人体运动生物力学研究篇1
摘要：高难度323C起跳技术是影响该难度动作高质量完成的关键环节，其动作人体重心的运动学基本特征与要素是重要的评价依据之一。运用运动生物力手段对起跳阶段人体重心的运动学特征进行比较研究发现：助跑结束时获得的水平速度并不是越大越好，而缓冲时段水平速度的损失也不是越小越好。一级运动员右腿摆动慢，上步不积极，左腿蹬摆不充分，左臂摆幅小是导致左脚离地时刻水平速度增长小的关键所在。右脚离地时刻水平速度的损失率与垂直速度呈显著正相关，武英级起跳时左腿加速摆动与右腿快速蹬伸的协调配合是起跳离地时获得较大垂直速度的最重要原因。蹬伸时段重心水平位移与左脚离地时刻水平速度和垂直速度之间呈显著性相关；缓冲时段一级运动员没有武英级身体重心下降低，但用时还长，然而蹬伸时间没有显著差异，这是一级运动员没有武英级完成动作好的最根本所在。
关键词：竞技武术；高难度323C；起跳；人体重心；运动生物力学
中图分类号：G852.3文献标识码：a文章编号：1007-3612(2008)12-1715-05
aComparativeBiomechanicalanalysisonKinematicCharacteristicsofHumanBodyGravityCenterintakeoffphaseofSelectiveprogramCinCompetitivewushuRoutine
――takinghighdifficulty323CinSelectiveLongBoxingasanexample
GaoLi
(Collegeofphysicaleducation,LudongUniversity,Yantai264025,ShandongChina)
abstract:takeofftechniqueinhighdifficulty323Cisthekeytohighquality
completionofthismovement;thekinematicalbasicfeatureofbodygravitycenterisimportanttoevaluation.thispaperdoesacomparativeanalysisthebiomechanicalfeaturesofhumanbody'sgravitycenter.itdiscoversthatwhentherunupisfinished,thehorizontalspeedthatisgotisnotthehigherthebetter;whilethereducedhorizontalspeedinbufferingphaseisnotthelessthebetter.thefactthatBand1athleteswingsrightlegslowlyanddoesnotstepforward
actively,hisleftlegdoesnotstretchadequately,theswingrangeofleftarmissmall,whichisthekeytothesmallincreasedhorizontalspeedfortheleftfootinthephaseofleavingground.andwhentherightlegistakingofftheground,thelossofhorizontalvelocityispositivelycorrelatedwiththevertical
velocity.intheprocessoftakeoff,thepropernegotiationofleftleg'sswingattheincreasedspeedandrightleg'squickstretchisessentialtothattheeliteathletereceivesmoreverticalspeedintheprocessoftakeoffandleavingground.thereissignificantcorrelationbetweenhorizontaldisplacementofgravitycenterinthestageofstretch,andhorizontalvelocityofgravitycenterandverticalvelocityofgravitycenterintheleftlegwhentakingofftheground.theheightofgravitycenterofbodyofBand1athleteishigherthanthatofeliteathlete,andBand1athleteislongerthaneliteathleteinthebufferingstageofjumping,butthereisnosignificantdifferenceatthetimeofstretch.
Keywords:competitivewushu;highdifficulty323C;takeoff;centerofbodygravity;sportbiomechanics
武术套路从1957年被列为正式比赛项目起至今50余年，经过众多专家、学者和武术界同仁的共同努力，已基本形成了完整的技术体系和较稳定的评判标准，技术的发展在60年代追求“难度大、质量高、形象美”，后来遵循“突出竞技特色、提高艺术水平，鼓励发展创新”的指导思想，现在提出“高、难、美、新"的技术发展方向，使竞技武术套路运动从内容到形式、从技术到水平沿着其自身的规律向前迈进了一大步。[1]进入21世纪的今天，在面临武术项目国际化、全球化趋势的大环境下，为进一步突出其竞技化属性，向国际竞赛项目接轨，2003年，国家体育总局武术运动管理中心新出台了《武术套路竞赛规则》。新规则重点突出难度动作，并对难度动作进行量化，确定难度等级，大幅度增加了难度动作分值比例[2]，这在很大程度上促使技术动作向高规格化和难美化的方向发展，也提高了竞技武术套路的可比性及裁判员评分的可操作性。
高难度323C（旋风脚转体720°）是新规则自选长拳中难度等级最高（C级难度）的跳跃动作之一，高质量的完成此难度动作，不仅能增强套路演练的节奏和气势，而且是拉开比分差距，决定运动员最后成绩优劣的重要因素。高难度323C起跳技术是完整技术中技术成分较高、动作细节较复杂的环节，其动作人体重心的运动学基本特征与要素是重要的评价依据之一[3]。对此，本文拟运用美国“aRieL”三维图像解析系统对四川省武术队8名优秀男子武术套路运动员（其中武英级4名，国家一级4名）高难度323C动作进行三维摄像解析，重点对起跳阶段人体重心的运动学特征进行深入的对比分析与研究，揭示不同等级运动员技术动作差别的运动学特征，旨为广大教练员和运动员掌握该技术动作特点，提高成功率，进行科学训练提供可靠的理论依据和实践参考。
1研究对象与方法
1.1研究对象四川省武术队8名优秀男子套路运动员。群体的基本情况见表1。
1.2研究方法
1.2.1文献资料法查阅了竞技武术套路难美动作的相关文献，了解当前竞技武术长拳自选套路难度技术的研究现状及相关理论，为本论文的设计和实施提供理论依据。
1.3.2三维摄像解析法
采用两台JVCGR-DVL9800摄像机同步定点拍摄高难度323C动作。拍摄时，左机置于起跳方向的左侧，其主光轴对准动作阶段中心，拍摄距离12m。右机也置于起跳方向的左侧，并与左机主光轴成82°夹角，其主光轴对准动作阶段中心，拍摄距离12.5m。两台摄像机采用外时标（发光二极管）作为同步标记。拍摄速度为50场/s。拍摄前对放置在起跳点的爱捷004-a0三维辐射框架进行标定。根据对录像带的观察和拍摄时武术专家对该难度动作的现场评分（表1），对运动员完成的最好的一次技术实验的录像画面采用艾立尔运动图像测量解析系统进行解析，选用日本松井秀治人体模型，所得数据采用数字化滤波进行平滑处理，截断频率6Hz。
1.3.3数理统计法
通过对所测得数据进行分析与筛选，所获得运动学参数用SpSS11.0统计软件进行处理，得到各项指标的平均数、标准差、相关系数及相关程度的显著性检验结果。组间样本采用独立样本t检验，p
2结果与分析
旋风脚转体720°起跳阶段是指从助跑最后一步左脚着地时刻开始到右脚离地时刻结束。为了分析动作的方便和需要，将起跳动作分为2个时段。即缓冲时段（左脚着地时刻到身体重心最低点时刻）；蹬伸时段（身体重心最低点时刻到右脚离地时刻，其中经过了右脚着地时刻、左脚离地时刻）。
旋风脚转体720°起跳动作有其自身的特点，左脚着地时，右臂向上向后摆臂至头部后上方，左臂随之摆臂并收至右胸前。右腿随即上步，脚尖内扣，左臂由上往前下摆臂，右臂随之回落，上体向左旋转前俯。紧接着右腿拧转蹬伸，左腿快速向外蹬摆，左臂向外加速抡摆，右臂向上摆动，重心投影点逐渐移向起跳方向，以期获得转体力矩。左脚离地后，伴随着两臂的制动，左腿加速向外向上摆动，右腿迅速蹬伸来完成起跳动作。为了更深入分析起跳阶段人体重心运动学特征的差异，根据起跳技术特点和动作顺序，把特征画面时相确定为：“左脚着地”，“身体重心最低”，“右脚着地”，“左脚离地”和“右脚离地”共5幅特征画面。这些特征画面，即不同动作时刻，可表征动作时段基本力学特征与动作质量[4]。本文主要对上述2个时段5个时相进行生物力学对比分析和讨论。
2.1起跳阶段人体重心速度特征对比研究
旋风脚转体720°起跳阶段的主要任务是充分利用人体在助跑前所获得的水平初速度，创造尽可能大的腾起速度和合理的腾起角，为后续腾空转体动作的完成创造条件。起跳过程中，人体重心水平速度的损失和垂直速度的获得是影响起跳效果对立统一的两个方面[5]。为了研究人体重心速度特征对起跳效果的影响，我们绘出了人体重心速度变化规律曲线图（图1、图2），并罗列出起跳过程中相关的运动学参数（表2-表4）。
2.1.1人体重心水平速度特征对比旋风脚转体720°起跳阶段，重心水平速度变化均是从大到小，又到大再到小（图1）。由表2可知，左脚着地时刻，一级和武英级运动员水平速度分别为1.24m/s、1.30m/s，二者无显著差异（t=－0.20，p>0.05）；重心最低点时刻，一级运动员水平速度、水平速度损失值及损失率与武英级也无显著差异。（t=－0.20，p>0.05；t=0.15，p>0.05；t=－0.64，p>0.05；t=－0.71，p>0.05）。表明，缓冲时段一级运动员水平速度的损失值及损失率与武英级相比均无质的差别。对左脚着地时刻水平速度、缓冲时段水平速度的损失与右脚离地时刻垂直速度的相关分析结果（r=－0.01，p>0.05；r=0.10，p>0.05）表明，助跑结束时水平速度的获得并不是越大越好，缓冲时段水平速度的损失也不是越小越好，它们对后续起跳腾空动作的完成不产生决定性的影响。此时段，水平速度的下降主要是左脚着地时对地面产生的摩擦力而引起的制动与支撑反作用力在水平方向的分力造成的。这部分损失的水平速度将通过左腿的退让性收缩将其以肌肉弹性势能的形式储备起来，在开始蹬伸初期以动能的形式释放出来，为身体重心运动方向提早转变和垂直速度提早积累创造有利条件。这一点，从运动员水平速度的损失值与左脚离地时刻重心垂直速度之间存在显著性相关关系（r=0.85，p
综上所述，一级运动员缓冲结束后，左腿的蹬摆幅度小，左臂的摆动和右腿的前摆动作速度慢，影响了重心水平速度的增加，导致左脚离地时水平速度小。左脚离地后，左臂制动不及时，右下肢制动动作不充分是导致右脚离地时刻水平速度大的关键所在。
2.1.2人体重心垂直速度特征对比
旋风脚转体720°起跳阶段，重心垂直速度变化均是从大到小，再到大（图2）。起跳过程垂直速度的变化特征与起跳时身体重心运动方向的变化关系极为密切。当助跑最后一步左腿处于最大缓冲时，重心高度下降至最低点，此时重心沿垂直轴的速度值最低（理论上为0）。而从缓冲结束之后到右脚蹬离地面结束，身体重心在垂直方向上是一个不断加速上升的过程，垂直速度随着身体重心的高度不断上升而增大至右脚蹬离地面瞬间达到最大值。从表3可知，左脚离地时刻，一级和武英级运动员垂直速度分别为1.67m/s、1.98m/s，二者呈显著差异（t=－2.51，p
起跳的腾起角度（α）是顺利完成空中转体720°的重要条件。我们定义为起跳离地时刻腾起垂直速度和水平速度比值的反正切值。即：arctgα=Vy/Vx，一级运动员腾起角67.43°，而武英级76.03°，二者呈显著差异（t=－3.69，p
由此可见，左腿加速摆动和右腿快速蹬伸的协调配合是影响起跳离地时刻重心垂直速度的最重要因素。一级运动员在起跳过程中，起跳潜能没能得到充分发挥，起跳垂直速度、腾起角均小于武英级，影响了离地后的腾空高度和滞空时间，不利于空中击响和旋转动作的顺利完成。因此，一级运动员在起跳阶段应重点加强下肢专项爆发力和柔韧练习，注重蹬伸和摆动的协调结合。
2.2起跳阶段人体重心位移特征对比研究
2.2.1人体重心水平位移特征对比
旋风脚转体720°起跳阶段，人体重心水平位移呈明显的线性状态，两级别运动员重心水平移动速度较缓和，差异较小（图4）。从表4、图3分析可知，一级和武英级运动员缓冲时段身体重心水平位移分别为0.07m、0.09m（t=－1.41，p>0.05）；蹬伸时段重心水平位移分别为0.14m、0.20m（t=－2.42，p
2.2.2人体重心垂直位移特征对比
起跳阶段人体重心从助跑最后一步结束左脚着地时刻开始到右脚离地时刻结束是一个先下降后不断上升的过程（图5）。这是因为左脚着地时膝关节屈膝缓冲，加之上体拧腰下摆，两臂由上向体前抡摆，身体重心降到最低点。从表4可知，缓冲时段，一级和武英级运动员身体重心下降高度分别0.07m、0.09m，二者呈显著差异（t=－2.83，p
2.3起跳阶段时间特征对比研究
本文中起跳时间与起跳离地的垂直速度呈显著负相关（r=－0.92，p
3结论与建议
3.1结论
1)助跑最后一步结束左脚着地时刻水平速度、缓冲时段水平速度的损失与右脚离地时刻垂直速度均无相关关系（r=－0.01，p>0.05；r=0.10，p>0.05）。说明，助跑结束时获得的水平速度并不是越大越好，而缓冲时段水平速度的损失也不是越小越好。
2)一级运动员右脚着地时刻、左脚离地时刻的水平速度与武英级相比均具有显著性差异（t=－2.45，p
3)右脚离地时刻，水平速度的损失率与垂直速度呈显著相关（r=0.95，p
武英级起跳过程中，左腿加速摆动与右腿快速蹬伸的协调配合及左臂及时制动是起跳离地时获得较大垂直速度的重要原因。
4)一级运动员起跳离地时刻的垂直速度、腾起角度小于武英级，影响了离地后的腾空高度和滞空时间，不利于空中击响和旋转动作的顺利完成。
5)蹬伸时段重心水平位移与左脚离地时刻水平速度、垂直速度呈显著性相关（r=0.95，p
6)缓冲时段，一级和武英级运动员身体重心下降高度分别为0.07m和0.09m，二者呈显著性差异（t=－2.83，p0.05），这是一级运动员没在武级英完成动作好的关键所在。
3.2建议
1)运动员需根据自身训练水平，助跑的技术，发挥速度的快慢等特点，在平时训练中努力寻找速度与力量之间的最佳结合，使助跑速度与自身的专项力量素质相匹配，在保证左腿能够快速充分蹬伸的前提下，尽量发挥助跑速度。
2)提高左腿的支撑蹬伸、摆动能力和右腿的摆动、拧转蹬伸能力的协调配合是一级运动员今后训练的重点。
3)重点加强下肢专项力量和柔韧练习，特别是左腿的退让性工作能力与右腿的快速蹬伸能力，注重动作的蹬摆结合与制动，应是在较短时间内提高起跳垂直速度与腾起角度的有效手段之一。
总之，影响旋风脚转体720°的因素较为复杂，起跳技术的每一环节都对其后续技术动作的完成产生直接影响。教练员一方面要根据新规则的指导，对难度动作进行针对性的研究，把难度动作的关键技术作为训练的突破口，严格按照技术原理和动作结构特点发展和改进技术动作。另一方面，要充分考虑到运动员专项素质、运动技能、神经类型等方面存在的个体差异，在难度动作的训练方法与手段的选择上因人而异、因材施教。
参考文献：
［1］温佐惠，王明建，艾泽秀.优秀武术套路运动员比赛得失分因素之比较［J］.上海体育学院学报，2005,（2）：69.
