網(wǎng)球技術動作的運動生物力學研究進展

倪保銳

網(wǎng)球技術動作的運動生物力學研究進展

倪保銳

（云南師范大學體育學院，云南 昆明 650500）

采用文獻資料法、數(shù)理統(tǒng)計法等對近二十年有關網(wǎng)球運動生物力學的文獻進行研究分析，得出：目前對網(wǎng)球技術運動生物力學研究分布于發(fā)球技術中的拋球、拋球臂角度、站位、搔背揮拍動作，下肢屈曲發(fā)力等；正手、反手技術中的準備姿勢，拍面角度，肩肘關節(jié)角度，髖膝關節(jié)屈曲度，上臂的內(nèi)旋和外收；截擊技術中的膝關節(jié)、踝關節(jié)角度，拍面角度，擊球角度等；高壓技術中的準備姿勢、調(diào)整根據(jù)動作，上肢動作，髖膝踝關節(jié)角度及力量傳導鏈。

網(wǎng)球運動；技術動作；運動生物力學；研究進展

網(wǎng)球這項運動，孕育于法國，誕生于英國，普及在美國，如今盛行于全世界[1]，在我國發(fā)展得如火如荼，被不同年齡段的人群所喜愛。網(wǎng)球是一項隔網(wǎng)對抗性項目，它既沒有激勵的直接身體觸碰，同時又擁有激勵對抗的精彩性。可以培養(yǎng)人的力量、速度、耐力、柔韌、協(xié)調(diào)、靈敏等多方面的綜合素質(zhì)，它聚集健身性、娛樂性、競技性、趣味性以及社交性于一體,因此頗受不同年齡階段廣大人民群眾的喜好。網(wǎng)球還是一項間歇性運動，平均強度不大但持續(xù)時間長。一場激烈的優(yōu)秀運動員比賽可長達1.5—5h之久，這對運動員的身體、心理是個極大的挑戰(zhàn)。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，網(wǎng)球運動已經(jīng)成為人們最喜愛和經(jīng)常鍛煉的運動項目之一，運動生物力學是研究人體運動時的力學規(guī)律，為人類運動、鍛煉提供更科學的指導。目前國內(nèi)對網(wǎng)球運動的研究頗為豐富，但對網(wǎng)球運動生物力學的研究勝少，尤其是實驗研究方面更為稀缺。文章對目前網(wǎng)球運動生物力學的研究現(xiàn)狀進行綜述，總結理論知識，提出相關建議，便于后續(xù)的進一步深入研究。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以近20年中國知網(wǎng)收錄的關于網(wǎng)球運動生物力學的研究成果為研究對象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

通過云南師范大學圖書館、中國知網(wǎng)等途徑查閱相關文獻資料。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計法

用Excel2010軟件對收集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并制作圖表。

2 結果與分析

2.1 網(wǎng)球運動技術的運動生物力學文獻分析

2.1.1 發(fā)文總量及分布統(tǒng)計

圖1 2000—2019年文獻統(tǒng)計

2000—2019年期間，關于網(wǎng)球運動生物力學的研究成果分別分布于46篇期刊文獻，48篇碩士論文，2篇博士論文和12篇會議論文。在收錄的46篇期刊論文里面，有8篇屬于核心期刊，4篇被中文社會科學引文索引（CSSCI）收錄，1篇被中國科學引文數(shù)據(jù)庫（CSCD）收錄。（見圖1）可見近二十年來，研究網(wǎng)球運動運動生物力學的文獻約為一百多篇，研究成果不是很豐富。

