對小學生上手投擲動作中肘關節的運動學分析

□陳周業（上海體育學院上海200438）

對小學生上手投擲動作中肘關節的運動學分析

□陳周業（上海體育學院上海200438）

本研究對1-5年級50名男生的上手投擲動作進行了三維高速錄像拍攝和三維運動學解析，探討了小學生上手投擲動作中肘關節的運動學特征，得出以下結論：在投擲距離方面，小學1-5年級男生隨著年齡的增大投擲距離也增大，而且各年級之間的增長幅度較大，但是與日本小學生相比我國小學生的上手投擲能力差距較大。在動作發展方面，隨著年齡的增加，肘關節的運動范圍，最大角速度和最大速度等指標均呈現出增大的趨勢，表明小學階段是上手投擲動作發展的重要階段。從動作發展的進程來看，三年級是小學階段上手投擲動作發展的分水嶺，一至三年級是上手投擲動作的快速發展期，三至五年級動作發展速度相對緩慢。

小學男生上手投擲肘關節運動學

1、前言

動作發展是指人的動作行為發生連續、持續的與年齡相關的變化。動作發展學是重要的體育學科研究領域之一，它不但可以應用在診斷異常或病態的動作發展，以達到預防及治療效果，還能促進動作學習。兒童期是動作形成和逐步發展的關鍵時期，此時期動作能力的發展對兒童身體發展和未來運動能力的發展以及運動人才的培養都具有重要意義。本研究以小學一到五年級男生上手投擲為研究切入點，對小學兒童上手投擲動作發展狀況進行探討，分析兒童投擲過程中肘關節動作發展規律，從而使我們能更好的設置中小學投擲方面的體育課程，選擇相應的教學方法，為更好地促進少年兒童的健康成長提供有益的參考。

2、研究對象與方法

2.1、研究對象

以上手投擲動作肘關節的運動學特征為研究對象。以1-5年級各10名，共50名小學男生為測試對象，他們的基本情況如表1。

表1　測試對象基本情況（n=50）

2.2、研究方法

（1）錄像拍攝法。

測試對象要求：測試時身體狀態良好，無重大病史，測試前24小時未從事劇烈運動。被測試者首先進行15分鐘的熱身運動，再進行兩次試投網球練習之后，將測試對象投擲手的腕關節、肘關節和肩關節處貼上反射點后開始進行測試。測試時，每個測試者站在起擲線前，以1米為半徑的圓為投擲區，向垂直于起擲線的前方進行兩次全力試投，測量其兩次投擲距離并進行拍攝。

三維高速錄像拍攝：2臺攝像機（CASIO EX-FH25）水平固定于三腳架上，置于測試者的右側5.8米和后方5.8米處，主光軸距地面高1.2米。兩臺攝像機設定統一的拍攝頻率為125Hz/s，快門速度為1/1000秒。拍攝時，首先將點陣放于投擲圈中央實施校標后，開始拍攝，在每次投擲前點亮LED燈一次，用于兩臺攝像機的同步解析。

（2）錄像解析法。

用德國simi圖像分析系統對研究所需參數進行了運動學解析。解析范圍：從測試對象準備好投擲姿勢到球出手瞬間這段時間內的肩關節、肘關節運動參數。

2.3、數據統計法

采用SPSS17.0統計軟件對小學1-5年級男生間各指標進行了平均值的差異性檢驗。

3、結果與分析

3.1、對小學1-5年級男生之間投擲距離的比較分析

在體育教學活動中上手投擲是常用的基本動作技能之一，能夠讓學生熟練掌握和合理安排上手投擲動作的活動對于少年兒童積極參與學校社區的體育活動是十分重要的。本文主要分析小學1-5年級男生的上手投擲動作上肢關節的運動學特征，探討運動指標的變化和各個年級之間的差異。

表2　小學1-5年級男生之間投擲距離（m）

由表2、表3可知，1-5年級男生之間的投擲距離存在顯著性差異，并且隨著年級的增高投擲距離的平均值也越大。各年級投擲平均距離為一年級7.66米、二年級9.61米、三年級11.32米、四年級12.57米、五年級16.42米。一年級男生的平均投擲距離約為7.66米，五年級男生的平均投擲距離接近16.42米為一年級男生平均投擲距離的2倍。隨著年齡的增長，可以看出青少年兒童的運動能力開始發展并逐漸成熟起來，生理成長和運動發展經歷在影響孩子的運動方式方面起到根本作用。

