競技健美操發展的科技促進研究

劉 靜，孫海波，李 園，宋 瑩，王健壯

（1.上海市徐匯區青少年體育運動學校，上海 200231；2.建昌縣第三高級中學，葫蘆島 125300；3.沈陽體育學院研究生部，沈陽 110102；4.大連理工大學體育教學部，大連 116024）

競技健美操是一項高層次、美感極強的難美項群的運動項目。它從難中求美、力中求美、連接中求美、新中求美、穩中求美，美貫穿于每個動作和整套動作之中。隨著規則的不斷更新與發展，競技健美操在音樂的伴奏下完成更難、更美的動作這一總的發展趨勢越來越突出。在科技與體育已經建立共生模式的前提下，適應健美操發展趨勢，推進健美操的快速發展，就必然對健美操運動的支撐體系建設提出了新的要求——借助科技手段，在科技的幫助下構建起競技健美操快速發展的支撐體系。那么，科技是如何推進健美操發展，又在哪些方面發揮了積極的促進作用的呢？本文根據科學技術的應用情況進行全面的梳理，分析科技應用對健美操發展產生的作用，為進一步探討合理運用科技手段提升健美操發展水平、構建健美操的科技支撐體系奠定基礎。

1 科技在競技健美操領域中的應用

1.1 新材料技術對競技健美操的作用

新材料技術是通過物理研究、材料設計、 材料加工、 試驗評價等一系列過程創造出能滿足各種需要的新型材料的技術。新材料技術在健美操領域中的應用主要在服裝、鞋、場地等方面的創新上，并表現出材料依賴的特征。

1.1.1 新材料技術在競技健美操鞋方面的應用 由于科技的介入，競技健美操鞋的面料和功能性、舒適度都在不斷地發生變化，并對健美操的技術動作完成情況產生了積極的影響，見表1。

在20世紀90年代之前，科技在健美操領域中應用非常不普遍，其中2個重要的原因是：一是科技應用于體育領域中的細化程度不足，對健美操運動鞋科技改造過程尚未開始；二是健美操自身發展也處于起步階段，對基本裝備的設計還沒有達到專業化的程度。作為一種新興的運動項目，健美操還沒有得到專業發展的規劃、設計、改造和提升，因此對科技介入健美操領域的內生性需求尚沒有產生。隨后，在20世紀90年代至21世紀初，隨著健美操運動的不斷深入發展，一方面，原有的功能性較差的白色膠鞋在使用中存在的種種弊端越來越清晰地被人們認識到，個性化需求和舒適化需求的結合，導致社會對健美操運動鞋的需求發生了巨大的變化；另一方面，健美操逐步走上專業化發展的道路，競技健美操在難度、強度等環節上的大幅度提升客觀產生了對運動鞋的特殊需求，因此改進運動鞋的設計，提升運動鞋的功能使之成為能夠滿足專業發展需要的設備成為必然趨勢。在這樣的背景下，科技手段開始引入健美操鞋的設計和制造過程，于是新型的功能型健美操運動鞋產生了。與傳統的白色膠鞋相比，新的健美操鞋不僅更美觀大方，而且具備了良好的減震、防滑等功能。科技對健美操的影響開始顯現。

表1 健美操鞋中的科技變化

進入21世紀之后，競技健美操的發展越來越專業化，競技比賽也變得越來越激烈，這必然對運動員的身體機能狀況和裝備狀況產生更高、更嚴格的要求，反映在運動鞋上，則表現為專門為健美操設計、生產的專業化的競技健美操鞋誕生了。這種新型的專業健美操鞋主要采用的原材料是頭層純皮，延展性好；鞋幫和內部均采用高彈性的發泡材料，減震功能突出；鞋的中心被設計成鏤空形狀，從而有利于運動員在比賽中的腳尖下壓動作的完成；鞋底采用特制的花紋橡膠，不僅有效提高了鞋的防滑性能，幫助運動員落地后獲得更加牢固的支撐，而且其良好的透氣性能還客觀保證了運動員腳部的干爽程度，從而減少了腳在鞋內滑動的程度；鞋底采用了一種被稱為EVA的新材料，這種新材料具有突出的彈性好、減震效果強、柔軟度高和耐腐蝕性強等，從而可以有效地吸收和緩沖來自地面的沖擊力。