2.1.2 逐年的發(fā)文量分布統(tǒng)計

圖2 2000——2019年逐年發(fā)文量統(tǒng)計

隨著社會的發(fā)展，研究成果在期刊、碩博論文、會議論文中發(fā)文量的呈現(xiàn)，可以看出該領域的發(fā)展狀況。從圖2中可以看出，2008年以前，關于網(wǎng)球運動生物力學的研究文獻很少，平均每年1.5篇不到的文獻，其中大部分是期刊論文，有少數(shù)幾篇碩士論文研究。從2009年開始研究發(fā)文量急劇增長，2009年由2008年的2篇期刊論文增長為4篇期刊論文和4篇碩士論文；在2010年出現(xiàn)了歷史第一篇會議論文，說明這時候國家已經(jīng)開啟了相關的會議研究，在2014年會議論文達到最大峰值5篇，說明這時候國家相對比較重視。2011年，出現(xiàn)歷史第一篇博士研究論文，它是由北京體育大學刊出的，說明這時候研究引起了博士研究生的注意；從2009年起，碩士研究生論文保持一個相對數(shù)量的趨勢，2017年達到最大峰值7篇，說明現(xiàn)代社會網(wǎng)球發(fā)展的火熱，是人們關注的內(nèi)容。

2.1.3 核心期刊分布及作者分布

圖3 2000—2019年核心期刊分布及作者分布

核心刊物的數(shù)量和分布體現(xiàn)著該研究領域的側重性，從圖3中可以得知，近些年來關于網(wǎng)球運動生物力學方面的核心研究成果主要呈現(xiàn)于北體大學報、成體學報、安徽師范大學學報、山東體育科技、應用力學學報、中國組織工程研究。而這些研究的學者主要分布于北京體育大學、天津體育學院、北京體育科研所、五邑大學、浙江大學、中國民航大學、杭州師范學院。從統(tǒng)計中可以看出，這些研究學者皆出現(xiàn)在我國知名的體育組織機構或是大學教師，屬于發(fā)達地區(qū)，有良好的基礎和優(yōu)越的研究條件。

2.1.4 優(yōu)秀畢業(yè)論文的分布

優(yōu)秀碩博論文的呈現(xiàn)數(shù)量也在一定程度上體現(xiàn)著該領域的發(fā)展，目前的研究內(nèi)容、研究方法及研究現(xiàn)狀。從表1可以看出，優(yōu)秀碩博論文主要分布在北體、上體、武體、西體、成體等知名體育大學，這些地區(qū)體育發(fā)展相對突出，所以在這些方面有很好的研究條件及更多的學者研究，這些具有前瞻性的研究成果的公布，將有助于此領域的突破。

圖4 優(yōu)秀碩博論文院校分布

2.2 網(wǎng)球運動技術動作的運動生物力學分析

2.2.1 發(fā)球技術

發(fā)球技術是網(wǎng)球運動中重要的技術動作之一，是比賽的關鍵和取得比賽勝利的致勝法典，也是比賽的開始和其他技術動作發(fā)揮的源頭。網(wǎng)球發(fā)球技術動作可分為站位準備、拋球、搔背擊球和結束站位。

2.2.1.1 站位

網(wǎng)球發(fā)球技術中首先是大陸式握拍側對球網(wǎng)，其次，腳下站位分后腳跟進式（foot-up）和雙腳開立式（foot-back），劉卉在其研究中指出FU站位擊球點高于FB站位式，發(fā)球成功率和攻擊力顯著提升，而Elliott和Wood[3]認為兩種站位方式各有其優(yōu)，F(xiàn)B站位可以保證較高的穩(wěn)定性和獲得較大的作用力及地面水平反作用力，F(xiàn)U站位可以獲得足夠的垂直作用力。FU站位集中了下肢力量，可以更好的向上伸展發(fā)力，以更高的擊球點增加發(fā)球成功率和攻擊力，而FB站位則以相對穩(wěn)定的力保證發(fā)球穩(wěn)定性。

