足球腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿運動學(xué)特征分析

李 璐，黃傳兵，李建朋

(寧波大學(xué) 體育學(xué)院，浙江 寧波 315211)

0 前 言

踢球技術(shù)是足球運動中的重要技術(shù)之一，而腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)則是踢球技術(shù)中一項必須掌握的基本技術(shù)，它在訓(xùn)練教學(xué)和比賽中有著舉足輕重的作用[1]。對于體院的學(xué)生來說，由于自身專業(yè)優(yōu)勢和訓(xùn)練年限，其水平又相對來說更為高超一些，此外由專業(yè)設(shè)置來看，運動訓(xùn)練專業(yè)學(xué)生比體育教學(xué)、社會體育指導(dǎo)與管理等專業(yè)的學(xué)生在足球競技水平上也存在一定的差距，但是從目前相關(guān)學(xué)生的足球教學(xué)和訓(xùn)練來看，更多的在依靠一種經(jīng)驗教學(xué)和訓(xùn)練的方式，無論是教師還是運動隊教練都難以通過直觀的數(shù)據(jù)化材料來嚴(yán)格地把控和糾正學(xué)生的足球技術(shù)動作。因此借助運動生物力學(xué)的方法來將足球訓(xùn)練方法落實在每一個微小的技術(shù)動作上就顯得尤為重要。此前，利茲·諾蘭[2]利用電影拍攝的方法對在踢球時地面對支撐腿的反作用力還有擺動腿髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的運動軌跡與數(shù)據(jù)進行記錄；而張貽琪學(xué)者[3]利用日產(chǎn)的“3M”型攝像機對側(cè)身到底滑行鏟踢球技術(shù)進行了生物力學(xué)的相關(guān)分析研究。張挺安[4]采用日產(chǎn)的NACE-10型高速攝像機對足背正面踢定位球踢球腿擺動速度進行分析。郭尼、部義峰、劉海瑞等[5-7]人都通過vicon三維運動捕捉系統(tǒng)對踢球技術(shù)進行分析。但現(xiàn)階段大部分的研究均集中在腳背內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)，部分涉獵到其他踢球技術(shù)的都是泛泛而談，對腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)的相關(guān)研究少之又少，因此對腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)進行運動學(xué)研究，來幫助我國體育學(xué)院學(xué)生足球?qū)ｍ椖芰Φ奶岣唢@得十分重要。

1 研究對象與方法

1.1研究對象

本研究的研究對象是不同水平體院學(xué)生腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿的運動學(xué)特征。本研究的測試對象是8名寧波大學(xué)足球隊國家二級及以上且從事足球運動6年以上的運動員、8名寧波大學(xué)體育教育專業(yè)足球?qū)Ｐ薨鄬W(xué)生、8名寧波大學(xué)體育教學(xué)專業(yè)足球普修班學(xué)生進行實驗，且這24個人下肢并無損傷，優(yōu)勢腳都為右腳。

表1 受試人員基本情況一覽表

1.2研究方法

1.2.1 運動學(xué)測試。用8臺Vicon三維紅外高速照相機拍攝運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)動作的全過程，以最大力量完成腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)動作。采用立體定點定焦同步進行的拍攝方法，每人踢球3次，足球必須踢進距離門框7m的指定門框內(nèi)，取實驗效果最佳一次。運動學(xué)測試采用Vicon(Eight-Camera)三維運動捕捉系統(tǒng)(Oxford Metrics Ltd.,Oxford,UK)及Vicon Nexus 軟件內(nèi)置的Plug-in Gait模型對受試者進行下肢運動學(xué)數(shù)據(jù)采集。按照實驗內(nèi)容，受試者按照人體關(guān)節(jié)點分布，將(Maker)標(biāo)志點粘貼在人體下肢關(guān)節(jié)處，一共16個點(LASI、RASI、LPSI、RPSI、LTHI、RTHI、LKNE、RKNE、LTIB、RTIB、LANK、RANK、LHEE、RHEE、LTOE、RTOE)，通過對數(shù)據(jù)的整理，計算出關(guān)節(jié)標(biāo)志點關(guān)節(jié)的運動學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)。

圖1 拍攝現(xiàn)場示意圖

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計法。統(tǒng)計學(xué)軟件Spss17.0對所要分析的運動學(xué)參數(shù)進行科學(xué)的統(tǒng)計處理，對三組運動員踢球技術(shù)動作所選定的指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用兩獨立樣本T檢驗的方法判斷它們之間的差異性，結(jié)果用均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差表示，符號為±。差異性用P表示，P>0.05說明兩組之間沒有差異性，P<0.05，說明兩組之間具有顯著差異性，P<0.01說明兩者之間具有非常顯著差異性。