力學實驗表明，在健美操運動過程中，由于腳著地的一瞬間腿部、踝部等關節會受到來自于地面的強烈的沖擊力，會很容易導致運動損傷，這就客觀要求在健美操運動鞋設計與生產方面就必須要充分考慮如何保護運動員身體盡可能免受傷害的問題，因此采用新材料技術改造健美操鞋成為必然的選擇。也就是說，新型健美操鞋在設計、生產等方面的變化，幾乎都是在科技的推動下完成的。新材料技術的應用導致健美操運動鞋發生了巨大的變化。

1.1.2 新材料技術在競技健美操服方面的應用 目前，世界各國紛紛在運動服裝上大作文章，力圖借助于科技的力量生產出更加先進的運動服裝，以幫助運動員獲得更優異的競賽成績。運動員只有身穿由功能性纖維制成的功能性運動服，才能有最佳的運動狀態。

從表2可以看出，在健美操比賽早期，健美操使用的是主要由棉布材料做成的運動服裝。這種服裝彈性差，對運動員身體束縛性強，不利于運動員完成高難動作。隨后，逐漸發展到使用尼龍、氨綸等材料制作運動服，從而有效提高了運動服裝的基本性能。21世紀初，隨著科技的高速發展，天然纖維布料在運動服飾上的應用讓人們感到振奮。人們發現由天然纖維和人造纖維的混合面料制成的健美操服裝不僅彈性好，便于動作的伸展，而且面料與身體皮膚接觸柔和、吸汗，使運動員感覺良好。隨后，納米技術的應用則將健美操運動服的研發推上了一個新的高度。納米技術應用到健美操服裝上，使得運動服質地更加輕、薄，透氣性更加好，表面更加光滑，服帖效果也突出，從而為運動員完成各種高難度動作提供了強有力的支持。

競技健美操屬于技能類表現難美項群的競技項目，美的表達是競技健美操的價值核心，而健美操表達美又必須通過完成日益高難的技術過程在可能實現，這就客觀對健美操運動服的創新提出了新的要求。這是因為，運動服裝性能的高低直接影響運動員完成動作質量的高低。試想，如果運動員在完成動作的過程中，總是受到運動服裝的束縛、羈絆等不良影響，那么運動員是否還能完成高質量的運動過程呢？顯然不能。所以，這種內生的對服裝的巨大改進需求，又成為直接推動科技創新的動力源。

一般說來，科技在健美操運動服制作方面的創新主要表現在2方面：一方面，在健美操服的設計上，通過科技手段對事先采集到的運動員運動過程等相關數據的模擬和仿真，可以清晰展現出健美操運動過程身體變化的基本規律和對服裝的基本要求等技術標準，從而根據這一要求制作出符合運動規律和特征的健美操運動服；另一方面，在運動服裝材料上，采用具有更加輕便、透氣性能更好、韌性更強、觸感更舒服等性能的新材料制作健美操運動服，從而可以有效地做到更加有利于運動員完成各種高難動作的任務目標。

1.1.3 新材料技術在競技健美操運動場地方面的應用 競技健美操場地功能的高低對運動員身體的影響較大。伴隨著競技健美操的快速發展，科技在改造健美操場地上也加快了腳步，大幅度地提升了場地的性能，見表3。

從表3可以看出，過去的比賽場地很簡陋，一般在室外土地或水泥地上圈出個范圍，然后運動員在這個范圍內進行競賽。由于室外水泥場地對運動員產生較大的損傷，所以健美操競賽逐漸被轉移到室內進行。隨后，國際健美操協會對競賽場地作出了明確的規定，從而使健美操競賽場地走上了標準化的道路。健美操比賽場地呈正方形，四周用寬5cm的白色標志帶圈定，帶寬包括在場地面積之內，場內為地板或鋪地毯。場地由特殊材料制成，富有彈性，這樣就可以有效地緩沖運動員落地時地面對運動員身體產生的巨大的沖擊力，從而可以很好地保護運動員；比賽臺表面經特殊的科技手段處理，使之能夠與燈光亮度相吻合，不會吸光，更不會出現反光刺眼的現象，這樣不僅能很好地使運動員在訓練或比賽過程中不易產生疲勞感，而且更能夠確保運動員在運動過程中不受外來不良因素的干擾，從而有助于最大限度地發揮他們的競技水平。

