兩類足弓形態(tài)對(duì)縱跳能力影響的比較研究

佟澤昊，陳靜雯

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 體育學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.鄭州大學(xué)體育學(xué)院 社會(huì)體育系，河南 鄭州 450040)

0 引言

足弓是指足的跗骨、跖骨借韌帶、肌腱共同組成的一個(gè)凸向上方的弓形結(jié)構(gòu)。足弓可分為前后方向的縱弓和內(nèi)外方向的橫弓。足弓呈弓形結(jié)構(gòu)，使足具有堅(jiān)固、輕巧和彈性，可承受較大的壓力和緩沖行走、跑、跳時(shí)對(duì)身體所產(chǎn)生的震動(dòng)，同時(shí)還可保護(hù)足底的血管和神經(jīng)等免受壓迫。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，足弓形態(tài)對(duì)縱跳能力有著較大影響[1]，而國(guó)內(nèi)多數(shù)研究結(jié)果表明足弓對(duì)縱跳能力影響較小。

對(duì)于足弓形態(tài)對(duì)縱跳能力影響的比較研究，根據(jù)研究?jī)?nèi)容可以分為3類：將研究對(duì)象直接分為體育組和普通組進(jìn)行橫向比較[2]；研究一個(gè)特定的專項(xiàng)，將不同足弓形態(tài)的研究對(duì)象分組橫向比較[3-4]；研究一個(gè)特定群體，根據(jù)性別、職業(yè)、足弓形態(tài)分組，分別進(jìn)行比較[5]。前人在足弓形態(tài)對(duì)縱跳能力影響的研究上，均進(jìn)行了精確的測(cè)量和細(xì)致的分析[6]。但在橫向比較中，部分研究沒有根據(jù)不同足弓形態(tài)分組。做到根據(jù)足弓形態(tài)分組的研究，只控制體重、年齡、身高等因素，沒有對(duì)力量、起跳技術(shù)等影響縱跳能力的重要因素進(jìn)行有效的控制，使得測(cè)試結(jié)果受到力量、起跳技術(shù)等其他重要因素影響。為此，本研究在小學(xué)生中根據(jù)足弓形態(tài)分組比較。在體校學(xué)生中根據(jù)足弓形態(tài)分組的同時(shí)，通過負(fù)重深蹲兩倍體重這一條件，讓研究對(duì)象的力量水平更為接近，通過計(jì)算下肢爆發(fā)力功率避免起跳技術(shù)上的差異，使得測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確。探究?jī)深愖愎螒B(tài)對(duì)兩種不同力量和訓(xùn)練水平的群體的縱跳能力的影響，為未來運(yùn)動(dòng)員選材提供參考。

1 方法

對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行典型抽樣，選取江蘇省徐州市公園巷小學(xué)男生50名，年齡11.28±0.45歲，身高154.96±12.63 cm，體重48.82±20.07 kg。抽取鄭州大學(xué)體育學(xué)院2016級(jí)、2017級(jí)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練專業(yè)中最大負(fù)重深蹲力量達(dá)到兩倍體重的男生17名，年齡21.00±1.03歲，身高180.59±5.62 cm，體重74.82±5.36 kg，他們均為二級(jí)運(yùn)動(dòng)員水平。在文獻(xiàn)[7]中的各種訓(xùn)練手段與提高彈跳力的模糊相關(guān)矩陣?yán)颷7]，負(fù)大重量深蹲與全身爆發(fā)力、下肢爆發(fā)力的相關(guān)度高達(dá)0.75，負(fù)大重量深蹲與下肢用力的相關(guān)度高達(dá)1。因此負(fù)重深蹲動(dòng)作是鍛煉下肢爆發(fā)力的核心訓(xùn)練動(dòng)作之一，是一個(gè)全身肌肉協(xié)調(diào)發(fā)力的過程，也是反映一個(gè)運(yùn)動(dòng)員全身力量的重要指標(biāo)。而且負(fù)重深蹲與縱跳動(dòng)作相近，有著全身肌肉協(xié)調(diào)用力、身體下蹲、雙腿同時(shí)發(fā)力的共同點(diǎn)。所以通過最大負(fù)重深蹲力量這一條件進(jìn)行篩選可以有效減少力量因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確。無力量基礎(chǔ)階段是指最大負(fù)重深蹲不足一倍體重的力量水平，進(jìn)階力量階段是指最大負(fù)重深蹲達(dá)到及超過兩倍體重的力量水平。

