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论人体运动系统的结构优化 摘要 系统无处不在，万物皆成系统。系统是由相互联系的要素所组成，要素间的相互联 系、相互作用即为结构，结构决定功能，功能对结构具有反作用。人体是一个大系统， 它由九大要素组成，包括神经系统、运动系统、心血管系统等，人体在运动时的功能是 由人体的结构所决定的。九大系统的联系是人体的结构，而我们通常所说的体能则是人 体运动时的功能。 体能是运动员运动时有机体所表现出来的综合能力。而人体活动时所表现出来的力 量、耐力、速度j 柔韧和灵敏素质等，是运动的结果( 表象) ，而不是根本原因( 本质) 。 人体九大系统的结构决定了人体运动时的功能，具有不同生理功能的各个器官系统才是 体能真正的本质内涵。传统体能训练理论从力量、速度、耐力、柔韧和灵敏等素质角度 出发，从而制定相应的训练方法，它缺乏对人体系统的要素、结构的系统分析，虽然从 五大素质出发进行体能训练也具有一定的合理性，但人体运动时的功能是由结构来决定 的，只有结构合理了，功能才能发挥的更好。因此从结构出发，探讨体能训练就显得尤 为重要。而人体九大系统中，运动系统是人体运动时的载体，在人体运动时起核心作用。 研究人体运动系统的结构优化，对促进人体运动时的整体功能具有重要的意义。 本文以参加2 0 0 7 年全国篮球俱乐部青年男子联赛中( 男子c 组) 的8 支球队和之 间的2 0 多场比赛为主要研究对象，运用文献资料法、逻辑分析法、访谈法、观察法等 研究方法，找出目前我国体能训练存在的问题，对体能的本质进行探讨，并从运动系统 的结构出发，运用各种训练方法对人体运动系统进行优化，提出科学的人体运动系统训 练方法，为我国运动员提供理论参考。 本文以系统论为理论支撑，通过对结构与功能、系统的结构优化等理论对人体运动 系统进行研究分析。人体运动系统包括骨、关节和肌肉三个要素，三个要素相互影响、 相互制约，共同协调发展。对骨进行训练时运用专门的击打训练以及借鉴我国传统武术 对骨的训练方法对其进行训练，同时要遵循训练项目多元化、适宜负荷等原则；对关节 进行训练时要注意关节柔韧性和肌肉柔韧性的区别训练，并且根据韧带的配对规律以及 动力性和静力性柔韧训练相结合的方法进行练习；对肌肉进行训练时要根据肌肉起止 点、肌肉的最佳初长度、多关节肌的“主动不足”和“被动不足 以及不同的练习顺序 进行肌肉力量和柔韧性练习，并在柔韧练习中注重整体性、动力性与静力性相结合的训 练原则；同时要进行骨、关节和肌肉的整体协调训练，包括训练时三者练习时的顺序、 三者的比例和重视骨骼训练，骨骼应力与肌肉力量的结合训练、关节与肌肉柔韧性的结 合训练等等。 关键词：系统：人体运动系统：体能：结构优化 论人体运动系统的结构优化 a b s t r a c t t h es y s t e mi su b i q u i t o u s ，t h em y r i a dt h i n g sa l lb e c o m et h es y s t e m t h es y s t e m i sc o m p o s e do ft h ee s s e n t i a lf a c t o r t h e yr e l a t e sc o m p o s i n gs t r u c t u r e ，t h e e s s e n t i a lf a c t o rm u t u a lr e l a t i o n ，t h es t r u c t u r ed e c is i e sf u n c t i o n ，t h ef u n c t i o n h a st h er e a c t i o nt ot h es t r u c t u r e t h eh u m a nb o d yi sal a r g e s c a l es y s t e m ，i ti s c o m p o s e db y n i n eb i ge s s e n t i a lf a c t o r s ，i n c l u d i n gt h en e r v o u ss y s t e m ，t h e k i n e m a t i cs c h e m e ，t h ec a r d i o v a s c u l a rs y s t e ma n ds oo n ，t h eh u m a nb o d yi sd e c i d e d i nm o v e m e n tt i m ef u n c t i o nb yt h eh u m a nb o d ys t r u c t u r e n i n el a r g e s c a l es y s t e m r e l a t i o n sa r et h eh u m a nb o d ys t r u c t u r e s ，b u tt h ep h y s i c a la b i i i t yw eu s u a l l ys a i d ist h eh u m a nb o d ym o v e m