［2］国家体育总局武术运动管理中心.武术套路竞赛规则（试行，2003）［S］.北京：国家体育总局，2003：6-7.
［3］全国体育院校教材委员会.中国武术教程［m］.北京：人民体育出版社，2004：309-311.
［4］全国体育学院通用教材编写组.运动生物力学［m］.北京：人民体育出版社，1990，6：285，201.
人体运动生物力学研究篇2
[关键词]运动营养学营养研究
一、运动营养学的发展历史
运动营养学是营养学中的一个新的分支,也是运动医学中起步较晚的一项内容,是研究运动员在不同的训练或比赛情况下的营养需要、营养因素和机体机能、运动能力、体力适应和恢复以及与运动性疲劳防治关系的科学。有人将运动营养学视为应用营养学或特殊营养学。营养是人类摄取食物满足自身生理需要的必要生物学过程,营养学就是以这种生物学过程及其有关因素和措施为主要研究对象的一个生物学科分支。在早期的运动竞赛中,对于运动营养的知识,仅仅是根据获胜运动员的饮食习惯来推测,还未从科学上加以认识。随着科学技术的不断发展,人们开始运用先进的技术手段对运动营养学进行研究、探索。我国运动营养学的研究始于20世纪50年代后期。北京医科大学运动医学研究所率先成立运动营养生化研究室,对我国运动营养的创立、研究发展做出了重要的贡献,国家体委于1987年正式成立了运动营养研究中心,该中心成立后发展迅速,到目前已有3个研究室(运动营养生化室、放免生理室和食品研究室)。同年代的研究机构还有北京体育大学运动医学教研室,在运动营养的教学和科研上作中做出大量的工作。
我国著名运动营养学家陈吉棣教授认为,运动营养学是研究运动员在不同的训练或比赛情况下的营养需要、营养因素和机体机能,运动能力、体力适应和恢复以及与运动性疾病防治关系的科学。它是研究内容十分广泛的一门学科,其研究目的是为运动员适应运动强度供给能量提供理论依据,为运动员延迟疲劳和加快恢复,提高训练效果和竞技水平提供合理膳食结构计划。营养是恢复的最有效手段之一,合理的营养可以显著提高运动员的机能状况。相反,营养不合理,将会导致机体生理功能紊乱,运动能力下降,甚至产生疾病和创伤。
运动营养学与许多学科有着密切的关系。营养学是在生理学、生物化学基础上发展起来的。随着科学的进步,它不仅与上述两个学科继续保持着联系,而且还和其它学科相互渗透,如细胞学、医学、药学、有机化学、分析化学,运动营养学也是如此。
二、运动营养学的研究现状
运动营养的研究工作近年来虽取得了较大的发展,但与其它学科相比还很薄弱,重要的原因之一就是从事运动营养研究的专业人员匾乏,这是需要急待解决的问题。
近年来,我国运动营养学研究的主要内容为:我国优秀运动员能量和营养素需要量的制定;运动员的铁、锌、铜营养状况及其对运动能力的影响;运动员长期控制体重与急性减体重的营养问题;运动员的体成分;运动员的蛋自质、碳水化合物、脂肪和水盐代谢;训练中蛋白质摄入与肌肉蛋白质合成;提高运动能力及消除疲劳的营养措施;运动与抗氧化营养;运动饮料、运动食品、草药保健品和强力营养素补充剂的研制与应用;补糖数量、补糖时间、糖原填充的研究;低糖高脂肪对训练适应和运动能力的作用;维生素和无机盐与氧自由基清除的研究等。这些研究主要是针对运动员的。而针对青少年运动员和其他健身人群的研究相对较少。在运动能量需要量的测试中,使用双标水技术测试能量消耗史为准确,而UX-01能量监测仪记录运动人群每日能量消耗则易于操作、实用方便。针对保持或控制体重的运动人群,应侧重对脂肪酸的研究,通过调整饮食以适应运动中肌肉和血液酸化对机体造成的影响。
三、运动营养学当前的研究热点
1.运动营养补充品的功能研究
运动营养补充品是专门为运动员使用,可加到膳食中的一些物质,由维生素、矿物质、草药、植物性物质、活菌、食物组成物或提取物等制成的一类有特定功能的食品。运动营养补充品的主要作用是改善调节功能,对运动员有特殊重要意义的研究与探索,将是运动营养学领域的一个亮点。同时也要充分认识到运动营养补充品的开发研制要有深厚的基础理论作依托,其应用要科学化、突出安全、高效。
2.营养师的培养与发展
膳食是保证运动员的营养需求和保持运动能力的最重要的物质基础,运动员的膳食营养受到越来越多的关注。周丽丽、杨则宜、陈吉棣等对我国运动员膳食营养状况的调查结果表明,中国运动员存在膳食不平衡的问题,主要表现为:碳水化合物摄入不足,脂肪和蛋自质摄入过多,部分维生素摄入不足,三餐热能分配不合理,钙、铁、锌等摄入不足,运动中脱水、补液不科学。其主要原因有:管理人员和厨师对运动营养知识的了解不足,食物烹调方法和食物搭配不当。为了保证训练效果、提高运动成绩,必须对运动队加强科学、合理的膳食管理。因此,营养师的培养与发展应受到相关部门的足够重视。
3.关于运动员膳食、食品安全、运动饮料等方面的标准化研究
由于各运动项目的特殊性,不同年龄运动员在平时训练和比赛中所消耗的能源物质不尽相同,产生疲劳的时间和程度也不一样,恢复手段和方法也各有所异,因此,运动员的进食时间、食物种类、营养补充品的配方等都应根据各运动项目的耗能特点及运动员的年龄、性别特征来制定。目前涉及不同年龄、性别,不同项目运动员的膳食标准化研究相对薄弱,应该及时开展相关研究,促进运动营养学的发展与运动员成绩的提高。
四、运动营养学的发展趋势
目前,运动营养学的重要性逐渐被人们所认可,人们也逐渐认识到运动与营养相结合对延缓运动性疲劳的发生、促进疲劳的恢复和增进机体健康的重要作用。适量运动是增强人体机能的有效途径,直接影响机体的物质代谢和能量代谢,科学合理的膳食能有效地增进人们的身体健康和运动水平。运动营养学的发展趋势归纳为:针对不同训级别、训练时期、年龄阶段和性别的运动员制定出不同的膳食标准;与运动训练相结合制定膳食计划,进行营养干预的措施还需要进步研究;对膳食摄入不足的运动人群骨骼肌代谢方面做更深入的研究。运动营养的研究对象应面向大众:平衡膳食标准的制定;合理补充微量元素的研究有待发展;针对不同的运动人群,制定详细、具体的营养素每日推荐标准迫在眉睫。另外,生物工程技术、基因工程技术、先进的食品加工技术、纳米技术、转基因技术和计算机科学等在运动营养学中得到广泛应用。
未来的运动营养研究工作的将向多学科交叉综合方向发展,这样做既能借鉴相邻学科的理论和方法,加速自身的发展,又能将本学科的理论在相邻学科中应用,以验证本学科的理论和应用的科学性,从中找出不足,如营养学与免疫学的关系、营养学与医学的关系等等,总之,运动营养这一领域还有大量的空白尚需填补。
参考文献:
[1]马国东.微量元素的运动营养学研究[J].冰雪运动,2005,(4).
人体运动生物力学研究篇3
1前言
从科学发展史的视角看，对体育的研究始于本世纪之初，由于体育研究成果的不断积累，到了本世纪中期，体育科学已经发展成为一门独立的学科，在科学百花园中占有一席之地。嗣后，由于体育科学研究的不断深入，又派生了许多分支学科，至今，体育科学已发展成为一门包括众多分支学科、具有完整结构的综合性科学。本文在论述体育科学内涵和体育科学已有分支学科的基础上，对体育科学体系发展趋势进行探讨，以求教于同仁。
2体育科学的内涵
由于国内外学者对“科学”和“体育”的概念均有不同的理解，所以，迄今为止国内外学者对体育科学的定义没有完全一致的认识。国际体育情报协会名词术语委员会出版的《体育运动词汇》把体育科学定义为：“有关身体练习的全部知识，这些知识是同整个概念体系相联系并作为一种理论——它确定那些可以预见、评价和证实社会生活实践中生物学精神的效果的原则。……它的研究对象，是处在社会整体化过程中，借助于身体练习以求机体与心理得到改善并提高其社会效果的人。”（注：中国体育概论.中国体育概论编写组，1986.8）德国的《体育百科词典》认为：“体育科学是一个从单项学科的各个专业角度出发，专门针对体育运动及其分支的科学研究、学说和实践体系。它是一门联系实践的、由多种系统知识组成的综合科学。”（注：中国体育概论.中国体育概论编写组，1986.8）日本著名体育理论家前川峰认为：“体育科学是研究借助于身体练习而形成人的原则和法则，增进健康，发展身体和培养性格等所从事的科学。”（注：中国体育概论.中国体育概论编写组，1986.8）我国有的体育理论家则认为：“体育科学是研究各种体育现象和最大限度发挥人体运动能力和通过体育手段有效地提高人类健康水平的综合性科学。”（注：中国体育概论.中国体育概论编写组，1986.8）笔者认为，由于体育科学研究的主体是人，是处在各种身体练习状态对人的身体、智力、情感和社会所起的作用。所以，应当把体育科学定义为：研究和揭示利用体育的方法手段，全面提高，改善的发展人类身体，心理和社会特性的规律一类学科群，是一门涌有众多分支的综合性科学，属于人体科学的范畴。
3《中国大白科全书.体育》卷中对体育科学分支学科所列的条目及其划分。
1982年12月出版的《中国大百科全书.体育》卷（注：中国大百科全书.体育.中国大百科全书出版社，1982.12）（以下简称《体育》卷），是80年代初期以前各国科学家对体育科学研究成果的结晶，在该卷中对体育科学的分支学科列了12个条目，即体育学、运动学、运动动形态学、运动解剖学、运动人体测量学（即人类运动学）、运动局部解剖学、运动生理学、运动生物学（即人体运动力学，包含人体结构材料学、人体静力学、人体运动学、人体动力学）、运动生物化学、运动心理学（即体育心理学）、运动医学（含运动营养学、运动创伤学等）、运动训练学。同时，在“体育学”条目的释文中提到但未专列条目的体育科学其他分支学科、还有体育哲学、体育统计学、体育情报学、体育史、体育比较学、体育社会、学校体育、体育行政、体育管理。
4研究体育科学体系发展趋势应抓住两个基本点
随着现代科学技术发展，在体育科学体系中出现了许多新的知识生长点，处于孕育、萌芽状态的“潜学科”层出不穷，从而使体育科学体系结构不断扩大，迄今为止已大大超出《体育》卷中所记述的发展格局。
21世纪是科学高度发达的世纪，在这世纪之交的时刻，预测体育科学发展的趋势，正确认识体育科学体系中正在萌生和有待催生的分支学科，掌握体育科学体系发展的总趋势，对促进21世纪体育科学研究的繁荣昌盛和体育事业的蓬勃发展都是极为有益的。笔者认为，研究体育科学体系发展的趋势应抓住两个基本点。
4.1要从多视角、多层细化的角度研究体育科学体系发展的趋势
体育科学研究的对象是广义体育即体育运运或身体文化。广义体育包括了学校体育、竞技体育的社会体育三个领域，这三个领域都包含着极为丰富的内容，既要研究参与体育运动的人的生理、心理和社会方面的变化，又要研究全民健身运动、各个群体体育活动的组织、管理以及各项竞技运动的训练方法的手段、提高运动技术水平的举措等。从发展趋势看，体育科学研究对象必然会在上述领域不断细化，并且会由于研究方法的改善和科研成果的积累而不断衍生出新的分支学科。
4.2要从体育科学与其他科学相互融合和渗透的角度研究体育科学体系发展的趋势
从现代科学发展的历程看，自从本世纪中期以来，由于边缘学科、交叉学科不断涌现，逐渐填平了哲学、社会科学与数学、自然科学之间的鸿沟，不断显示出科学体系整体化、综合化的发展态势。体育科学研究的主体是人，人既具有社会属性的一面，又具有自然属性的一面，因此，体育科学研究既要借助于社会科学的理论的方法，又要与自然科学交融，顺应科学体系整体化、综合化发展的态势，使体育科学与哲学、社会科学、自然科学相互融合和渗透，并将相关学科的理论和方法引入体育科学研究之中，从而促使体育科学体系中新的边缘学科、交叉学科不断萌生。
521世纪体育科学体系发展趋势
按照上述的观点，笔者认为，21世纪体育科学体系结构将会不断扩大，其体系更加完善，许多正在萌生和有待催生的“潜学科”将会成为“显学科”，其发展态势将会以一般基础学科、对象分类学科、运动技术学科、人文社会学科和生物自然学科等5个学科群组为基点，不断发展和壮大，发展成为一个包括众多分支学科、自身结构完善、涌有庞大学科群的学科门类。具体分述如下。
5.1一般基础学科群组分化和发展趋势
一般基础学科是研究体育领域中各种一般性问题，为其他学科提供理论基础和研究方法的学科群组。