2 研究結(jié)果與分析

2.1踢球腿前擺時間變化特征

就腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)的擺動腿分析來看，擺動腿后擺是為了給前擺提供足夠的動力勢能，擺動腿能夠在快速充分的后擺基礎(chǔ)之上為前擺創(chuàng)造更大的擺動空間，尤其是小腿加速的前擺空間。與此同時，擺動腿快速后擺可以在短時間內(nèi)對前擺所需要的腿部肌群進行最大程度的快速牽拉，確保在擺動腿快速前擺時保證腿部肌肉纖維的最佳初始長度，最大化的提高肌肉收縮的效果，從而提高擺動腿前擺的最大速度，進而獲得最大的射門力量[8、9]。由此看來，與足球運動員射門練習(xí)更為緊密的是擺動腿的前擺速度和角度，這直接決定踢球的力度和速度。

表2 高水平組與專修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿前擺時間(s)

表3 高水平組與普修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿前擺時間(s)

表4 專修組與普修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿前擺時間(s)

從表2、表3、表4中所示的數(shù)據(jù)來看，在三個組別腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿前擺時間方面，高水平組學(xué)生在大腿前擺時間、小腿前擺時間以及擺動腿前擺總時間三個方面的耗時均明顯的少于專修組(P<0.05，存在顯著性差異)和普修組學(xué)生(P<0.01，存在非常顯著性差異)。而專修組學(xué)生在大腿前擺時間、小腿前擺時間和擺動腿前擺總時間方面的耗時要明顯少于普修組(P<0.05，存在顯著性差異)，因此從整體上來看，高水平組學(xué)生在腳內(nèi)側(cè)踢球時，擺動腿前擺時間上要明顯好于專修組和普修組學(xué)生，而專修組學(xué)生則在腳內(nèi)側(cè)踢球時，擺動腿大腿前擺時間和擺動總時間上要優(yōu)于普修組學(xué)生。與此同時，三個組別運動員的小腿前擺時間都要短于大腿前擺時間。

從實際動作的分析來看，當(dāng)運動員腿部開始進行前擺動作時，運動員的助跑動作已經(jīng)結(jié)束，大腿后擺已經(jīng)完成，大腿開始以髖關(guān)節(jié)作為軸心點由后向前擺動，大腿的前擺過程中會逐漸地減少擺動速度，以便能夠更為精確地將助跑和擺動腿后擺的所帶來的動力勢能傳遞給負責(zé)完成擊球動作的小腿，此時小腿在大腿前擺過程中，同樣會以膝關(guān)節(jié)為軸心點開始做出前擺動作。但是需要注意的是，當(dāng)大腿開始做出前擺動作時，小腿依然在短時間內(nèi)做出后擺動作以便同大腿內(nèi)側(cè)拉近距離，從而能夠最大程度地減少小腿在隨意擺動過程中所消耗的動能，從而創(chuàng)造出最佳的擊球速度和擊球力量。

就三組學(xué)生的對比情況來看，由于在整個腿部前擺的動作來看，小腿前擺的距離要小于大腿，因此在時間上要略少于與大腿前擺。但是從三組學(xué)生之間的差異來看，高水平組學(xué)生要明顯優(yōu)于專修組學(xué)生和普修組學(xué)生。一方面，高水平組在力量素質(zhì)上要優(yōu)于普修組和專修組學(xué)生，腿部肌肉的橫斷面積和肌纖維數(shù)量要好于其他兩組學(xué)生，因此在做出前擺動作時在提高肌肉收縮效果時更為理想，因此能夠進一步發(fā)揮腿部力量優(yōu)勢，加快整個擺動腿前擺的速度。另一方面，高水平組學(xué)生在足球技能方面更為優(yōu)越，其對于擺動腿前擺技術(shù)的掌握程度更為理想，因此在大腿前擺的過程中，小腿能夠始終保持與大腿之間較少的距離，最大程度地減少小腿擺動過程中所消耗的動能，為小腿最終的前擺動作積蓄更多的動力勢能。

2.2踢球腿擺動的位移特征

踢球腿擺動的位移特征也可以稱作是幅度特征，是指擺動腿因為其所產(chǎn)生的擺動動作出現(xiàn)了空間位移情況，這種空間位移或幅度的計算范圍是擺動腿擺動的最高點與最低點之間的位移距離，這種距離一般情況下用角度表示。

表5 高水平組與專修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿擺動幅度(°)

表6 高水平組與普修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿擺動幅度(°)

表7 專修組與普修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿擺動幅度(°)