表2 健美操服裝的變化

表3 健美操場地的變化

1.2 新信息數字技術在競技健美操中的應用

信息技術是指信息的收集、傳遞、處理等技術。信息技術以微電子技術為基礎，包括通信技術、自動化技術、微電子技術、光電子技術、光導技術、計算機技術和人工智能技術等。

1.2.1 競技健美操裁判輔助系統的研發競技健美操和體操、藝術體操一樣屬于評分類項目，運動員的成績很多時候受到裁判員主觀評價的影響。例如，1948年第14屆體操比賽時，幾乎每次運動員做好動作后，裁判員都要因為評價太懸殊而進行爭議。下午開始的比賽一直拖到深夜，弄得運動員疲憊不堪，觀眾對此甚是不滿，紛紛退席。為了解決這樣的問題，國際體操聯合會開發了《體操裁判員監測系統》，規范了裁判員裁判工作。

盡管競技健美操發展比較晚，但是在借助信息技術來促進自身規范化發展上仍然取得令人贊許的成果。2006年建立了裁判輔助系統，開始對健美操比賽實施智能化管理。每場比賽前，電腦隨機抽出裁判，增加了不可預見性；比賽中有監控錄像，運動員或教練員可以對比賽中得分情況提出申訴，裁判可根據即時回放系統評估運動員競賽和得分情況，以此作為是否修改運動員比賽最終成績的證據；賽后，輔助系統可以對每名裁判員行為的客觀性進行評價，以幫助裁判員正確執法，等等。2010年5月14日，全國第4屆體育大會在合肥舉辦。為了提高健美操裁判的公平性、公正性，本次賽事采用了高科技計時評分系統-CHING TIMING作為競賽結果的評判手段，收到了良好的效果。該系統由國際安全技術有限公司專門為健美操比賽研發，多次應用于各種國際、國家級健美操比賽，獲得了人們的高度認可。由此可見，科技對健美操的影響范圍越來越大，也越來越深刻。

1.2.2 新信息數字技術在競技健美操音樂制作中的應用 健美操是在音樂的伴奏下，通過運動員流暢的動作組合展現美的運動項目。一般說來，音樂烘托了操的氣氛，表現了操的特色，增強了操的感染力，使操有形有聲，從而表達了豐富的美的藝術內涵。音樂和動作結合不僅能有效地激發運動員的表演激情、突出個性，而且可以有效帶動觀眾的情緒，使表演氣氛更加濃烈。一串流暢多變的動作組合伴以優美的旋律和節奏，巧妙的過渡與連接上恰當音樂，都能給人意想不到的感受和無窮的聯想空間，從而引起觀眾的共鳴，形成良好的運動員與觀眾情感交流的氛圍。為了獲得這樣的效果，教練員和運動員必須全面把握動作結構和音樂設計過程，將音樂的內容、主題思想等與運動員的動作結構完美結合起來。這只有在現代高科技的支持下才能完成，特別是細節部分的處理更需要高精尖技術的幫助。

20世紀電子科技的迅猛發展對電子音樂作品產生了巨大的推動性作用，并使其經歷了從“具體音樂”“磁帶音樂”到“計算機音樂”3個階段。健美操音樂制作正是在這樣的社會背景下伴隨著科學技術的進步而不斷變化的。20世紀50年代，健美操音樂選擇制作都很受限制，經常出現多名運動員使用同一首音樂參加比賽的情況。到了20世紀90年代，健美操音樂制作較之前有了較大的進步，可以將一些音樂做成串燒的形式，但是音樂制作上的困難往往導致運動員很難根據自己的需要制作出令自己滿意的音樂，從而使得運動員必須滿足音樂的節奏特點來完成動作過程，而不是相反。進入21世紀之后，電腦的普及、信息技術的廣泛使用為解決競技健美操音樂創編過程中實際存在的各種難題提供了可能性。借助于信息技術在電腦平臺上首先對音樂進行數字化處理，然后編輯音樂，去除雜音，進行多軌合成，制作個性化音樂，從而提升其音質，增強其感染力，隨后就可以根據運動員特點、動作組合表達方式及其特點等具體情況進行配對編輯，使二者之間實現完美的融合。比賽中，電腦可以隨時對音樂的節奏、音頻的高低進行調整，實現了智能化管理健美操音樂的目標。科技推動者健美操發展的不斷創新。