体育学在体育科学体系中的地位和作用，就犹如教育学科中的教育学一样。体育学的主要任务是对体育学科的各个分支学科进行全面的概括，研究体育领域中的基本理论问题，诸如体育的本质、功能，体育的特征、体育的目的任务、体育的原则、方法，以及体育运动的组织形式及体育发展战略等。《体育》卷中的“体育学”条目，将体育学定义为：“研究体育科学体系及其发展方向的一门学科。”（注：中国大百科全书.体育.中国大百科全书出版社，1982.12）
体育哲学是研究体育运动中有关哲学问题的学科，它的主要内容包括体育思想与哲学思想的关系，体育运动的科学观、生命观、自然观，体育锻炼和运动训练的辩证法以及体育科学研究方法论等，预料在21世纪将会得到进一步的发展。
在《体育》卷中，还提及一门将比较方法运用于体育领域的学科，称之为体育比较学。比较方法在体育比较学中的具体运用有多种形式，其中最基本的形式有两种，即纵向比较和横向比较。纵向比较是指对一个国家不同历史时期体育运动、体育事业的发展变化状况进行比较研究，掌握这个国家各个历史时期体育运动、体育事业发展和变化的状况；横向比较是指对同一时期不同国家体育运动、体育事业发展状况、发展条件以及取得的效益进行比较研究，研究的目的是了解各个国家体育运动、体育事业的差异，总结经验与教训，从中获得有益的启迪，为制定和实施体育发展战略提供理论依据，这门学科在21世纪也有很大的发展前景。体育情报学是情报学在体育领域中的具体运用，是研究体育情报系统的设计、应用和情报的组织、加工、检索的分支学科，通过体育情学的研究，可以为体育科学研究和发展体育事业提供大量的文献资料和准确数据，所以，各国学者也十分重视对这方面的研究。
5.2对象分类学科群组分化和发展趋势
体育科学体系中的对象分类学科群组是按照参与体育运动的人的群体类型所划分出来的一组分支学科。对象分类学科群中的学校体育学、竞技体育学、社会体育学是分别以面向在校学生的学校体育、面向专业运动员的竞技体育以及面向全社会成员的社会体育作为研究对象的。由于学校体育学长期以来一直是教育科学的有机组成部分，因此，这门学科已经具有深厚的理论基础，有其自身完善的科学体系。而竞技体育学和社会体育学，由于研究的起步较晚，近几年来在国内外虽然已有一些专著向世，但尚未形成自身严密、完整的体系，其理论基础也还不够完善，通过进一步深入的研究、必然会逐步完善，而且还会分化出一些次一级的分支学科。
教练员、裁判员在开展体育运动、运动竞赛中虽然不是主体，但他们扮演不可缺少的角色，在体育运动、运动竞赛中具有重要的作用。因此，在体育科学体系分化的过程中，创建以教练员为研究对象的体育教练员学和以裁判员为研究对象的体育裁判员学亦是21世纪的必然发展趋势。
5.3运动技术学科群组分化和发展趋势
运动技术学科群组是以人体运动和各个竞技运动项目、健身运动项目为研究对象的一组分支学科。运动学是这组学科中的基础学科，它主要是研究人体运动动作、运动群、运动流的产生、发展，人掌握运动动作和形成运动技能的生理机制等，从而为体育教学、运动训练、身体锻炼提供理论基础。
运动训练学是这组学科群中的重点学科，它主要是研究竞技运动训练的目的任务，运动训练的原理、原则、特点和方法，运动员在训练中的适应过程，运动训练过程中疲劳的产生和消除的方法，运动训练水平的测定，对运动员的思想教育等。同时，如何建立与市场经济相适应的运动训练体制，也是运动训练学所要研究的重要课题。随着竞技运动的迅猛发展，各国的专家、学者都非常重视这些方面的研究。
从体育科学体系发展趋势看，众多的竞技运动项目、健身运动项目都将会作为专门的研究对象，均可分化成为运动学中的分支学科。同时，有许多具有我们中华民族特色的传统竞技、健身、养生项目，我们也应当积极组织科研人员进行研究，在继承我国体育文化遗产的基础上，使其推陈出新，努力创建具有中华民族特色的相应分支学科，这对于弘扬中国传统体育文化和完善体育科学体系都是颇有裨益的。
5.4人文社会学科群组分化和发展趋势
人文社会学科群组是由于体育科学与人文社会科学中的有关学科门类相互渗透而形成的一组分支学科，它既是体育科学的分支学科，也是社会科学某些门类的分支学科，具有交叉、边缘学科的性质。
体育社会学是介于体育科学和社会科学之间的一门综合性学科，它主要是研究体育的社会现象，体育的社会属性与社会功能，体育的社会结构及其运行规律，体育在社会中的地位和价值，体育与社会政治、经济、文化等的关系，以及体育人才培养的社会基础与社会保障等。
体育经济学是研究体育与社会经济的关系以及体育领域内经济问题的一门分支学科，它主要是研究体育在社会经济发展中的地位和作用，发展体育的社会经济条件，体育经费的筹备与分配，以及体育经济效益的评价等，随着体育经济学研究的深入，必然会化分出体育产业经济学、运动会经济学等一系列次一级的分支学科。
体育美学是研究体育美的本质、特征和美的规律的学科，它研究的内容包括人在体育运动中的自然美与艺术美，体育运动对塑造人体美的作用，体育运动技术美、战术美的特征和规律，以及体育运动中的审美教育等。随着对体育美学研究的深入到21世纪亦将会分化出许多次一级的分支学科。
5.5生物自然学科群组分化和发展趋势
生物自然学科群组是由于体育科学与自然科学某些门类学科相互渗透而形成的一组边缘性分支学科。人是地球这个星球上进化程度最高级的生物体。人体运动是一种最高级的运动形式，但也包含了许多低级运动形式，体育运动是一种人体运动，因此，研究人体运动，必须充分利用机械运动、物理运动、化学运动、生物运动等已有的研究成果，也就是要借助力学、物理学、化学的某些理论和方法。由于力学、物理学、化学与生物学的交融和渗透，产生了生物力学、生物物理学、生物化学等边缘学科。体育科学引入力学、物理学、化学的理论和方法，直接来自于生物力学、生物物理学、生物化学，从而又派生出运动生物力学、运动生物物理学、运动生物化学等边缘、交叉学科。
运动形态学、运动生理学、运动医学是人体解剖学、人体生理学、医学在体育领域中的具体运用，随着现代科学技术的发展，学科之间的相互渗透和交融，运动生理学也必将会分化出许多次一级的分支学科，如运动神经生理学、运动消化生理学、运动血液循环学、运动气体交换学等。运动解剖学、运动医学中的许多次一级的分支学科也将应运而生。
体育生态学是在体育科学与生态学相互渗透和融合的基础上形成的一门边缘学科，这门新兴的边缘学科的主要任务是，研究体育运动与生态环境的关系，探索体育运动对人类生态环境的影响，以及生态环境对体育运动效果的作用，进而为改善人类生存的生态环境，提高运动技术水平和促进身心健康服务。上述这些生物自然学科21世纪都会有远大的发展前景。
人体运动生物力学研究篇4
摘要肌肉的主动收缩和舒张控制之下动物会产生各种不同的运动形态，这属于肌肉力矩的主动改变而肢体运动又会反作用于肌肉力矩。在不断的进化中人类逐渐形成自身完善的神经肌肉系统负责自身运动的控制与协调。除了主动的肌肉力矩之外，接触力矩、重力力矩以惯性力矩也会对肢体运动的具体方式和表现产生影响，生物力学是研究人类运动控制机制的基础，因而本文就生物力学在运动控制与协调研究中的作用进行了分析。
关键词生物力学运动控制协调应用
人体运动需要在多个部分的共同协调配合下完成，而单纯运动学角度只针对物体的运动效果以及其他外作用力的影响进行研究，无法对人体肢体运动控制和协调的具体机制作出判断。生物力学从关节力矩的角度并结合运动动力学方法可以对肢体运动的产生方式和作用机制进行科学合理的分析，推动人体运动控制机制理论研究的发展。
一、生物力学与运动控制的关系分析
肌肉的收缩是人类肢体运动最直接的动力，人体神经系统可以对不同部位的新陈代谢速率和能量释放方式进行调整，从而起到控制骨骼肌腱可控张力的效果，肌腱又将动力传给关节、韧带以及骨骼等，最终实现对各个运动单位的控制。神经肌肉骨骼系统包括肌肉运动单位与神经元之间的突触连接、运动单位叠加与肌腱上的合力、肌肉骨骼系统的整合以及关节力矩整合协作四个层次。人体的骨骼、肌肉结构都十分复杂，因而神经中枢系统很难直接对每个运动单位进行控制，目前猜测中枢神经系统对运动目标协作实现方式或者是关节水平运动方式进行控制，再由该环节传达至各个运动单元。
二、运动控制的生物力学研究技术
（一）生物传感器技术
目前生物传感器技术在科学研究中的应用已经较为广泛，包括力量、肌电图、加速度以及位移传感器等等，这些技术相关专业的教科书以及很多文献中都有涉及到。随着研究的深入和技术的发展三维陀螺仪运动测量技术应运而生，在生物力学测量中可以对物体的运动速度、不同时间点的方位、角度等数据进行测量和记录，因而可以应用于疾病诊断和治疗康复中，该技术在医疗领域的应用也日益广泛。
（二）生物力学建模与仿真
当人体运动时除了肢体的外部状态，肌肉状态、关节连接处软组织的形状等也会发生一定的变化，而对这种形变进行观察和研究的难度较大，因而可以将整个人体作为一个完整的运动系统并以此为基础建立相应的人类肢体运动动力学研究方程，也可以将其称为生物力学模型。研究方向以及研究切入点的不同都会对最终的模型构建产生影响，一般来说任意运动的计算机模拟或者仿真需要应用正向动力学知识和技术，而对肢体运动的外力因素进行测量时则需要应用逆向运动学。
（三）运动学影像技术
影像技术在生物力学研究领域的应用由来已久，随着科技的进步和科研领域投入的提高，更多新型的运动学影像技术开始出现。高速荧光透视技术可以对人体运动状态下的骨骼、关节的情况进行精确的分析，拍摄速度更快且由于无侵入性对人体的伤害也更小。将该技术应用于人体医疗中将大大提高骨科检验的准确性。即时超声波成像技术可以将人体运动状态下的肌肉、肌腱等的形态包括肌纤维排列、肌肉羽状角的情况进行成像。
三、运动控制的生物力学原理
运动控制涉及的生物力学原理较多，本文就其中几个较为重要的原理进行分析阐述。人们在做出某个动作之前，为了提高动作的完成效果，往往会先做一个跟目标动作方向相反的动作，例如扣篮时先将手臂抬高，一方面下扣动作的幅度更大，另一方面肌肉的弹力也会有所增大，下扣的力量随之提高，这就是反向动作最佳起始力原理的典型表现。人体神经肌肉系统功能的完善性，以及个体肌肉力量和爆发力量对于体育竞赛成绩有着重要的影响，在某些体育活动中，人们为了获取运动速度的最大冲量会采取一些助力措施，例如对于跳远运动员来说，他们在进行跳远前都会有助跑，铁饼投掷运动员在投掷铁饼时，也会有身体的旋转运动等等，以上各项体育运动都是通过延长加速度时间和距离来增加力的作用效果，这体现的是运动速度的最大冲量原理。物体之间的碰撞效果一般会受到以下两方面因素的影响，即物体质量和速度这两方面的影响，质量与速度的乘积称之为动量，生物力学中有打击碰撞动量保持原理，该原理在运动控制中的体现有：网球的击球、拳击等等，运动员为了提高碰撞效果在确保撞击速度时还会提高撞击的力度。因此，对于运动员来说，一定要掌握运动控制的生物力学原理，进而将其在际运动中得到充分运用，这对提高运动员成绩来说起着非常重要的作用。
四、结束语
综上所述，生物力学的应用可以在对关节力矩和分量进行分析的基础上研究神经肌肉系统对肌肉收缩力矩的调节模式，主动的肌肉力矩在神经系统的控制之下对运动产生的被动力矩进行对抗，在平衡的状态之下完成肢体运动动作要求，生物力学的应用大大降低了运动控制协调相关问题的理解难度。
参考文献：
人体运动生物力学研究篇5
关键词：运动鞋文化；价值解析；多维视角
中图分类号：G818.4文献标识码：a文章编号：1004-4590（2015）01-0086-05
作为鞋家族中的一员，运动鞋具有鞋一般意义上的文化表征和功能，同时在其概念的能指与所指、文化的内涵与外延上又与一般意义上的鞋具有一定的差异性，它既具有鞋的一般共性又具有其一定的特殊性，具备了一般意义上的鞋所不具备的文化内涵和价值功能；运动鞋被冠以“运动”，揭示了运动鞋的本质属性，表明了它与体育运动的关系。事实上，运动鞋是体育运动的衍生物，它既是体育运动的技术或者物质装备，又是体育文化的显性符号，隐含着某种体育精神、价值观念和信仰追求。