2.2.2.2 拋球

拋球是發(fā)球技術的實施前提，也是整個發(fā)球技術的重點，拋球的方向、高度、垂直性、穩(wěn)定性直接影響發(fā)球質(zhì)量。劉卉對網(wǎng)球大力發(fā)球技術進行研究[2]，認為曲臂拋球要優(yōu)于直臂拋球，應當適當調(diào)整拋球臂的肘關節(jié)、腕關節(jié)屈伸度，保證球的上拋垂直性。拋球階段直臂拋球會導致拋出的球具有弧線，不僅需要在縱向上判斷擊球點，還需要判斷橫向上的擊球點，為強有力的發(fā)球增加了擊球難度。而楊楠[4]認為業(yè)余選手應該采用直臂拋球，拋球臂關節(jié)變大拋球時不穩(wěn)定會影響拋球質(zhì)量，應適當根據(jù)自身擊球點調(diào)節(jié)。金春林[5]等人對柏衍發(fā)球技術的生物力學分析后指出，發(fā)球時拋球高度的合適度，是自己保證優(yōu)越發(fā)球節(jié)奏的重要因素,也是影響發(fā)球質(zhì)量的關鍵。拋球過高或過低，皆會導致運動員發(fā)球動作脫節(jié)或節(jié)奏不規(guī)律,直接影響發(fā)球動作和發(fā)球質(zhì)量。此外，研究中指出，優(yōu)秀運動員的拋球落差于0.5m—0.2m之間，拋球最高點與擊球點之間的落差越小，發(fā)球質(zhì)量越理想。拋球引拍階段，在保證動作正常的前提下，在越短時間內(nèi)拍引至最高點，傳遞給球的速度、力量就越大。

2.2.2.3 搔背擊球

搔背動作是發(fā)球技術動作的核心，是力量傳導鏈的關鍵，是直接將力量傳接至球的技術動作。劉卉[2]通過研究認為，下肢屈膝下蹲程度越大，搔背階段對球拍形成的超越器械程度就越大，在下肢快速蹬伸的情況下可以獲得較大的動能。搔背動作的核心是快和器械超越程度，速度快慢取決于神經(jīng)，超越器械程度來源于下蹲和背弓，在適合自身的下蹲程度和背弓角度的前提下，快速揮拍擊球，以至把獲得最大速度傳遞到球上。搔背動作階段，通過肘關節(jié)、腕關節(jié)、拍頭角度的快速變化，獲得的角速度轉化為線速度，短時間內(nèi)擊球，把速度力量傳遞給球。

2.2.2.4 下肢屈伸動作

下肢力量是網(wǎng)球發(fā)球力量的主要組成部分，通過膝關節(jié)的蹬伸，經(jīng)角速度傳至線速度，增大身體向上的垂直速度，提高擊球點，助力搔背速度和擊球速度。劉卉[2]通過實驗研究，認為下蹲程度越大，搔背階段對球拍的超越程度就越大，在運動員腿部力量允許的前提下增大膝關節(jié)下蹲深度是有利的。發(fā)球時，下肢屈膝下蹲動作過大或過小皆不利于下肢肌群的蓄力，每個運動員應該根據(jù)自身身體素質(zhì)，掌握自己的下蹲屈膝角度。此外，鮑春雨等人[6]認為網(wǎng)球運動員在跑動急停側向跑動中容易損傷踝關節(jié)，除下肢的力量訓練外還應加強踝關節(jié)肌肉群的靈活性、伸展性、穩(wěn)定性。

綜上所述，認為網(wǎng)球發(fā)球技術動作中拋球高度要適中，過高過低均不宜，過高會影響擊球準確性，過低會影響技術動作的發(fā)力；拋球臂角度應根據(jù)個人不同調(diào)節(jié)，拋球不好會影響拋球垂直性，增加擊球難度，影響技術動作的發(fā)力原理，應適當調(diào)整拋球時的曲肘角度；拋球落差越小越有利于技術動作的施展和擊球的準確性；引拍在動作銜接、短時間內(nèi)將拍引至最高點，所獲得的拍頭速度越大，傳遞給球的力量、速度就更高；在拋球引拍后，身體下蹲屈膝程度因人而異，腿部力量足夠的情況下，下蹲越大超越器械越大也越有力量，但同時增加了技術動作難度。

