收稿日期：2024-01-02""" 修回日期：2024-03-21

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.16BTY068）

通信作者：張建新，教授。E-mail：cxkwalkman@163.com

引用格式：

常先坤，張建新.不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)高中生步態(tài)參數(shù)和爆發(fā)力的影響［J］.應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，2024，41（3）：719-728.

CHANG Xiankun，ZHANG Jianxin.Gait parameters and explosive power of sports shoes with different sole thickness of high school students［J］.Chinese journal of applied mechanics，2024，41（3）：719-728.

文章編號(hào)：1000-4939（2024）03-0719-10

摘" 要：目的" 對(duì)比受試者在平地常速行走過(guò)程中，不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)高中生的步態(tài)參數(shù)產(chǎn)生的影響，受試者穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行訓(xùn)練，探究鞋底厚度對(duì)高中生下肢爆發(fā)力的影響。方法" 以24名在校的男性高中生為研究對(duì)象，隨機(jī)分成4組，穿著鞋底厚度為0、1、2、3cm的運(yùn)動(dòng)鞋在平地上行走并測(cè)試步態(tài)參數(shù)，穿著上述4種不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋經(jīng)過(guò)為期8周的體育專項(xiàng)課訓(xùn)練后測(cè)試立定跳遠(yuǎn)和下蹲跳的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，并對(duì)步態(tài)參數(shù)和下蹲跳的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)采用單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果" 運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度在1～3cm區(qū)內(nèi)受試者的步態(tài)周期更大，步長(zhǎng)、步周長(zhǎng)、步速和步頻均小于穿著鞋底厚度0cm的運(yùn)動(dòng)鞋的受試者，鞋底厚度0cm組的步速和步頻均最快分別為（1.42±0.08）m/s、（1.75±0.03） m，3cm鞋底的運(yùn)動(dòng)鞋的步速和步頻均最慢分別為（1.13±0.02）m/s、（1.49±0.04） m，過(guò)8周訓(xùn)練后，穿3cm厚度的運(yùn)動(dòng)鞋實(shí)驗(yàn)后對(duì)立定跳遠(yuǎn)成績(jī)的增幅達(dá)到0.14 m，增幅最大，下蹲跳的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的提升效果顯著高于鞋底厚度0cm組。結(jié)論" 運(yùn)動(dòng)員穿著平底運(yùn)動(dòng)鞋在平地行走時(shí)更為穩(wěn)定，能夠降低運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)險(xiǎn)，穿著厚底運(yùn)動(dòng)鞋在訓(xùn)練過(guò)程中激活了更多的肌肉纖維，對(duì)提升運(yùn)動(dòng)員下肢爆發(fā)力的效果更為顯著，穿著鞋底厚度0cm的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)運(yùn)動(dòng)員的提升效果無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：鞋底厚度；運(yùn)動(dòng)能力；運(yùn)動(dòng)學(xué)；立定跳遠(yuǎn)；下蹲跳；爆發(fā)力

中圖分類號(hào)：G804.63" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.11776/j.issn.1000-4939.2024.03.026

Gait parameters and explosive power of sports shoes with

different sole thickness of high school students

CHANG Xiankun，ZHANG Jianxin

（Department of Physical Education，Shanghai University of Engineering Science，201620 Shanghai，China）

Abstract： Objective To compare the influence of sports shoes with different sole thickness on the gait parameters of high school students during the course of subjects walking at constant speed on the flat ground，the subjects wore sports shoes with different sole thickness for training，so as to explore the influence of sole thickness on the explosive power of high school students lower limbs. Methods A total of 24 male high school students were randomly divided into four groups.They wore sports shoes with sole thickness of 0cm，1cm，2cm and 3cm to walk on the flat ground and their gait parameters were tested.After eight weeks of sports training，the dynamic indexes of standing long jump and squat jump were tested by wearing sports shoes with different sole thickness.The gait parameters and squat jump dynamics indexes were statistically analyzed by one-way ANOVA. Results The gait period of the subjects with the thickness of the sole of the sneakers within 1～3cm was longer，and the step length，step circumference，step speed and step frequency were all smaller than those wearing the sneakers with the thickness of the sole 0cm.The fastest step speed and step frequency in the 0cm group were （1.42±0.08）m/s and （1.75±0.03） m，respectively.The slowest stride speed and stride frequency of sneakers with 3cm soles were （1.13±0.02）m/s and （1.49±0.04） m，respectively.After eight weeks of training，the performance of standing long jump increased by 0.14 m after wearing sneakers with 3cm thickness.The improvement effect of squat jumping dynamic index was significantly higher than that of 0cm sole thickness group.Conclusion Athletes wearing flat sports shoes walk more stably when walking on the flat，which can reduce the risk in exercise.Wearing thick soled sports shoes activates more muscle fibers during training，and has a more significant effect in improving the explosive power of athletes lower limbs.Wearing sports shoes with sole thickness of 0cm has no obvious advantage on the improvement effect of athletes.