在学术上，运动鞋研究近年来成为一种重要课题和热门话题，但这种研究往往是基于运动鞋之于体育运动的重要作用，从人体功效学和运动生物力学等方面进行实验和探讨，这些研究成果虽然在一定意义上影响和推动了体育运动实践，但不足以反映出运动鞋的文化价值。因为这些研究成果无法帮助我们去全面解读和诠释当下的种种现象和趋势：其一，运动鞋成为一种时尚。从时尚界看，它们通过跨界合作设计时尚潮流运动鞋，如时尚品牌“Y-3”由日本设计大师YohjiYamamoto与阿迪达斯合作创立，newBalance融入中国京剧脸谱元素设计生产了京剧脸谱限定跑鞋等；在各类秀场上，材质独特、款式新颖的不同运动鞋开始跃入人们的视野，它不仅引领着一种时尚潮流，而且预示着人们审美和理念的变化以及一种文化变革。从社会生活看，人们借助运动鞋的造型、品牌及内涵去修饰装扮自己、展示自己，从中获得一种审美愉悦和象征性的精神满足。其二，运动鞋成为一种日常生活消费。随着经济社会的快速发展、竞技体育的广泛影响以及人们健康意识、消费理念的变化，人们对于运动鞋的消费不仅仅限于休闲、健身、娱乐，而且关注和追求运动鞋所表达的一种生活方式和个性化需求。其三，运动鞋成为体育收藏界的“宠儿”。时下在体育博物馆以及举办诸如展览会、交易会和展销会等形式多样的体育收藏活动上，运动鞋均占有重要的一席之地；收藏者不惜重金收藏运动鞋，在收藏中感受着体育文化带来的审美熏陶和智慧启迪。这些都彰显或隐含着运动鞋文化价值的丰富性和多样性――基于多个学科的视角和维度管析运动鞋文化价值，无论对于运动鞋的研究、制造和销售，还是对于发展体育文化、推动竞技体育和大众体育运动都具有重要意义。
1.运动鞋文化的衍生与发展――基于历史文献学的视角与维度
相比于运动鞋人体功效学和运动生物力学等方面的研究，关于运动鞋文化的发展史研究则显得较为冷门，它只是散见于各种历史文献之中。这些记载，又往往是基于文化的视角进行真实描述，而非从“运动”或者体育的视角进行记载，但我们不能因此否定这些广义上的鞋的“运动”功能和作用――在鞋没诞生之前，人类是以赤脚的形式运动发展的；在鞋诞生之后，人类又以鞋装备双足进行运动发展，进行着诸如狩猎、奔跑、游戏、军事斗争等各种各样的活动，鞋也随着人类运动发展而发展着它的款式、色彩和制作材料。马克思主义理论认为，需求是人之本性，是社会发展进步的动力。鞋正是人类在同自然博弈、发展自我的“运动”过程中因自身需求而产生的，鞋也因此从一开始诞生便具有“运动”的性质，可以说，运动是鞋的本质属性。由此，回溯运动鞋文化的发展史，我们不得不从两种视角和维度去审视，一种是广义意义的“运动鞋”，即鞋；一种是严格意义上的“运动鞋”，即应用于体育运动中的专业运动鞋。
广义意义上的运动鞋文化有着深厚的历史渊源。吴欣《中国消失的服饰》（2010）、沈从文的《中国古代服饰研究》（2002）、袁杰英的《中国历代服饰史》（1994）、骆崇琪的《中国鞋文化史》（1990）、周锡保的《中国古代服饰史》（1984）等专著对中国鞋文化进行了多个视角的扫描。其中，由民俗学家叶大兵等编写的《中国鞋履文化辞典》，从多学科视角系统反映了我国制鞋史和鞋文化发展史，介绍了传统和现代鞋履的详细情况，展现了由鞋所引出的谚语、谜语、成语、寓言、戏剧传奇等文化景观。从这些文献中，我们可以从氏族社会时期的彩陶领略到我国最早的鞋的形象，从历史考古中欣赏到中国较早的实物鞋，但要挖掘鞋的历史发展渊源，还需要我们从历史文献中去探寻。
从鞋的发明创造看，《礼记・礼运篇》以“未有麻丝，衣其羽皮”描述了原始人类以动物的皮来裹脚，这也许正是鞋的最早的雏形；在传说中，鞋则是由黄帝所发明，立于北京的《靴鞋行孙祖殿碑》记载了黄帝造鞋，“始创造屐履，借作护足之需”；1973年出土于青海大通县、被考证距今5000多年的陶俑，其脚穿有一双尖部上翘鞋，印证了古人在传说中的黄帝时代已由以物裹足改为穿鞋。从鞋文化发展看，鞋与古代社会政治、文化礼制有关密切的关系。如在先秦时期，殷商时代便初步建立了鞋之礼制，周代设有负责贵族用鞋的“屦人”一职，周代则明确定义了“复下日舄，单下日屦”的鞋的形制，其中舄多为贵族穿用，而屦则限于平民穿用。在秦汉时期，规定丧事着舄、上朝穿靴、燕服穿屦等，鞋的穿用规制更为具体。魏晋之后，鞋开始趋向于时尚化发展，如魏晋时期便出现了玉华飞头履、芴头履、分梢履、五朵履等，鞋的样式极为丰富。从鞋与运动的关系看，历史文献中有较多穿鞋运动的记载，如周武王姬在其《履屦铭》中说，“慎之劳，劳则富”，既强调了鞋的功能和作用，告诫人们精心爱护脚下的鞋，又强调要着鞋而劳；《南史》这样记载了嗜好运动的谢灵运，“登蹑常著木屐，上山则去前齿，下山则去后齿”；《南史》还记载了人们足穿芒履活动的情形，“使其子弟并著芒履，于斋前习行”；《晋书・石季龙载记》记载了女子穿靴骑马的情景，“五文织成靴，游于戏马观”；李白《嘲鲁儒》“足着远游履，头戴方山巾”这一诗句中的“远游履”系唐代的一种便鞋，差不多类似于今天的运动鞋。从这些历史文献中可看出，运动鞋在中国有着悠久的历史渊源和丰富的文化内涵。
就严格意义上的运动鞋而言，其产生与发展一般有两个重要因素，一是古代奥运，虽然最早的奥运赛场上人们是赤脚参与竞技，但却催生了运动鞋；另一个是近代橡胶工业的进步，为运动鞋的生产与制造提供了理想材料。回顾运动鞋的诞生与发展史，我们可去用几个“第一”来管窥运动鞋发展的历史概貌：世界第一双槌球鞋――1968年诞生于美国，由“橡胶底+帆布帮”并通过围条制作而成，它被称为近代史上第一双运动鞋；世界第一双篮球鞋――1917年由美国匡威鞋业公司生产制造，并随着篮球巨星Chunktaylor在巡回赛中推广，这一运动鞋很快成为篮球运动员和广大青少年青睐的足下用品；世界第一双胶铸钉鞋――上世纪20年代，由阿迪达斯研发制作，因美国短跑运动员杰西・欧文斯使用而连夺四枚金牌而成为扬名世界的品牌。在此过程中，随着日本的asics、德国的adidao、美国的Converse等名牌厂商不断研发，把科技文化融入运动鞋之中，不断提高运动鞋的性能。上世纪60年代，美国耐克公司开始走出皮革、帆布等制作材料的束缚，大胆尝试运用尼龙材料做运动鞋子的帮面，所生产的该种运动鞋因其性能柔软、轻盈而牢固而深受运动员欢迎，后来又成为旅游消费者的青睐。到了上世纪80年代以来，随着雷宝、耐克等美国公司在全球各地投入生产，美国运动鞋开始风靡全球。这时，中国运动鞋厂商积极引进新材料、新工艺、新技术，研发生产各种专业运动鞋，努力缩小与国外产品的差距。
循着运动鞋文化发展的历史脉络，可以清晰地看到，随着科技文化的延续与融入、时尚文化的融合与衍生、明星文化的影响与深化，同时随着体育精神的广泛认知认同与大众体育的兴起，运动鞋文化价值日益凸显，它在深刻地影响着人们的生活方式和价值观念。
2.运动鞋文化与体育科学探究――基于运动生物力学的视角与维度
体育是一门科学，而科学是人类永远无法探知穷尽的领域。作为与体育运动关系最为直接和紧密的体育运动装备，运动鞋生物力学是体育科学领域的一个重要分支，这一研究的深化也正是体育科学体系的丰富与完善。事实上，运动鞋的文化魅力和价值，最根本的还是在于运动鞋本身，在于运动鞋的科学，在于科技文化的延续与融入，其他诸如运动鞋的时尚、精神、消费等文化价值都是运动鞋科技文化的衍生或者派生。
人体运动生物力学研究篇6
关键词：探究学习；科学方法
中图分类号：G633.7文献标识码：a文章编号：1003-6148(2007)3(S)-0031-3
任何时代，人们对真理的探求与认识总是与方法联系在一起的，真理的获得不可能在方法之外进行。在当今科技大发展的时代，方法论成为科学的中心问题之一。因此在物理教学中注意向学生进行物理学科科学方法的教育具有十分重要的意义。教材中蕴藏着丰富的科学方法因素，本人在教学中充分利用教材，引导学生亲自去观察、收集、整理、制作、试验、讨论、分析，亲身经历科学探究过程，学习科学研究方法。然后教师对物理学研究的常用方法进行必要地归纳与指导，如理想模型、理想实验、近似抽象的方法，观察和实验，分析和综合，归纳和演绎、类比和联想等等，结合物理学史上大量生动事例说明科学大师运用这些方法取得重要成果的过程对学生进行具体的科学方法的渗透。
在物理教学中传授科学方法比知识本身更具有指导意义，现代物理学的发展日新月异，科学知识层出不穷，不断更新，单纯的知识学习已不能满足社会发展和人的终身发展的需要，因此培养学生科学研究方法，提高他们探究能力是非常必要的。本人在教学中结合教材内容，在探究教学中引导学生亲自去观察、收集、整理、制作、试验、讨论、分析等，引导学生亲自经历科学探究过程，学习科学研究方法，注意全面提高学生的科学素养。
1引导学生主动思考分析、领悟理想化方法。
理想化方法就是借助于逻辑思维和想象力，有意识地突出研究对象的主要条件，完全排除次要因素和无关因素的干扰，在大脑中形成理想化的研究客体或相互联系，来探索物理世界内在奥妙的方法。在物理学研究中，理想化方法一般有如下三种形式：对物理条件的理想化；进行理想实验；建立理想模型。
①物理条件的理想化、理想实验
牛顿第一定律描述的是“不受力”这样一种纯理想的抽象情景，这是教学的重点，也是难点。突破难点的关键在于顺利实现以下思维过渡：
现实中受阻力情景所受阻力尽可能小不受力的理想情景。
这样设置教学情境可以帮助学生实现思维的飞跃，达到突破难点的同时，实现了能力的提升。
如图1所示，伽利略著名的斜面理想实验得出：如果没有摩擦，小球将上升到原来高度，当第二个斜面最终成为水平面时，小球将沿水平面以恒定的速度一直运动下去。
如何实现“阻力尽可能小”呢?想当年伽利略为了创设较为理想的实验条件，就曾在“…1604年，他设计了一个约5.5m，宽22cm的长木板裱上一层羊皮纸，并用铜球做实验”(高中一年级教材第38页)如图2所示。
现行可操作的实验手段是利用气垫导轨。呈现给学生一种新颖别致的景象：小小的滑块在有气源供气的导轨上可以来来回回运动相当长的一段时间，而且滑块的运动很平稳，如图3所示。
此时，教师一个导向性的问题可将学生的思维引向广阔的空间：如果导轨无限长，各种阻力足够小以至为零，将滑块轻轻一推，那么将会出现何种情景?
……
给学生一个短暂的想象的空间……
②建立物理模型是对于理想化方法的具体运用。
一般把理想模型分为三种。(1)实体理想模型。这种模型是建立在客观实体的基础上，根据讨论问题的性质和需要把客观实体理想化。比如，质点模型。(2)系统理想模型。所谓系统，一般泛指相互作用的物体的全体，如“力学系统”、“保守力系统”等。这种模型忽略了其他物体对系统的影响，而只研究系统内部物体间相互作用的规律。(3)过程理想模型。如匀变速直线运动，自由落体运动等。这种模型主要保留运动过程的主要因素，忽略次要因素。
在物理教学中建立物理模型渗透于很多知识领域内。下面以质点模型为例讲述如何在探究教学中让学生体会建模的过程。
教学中通过幻灯片展示人走路、火车行驶、飞机飞行等，让学生观察人走路时、火车行驶时、飞机飞行时，其各部分运动情况是否相同，提出问题：(1)假如研究人从家走到学校所需时间或所走路程有必要考虑人的胳膊、腿是怎么运动的吗?(2)火车行驶时，整个车身是前进的，但车轮和传动装置又在做复杂运动。假如研究火车从北京到上海的运动情况，有必要考虑车轮和传动装置的复杂运动吗?需要计较车长吗?再让学生结合生活中常见的运动，采用小组讨论、交流、思考、分析。这样学生会领悟到在研究物理现象和规律时，应突出主要因素，忽略次要因素。建立物理模型能使人们研究的物理现象变得简便，进程大大缩短，如果不分主次地考虑事物的一切因素，并不能因此得出精确的结果。相反地，甚至对最简单的物理现象的研究也会变得非常复杂或无法进行。
2引导学生从数学模型向物理情景迁移，理解物理图的意义。
图像是研究物理问题的重要工具与方法，用它描述物理现象与规律具有简洁、直观的特点。相对论之父爱因斯坦说：“我们在寻求一个能把观察到的事实联结在一起的思想体系，它将具有最大可能的简单性。我们所谓的简单性，是指体系所包含的彼此独立的假设或公理最少。”图像表示物理规律具有简洁美的特征。
学生对物理图像所表达的物理含义有时不好理解，比如，图4中的aB段表示物体静止，图5中速度的求法等。教学中应引导学生充分认识坐标轴所表示的含义，设置问题让学生分析、讨论，交流。比如：1、图4中图线是物体运动的轨迹吗?纵坐标、横坐标表示什么?2、图4中oa段纵坐标随时间而增大表示什么意义?oa段表示物体怎样运动?3、图4中aB段表示怎样运动，BC段又表示怎样运动?
