线上自主训练与线下指导训练表面肌电差异分析

杨卿 吉林体育学院 张勇 西南科技大学

随着社会的发展，人们对健康的关注增加，带动了全民健身的热潮，在互联网和新兴技术的影响下，传统体育产业发生变化，健身类APP 成为广泛关注的焦点。当健身APP 的受众越来越多，问题也就越来越多，如运动损伤，运动不当，运动过度……体育健身行业的当务之急是如何提高优质的健康服务，科学的健身指导。本次肌电实验选取热门健身APP 的训练动作进行对比分析，肌电信号差异显著，由此发现健身APP 的功能不足，以促进健身行业健康科学的发展。

一、研究对象与研究方法

（一）研究对象

研究对象为本科在校男性健康大学生，线下指导训练组、健身APP 自主训练组各选取十人，线下指导训练组入选标准为系统锻炼一年以上，并有参加健美比赛经历，健身APP自主训练组入选标准为没有经过专业指导训练，仅使用健身APP 进行锻炼无长期健身经历。

（二）研究方法

1.数据的采集

本研究利用芬兰Mega 公司产的ME6000 8 通道肌电仪及配套的MegaWin3.0 操作软件对实验进行表面肌电信号采集及分析。使用手机拍照、慢动作视频进行动作图像、视频的采集，动作录像与肌电数据进行同步采集。

实验所需器材包括电极片、酒精、棉签等。提前以文件形式告知实验者测试步骤、测试部位并在测试前做好热身活动，防止受伤。粘贴电极时应先对皮肤进行清洁处理，准确粘贴电极位置，电极应贴于所测肌肉的肌腹位置，与肌纤维走向一致，并对其进行适当固定，每测一个动作都要更换新的电极片，保证数据的有效性、可用性。

2.肌肉的选取

测试选取的动作和肌肉有：

胸大肌、背阔肌、三角肌、腹直肌下部、股四头肌。

3.动作时相的划分

本研究采集范围为整个发力阶段（按人体解剖学姿势均采集右侧部位的数据），每个动作按准备姿势调整好，依据动作步骤、注意事项等进行运动。从第一个动作起始姿势（T1 时刻）开始到第四个动作结束姿势（T2 时刻）结束。

4.数据的处理与分析

本研究使用肌电系统对原始肌电信号进行滤波、截取、清除干扰信号、标准化后导出做功与负荷分析表，使用Word、Excel、SPSS IBM 分析软件进行积分肌电（EMG）、均方根振幅（RMS）等数据的汇总、分析。

二、结果

（一）胸部训练表面肌电特征

哑铃平板卧推时线下指导训练组和健身APP 自主训练组的表面肌电特征对比如下：

线下指导训练组主动肌平均发力占73.5%，健身APP 自主训练组占52.4%。线下指导训练组协同肌发力占26.5%，健身APP 自主训练组占47.7%。

线下指导训练组哑铃平板卧推主动肌发力占70%以上的有8 名，而健身APP 自主训练组主动肌发力占70%以上的有2 名。说明线下指导训练组内，也存在小部分同学哑铃平板卧推动作不规范，发力不准确的情况。健身APP 自主训练组同学多数动作不规范，发力不正确。

（二）背部训练表面肌电特征

引体向上时线下指导训练组和健身APP 自主训练组的表面肌电特征对比如下：

线下指导训练组主动肌平均发力占45.2%，健身APP 自主训练组占25.7%。线下指导训练组协同肌发力占54.8%，健身APP 自主训练组占74.3%。测试引体向上做动作时，要求的是头要超过双手握住的横杆，多数被测试人员存在后仰情况，导致上肢做动作时发力方向变成斜前方，使之肱二头肌做功比值提高。

根据测试情况，引体向上主动肌与协同肌标准以接近50%为优。线下指导训练组引体向上主动肌平均值为45.2%，健身APP 自主训练组为25.7。得出健身APP 自主训练组同学做引体向上时主要靠肱二头肌发力，身体姿势过度后倾，背阔肌力量过于薄弱或做动作时发力意识不正确。

（三）三角肌训练表面肌电特征

弹力带肩上推举时线下指导训练组和健身APP 自主训练组的表面肌电特征对比如下：

线下指导训练组主动肌平均发力占60.4%，健身APP 自主训练组占62.2%。线下指导训练组协同肌发力占39.6%，健身APP 自主训练组占37.8%。

不论是线下指导训练组还是健身APP 自主训练组，组内同学主动肌比值有高有低，说明该动作同类的训练存在不足，都需提高该动作的掌握程度以及熟练度。

（四）腹直肌下部训练表面肌电特征

反向卷腹时线下指导训练组和健身APP 自主训练组的表面肌电特征对比如下：

线下指导训练组主动肌平均发力占71.7%，健身APP 自主训练组占43.2%。线下指导训练组协同肌发力占28.3%，健身APP 自主训练组占56.8%。

线下指导训练组有9 位同学主动肌做功比值大于60%，相反，健身APP 自主训练组只有一位同学主动肌做功比值大于60。说明健身APP 自主训练组同学下腹肌的训练少，下腹肌力量薄弱，做反向卷腹只有靠大腿的力量带动身体反向卷腹，这样长期的训练根本达不到训练效果。