Key words：sole thickness; athletic ability; kinematics; standing long jump; squat jump; explosive power

隨著社會(huì)生活水平的提高和人們對(duì)健康意識(shí)的不斷增強(qiáng)，體育訓(xùn)練在日常生活中扮演著愈發(fā)重要的角色［1］。運(yùn)動(dòng)鞋作為體育鍛煉中不可或缺的裝備，在運(yùn)動(dòng)科學(xué)和健康領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。在體育運(yùn)動(dòng)中，鞋子的選擇對(duì)于防止受傷、提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)以及促進(jìn)身體的健康發(fā)展都具有重要意義［2-3］。尤其是對(duì)于高中生這一特殊群體，由于其骨骼、肌肉等身體結(jié)構(gòu)仍在發(fā)育中，選擇一雙合適的運(yùn)動(dòng)鞋顯得尤為重要［4］。鞋底厚度作為運(yùn)動(dòng)鞋的重要參數(shù)之一，鞋底厚度的變化會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋的緩震性、穩(wěn)定性、支撐性以及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等方面具有顯著影響，甚至?xí)?duì)運(yùn)動(dòng)者的步態(tài)、姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)效果產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響［5-7］。鞋底的合理設(shè)計(jì)可以提供足夠的支撐和緩沖，減輕對(duì)關(guān)節(jié)和骨骼的沖擊，有助于提高運(yùn)動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)效能，降低運(yùn)動(dòng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)［8］。一般來(lái)說(shuō)，鞋底越厚，其緩沖性能越好，可以更有效地吸收地面反彈的力量，減少對(duì)腳部和膝關(guān)節(jié)的沖擊，這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)尤為重要，因?yàn)樗梢詼p少運(yùn)動(dòng)傷害的風(fēng)險(xiǎn)［9］；但同時(shí)過(guò)厚的鞋底也可能會(huì)降低運(yùn)動(dòng)鞋的靈活性，限制運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作范圍［10］；并且鞋底越厚，其穩(wěn)定性越差，越容易發(fā)生崴腳，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員腳部受傷［11］。

目前市場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)鞋種類繁多，鞋底厚度各異，如何選擇一雙既舒適又能有效提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)鞋成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，而關(guān)于運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度對(duì)運(yùn)動(dòng)性能的影響更是廣泛吸引著科研者的注意 ［12-14］。賈誼等［15］比較了穿不同鞋底厚度運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人體下肢相關(guān)生物力學(xué)參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)最適宜的鞋底厚度為1cm左右，過(guò)厚或過(guò)薄都會(huì)影響下肢肌肉協(xié)調(diào)性。LAW等［16］通過(guò)測(cè)試不同中底厚度的鞋類模型，探討了鞋中底厚度對(duì)跑步生物力學(xué)的影響，發(fā)現(xiàn)中底較薄的鞋（1mm和5mm）顯著增加了垂直負(fù)荷率，縮短了接觸時(shí)間。楊程等［17］對(duì)穿不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行立定跳遠(yuǎn)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)立定跳遠(yuǎn)成績(jī)的遠(yuǎn)度隨著運(yùn)動(dòng)鞋厚度的升高而下降，且選擇0～1cm鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋，可以達(dá)到最好的立定跳遠(yuǎn)效果。由此可見，運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底厚度對(duì)于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)具有顯著影響，選擇選擇適中的鞋底厚度非常關(guān)鍵，過(guò)厚或過(guò)薄都可能導(dǎo)致能量損失或不良的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)響應(yīng)［18-19］。

對(duì)于不同鞋底厚度對(duì)運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的具體影響，目前的研究尚顯不足。為了進(jìn)一步挖掘不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)高中生運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的潛在影響，提升高中生在體育運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的表現(xiàn)，助力青少年體育事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。本研究以立定跳遠(yuǎn)和下蹲跳為基本動(dòng)作，分析了不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)高中生行走時(shí)的步態(tài)參數(shù)、訓(xùn)練后下肢爆發(fā)力的提升效果的影響，以期為更加科學(xué)化的運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)提供有力的參考依據(jù)。