学生通过观察图像、分析、交流，教师再归纳，图4中纵坐标s所表示的是质点在t时刻相对于t=0时刻初位置(或起点)的位移，oa段上各点相对于初位置的位移随时间的推延而增大，表明质点是向同一方向(沿直线)运动，aB段各点相对于起点的位移不变，表明质点是在这一位置保持静止，BC段各点相对于初位置的位移逐渐变小，表明质点反向运动。
图5中速度的求法是学生迷惑的地方，教材中的“点击”栏目中介绍了图线的斜率表示速度，但上海高一学生数学中还没学过斜率。教学中先让学生根据数学知识画出y=4x图像，如图6所示；再深入一步画出y=kx的图像，如图7所示；学生不难画出这个数学图像，再引导学生把横坐标的符号换成t，纵坐标的符号换成s，如图8所示；让学生比较图像分析，y=4x和y=kx中的4和k是比例系数，在图6中可以看出y是x的4倍，图7中y是x的k倍，在图7中k=tanθ，这就是图线的的斜率，同样在图8中图线对应的关系式为s=vt，v就相当于k，也就是图像的斜率表示速度。
这样层层深入，让学生自己动手画图，思考分析，从数学知识的基础出发体验从数学函数图像转换成物理图像的过程。促进学生正确理解物理图像所包含的物理规律和现象。
3通过实验探究自由落体运动，体会科学实验方法的重要性。
物理学是以实验为基础的一门基础科学，实验是物理学最基本、最重要的研究方法。“实验科学之父”伽利略创立的科学实验方法是人类思想史上最伟大的成就之一，科学实验方法标志着物理学的真正开端。伽利略主张用实验科学的知识来武装人们。他以实验方法为中心，把实验与数学方法，逻辑论证相结合，把物理实验方法发展到了一个全新的高度，使物理学走上了真正科学的道路。为了证实重物不比轻物落的快，伽利略亲自登上比萨斜塔做自由落体实验，做斜面实验时没有准确的计时工具，他就用自己制造的水漏计时，用自己的脉搏计时，努力摆脱当时实验条件简陋的束缚。
通过实验探究学习自由落体运动，让学生体验和学习伽利略所创立的科学实验方法，感悟科学实验方法在人类认识自然和应用中的作用,进一步探究自然界中存在的初速度为零的匀变速直线运动的规律。
在教学中我是这样设计的，设置一些问题，让学生根据所要研究的问题自己准备、选择实验器材，制定实验步骤，实施实验方案，处理实验数据，得出结论。比如，设置这样一些问题：
（1）物体下落快慢与物体自身的轻重有关吗?让学生自己准备一些器材，如相同的纸片，质量相同的纸片和钱币等，通过反复实验，又联系生活中很多常见的现象，让学生体会到物体下落的快慢实际上并不是与它自身的轻重有关，教师再做演示“真空管”实验，学生观察后更深刻地认识到如果没有空气阻力，轻重物体下落得快慢相同。这时教师再顺水推舟引出自由落体运动的定义。
（2）用打点计时器做物体下落实验，怎样观察落体运动的特点?自由落体运动有何规律?学生用打点计时器做物体下落运动实验，他们自己想出观察纸带上点的间距，可看出下落运动是加速运动，教师进一步提出问题：自由落体运动是匀加速直线运动吗?应该怎样研究?学生讨论、分析，根据已有的知识进行理论探究，从纸带上测出物体下落高度h，算出时间t，发现h和t2成正比，符合初速为零的匀加速直线运动的位移公式s=1／2at2，从而探究出自由落体运动是匀加速直线运动。
（3）教师层层深入提出问题：怎样求加速度g呢?有了前面的理论探究基础，学生会很快想出解决办法，从h=1／2gt2推出g=2h／t2。
这样学生通过自己探究可以领略到科学实验方法的过程，感悟到科学实验方法在探究自然规律中的重要性。
4在物理学史的学习中领悟科学方法。
新教材蕴含了大量的物理学发展史，物理学史也是对学生施加科学方法教育的好素材。物理学史已经充分证明，每一项重大发现往往都是各种物理科学方法综合运用的结果。让学生阅读物理学发展史，他们会为人类为了揭开自然规律奥妙而进行的令人兴奋的探索历程所折服，也可以从人类在发现自然规律过程中所形成的科学思想和科学方法得到深刻感悟。学生在进行问题研究过程中可以结合课本上的定理、定律用溯源的方法追寻科学家的足迹，从他们对世界的认识中得到启示。例如：上面提到的伽利略理想斜面实验，是把实际的实验与理论思想紧密结合起来形成的，用此方法导致了惯性定律的发现。笛卡儿创立了以数学为基础，以演绎法为核心的方法论思想。牛顿坚持以实验为基础，以归纳法为核心的方法论思想。爱因斯坦的方法论思想更具有深刻，精深的内容，他所创立的相对论集中体现了他的智慧与方法，不愧是科学史上的艺术珍品。结合物理学史的资料，介绍科学家们的科学方法思想，肯定会使学生变得更加聪明，因为“方法学就是聪明学”。
参考文献：
人体运动生物力学研究篇7
关键词：运动疲劳动物模型；综述
中图分类号：G804文献标识码：a文章编号：1004-4590(2007)03-0073-04
abstract:Frominvestigatingtheliteraturesaboutanimalmodelofexercisefatigueinthelast10years,thepapertrytofindthemethodsandrulesofestablishinganimalmodelofexercisefatigue,andtherelationwiththetheoriesofexercisefatigueinaddition,someproblemsofanimalmodelofexercisefatiguearediscussedthereviewoffersbetterexperimentalmaterialsforthesportsbiochemicalandphysiologicalresearch
Keywords:animalmodelofexercisefatigue;review
运动疲劳机制的研究一直是运动医学领域备受关注的课题之一,阐明其机理的研究主要以动物实验为主,运动性疲劳动物模型已经成为运动性疲劳深入研究的重要途径,所以标准化、理想的运动性疲劳模型无疑是实施有损伤情况下疲劳研究的首要环节［1］。故对近十年来有关运动疲劳动物实验方面的文献进行了归纳总结，试图找出其中有关运动疲劳动物模型建立的规律和方法，及其与运动疲劳理论方面的联系，为生理机能的研究提供较好的实验材料。
1运动疲劳动物模型的运动训练方式
运动性疲劳不同于一般的疲劳，其是在运动过程中发生的一种疲劳症候。故不同的运动方式对疲劳产生的程度不同，对机体产生的影响也不同。总结国内外的动物模型研究一般以大鼠跑台和游泳的运动方式为主，极少数运用到转笼法［2］,转棒法［3］,旷野法［4］以及爬绳实验［5］。下面就对跑台和游泳这两种训练方式进行归纳总结。
1.1跑台运动动物疲劳模型
跑台运动疲劳动物模型大都采用雄性SD大鼠（体重200g左右）为实验对象，模型的建立大部分是参照Bedford(1979)根据大鼠体重/摄氧量回归方程所建立的递增负荷(跑台坡度)和速度的运动训练方式或逐渐递增速度和时间的运动训练方式。一般开始速度为15m/min，逐渐递增至最高速度为35m/min；每次运动时间多为20min左右，训练周期为7周左右。大部分关于大鼠跑台模型力竭的判断标准基本上为：连续予大鼠施加声光机械刺激后,大鼠不能继续跑动,下跑台后连续喘息,暂时无逃避反应。
1.2游泳运动动物疲劳模型
在所查关于运动疲劳动物模型的文献资料中以游泳为运动方式的运动疲劳模型占了大部分，这可能是由于跑台运动需要电刺激来使动物产生疲劳状态,运动过程中容易产生运动以外的应激源,而游泳是大鼠本能的一种运动方式,通过给予适宜水温和充足的运动空间,可以使大鼠的运动能力得以充分的发挥。
游泳运动动物疲劳模型的实验对象大多为雄性SD大鼠（体重200g左右）或昆明种小鼠（体重20-30g）。从实验条件来看，水温多为30度左右（30±2℃）；水深则起码应能避免大鼠尾巴撑在池底休息，从文献中所使用的水深，对于大鼠为实验对象的多大于50cm，小鼠大于20cm。每次进行游泳训练时,要用新鲜的净水，因为大鼠被强迫游泳时,会向水中释放某种“警戒”物质。如果在两批实验中不换水,第一批大鼠游泳时向水中释放的这种物质,将对下一批大鼠的游泳产生影响。在进行正式实验之前，需要对动物进行适应性游泳训练，对其体力和心理的应激会产生很好的适应。而未经训练的大（小）鼠,常有许多不必要的动作,体力消耗快,这时进行力竭实验,得出的结果重复性很差,不能确切地反映大鼠的运动能力。
游泳动物疲劳模型的训练模式比较多，大体上可分为，负重或递增负重游泳，无负重游泳，在流动水槽中游泳。但在训练方式上每篇文献所采用的训练时间，训练周期及负荷强度均不相同，多根据实验目的和要求自行设计。比较这几种游泳训练模式，如果不增加额外的负荷,大鼠可以在温度适宜的水中连续漂游几十个小时,并且当它学会了漂游以后代谢率很快就下降了,4h后可降到基础代谢水平。为保证运动强度,缩短游泳时间,通常采用负重的方法来增加其运动量。这时,所负重量应少于大鼠在水中维持呼吸所能承受的最大重量(约为体重的6%～8%)不造成生命危险。使之能充分发挥其运动能力。相比上两种，流动水槽可以通过改变水池落差获得不同的水流速度来控制运动负荷强度，控制运动强度的随意性强，大（小）鼠在运动中受力较均匀。
对运动性疲劳的判断标准的报道不一,如对游泳至力竭的判断,有的是大鼠沉底时间长4s-10s为力竭；有的以鼻孔没入水面以下5-10秒不能主动上浮大鼠游泳的协调动作消失,水淹没鼻尖,身体下沉,至再次浮出水面的时间超过10秒,并连续3次者为力竭；有的以大鼠在游泳过程中呈现出的明显外部体征来确定和划分运动疲劳的不同阶段,并分别在运动疲劳的发生、发展和力竭阶段，疲劳开始阶段：大鼠游至水深过耳时；疲劳发展阶段：大鼠游至水淹过眼时；疲劳力竭阶段：大鼠游至水淹过鼻尖，下沉不能浮起时［6］；有的游泳运动训练结束后,小鼠体重减轻,食量下降,运动能力降低,体毛不洁,精神倦怠,心率增加,血红蛋白和血睾酮下降,皮质醇和血乳酸升高即确定为运动性疲劳模型建立［7］。
2运动疲劳动物模型的应用
对运动性疲劳产生机制的研究，由于认识论和方法论的不同，学者们都较多地从局部或某一方面进行研究，使得研究结果和结论各具特色且各不相同，所以所采用的疲劳动物模型的训练方式和研究目的也各不相同。总结近十年的这方面的实验，主要集中在以下几个方面：
2.1针对“自由基学说”的运动疲劳动物模型
自由基是指外层电子轨道含有未配对电子的基团。在细胞内,线粒体,内质网,细胞核,质膜和胞液中都可以产生自由基。由于自由基化学性质活泼,可以与机体内糖类、蛋白质、核酸及脂类等发生反应,因此,能造成细胞功能和结构的损伤和破坏。研究发现,剧烈运动后自由基产生过多,可造成肌纤维膜、内质网完整性丧失,妨碍了正常的细胞代谢与机能;还造成胞浆中Ca2＋的堆积,影响了肌纤维的兴奋一收缩耦联,使肌肉的工作能力下降;自由基能引起线粒体呼吸链产生atp的过程受到损害,使细胞能量生成发生障碍,影响了肌纤维的收缩功能;另外,还有一些重要的酶由于自由基的作用而失活,从而产生一系列病理变化,也能导致肌肉收缩能力下降产生疲劳。因此认为,自由基与运动性疲劳有着密切的关系,是导致运动性疲劳的重要原因。
针对这一疲劳机制的学说，研制了抗氧化制剂，通过建立运动疲劳动物模型来研究其疗效。如“复方抗氧化制剂”及运动训练对大鼠骨骼肌自由基代谢、运动能力的影响［8］；巴戟天对运动训练大鼠骨骼肌自由基代谢及运动能力的影响［9］。但不同的运动训练方式对自由基的影响不一。不同方式的急性和慢性运动对不同组织器官的影响不同,在接受一定时间和强度的系统训练后,机体各组织内自由基代谢对运动产生适应性变化也不完全相同。大多数研究表明急性及大负荷运动会增加自由基大量生成,当自由基大量堆积超过机体抗氧化系统的清除能力时会破坏细胞结构,长期会导致疾病发生。慢性适度有氧训练可以增强机体抗氧化系统的防御能力,降低脂质过氧化水平［10,11,12］。因此要成功建立自由基导致的疲劳动物模型，要注意运动训练的负荷强度。
2.2针对“衰竭学说”的运动疲劳动物模型
