雙杠練習器的設計與研究

鮑王鈺，湯敬東

1 雙杠練習器的設計意義

在各項體操項目的練習中，雙杠項目一直存在一系列較難克服的問題：一是在雙杠練習中，初學者由于力量等素質的欠缺，較難掌握各種雙杠動作(如：初學者雙臂的力量支撐不起自身的重量，身體協調運動的控制力不足等。)；二是安全保護性能低的傳統雙杠器械，使練習者產生恐懼心理(例：一次沒受到保護，導致做動作怯手怯腳。)；三是傳統雙杠摩擦力較大，導致使用者受到損傷的機率增大，練習效率低(例：掛臂屈伸上對學生大臂內側的摩擦。)。傳統雙杠教學過程中產生的練習障礙給大多數練習者造成生理上的損傷，以及心理上的畏懼，嚴重地降低了練習者的雙杠動作練習效率，影響其完成質量。這種情況對于長期從事體育學習、訓練的學生進行體操專項素質雙杠技術練習時感受明顯，在練習中所遭遇到的各種困難都有較為深刻的體會。故以此設計并研發新型的雙杠練習器視作創新性課題，目的在于提高雙杠傳統器材的安全指數和穩定指數、提升練習者的接受程度、降低訓練中的不必要的損傷、促進高難動作學習的效率。如此一來，對于從事雙杠練習中的人來說更好地達成學習目標以及增強體質、增進健康的目的;另一方面也大大的提高廣大的體操教學工作者的教學效率，所以對雙杠技術的教與學均起到積極的有益效用。

2 雙杠練習器的設計思路

體操教學的內容以單杠、雙杠、技巧、基本體操和跳躍為主。其中雙杠是重要的教學內容，也是學生必須要學習的內容。在學習過程中身體將受到各種方面的損傷，這是雙杠練習器的設計來源。見表1。

表1 損傷項目數據表

從表1看出在體操項目中，在練習雙杠過程中，損傷的比例最高。

2.1 研究背景

由于器械體操的特點就是在于其的動作技術變化多樣，結構較為復雜，對身體的控制能力要求很高，在練習過程中時常會有傷害事故出現，所以需要使用充分的保護與幫助。根據練習需要設計的雙杠練習器，可以根據學生掌握技術的情況，調節保護裝置的不同位置，有效的消除學生練習中的恐懼心理，樹立學生練習的勇氣和自信心，從而完成動作。雙杠練習器的研究條件主要有三方面。

2.1.1 輔助練習器材可以減少練習失誤增強自信心

學生對雙杠的恐懼心理是可能來源于多個方面，例如對體操運動認識不足；學生的心理素質不高；學生的身體素質不高；教師的教學方法不當；學校的體操運動器械不完善；對身體的損傷比較大等，針對這些方面，在傳統雙杠上進行改進，加入了可移動的保護球，可以保護學生在練習過程中降低損傷的程度，減少練習的失誤率，從而增強學生的自信心。

2.1.2 輔助教師進行保護幫助

在體操教學中，保護和幫助是教學過程中的重要手段，它不但提高教學質量，同時也能防止運動外傷。在雙杠練習器上進行教學中，當學生出現練習失誤時，雙杠練習器上的可移動保護球可以輔助教師進行保護幫助，繼而降低教師的教學壓力，也提高課堂教學質量。可避免學生受傷或降低損傷程度，減少學生練習中的心理恐懼感，增強自信心，以盡快的完成動作。

2.1.3 降低運動損傷

雙杠練習器運用機械性原理和生理學依據對傳統雙杠進行改造，并增加可移動的保護球設施，大大的降低了練習者發生運動損傷的機率，增強練習者的自信心，從而有效的提高了練習者掌握動作技術的能力。

