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出版者:

作者:Castelli, Darla

出品人:

页数:128

译者:

出版时间:2008-4

价格:$ 38.42

装帧:

isbn号码:9780736060554

丛书系列:

图书标签:

体育教育
技术
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PE
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具体描述

The purpose of this book is to promote healthy physical activity choices among physical education teachers and students through the integration of technology. Technology can help to reduce the frequency of sedentary behaviours by assessing physical fitness, monitoring student progress toward personal goals, refining motor skills, comprehending new concepts and increasing enjoyment of physical activity.Teachers play a valuable role in the selection and integration of technology. Students who know how to use technology to promote and gain an understanding of key concepts related to physical activity, opposed to using technology exclusively for sedentary entertainment, would benefit greatly.There is also a bound-in DVD that literally walks the reader through many of the programmes described in the book. All examples of technology use are directly related to physical education and use in physical activity settings.

运动科学与人体工程学前沿探索一部深入剖析人类运动机制、性能优化及技术革新的权威著作本书旨在为运动生理学家、生物力学专家、体育教练员以及对人类运动性能提升怀有浓厚兴趣的研究人员，提供一套系统而前沿的理论框架与实践指导。它超越了传统体育科学的范畴，聚焦于对人体运动进行精微解析、功能评估与效能最大化的前沿技术应用。第一部分：运动生物力学基础与高级建模本书伊始，便着手构建坚实的运动生物力学基础。我们探讨了牛顿力学在人体运动中的复杂应用，尤其关注那些在高速、高冲击或高精度要求运动中起决定性作用的力学原理。 1.1 动力学与运动链分析：详细解析了人体作为一个多关节、多链条复杂系统的动态行为。通过引入刚体动力学和柔性体动力学的交叉概念，我们对跳跃、投掷和挥拍类运动中的能量传递效率进行了深入量化。着重讨论了“链式反应”中各关节力矩和角速度的耦合关系，以及如何通过生物力学指标识别运动经济性（Economy of Motion）的瓶颈。 1.2 运动学的高维空间描述：传统二维分析的局限性在新技术下已显露无疑。本章引入了多传感器融合技术（如高帧率动作捕捉与惯性测量单元IMU）对运动轨迹进行三维甚至四维（考虑时间变量）的重建。我们详细阐述了欧拉角、四元数在处理关节旋转时的优劣势，并提出了基于微分几何的平滑轨迹拟合方法，用以消除采集数据中的噪声，精确捕捉微小运动特征。 1.3 组织力学与材料特性：深入探讨了骨骼、肌腱、韧带乃至软骨在不同应力状态下的本构关系。通过对不同材料模型（如线性粘弹性模型、超弹性模型）的对比分析，解释了疲劳损伤的微观机制，并提出基于应力-应变历史的组织损伤预测模型，为制定科学的训练负荷提供生物学依据。第二部分：生理负荷评估与代谢效率优化理解运动的生理代价是实现可持续性能提升的关键。本部分专注于非侵入性生理监测技术及其在性能决策中的应用。 2.1 心血管与呼吸功能储备评估：详细介绍了最大摄氧量（VO2max）测试的现代变体，以及如何通过心率变异性（HRV）分析来评估自主神经系统的调控状态。我们提出了一个整合HRV、呼吸交换率（RER）和乳酸阈值（LT）的“三维负荷指数”，用以更精确地划分个体训练区间，避免过度训练和低效训练。 2.2 能量代谢的实时监测与调控：讨论了气体代谢分析仪（Indirect Calorimetry）的最新进展，特别是便携式设备在野外环境中的应用。重点阐述了底物利用率（Fuel Utilization Rate）如何被训练强度和营养干预实时改变，并提供了基于代谢灵活性的个性化营养补给策略。 2.3 神经肌肉控制与募集模式：利用表面肌电图（sEMG）技术，我们探究了运动单位的募集顺序、发放频率（Firing Rate）及其在不同疲劳阶段的变化规律。特别关注了抑制性反馈回路（如高尔基腱器官的调控）对爆发力输出的限制作用，并讨论了特定频率的神经肌肉刺激（如经皮电刺激）对提高运动单位同步性的潜在效果。第三部分：高级运动技能习得与认知神经科学本书的第三部分转向了运动技能学习的内在机制，融合了认知心理学和神经科学的最新发现。 3.1 运动程序的形成与巩固：依据动作记忆理论，详细分析了反馈学习、强化学习和内在感觉的相互作用。我们区分了陈述性知识（Declarative Knowledge）向程序性知识（Procedural Knowledge）转化的关键阶段，并基于“内隐学习”的原则，设计了旨在绕过意识干扰的高效练习方案。 3.2 决策制定与情境感知：在快速反应的运动情境中，如团队球类运动，信息处理速度至关重要。本章探讨了“感知-决策-行动”环路的时间常数，并引入了生态动力学理论（Ecological Dynamics），强调环境“可供性”（Affordances）在引导行为选择中的作用，而非仅仅依赖大脑内部的复杂计算。 3.3 运动想象与神经可塑性：深入探讨了心理演练（Mental Rehearsal）对运动皮层的激活模式。通过功能性磁共振成像（fMRI）和脑电图（EEG）的研究结果，我们量化了高质量运动想象对皮层兴奋性的影响，并提供了结构化、分层次的运动意象训练流程，以促进神经通路的高效重塑。第四部分：损伤预防与运动环境优化最后一部分侧重于如何利用科学手段，降低运动风险，并优化外部环境对人体性能的影响。 4.1 运动生物力学风险预测：结合多变量回归分析和机器学习算法，构建了基于个体形态特征、生物力学负荷历史和组织弹性参数的个体化损伤风险评分系统。讨论了如何利用时间序列分析识别“亚临床”负荷累积模式，从而提前干预。 4.2 姿态控制与本体感受的训练：姿态稳定是高效运动的前提。本章详述了静态平衡与动态平衡能力的测试方法，并重点分析了足部压力分布、前庭系统输入与本体感受器反馈在维持稳定中的协同作用。介绍了利用不稳定支撑面和视觉剥夺进行高阶姿态控制训练的技术。 4.3 环境因素对运动表现的调节：考察了高温、高海拔以及气流动力学（在速度类运动中）对人体生理和运动效率的影响。讨论了如何通过热适应性训练、低氧模拟训练的科学负荷安排，实现生理适应的最大化，同时避免失代偿性反应。本书内容聚焦于严谨的科学实证、前沿的量化分析方法以及对人体运动系统复杂性的深刻理解，是所有致力于在运动领域寻求突破性进展的专业人士不可或缺的参考工具书。它不提供现成的训练计划，而是赋予读者分析和设计科学训练体系的底层逻辑与工具。