衰竭学说认为疲劳的原因是体内能源物质的耗竭。如磷酸原储备或糖原储备的减少。在长时间运动中，产生疲劳的同时常伴有血糖浓度降低，当肌糖原被大量消耗时，运动能力就下降，这是长时间运动疲劳的重要原因。在激烈运动的30s内，肌肉中的atp和Cp大量消耗供能，其储存量明显下降；而以极限强度持续运动2-3min至精疲力竭时，Cp的浓度下降至接近于零但不会为零。因此在造模时要考虑运动的强度和时间。并且同样的运动强度但不同的刺激手段对糖代谢的影响不同，机械刺激下，大鼠运动至疲劳及3小时恢复后血糖值变化不大；疲劳运动后即刻肝糖元下降，运动后3小时开始恢复；且运动疲劳即刻红、白肌纤维糖元含量之间有差异。而在电刺激作用下，疲劳运动即刻血糖值明显下降，恢复3小时后血糖浓度回升；疲劳运动后即刻肝糖元的下降水平大于机械刺激作用，运动后3小时仍未开始恢复，运动疲劳即刻红、白肌纤维糖元含量之间无差异［13］。
2.3运动性中枢疲劳的动物实验
人体连续从事负荷的运动，可使大脑皮层的兴奋与抑制过程之间的平衡性遭到破坏，造成过度兴奋或过度抑制，破坏了原有的动力定型，导致皮层下功能发生紊乱，从而引起各器官、系统的功能失调，因此产生疲劳。大多数学者认为，运动性中枢疲劳的发生机制是由于长时间中等强度的运动引起中枢神经系统出现保护性抑制所导致的［14］。李雪等对不同负荷运动的大鼠大脑皮质超微结构的影响的实验表明：过度训练可使大鼠大脑皮质微循环的超微结构发生改变,而大脑微血管的超微结构无明显变化;中等强度运动可以增加大脑皮质内微血管的数量和神经细胞内线粒体的数量,使脑微循环得到改善;大脑组织形态结构的改变可能导致大鼠大脑神经元功能障碍,进而引起运动性中枢疲劳的发生［15］。有研究表明，大鼠经大强度运动训练后，可抑制海马神经元bcl-2蛋白的表达而促进bax蛋白的表达，这可能是大强度运动训练导致大鼠海马Ca1区神经元凋亡发生的基因调控机制，而中等强度运动训练可促使bcl-2蛋白的表达上升，抑制细胞凋亡［16］。要造成运动性中枢疲劳的动物模型，其训练方式必须采用长时间大强度的训练。
2.4中医理论在运动性疲劳模型建立中的运用
中医理论在运动性疲劳模型建立中的运用,为疲劳模型的建立开拓了新思路,不同症型的运动性疲劳模型的建立,将有利于辩证施治,便于不同组方的中药抗运动性疲劳作用的观察。但从文献查阅及检索的结果来看，目前尚没有系统建立起中医有关运动性各种症候的实验动物模型。
中医强调人体是一个对立统一的整体，健康状态则是阴阳平衡的结果，也就是说各脏腑、组织、器官处于一种动态平衡状态。它们在保持自身的平衡时，又通过气血在它们之间进行信息和物质的交流、协调和统一，从而形成整个人体的大平衡。运动作为一种外界的刺激施加于人体，根据运动参数的不同就会产生不同的影响，这种影响可能会打破局部的脏腑、组织、器官间的平衡，它们在继续维持或达到新平衡的同时会通过气血把运动刺激的信息传递到整个人体，让人体进行协调以维持体的平衡。如果运动刺激引起某脏腑、组织、器官失去平衡，并且超出了人体适应的范围，就会打破整个人体的平衡，使人的生理功能不能正常发挥而产生功能障碍，即发生了运动性疲劳［17］。大部分中医运动疲劳动物模型是建立在补脾肾和养肝血两方面的。肾为“先天之本”，肾藏精,主骨生髓,是体力产生的原动力和源泉；脾为“后天之本”脾主四肢肌肉,与运动关系密切。脾肾与运动性疲劳的关系密切,功能上又相互影响,所以补肾健脾类中药在消除运动性疲劳中被广泛应用［18］。现在模拟中医传统病因研制的脾虚动物模型一般分为单因素如苦寒泻下法［19,20］，饮食失节,饥饱失节法［21,22］,耗气破气法,劳倦过度法［23］等；复合因素如过劳饮食失节法，劳倦饥饱法，泻下-劳倦法等。其中和运动疲劳有关的动物模型多集中在劳倦过度法，但劳倦过度多采用劳倦装置振荡器使实验动物振荡，但与真正意义上的运动训练有所不同，和运动疲劳结合的较紧密的如曲长江的游泳劳倦运动［23］，还有如中药致泻结合递增负荷跑台训练［24］。其中动物脾肾虚的观察多以观察动物的体症状态为主，如肾阳虚动物模型临床症状较共认的表现为日益消瘦，活动减少，反应迟钝,肢尾湿冷，倦曲拱背,毛松便稀等［48］;脾虚动物模型其症状体症包括脾虚和气虚，如食量减少，大便稀溏，或便软，或腹泻，体重增长或缓慢或下降，或消瘦，倦怠懒动，眯眼，拱背，扎堆，毛色枯黄无泽，耳尾色淡等［25］。《素问六节藏象论》“肝者,罢极之本”,提示人体耐受和消除疲劳的能力与肝关系密切。中医学认为,血对人体具有极为重要的营养和滋润作用,它在脉中运行不息,不断地为全身各脏腑组织器官提供丰富的营养,以维持其正常的生理活动，肝具有主藏血的生理功能,对各脏腑组织器官起到营养调节作用,是人体各种机能活动所需能量的重要来源。所以加强肝主藏血的功能,可以提高机体的活动能力和耐疲劳能力，养肝血类药在消除运动疲劳中也常被运用。如含(五味子、当归、酸枣仁、木瓜各30g等)制成的“养肝柔筋方”，通过游泳至疲劳的运动方式，对疲劳大鼠肌糖原、血糖含量数据检测表明，该药可明显增强大鼠抗运动性疲劳的能力,其抗运动性疲劳机制之一可能是增加运动大鼠体内的糖贮备,改善其骨骼肌的能量代谢状况［26］。由石斛、牛膝、益母草三味中药组成的养阴活血注射液，通过力竭游泳运动后小鼠心肌、骨骼肌、肝脏组织超微结构显著受损，养阴活血中药的应用则使损害明显减轻。推测养阴活血中药保护超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性、阻止组织细胞脂质过氧化的作用与超微结构损伤的减轻密切相关［27］。
3运动性疲劳动物模型中存在的问题及思考
3.1运动性疲劳的判别是建立运动性疲劳模型的一个非常重要的问题。现在大多根据运动性疲劳时机体的外部体征的变化来判断运动能力下降,如一般状况的变化,包括体重、饮食、精神状况和自主活动情况等;运动时的姿势的变化,如跑台跑时蹬地情况、腹部与跑台的相对位置、游泳运动时头部没入水中的程度和时间;运动能力的变化,如采用刺激后仍跟不上所要求的运动速度等主观观察指标来判断疲劳的发生及疲劳的程度。但实际情况往往是在实验动物还没有发生外部特征变化之前,疲劳就已经产生了。单凭主观观察指标来评判运动性疲劳有一定的局限性。有必要在此基础上结合一些生理、生化客观指标来鉴别运动性疲劳及疲劳程度［28］。对于不同的供能方式为主的运动,可根据运动能力的限制因素来判断疲劳的发生。以糖酵解供能为主的运动,运动能力的限制因素主要是乳酸的堆积;强度为75%Vo2max的有氧运动,运动能力的限制因素主要是肌糖原的耗竭,因而可以通过测定血乳酸升高、肌糖原的下降来判断疲劳的发生。慢性运动性疲劳动物模型,根据其疲劳积累、机能状态下降的实质,可使用判断机体机能状态的有关指标,如血红蛋白、血乳酸、血尿素、尿蛋白等,既要注意指标的相对独立性,又要考虑多指标的最佳组合。建立怎样根据不同方式、不同供能系统为主的运动来选择指标,合理组合,对运动性疲劳进行多指标、系统性综合评定,是一项复杂的工作,需要进一步研究。把握疲劳的外在表现,结合客观生理、生化评判指标,监控运动性疲劳模型的建立有益于模型质量的保证。对于客观观察指标的选用,不仅要注意它的可靠性、敏感性,还要把握其可测性、易测性，但在实际的运动性疲劳的动物模型建立中，很难去测试，且个体差异较大。如对运动大鼠血乳酸的测定中要找到其乳酸阈，需对大鼠进行运动中及运动后的多次采血，操作起来难度较大，对大鼠的伤害也较大，可能会影响大鼠的运动能力，对实验结果造成影响。从实际的操作中发现大鼠的耐受力很强，恢复比较快，所以找对动物运动疲劳的较敏感的生理生化指标十分关键。
3.2在建模过程中运动疲劳模型的运动训练方式多种多样，运动训练的强度和负荷更是多样。但很少有文献报道其选用此种运动强度和负荷的依据。但由不同的运动引发的运动性疲劳的机理和程度是不一样的,对机体的影响亦不同。因此选用何种运动强度和负荷与研究的目的和方向应密切相关。
3.3动物模型的普适性、可重复性和均一性是其质量所在,是判断模型成功与否的关键,若所建模型不能再现或不稳定,则不能被公认［28］。运动性疲劳动物模型建立的实验条件的控制是模型的建立中有很多非处理因素,包括实验动物的选用,其中,动物的品系、年龄、饲养、环境等应做到均一;有些实验条件,如跑台运动的刺激方法、泳池的大小、水深及水温的控制应尽量一致。这样严格控制实验条件,可以排除非处理因素对模型建立的干扰,使模型的建立更具科学性。
3.4目前有关疲劳的动物实验研究大部分是在力竭运动状态下进行的，这可能与动物的耐受力及恢复能力很强，很多生化指标在一般状态下反应不敏感有关。并且运动性疲劳的综合性、全身性、发生机制的复杂性导致建模过程中难以判断疲劳发生、发展和鉴定疲劳程度。为了便于判断，在大部分运动疲劳动物实验中多将疲劳发展到力竭状态，以便引起机体出现更明显的变化。运动疲劳强调疲劳导致的工作能力或身体机能的下降是暂时的，经过休息就可以恢复，但在运动疲劳动物模型建立的实验设计中，很少有安排一定的自然恢复时间，并对运动后即刻及经一段时间恢复后的生理及生化指标进行比较，来了解运动所致的外部表现的变化及生理、生化指标的变化是否是暂时性的、可自然恢复的。
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人体运动生物力学研究篇8
[关键词]萧焜焘;技术哲学;自然哲学
在哲学界,萧焜焘先生(1922-1999)以研究黑格尔哲学、自然辩证法着称,人们很少提到他的技术哲学思想。事实上,在他的哲学体系中,技术具有极为重要的地位。萧焜焘技术哲学的研究进路十分独特,其技术哲学的思想内容也极其深邃而广阔,学界应关注之。
一、技术哲学研究的基础地位
萧焜焘十分重视技术哲学研究。首先,可以从他的主要着作的文本结构中找到“客观证据”。这就是,在他最重要的学术着作《自然哲学》和《科学认识史论》中,“技术哲学”研究都处于极关键的“位置”。在《自然哲学》中,“技术论”作为整本书的四篇之一,是他整个《自然哲学》的终点。在他看来,“技术运动”是宇宙自然辩证运动的最高篇章。同样,在《科学认识史论》中,“工程技术与现代哲学唯物论”作为全书的最后一章,由他亲笔撰写。他正是在当代工程技术发展中看到了科学与哲学复归于“辨证综合”的现实途径。
其次,还可以从他的一系列言论中找到根据。关于“技术”地位的言论。一方面,萧焜焘指出,技术在生产、经济、社会的发展中,起着举足轻重的作用。“在现代的巨大的社会生产力中,技术竞成了它不可缺少的核心力量。”另一方面,萧焜焘指出,技术在上层建筑、意识形态领域的作用也日益显着。“技术的这种从自然到社会、从理论到行动的两栖特点,奠定了它在科学与哲学中的主导地位。当今科学与哲学的发展,工程技术活动将起决定性的作用。”在这里,“技术”与“科学”、“哲学”并列,并被视为居于“主导地位”、对“科学”、“哲学”的发展将起决定性作用。如此高度地评价“技术”,这在哲学界尚不多见。
萧焜焘明确地反对轻视技术的思想传统。在中国历史传统里,在大学问家眼里,技术常常被看做无关乎天命人性,不足挂齿,不能登大雅之堂。对这种贬抑技术的思想传统,萧煜焘指出,这是很不正常的。
技术的这种“核心力量”、“主导地位”、“决定性的作用”,必然折射出技术哲学研究的突出价值。萧煜焘明确地讲:从社会生产力、生产方式、上层建筑、意识形态,即整个社会结构中,都可以见到“技术”的不可或缺的作用。于此,“技术”这一概念已进入哲学的广泛背景之中。我们必须从哲学的意义上,探讨技术的本质及其自身的发展。萧焜焘关于“技术哲学”研究地位的言论也有两方面。
其一,关于“技术哲学”研究在“自然哲学”研究中的基础地位的认识。在自然哲学研究中,萧煜焘没有使用“技术哲学”概念,而是使用“技术论”,并把它与“宇宙论”、“生命论”相并列。他认为,物质是宇宙自然的基石,“宇宙”、“生命”、“技术”是物质实体充分展开的三个环节。从物质论出发,自然哲学分三个环节展开:即“宇宙论一生命论一技术论”。宇宙论主要研究宇宙物质的演化过程;生命论主要研究宇宙的花朵——生命的演化过程;技术论主要研究宇宙的灵魂——人在宇宙自然基础上的物质创建过程。在萧焜焘看来,在这三个环节中,技术论不是可有可无的环节,而是整个宇宙自然辨证发展的否定之否定环节,具有突出的地位。他说:“技术论是我们的自然哲学的终点。”
其二,关于“技术哲学”研究在发展马克思实践唯物论中的基础地位的认识。萧煽焘提出,工程技术的哲学灵魂是革命实践,以工程技术作为进路,就更能窥探出实践的丰富的理论内容。在《科学认识史论》的结束语中,他说:“现在所面临的格局是科学整体化、哲学现实化、哲学科学一体化。‘一体化’表现在科学技术领域就是哲学层次的‘工程技术论’,表现在哲学领域就是‘现代哲学唯物论’”。这里的“工程技术论”是他对“技术哲学”的又一种称谓。萧煜焘认为,哲学层次的“工程技术论”将为马克思实践唯物论提供一个“更加硕壮、更加精力充沛的躯体”。