e n tf u n c tio n t h ep h y s i c a la b i l i t yi st h ea t h l e t em o v e m e n t t h eo r g a n i s md is p l a y s s y n t h e s i z i n gc a p a c i t y b u tt h eh u m a nb o d ym o v e sd i s p l a y ss t r e n g t h ，e n d u r a n c e ， s p e e d ，p l i a b l eb u th a r dt ob r e a ka n dk e e nq u a l i t ya n ds oo n ，i s t h em o v e m e n t r e s u l t ( r e p r e s e n t a t i o n ) ，b u ti sn o tt h eb a s i cr e a s o n ( e s s e n c e ) n i n el a r g e s c a l e s y s t e ms t r u c t u r e so ft h eh u m a nb o d yh a dd e c id e dt ot h eh u m a nb o d ym o v e m e n t f u n c t i o n ，t h ed i f f e r e n tp h y s i o o g i c a lf u n c t i o ne a c ho r g a ns y s t e mi st h ep h y s i c a l a b i l i t yt r u e e s s e n c ec o n n o t a t i o n t h et r a d i t i o n a lp h y s i c a la b i l i t yt r a i n i n g t h e o r yi sf r o mt h es t r e n g t h ，t h es p e e d ，t h ee n d u r a n c e ，p l i a b l e t h u sf o r m u l a t e s t h ec o r r e s p o n d i n gt r a i n i n gm e t h o d ，i tl a c k st ot h eh u m a nb o d ys y s t e me s s e n t i a l f a c t o r ，t h es t r u c t u r es y s t e ma n a l y s i s ，a l t h o u g he m b a r k sf r o mf i v eb i gq u a l i t i e s c a r r i e so nt h ep h y s i c a la b i l i t yt r a i n i n ga l s ot oh a v ec e r t a i nr a t i o n a l i t y ，b u t t h eh u m a nb o d ym o v e m e n tf u n c t i o ni s ，o n l ytd e c i d e db yt h es t r u c t u r e ，t h ef u n c t i o n c a nd i s p l a yw e l l t h e r e f o r ee m b a r k sf r o mt h es t r u c t u r e ，t h ed i s c u s s i o np h y s i c a l a b i l i t yt r a i n i n ga p p e a r se s p e c i a l l y i m p o r t a n t l y i n t h eh u m a nb o d yn i n e l a r g e s c a l es y s t e m s ，t h ek i n e m a t i cs c h e m ei st h eh u m a nb o d ym o v e m e n tc a r r i e r ， i st h eh u m a nb o d ym o v e m e n tk e yr o l e t h er e s e a r c ho fh u m a nb o d yk i n e m a t i cs c h e m e s t r u c t u r eo p t i m i z a t i o n ，t op r o m o t e st i m et h eh u m a nb o d ym o v e m e n ti n t e g r a t e d f u n c ti o nt oh a v et h ev i t a ls i g n if ic a n c e t h i sa r t i c l ep a r t i c i p a t e si n2 0 0 7i nt h en a t