运动生物力学在体育教学中的应用.doc

运动生物力学在体育教学中的应用第7卷第2期2007年6月湖南工业职业技术学院J0URNALOFm7NANiDUSTRYPOLYIECI玎CV01.7No.2Ju1L20o7运动生物力学在体育教学中的应用刘霞.曾志坚(湖南工业职业技术学院,湖南长沙410208)摘要】运动生物力学是研究人体运动力学规律的一门应用性科学.体育教学中运用生物力学知识,对研究动作技术,确立动作技术原理,建立动作技术模式,优化体育教学具有重要作用.本文从实际教学出发,把生物力学知识与田径,球类教学相结合,力图对运动生物力学在体育教学中的运用从方法上起到指导作用.关键词】运动;生物力学;体育;教学中图分类号G8o4.66文章标识码A文章编号16715004(2007)02015202ApplicationofSportsBiomechanicsinP.E.TeachingUUXia,ZENGZhijian(HunanIndustryPolytechnic,Changah410208,Flunan)AbstractUtilizingtheknowledgeofbiomeehaniesesnoptimizethePLteaching.Inthepaper,biomechaniesknowledgeisconnectedwiththetrackandfieldandballteachingtogiveguidancetotheapplicationofsportsbiomechaniesinP.E.teaching.Keywordssports;biomechanies;PE;teaching当前.体育教学由于教师忽视人体组织结构的解剖与生理特点,导致教学效果不明显,甚至造成学生运动性损伤等情况比比皆是.这些现象的出现,急待我们以生物力学理论为依据,遵循生物力学基本原理,把握运动动作的本质规律,以此提高体育教学效果.运动生物力学应用于运动教学,不但有利于对动作的理解和分析,而且可以对动作技术推陈出新.改进动作,发展技术,提高成绩,这已被广大教练员和运动员所接受.在体育教学中,如何运用运动生物力学知识指导教学,这是我们体育教师探讨的热点.一,体育教学中运用生物力学知识的重要性在自然环境中,人体无论处于静止还是运动状态,都是处于力的作用之中.在力的作用下,人体和由人所带动的运动器械的运动状态要发生数值和方向上的变化,为了揭示运动发生的原因和变化的情况,就必须研究运动的动力学特征.动力学的基本任务,就是研究物体的运动和物体受力的关系.体育教学中,任何技术动作都是在人体自身的外力与内力的整体作用下完成的,运动生物力学原理贯穿在每个运动技术动作中.因此,体育教学中,任何合理的运动都必须符合人体解剖学,运动生物力学原理及运动规律.运动生物力学是体育教学存在和发展的最重要的理论依据之一,体育教学与运动生物力学原理交融渗透,密不可分.美国着名短跑选手刘易斯的教练汤姆.雷特兹博士认为:对刘易斯进行科学的指导,即把生物力学原理应用于他的训练,教给了适合他身体条件的动作和乎力学原理的姿势.由此,我们可以看出,体育教学在向学生传授运动技术的同时,必须首先讲解运动技术的生物力学特性,教会学生掌握合乎力学原理的动手术动作,在掌握合理技术的基础上,尽量使每个学生按照其自身特点去改进技术动作.作为一名合格的体育教师.必须对运动生理学,技能学,生物力学等基础知识有所了解.而在这些基础理学科中,生物力学将使体育教师对人体运动的原理,影响人体动动的内力和外力作用,以及使物体产生运动的原因等有更好的理解,对帮助体育教师识别哪些技术是不正确的,哪些是正确的,哪些是合理的,哪些是不合理的原因和结果等.更为重要的是体育教师在教学中结合运动技术讲授运动生物力学知识,学生容易理解和掌握,克服了在教学中局限于对技术运动外在的描述,能够有效分析技术动作的优劣.因此,在体育教学中,将运动生物力学知识有机地同体育教学相结合,对研究各项动作技术,确立动作技术原理,建立动作技术模式来优化体育教学方法是非常必要的.二,运动生物学知识在教学中的应用体育学科同其它学科一样,同样需要不断完善和发展,以适应当今学生对知识的渴求.通常学生所喜爱的体育教师不仅能做准确而优美的动作示范,而且在教学中能结合学生已有的力学知识去传授技术动作.为此,我们在这几年在教学中,结合技术教学向学生讲授各种技术的动作的生物力学知识,收到了良好的效果.1.运动生物力学在田径课教学中的运用大多短跑研究认为,步频和步幅的提高主要在着地阶段.因此,在短跑课教学中,向学生讲解运动生物力学对跑速的影响因素,对提高步频和步幅,处理好着地时脚的着地点的距离收稿日期2007-03-30作者简介刘霞(1958一),男,湖南长沙人,湖南工业职业技术学院高级讲师,研究方向:体育教学与训练;曾志坚(1968一),男,湖南湘潭人,湖南城建职业技术学院副教授,研究方向:体育教学与训练.第2期刘霞,曾志坚:运动生物力学在体育教学中的应用153具有重要的指导作用.在实际教学中,我们还运用秒表和皮尺对技术动作的运动学特征作简单的测试分析,以了解运动规律,剖析技术动作,从而达到定量分析评价每个学生的技术动作的优劣.