掷标枪中错误动作的生物力学分析

穆 峰

(渭南师范学院北校区教学部，陕西渭南714000)

掷标枪是田径运动中一个复杂的多轴性旋转项目［1］.掷标枪技术动作是由一系列非周期性运动的技术环节相互衔接起来的有序整体，其技术环节是一环紧扣一环的.从握枪与持枪到标枪出手后维持身体平衡的每个技术环节都要掌握好，某一环节的错误都将造成后继技术环节的失误，最后导致投掷成绩的不理想.同时要求学生在高速的身体运动中快速协调地完成全套动作，发挥自己身体和技能的最大能力和水平将标枪投到尽可能远的地方，其动作难度很大，学生在掷标枪的过程中容易出现错误动作.错误动作一旦出现，就会影响投掷成绩，甚至导致伤害事故的发生，严重影响掷标枪正常的教学训练.

1 运动生物力学原理研究掷标枪项目的优势

运动生物力学是以生物学和力学的原理研究各种运动的动作技术并加以定量描述的一门学科，人体各种运动、活动和各种动作技术都可以通过生物力学方法进行分析研究.掷标枪项目中出现的一些错误的技术动作以及标枪的飞行轨迹是可以运用力的合成与分解、力矩的转动、动量守恒等原理进行分析和解释的.例如根据标枪出手后的飞行状态是受作用力点、方向、速度、位置、角度和空气阻力等因素的影响所形成，并且具有一定的规律性，根据物体受力后的反馈原理，对标枪在空中飞行过程中所发生的变化表象的分析，就可以推断出运动员出手时对标枪所施加的作用力的方式方法，即出手时的动作状态和形式.学生如果能够运用这种判断方法对自己进行的每次投掷练习效果进行评判，对出现的错误动作通过反馈通路进行自觉的修正和调整，这种将传统的由教练员单一方面对训练过程的调控模式转变为教与练的双方共同调控训练过程的方式，有效调动了教、学双方面的积极性，发挥了运动生物力学化繁为简、形象直观的学科优势，具有显著的优越性.

2 影响掷标枪项目运动成绩主要因素的生物力学分析

掷标枪是以速度力量为核心的田径投掷项目.标枪出手速度和出手角度是决定投掷距离的主要因素，标枪的投掷距离S等于出手速度的平方乘正弦的二倍角，除以重力加速度，即S=V20sin2α/g.出手速度由水平移动速度和人体发力给标枪的相对力量速度之和组成.在水平移动速度不变的前提下，人体作用给标枪的相对力量速度V越快，标枪的投掷距离越大，V就成为了决定标枪投掷距离的关键.公式：V=2FS/m反映了速度V与力F、力距S和标枪质量m之间的关系.力F是指作用于标枪纵轴上的力，距离S指标枪相对于人体运动的距离.掷标枪中有效的作用力及其工作距离是提高出手初速度的主要条件.有效的作用力是指在正确的投掷方向前提下，要求运动员给予标枪作用力的方向与标枪出纵轴的运行方向一致.掷标枪合理的出手角度是决定远度的另一个因素，掷标枪出手适宜的角度在29°～36°之间.标枪器械是相对密度不大的物体，在飞行过程中还受到空气阻力、重力、天气等因素影响，其技术动作难度大，学生容易出现错误动作，如不及时纠正就会成为错误的动作定型，严重影响运动成绩甚至导致投掷失败，这些错误的动作是影响掷标枪运动成绩的主要因素.分析研究这些错误动作，找到它们形成的原因并制定行之有效的解决方案，避免这些错误动作的出现就成为提高掷标枪运动成绩的关键.

3 掷标枪项目中常见错误动作的类型

研究分析掷标枪过程中出现的错误动作必须要考虑掷标枪项目的特点，即掷标枪项目不仅有运动员自身的技术动作的过程(助跑、投掷步、最后用力、维持身体平衡)，还有因技术动作对器械造成的结果(即出手后标枪在空中的飞行轨迹)，因此，掷标枪错误动作的类型应分为直观的运动员错误的技术动作和标枪异常的飞行轨迹两方面，研究掷标枪的动作应从这两方面入手.