表3　不同年級男生投擲距離的差異性檢驗n=50

有日本學者對日本小學生的上手投擲網球進行了測試，其測試結果如表2所示。從中日小學生的投擲距離對比來看，日本小學生的投擲距離遠遠高于我國小學生，這說明我國小學生的投擲能力較差，在學校體育中應該加強小學生的投擲能力的教學和練習。在日本，有很高的棒球競技水平和廣泛的群眾基礎，而且投擲項目的普及率較高，日本人從小就較多地接觸投擲方面的項目，這可能是導致日本小學生的投擲距離要遠大于上海市的小學生的主要原因。

3.2、對小學階段肘關節運動特征的比較分析

上手投擲動作作為人類的一項基本動作，在投擲類項目如標槍、球類項目如手球、網球、羽毛球等項目中頻繁使用的一項基本動作。上手投擲需要身體上肢、軀干和下肢的協調一致的配合完成，且投擲最后的發力順序原則遵循從下到上的原則，即從腿到髖、腰、胸然后到上臂、手的協調用力。由于少年兒童年紀較小，對上手投擲動作的認知有限，和身體機能發育協調性不是很好，導致最后的發力不流暢，因此在兒童階段很難較好地完成這一動作，即使到成人階段，也有部分人不能很好地完成。時的工作距離增大，從而增加肌肉對物體產生作用的時間，增大物體出手時的動能。引臂結束時四年級的男生開始有了肘關節上翻的意識，并形成了動作定型。在這種姿勢下，軀干向前扭轉帶動上臂水平內收，與此同時，肘關節的主動“翻肘”動作使得上臂旋外動作更大，使得手臂對物體的鞭打更加有力。而且最后用力階段投擲臂不僅要完成轉肩翻肘動作，使投擲臂和物體處于“鞭打”前的正確位置，增加最后用力的工作距離，而且要參與“鞭打”投擲動作，為提高出手初速度創造條件，尤其是肘關節要完成由屈曲到伸展的反關節運動，這時對肘關節在高速運動中精確完成自身動作提出很高要求。從整體上講隨著年齡的增大肘關節運動范圍，運動最大速度也不斷增大，上肢“鞭打”動作得到逐漸完善和提高。

表4　肘關節角度運動特征n=50

從表4差異性檢驗的結果可以看出，除了引臂結束時肘關節角度出現轉折的是在四年級以外，其余的各項指標如出手瞬間肘關節角度、運動范圍、肘關節最大角速度、肘關節最大速度出現轉折點均在是三年級，所以三年級是小學生上手投擲動作發展的重要分水嶺。一至三年級各個指標的增長幅度較大，屬于動作發展的較快階段，三至五年級的增長幅度相對較小，動作發展相對較平緩。因此在教學過程中的對一至二年級學生教學應該注重學生的動作學習，四年級和五年級學生可以多進行身體協調性練習，并適當增加他們的力量等身體素質。

4、結論

（1）在投擲距離方面，中國小學生1-5年級男生在投擲動作發展中的投擲距離隨著年齡的增大距離也增大，而且各年級之間的增長幅度較大，但是與日本小學生相比我國小學生的上手投擲能力差距較大；

（2）在動作發展方面，隨著年齡的增加，肘關節的運動范圍，最大角速度和最大速度等指標均呈現出增大的趨勢，表明小學生階段是上手投擲動作發展的重要階段；

（3）從動作發展的進程來看，三年級是小學上手投擲動作發展的分水嶺，一至三年級是上手投擲動作的快速發展期，三至五年級動作發展速度相對緩慢。

由表4中可知引臂結束時的肘關節角度、出手瞬間肘關節角度、運動范圍、肘關節最大角速度、肘關節最大速度5項指標均顯示出隨著年齡的增大而提高的趨勢。這表明小學生階段是上手投擲動作發展的重要階段。所以，在兒童階段，應該加強上手投擲動作的指導和練習。

結合對視頻的仔細觀察分析：小學一至三年級男生都處于快速發育時期，在引臂結束時的肘關節角度沒有充分打開，肘關節角度較小很難充分的利用手臂的長度使得投擲臂的屈肌一直處于緊張狀態加大了最后用力翻肘的難度，導致對最后用力不利。而且一至三年級的男生協調性較差使得肘關節低于腋窩，使得身體肌肉對物體做功的時間減少。4-5年級投擲者上肢在引臂結束時處于水平外展、旋外、伸肘姿勢，引臂結束時肘關節的角度越大則用力

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1006-8902-（2016）-09-ZQ

陳周業（1974-），男，漢，山東萊蕪，副教授，博士，上海體育學院，研究方向：體育教育訓練學。