运动生物力学教案

1、运动生物力学教案教师班次上课日期节次上课时数累计时数教学场所邱华丽09体教1班2011年9月1日3-42课时18课时12-409邱华丽09体教2班2011年9月2日3-42课时18课时13-207授课内容绪论A章：运动生物力学学科概述教学目标使学生了解运动生物力学的发展简史、现状和前景；了解运动生物力学的概念、范畴和对象；使学生基本把握运动生物力学的学科概貌。教学重点运动生物力学的概念、学科特性及学科任务教学难点运动生物力学的学科任务教学方法讲授教学法：采用提问的方式对上节课的内容进行回顾，对本堂课进行启发式教学，讲解中展开相夫内容，补充有美材料，通过语言向学生系统连贯地传授知识、技能，发展学

2、生智力。讨论教学法：在教师指导下，让学生独立地阅读教材、收集资料，并进行群体,冲出1；4；心；白；鲂当吐【'I当4白口的不办为小P、El'lWr心当4d上心口的V4M-i-lAJ仆心、J1.|1_HJ】八|3''n"、1外zXJ1/八L"、HJJ/|、"J课堂提问班级学生姓名题目09体教1班姜尚斌田径运动员锻炼上肢力量的方法有哪些？09体教2班时阳撑杆跳高的撑杆是用什么材料制成的？教学内容：教学常规：师生问好、登记考勤等（5分钟）导入部分：撑杆跳高的撑杆，从竹竿一金属杆一尼龙杆一新复合材料杆的使用，使成绩提高了2米多；菲尔普斯的鲨鱼

3、皮泳装，造价昂贵，却能提高成绩；多台高速摄像机同步拍摄人体的运动技术，可以让自己的动作和世界优秀运动员的技术动作相比较，从而找出自己技术中的弱处，以便作出改进，提高运动成绩。这些新材料的研究、运动服装的研究，运动技术的分析以及运动鞋的研究等等，都是我们运动生物力学所要研究的范畴。用学生最感兴趣的实例引发学生的兴趣，激发学生学习的欲望。（10分钟）主要部分：绪论（10分钟）一、运动生物力学的基本概念1 .生物力学的概念力学：研究物体机械运动规律的科学。是一种最基本、最简单和最普遍的运动形式。生物学：研究有生命物体发生和发展规律的科学。生物力学：研究生命物体机械运动的规律。生物力学的基础是能量守恒

4、、动量守恒、质量守恒三大定律。2 .生物力学的分类1 .普通生物力学（广泛的生物力学研究，包括动物、植物各方面）2 .医用生物力学（医疗器械，举例：轮椅的设计）3 .人类工程生物力学（机械设计方面，举例：扳手的设计，空心钢筋模仿人类的骨骼）4 .康复生物力学（康复治疗方面，举例：牵引的力度）5 运动生物力学3 运动生物力学(SportBiomechanics)定义：以运动解剖学、运动生理学、机械力学、材料力学、高等数学、理论力学等学科的理论为基础,研究人体运动的一般规律的科学。运动生物力学是一门快速发展的学科，近年来，越来越多的运动生物力学研究者已经在运用运动生物力学的理论与方法、技术与手段，

5、将研究领域深入到人们日常生活中与健康促进、运动损伤、人机工效和装备研发等方面，如学生背书包行走、女性穿高跟鞋、老年人防跌倒，运动鞋力学功效评价、预防颈椎病的桌椅高度设计、残疾人安装假肢后的步态测试等等。二、运动生物力学的课程内容第一章运动生物力学的学科概述第二章运动生物力学参数第三章骨、关节、肌肉的生物力学第四章运动生物力学原理第五章运动生物力学的应用三、运动生物力学的学习要求1 、明确学习内容，即解决学什么”的问题2、明确怎样学习，即解决会学”的问题3、明确学以致用，即解决学会”的问题要求：本学科：平时训练的时候，带着问题学习，比方说：跑步的时候为什么要屈臂、屈腿跑体育专业：1、树立大体育观

