雙杠練習(xí)器的設(shè)計(jì)與研究

鮑王鈺，湯敬東

1 雙杠練習(xí)器的設(shè)計(jì)意義

在各項(xiàng)體操項(xiàng)目的練習(xí)中，雙杠項(xiàng)目一直存在一系列較難克服的問(wèn)題：一是在雙杠練習(xí)中，初學(xué)者由于力量等素質(zhì)的欠缺，較難掌握各種雙杠動(dòng)作(如：初學(xué)者雙臂的力量支撐不起自身的重量，身體協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的控制力不足等。)；二是安全保護(hù)性能低的傳統(tǒng)雙杠器械，使練習(xí)者產(chǎn)生恐懼心理(例：一次沒受到保護(hù)，導(dǎo)致做動(dòng)作怯手怯腳。)；三是傳統(tǒng)雙杠摩擦力較大，導(dǎo)致使用者受到損傷的機(jī)率增大，練習(xí)效率低(例：掛臂屈伸上對(duì)學(xué)生大臂內(nèi)側(cè)的摩擦。)。傳統(tǒng)雙杠教學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生的練習(xí)障礙給大多數(shù)練習(xí)者造成生理上的損傷，以及心理上的畏懼，嚴(yán)重地降低了練習(xí)者的雙杠動(dòng)作練習(xí)效率，影響其完成質(zhì)量。這種情況對(duì)于長(zhǎng)期從事體育學(xué)習(xí)、訓(xùn)練的學(xué)生進(jìn)行體操專項(xiàng)素質(zhì)雙杠技術(shù)練習(xí)時(shí)感受明顯，在練習(xí)中所遭遇到的各種困難都有較為深刻的體會(huì)。故以此設(shè)計(jì)并研發(fā)新型的雙杠練習(xí)器視作創(chuàng)新性課題，目的在于提高雙杠傳統(tǒng)器材的安全指數(shù)和穩(wěn)定指數(shù)、提升練習(xí)者的接受程度、降低訓(xùn)練中的不必要的損傷、促進(jìn)高難動(dòng)作學(xué)習(xí)的效率。如此一來(lái)，對(duì)于從事雙杠練習(xí)中的人來(lái)說(shuō)更好地達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)以及增強(qiáng)體質(zhì)、增進(jìn)健康的目的;另一方面也大大的提高廣大的體操教學(xué)工作者的教學(xué)效率，所以對(duì)雙杠技術(shù)的教與學(xué)均起到積極的有益效用。

2 雙杠練習(xí)器的設(shè)計(jì)思路

體操教學(xué)的內(nèi)容以單杠、雙杠、技巧、基本體操和跳躍為主。其中雙杠是重要的教學(xué)內(nèi)容，也是學(xué)生必須要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)過(guò)程中身體將受到各種方面的損傷，這是雙杠練習(xí)器的設(shè)計(jì)來(lái)源。見表1。

表1 損傷項(xiàng)目數(shù)據(jù)表

從表1看出在體操項(xiàng)目中，在練習(xí)雙杠過(guò)程中，損傷的比例最高。

2.1 研究背景

由于器械體操的特點(diǎn)就是在于其的動(dòng)作技術(shù)變化多樣，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)身體的控制能力要求很高，在練習(xí)過(guò)程中時(shí)常會(huì)有傷害事故出現(xiàn)，所以需要使用充分的保護(hù)與幫助。根據(jù)練習(xí)需要設(shè)計(jì)的雙杠練習(xí)器，可以根據(jù)學(xué)生掌握技術(shù)的情況，調(diào)節(jié)保護(hù)裝置的不同位置，有效的消除學(xué)生練習(xí)中的恐懼心理，樹立學(xué)生練習(xí)的勇氣和自信心，從而完成動(dòng)作。雙杠練習(xí)器的研究條件主要有三方面。

2.1.1 輔助練習(xí)器材可以減少練習(xí)失誤增強(qiáng)自信心

學(xué)生對(duì)雙杠的恐懼心理是可能來(lái)源于多個(gè)方面，例如對(duì)體操運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)不足；學(xué)生的心理素質(zhì)不高；學(xué)生的身體素質(zhì)不高；教師的教學(xué)方法不當(dāng)；學(xué)校的體操運(yùn)動(dòng)器械不完善；對(duì)身體的損傷比較大等，針對(duì)這些方面，在傳統(tǒng)雙杠上進(jìn)行改進(jìn)，加入了可移動(dòng)的保護(hù)球，可以保護(hù)學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中降低損傷的程度，減少練習(xí)的失誤率，從而增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