i o n a lb a s k e t b a l lc l u by o u t hm a n l e a g u et o u r n a m e n t ( m a l ecg r o u p ) 8 t e a m sa n d t h e b e t w e e nm o r et h a n2 0c o m p e t i t i o n s f o rt h em a i no b j e c to fs t u d y ，u t i l i z a t i o nl i t e r a t u r er e s e a r c ht e c h n i q u e sa n d s o o nm a t e r i a ll a w ，l o g i c a la n a l y t i cm e t h o d ，i n t e r v i e wl a w ，m e t h o do fi n s p e c t i o n ， d i s c o v e r st h ep r e s e n to u rc o u n t r yp h y s i c a la b i l i t yt r a i n i n ge x i s t e n c et h e q u e s t i o n ，c a r r i e so nt h ed i s c u s s i o nt ot h ep h y s i c a la b i l i t ye s s e n c e ，a n de m b a r k s h 论人体运动系统的结构优化 f r o mt h ek i n e m a t i cs c h e m es t r u c t u r e ，u t i1i z e se a c ht r a i n i n gm e t h o dt oc a r r yo n t h eo p t i m i z a t i o nt ot h eh u m a nb o d yk i n e m a t i cs c h e m e ，p r o p o s e dt h es c i e n c eh u m a n b o d yk i n e m a t i cs c h e m et r a i n i n gm e t h o d ，p r o v i d e st h et h e o r yr e f e r e n c ef o ro u r c o u n t r ya t h l e t e t h isa r tic l et a k et h es y s t e mt h e o r ya st h et h e o r ys u p p o r t ，t h r o u g ht o s t r u c t u r ea n df u n c t i o n ，s y s t e mt h e o r i e sa n ds oo ns t r u c t u r e0 p t i m i z a t i o nc a r r i e s o nt h er e s e a r c ha n a l y s i st ot h eh u m a nb o d yk i n e m a t i cs c h e m e t h eh u m a nb o d y k i n e m a t i cs c h e m ei n c l u d i n gt h eb o n e ，t h ej o i n ta n dt h em u s c l et h r e ee s s e n t i a l f a c t o r s ，t h r e ee s s e n t i a lf a c t o r sa f f e c t sm u t u a l l y ，r e s t r i c t sm u t u a l l y ，t o g e t h e r c o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n t w h e nt h et r a i n i n gt ot h eb o n eu t i l i z e ss p e c i a ls t r i k e s h i t st r a i n sa sw e l la sp r o f i t sf r o mo u rc o u n t r yt r a d i t i o nm a r t i a la r t st oc a r r y o nt h et r a i n i n gt ot h eb o n et r a i n i n gm e t h o dt oi t ， s i m u l t a n e o u s l ym u s tf o l l o w t r a i n i n gp r i n c i p l e sa n ds oo np r o j e c tm u l t i p l i c a t i o n ，s u i t a b l el o a d ：w h e nt h e t r a i n i n gt