作之一，是一个全身肌肉协调发力的过程，也是反映一个运动员全身力量的重要指标。而且负重深蹲与纵跳动作相近，有着全身肌肉协调用力、身体下蹲、双腿同时发力的共同点。所以通过最大负重深蹲力量这一条件进行筛选可以有效减少力量因素对测量结果的影响，使测试结果更加准确。无力量基础阶段是指最大负重深蹲不足一倍体重的力量水平，进阶力量阶段是指最大负重深蹲达到及超过两倍体重的力量水平。

2 结果

2.1 小学生足弓形态测试情况

人的足弓在3岁左右初步出现，但扁平足发生率较高，直到青春期前期11岁左右，足弓发育完全成熟，扁平足发生率逐渐稳定。由表1可知，本次抽取的小学生正处于足弓完全发育成熟的阶段，正常足32人，扁平足18人，高弓足0人。扁平足的发生率为36.0%。在小学生中共测得足印100个，左右各半，表2显示小学生左足的扁平足发生率高于右脚，高出了16.8%。小学生的体育活动，包括体育课和课外体育活动两个部分。小学生发展纵跳能力的方法通常为短距离蛙跳、跳过较矮障碍等短时间低次数的快速跳跃练习，一些多次数、长时间、强度小的节奏跳跃练习如跳大绳、跳小绳，以及在课外运动中的跳跃动作，比如篮球中的篮板拼抢、课间摸树叶、跳楼梯台阶等。这些跳跃练习会提高小学生对高度的感知能力、起跳的技术、反应速度，使得他们的纵跳高度逐渐增加。但由于小学生身体没有发育成熟，肌肉力量薄弱，不能通过大重量的负重训练发展肌肉力量，只能通过几种无负重的跳跃练习，达到培养运动兴趣和养成锻炼习惯的目标。小学生处于无力量基础阶段，在这一阶段，个体之间的肌肉力量差距小，无需对力量这一重要因素进行控制。

表1 小学生各类型足弓人数分布/人Tab.1 Numbers of different type of pupil’s arch/person

表2 小学生左足与右足扁平足发生率比较Tab.2 The flatfoot’s incidence of left and right foot comparison for pupils

2.2 小学生中扁平足组与正常足组纵跳能力的比较

首先对两组小学生的身高、体重数据进行分析，检测身高、体重因素对测试结果的影响程度，保证测试结果的客观性。在表3中，扁平足组身高为157.89 cm，正常足组身高为153.31 cm，两者相差4.58 cm。扁平足组体重为48 kg，正常组体重为49.28 kg，两者体重相差1.28 kg。经过T检验，结果(表4)表明，在本次研究选取的小学生中，正常足组和扁平足组的身高、体重之间存在的差异不具备显著性(P>0.05，两组属于同质样本。测试结果受身高、体重因素影响较小，可以进行比较。

纵跳摸高的测试结果是纵跳能力的直观反映，通过比较纵跳高度可以更好地了解两组小学生纵跳的能力。在表3中，扁平足组纵跳为17.89 cm，正常足组纵跳为26.63cm。正常足组的纵跳平均高度高于扁平足组的纵跳平均高度，两组之间差距为8.74 cm。根据表4中T检验结果，正常足组和扁平足组的纵跳之间存在着非常显著的差异(P<0.01)。足弓形态对小学生的纵跳能力有影响.在对小学生的测试中，正常足的纵跳能力要优于扁平足。

为了避免扁平足组和正常足组之间起跳技术动作、身体形态的差异，导致测试结果的偏差，本研究采取了计算纵跳功率的方法，通过功率这一数据探究两组小学生的纵跳能力。见表3，扁平足组功率是42.97 w，正常足组功率为64.75 w，两组之间差距为21.78 w。表4中对两组小学生纵跳功率的t检验结果表明，正常足组和扁平足组的纵跳功率的差异具备显著性(P<0.05)。在完成纵跳这一动作的过程中正常足组的功率高于扁平足组。在同样处于无力量基础的阶段下，正常足组的纵跳能力优于扁平足组。

表3 小学生扁平足组和正常足组测试结果Tab.3 The test result for the group of normal foot and flatfoot for

表4 小学生扁平足组和正常足组测试结果比较Tab.4 The test result for the group of normal foot and flatfoot for pupils

2.3 两类足弓形态对最大负重深蹲两倍体重的体院学生纵跳能力影响

2.3.1 最大负重深蹲两倍体重的体院学生的足弓形态测试情况

本次抽取的最大负重深蹲两倍体重的体院学生，他们均处于进阶力量阶段的初期。见表5，在本次抽取的最大负重深蹲两倍体重的体院学生中，扁平足6人，正常足11人，高弓足0人，扁平足的发生率为35.3%。在最大负重深蹲两倍体重的体院学生中，共测得足印34个，左右足印各半。表6中最大负重深蹲两倍体重的体院学生的扁平足发生率，右足的扁平足发生率高于左脚。在进阶力量阶段，由于极限重量和快速小重量等负重训练对肌肉进行了大量的刺激，个体之间力量和纵跳能力的差距较为明显，需要筛选出同一力量水平的受试者进行测试，才能有效避免力量因素对测试结果的影响。因为本次抽取的最大负重深蹲两倍体重的体院学生来自不同的运动项目，为了避免不同专项之间的起跳技术上和身体形态上差距对纵跳的影响，本研究对每位受试者的纵跳功率计算，通过比较功率这一指标侧面反映出扁平足和正常足组之间的纵跳能力的差异。