（五）股四头肌训练表面肌电特征

徒手深蹲时线下指导训练组和健身APP 自主训练组的表面肌电特征对比如下：

线下指导训练组主动肌平均发力占70.8%，健身APP 自主训练组占75.8%。线下指导训练组协同肌发力占29.2%，健身APP 自主训练组占24.2%。

徒手深蹲动作，线下指导训练组和健身APP 自主训练组主动肌都达到70%以上，健身APP 自主训练组甚至高于线下指导训练组。小组下来看视频和图片进行讨论和对比，线下指导训练组不存在太大问题，健身APP 自主训练组中有部分同学做下蹲最多下蹲到大腿与地面水平时就蹲不下去了，原因有二：① 韧带不好，肌肉僵硬导致蹲不下去，以至于蹲到一半就起来；② 蹲一半后，继续下蹲身体向前倾，使身体重心前移，发力点主要集中到腿上去。

三、分析与讨论

（一）哑铃平板卧推

哑铃平板卧推，主要是锻炼胸大肌中束。线下指导训练组胸大肌平均做功比高于70%，属正常。而健身APP 自主训练组胸大肌平均做功为52%，相对应的肱三头肌做功为48%，以这样接近的比值可知健身APP 自主训练组学生做哑铃平板卧不能有效地锻炼胸大肌。

（二）引体向上

引体向上，主要以背阔肌和肱二头肌协同发力为主。线下指导训练组背阔肌平均做功45%，肱二头肌为54%，两者相差近10%。而健身APP 自主训练组背阔肌平均做功25.7%，肱二头肌为74.3%，两者相差48.6%，由此可见健身APP 自主训练组背阔肌太过薄弱，不能有效地与肱二头肌协同发力。

（三）弹力带肩上推举

弹力带肩上推举，主要锻炼的是三角肌以及肩带肌群，线下指导训练组三角肌平均发力占60.4%，健身APP 自主训练组占62.2%，可以看出线下指导训练组的实验者在练习此动作时对斜方肌的控制并不好。

（四）反向卷腹

反向卷腹主要锻炼腹直肌的下半部分，线下指导训练组主动肌平均发力占71.7%，健身APP 自主训练组占43.2%，数据证明健身APP 自主训练组对此动作发力效率不高，大部分是用腿部力量而非腹部力量进行运动，导致练习不到位。

（五）徒手深蹲

徒手深蹲正常动作是以练习股四头肌为主，改进后可以用来练习臀大肌，而测试的动作是以练习股四头肌为标准。线下指导训练组主动肌平均发力占70.8%，健身APP 自主训练组占75.8%。在只看数据的情况下健身APP 自主训练组胜于线下指导训练组，但健身APP 自主训练组存在动作变形的问题，在强调之后仍然做同样动作，所以高效要在动作标准，不产生其他损伤的前提下进行，此动作仍需规范、熟练。

四、结论

对比研究发现在短时间训练后从动作规范程度来看，线下指导训练会更有效率，线上APP 自主训练仅弹力带肩上推举和徒手深蹲效率高于线下指导训练；从安全角度来看，线下指导训练有专业人员的纠正、辅助、保护等，而线上APP 自主训练仅有安全提示，并不能直观地看到训练者的身体状态。

五、建议

本研究招募的健身APP 自主训练组志愿者仅是短期使用健身APP 的锻炼人群，并不代表长期使用者的数据，如有精力将从长期使用健身APP 锻炼者进行研究，对比长期锻炼相同肌肉的发展情况等。

运动健身指导类APP 存在的问题有同质化严重，科学性、多样性不足，市场运营模式不成熟。运动健身指导类APP 未来的大市场是运动健康管理，是运动人群的大数据挖掘，与身体相关的任何机构都可以与其产生关联，开发者更应挖掘核心竞争力，巩固完善核心功能，利用体育运动的魅力，使运动健身指导类APP 健康可持续化发展。

现有的健身APP 研究大多都是宏观角度的理论研究，并没有与线下健身相对比的实践研究，表面肌电在体育领域内的实验研究很多，但与健身训练相关的却少之又少，目前并没有研究此课题的文章，因此该研究填补了这一空缺。更重要的是通过具体的实验数据能够帮助大众健美健身人群选择何种锻炼方式以及训练动作。但此研究只是冰山一角，关于健身训练的实验还有很多，通过此研究可以延伸出更多的研究方向。由于整组成员都是第一次接触课题项目，对此了解并不深入，途中遇到了很多问题，也走错了方向，但通过这次课题让我们对项目研究有了更多的了解，更加清晰的理清了整个研究的流程，对以后我们所要进行的项目研究都是宝贵的经验。