2.2 雙杠練習器的特色

體操中的雙杠是群眾較容易接觸到的健身項目。在沒有有效的保護與幫助下，它對人體的損傷程度會比較大。雙杠練習器從安全保護的設計原理出發，具有以下特色。

2.2.1 設計結構新穎、易于操作

該雙杠練習器創新性強，材料獲取方便，結構新穎，制作簡單，便于操作，采用特定的、較厚實、有彈性的材料。在實際使用過程中練習者可靈活的、自如的調節練習器，體現了以人為本，為人所用的理念。

2.2.2 實用性強、便于普及，適用于學校以及社區的教學與健身

此練習器采用的材料極其簡單方便，不論在制造過程還是使用過程，具有操作性強、靈活性大等特點。如今體操項目已進入各階段體育教育當中，包括小學也提倡進行體操等身體練習，體操運動的普及性使得不論是在大學、中小學還是其他社區體育當中都很大程度地對體育知識、尤其是雙杠的理念的更新，更重要的是對雙杠的結構進行科學化的調整與改進，使其符合社會發展和人文發展的內涵。

2.2.3 性能穩定不易損壞

此雙杠練習器所采用的特殊化的海綿材料，幾乎不受氣候、溫度、濕度、壓力等外界環境因素所破壞。只要不是人為刻意破壞，在正常進行地教育教學環境當中，是可以承擔相當長時間的使用的。

2.2.4 結構合理，輔助與練習兩用

因為結構簡單，操作容易，可根據個人具體情況進行靈活的調整。所有不論是在教學過程中可承擔的保護與幫助的作用，也可在個人平時的練習中擔當輔助練習和保護的角色。雙杠練習器的存在，既具備輔助的作用，也擁有調整個人練習的效果。

2.2.5 較高的安全保障，消除練習者的恐懼心理

材料的特性決定了它的價值。首先由于材料柔軟、彈性大。在練習過程中起到了緩沖和摩擦的作用，兩大難題的攻克，自然使得練習者的恐懼心理的消除，便于練習者對新技能學習的動力，也為練習者在獨自練習的過程中保駕護航。

3 雙杠練習器的基本構造與應用價值

3.1 雙杠練習器的基本構造

雙杠練習器的基本構造如圖1所示。

傳統的雙杠 雙杠練習器

3.2 雙杠練習器的應用價值

如圖1所示，雙杠練習器與傳統的雙杠相比較，雙杠練習器更加人性化。主要特點如下。

3.2.1 有利于幫助學生克服恐懼心理

雙杠練習器主要是在傳統的雙杠上進行改造，每個橫杠上多加兩個立桿，以致在原來四個交接點上又多了四個交接點，原有的四個交接點用特殊的螺絲固定，這種螺絲的調節可以改變交接點的松緊程度，新增的四個交接點選用阻力調節器和摩擦盤進行連接。當螺絲處于最緊時，雙杠練習器就變成了傳統的雙杠。把螺絲調松后，就可以讓阻力調節器和摩擦盤來控制橫杠，降低了學生的學習難度。從運動生物力學的角度，根據雙杠練習中，人體運動動作的力學規律出發，對傳統雙杠進行改進，利用摩擦盤和阻力調節器來控制橫杠，減輕杠面對身體的摩擦，從而減少學生在練習過程中的運動損傷，有利于幫助學生克服恐懼心理，敢于大膽練習，可以在短時間內體會、建立正確的動作定型，提高動作的準確性。

3.2.2 確保學生練習過程中的安全

在體操運動中，發生運動損傷后，損傷程度較輕的，那么在短時間內會對學習、生活帶來一定程度上的不便；損傷程度較重的，不只是短時間內的不便，對今后的生活可能會存在一定的影響。由此可見，器材的安全保護功能高是器材決定性的優勢。在雙杠練習器上的腿部和腕部的可移動保護球大大的提高了雙杠的安全保護功能，在練習者出現失誤的時候起保護的作用，即減少運動損傷，又加強教學質量。見表2。