表5 体院学生各类型足弓人数分布Tab.5 Numbers of the different type of sports specialized student’s arch

表6 体院学生左足与右足扁平足发生率比较Tab.6 Flatfoot’s incidence of left and right foot comparison for sports specialized students

2.3.2 最大负重深蹲两倍体重的体院学生中扁平足与正常足组纵跳能力的比较

将最大负重深蹲两倍体重的体院学生中的扁平足组和正常足组的身高、体重、最大负重深蹲重量进行对比，测试两组数据的身高、体重、最大负重深蹲重量之间的差异是否显著，以保证测试结果的真实可靠。在表7中，扁平足组身高为181.33 cm，正常足组身高是180.18 cm，两者相差1.15 cm。扁平足组体重为75 kg，正常足组体重为74.43 kg，两者体重相差0.57 kg。扁平足组的最大负重深蹲重量为148.33 kg，正常组的最大负重深蹲重量为150.00 kg，两者相差1.67 kg。T检验结果(见表8)表明最大负重深蹲两倍体重的扁平足组和正常足组的体院学生的身高、体重之间存在的差异不具备显著性(P>0.05)。由于两组受试者的身高、体重之间差异较小，属于同质样本,可以进行比较。

在表7中扁平足组纵跳69.33 cm，正常足组纵跳为84.73 cm。正常足组的纵跳平均高度高于扁平足组，两组之间差距为15.40 cm。根据表8中T检验结果，正常足组和扁平足组的纵跳之间存在着非常显著的差异(P<0.01)。

表7 体院学生扁平足和正常足组测试结果Tab.7 Test result for the group of normal foot and flatfoot for sports specialized

表8 体院学生扁平足和正常足组小学生测试结果比较 Tab.8 Test result for the group of normal foot and flatfoot for sports specialized student

为了避免来自不同专项的体院学生之间进行的训练、起跳技术动作、身体形态的差异，导致测试结果的偏差，采取了计算纵跳功率的方法，通过功率反映两组最大负重深蹲两倍体重的体院学生的纵跳能力。见表7，扁平足组功率为258.27 w，正常足组功率为316.70 w，两组之间差距为58.43 w。表8中对两组体院学生纵跳功率的T检验结果表明，正常足组和扁平足组的纵跳功率的差异具备显著性(P<0.05)。在同样处于进阶力量阶段下，正常足的纵跳能力优于扁平足。

2.3.3 小学生与最大负重深蹲两倍体重的体院学生之间的比较

小学生处于无力量基础阶段，最大负重深蹲两倍体重的体院学生处于进阶力量阶段。将两个群体的T检验的结果中的P值进行比较，小学生的P值为P1，体院学生的P值为P2。在最大负重深蹲两倍体重的体院学生中两组受试者纵跳能力之间的差异(P2=0)比小学生中两组受试者纵跳能力之间的差异(P1=0.014)更显著(P1>P2)。

这种现象表明，经过力量训练之后，正常足和扁平足之间的纵跳能力差异会越来越显著。力量水平越高，正常足比扁平足在纵跳能力上的优势变得更加明显。扁平足在纵跳能力上的潜力弱，由于足弓不明显导致在起跳时发力效果差，同样的力量却只能达到比正常足低的纵跳高度。如果扁平足想要达到和正常足一样的纵跳高度就需要更多的力量，即需要付出更多额外的训练。任何一个运动员的力量都有极限。而力量水平越高，训练的难度也随之增加，通过训练获得的进步也较之前缓慢。只有通过先天选才和后天的技术练习，才能将力量在纵跳中发挥最大作用。因此在纵跳能力对比赛成绩影响较大的运动项目中，在运动员选才时要对扁平足者进行限制。

3 原理分析

物理学家帕斯卡提出，“当物体静止在水平面上时，物体对水平面的压力等于该物体受到的重力，当压力相等时，受力面积越小，压力的作用效果越显著”[8]。纵跳动作就是双腿下蹲至一定幅度，通过全身肌肉协调用力，双脚在起跳的瞬间向地面施加压力，产生的反作用力克服自身重力，将身体垂直腾空到一定高度的过程。在公园巷小学生中的扁平足组和正常足组各抽取一名脚码40码的小学生，采集完他们右脚的足印后(见图1)，通过CAD软件计算两名小学生的右脚的足印面积，脚码40码的正常足右脚足印面积为9 697.156 2(mm)2，脚码40码的扁平足右脚足印面积为16 672.026 4(mm)2。正常足和扁平足的接触面积的比例为0.581 6∶1。

图1 扁平足和正常足右脚足印对比(脚码40码) Fig.1 The comparison between the flatfoot and normal foot’s right footprint (foot size 40)

4 结论

在最大深蹲重量与自身体重的比值相等的条件下，正常足的纵跳能力优于扁平足。在进行纵跳时，正常组由于足部接触面积比扁平足小，压强更大，和扁平足相比可以获得更好的发力效果。随着深蹲力量的提高，足弓形态对纵跳能力的影响越来越大。足弓形态在进阶力量阶段对纵跳能力的影响比无力量基础阶段更显著。在纵跳影响运动成绩较大的运动项目中，进行运动员选才时，应避免选择扁平足。