從表5、表6、表7中所示的數(shù)據(jù)來看，在三個組別腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿擺動幅度方面，高水平組學(xué)生在大腿后擺幅度、小腿前后幅度、大腿前擺幅度和小腿前擺幅度四個方面的均大于專修組和普修組學(xué)生(P<0.01，存在非常顯著性差異)。而專修組學(xué)生和普修組學(xué)生在四個指標(biāo)的測試方面則無顯著性差異，因此從整體上來看，高水平組學(xué)生在踢球內(nèi)側(cè)擺動腿擺動幅度上要明顯好于專修組和普修組學(xué)生，而專修組學(xué)生則在踢球內(nèi)側(cè)擺動腿擺動幅度上同普修組學(xué)生較為類似。此外，三個組別學(xué)生的前后擺動上，大腿擺動幅度均小于小腿擺動幅度。

首先，三組學(xué)生在擺動腿擺動后擺幅度上的顯著差異主要原因就是專修組和普修組學(xué)生在腿部力量素質(zhì)上同高水平組學(xué)生之間存在較大的差異，肌肉力量不足導(dǎo)致專修組和普修組學(xué)生腿部肌肉的收縮能力要小于高水平組學(xué)生，從而使得腿部在克服主動肌力量性上明顯不足，使得腿部在后擺上并能夠充分的發(fā)揮應(yīng)有的肌肉力量，引起擺動幅度的減少。專修組和普修組學(xué)生由于在腿部后擺幅度上的不足，進一步壓縮了擺動腿的前擺空間，特別是小腿部位在大腿前擺停止之后進一步加速擺動的空間。另一方面，由于專修組學(xué)生和普修組學(xué)生在足球技術(shù)訓(xùn)練上的系統(tǒng)性比較差，細節(jié)動作的訓(xùn)練不到位，導(dǎo)致兩組學(xué)生在后擺時空間不足，同時在前擺過程中無法保證小腿與大腿之間的最小距離，同時在大腿制動上也沒有掌握相應(yīng)的技巧，在大腿前擺的過程中，小腿并未小幅后擺以保持與大腿之間的距離，反而會由于力量和技術(shù)差異讓小腿在慣性作用下也隨大腿小幅前擺，這就進一步縮小了小腿前擺的加速距離，從而減少了擺動的幅度。

2.3踢球腿擺動的速度特征

與其他運動中水平面直線位移的形式相比，運動員在腳內(nèi)側(cè)踢球時的擺動腿擺動是圍繞髖關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)所進行的繞冠狀軸環(huán)狀轉(zhuǎn)動位移，因此單純的用直線距離的度量單位來衡量擺動腿的速度不僅不利于相關(guān)測試數(shù)據(jù)的解讀，同時也不利于研究者對擺動速度的判讀。因此對于擺動腿擺動速度的描述更應(yīng)該使用用于環(huán)狀運動距離的角速度度量單位[10]。

表8 高水平組與專修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿角速度

從表8、表9、表10中可以看出，高水平組學(xué)生在大腿最大后擺角速度、小腿最大后擺角速度、小腿最大前擺角速度、膝關(guān)節(jié)角速度四個指標(biāo)上都同專修組和普修組學(xué)生具有顯著性的差異，但是大腿最大前擺角速度三方之間不存在顯著性的差異。專修組除去大腿最大前擺角速度這一指標(biāo)之外，其他四項指標(biāo)都同普修組存在顯著性差異。

表9 高水平組與普修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿角速度

表10 專修組與普修組運動員腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)擺動腿角速度

首先，從數(shù)據(jù)對比中可以看出，高水平組學(xué)生在大腿后擺最大角速度與小腿后擺最大角速度上都要明顯好于專修組和普修組學(xué)生。造成這種現(xiàn)象的主要原因還是三組學(xué)生之間的專項力量上的差異性，專修組和普修組學(xué)生的力量素質(zhì)相對于高水平組學(xué)生來說比較差，主要表現(xiàn)為在進行擺動腿動作時的肌肉收縮能力不強，這就使得專修組學(xué)生和普修組學(xué)生在腳步著地時的蹬踏動作力量不強。高水平學(xué)生在腳部離地時的膝關(guān)節(jié)角速度也要明顯優(yōu)于專修組和普修組學(xué)生，這同樣是由于肌肉收縮力度不強所造成的。