1" 對(duì)象與方法

1.1" 研究對(duì)象

本實(shí)驗(yàn)在上海體育學(xué)院一共招募了24名在校的男性高中生，在實(shí)驗(yàn)正式開始前，告知每一位受試者關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作流程和注意事項(xiàng)，并簽訂《受試者知情同意書》。有關(guān)受試者的篩選指標(biāo)如下。

1.1.1" 受試者納入標(biāo)準(zhǔn)

①受試者足部無(wú)畸形、無(wú)異常；②身體質(zhì)量指數(shù)在正常范圍，即BMI在18.5～23.9之間；③一年內(nèi)無(wú)下肢損傷史，參與實(shí)驗(yàn)時(shí)四肢未出現(xiàn)外傷，且本人已知情自愿參加本實(shí)驗(yàn)；④受試者鞋碼大小范圍在40～44碼（EUR標(biāo)準(zhǔn)）；⑤無(wú)任何基礎(chǔ)性疾?。ㄈ缧难芟到y(tǒng)疾病、肝腎功能受損、視力模糊、無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病）；⑥受試者在實(shí)驗(yàn)測(cè)試開始前24h內(nèi)未參加體育活動(dòng)。

1.1.2" 受試者剔除標(biāo)準(zhǔn)

①不符合上述納入標(biāo)準(zhǔn)的人員；②思維意識(shí)缺失，無(wú)法有效配合完成實(shí)驗(yàn)；③扁平足、高弓足者；④中途自行退出，資料完整度不足；⑤存在局部皮膚破損等其他皮膚疾病者。經(jīng)過(guò)一系列篩選后，符合上述條件的24名受試者個(gè)人基本情況如表1所示。

1.2" 實(shí)驗(yàn)用鞋

本次實(shí)驗(yàn)中所選的運(yùn)動(dòng)鞋為多功能膠底運(yùn)動(dòng)鞋，實(shí)物圖片如圖1所示，鞋底以乙烯-醋酸乙烯共聚物材料制作，具有良好的防震 、重量輕、緩沖性能［20-21］。圖1中的4幅圖分別為常規(guī)厚度鞋底未增高、鞋底增高1、2、3cm的運(yùn)動(dòng)鞋，4種鞋子除了鞋底高度不同以外，其余均相同，鞋底增高時(shí)將1cm厚的乙烯-醋酸乙烯共聚物材料緊密粘合在鞋底。增高材料的尺寸與鞋底原始尺寸一致，均無(wú)偏差。

1.3" 測(cè)試儀器與內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2023年10月—12月，共計(jì)8周，受試者每周2次體育專項(xiàng)課，訓(xùn)練科目為

800m跑，共計(jì)16次課，每次專項(xiàng)課訓(xùn)練時(shí)間為80min（上海體育學(xué)院教學(xué)規(guī)定）。

運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的測(cè)試［22-23］：在運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)（設(shè)備型號(hào)FMD-TLR，德國(guó)Zebirs公司生產(chǎn)）上測(cè)試24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋在行走過(guò)程中的步長(zhǎng)（行走過(guò)程中左、右腳的足跟間的縱向距離）、步周長(zhǎng)（同側(cè)腳足兩次著地間的距離）、步態(tài)周期（步態(tài)周期指行走過(guò)程中一側(cè)足跟著地至該側(cè)足跟再次著地時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間）。

步態(tài)周期測(cè)試時(shí)將24名高中生隨機(jī)分配成4個(gè)小組，每組6個(gè)人，分別進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試，對(duì)每一位受試者每次穿一種高度鞋底的運(yùn)動(dòng)鞋在步行過(guò)程中所采集的步長(zhǎng)、步周長(zhǎng)和步態(tài)周期進(jìn)行測(cè)試，以一個(gè)完整的步態(tài)周期為測(cè)試過(guò)程，受試者在跑臺(tái)上做行走運(yùn)動(dòng)，每組測(cè)試1次，跑臺(tái)的速度設(shè)置為5.4km/h。

立定跳遠(yuǎn)測(cè)試［24］：用軟皮尺和記號(hào)筆標(biāo)記、記錄受試者立定跳遠(yuǎn)的成績(jī)，立定跳遠(yuǎn)測(cè)試過(guò)程中每位受試者進(jìn)行3次立定跳遠(yuǎn)，跳躍前由教師統(tǒng)一組織活動(dòng)熱身，保證身體充分活動(dòng)，每次跳躍之間休息3min分鐘，待學(xué)生休息至最佳狀態(tài)再進(jìn)行下次跳躍，跳遠(yuǎn)取3次成績(jī)的最好值為最終結(jié)果。