表2 損傷部位數據表

從表2可知:在體操練習中，身體的手腕、腰部以及腿部的損傷百分比較高，而雙杠練習器上的可移動保護球可以有效的保護重點損傷部位。

3.2.3 提高教學訓練效果

在雙杠技術動作的學習過程中，使用雙杠練習器會縮短學習進程，使學生在較短的時間內獨立的完成動作，提高了學生的自信心，減輕了教師的工作強度。教師能夠利用更多的精力和時間在其他方面，例：學生學習動作之前的基礎訓練，學習動作過程中的錯誤，完成動作的質量以及優美程度等，適時的反饋于學生，在教學訓練方法和教學訓練效果上都有所提升。

3.2.4 適用性強，便于普及

雙杠練習器適用于不同的人群，可根據不同人群的特點來調節練習器。由于體操練習者的普遍身高偏矮，而傳統的雙杠對于初學者來說難度系數較大，對其的生理上和心理上都會造成一定程度上的影響，雙杠練習器可以合理地調節立杠的高度，不僅加快了學生完成動作的速度，還能提高動作的質量，降低練習者的恐懼心理，提高對體操學習的信心。雙杠練習器的此類特點大大的提高了大眾對其的認可，從而更有助于客戶使用，普及和推廣。

4 雙杠練習器的發展前景

4.1 實施全民健身國家戰略，推動體育產業發展

2017年8月27日，習近平總書記在天津會見全國體育先進單位和先進個人代表等時強調，加快建設體育強國，就要堅

持以人民為中心的思想，把人民作為發展體育事業的主體，把滿足人民健身需求、促進人的全面發展作為體育工作的出發點和落腳點，落實全民健身國家戰略，不斷提高人民健康水平。把群眾性體育納入全運會，組織人民群眾廣泛參與，就更好起到了舉辦全運會的作用。這為體育事業改革發展進一步指明了方向。隨著全民健身以及健康中國等戰略的提出，我國體育產業總規模到2025年預計達5萬億元，未來十年內體育產業總規模需增長16倍左右，年均復合增長率約為20%。國家政策對體育產業不斷傾斜、地方政府不斷落實跟進，促成了體育產業良好的發展前景。發展體育產業、促進體育消費對經濟發展的意義非常重大。對雙杠練習器的設計與研究滿足其體育消費市場的專業化和個性化需求，增強中國體育用品的國際競爭力，建立體育品牌。實施全民健身國家戰略，推動體育產業發展，雙杠練習器隸屬于體育產業的一部分，具有良好的發展前景。

4.2 體操初學者在雙杠學習中需要輔助器材

由于初學者在雙杠訓練的初始階段在身高、力量、耐力等方面水平較低。傳統雙杠友好性差，提高了練習者在雙杠訓練過程中的受傷幾率，容易引起練習者心理恐懼，使后期訓練的難度增大，而雙杠練習器在使用過程中可以根據練習者的實際狀況與需要來調節豎杠，針對練習者的易損部位加以保護，從而增加訓練安全性，必然會被眾多訓練者接納，所以雙杠練習器的發展潛力巨大。

5 結語

雙杠練習器可以作為輔助練習的工具，因其具有簡易的構造，較高的安全性和較低的推廣難度等特點，保證了運動器械的普及性，減少練習過程中的不必要的損傷幾率，幫助訓練者熟練運用該器械，促進肌肉記憶知覺，提高訓練效率，保證訓練的安全性。雙杠練習器在體操教學中運用，可以緩解教師教學壓力，提高學生訓練效率，為學生的訓練過程提供全面保護，提高體操教學訓練的工作質量。在“以人為本”的發展前提下，雙杠練習要求動作穩定性就必然加大阻力(即摩擦力)，在練習中減少阻力時會增加安全風險，這些風險又被雙杠練習器的保護措施給抵消了。雙杠練習器的靈活度很高，在使用中要加強對雙杠練習器的“度”的把控。

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