其次，高水平組學(xué)生在大腿前擺最大角速度和小腿前擺最大角速度上也要明顯優(yōu)于專修組和普修組。由于專修組與普修組學(xué)生肌肉收縮能力較差使得角度蹬踏的力量不充分，而擺動腿大腿后擺的力量主要來自于蹬踏與地面接觸式相互之間對抗所產(chǎn)生的慣性力產(chǎn)生的，蹬踏不充分就會導(dǎo)致慣性力度較弱，這就會影響到大腿離地時后擺的最大角速度，而相應(yīng)的大腿后擺的幅度就會減小。與此同時前文說到，由于專修組和普修組在肌肉收縮力量上同高水平組之間存在一定的差異，小腿的后擺最大角速度就會受到影響，相對長時間的小腿后擺容易使擺動腿的膝關(guān)節(jié)伸膝肌群被拉長的時間過長，因此產(chǎn)生一種向心肌力-離心肌力聯(lián)動收縮的現(xiàn)象，長時間的聯(lián)動收縮會在一定程度上影響到下肢肌群等長收縮的完整性。與此同時，擺動腿小腿在后擺的過程中，整個伸膝肌群實際上在進行一種向心收縮，但是這種向心收縮會在很大程度上影響到小腿借助彈性勢能的效率，而在相對長時間的向心收縮之后，小腿迅速開始前擺，又會使伸膝肌群產(chǎn)生一種離心收縮的現(xiàn)象，這種速度相對較慢、時間相對較長的向心-離心交替收縮就會在一定程度上影響到良好牽張反射的形成，因此在這些綜合作用下，專修組和普修組學(xué)生在擺動腿小腿前擺的最大角速度就會降低。

3 結(jié) 論

3.1 高水平組學(xué)生在腳內(nèi)側(cè)踢球擺動腿前擺時間上要明顯短于專修組和普修組學(xué)生，而專修組學(xué)生則在腳內(nèi)側(cè)踢球擺動腿大腿前擺時間和擺動總時間上要短于普修組學(xué)生。與此同時，三個組別運動員的小腿前擺時間都要短于大腿前擺時間。

3.2 高水平組學(xué)生在腳內(nèi)側(cè)提踢球擺動腿后擺時間上要明顯短于專修組和普修組學(xué)生，而專修組學(xué)生則在腳內(nèi)側(cè)踢球擺動腿大腿后擺時間和擺動總時間上要短于普修組學(xué)生。與此同時，三個組別運動員的大腿后擺時間都要短于小腿前后擺時間。

3.3 高水平組學(xué)生在腳內(nèi)側(cè)踢球擺動腿擺動幅度上要明顯大于專修組和普修組學(xué)生，而專修組學(xué)生則在踢球內(nèi)側(cè)擺動腿擺動幅度上同普修組學(xué)生較為類似。此外，三個組別學(xué)生的前后擺動上，大腿擺動幅度均小于小腿擺動幅度。

3.4 高水平組學(xué)生在大腿最大后擺角速度、小腿最大后擺角速度、小腿最大前擺角速度、膝關(guān)節(jié)角速度四個指標(biāo)上都要大于專修組和普修組學(xué)生，專修組除去大腿最大前擺角速度這一指標(biāo)之外，其他三項指標(biāo)都好于普修組學(xué)生。

[1] 王崇喜.球類運動——足球[M].北京:高等教育出版社,2005:58-59.

[2] 周思紅,黃志剛.運動生物力學(xué)研究的回顧與21世紀(jì)展望[J].體育研究與教育,2000(1):73-77.

[3] 張貽琪,陳龍官,王廣泰.側(cè)身倒地滑行鏟踢球技術(shù)生物力學(xué)探討——錄相分析方法的應(yīng)用研究[J].天津體育學(xué)院學(xué)報,1989(3):65-69.

[4] 張挺安.足背正面踢定位球踢球腿擺動速度的研究[D].北京：北京體育大學(xué),1986.

[5] 郭尼.男子足球運動員腳背內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)運動學(xué)特征分析[D].太原：中北大學(xué),2016.

[6] 部義峰,李世明,秦玉鵬,等.優(yōu)勢腳與非優(yōu)勢腳正腳背踢球的運動學(xué)特征對比研究[J].天津體育學(xué)院學(xué)報,2007,22(4):337-341.

[7] 劉海瑞,傅維杰,伍勰,等.單腿落地時優(yōu)勢腿與非優(yōu)勢腿的生物力學(xué)偏側(cè)性研究[J].體育科學(xué),2014,34(8):70-76.

[8] 蔣仲君,魯梅,部義峰.足球運動踢球腿擺動階段的不同時相運動特征[J].體育學(xué)刊,2010,17(8):102-106.

[9] 王榮林.腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)動作的生物力學(xué)分析[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版),2004(S1):39-44.

[10] 馮超,張廷安.足球擲界外球技術(shù)動作的生物力學(xué)特征分析[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2013(6):136-140.