跆拳道训练对4-6岁儿童动静态平衡能力的影响

2023-12-05郭笑荷

浙江体育科学 2023年6期

郭笑荷,范勇,王健,高莹

(浙江大学教育学院体育学系,浙江杭州 310058)

平衡能力是人体依靠视觉、触觉、本体感觉以及前庭感觉等多种感官的反馈,结合身体运动系统多方面协调配合完成各项动作的基本能力[1]。通常情况下,平衡能力被分为两类:静态平衡和动态平衡。前者是指人体在较小支撑面内保持重心与姿势相对静止的能力[2],而后者指人体在运动状态下仍能够维持重心稳定和调控姿势的能力[3]。

对于儿童而言,随着年龄的增长,平衡能力不断提高,并且参与特定的体育活动能有效提高儿童的平衡能力[4]。如果平衡能力缺失或发育滞后,不仅会增加儿童运动损伤出现概率与跌倒风险,还会影响儿童认知功能的正常发育[5],导致儿童执行更复杂的运动技能的效率受限[6]。

跆拳道作为一项以腿法为主的项目,90%的攻防需要以单腿支撑和踢击的方式进行,大量研究表明跆拳道练习者的平衡能力显著优于普通人[7]。跆拳道训练具有提升肌肉力量、改善本体觉与下肢关节活动度、发展前庭功能等作用,从而全面地增进平衡能力[8-9]。不仅如此,实战过程中的激烈对抗,对于动态平衡能力的提升优于其他项目[10]。研究认为普通人可以通过跆拳道训练提升平衡能力:长期的跆拳道训练能够有效提高动静态平衡能力与步态平衡,在闭眼状态下最显著[11]。跆拳道训练可以提升11～14岁儿童单腿站立的姿势控制能力,加快前庭功能的发展[12]。

但目前有关跆拳道的平衡效应研究主要聚焦在学龄期儿童与成年人样本群体,对学龄前儿童的训练效应鲜有涉及。因此,本研究主要以4-6周岁的学龄前儿童和接受过三个月以上规律性跆拳道训练的学龄前儿童为研究对象,探讨训练对学龄前儿童动静态平衡能力的影响,为学龄前儿童预防运动损伤及提升平衡能力提供理论依据。

1 对象和方法

1.1 对象

选取训练组受试者40名,纳入标准为4～6周岁,接受三个月以上,每周训练次数大于一次,每次训练时间为60min的跆拳道训练。其中4～5周岁组20名,5～6周岁组20名,且各年龄组男女比例均为1:1。选取对照组受试者40名,纳入标准为无跆拳道项目受训经历,且未参与其他运动项目的规律性训练。对照组儿童的数量、性别构成和年龄结构与实验组一致。因特殊原因,有两名对照组的四岁女童退出实验,实际收集到的数据如表1所示。

其他筛选条件如下:被选儿童均无髋关节、膝关节、踝关节的损伤史或其他下肢病理状况,并用左、右足踢球实验[13](将踢球距离远的一侧足作为优势侧)确认优势腿均为右腿。实验开始前,确保受试者及其监护人了解实验内容并签署知情同意书。

表1 受试者基本情况

1.2 方法

1.2.1 实验前准备。测试正式开始前,首先测量受试者在赤足状态下的身高、体重、腿长等人体形态学指标并记录,身高、腿长精确至0.1cm,体重精确至0.01kg。随后,集中指导受试者熟悉测量步骤,了解测试标准,并进行5min慢跑与渐进式拉伸的热身活动。最后休息5min开始正式测试,受试者均赤脚完成所有测试[14]。

1.2.2 静态平衡能力测试。采用Wii-Fit平衡板进行静态平衡能力测试,测试内容包括睁/闭眼并足站立与睁/闭眼右足单足站立四种模式。并足站立时,要求受试者双手自然垂于身体两侧,双脚合并中间不留空隙,自然站立于平衡板上,测试时间为30s;单足站立时要求受试者抬起左足离地10～20cm,以右足为支撑腿单足自然站立于平衡板中心,双手自然垂于身体两侧[15],记录正确维持姿势的时间。若在站立过程中,出现搀扶他物、跌倒、非支撑脚多次点地或无法维持正确测试站姿,则为失误,需重新开始测试。两种站立方式在睁眼/闭眼状态下均需完成2次测试,每次测试之间可休息30s。所有实验测试均由同一名测试人员完成。

1.2.3 动态平衡能力测试。动态平衡测试包括走平衡木与Y型平衡测试(YBT)。

平衡木规格为长3m、宽10cm、离地0cm。受试者听到“开始”的口令后,迅速向平衡木的另一端走去,以受试者一只脚走下平衡木为准结束记时。受试者在走平衡木的过程中,若有脚点地或掉落平衡木的情况则需重新开始。为了减小误差,每名受试者均需完成两次有效测试,取两次成绩的平均值,精确到0.01s。