1.3 基因技術在健美操運動員選材上的應用

現代運動員運動選材往往是在遺傳學、生物化學、生物力學、測量學等理論支持下，借助于基因芯片技術，通過建立科學的選材系統來完成的。例如，系統科學和數學的介入，使我們能夠建立一個優秀競技健美操運動員身體及運動能力結構模式，制定出兒童、少年運動員、各項選材標準；運籌學的介入可以使我們科學評估運動員的各項指標，優化評估結果，對候選人進行科學預測，從而進一步提高了選材的科學化水平。

健美操追求的是“健、力、美”。在比賽中，肢體的優美、音樂的協調配合可以給人以美的享受。通過基因技術的測定工作，可以有效的區分備選人員的身體狀況、生理水平甚至是心理水平，評估備選人員的音樂節奏感、思維想象力和創造力等，發現具有天賦的人員，從而為競技健美操發展提供源源不斷的優質人才。雖然目前基因選材技術仍然不夠完善和成熟，仍然存在諸多需要改進和優化的環節，但是基因技術應用的廣闊前景已經得到了人們的普遍認可，借助于基因技術進行選材的做法逐漸開始流行起來。

2 科技應用對競技健美操發展的促進

2.1 科技促進競技健美操整體水平的提高

科技的廣泛使用對競技健美操的發展起到了突出的促進作用，主要表現在幾個方面：（1）科技的輔助設計功能，使得競技健美操的動作設計過程更加合理、更加高效，也更能保證運動員競技水平的充分發揮。例如，針對運動員自身特點和運動能力基礎，進行虛擬仿真設計動作結構，可以確保運動水平的不斷提高；再如，借助于技術手段提升運動員疲勞恢復能力，可以有效的確保運動員能夠持續進行高質量訓練的過程，從而為運動員保持高水平的競技狀態提供支持。（2）新材料技術的應用，一方面不僅有效地保證了競技健美操運動員更加流暢、高質量完成運動過程。例如，在運動鞋上的設計、運動服裝性能提升設計等，都為運動員高質量完成動作提供了最有力的支持作用；另一方面這些技術的采用更能夠為運動員提供強有力的保護性支持作用，防止運動員受傷。例如，運動鞋減震設計、防滑設計、競賽場地的彈性設計和減震設計等可以防止運動員因在運動過程中遭受巨大的沖擊而導致的運動損傷現象的發生。這些保護性措施，減少了運動損傷的范圍和程度，從而能夠保證運動員持續進行高水平的訓練和比賽。（3）數字信息技術的廣泛使用，有力地促進了競技健美操與音樂等方面的融合，使得以表現人體運動美的健美操運動與震撼人類心靈的音樂完美地結合起來，從而產生出更加富有感染力的健美操藝術作品。這樣作品的產生，吸引著更多的人們積極投身于健美操活動中，或者吸引更多的人對健美操持有濃烈的興趣和好感，這又為運動員不斷提升運動能力，提高運動美的表演力和感染力發揮著巨大的促進作用。（4）基因選材技術的使用，為健美操運動提供了更多的優質的運動員，豐富了健美操人力資源存儲量。這意味著更多優秀健美操運動員的產生和更多優秀健美操作品的誕生，這又會進一步影響優質人才向健美操領域的流動，產生了良性循環，從而促進健美操運動水平的不斷提升。

2.2 科技推動了競技健美操全球化發展

在新技術的發展和全球網絡的沖擊下，傳播途徑已經趨于多元化，媒體之間的界限逐漸被淡化，各種媒體在碰撞、融合中產生了新的傳授平臺和新興媒體。因此，報紙、電視、網絡等媒體聯動和資源共享促進了競技健美操運動在全世界的開展和傳播。

信息技術和傳媒技術的廣泛使用，為競技健美操發展提供了更廣闊的空間，眾所知之，競技健美操經常通過競賽活動來促進自身的完善和發展，而高水平的競賽活動往往又成為現代媒體關注的熱點，因此，借助于媒體技術特別是3D影視技術的幫助，制作出高水平的競技健美操作品進行播放，就可能會更加有效的增加競技健美操的藝術感染力和社會的廣泛傳播性，使競技健美操成為深受廣大人們喜愛的體育活動之一，從而有效提升競技健美操的發展空間。一方面，在各種健美操比賽中，創新動作一但出現就很快被各國體育科技人員進行研究，在很短的時間內就會從生物力學、運動學等領域提取出相關的數據，供教練員在訓練中參考。這樣，剛創新的動作馬上會被各國運動員掌握，從而增強了競爭，使競技健美操比賽更加激烈精彩。另一方面，在新媒體時代，體育賽事的轉播技術得到最大限度的利用，提高了競技健美操比賽的觀賞水平。例如，攝像機和電子大屏幕的出現不僅能使觀眾從不同角度、不同速度來欣賞運動員動作，而且更能通過對不同運動員的動作進行對比分析，或者慢鏡頭的播放來調動觀眾的觀看熱情，從而促進競技健美操市場的發展和繁榮。