跳躍測(cè)試［25-26］：以AMTI三維測(cè)力臺(tái)（型號(hào)BMS6001200-2K，美國(guó) AMTI公司）進(jìn)行跳躍測(cè)試，涉及到APAS-AMTI專用軟件系統(tǒng)，AMTI三維測(cè)力臺(tái)的觸發(fā)閾值設(shè)定為5kg，采樣頻率為1000Hz，采樣時(shí)間為5s，采樣預(yù)留為15%，每一位受試者在測(cè)力臺(tái)上開始測(cè)試前瞬間用Reset方法消除體重。本文研究的重點(diǎn)在于24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋，經(jīng)過(guò)8周的體育專項(xiàng)課，進(jìn)行下蹲跳測(cè)試并統(tǒng)計(jì)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，評(píng)估下肢的爆發(fā)力變化情況，從而探究不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)提升下肢爆發(fā)力的影響效果。24名高中生經(jīng)過(guò)8周體育專項(xiàng)課訓(xùn)練后，在測(cè)力臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，受試者上測(cè)力臺(tái)后將測(cè)力臺(tái)歸零，測(cè)試人員下達(dá)起跳指令后，受試者保持雙手叉腰姿勢(shì)起跳，一共起跳3次，每次跳躍之間休息3分鐘，待學(xué)生休息至最佳狀態(tài)再進(jìn)行下次跳躍，跳遠(yuǎn)取3次成績(jī)的最好值為最終結(jié)果，測(cè)試完成后受試者走下測(cè)力臺(tái)。測(cè)試指標(biāo)包括騰空高度（騰空階段身體質(zhì)心在垂直方向的位移）、沖量［27］（力與其作用時(shí)間的乘積稱為力的沖量，本研究中的沖量為受試者在跳躍時(shí)的力在騰空時(shí)間段內(nèi)對(duì)臺(tái)面作用所產(chǎn)生的積累效應(yīng)）、相對(duì)功率（最大功率除以體重）、相對(duì)力量（推起階段最大力除以體重）、蹬伸前段平均加速度（運(yùn)動(dòng)員在蹬伸前半段即從最低位到推起一半的階段的平均加速度）、蹬伸后段平均加速度（運(yùn)動(dòng)員在蹬伸后半段即從推起一半到起飛的階段的平均加速度）。測(cè)力臺(tái)上落地時(shí)間t、騰空時(shí)間T的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)公式H=gt2、V=gt能夠計(jì)算出騰空高度H、騰空速度V。沖量、相對(duì)功率、相對(duì)力量、蹬伸前段平均加速度、蹬伸后段平均加速度均能夠直接從測(cè)力臺(tái)上讀取出數(shù)據(jù)。

1.4" 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

對(duì)本次實(shí)驗(yàn)所獲取的數(shù)據(jù)以.txl文件格式輸出后保存，采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。組間對(duì)比中的正態(tài)分布數(shù)據(jù)執(zhí)行單因素方差分析方法，實(shí)驗(yàn)前后測(cè)量的正態(tài)分布數(shù)據(jù)執(zhí)行T檢驗(yàn)方法，所有測(cè)試指標(biāo)的計(jì)數(shù)資料以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)結(jié)果取中位數(shù)［28］。組間數(shù)據(jù)以Plt;0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2" 研究結(jié)果

2.1" 鞋底厚度對(duì)受試者行走過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的影響

對(duì)24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋在平地常速行走時(shí)的步態(tài)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2。平底（0cm）運(yùn)動(dòng)鞋的步長(zhǎng)是最大的，隨著運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度的增加，在1～3cm區(qū)間人體行走的步長(zhǎng)開始變小。當(dāng)鞋底厚度為3cm時(shí)，步長(zhǎng)已減小至0.41m，差異顯著（Plt;0.01）。步周長(zhǎng)的變化趨勢(shì)與步長(zhǎng)一致，隨著運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度的增加而不斷減小，鞋底厚度為3cm時(shí)，步周長(zhǎng)減小至0.89m，差異顯著（Plt;0.01）。分析原因?yàn)椋涸谡Ｐ凶邥r(shí)，步長(zhǎng)和步周長(zhǎng)通常是穩(wěn)定的，當(dāng)鞋底增厚會(huì)導(dǎo)致身體重心的升高，在行走時(shí)重心會(huì)前傾。為了保持平衡和穩(wěn)定，人們可在行走時(shí)減小步長(zhǎng)和步周長(zhǎng)，并挺胸、收腹、翹腰，以避免因?yàn)樾赘叨仍黾佣鴮?dǎo)致的身體不穩(wěn)定。