例如:在测定学生百米全程序逻辑和各段的速度,步幅和步频的变化情况,方法是将100米分为5段(每段20米)用接力的方法记录各段的时问并记录步数,丈量步长,根据公式v=s/t和步频=步数/时间,即可得出百米全程和各段落中的平均速度,步长和平均步频的变化情况.如2003级某女生20米行进间跑的时间为2/9,步数为11步,步长为1.81米,根据上面公式得出该段落的平均速度为6.9米/秒,平均步频为4.1步/秒.由此,可以看出,如果不利用运动力学理论与原理,就不能有效分析,支撑腿的运动范围大小,着地时间的长短,人体受前支撑反力的水平阻力就会变大,从而产生减速现象,使步频降低.只有有效利用力学原理,分析脚的着地点与身体重心投影点的距离大小,就能解决前支撑反作用力的水平阻力问题,减少脚的着地时间就短,使身体向前运动的冲量增加,从而达到在不影响步频的基础上,增大步的目的.在体育教学中,这样的分析讲解,使学生了解那种为增大步长而采用踢小腿的跑法是不可取的,加深了学生对扒地技术的理解掌握,提高步频的练习方法,从而达到对症下药的教学目的.铅球教学中学生普遍反应:有劲使不上,用劲推不远.面对学生的反馈意见,我们进行了认真的分析研究,运用力学原理,通过测量出手高度,铅球的飞行时间和远度,推算出掷铅球时的初速度和出手角度.应用运动力学知识进行分析讲解技术动作,并安排针对性的练习,加快了学生对动作的理解与掌握,完成教学任务,提高学生运动成绩.如:2003级某女生推铅球的出手高度h=1.80米(按最后用力时出手的姿势来测量,即从出手点挂一根皮尺垂直到地面)远度s=7.25米,飞行时问t=1.48秒.经过计算得知,该生的出手速度为7.8秒,出手角度为37.2.,而最佳期出手角度为4JD.2.,说明该生的出手角度偏小,影响投掷远度.为此我们要求该生在保持出手主,高度不变的情况下,适当增加出手角度和出手速度,结果成绩明显提高了.2.运动生物力学在球类课教学中的运用在蓝球教学中,投篮是篮球运动中最基本,最重要的技术,而单手肩上投篮又是最基本,应用最广泛的投篮技术.但由于受传统观念及一些教科书技术分析错误的影响,出现了以系列的错误,导致了篮球技术水平得不到有效提高.因此,在实际教学中,我们结合篮球技术教学讲解生物力学知识,使学生对身体稳定性与投篮发力规律,提肘动作等规律的认识有了进一不了解.在篮球教学中,地面对身体的支撑反作用力,是单手肩上定位投篮的力源,两脚蹬地力量的人小和方向,自接关系到投篮用力的人小和方向,从而造成了球离手后的飞行方向,所以投篮用力前,在保证身体具有足够稳定性的前提下,适当地减少身体的前后稳定角,以利于投篮用力时使身体重心尽快地在身体的前上方超越支撑面的范围,破坏平衡,达到快速地向前上方蹬地用力的目的.,运用力学的基本原理剖析双手胸前传接球动作以及当手接触球就做屈肘回收动作教学时,我们运用动量定理(FxAt=/Xmv)可知,高速传来的球所有的动量Amv,要在接球过程中使之变为零,必须施加等大的冲量Ft接球时问t越长,则所受到的冲力下愈小,从而不会使手指挫伤.讲解后,学生易接受,比单纯强调接球时要屈肘后收放要好.再如在跳远教学中,学生问:怎样才能跳得最远?我们由式S=V.2sin2g可知,最大远度和初速平方成正比,并且与腾起角有关系,在初速保持不变的情况下,为使s值最大,必须便sin2=1,这时2qo=90.,p=45.,也就是说,人体重心和水平线成45.倾角抛出时将获得最大的远段.但这是有条件的,即当人体的起跳点和落地点在同一水平面上,且不考虑空气阻力等条件,才符合这个原理,所以,人体在跳远时不可能使腾起角达到45.,因此,提高跳远成绩的关键是在保持适宜的腾起角的情况下,尽量增大起跳时初速度,从而使学生明确为什么上板前要积极加速,而不能减速的道理.此外,在足球教学中,为什么规则上禁止用蹬踏的踢法?因为骨本身对外力的抵抗能力是不同的.分为压缩负荷,弯曲负荷,拉伸负荷和扭转负荷等四种形式,而蹬踏动作使对方胫骨受到弯路曲负荷的作用,容易造成骨折,同样在摔倒时用直臂撑地容易发生肱骨骨折,这是由于支撑反作用与胸大肌的拉力,对肱骨形成弯曲负荷的作用,所以在摔倒时,手臂要进行屈曲以及时缓冲,就会减少肱骨的弯曲负荷的作用,避免外伤的发生,这样有助于学生正确掌握技术要领,领会竞赛规则的实质,学会自我保护的方法.在踢凌空球时,如何才能把助跑所获得的动量MV最大限度地转移到踢球脚上,支撑脚形成稳固的支撑是至关重要的.因此,我们运用力学原理,首先要判断来球的运行轨迹并确定击球点,踢球时身体侧对出球方向,支撑脚跨上一步,脚尖指向出球方向,上体向支撑脚一侧倾斜,踢球腿的大腿高抬接近与地面平行,然后以大腿带动小腿急剧向出球方向摆动,用脚背正面踢球的后中部,同时身体随之向出球方向扭转.踢球瞬问,正脚背迎球并快速有力踢球.踢球后人体面对出球方向.2通过十几年的教学实践,我们认为:在体育教学中传授生物力学知识,可有助于体育教师选择正确的方法和手段,使教学合理,科学,从而达到提高教学质量目的,促进体育教师自身理论水平的提高.在体育教学中,普及不可缺少的有关生物力学知识,比单纯讲技术效果要好,它不但可以使学生了解技术动作的本质,掌握合理