ot h ej o i n t ，w em u s tp a ya t t e n ti o nt ot h ej o i n tf l e x i b i 1it ya n dt h e m u s c l ef l e x i b l ed i f f e r e n c et r a i n i n g ，a n dt h em e t h o dw h i c hu n i f i e sa c c o r d i n gt o t h e1 i g a m e n tp a i rr u l ea sw e l la st h ep o w e ra n dt h es t a t i cp l i a b l eb u th a r dt o b r e a kt r a i n i n gc a r r i e so nt h ep r a c t i c e ：w h e nt h et r a i n i n gt ot h em u s c l e ，w em u s t a c ta c c o r d i n gt ot h em u s c l eb e g i n n i n ga n de n ds p o t ，t h em u s c l eb e s ti sa tt h e b e g i n n i n go fl e n g t h , p o l y a r t i c u l a rm y o - “i n i t i a t i v ei n s u f f i c i e n t a n d “p a s siv e i n s u f f i c i e n t a sw e l la st h ed i f f e r e n tp r a c t i c eo r d e rc a r r i e so nt h em u s c l e s t r e n g t ha n dt h ef l e x i b l ep r a c t i c e ，a n dp a y sg r e a ta t t e n t i o nt ot h ei n t e g r i t y ， k i n e t i ca n dt h es t a t i cd i s p o s i t i o nu n i o nt r a i n i n gp r i n c i p l ei nt h ep l i a b l eb u t h a r dt ob r e a kp r a c t i c e ：s i m u l t a n e o u s l ym u s tw ec a r r yo nt h eb o n e ，t h ej o i n ta n d t h em u s c l ew h o l ec o o r d i n a t i o nt r a i n i n g ，i n c l u d i n gt r a i n i n gt h r e ep r a c t i c eo r d e r s ， t h r e ep r o p o r t i o n sa n dt a k et h es k e l e t o nt r a i n i n g ，t h es k e l e t o ns t r e s sa n dt h e m u s c l es t r e n g t hu n i o nt r a i n i n g ，t h ej o i n ta n dm u s c l ef l e x i b l eu n i o nt r a i n i n g a n ds oo n k e yw o r d ：s y s t e m ：h u m a nb o d yk i n e m a t i cs c h e m e ：p h y s i c a la b i l i t y ：s t r u c t u r e o p t i m i z a t i o n l l i 论人体运动系统的结构优化 学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特 别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其 他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示 谢意。 学位论文作者签名 套燃一 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权 辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：罩雌 指导教师签名： 签名日期： 7 。一年6 其t b 论人体运动系统的结构优化 1 引言 1 1 研究现状 “概念，是对某一客观事物本质属性的概括，它反映了一个事物区别于另一个事物 的特性，因此概念是人们认识事物的起点。