2 結(jié)果

2.1 小學(xué)生足弓形態(tài)測(cè)試情況

人的足弓在3歲左右初步出現(xiàn)，但扁平足發(fā)生率較高，直到青春期前期11歲左右，足弓發(fā)育完全成熟，扁平足發(fā)生率逐漸穩(wěn)定。由表1可知，本次抽取的小學(xué)生正處于足弓完全發(fā)育成熟的階段，正常足32人，扁平足18人，高弓足0人。扁平足的發(fā)生率為36.0%。在小學(xué)生中共測(cè)得足印100個(gè)，左右各半，表2顯示小學(xué)生左足的扁平足發(fā)生率高于右腳，高出了16.8%。小學(xué)生的體育活動(dòng)，包括體育課和課外體育活動(dòng)兩個(gè)部分。小學(xué)生發(fā)展縱跳能力的方法通常為短距離蛙跳、跳過較矮障礙等短時(shí)間低次數(shù)的快速跳躍練習(xí)，一些多次數(shù)、長(zhǎng)時(shí)間、強(qiáng)度小的節(jié)奏跳躍練習(xí)如跳大繩、跳小繩，以及在課外運(yùn)動(dòng)中的跳躍動(dòng)作，比如籃球中的籃板拼搶、課間摸樹葉、跳樓梯臺(tái)階等。這些跳躍練習(xí)會(huì)提高小學(xué)生對(duì)高度的感知能力、起跳的技術(shù)、反應(yīng)速度，使得他們的縱跳高度逐漸增加。但由于小學(xué)生身體沒有發(fā)育成熟，肌肉力量薄弱，不能通過大重量的負(fù)重訓(xùn)練發(fā)展肌肉力量，只能通過幾種無負(fù)重的跳躍練習(xí)，達(dá)到培養(yǎng)運(yùn)動(dòng)興趣和養(yǎng)成鍛煉習(xí)慣的目標(biāo)。小學(xué)生處于無力量基礎(chǔ)階段，在這一階段，個(gè)體之間的肌肉力量差距小，無需對(duì)力量這一重要因素進(jìn)行控制。

表1 小學(xué)生各類型足弓人數(shù)分布/人Tab.1 Numbers of different type of pupil’s arch/person

表2 小學(xué)生左足與右足扁平足發(fā)生率比較Tab.2 The flatfoot’s incidence of left and right foot comparison for pupils

2.2 小學(xué)生中扁平足組與正常足組縱跳能力的比較

首先對(duì)兩組小學(xué)生的身高、體重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，檢測(cè)身高、體重因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響程度，保證測(cè)試結(jié)果的客觀性。在表3中，扁平足組身高為157.89 cm，正常足組身高為153.31 cm，兩者相差4.58 cm。扁平足組體重為48 kg，正常組體重為49.28 kg，兩者體重相差1.28 kg。經(jīng)過T檢驗(yàn)，結(jié)果(表4)表明，在本次研究選取的小學(xué)生中，正常足組和扁平足組的身高、體重之間存在的差異不具備顯著性(P>0.05，兩組屬于同質(zhì)樣本。測(cè)試結(jié)果受身高、體重因素影響較小，可以進(jìn)行比較。

縱跳摸高的測(cè)試結(jié)果是縱跳能力的直觀反映，通過比較縱跳高度可以更好地了解兩組小學(xué)生縱跳的能力。在表3中，扁平足組縱跳為17.89 cm，正常足組縱跳為26.63cm。正常足組的縱跳平均高度高于扁平足組的縱跳平均高度，兩組之間差距為8.74 cm。根據(jù)表4中T檢驗(yàn)結(jié)果，正常足組和扁平足組的縱跳之間存在著非常顯著的差異(P<0.01)。足弓形態(tài)對(duì)小學(xué)生的縱跳能力有影響.在對(duì)小學(xué)生的測(cè)試中，正常足的縱跳能力要優(yōu)于扁平足。