二、技术哲学研究的独特范式
萧焜焘的技术哲学研究分散在他的一系列论着中,如《自然哲学》、《科学认识史论》中的“关于辩证法科学形态的探索”,“唯物主义与当代科学技术综合理论”,“关于坚持和发展马克思主义哲学的几个问题”,“关于一个哲学唯物论体系的构思”等篇章。在《自然哲学》“技术篇”中,有三章自成系统的技术哲学内容,但萧焜焘没有专门论述“技术”的着作或论文,这在一个方面反映了他的技术哲学思想还没有得到系统的展开。即使如此,我们还是能感受到萧煜焘技术哲学研究的一些特色。
第一,从属于自然哲学。
萧焜焘的技术哲学研究从属于他的自然哲学研究,是其自然哲学的重要组成部分。在他看来,没有技术运动,宇宙自然辩证运动就不能完成。与之相应,没有技术哲学研究部分,自然哲学就不能完整。
萧焜焘这种从属于自然哲学的技术哲学研究,极具独特性。从人与自然的关系角度,人们通常把自然哲学、科学哲学和技术哲学,看做是相互关联、相互区别、相互并置的三个哲学分支,进行独立的技术哲学研究。毋庸置疑,进行独立的技术哲学研究是必要的,目前大多数技术哲学研究学者也正在这样做。但不可否认,这种独立的技术哲学研究存在一定的片面性,或许真如海德格尔所言,技术的本质不在技术本身,我们主流所热衷的对技术自身的独立研究,很可能恰恰会遗漏或忽视一些技术的重要方面。由此,萧焜焘所倡导的从属于自然哲学的技术哲学研究就值得关注。他使我们看到了“另一种可能的技术哲学”。
第二,实践的观点。
实践的观点是萧焜焘技术哲学研究的建构原则。萧焜焘关于技术的形成、技术的本质、技术的发展的一系列论述中,都贯穿着主观与客观、能动性与受动性相统一的实践范畴。譬如,他讲“生产劳动对技术的形成与发展的决定作用”,“作为劳动方式的技术”、“物与人的交互作用的显现”、“革命实践是工程技术的哲学灵魂”等。
萧焜焘关于“工程技术”的定义突出地体现了其运思的实践观点。他把工程技术定义为:“是实现人的意志目的的合乎规律的手段与行为”。这种定义,与我们学界通常强调,技术是“方法”、“技能”、“知识”、“手段”等观点,的确不同。它更强调技术的“行动的意义”。
萧焜焘明确地意识到:“马克思主义特别强调‘实践’的作用,而实践的要义就在于行动。因此,‘技术’作为变换物质、协调关系、促进思维的一种能动力量,是可以与‘实践’范畴相通的。实践是技术的哲学灵魂,技术是实践的现实表现。”
第三,服务于发展马克思实践唯物主义。萧焜焘主要是站在发展马克思实践唯物主义的高度来看待技术哲学的研究功能。比较而言,他不强调技术哲学研究自身的学术价值,而是强调技术哲学研究对于发展马克思实践唯物主义的重要作用。他认为,工程技术是实践唯物主义的客观基础。原因是:工程技术集认识世界与改造世界的大成,将科学与技术融为一体,并使主观见之于客观,达到主观与客观的统一。工程技术立足于自然,通过实践,面向人生,将宇宙人生凝为一体,从而体现了天人合一、人定胜天的哲学宇宙论的最高原则。在萧焜焘那里,深入开展工程技术的哲学研究,正是为了发展马克思实践唯物主义,使其青春永驻,大放异彩。
第四,以马克思恩格斯技术哲学思想作指导。
萧焜焘的技术哲学研究,主要受到了马克斯恩格斯的技术哲学思想的影响。他自己明确地说,他的技术哲学研究思路正是沿着马克思指引的方向前进的。
比较而言,萧焜焘的技术哲学研究受到恩格斯技术哲学思想的影响更突出。譬如,上述三点都可在恩格斯技术哲学思想中找到相对应的内容。具体来说,在恩格斯的《自然辩证法》中,也暗含着一个从属于自然哲学的技术哲学萌芽;恩格斯也特别注意对“劳动”、“工业”的研究,也特别强调“工业”对哲学发展的推动作用;等等。注意到萧煜焘技术哲学研究与恩格斯技术哲学思想的联系,研究萧馄焘的技术哲学思想,也可以反过来帮助我们进一步认识恩格斯的不被人们注意的技术哲学思想。
三、自然哲学视野中的技术哲学思想内容
萧焜焘的技术哲学思想没有充分地展现出来,他提出的“哲学唯物论体系”中的精神哲学部分也没能面世。但这些缺憾不足以构成把握他的技术哲学思想的障碍。萧焜焘的技术哲学思想内容可概括为以下三个方面。
第一,作为宇宙自然辩证运动的否定之否定环节的技术现象。
技术现象古已有之,但古今中外的哲学家大都轻视技术现象,把它看做是“细枝末节”,不足为道。萧馄焘一反这种哲学传统,把技术现象置放在整个宇宙自然运动中来考察,视它为整个宇宙自然辩证运动的否定之否定环节。在他看来,宇宙自然辩证运动就表现为“宇宙的客体性”、“生命的主体性”、“技术的主客统一性”的否定之否定过程。
从整个宇宙自然辩证运动来看,“技术”是宇宙自然辩证运动的一个客观的必经阶段。“技术”的出现绝不是偶然的,而是具有客观必然性的。生命是宇宙自然辩证发展的跃进,生命的基质——自调节、自复制实体的出现,标志着自然界从自在状态走向自为状态。生命现象高度发展,产生了人类及人类精神,产生了主体及主体意识。人作为宇宙自然的“主体性”,不是简单的消极被动无所作为的派生物,而具有主观能动性、行为目的性。人的主观能动性、行为目的性的高度发挥便产生了“技术”。由此,萧焜焘指出,技术是生命的精灵,是生命的自适应、自调节的生理机能的“社会形态”。
从整个宇宙自然辩证运动来看,“技术”是生产劳动的结晶,是生产劳动的能动性、目的性内在本质的“物化形态”。生产劳动是人类社会行为从本能到自觉的转变,是人类社会的本质与灵魂。生产劳动有明确的目的性,一定的计划性,必要的专业性,以及为了达到目的、服从计划、配合专业的相应的工具手段。在生产劳动过程中,经验的积累与智慧的启迪,产生了改进劳动方式、提高劳动效率的技术。所以,生产劳动是技术进步的一个永恒的不可废弃的基础。
从整个宇宙自然辩证运动来看,技术是主观目的性转化为客观现实性的中介。技术既有其客观的生理基础,又有其社会实践的根据。这说明技术绝不是单纯主观性现象,也不是单纯客观性现象。主观目的性是技术产生的主体性根据,但主观目的实现可能性不等于客观现实性。技术正是使人之主观见之于客观的中介环节。由此,(1)技术具有中介性。技术是主观目的性中否定其主观抽象性的因素,即主观中的客观性,抽象中的具体性,潜在中的现实性。(2)技术具有二重性。技术是自然规律性与社会规律性结合的产物;技术是物的因素与人的因素结合的产物;技术是主观与客观结合的产物。(3)技术具有过程性。技术过程就是主观目的性向客观现实性的转化过程,也就是主观目的性在自我保持中超越其主观抽象性,否定其自身而客观化的过程。
从整个宇宙自然辩证运动来看,技术与人类同呼吸、共命运,是人类改造世界同时改造自己的一种现实力量。一方面,技术从属于人,是人的合理的意志的外化与物化。世界上如果没有人,就绝不会有技术。人通过技术改造世界,以符合自己的生存目的。另一方面,技术是人之为人的一种本质属性。劳动创造人,技术改造人。技术是构成与推动人变化发展的根据和力量。
第二,作为社会精神运动起点的技术现象。
由上所述,萧焜焘从整个宇宙自然辩证运动的视角,深入揭示了技术的生理基础,技术的社会实践根据,技术的性质,以及技术的价值。毋庸置疑,这种视角及其研究成果能较好地揭示技术的“客观性”、“物质性”的一面。但比较而言,萧煜焘认为,技术作为一个整体过程,它更多地应该属于社会人文现象。作为社会人文现象的技术,它与社会生产经济系统、政法伦理系统、文化意识系统密切相关。遗憾的是,萧焜焘的关于“技术作为社会人文现象”的研究还没有充分展现出来,我们只能叙述要点如下:
在萧焜焘看来,技术作为社会生产力的核心,决定生产关系的性质及其发展,它们的结合成为社会生产方式。生产方式作为核心与地理环境、社会人口构成“社会存在”。社会存在是“社会性的物质”,它作为社会精神现象、意识形态的客观出发点。
技术作为生产经济系统的内在因素。技术是生产劳动的产物,它从属于生产,进而指导生产,最终变成了社会生产力的核心。作为社会生产力的核心的技术,深刻影响社会经济的发展。
技术作为政法伦理系统的内在因素。政法与伦理是社会统治阶级的意志的表现,政法是硬性的压制手段,伦理为软性的舆论手段。技术与政法伦理内在相关,政法伦理可以越过经济障碍,促进技术;也可以不顾经济利益,遏制技术。
技术作为文化意识系统的内在因素。技术物化为工具、产品,它类似于所谓“硬件”;技术作为人类经验与智慧的凝聚,它类似于“软件”。软件型的技术属于文化意识系统。技术作为一种文化现象,是一个时代的标志,它反映一个社会的性质以及进步水平。技术作为一种意识形态,是人类主观能动性、行为目的性的体现,是实践唯物主义的内在实质。
第三,技术自身的辩证运动思想。
萧焜焘重视对技术自身的辩证运动的研究,他从逻辑和历史两个方面揭示了技术发展自身的辩证法。
人体运动生物力学研究篇9
摘要采用文献资料法、归纳分析对目前举重科研中使用的运动生物力学方法进行综述，为丰富发展举重教学和科研提供参考价值。
关键词举重运动学动力学生物学
在中国知网上以举重、挺举、生物力学为关键词，查阅了国内外文献资料并进行归纳总结。本研究试图从举重的运动学研究、举重的动力学研究、举重的生物学研究，三个方面对举重中涉及到的生物力学科研进行综述，为更好的进行举重运动生物力学科研提供参考价值。
一、举重的运动学研究
国外学者[1]认为在过渡阶段和下蹲支撑阶段女子和男子相比，屈膝幅度明显较小，动作也慢。此外，男子在第一发力阶段施加在杠铃上的功明显要大于第二发力阶段。相反，女子在两个动作阶段表现出近似的机械功。约翰·加汉姆尔[2]提出了抓举技术“杠心”（杠铃横杠中心点，即杠铃重心所在位置）的最佳轨迹成明显的“S”形轨迹。张跃[3]通过分析我国优秀运动员抓举技术在不同动作阶段“两心”在矢状面和水平面上的偏移，结合“杠心”最佳轨迹的特点，揭示动作技术的稳定性。刘宗友[4]发现优秀男子举重运动员的杠心轨迹穿越重心轨迹，杠心几乎贴着人体重心向上运行，表现出发力“近”的特点。单信海[5]等通过研究崔文华抓举200.5公斤超世界记录的技术分析，也发现杠心轨迹穿越重心轨迹的特点。而wolfgangBaumann[6]等通过研究发现运动员的杠铃轨迹均没有穿越垂直参考线，而是表现为杠铃向身体的后方运动，最终导致运动员在发力后的后跳。而这被Vorobyev[7]认为是动作技术不稳定的表现。从杠铃的轨迹及膝关节角的变化上看，抓举动作存在两次最大伸膝过程和一次屈膝过程[8]。enoka，R.m指出[9]，举重的屈膝过程在确定身体姿势，使杠铃的运动轨迹更靠近髋关节和背部肌有一定意义，允许在一个更加适宜的阶段充分利用膝关节伸肌的力量。Garhammer，J[10]指出抓举技术的优秀运动员在过渡阶段仍能保持杠铃垂直速度的继续上升。tadaoisaka[11]、杨斌胜[12]、张跃[13]、RaoulF[14]研究结果证实了上述观点，指出：在过渡阶段，膝关节回屈的同时，为了保持杠铃垂直速度的继续增加，应积极快速地伸髋。
二、举重的动力学研究
国外学者[15]通过摄像和测力台同步测试对10名男子举重运动员的抓举技术的60%和70%强度进行了测试，结果表明在抓举60%和70%的强度时，受试者在第二发力阶段的地面反作用力明显大于第一发力阶段和失重阶段。艾康伟[16]通过应用逆向动力学的分析方法对抓举的技术动作各关节的受力和净矩进行计算分析，他们对抓举动作髋关节净力矩分析表明，对于抓举，髋关节最大净力矩与对应此时刻的髋关节角度呈负相关。刘平等[17]指出抓举技术失败动作分为杠铃前掉和后掉，前掉主要和发力效果因子及接铃调整因子有关，后掉主要是接铃调整失败。杠铃最大速度、惯性上升高度和发力最大力量是监控发力效果的主要指标，接铃Fy力变化、跳步距离、引膝Fy力变化是监控接铃的主要指标。跳步是影响动作成败的关键因素，它与杠铃的横向运动趋向、接铃成败高度相关，引膝Fy力、发力弹杠时杠铃前向运动和发力杠铃后向运动是决定跳步距离的主要因素。Yung-HuiLee等[18]得出在抓举过程中的两种典型的地面反作用力曲线：两种曲线在杠铃离地前0.2秒到杠铃离地瞬间这段时间都呈现稳定的增长趋势。Carlock[19]等通过统计学分析发现运动员的纵跳能力和举重表现呈高度相关。K.Funato[26]发现高水平运动员与一般运动员相比，在抓举时的地面反作用力有两个明显特征：1.失重时间较短，能够更好的利用肌肉收缩弹性能；2.在失重期间表现出更大的向前的水平力，说明更好的利用了伸髋肌群的力量。
三、举重的生物学研究