在Y型平衡测试中,受试者需以右足为支撑腿单足站立于仪器的中央方块,听到“开始”的口令后,非支撑腿以逆时针方向依次推动间隔120°的3个方向上的方块,尽可能推远。每推完一个方向的方块,非支撑脚需不落地回到中央方块并保持单足站立,随后开始下一个方向的测试,推完最后一个方块需保持单足站立大于1s算测试完成。测试过程中,若出现支撑脚移动、非支撑脚落地或参与支撑、开始和结束的单足姿势保持短于1s,则不计成绩,需重新开始测试。每名受试者在正式开始前,可在3个方向上进行3次练习,共需完整完成2次测试,取两次成绩的平均值[16]。

1.2.4 测试指标。在静态平衡测试中,并足测试的指标为重心动摇轨迹长(Length)和重心移动的椭圆面积(Area),两个值越小表明人体的静态平衡能力越好,反之则越差。单足测试的指标为维持姿势时间(Time),正确维持姿势的时间越长说明平衡能力越好,反之则越差。以上指标被广泛应用于静态平衡功能评价,整体具有良好的可靠性及有效性[17]。

在动态平衡测试中,Y型平衡测试的指标为下肢伸展相对值,其计算如下:下肢伸展相对值=3个方向总值/腿长/3*100%,值越大表明人体动态平衡能力越好。在走平衡木测试中,以完成时间(s)作为评价指标,完成时间越短,说明人体动态平衡能力越好。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 训练组与对照组动态平衡能力对比

独立样本t检验结果显示:训练组与对照组儿童在走平衡木和Y型平衡测试上差异显著(P<0.05),训练组儿童走平衡木的时间短于普通组儿童,Y型平衡测试的标准值大于普通组儿童(见表2)。

表2 实验组与对照组各项动态平衡指标对比

图1 训练组与对照组在并足站立时睁闭眼条件下COP轨迹在Area、Length的差异

2.2 训练组与对照组静态平衡能力对比

如图1所示,当并足站立时,训练组与对照组在两项静态平衡指标上差异显著(FArea=20.44,ηP2=0.12,P<0.01;FLength=174.16,ηP2=0.54,P<0.01),且训练组数值更小。但在视觉因素及视觉与训练的交互作用上均无显著差异(F视觉=0.10,F交互=0.00,P>0.05)。事后独立样本t检验分析结果表明,不同组别间各项静态平衡能力指标差异均有统计学意义(睁眼tArea=2.64,tLength=6.60,P<0.05;闭眼tArea=3.94,tLength=17.03,P<0.01)。

如图2所示,当右足单足站立时,站姿维持时间在训练、视觉及两者间的交互作用上的差异均有统计学意义(F训练=152.74,ηP2=0.51,P<0.01;F视觉=56.10,ηP2=0.27,P<0.01;F交互=9.65,ηP2=0.06,P<0.01)。事后独立样本t检验分析结果表明,不同组别间站姿维持时间的差异具有统计学意义(t睁=-5.93,P<0.01;t闭=-11.53,P<0.01),且同组内闭眼单足站立时间显著短于睁眼站立(P<0.01)。

3 讨论与分析

本研究结果显示,在走平衡木与Y型平衡测试中训练组表现均显著优于普通组;在并足站立与右足单足站立时实验组的静态平衡能力均显著优于对照组,接受跆拳道训练的儿童动静态平衡能力优于普通儿童。

3.1 跆拳道训练能够有效提升学龄前儿童动静态平衡能力的原因分析

大量研究发现跆拳道项目的练习者比未接受过跆拳道训练的人群表现出更好的动态平衡能力[18,19];实验性研究证明经过短期的跆拳道训练,可以有效提升普通儿童的动态平衡能力[3,20]。庞尔江等人发现跆拳道训练能够有效提高学龄儿童双足站立的稳定性,且对右足静态站立的影响最为显著[21];Rabello[22]与Leong[23]也通过对比压力中心(COP)的轨迹长度、面积与稳定时间(TTS)得出跆拳道练习者静态平衡能力优于普通人群的结论。本研究结果与前人研究结果一致:跆拳道练习者的动静态平衡能力优于普通人。

核心力量与核心稳定性在身体姿势的控制与调整中发挥重要作用[24]。大量研究发现一段时间的核心力量训练可以提升人体平衡能力[25,26]。Kahle指出核心力量训练导致核心腰腹肌群力量增加,加强对骨盆、脊柱及腰椎等稳定性,为下肢运动提供有力支撑,进而提升平衡能力[27]。在跆拳道训练中,多数动作以单腿、旋转为主,这对练习者核心力量与核心稳定性要求极高。经过跆拳道训练的练习者相比于未练习者具有更好的核心力量与稳定性,因而具有更好的平衡能力。