2.2.2 抽球技術動作

2.2.2.1 正拍抽球技術動作

網(wǎng)球正手擊球技術是網(wǎng)球運動中最基礎的技術動作，優(yōu)越的正手擊球技術能有效的防守和進行有力的進攻。于曉東等人[7]認為，正手擊上旋球、平擊球，兩種擊球的方式不同，拍面與地面、大臂與軀干的夾角便各不相同，揮拍的速度、球速也不盡相同，其次，強有力的上旋球需要借助手腕、小臂的力量。蔣婷等人[8]認為，網(wǎng)球運動員正手擊球應該提高拍頭速度,向球施加更大的動能,可以獲得更快的球速。其次，球員的身高與體重以及球拍的重量也是影響拍頭速度的一大因素,身材高、體重大的球員在力量上的優(yōu)勢上能給予相對更快的擊球拍頭速度。正確利用身體機能協(xié)調(diào)鏈可以加快拍頭速度，對網(wǎng)球擊球技術動作有重要意義[9-10]。白宏舟等人[11]認為，網(wǎng)球受擊打與球和拍的作用時間長短密切相關，接觸面越大，打擊時間越長，打擊后產(chǎn)生的沖量就越大。強大的沖量能賦予球較大的速度和力量，是進攻得分的有效手段。胡啟權[12]認為正手擊球動作中重心升降隨揮拍升降有利于蹬地發(fā)力，膝關節(jié)較事先維持在小角度下不易損傷，引拍隨腳步調(diào)整到位，后擺不易過大，益于準備充分，此外，肘關節(jié)和腕關節(jié)的主動發(fā)力有利于提高球速。

綜上所述，網(wǎng)球正手抽球技術中，重心升降與引拍協(xié)調(diào)，引拍隨腳步調(diào)整到位利于擊球準備，抽擊平擊球、上旋球不同球時，揮拍速度、球拍夾角、手臂、軀干夾角均不相同；抽擊球時可以通過提高拍頭速度，給球施加更大的動能，進而獲得更快的球速或增加球拍與球的擊打時間，獲得更大的沖量而增加球速，而球員的身高、體重、球拍重量均會影響拍頭速度。

2.2.2.2 反拍抽球技術動作

雙手反手抽球是網(wǎng)球運動中的凸顯技術動作，由于其相對穩(wěn)定的特點，優(yōu)越的反手技術既是良好的防守方式，又是高質(zhì)量的轉變防守為進攻的方式。張月等人[13]認為，反拍底線抽上旋球，低重心的準備姿勢，上臂的內(nèi)旋和外收有助于擊出快速有力的上旋球。張曉珍等人[14]認為，反拍引拍結束后，髖膝關節(jié)處于屈曲狀態(tài)，身體重心明顯下降，后腿關節(jié)角小于前腿關節(jié)角，身體重心略微偏向后, 這有利于后腿蹬地用力, 以獲得更大蹬地反作用力。周桂琴等人[15]認為，振動訓練能提高在大、小阻力下雙反擊球的爆發(fā)力, 并且在大阻力下的反拍速度提高的更明顯，這將有效增強反拍的防守和進攻能力。羅艷瓊等人[16]認為，雙手反拍擊球應該發(fā)揮核心力量，揮拍擊球時球拍與地面大約呈30度繼續(xù)向前向上方揮，擊球時拍面與地面幾乎垂直，揮拍速度應足以應對來球，擊球手臂與上體完成同步，以地面為支撐完成充分轉體。反手擊球應充分轉體、引拍掉拍頭，拍頭指向地面形成一定夾角，并適當降低重心，擊球時蹬地發(fā)力，揮拍速度要足以應對來球，才能有效的完成反手擊球。

綜上所述，網(wǎng)球反拍擊球技術動作在引拍結束后，髖膝關節(jié)屈曲，身體重心微后傾有利于蹬地發(fā)力，而且低重心的準備姿勢，上臂的內(nèi)旋和外收有助于擊出快有力的上旋球，擊球時應充分發(fā)揮核心力量，手臂和上體充分轉體，通過振動訓練還可提高阻力下?lián)羟虻谋l(fā)力，增加擊球質(zhì)量。

