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動作發(fā)展視角下兒童體育器材的設(shè)計研究

2023-10-23 11:10:55盧娟娟李春光劉文軒田曉雪張心怡
體育教學(xué) 2023年8期
關(guān)鍵詞:體育器材動作兒童

文/盧娟娟 李春光 劉文軒 田曉雪 張心怡

3~6歲是兒童動作發(fā)展的關(guān)鍵期,也是基本運動技能形成的最佳階段。根據(jù)2010年與2014年《國民體質(zhì)監(jiān)測公報》數(shù)據(jù)對比顯示,學(xué)前兒童身體素質(zhì)中的平衡能力、上肢力量與腰腹肌肉力量、靈敏素質(zhì)測驗成績較差,學(xué)前兒童的運動能力發(fā)展仍處于滯后水平[1]。2012年發(fā)布的《3~6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》(以下簡稱《指南》)首次將動作發(fā)展列為健康領(lǐng)域的目標(biāo)內(nèi)容,對不同年齡段兒童的力量與耐力、平衡能力以及手部協(xié)調(diào)動作能力提出了明確要求[2]。體育器材作為兒童動作發(fā)展的重要載體,在設(shè)計層級上大部分呈現(xiàn)成人化、競技化、年齡階段劃分模糊特征,3~6歲兒童采用大致相同尺寸的體育器材存在很大不適性。兒童體育器械制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的滯后和兒童動作發(fā)展沒有實現(xiàn)協(xié)同進行,體育器材在發(fā)展中缺乏創(chuàng)新基礎(chǔ)。遵循“以人為本”“量體裁衣”的研發(fā)導(dǎo)向,兒童體育器材設(shè)計應(yīng)具有合理的運動引導(dǎo)性、安全的運動控制約束、運動數(shù)據(jù)的互動與適度樂趣性等功能。

一、動作發(fā)展視角下兒童體育器材設(shè)計原則

(一)安全性原則

《指南》中明確提出,安全是幼兒參加體育活動的先決條件,幼兒園應(yīng)優(yōu)先確保兒童的生命安全和身體健康。目前幼兒園使用的器材以塑鐵混合、硬性塑料和鐵質(zhì)為主,存在較大的安全隱患[3]。為避免兒童跌倒撞傷,體育器材表面應(yīng)消除粗糙,過于分明的各個邊緣尖端棱角需進行圓滑處理,不應(yīng)留有危險的突出物。另外選材方面選取牢固性、實用性、韌性、彈性、安全性更高的塑料、橡膠等柔軟材質(zhì)材料,選擇的材料必須通過國家檢測標(biāo)準(zhǔn)。

(二)階躍性原則

《指南》對兒童動作發(fā)展程度提出了較為明確的數(shù)字界定,3~4歲幼兒單腿連續(xù)地向前跳躍2米,4~5歲幼兒單腿連續(xù)跳躍5米,5~6歲的幼兒單腳連續(xù)地向前跳躍8米,不同年齡段的動作程度反映出兒童動作發(fā)展的階躍性。體育器材的發(fā)展本身隱含著從較低層次向較高層次的階躍性原則,在實際設(shè)計中要遵循動作發(fā)展循序漸進、由易到難的相關(guān)規(guī)律[4]。體育器材應(yīng)該更加細致地滿足不同年齡階段的需求,配置跑、跳、攀爬、平衡、柔韌等方面都有相應(yīng)階段的系統(tǒng)以及模塊化體育器材。

(三)動作引導(dǎo)原則

體育器材是四肢的延伸,以引導(dǎo)基本動作技能學(xué)習(xí)、動作技能發(fā)展為主,依次引導(dǎo)兒童做出規(guī)范的動作。整個動作引導(dǎo)以圍繞兒童動作發(fā)展為中心,全方位訓(xùn)練動作的延續(xù)性、整體性和高效性,在相互作用條件下逐漸增強兒童運動能力和運用能力[5]。

(四)操作反饋原則

體育器材操作本就是反饋互動過程,反饋在體育器材操作中既是信息輸出與輸入的媒介,也是正確判斷認知信息的核心所在。不同運動項目的最佳反饋頻率不同,體育器材操作頻率結(jié)合項目特點和兒童動作發(fā)展水平,設(shè)計合理動作反饋頻率[6]。通過反饋可有效地發(fā)現(xiàn)問題并針對性改正,明確與練習(xí)目的之間的差距。

(五)個性化原則

兒童性別、年齡和身體的健康狀態(tài)不同,所設(shè)定的運動計劃和運動量亦有所差異,在遵循自定義基礎(chǔ)上設(shè)定個性化體驗產(chǎn)品,根據(jù)器材數(shù)據(jù)記錄儲存并提供個性化的運動指導(dǎo);組合搭配多種可供選擇的訓(xùn)練規(guī)劃,避免過度運動給身體帶來傷害;根據(jù)儲存的身體健康值作為基準(zhǔn),隨時對個性體驗進行計劃調(diào)整和動作調(diào)整,以便為兒童提供精確的運動規(guī)劃。