為了避免扁平足組和正常足組之間起跳技術(shù)動(dòng)作、身體形態(tài)的差異，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的偏差，本研究采取了計(jì)算縱跳功率的方法，通過功率這一數(shù)據(jù)探究?jī)山M小學(xué)生的縱跳能力。見表3，扁平足組功率是42.97 w，正常足組功率為64.75 w，兩組之間差距為21.78 w。表4中對(duì)兩組小學(xué)生縱跳功率的t檢驗(yàn)結(jié)果表明，正常足組和扁平足組的縱跳功率的差異具備顯著性(P<0.05)。在完成縱跳這一動(dòng)作的過程中正常足組的功率高于扁平足組。在同樣處于無力量基礎(chǔ)的階段下，正常足組的縱跳能力優(yōu)于扁平足組。

表3 小學(xué)生扁平足組和正常足組測(cè)試結(jié)果Tab.3 The test result for the group of normal foot and flatfoot for

表4 小學(xué)生扁平足組和正常足組測(cè)試結(jié)果比較Tab.4 The test result for the group of normal foot and flatfoot for pupils

2.3 兩類足弓形態(tài)對(duì)最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生縱跳能力影響

2.3.1 最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生的足弓形態(tài)測(cè)試情況

本次抽取的最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生，他們均處于進(jìn)階力量階段的初期。見表5，在本次抽取的最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生中，扁平足6人，正常足11人，高弓足0人，扁平足的發(fā)生率為35.3%。在最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生中，共測(cè)得足印34個(gè)，左右足印各半。表6中最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生的扁平足發(fā)生率，右足的扁平足發(fā)生率高于左腳。在進(jìn)階力量階段，由于極限重量和快速小重量等負(fù)重訓(xùn)練對(duì)肌肉進(jìn)行了大量的刺激，個(gè)體之間力量和縱跳能力的差距較為明顯，需要篩選出同一力量水平的受試者進(jìn)行測(cè)試，才能有效避免力量因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。因?yàn)楸敬纬槿〉淖畲筘?fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生來自不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，為了避免不同專項(xiàng)之間的起跳技術(shù)上和身體形態(tài)上差距對(duì)縱跳的影響，本研究對(duì)每位受試者的縱跳功率計(jì)算，通過比較功率這一指標(biāo)側(cè)面反映出扁平足和正常足組之間的縱跳能力的差異。

表5 體院學(xué)生各類型足弓人數(shù)分布Tab.5 Numbers of the different type of sports specialized student’s arch

表6 體院學(xué)生左足與右足扁平足發(fā)生率比較Tab.6 Flatfoot’s incidence of left and right foot comparison for sports specialized students

2.3.2 最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生中扁平足與正常足組縱跳能力的比較

將最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生中的扁平足組和正常足組的身高、體重、最大負(fù)重深蹲重量進(jìn)行對(duì)比，測(cè)試兩組數(shù)據(jù)的身高、體重、最大負(fù)重深蹲重量之間的差異是否顯著，以保證測(cè)試結(jié)果的真實(shí)可靠。在表7中，扁平足組身高為181.33 cm，正常足組身高是180.18 cm，兩者相差1.15 cm。扁平足組體重為75 kg，正常足組體重為74.43 kg，兩者體重相差0.57 kg。扁平足組的最大負(fù)重深蹲重量為148.33 kg，正常組的最大負(fù)重深蹲重量為150.00 kg，兩者相差1.67 kg。T檢驗(yàn)結(jié)果(見表8)表明最大負(fù)重深蹲兩倍體重的扁平足組和正常足組的體院學(xué)生的身高、體重之間存在的差異不具備顯著性(P>0.05)。由于兩組受試者的身高、體重之間差異較小，屬于同質(zhì)樣本,可以進(jìn)行比較。

在表7中扁平足組縱跳69.33 cm，正常足組縱跳為84.73 cm。正常足組的縱跳平均高度高于扁平足組，兩組之間差距為15.40 cm。根據(jù)表8中T檢驗(yàn)結(jié)果，正常足組和扁平足組的縱跳之間存在著非常顯著的差異(P<0.01)。

表7 體院學(xué)生扁平足和正常足組測(cè)試結(jié)果Tab.7 Test result for the group of normal foot and flatfoot for sports specialized

表8 體院學(xué)生扁平足和正常足組小學(xué)生測(cè)試結(jié)果比較 Tab.8 Test result for the group of normal foot and flatfoot for sports specialized student