体能一词在英文文献常被表达为p h y s i c a l f i t n e s s ，p h y s i c a lc o n d i t i o n i n g ，p h y s i c a lp e r f o r m a n c e ，p h y s i c a lc a p a c i t y 。圆1 9 8 4 年中国出版的 体育词典认为，“体能是人体各器官系统机能在体育活动中表现出来的能力。” 辞海将体能定义为：人体各器官系统的机能在体育活动中表现出来的能力。包 括力量、速度、灵敏、耐力和柔韧等基本身体素质，以及人体的基本活动和运动能力， 如走、跑、跳、投掷、攀登、爬越、悬垂和支撑等。固 田麦久等( 2 0 0 0 ) 认为，运动员体能是指运动员机体的基本运动能力，是运动员竞 技能力的重要组成部分。 袁运平( 2 0 0 2 ) 认为，“体能是指人体通过先天遗传和后天训练获得的在形态结构、 功能与调节方面及其在物质能量的储存与转移方面所具有的潜在能力以及与外界环境 结合所表现出来的综合运动能力。其大小是由机体形态结构，系统器官的机能水平，能 量的物质储备与基础代谢水平及外界环境等条件决定的。” 杨世勇等认为，“体能是指运动员机体的运动能力j 是竞技能力的重要组成部分， 是运动员为提高技战术水平和创造优异运动成绩所必须的各种身体运动能力的综合。这 些能力包括身体形态、身体机能和运动素质。” 中国学者熊斗寅认为，体能分为大体能和小体能。“大体能泛指身体能力，它包括 身体运动能力，身体适应能力，身体机能状态和各种身体素质。小体能即运动训练中的 体能训练和体能性项目训练。” 王兴认为，体能即体力与专项运动能力的统称。“体力包括身体素质与潜力，身体 素质特指专项身体素质；专项运动能力是指在对抗或与比赛相似的情境下掌握各种技术 的能力。 李之文教授则在体能概念探讨中认为，体能是经过身体训练获得的人体各器官 系统的机能在肌肉活动中表现出来的能力，它包括身体形态的适应性变化和力量、速度、 灵敏、耐力和柔韧等基本素质。 马佩马克思的逻辑哲学探析 m 河南：河南大学出版社，1 9 9 2 ：1 3 4 c h r i sp e r k i n b a s k e t b a l lf i t n e s st e s t i n g e x e r c i s ep h y s i o l o g ya s s i g n m e n t 6 5 2 章钜林、束纫秋、韦纫秋等体育词典 m 人民体育 i j 版社，1 9 8 4 3 2 2 辞海编委会辞海 m 上海：上海辞书出版社，1 9 9 9 全国体育学院教材委员会运动训练学 m 北京：人民体育出版社，2 0 0 0 ：1 8 4 袁运平我国高水平男子百米跑运动员体能训练理论体系的研究 j 北京体育大学博士学位论文 2 0 0 2 ( 4 ) ：1 8 杨世勇等体能训练学 m 四川科学技术出版社，2 0 0 2 ( 1 ) ：3 熊斗寅浅析“体能”概念 j 解放军体育学院学报，2 0 0 0 ( 1 ) ：1 3 王兴等体能训练理论与实践的科学化探索 j 中国体育教练员，2 0 0 3 ( 1 ) ：1 0 李之文体能概念探讨 j 解放军体育学院学报，2 0 0 1 ( 3 ) ：1 - 3 1 论人体运动系统的结构优化 通过这些论述我们基本上可以认定如下事实：“第一，从体能的源头来看，它是以 人体器官系统的形态结构和机能为基础；第二，从表现机制来看，体能主要是通过身体 素质来表现出来的。因此可以把体能定义为人体对环境适应过程所表现出来的综合能 力。它包括两个层次：健康体能和竞技运动体能。而这里我们要讲的主要是运动员的竞 技运动体能，运动训练界习惯将之简称为体能。在研究体能及体能训练时，国内外许多 学者是从体能的表现形式出发，即五大素质入手进行训练，例如，2 0 0 6 年田麦久主编的 运动训练学圆认为体能训练包括身体形态训练、力量训练、速度训练和耐力训练等； 吴东明、王健编著的体能训练 认为竞技体能训练包括肌肉力量、耐力素质、灵敏 素质和柔韧素质等；b i l lf o r a n 编著的高水平竞技体能训练 中重点从功能性训练角 度入手，即从体能的表现形式一五大素质入手进行训练。上述从五大素质入手进行训练 在一定程度上有助于人体体能的提高，但却忽视了对骨骼、关节等的训练，缺乏从人体 器官系统入手进行训练，虽然运动解剖学等学科从人体的结构出发对人体器官系统和运 动系统做出了详细的阐述，但是在运动训练学中，从人体和人体运动系统的结构角度出 发进行训练却阐述较少，因此我们在进行研究时要寓于重视。 1 2 研究对象与方法 1 2 1 研究对象 本文以参加2 0 0 7 年全国篮球俱乐部青年男子联赛中( 男子c 组) 的8 支球队和之 间的2 0 多场比赛以及辽宁省阜新篮球学院高中组2 5 名运动员( u 1 5 - u 1 7 ) 为主要研究 对象，来对我国的体能训练进行探讨。 1 2 2 研究方法 1 2 2 1 文献资料法 研究整理有关运动训练学、运动解剖学、运动生理学、系统论等方面资料，以及查 阅和整理有关目前我国体能训练方面的资料为本文提供参考。 1 2 2 2 逻辑分析法 通过整理和研究资料，运用系统论的理论，对体能进行重新定性，认为体能是人体 的功能。