下肢力量是影响儿童动态平衡能力的重要因素[28],研究发现下肢的肌肉力量与平衡能力呈正相关[29]:幼儿在4岁时下肢肌肉力量开始快速发展,6岁幼儿的平衡能力与下肢肌力呈高度相关性。跆拳道项目作为以腿法攻防为主的直接对抗类项目,所有步伐、腿法的完成都依赖于良好的腿部力量。李文焘发现经过跆拳道训练后,幼儿下肢肌肉力量、耐力、爆发力都有显著提高[30]。幼儿的平衡能力与下肢力量高度相关,跆拳道训练的可以提升幼儿的下肢肌肉力量,因而使其具有更好的平衡能力。

下肢关节的有效活动幅度与动态平衡能力有较强正相关。研究发现踝关节与髋关节的活动幅度是影响运动员动态平衡能力的重要因素之一[31]。在维持身体姿势时,踝关节活动度对力的吸收与缓冲可能是影响动态平衡能力的根本原因[33]。另外,也不能忽视髋关节外旋活动度对动态平衡能力的影响。在Y型平衡测试中,从动作过程来看,左脚向后外伸展,支撑腿在屈髋屈膝的同时,右侧髋关节外旋较多。跆拳道训练要求练习者具有良好的柔韧素质,在控腿打法兴盛的时代,多数得分动作依赖于髋关节、膝关节、踝关节的活动幅度[32]。相比于未练习者,经过跆拳道训练的儿童具有更好的踝关节、髋关节灵活度,因而可能具有更好的平衡能力。

3.2 视觉影响下两组儿童的静态平衡能力差异的原因分析

本研究结果显示,视觉的影响在儿童右足单足站立时更为显著;在屏蔽视觉条件下,训练组表现出更好的平衡能力。

研究发现,对视觉信息的处理方式与依赖程度会极大地影响在视觉丢失状态下的平衡能力。在屏蔽视觉条件下,3～6岁儿童的双脚站姿任务对视觉信息的依赖程度降低[34],随着站姿难度增大(并足站立到单足站立),对视觉信息的依赖程度增加。在跆拳道训练中,不仅练习者需要保持长时间的动态活动,周围环境也处于动态变化之中。尤其在模拟实战对抗训练中,需要练习者对腿法、战术的动态变化有准确迅速的辨别和处理能力,这会极大提升练习者对视觉信息的捕捉处理能力,从而提升其在平衡测试中的表现。

此外,有研究表明,在屏蔽视觉时,人体对前庭系统的依赖程度更高[37],这是由于前庭系统的功能主要感受直线与旋转加速度运动的刺激,对平衡功能有重要作用;通常提供绝对的空间参考,以修正不准确的视觉对平衡的影响。在动态空间平衡中,前庭系统的反馈比力线索更加重要,且人体在高速姿势变换中维持平衡的能力对前庭系统的依赖极大,反之,人体处于高速姿势变换中会极大刺激前庭系统[35]。在跆拳道的训练中,练习者在快速连续击打与步伐转换中保持动态稳定,在快速的重心高低变换与旋转击头等动作中能够不断刺激前庭系统。已有证据表明,跆拳道训练能够刺激前庭功能的发展进而提升运动员的平衡能力,在高处落地时更加稳定[36]。这也解释在视觉屏蔽条件下,跆拳道训练者的平衡测试表现更好。

Horak等指出,在稳定支撑平面上,本体觉、前庭觉和视觉在维持稳定功能中分别占70%、20%和10%。本体感觉包括运动觉和位置觉,运动觉中又包含对速度的感觉和力觉。在稳定的支撑面上,平衡能力对本体感觉的依赖比视觉、前庭觉多[38]。因此,在双足站立测试中,儿童主要依赖本体感觉维持身体平衡,视觉屏蔽对平衡能力的影响并不显著。

跆拳道运动同以提高协调、力量和本体感觉等控制技能为目标的神经动作练习较为相似,因而能够起到较好的本体感觉锻炼效果[39]。人体的本体感觉系统主要通过两种方式对躯体运动进行干预,一种是通过运动前期的预兴奋发射性提高参与肌肉的力量,为姿势的调整和承受外部负荷做好准备;一种是在运动的过程中通过肌梭和腱器官反馈式的调整肌肉力量并协调不同肌肉之间的用力,解决躯体的稳定、稳定程度以及稳定与不稳定交替转换的问题[40]。在跆拳道实战中,对击打距离的判断,击打力量与速度的控制是得分的基础。在不断地踢靶练习中,练习者对距离的把控更加准确,对速度、力量的调整更加收放自如。因此,实验组在视觉屏蔽状态下能表现出更好的平衡能力。