4 掷标枪中常见错误动作的生物力学分析

4.1 错误的技术动作

4.1.1 助跑节奏差，助跑速度不适宜

助跑是掷标枪动作的起始阶段，快速有节奏的助跑是取得好成绩的关键.助跑过程中从决定投掷方向的第一步到决定标枪出手角度、出手速度的最后一步都非常关键，只有通过快速助跑才能获得更大的水平向前的力，才能通过最后的投掷技术将这种水平向前的力转化成为标枪向前、向上的力，从而获得好的运动成绩.从某种角度上讲助跑速度越快，标枪获得的初速度越大，标枪飞行得也越远，助跑为出手后标枪提供初速度和作用力支持，是标枪空中飞行的重要基础，标枪的助跑投掷与原地投掷的成绩一般相差20～35m.然而，掷标枪教学训练中学生原地投掷和助跑投掷的成绩相差不大的现象很常见，主要原因在于学生缺乏合理的助跑节奏，助跑速度的不适宜使助跑环节和最后用力环节缺乏自然流畅的有效衔接，减弱了本应水平向前的力，没有发挥出助跑应起到的作用.因此，在教学训练中要通过不同距离、速度的持枪助跑练习，让学生逐渐掌握和运用合理的助跑节奏和适宜的助跑速度，从而达到有效提高运动成绩的目的［2］.

4.1.2 投掷步动作不连贯

投掷步技术是掷标枪技术的核心，是将助跑获得的能量转换成为标枪飞行动量的重要阶段.正确的投掷步技术可以将运动员助跑获得的水平向前的力最大程度地转化成为标枪的飞行动力，为最后的出手创造有利条件.学生练习时出现转体引枪衔接差、身体重心不稳甚至停顿投枪等现象是由于学生腿、脚与手臂、手配合能力差，急于出枪，身体重心前移过早，未做出超越器械动作，投掷步最后一步左脚着地前身体躯干后倾角度不适宜，下肢发力时蹬地不充分，用力顺序不明确.投掷步幅不合理，投掷步各步动作的时间、准确性、幅度较差，支撑腿未做出有力支撑，导致投掷步动作不连贯，从而造成投掷成绩不理想.所以教学训练中应有针对性地加强投掷步环节技术动作的练习.例如，将技术动作分解成为单独的技术单元练习，将上肢动作与下肢动作分开，在上肢动作巩固的基础上练习下肢动作，最后进行完整练习.同时注意加强协调性的训练，如单手拉肋木做翻肩满弓、双手持枪肩绕环的练习［3］.这些练习便于学生更快、更好地掌握投掷步技术动作，有效完成教学训练任务.

4.1.3 满弓、鞭打动作不充分

标枪最后用力阶段的技术动作是整个掷标枪技术各技术环节协调配合的集中体现，它决定了标枪的飞行方向、角度、轨迹、距离等，直接决定标枪的运动成绩.因此，要想控制好标枪的出手动作，使标枪的运行路线与身体各环节运动的合速度方向一致，就必须正确合理地做好最后用力的各环节技术.学生练习经常出现的标枪飞行效果差是由于满弓、鞭打动作不充分，右腿蹬伸不充分、左腿未能及时制动支撑，两臂和躯干复合用力配合不协调，造成运动员身体由侧对投掷方向逐渐转向正对投掷方向过程中满弓动作的不充分.肩部、手臂、手腕动作衔接不好，手指未能有效拨枪，使作用给标枪力的作用距离太短，作用方向和标枪的纵轴产生角度过大，未能形成良好的合力，增大了标枪飞行面积和飞行阻力，从而影响了标枪空中的稳定性和远度［4］.因此，教学训练中应突出满弓、鞭打技术的重要性，采用变换投掷器械，不同距离、不同姿势的投枪提高练习，模仿鞭打动作练习，并进行开展如排球的扣球、羽毛球的扣杀、网球的扣球等动作的练习，从而使学生能很好地控制标枪，确保最后用力动作正确、合理.

4.2 标枪异常的飞行轨迹

4.2.1 标枪尾部先触地、平拍落地现象

这种现象的出现是由于学生引枪时持枪臂高度过低或过高，造成枪体与前臂产生夹角.握枪位置给枪体的纵轴重心部位施加了一个向后下的作用力，造成标枪飞行中的空气阻力加大，破坏了标枪的抛物线状态，导致标枪枪尖上扬，落地时出现枪尾先触地或平拍落地的现象.训练教学中多进行发展肩关节柔韧性的身体练习，如压肩、转肩、翻肩等动作并加强原地引枪练习结合行进间的引枪、投枪练习就可以减少这种错误的发生.