為了避免來自不同專項(xiàng)的體院學(xué)生之間進(jìn)行的訓(xùn)練、起跳技術(shù)動(dòng)作、身體形態(tài)的差異，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的偏差，采取了計(jì)算縱跳功率的方法，通過功率反映兩組最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生的縱跳能力。見表7，扁平足組功率為258.27 w，正常足組功率為316.70 w，兩組之間差距為58.43 w。表8中對(duì)兩組體院學(xué)生縱跳功率的T檢驗(yàn)結(jié)果表明，正常足組和扁平足組的縱跳功率的差異具備顯著性(P<0.05)。在同樣處于進(jìn)階力量階段下，正常足的縱跳能力優(yōu)于扁平足。

2.3.3 小學(xué)生與最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生之間的比較

小學(xué)生處于無力量基礎(chǔ)階段，最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生處于進(jìn)階力量階段。將兩個(gè)群體的T檢驗(yàn)的結(jié)果中的P值進(jìn)行比較，小學(xué)生的P值為P1，體院學(xué)生的P值為P2。在最大負(fù)重深蹲兩倍體重的體院學(xué)生中兩組受試者縱跳能力之間的差異(P2=0)比小學(xué)生中兩組受試者縱跳能力之間的差異(P1=0.014)更顯著(P1>P2)。

這種現(xiàn)象表明，經(jīng)過力量訓(xùn)練之后，正常足和扁平足之間的縱跳能力差異會(huì)越來越顯著。力量水平越高，正常足比扁平足在縱跳能力上的優(yōu)勢(shì)變得更加明顯。扁平足在縱跳能力上的潛力弱，由于足弓不明顯導(dǎo)致在起跳時(shí)發(fā)力效果差，同樣的力量卻只能達(dá)到比正常足低的縱跳高度。如果扁平足想要達(dá)到和正常足一樣的縱跳高度就需要更多的力量，即需要付出更多額外的訓(xùn)練。任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)員的力量都有極限。而力量水平越高，訓(xùn)練的難度也隨之增加，通過訓(xùn)練獲得的進(jìn)步也較之前緩慢。只有通過先天選才和后天的技術(shù)練習(xí)，才能將力量在縱跳中發(fā)揮最大作用。因此在縱跳能力對(duì)比賽成績(jī)影響較大的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，在運(yùn)動(dòng)員選才時(shí)要對(duì)扁平足者進(jìn)行限制。

3 原理分析

物理學(xué)家帕斯卡提出，“當(dāng)物體靜止在水平面上時(shí)，物體對(duì)水平面的壓力等于該物體受到的重力，當(dāng)壓力相等時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越顯著”[8]?？v跳動(dòng)作就是雙腿下蹲至一定幅度，通過全身肌肉協(xié)調(diào)用力，雙腳在起跳的瞬間向地面施加壓力，產(chǎn)生的反作用力克服自身重力，將身體垂直騰空到一定高度的過程。在公園巷小學(xué)生中的扁平足組和正常足組各抽取一名腳碼40碼的小學(xué)生，采集完他們右腳的足印后(見圖1)，通過CAD軟件計(jì)算兩名小學(xué)生的右腳的足印面積，腳碼40碼的正常足右腳足印面積為9 697.156 2(mm)2，腳碼40碼的扁平足右腳足印面積為16 672.026 4(mm)2。正常足和扁平足的接觸面積的比例為0.581 6∶1。

圖1 扁平足和正常足右腳足印對(duì)比(腳碼40碼) Fig.1 The comparison between the flatfoot and normal foot’s right footprint (foot size 40)

4 結(jié)論

在最大深蹲重量與自身體重的比值相等的條件下，正常足的縱跳能力優(yōu)于扁平足。在進(jìn)行縱跳時(shí)，正常組由于足部接觸面積比扁平足小，壓強(qiáng)更大，和扁平足相比可以獲得更好的發(fā)力效果。隨著深蹲力量的提高，足弓形態(tài)對(duì)縱跳能力的影響越來越大。足弓形態(tài)在進(jìn)階力量階段對(duì)縱跳能力的影響比無力量基礎(chǔ)階段更顯著。在縱跳影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)較大的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員選才時(shí)，應(yīng)避免選擇扁平足。