2.2.3 截擊技術

截擊技術是網(wǎng)球運動中得分率較高的技術，卓越的截擊技術是限制對方發(fā)揮而獲得致勝機會的有效技術動作。董方杰[17]對網(wǎng)前正手截擊技術進行了詳細的闡述，認為截擊技術重心越低，越有利于截擊技術施展，準備動作中踝關節(jié)和膝關節(jié)控制在適當范圍內(nèi)，過大會影響截擊動作速度，截擊點滯后，影響擊球質(zhì)量，在身體素質(zhì)控制范圍內(nèi)跟進腳步位移越充分，球拍跟進位移越大，就越有利于控制好球。唐維東等人[18]認為，網(wǎng)前截擊應兩腳開立為為肩寬的1.5—2倍，屈膝降重心準備，截擊點放在體側前方，手腕與球拍形成近似直角的夾角，擊球時小幅度橫向引拍，與肩平行，拍面面對來球，手臂快速向前把球送出去并加以手腕變動調(diào)節(jié)球的落點。截擊技術是難度高，相對靈活的，并且考驗球員反應能力、判斷能力、處理能力的重要技術。低重心貫穿于網(wǎng)球技術動作的始終，是預判精準、跟進到位、準確應對來球的通行證[19]。

綜上所述，網(wǎng)球截擊技術應雙腳開立比肩寬，膝關節(jié)和踝關節(jié)角度適中，降低重心落在右腳上，持拍與手近似成直角，拍面面對來球，小幅度橫向引拍，擊球點放在身體側前方，擊球時加以手腕調(diào)節(jié)球的落點。

2.2.4 高壓球技術

高壓球技術與發(fā)球技術發(fā)力原理相似，是克敵制勝的有效技術動作。張博等人[20]認為，擊打高壓球時引拍向持拍手（左、右）上方提肩, 帶動上臂、前臂、手和球拍上舉，手臂屈肘并帶動前臂后伸, 引拍結束時屈肘至肩高，上體后傾, 膝關節(jié)適當下蹲至140度左右，踝關節(jié)背曲至80—100度之間，軀干側屈、外展大幅度增加至左髖在前、右髖在后, 以形成超越器械動作。當來球接近擊球點時，蹬地發(fā)力，身體向上伸展，同時手臂持拍做“搔背”動作，由下至上的把力量傳至球拍，以充分的力量、速度完成擊球。蘇潔等人[21]認為，高壓球動作、握拍與發(fā)球相似，面對來球時側身轉體，持拍上舉，非持拍手指向來球，重心放在兩腳的前腳掌上, 后腿彎曲以準備蹬地發(fā)力。高壓球時持拍手引拍至肩上方，非持拍手指向來球，身體重心落在雙腳前腳掌上，降低重心并做小步調(diào)整，球點合適時蹬地向上舒展，持拍做搔背動作并向前下方擊球。

綜上所述，網(wǎng)球高壓球技術握拍與發(fā)球相似，側身轉體面對來球，非持拍手指向來球，持拍手持拍上舉至肩上方，降低重心做小步調(diào)整，球點接近時蹬地向上舒展同時搔背擊球。

3 結論

常用網(wǎng)球技術動作是發(fā)球、正手擊球、反手擊球、截擊、高壓球，綜上所述，目前國內(nèi)關于網(wǎng)球運動技術動作的生物力學研究成果并不多，網(wǎng)球作為全世界盛行的運動項目之一，如今在我國開展的如火如荼，有條件的發(fā)達地區(qū)應該加強該領域的研究成果，充實相關理論知識。在與網(wǎng)球運動生物力學相關的研究中，理論性研究較為居多，實驗性研究相對較少；發(fā)球和底線抽球研究居多，網(wǎng)前截擊和高壓居少；技術方面研究居多，運動員運動智能方面研究缺少。在研究中采用的儀器比較單一，主要以高速攝像機與機電測試儀為主，僅有少數(shù)研究者使用了紅外線遠測系統(tǒng)。由于運動生物力學的實驗研究受限于實驗的設備和軟件技術等條件限制，此類研究很難得到廣泛擴散，后續(xù)的研究方向應明確為理論與實驗結合、技術與智能結合、技術全面化，在條件允許的情況下引入新科技儀器的應用，突破瓶頸的壁壘，為此領域的研究貢獻貢獻力量，普惠大眾。

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Research Progress in Sports Biomechanics of Tennis Technical Movements

NI Baorui

(Yunnan Normal University, Kunming 650500, Yunnan, China)

倪保銳（1994—），碩士生，研究方向：體育教育與訓練。