二、動作發(fā)展視角下兒童體育器材設(shè)計理念

(一) 基于“綠色軟式化”材料的設(shè)計理念

“綠色軟式化”材料聚焦三種基本屬性。一是衛(wèi)生安全,在生態(tài)環(huán)保“綠色”的本質(zhì)訴求下,選擇和研發(fā)無毒化材料。負離子功能性纖維能夠構(gòu)成一層負離子空氣層,讓體內(nèi)的氧自由基無毒化,所制成的鞋襪或者貼身衣褲以及毛巾,在運動中可以有效地預(yù)防外界污染物對身體的危害,保持皮膚的清潔。二是質(zhì)量輕,選取厚度最薄、阻尼性能好的材料,可降低球拍、球桿等對動力性有需求的器材帶來的阻力。石墨烯技術(shù)可降低高爾夫球桿10%~40%的重量,可減緩震顫,緩解手腕疲勞;另外,碳纖維具有更好的抗沖擊、減震能力,相同規(guī)格下制成的網(wǎng)球拍在減輕球拍重量的同時能有效緩解手腕壓力,降低運動損傷幾率。三是力學(xué)性能,利用材料的密度、彈性和柔韌性等物理性能大幅提升體育器材的硬度和拉伸性能。碳纖維材料在自行車座位支架、車身框架等方面,可增強車身的抗震性和剛硬性;三維紡織復(fù)合材料良好的沖擊性、蓬松效果在制作運動護具中可帶來良好的透氣性與緩沖性能。

(二)基于“系統(tǒng)適齡化”的配套設(shè)計理念

3~4歲是兒童的聽覺肢體動作、被動動作、周期性動作與精細動作協(xié)調(diào)發(fā)展的時期;4~5歲是兒童上肢動作、姿勢平衡動作、自主性動作和可操作性動作協(xié)調(diào)發(fā)展的時期;5~6歲是兒童的手、眼、上下肢的協(xié)調(diào)發(fā)展的突增期[7]。基于人體工程學(xué)和人體測量學(xué),從動作發(fā)展角度設(shè)計連接性到系統(tǒng)性的縱深系列配套器材,參考人體尺度參數(shù)和肌能特征,采集兒童主要身體尺寸、體重、體表面積、比重、重心、不同身體姿態(tài)運動部位等身體結(jié)構(gòu)特征參數(shù),以及身體各部分肌肉的發(fā)力范圍、實際空間、動作速度、重心變化等動態(tài)參數(shù),以此細分不同年齡階段所使用的器材規(guī)格。

(三)基于“視覺效果與質(zhì)感”的設(shè)計理念

體育器材視覺效果功能由形態(tài)、色彩、材質(zhì)方面的使用范疇決定。首先,形態(tài)角度。體育器材形態(tài)是由點線面體、色彩、質(zhì)感要素構(gòu)成,通過對兒童球類運動器材的圖形選擇的研究,發(fā)現(xiàn)中、大班幼兒更傾向于分散色塊比較柔和的流線型設(shè)計的復(fù)合圖形。其次,色彩角度。兒童產(chǎn)品總體上以單色、高明色彩為主,傾向于黃-藍搭配,而青—紅組合對幼兒的吸引力更大;此外,男生傾向于黃—藍組合、青—紅組合,而女生則傾向于深紅—綠組合,顏色偏好表現(xiàn)出明顯的性別差異。最后,材質(zhì)角度。考慮承重能力、材料本身的質(zhì)感、重量在使用過程中存在的安全隱患等問題。探索材料的結(jié)構(gòu)特性與幼兒動作發(fā)展特性的關(guān)系,開發(fā)和投放低結(jié)構(gòu)的運動器材,是兒童體育器材設(shè)計理念的必然要求。

三、動作發(fā)展視角下兒童體育器材創(chuàng)新路徑

基于VR技術(shù)背景下實現(xiàn)兒童動作發(fā)展與虛擬環(huán)境的人機交互,置身于數(shù)字仿真的動態(tài)場景系統(tǒng)中獲取三維運動信息,建立人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型引導(dǎo)兒童動作發(fā)展。借助VR技術(shù)構(gòu)建出足球、網(wǎng)球、射擊、皮劃艇等虛擬技術(shù)訓(xùn)練場景,克服場地條件、天氣變化等因素的影響,無需抵達運動場就可操作,體驗真實的運動感受,極大程度降低兒童運動損傷的風(fēng)險;5G通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促使排球、羽毛球、網(wǎng)球等隔空對抗項目成為可能,模擬對抗對手的戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模型。動作發(fā)展方面,更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),對于自身動作存在的不足有針對性地進行提高;身體素質(zhì)評估方面,利用VR全景視頻、AI算法、動作識別庫等技術(shù),對兒童身體素質(zhì)狀況進行分析與預(yù)估,從而為制定有針對性的改進計劃提供幫助。兒童動作發(fā)展中遇到身體協(xié)調(diào)性差、核心力量不足、動作單一等問題可借助VR技術(shù)調(diào)整運動部位和節(jié)奏、設(shè)計練習(xí)方案、開發(fā)模擬輔助教材等系列對策優(yōu)化動作發(fā)展。

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