6、念2、具有忧患意识第一章运动生物力学学科概述内容提要第一节：介绍运动生物力学的学科演变第二节：阐述运动生物力学的学科特性第三节：提出运动生物力学的学科任务第四节：描述运动生物力学的学科展望一：学科演变（15分钟）运动生物力学作为一门学科的历史还不长,但是人们开始注意、观察、分析和研究动物运动,尤其是人体运动力学现象和力学规律的历史却非常悠久。从学科演变的历程考察,大致可分为如下几个时期：1、运动生物力学学科的萌芽时期运动生物力学的学科萌芽起始于人们在很早以前就想知道活的有机体的运动,尤其是人的运动这是运动生物力学萌芽的背景。古希腊被成为“运动之父”的亚里士多德一直关注动物和人的运动，他第一次分

7、析了人类行走的全过程，并开始认识了人体重心的作用和杠杆原理。运动生物力学在萌芽时期基本上没有和人体解剖学分开,多是应用尸体解剖材料测量惯性参数分析人体运动,并阐述运动动作的原理。运动生物力学在萌芽时期的研究涉及机能解剖学、运动生理学和力学等比较成熟的学科,这也是当今运动生物力学的学科基础。2、运动生物力学学科的形成时期第二次世界大战以后,随着测量方法与技术的快速发展,运动解剖学和运动生物力学逐渐形成自身的学科体系框架。特别是20世纪40年代开始的以信息技术为标志的现代科学技术革命,成为运动生物力学学科形成的加速剂。而20世纪60年代微型计算机的诞生,则为运动生物力学带来了革命性的变化。由于运动

8、生物力学测量分析仪器本质上的进步,极大地促进了学科理论与运动实践的融合,使运动生物力学的测量与分析技术指导体育动作的技术优化与创新提供了可能。这一时期的显著特征是先进测量与分析技术的应用,代表性和标志性的成果有：采用高速摄影（像）机以记录和分析运动动作的运动学参数；采用三维测力台和动态应变仪记录和分析运动动作的动力学参数；利用肌电图仪记录肌肉的电活动,分析和评价肌肉的工作和功能；利用伽玛射线扫描技术和CT技术测定活体的环节质量和质心位置等。3、运动生物力学学科的发展时期自20世纪90年代,随着科学与技术的飞速发展,现代运动生物力学也进入了快速发展时期。其特征是：运动生物力学开始朝着研究方法系统

9、化、测量仪器电子化和分析技术数字化的方向发展。二、学科特性（15分钟）运动生物力学作为一门比较年轻的交叉学科,其理论和方法基本借助于相关学科的理论和方法,尤其是力学、机能解剖学和运动生理学等基础学科。运动生物力学因为其多学科的交叉、渗透和融和,因此也形成了运动生物力学鲜明的学科特性。从运动生物力学学科的研究对象、研究方法、研究手段和研究内容考察,具有以下四个明显特性：1研究对象的复杂性人的运动和运动中的人人具有多态性：社会属性和自然属性人的运动技术非常复杂2。研究方法的综合性运动生物力学是机能解剖学、运动生理学和力学的交叉融合，这就决定了研究方法的综合性。（如下图：一名运动员在水槽中进行测试。

10、该水槽可利用摄录解析设备、测力传器、心肺功能分析仪等，对运动员的技术动作和体能状况进行监测）3.测量技术的先进性1871年，伊*梅布里奇第一个用按顺序排列的24台照相机拍摄了马奔跑的连续照片，开始了运动学参数的连续测量多台高速摄像机同步系统、三维测力系统以及摄像机、测力台同步系统的应用，使得对人体运动的外部力学行为，能在三维空间上建立起比较清晰的运动学和动力学图像。雷达测速仪、激光测试仪和光纤维测速仪的产生，使人们可以迅速而方便地测量人体或运动器械的运动速度。（如图：用多台高速摄像机同步拍摄人体的运动技术）4。研究内容的实践性对优秀的运动员的动作技术作出生物诊断，以帮助和指导运动员改进运动技术