2.1.2 輔助教師進(jìn)行保護(hù)幫助

在體操教學(xué)中，保護(hù)和幫助是教學(xué)過(guò)程中的重要手段，它不但提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也能防止運(yùn)動(dòng)外傷。在雙杠練習(xí)器上進(jìn)行教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)練習(xí)失誤時(shí)，雙杠練習(xí)器上的可移動(dòng)保護(hù)球可以輔助教師進(jìn)行保護(hù)幫助，繼而降低教師的教學(xué)壓力，也提高課堂教學(xué)質(zhì)量?？杀苊鈱W(xué)生受傷或降低損傷程度，減少學(xué)生練習(xí)中的心理恐懼感，增強(qiáng)自信心，以盡快的完成動(dòng)作。

2.1.3 降低運(yùn)動(dòng)損傷

雙杠練習(xí)器運(yùn)用機(jī)械性原理和生理學(xué)依據(jù)對(duì)傳統(tǒng)雙杠進(jìn)行改造，并增加可移動(dòng)的保護(hù)球設(shè)施，大大的降低了練習(xí)者發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷的機(jī)率，增強(qiáng)練習(xí)者的自信心，從而有效的提高了練習(xí)者掌握動(dòng)作技術(shù)的能力。

2.2 雙杠練習(xí)器的特色

體操中的雙杠是群眾較容易接觸到的健身項(xiàng)目。在沒有有效的保護(hù)與幫助下，它對(duì)人體的損傷程度會(huì)比較大。雙杠練習(xí)器從安全保護(hù)的設(shè)計(jì)原理出發(fā)，具有以下特色。

2.2.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎、易于操作

該雙杠練習(xí)器創(chuàng)新性強(qiáng)，材料獲取方便，結(jié)構(gòu)新穎，制作簡(jiǎn)單，便于操作，采用特定的、較厚實(shí)、有彈性的材料。在實(shí)際使用過(guò)程中練習(xí)者可靈活的、自如的調(diào)節(jié)練習(xí)器，體現(xiàn)了以人為本，為人所用的理念。

2.2.2 實(shí)用性強(qiáng)、便于普及，適用于學(xué)校以及社區(qū)的教學(xué)與健身

此練習(xí)器采用的材料極其簡(jiǎn)單方便，不論在制造過(guò)程還是使用過(guò)程，具有操作性強(qiáng)、靈活性大等特點(diǎn)。如今體操項(xiàng)目已進(jìn)入各階段體育教育當(dāng)中，包括小學(xué)也提倡進(jìn)行體操等身體練習(xí)，體操運(yùn)動(dòng)的普及性使得不論是在大學(xué)、中小學(xué)還是其他社區(qū)體育當(dāng)中都很大程度地對(duì)體育知識(shí)、尤其是雙杠的理念的更新，更重要的是對(duì)雙杠的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)化的調(diào)整與改進(jìn)，使其符合社會(huì)發(fā)展和人文發(fā)展的內(nèi)涵。

2.2.3 性能穩(wěn)定不易損壞

此雙杠練習(xí)器所采用的特殊化的海綿材料，幾乎不受氣候、溫度、濕度、壓力等外界環(huán)境因素所破壞。只要不是人為刻意破壞，在正常進(jìn)行地教育教學(xué)環(huán)境當(dāng)中，是可以承擔(dān)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的使用的。

2.2.4 結(jié)構(gòu)合理，輔助與練習(xí)兩用

因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，可根據(jù)個(gè)人具體情況進(jìn)行靈活的調(diào)整。所有不論是在教學(xué)過(guò)程中可承擔(dān)的保護(hù)與幫助的作用，也可在個(gè)人平時(shí)的練習(xí)中擔(dān)當(dāng)輔助練習(xí)和保護(hù)的角色。雙杠練習(xí)器的存在，既具備輔助的作用，也擁有調(diào)整個(gè)人練習(xí)的效果。

2.2.5 較高的安全保障，消除練習(xí)者的恐懼心理

材料的特性決定了它的價(jià)值。首先由于材料柔軟、彈性大。在練習(xí)過(guò)程中起到了緩沖和摩擦的作用，兩大難題的攻克，自然使得練習(xí)者的恐懼心理的消除，便于練習(xí)者對(duì)新技能學(xué)習(xí)的動(dòng)力，也為練習(xí)者在獨(dú)自練習(xí)的過(guò)程中保駕護(hù)航。