陆爱云等[20]认为从肌肉的活动顺序上来看，股直肌、竖直肌、胫骨前肌是较早动员的肌肉，尔后才是肱三头肌、三角肌、前臂屈肌及肱二头肌等，反映出举重项目是大肌肉先活动再带动小肌肉的特点。卢德明[21]使用八导遥测肌电仪测试了股四头肌（内、外、直肌），臀大肌、股二头肌、小腿三头肌、骶棘肌和背阔肌等8块肌肉的肌电图。各动作阶段肌电图曲线的电压值以校准信号的电压值为标准进行测量、计算得到，各动作阶段肌电的振动频率由该动作阶段的时间与振动次数求得。孙砺等[22]选取8块在抓举过程中具有代表性的浅层骨骼肌做同步肌电测量。运用相关软件得出8名运动员在3个不同重量的抓举全过程中8块骨骼肌活动的先后顺序（时序）。庞军等[23]研究使用motionanalysis三维分析系统及norexon16道肌电仪，对一般水平的运动员在不同重量下进行挺举的动作进行了生物力学方面的浏试。通过运动学和肌电图分析，得出一般运动员在捉举不同重蚤杠铃时具有不同的生物力学特征。
四、小结与展望
综上所述，我们发现：目前对于举重项目的研究，以抓举为主，挺举相对较少。特别对于挺举的运动学研究文献相对匮乏，其中还以女子挺举为主，对于优秀男子举重运动员的挺举研究不多。同时运动学、动力学及肌电学敏感数据之间相关性研究尚未发现，未来以期为突破口，这将丰富和发展运动生物力学在举重科研中的理论。
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人体运动生物力学研究篇10
[关键词]信息场信息生态位信息生态链信息运动生态
[分类号]G250
1 问题的提出
回顾信息生态学的发展历程，从过程的角度看大致经历三个阶段。20世纪60年代为信息生态学的孕育与产生时期，主要在于对信息生态的分学科及信息生态要素的研究，以H_marshallmeLuhan所提出“媒介生态”和weinbergG，m“信息生态中的伦理问题”为代表。20世纪70年代后期到80年代为从信息生态要素研究向信息生态系统转移阶段。该阶段中，理论界在继续对信息生态要素研究的同时，更加关注信息生态系统的探索，应以拉斐尔・卡普罗的《信息生态学进展》和《迈向信息生态学》为代表。20世纪到90年代以后为信息生态学的拓展和应用阶段，则以thomasH，Davenpo~与Laurenceprusak1997年的《信息生态学：掌握信息与知识环境》为标志，因为这是将信息生态学较早运用到企业的信息生态构建中。
从内容的角度看，信息生态学的发展可以概括为4个方面：①信息生态要素的研究；②信息生态的初步探索；③企业信息生态的研究；④知识生态的研究。如沃杰霍夫斯基教授在1975年创立知识生态学，对知识、人类及社会之间的相互关系进行了开创性的研究，初步构建了知识生态系统体系。随着时间的推移，国外目前主要是基于系统科学的思想将信息生态看成是复杂系统并进行更深层次的探索。如Karens，Baker＆Geoffreyc，Bowker在《信息生态：基于数据存储和识别的开放系统环境》中将信息生态成分概括为三种类型。
国内对信息生态的研究重点主要集中在：①信息生态定义与内涵的研究，以1990年张新时院士提出信息生态学的概念为标志；②对信息生态调控和生态系统的研究，如陈曙的《信息生态的失调与平衡》(1995年)、《信息生态研究》(1996年)，李美娣的《信息生态系统的剖析》(1998年)，蒋录全的《信息生态学――企业信息管理的新范式》(2001年)、《信息生态与社会可持续发展》(2003年)，田春虎的《信息生态问题初探》(2005年)等。与国外比较来看，国内对信息生态的研究，不同学科的专家学者仍然站在各自学科领域的角度米探讨问题，对信息生态进行系统性的研究还不够。
如何进一步开展对信息生态系统的深层次研究，笔者认为应该明确以下基本理念：①信息生态应该是基于信息运动的一个螺旋式发展的复杂系统。②信息运动生态系统应该由信息生态场、信息生态位、信息生态链构成。而信息生态链中主要包括信息场位系统、信息运动系统，即信息生产、组织与处理和转移与利用；信息环境系统，即政治、文化、科技、经济和政策法律系统。这三个系统在内涵上相互交融在一起才构成完整的信息运动生态系统。③信息是运动的，生态是变化的，信息生态链是不断震荡的。从信息运动的角度看，无论是生物信息，还是感觉信息均是信息，因为他们同样有符号、符号编码和与符号相对应的信号，这和人际间信息运动和工业生产中各个生产环节间的信息运动没有任何原则差异，只是具体的信息、符号以及信号不同而已。可见信息运动既可以在人与人之间展丌，在组织与组织之间展开，在人与组织之间展开，也可以在组织内部、组织外部展开，由此说明信息运动是广泛的。同时由于信息运动不再局限于通讯工程和人际间信息运动，而是拓展到生物现象乃至社会现象，又说明了信息运动的普遍性。信息在运动的过程中始终是依据其周围环境、运动系统或者是信息生态的不断变化而动态地显示其生存状态。系统的运动变化(包括演化becoming)都是凭借组成该系统各个部分之间的信息交换实现的，也正是在系统运行中显示信息be―mg状态。为此，在研究具体情况的信息运动时必须对系统性状一并考察，从而为进一步研究信息运动取得实际的依托。在这些理念之下，如何基于信息运动理念，探时信息运动生态的变化规律，促使信息运动生态协同演进?从系统科学的角度看，应该立足于信息场――信息生态位――信息价值链――信息运动生态系统这样一个主线展开研究。
2 信息场问题
场的概念是用来描述物理量在空间的分布的，通常有标量场和欠量场之分，“只有大小的量称为标量(scalar)，既有大小又有方向的量称为矢量(vector)”，“若物理量是标量，其场称为标量场(scalarfield)；若物理量是矢量，其场称为矢量场(vectorfield)”。基于场的含义，前苏联学者别尔格认为有“信息场”存在。根据香农的信息论，在每个信息场中，含有一定的信息量。相对于其他信息场，它既是信源，也是信宿。因此可以认为，信息场是信息在空间的分布。在对信息场中的研究中，应关注信息场要素及内涵、信息场的场力与场强等。目前不同学科的学者提出不同的看法，诸如在对场力研究中郭咸刚在《c管理模式宣言》(新华出版社，2006年)中将管理场力分为4个基本要素，即权力是决定企业管理模式的基本力量，经济力是企业原始的内在驱动力，知识力是企业的制胜力量，文化力是决定企业持续发展的核心力量，并且认为应以文化力为主导力量，以知识力和经济力为支撑，以权力作为保证”’。张凯在论及信息场强时提出“主要对信息场的数学结构和可拓展性等进行研究，对信息场对某个信息点的具体作用力以及场强等进行研究””]。研究信息场的基本目的在于对信息场的拓展与收缩程度的把握，进而研究信息生态系统的整体变化规律，因此对信息场的拓展和收缩研究当是该问题的一个重点。同时，在对信息场研究的过程中我们将更加关注由于信息生态的变化而导致的信息场变化方向与规律的研究，具体包括信息场的拓展与收缩的基本机理，信息场拓展与收缩对信息场内、外信息存在方式和信息量的正、负影响，以及对信息运动生态链的震动幅度和震动力等。正如RodneyBenson，在其《Review：FieldtheoryinComparativeContext：anewparadigmformediaStud―ies》中对媒体新闻场的辐射影响研究中发现，媒体新闻场尤其是对中间的影响度较大，说明媒体新闻场的场力比一般社会场大。通过这些方面的研究，主要在于清楚地揭示信息场要素的内涵，信息场内部各要素之间的关系，不同信息场之间的关系，以及信息场的场力大小、场级高低等对整个信息运动生态系统的综合影响等。
3 信息生态位问题
关于生态位内涵的研究，具代表性的当推Grin―nell、ehon和Hutchinson分别给出的“空间生态位”、“功能生态位”和“多维超体积生态位””]。1917年J，Grirmell在《加州鸫的生态位关系》中从生物分布的角度解释生态位概念，称之为空间生态位。1927年c，eiton在《动物生态学》一书中首次把生态位概念的重点转到生物群落，指出“一个动物的生态位是指它在生物环境中的地位，指它与食物和天敌的关系”。称之为“功能生态位”。到1957年G，e，Hutchinson建议用数学语言、抽象空间来描绘生态位。例如，一个物种只能在一定的温度、湿度范围内生活，摄取食物的大小也常有一定限度，如果把温度、湿度和食物大小三个因子作为参数，这个物种的生态位就可以描绘在一个三维空间内；如果再添加其他生态因子，就得增加坐标轴，改三维空间为多维空间，所划定的多维体就可以看作生态位的抽象描绘，他称之为基本生态位。但在自然界中，因为各物种相互竞争，每一物种只能占据基本生态位的一部分，他称这部分为实际生态位”。尽管国外学者提出了不同的生态位概念，但事实上任何生态位都包含地位、空间和功能这些基本要素，上述观点足以说明生态位的内涵是非常丰富的。
由于信息生态不同于一般的自然生态，它是由信息主体的行为不断实施而构建的。在信息生态位的研究中，应该以生态位的基本理论和思想为依托，构建信息生态位的基本内涵。由于生态位理论对生态位形态的描述呈现多元化模式，这就需要借鉴集合论的基本思想。因为信息生态的内涵本身就是具有集合之含义，如alexeiL，eryomin认为“信息生态被看作是人们在信息交往的社会环境下生存和发展的状态，而且更多地将信息生态看作是一个集合概念，包含了信息的质量、管理、产品和价值以及信息服务与需求的评估等”。鉴于此该部分主要从集合论的角度对不同集合状态下信息生态位的内涵、信息生态位形态和信息生态位的位移与影响进行探索。既然信息生态位是以人作为主体，那么必然由于社会分工和社会需求的不同，出现不同层次和不同类型的信息人。因此对不同类型和不同层次的信息人在信息生态环境中的特定位置进行研究，就需要解决两个方面的问题：①对具有交互关系状态的信息生态位的研究，诸如重叠状态、包含状态和交叉状态；②对处于分离状态的信息生态位进行研究，诸如相邻关系、远离关系等。在对生态位形态研究中已经提出生态位测度是一个比较综合的概念，包括生态位宽度、生态位重叠、生态位体积和生态位维数等。如生态位宽度是指“一个种群(或其他生物单位)所利用的各种不同资源的总和。一般地说，一个种的生态位越宽，该物种的特化程度就越小，对环境的适应能力就越强”。此外还要对随着信息、人、时空环境的变化而产生新的信息生态位进一步研究，具体包括信息生态位的位移幅度的判断，信息生态位的位移对原集合内外其他信息生态位的影响，对相关信息场的影响以及对信息生态链的结构性影响。
4 信息生态链问题
在信息生态链研究中，强调价值理论和价值链，其主要原因就是构建或优化信息生态链的基本目的在于使信息效用最大化。在任何一种生态系统中通常都要强调价值理论。正如波特在其《竞争优势》中提出的企业价值链，在价值链理论别强调组织的基本活动和辅助活动，其中基本活动包括生产经营、市场销售、服务以及企业的内外部后勤活动等；辅助活动包括企业基础设施、人力资源、技术研发和采购等，由这两方面共同作用形成了企业利润获得的基本框架。可见企业价值链研究就是研究企业的基本活动和相应的辅助活动来充分增加企业利润。信息生态链中包含了信息、信息人和信息环境这些构成信息生态的基本要素，是信息生态的集中体现。任何组织的信息价值链同样表现在基本活动和辅助活动两个方面，如果利用波特的价值链模型构建的基本思想，我们可以认为信息生态链所包含的基本活动为信息描述、信息组织、信息检索、信息传递与转移等，而这些基本活动的开展必然需要一定的辅助活动，如信息技术基础设施、组织文化和信息资源等。在组织信息价值链的基础上，如何实现信息的效应最大化，就取决于信息生态链的完备和自适应程度。信息生态链研究的关键主要应该就是对信息提供者、信息传播者、信息消费者和信息分解者的价值理念、道德信念以及信息共享的机制、产权约束与保障等问题进行探讨。这里主要研究两个方面的问题：一方面研究信息生态链的完备程度，即信息生态链要素是否完备，各要素中的要素成份是否完备等；另一方面研究信息生态链的自适应程度，即信息生态链要素或要素成份的异动对信息生态链产生的振动幅度及影响程度，以及是否能够实现自组织和自动修复。这样才有可能提出可以调控和具有风险预防并使信息价值最大化的信息生态链模式。之所以对信息生态链中的要素、要素作用及关联等问题较为重视，是因为“信息生态链是信息生态系统中不同信息人种之间信息流转的链式依存关系”。如果没有一个要素完备、自适应性强的信息生态链，就无法实现信息运动和完成信息流转。
5 信息运动生态协同演进