并对在人体运动时起核心承载作用的人体运动系统的结构即骨、关节和肌肉进 行优化和训练，通过训练来促进人体运动系统直至人体的功能，建立合理的有助于提高 我国运动员运动系统功能的训练内容、方法与原则。 1 2 2 3 专家访谈法 就体能的本质和体能训练特别是骨、关节和肌肉方面的知识和问题询问了1 5 位辽 宁省的有关知名专家和教练，采纳一些合理的建议。 刘庆山体能训练基本理论与我国高水平篮球运动员体能训练研究 j 北京体育大学博士学位论 文，2 0 0 4 ( 3 ) ：1 7 田麦久运动训练学 m 高等教育出版社2 0 0 6 ( 1 ) 吴东明、王健编著体能训练 m 高等教育版社2 0 0 6 年( 1 ) b i l lf o r a n 著，袁守龙刘爱杰译北京体育大学出版社 m 2 0 0 6 ( 1 ) 2 论人体运动系统的结构优化 1 2 2 3 观察法 本人对2 0 0 7 年全国男、女青年篮球联赛中的2 0 多场比赛以及阜新篮球学院男女 2 5 名运动员的体能训练进行观察，发现：我国运动员比赛时缺乏对抗性；比赛时肌肉协 调能力不足；重视肌肉训练忽视骨和关节训练等。 1 3 研究意义 通过研究发现，目前我国体能训练存在着问题，首先，重视肌肉的训练而忽视骨、 关节的训练；其次，在肌肉训练中重视主动肌肉和被动肌肉的训练而忽视固定肌和中和 肌肉的训练。 本文以系统论视角下的人体和人体运动系统为主要研究对象，运用文献资料法、专 家访谈法、逻辑分析法和观察法为研究方法，通过优化人体系统的结构，特别是运动系 统的结构，来最大限度地促进人体运动时人体运动系统直至人体系统的功能。 本文以系统论为理论指导，分析人体这一整体、体能及体能训练在系统论视角下的 内涵，并通过对在人体运动时起承载作用的运动系统进行结构优化，找出新的在体能训 练上的练习方法和手段，促进在人体运动时人体运动系统直至人体系统的的功能，从而 丰富现有的体能训练理论，为运动员提供理论参考。 3 论人体运动系统的结构优化 2 研究理论依据 2 1 系统论中的结构与功能理论 系统论的产生是多学科综合的产物，2 0 世纪5 0 年代以奥地利生物理论学家贝塔朗 菲为首，还有经济学家、生物学家和生理学家等成立的“普通系统论学会 ，宣告了系 统论的诞生。它与信息论、控制论一起被称作“又一次改变了世界科学的蓝图”。 什么是系统? 系统论的创始人贝塔朗菲给系统下了定义：“处在一定相互联系中与 环境发生关系的各组织部分的整体。”圆1 9 7 9 年，我国由有关的高等院校和科研单位组成 的自然辩证法讲义编写组认为：“我们称由相互作用和相互依赖的若干部分( 要素) 组成的具有确定功能的有机整体为系统。” 1 9 8 0 年，我国学者方永绥、徐永超指出：“所 谓系统的观点，就是把一个系统的内部的各个环节、各个部分，看作互相联系、互相影 响、互相制约的；把一个系统的内部和外部环境看成互相联系的、互相影响、互相制约 的。 回因此，简单的说，系统就是相互联系的要素之间所形成的整体。 要素是组成系统的实体和单元。系统的要素具有以下特点：“可分为不同的层次； 越复杂的系统，其组成单元划分的层次越多；在一个特定系统内，要素之间相互独立， 彼此外在有着差异性；要素之间按照一定比例和时空序相互联系和相互租用，形成一定 的结构；同一个要素在不同的物质系统中，其性质、地位和作用有所不同。 无结构的系统和无系统的结构都是不存在的。“系统的结构是系统内各要素的组织 形式，是要素间的关系。系统不是要素间的简单相加，而是按照一定规则组织起来的要 素，这个规则、组织形式就是结构。” 结构是系统要素问的联系，系统通过结构把要素 联结起来。它的特点是“结构在系统与要素这个范畴链中，是联系和租用；不具有对称 性，是客观的普遍的存在。”o 结构在系统中往往比要素占有更重要的地位，系统日益复 杂，结构的重要性就日益突出。“结构具有三要素，即要素的特性、要素的量子涨落的 平均规模和方法效率、要素结合的方式和组织程度，即时空序 。认识系统的结构， 要从五个方面来进行：“系统的层次结构( 系统和要素之间的地位、等级和相互关系) 、 系统的质量结构( 系统要素质量方面的联结方式) 、数量结构、空间和时间结构。 从 系统论的角度出发，结构是任何一个系统的具体构成形式，是系统内部各部各要素的排 列组合方式，是系统的性质和数量的集中表现形式，是系统各元素之间相互作用和最固 定的和起决定作用的规律。只有依靠结构，才能把孤立的诸因素变为一个系统，只有依 周登嵩体育科研方法概论 m 北京体育大学出版社，1 9 9 4 ( 6 ) ：8 4 杨春时、刘伟民等编系统论、信息论、控制论浅说 m 中国广播电视出版，1 9 8 7 ( 1 ) ：1 0 自然辩证法讲义编写组自然辩证法 m 人民教育h j 版社，1 9 7 9 ( 1 ) ：3 9 9 方永绥、徐永超系统工程基础一概念、目的与方法 m 上海科学技术出版社，1 9 8 0 ( 1 ) ：6 乌杰系统哲学 m 人民出版社，2 0 0 8 ( 1 ) ：1 4 1 - 1 4 2 杨春时、刘伟民等系统论、信息论、控制论浅说 m 中国广播电视出版社，1 9 8 7 ( 1 ) ：1 3 乌杰系统哲学 m 人民出版社，2 0 0 8 ( 1 ) ：1 4 2 乌杰系统哲学 m 人民出版社，2 0 0 8 ( 1 ) ：1 4 7 王忠武认识系统论 j 系统辨证学学报，1 9 9 3 ( 3 ) 1 4 3 4 论人体运动系统的结构优化 靠合理的的结构，才能组成一个优化的系统。 