11、，实现运动技术的最佳化。在设计和改进运动装备领域的作用日显重要。三、学科任务（20分钟）运动生物力学是一门理论与实践密切结合的学科，它直接为提高运动员运动技术水平和增强人类体质服务。运动生物力学对于高等体育教育专业的学生而言，既是一门重要的基础理论学科，又是一门与运动实践密切相关的应用性学科。1、研究人体结构与运动功能的关系人体运动器系由骨、关节和肌肉组成，其主要功能是使人体运动。因此，要想深入揭示人体运动的力学规律，必然要研究骨、关节和肌肉的结构、功能及所表现的力学特点和力学特性2、研究人体运动技术的规律对优秀运动员进行技术诊断和分析，提炼出合理的动作结构模式，建立先进的动作技术原理，以指导

12、运动训练和体育教学。臼以前跑步教练员只训练运动员的下肢，后来经科学研究分析，只有上下肢协调配合，运动成绩才会提高，上下肢训练要并重。3、研究人体运动技术的最佳化寻求运动技术的最佳化，必须要指导哪次完成的动作正确，哪次动作技术错误，所以必须先对技术作出诊断。4、新材料的研究与应用新材料被誉为发明之母”是现代技术革命的突破口和物质基础。近几十年来，各项新技术的蓬勃发展，新材料立了大功，可以说没有新材料就没有现代技术革命。随着科学技术发展，在体育运动竞技、训练中，新材料不断被采用，以提高比赛成绩和训练司水平口加撑杆跳高的撑杆，从竹竿金属杆一一尼龙杆一一新复合材料杆的使用，使成绩提高了2米多。菲尔普斯

13、的鲨鱼皮泳装。5、研究运动损伤的力学原理通过对人体运动器系进行运动生物力学分析，可以确立合理的运动技术以防止运动器系发生损伤。H动康复-赵蕊蕊治疗疲劳骨折-冯坤疲劳骨折-王莎莎四、学科展望（15分钟）1、基础研究研究人体基本体育动作的生物力学原理，如走、跑、跳、投等的生物力学；研究人体运动器系的运动生物力学机理，如膝关节的运动生物力学，颈椎的生物力学、脊柱的生物力学；研究肌电与肌力关系及肌电对肌力的评价，其中，肌电在疲劳中的应用以及疲劳过程中引起肌电变化的原因，肌肉的神经控制、新陈代谢及生物力学特性都是有待深入研究的课题；研究健康促进和康复评价中的生物力学，其中，活体结构下的材料力学和弹性力学

14、，生物材料的本构方程，关节受力的形态分析和关节界面的数学力学模型，人体运动动作的神经肌肉控制和反馈以及矫正动作的生物力学机制研究都是亟待深入研究的课题。2、应用研究应用研究包括对优秀运动员各项动作技术的运动生物力学诊断（技术分析）；运动技术的最佳化；生物力学测量分析技术在不同运动项目训练中的应用；运动过程中各肌群（原动肌、协同肌、对抗肌）的工作特点（参与工作的时间顺序、力量大小等）和力学功效的研究；运动器系损伤的生物力学机制及物理康复手段的研究;运动生物力学与选材研究；运动技术的仿真和运动技术动作创新研究；设计与改进符合生物力学原理的运动器材和装备。3、方法与技术研究目前比较成熟或者趋于成熟的研究方法主要有：运动图像高速摄像、摄影采集与分析技术；人体运动动力学参数采集分析技术；人体肌电、肌力（矩）测量与分析技术；人体惯性参数测量方法与技术；人体运动动力学理论分析方法与计算机仿真技术；人体运动能量学研究方法；三维摄像与多机同步测量及综合测试方法与分析技术；人体动力学参数遥测技术；测量参数数字化过程的分析方法与计算机辅助测量技术等。现代运动生物力学已经开始朝着系统综合和微型微观的方向发展,如检测技术正朝着微型、微观、微量、微创或无创、快速、实时、遥测、动态、智能化和综合性的方向发展。学科发展表明,方