還存在一種技術路徑對健美操發展起到了積極的促進作用。網絡技術的普遍應用，徹底改變了人類社會的發展結構，改變了人們的行為方式和習慣。在此基礎上，競技健美操也通過網絡技術的幫助獲得了快速發展的歷史機遇。盡管有些人們無法在現場看到競技健美操比賽的場面，但是網絡共享平臺的存在為人們時時欣賞高水平的競技健美操比賽提供了可能性和現實性。我們常常見到的場景是，人們常常通過網絡共享平臺觀看競技健美操的各種表演，或者將之下載進行后期制作以用于參加各種演出——大型的、中型的和小型的，有時甚至是幾個人在一起自娛自樂。健美操對人們生活的影響也呈現出越來越深刻的樣子。

2.3 科技為競技健美操健康發展提供了有力保障

20世紀中期以來，奧林匹克在世界范圍內蓬勃發展，競技體育競爭日趨激烈。隨著商業、贊助、電視的進入。體育商業化也帶來了多種負面影響，名譽、金錢越來越被看重，作為競技表演的健美操同樣受到這樣不良影響的侵蝕，而此時科技成為有效預防和制止不良影響的手段。一方面，受到競技健美操自身特點的影響，即健美操的成績評定多是通過裁判員的自主行為來判定的，所以人的主觀因素的變化往往深刻影響著運動員最終成績的獲得，更何況有時裁判員也會受到賽場外其他利益關系的影響而作出不合理的判定。為了克服這樣的弊端，競技健美操開始采用技術手段來提高裁判員判定成績的客觀性和準確性。例如，現在很多大型的健美操競賽幾乎都采用高科技計時評分系統-CHING TIMING作為競賽結果的評判手段。該系統是國際體操聯合會組織研發的，用于專門解決健美操項目評分的準確性和客觀性等問題。同時，現代媒體技術的廣泛應用，幾乎將健美操競賽現場的每個細節都完整地呈現在觀眾的面前，甚至一些微小的不受人們注意的細節部分都清晰地展現出來。這樣，觀眾在觀看比賽時就會對裁判員的成績評判進行自我評估，從而影響著裁判員對自我行為的控制。加之在各種競賽中，人們總是通過媒體技術不斷地重復著對競技健美操規則的解釋，這就使得人們理解競技健美操的深度得到了大幅度的提升，幾乎徹底改變了“外行看熱鬧”的局面，從而形成了對裁判員評分可能出現不合理行為的有效制約。技術手段成為確保競技健美操公平競爭的有效手段。另一方面，科技成為制止興奮劑使用的有效手段。可以說，受到種種利益關系的影響，興奮劑在20世紀70年代左右開始泛濫于整個世界體壇。雖然國際社會長期致力于反興奮劑斗爭，取得了卓有成績的進展，但是興奮劑蔓延沒有得到根本的遏制。興奮劑是隨著科學技術的發展而產生的，是高科技的產物，它使競技體育蒙羞。部分運動員為了金錢、名譽、地位不顧身體健康，大量地、長期的，甚至是在專業的指導下服用興奮劑。興奮劑作為負面文化的劣種，具有背叛性、陰暗性和腐蝕性等特點。杜絕類似興奮劑這一不良行為，就必須運動現代科學技術手段，加大興奮劑檢測的力度，提高檢測技術的高科技含量，要加強檢查的時效性，從而保證健美操更好、更健康的發展。

3 結 語

科技在競技健美操方面得到廣泛應用，改變了運動鞋、運動服和運動場地的性能，使之更加有利于健美操運動技術的提升，完善了健美操音樂制作過程，提高了健美操與音樂的融合度，建立了能夠促進競賽裁判合理化的信息管理系統，促進了競賽的公平性和公正性。應該說，科技在競技健美操領域的廣泛使用，對競技健美操的發展起到了積極的促進作用：促進競技健美操整體水平的提高，為競技健美操打開了廣闊的道路，促進了競技健美操科學成果的轉化，促進競技健美操在全世界的開展，為確保競技健美操的健康發展提供了有力的保障。