3 雙杠練習(xí)器的基本構(gòu)造與應(yīng)用價(jià)值

3.1 雙杠練習(xí)器的基本構(gòu)造

雙杠練習(xí)器的基本構(gòu)造如圖1所示。

傳統(tǒng)的雙杠 雙杠練習(xí)器

3.2 雙杠練習(xí)器的應(yīng)用價(jià)值

如圖1所示，雙杠練習(xí)器與傳統(tǒng)的雙杠相比較，雙杠練習(xí)器更加人性化。主要特點(diǎn)如下。

3.2.1 有利于幫助學(xué)生克服恐懼心理

雙杠練習(xí)器主要是在傳統(tǒng)的雙杠上進(jìn)行改造，每個(gè)橫杠上多加兩個(gè)立桿，以致在原來(lái)四個(gè)交接點(diǎn)上又多了四個(gè)交接點(diǎn)，原有的四個(gè)交接點(diǎn)用特殊的螺絲固定，這種螺絲的調(diào)節(jié)可以改變交接點(diǎn)的松緊程度，新增的四個(gè)交接點(diǎn)選用阻力調(diào)節(jié)器和摩擦盤進(jìn)行連接。當(dāng)螺絲處于最緊時(shí)，雙杠練習(xí)器就變成了傳統(tǒng)的雙杠。把螺絲調(diào)松后，就可以讓阻力調(diào)節(jié)器和摩擦盤來(lái)控制橫杠，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度，根據(jù)雙杠練習(xí)中，人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的力學(xué)規(guī)律出發(fā)，對(duì)傳統(tǒng)雙杠進(jìn)行改進(jìn)，利用摩擦盤和阻力調(diào)節(jié)器來(lái)控制橫杠，減輕杠面對(duì)身體的摩擦，從而減少學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)損傷，有利于幫助學(xué)生克服恐懼心理，敢于大膽練習(xí)，可以在短時(shí)間內(nèi)體會(huì)、建立正確的動(dòng)作定型，提高動(dòng)作的準(zhǔn)確性。

3.2.2 確保學(xué)生練習(xí)過(guò)程中的安全

在體操運(yùn)動(dòng)中，發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷后，損傷程度較輕的，那么在短時(shí)間內(nèi)會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)、生活帶來(lái)一定程度上的不便；損傷程度較重的，不只是短時(shí)間內(nèi)的不便，對(duì)今后的生活可能會(huì)存在一定的影響。由此可見，器材的安全保護(hù)功能高是器材決定性的優(yōu)勢(shì)。在雙杠練習(xí)器上的腿部和腕部的可移動(dòng)保護(hù)球大大的提高了雙杠的安全保護(hù)功能，在練習(xí)者出現(xiàn)失誤的時(shí)候起保護(hù)的作用，即減少運(yùn)動(dòng)損傷，又加強(qiáng)教學(xué)質(zhì)量。見表2。

表2 損傷部位數(shù)據(jù)表

從表2可知:在體操練習(xí)中，身體的手腕、腰部以及腿部的損傷百分比較高，而雙杠練習(xí)器上的可移動(dòng)保護(hù)球可以有效的保護(hù)重點(diǎn)損傷部位。

3.2.3 提高教學(xué)訓(xùn)練效果

在雙杠技術(shù)動(dòng)作的學(xué)習(xí)過(guò)程中，使用雙杠練習(xí)器會(huì)縮短學(xué)習(xí)進(jìn)程，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立的完成動(dòng)作，提高了學(xué)生的自信心，減輕了教師的工作強(qiáng)度。教師能夠利用更多的精力和時(shí)間在其他方面，例：學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)作之前的基礎(chǔ)訓(xùn)練，學(xué)習(xí)動(dòng)作過(guò)程中的錯(cuò)誤，完成動(dòng)作的質(zhì)量以及優(yōu)美程度等，適時(shí)的反饋于學(xué)生，在教學(xué)訓(xùn)練方法和教學(xué)訓(xùn)練效果上都有所提升。