系统的的功能是系统整体所具有的作用或能力。功能分内部功能和外部功能两种。 “外部功能是指系统物质整体与外部环境相互作用时所具有的适应环境、改变环境的能 力和功效，它是系统自组织结构的外在表现。内部功能是指系统整体对要素的作用、能 力、行为和功效。 o “功能与结构是系统的两个方面，结构是系统的内在构造，是横向 的，相对静止的方面；功能是系统的外在行为，是纵向的，动态的方面。o 系统科学理论指出：“一个系统的结构越规则，它的功能就越完善。 结构作为内 在根据决定着系统的行为，在要素既定的条件下，一般来说，有什么样的结构就有什么 样的功能。既然结构决定功能，那么优化结构就会产生最佳功能。同时，系统对环境的 作用不是单向的，以反馈调节为中介，功能就不仅仅被结构所决定，而且能动地改变着 系统的结构，从而使系统更加完善。这就是说，结构与功能相互联系，互相作用，互相 改变。 根据结构与功能的辩证关系的原理，既然系统的结构决定着系统的功能，要求我们 在考察系统时必须注意考察系统的结构，并追求和建立优化结构，使系统发挥出最佳的 功能；同时，我们还可以根据系统的内部结构来推测和预见它的功能。既然系统的功能 能以不同方式反作用于结构，我们也可以通过改变系统的功能来调整系统的结构，我们 还可以从系统的功能来推知系统的内部结构。 系统不是孤立存在的，每个系统都要受到更大系统的制约，因此系统与要素的区分 也是相对的。每个系统对于更大的系统的来说，又成为要素，或称为子系统。更大的系 统称为母系统。这就是系统的层次性。对于每个系统来说，由于处在其他系统的包围之 中，受到更大系统的制约，就形成了系统的环境。系统总是在与环境的相互作用中存在 的。另一方面，系统又保持相对独立性，它要能动地作用于环境，改造环境。 系统论认为，整体性、关联性、等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的 共同的基本特征。其中整体性是其核心观点。这些既是系统所具有的基本观点，而且也 是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，而且具有科学 方法论的含义，这正是系统论这门科学的特点。 系统论的基本思想方法，就是要把所研究和处理的对象，当作一个系统，分析系统 的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性。系统论的任务， 不仅在于认识系统的特点和规律，更重要地还在于利用这些特点和规律去控制、改造或 创造一系统，使它的存在与发展合乎人的目的需要。也就是说，研究系统的目的在于调 整系统结构，明确各要素关系，使系统达到优化目标。它的出现，使人类的思维方式发 袁运平、王卫运动员体能结构与分类体系的研究t j 首都体育学院学报，2 0 0 3 ( 2 ) ：2 7 乌杰系统哲学 m 人民出版社，2 0 0 8 ( 1 ) ：1 4 8 杨春时、刘伟民等编系统论、信息论、控制论浅说 m 中国广播电视出版，1 9 8 7 ( 1 ) ：1 0 杨士尧系统科学导论 m 农业出版社，1 9 8 4 ( 1 ) ：7 4 5 论人体运动系统的结构优化 生了深刻地变化。 2 2 系统的结构优化原则 系统的发展包括进化和优化两部分。系统的进化是由于系统具有自组织能力。系统 的自组织能力首先在于系统自身的调节能力，另外就是在于外界环境的反馈功能。然而 系统自身的调节能力毕竟有限，超出自身调节之外的就需要人工来调节。而人工调节也 就是系统的优化。“优化是人们在对于自然系统优化演进机制认识的基础上对于系统组 织、结构的设计，使得被人工组织的起来的系统也具有一定的自组织能力。通常人们把 人工对于系统的组织、结构和功能的改进陈为优化。优化则包括结构优化和功能优 化。功能优化是通过对系统功能的改进而促进结构的进化，功能优化体现了系统功能对 结构的相对独立性；而结构优化则是通过对系统要素和要素间的联系进行组织和改进， 来促进系统的功能。 系统在进行结构优化时，首先要研究系统的要素，研究要素的性质和特征，对要素 进行优化；然后再研究要素间的联系，通过理解系统的结构，找出要素间联系的规律性， 做出系统发展变化的模式，进而根据这些规律找出一些优化的方法，再加以比较，选择 最佳结构和功能。 魏宏森、曾国屏系统论一系统科学哲学 m 清华大学出版社，1 9 9 5 ( 1 ) ：2 7 4 6 论人体运动系统的结构优化 3 研究结果与分析 3 1 人体系统与人体运动系统 3 1 1 人体是一个系统 系统论认为世界上大大小小的事物都可以当做一个系统。对于人体这一复杂的有机 体来讲，也可以把它当做一个大的系统，它是由物质构成的，是不以人的意志而转移地 客观存在。人体解剖学认为：“细胞是构成人体的基本结构和功能单位，人体新陈代谢 生长发育以及体育锻炼所引起形态、结构的变化，都是以细胞为基础进行的。由细胞和 细胞间质共同构成组织；由几种组织共同构成具有一定形态结构和生理功能的器官。