4.2.2 标枪落在场外

学生引枪动作不合理，引枪时枪尖离躯干太远，肩关节灵活性较差，转肩、抬肘、手腕背屈动作不充分，手腕未能后旋.使枪体与正确的投掷方向产生夹角，施加在标枪的作用力破坏了标枪的飞行轨迹，使标枪偏离了正常的飞行方向，导致投掷失败.训练中通过发展肩、腕关节的柔软性再由慢动作练习开始逐步加快速度来完成引枪动作，熟悉以后再结合助跑、投掷步进行固定目标、不同距离的投枪练习来保证投掷方向，进而改善学生的投掷效果.

4.2.3 标枪在空中出现前翻现象

学生最后用力时投掷臂下拉，用力时出手过迟，握枪过紧.小指、无名指压枪动作过大，手臂施加的作用力未能较好地转换成标枪向前飞行的动力，就会出现标枪枪体前翻的现象.训练教学中例如先用拇指和食指握枪进行插枪练习，再用宽松式握枪插枪、投掷练习;进行原地模仿引枪动作练习，出手时大臂小臂同时鞭打，要求小臂鞭打积极快速;原地双手向前上方投实心球这些练习手段都可以使学生通过训练逐渐体会感受并达到熟练掌握运用的程度，消除错误隐患.

4.2.4 标枪在空中出现“横枪”现象

投掷过程中学生用力作用轴错误，对标枪纵轴施加的作用力点的方向不是投掷的方向，使枪在出手后的飞行状态呈现侧弧运动轨迹，很大程度上破坏了抛物线轨迹，减弱了标枪向前的水平飞行动力，使标枪出现横枪情况.训练中要求学生进行掷标枪练习时，身体侧对投掷方向，两脚左右开立，略宽于肩，右腿弯曲，身体重心放在右腿上，上体稍向右倾斜，投掷臂放松伸直保持在肩轴延长线上，枪尖约在右眉处，左臂微屈自然抬起.然后右腿提踵压膝，快速蹬转，推动髋和上体向投掷方向转动前移，左脚积极支撑用力，标枪向前上方投出;进行侧向上一步掷标枪练习，强调重点在出手速度快，沿标枪纵轴用力.［5］从而使标枪以合理的角度和较快的速度掷出.

5 结论与建议

运用运动生物力学方法和手段对掷标枪过程中出现的错误动作进行分析，可以使错误动作更加形象直观，有利于提高运动员的自我纠错能力，同时将训练模式转变为运动员和教练员共同调控，更好地调动了运动员和教练员的积极性，使运动员容易准确地掌握掷标枪技术动作，提高了教学训练的科学性、实效性和合理性，有利于提高掷标枪运动成绩.

在掷标枪教学训练中，建立正确的技术概念和掌握完美的技术动作，避免错误动作的出现是决定掷标枪质量的关键.掷标枪项目存在两大类的错误即运动员错误的技术动作以及标枪异常的飞行轨迹，这两大类错误的出现是影响掷标枪成绩的主要原因.［6］通过运动生物力学原理对出现的错误进行分析研究发现：掷标枪的过程中运动员选择适宜的助跑速度与节奏;做好助跑和最后用力的衔接;合理加大转体幅度，加长最后用力工作距离;提高出手初速度等就可以有效避免错误动作出现，进一步提高运动技术水平.

［1］张国华.对标枪教学中学生易犯错误动作的探讨［J］.黔东南民族师范高等专科学校学报，2004，22(3)：41－42.

［2］王志勤，陈勇.对我国优秀标枪运动员投掷步技术的力学解析［J］.武汉体育学院学报，2005，39(2)：96－98.

［3］黄艳莉.对标枪错误动作的分析及其改进方法［J］.体育学刊，2001，14(2)：54－55.

［4］宋广林，闵凡亭.对掷标枪最后用力技术的再认识［J］.体育学刊，2004，11(5)：123－124.

［5］纪仲秋，余锋，张茜.标枪出手瞬间的运动生物力学分析［J］.体育文化导刊，2010，(10)：66－68.

［6］宗华敬，杨善德.中国优秀田径运动员技术图片选辑［M］.北京：人民体育出版社，2001.