3.2.4 適用性強(qiáng)，便于普及

雙杠練習(xí)器適用于不同的人群，可根據(jù)不同人群的特點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)練習(xí)器。由于體操練習(xí)者的普遍身高偏矮，而傳統(tǒng)的雙杠對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)難度系數(shù)較大，對(duì)其的生理上和心理上都會(huì)造成一定程度上的影響，雙杠練習(xí)器可以合理地調(diào)節(jié)立杠的高度，不僅加快了學(xué)生完成動(dòng)作的速度，還能提高動(dòng)作的質(zhì)量，降低練習(xí)者的恐懼心理，提高對(duì)體操學(xué)習(xí)的信心。雙杠練習(xí)器的此類特點(diǎn)大大的提高了大眾對(duì)其的認(rèn)可，從而更有助于客戶使用，普及和推廣。

4 雙杠練習(xí)器的發(fā)展前景

4.1 實(shí)施全民健身國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2017年8月27日，習(xí)近平總書記在天津會(huì)見全國(guó)體育先進(jìn)單位和先進(jìn)個(gè)人代表等時(shí)強(qiáng)調(diào)，加快建設(shè)體育強(qiáng)國(guó)，就要堅(jiān)

持以人民為中心的思想，把人民作為發(fā)展體育事業(yè)的主體，把滿足人民健身需求、促進(jìn)人的全面發(fā)展作為體育工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，落實(shí)全民健身國(guó)家戰(zhàn)略，不斷提高人民健康水平。把群眾性體育納入全運(yùn)會(huì)，組織人民群眾廣泛參與，就更好起到了舉辦全運(yùn)會(huì)的作用。這為體育事業(yè)改革發(fā)展進(jìn)一步指明了方向。隨著全民健身以及健康中國(guó)等戰(zhàn)略的提出，我國(guó)體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模到2025年預(yù)計(jì)達(dá)5萬(wàn)億元，未來(lái)十年內(nèi)體育產(chǎn)業(yè)總規(guī)模需增長(zhǎng)16倍左右，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為20%。國(guó)家政策對(duì)體育產(chǎn)業(yè)不斷傾斜、地方政府不斷落實(shí)跟進(jìn)，促成了體育產(chǎn)業(yè)良好的發(fā)展前景。發(fā)展體育產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)體育消費(fèi)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意義非常重大。對(duì)雙杠練習(xí)器的設(shè)計(jì)與研究滿足其體育消費(fèi)市場(chǎng)的專業(yè)化和個(gè)性化需求，增強(qiáng)中國(guó)體育用品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，建立體育品牌。實(shí)施全民健身國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展，雙杠練習(xí)器隸屬于體育產(chǎn)業(yè)的一部分，具有良好的發(fā)展前景。

4.2 體操初學(xué)者在雙杠學(xué)習(xí)中需要輔助器材

由于初學(xué)者在雙杠訓(xùn)練的初始階段在身高、力量、耐力等方面水平較低。傳統(tǒng)雙杠友好性差，提高了練習(xí)者在雙杠訓(xùn)練過(guò)程中的受傷幾率，容易引起練習(xí)者心理恐懼，使后期訓(xùn)練的難度增大，而雙杠練習(xí)器在使用過(guò)程中可以根據(jù)練習(xí)者的實(shí)際狀況與需要來(lái)調(diào)節(jié)豎杠，針對(duì)練習(xí)者的易損部位加以保護(hù)，從而增加訓(xùn)練安全性，必然會(huì)被眾多訓(xùn)練者接納，所以雙杠練習(xí)器的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

5 結(jié)語(yǔ)

雙杠練習(xí)器可以作為輔助練習(xí)的工具，因其具有簡(jiǎn)易的構(gòu)造，較高的安全性和較低的推廣難度等特點(diǎn)，保證了運(yùn)動(dòng)器械的普及性，減少練習(xí)過(guò)程中的不必要的損傷幾率，幫助訓(xùn)練者熟練運(yùn)用該器械，促進(jìn)肌肉記憶知覺，提高訓(xùn)練效率，保證訓(xùn)練的安全性。雙杠練習(xí)器在體操教學(xué)中運(yùn)用，可以緩解教師教學(xué)壓力，提高學(xué)生訓(xùn)練效率，為學(xué)生的訓(xùn)練過(guò)程提供全面保護(hù)，提高體操教學(xué)訓(xùn)練的工作質(zhì)量。在“以人為本”的發(fā)展前提下，雙杠練習(xí)要求動(dòng)作穩(wěn)定性就必然加大阻力(即摩擦力)，在練習(xí)中減少阻力時(shí)會(huì)增加安全風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)又被雙杠練習(xí)器的保護(hù)措施給抵消了。雙杠練習(xí)器的靈活度很高，在使用中要加強(qiáng)對(duì)雙杠練習(xí)器的“度”的把控。

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