若 干个功能相关的器官构成一个连续性生理功能的系统；由各系统构成完整的人体。 人 体是由九个具有生理功能的系统要素所组成，包括神经系统( 人脑、脊髓等) 、运动系统( 肌 肉、骨骼、关节等) 、呼吸系统( 肺等) 、心血管系统( 心脏、血液等) 、消化系统、泌尿系 统、脉管系统、生殖系统和内分泌系统。组成人体的各个系统都是紧密联系、不可分割 的，并且是相互影响的。局部离不开整体，整体也离不开局部。体内任何一个器官、系 统的结构和功能的变化，将对整个机体产生或大或小的影响。 对人体运动而言，它是由运动系统所承载，其它八大系统相互协调、相互作用，通 过运动系统使人体发生空间位移以及人体各个部分相互关系的变动。人体运动时，运动 系统与其它人体八大系统之间是相互联系、相互作用的，牵一发动全身。人体的运动是 在神经系统的支配下完成的，当人体运动时，人体作为一个整体，神经系统支配运动系 统，使运动系统的组成要素骨、关节和肌肉按照一定的杠杆运动，其它系统随着运动系 统的变化而产生相应的变化，神经系统是原因，运动系统与其它七大系统是结果，只有 运动系统与神经系统以及其它八大系统相互作用、相互协作，才能保证人体运动的完整 性和稳定性。人体运动后，由于环境的改变，神经系统首先做出改变，发出信号，使运 动系统也发生改变，运动系统发生改变，相应的其它七大系统也发生改变，从而适应运 动系统和人体生理的需要；另一种情况，人体不同机体之间本身八大系统的“性能”是 有差别的，有的性能强，有的性能差，而人体在“同一环境下进行运动时，由于其不 同系统性能本身的差异，运动系统表现出来的运动状态就不相同，例如有的人体心血管 系统供氧能力差，在运动时的外在表现就比其他心血管供氧能力强的人体要差，心血管 系统的“性能”差异就影响了运动系统的发挥情况。因此在分析和研究人体运动系统时， 不仅要分析运动系统自身的内部结构，而且要把握人体运动时运动系统与其它系统的联 系，这样对全面认识运动系统，通过科学训练促进运动系统的功能具有重要的意义。 3 1 2 运动系统一人体运动的载体 3 1 2 1 运动系统的相对独立性 系统具有层次性是系统的一个重要特征。系统是由要素组成，而一个系统又是其上 胡声字运动解剂学 m 人民体育出版社，2 0 0 4 ( 1 ) 2 2 1 7 论人体运动系统的结构优化 一个系统的子系统要素，上一个系统又只是更上一级系统的子系统要素。系统 和要素之间在一定程度上是相互转化的。是作为系统研究，还是作为要素来研究关键取 决于所参照的对象。人体是由九大系统组成，运动系统是其子系统，而运动系统又可以 看做是由若干要素组成的相对独立系统，其要素间相互联系，共同使其具有一定的功能。 从系统论来看，人体的运动系统是多元素的整合，是相互作用的子系统的统一，只有两 个或两个以上具有独特属性的要素相互联结、相互作用，才会构成人体的运动系统。人 体的运动系统具体由骨、骨连结( 关节) 和肌肉三子系统所组成，这三个子系统作为二 个整体也是由多个要素所组成。同时运动系统在人体中占有重要的地位。“人体各部分 都是具有一定形态的客观实体，在不同的部位，由不同结构的骨骼将人体连接在一起， 人体结构的三维立体性得到了体现，使我们对人体的了解有了一个基本的框架，同时也 体现了形态学中结构与功能的联系。人体的各结构互相依存，它们的物质基础是运动系 统的骨、关节和肌肉等。回 作为子系统的骨骼在运动系统中起着重要的支持作用，骨与骨连接构成人体的支 架，支持人体的软组织，赋予人体运动时一定的外形，并且由于其特殊的物理性质，承 担着人体全身的重量，它由骨组织、疏松结缔组织、神经组织等构成；骨与骨的连接称 为关节，关节在运动系统的作用主要是灵活人体运动，使人体运动可以发生各种变化， 对关节组织进行柔韧性训练可以加强关节灵活性和避免关节受伤，提高人体运动能力； 骨骼肌大多附着在骨骼上，能够伸长与缩短，收缩时牵动骨骼，使人体产生各种运动， 其特点是速度快而有力，但容易疲劳，对肌肉进行力量训练，可以提高肌肉力量与耐力， 进行柔韧性训练可以增加肌肉的初长度，提高肌肉发力速度和间接提高肌肉力量，同时 防止肌肉在运动时拉伤。总之人体运动是以骨为杠杆，关节为枢纽，肌肉为动力来是实 现的。 3 1 2 2 骨、关节、肌肉三者之间的整体协调发展 整体性是系统论中一项非常重要的特征，它要求我们在研究系统时要考虑要素间的 联系，要用整体的观点来看待系统。某一要素的性质和行为发生变化，会影响其它要素 甚至运动系统整体的性质和行为发生变化，从而影响整体系统功能的发挥。无骨而不坚， 无节而不活，无肌而不力。人体运动时，骨、关节与肌肉三者共同作用促成了人体的运 动。关节是骨与骨之间连结的纽带，而且人体大多关节都是动关节，人体围绕关节进行 运动时，关节周围的骨结构在一定程度上影响着关节的灵活性与稳定性，例如桡骨茎突 的突起结构影响了手臂的外展动作等；因为肌肉附着在骨骼上，当肌肉收缩时牵动骨骼 运动，肌肉的起止点不同会影响肌肉时骨骼的运动方向，而骨骼的物理特性，比如硬度、 弹性等也有助于肌肉收缩时的性能，另外肌肉收缩应力与骨的物理性能( 抗压力、牵拉、 扭转等) 有很重要的关系，因为肌肉收缩应力与骨矿物含量和骨胶原成分有关，而后者 李建华谈运动系统在运动解剖学中的重要性 j