24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋在平地常速行走時(shí)，同一只腳從腳跟離地跨出，到再次腳跟著地的行進(jìn)過(guò)程稱之為步態(tài)周期。表3為4組穿不同高度鞋底的運(yùn)動(dòng)鞋與步態(tài)周期變化。表3顯示：平底運(yùn)動(dòng)鞋（0cm）的步態(tài)周期最短，平均為（1.07±0.07）s，鞋底厚度的增加使高中生在行走時(shí)的步態(tài)周期增大，穿鞋底厚度3cm的運(yùn)動(dòng)鞋的高中生步態(tài)周期普遍最大，均值為（1.22±0.07）s，差異顯著（Plt;0.01）。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度的增大使人體的重心提高，人體會(huì)感覺到更大的高度差，為了保證行走的穩(wěn)定性，人體會(huì)采取較小的步長(zhǎng)和較慢的步頻，從而導(dǎo)致步態(tài)周期的增大。

對(duì)24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋在平地常速行走時(shí)的步速、步頻進(jìn)行了測(cè)試，并計(jì)算出步速/身高，結(jié)果如表4所示。

平底運(yùn)動(dòng)鞋（0cm）的步速和步頻均最快，分別為（1.42±0.08）m/s、（1.75±0.03）m。隨著鞋底厚度的增加，步速和步頻逐漸降低，差異顯著（Plt;0.01），人體的行走能力逐漸減弱，3cm鞋底的運(yùn)動(dòng)鞋的步速和步頻均最慢，分別為（1.13±0.02）m/s、（1.49±0.04）m。運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度的增加會(huì)改變腳部與地面的接觸感覺和平衡性，為了維持穩(wěn)定的行走，人們?cè)谛凶哌^(guò)程中會(huì)減小步頻，提高每步的時(shí)間，以降低平衡失控的風(fēng)險(xiǎn)，此外，鞋底厚度增加會(huì)引起步行時(shí)對(duì)能量的額外消耗，受試者在每一步行走過(guò)程中需要更多的能量來(lái)克服鞋底高度的增加和與地面的距離，這會(huì)導(dǎo)致人們?cè)谛凶邥r(shí)感到更加吃力，從而降低步速和步頻。

2.2" 鞋底厚度對(duì)受試者運(yùn)動(dòng)能力的影響

將24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋，經(jīng)過(guò)8周的體育專項(xiàng)課，統(tǒng)計(jì)下肢的爆發(fā)力變化情況。表5為實(shí)驗(yàn)前后立定跳遠(yuǎn)測(cè)試成績(jī)結(jié)果。表5顯示：經(jīng)過(guò)8周的體育專項(xiàng)訓(xùn)練后，穿不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋的高中生實(shí)驗(yàn)后立定跳遠(yuǎn)的成績(jī)均有不同幅度的增長(zhǎng)，各組之間差異顯著（Plt;0.01）。表5中4種不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)立定跳遠(yuǎn)成績(jī)的變化特征差異性，0、1、2、3cm鞋底厚度的組實(shí)驗(yàn)前后立定跳遠(yuǎn)成績(jī)的增長(zhǎng)量分別為0.08、0.06、0.11、0.14m，各組之間有非常顯著性差異（Plt;0.01），穿平底運(yùn)動(dòng)鞋

（0cm）和1cm的運(yùn)動(dòng)鞋實(shí)驗(yàn)后對(duì)立定跳遠(yuǎn)成績(jī)的增幅最小，穿3cm厚度的運(yùn)動(dòng)鞋實(shí)驗(yàn)前對(duì)立定跳遠(yuǎn)成績(jī)的增幅最大，差異顯著明顯。穿厚底運(yùn)動(dòng)鞋立定跳遠(yuǎn)可以減輕著地時(shí)對(duì)關(guān)節(jié)和肌肉的沖擊，厚底運(yùn)動(dòng)鞋相比平底運(yùn)動(dòng)鞋具有更好的緩震效果，厚底鞋能夠提供更好地吸收沖擊的能力，減輕訓(xùn)練時(shí)對(duì)身體的負(fù)荷，有助于減少受試者在起跳和著地時(shí)的不穩(wěn)定性，提高技能水平。

表6為24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后騰空高度的測(cè)試結(jié)果。從表6中可以看出4組不同鞋底厚度的實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)后騰空高度均有提高，0、1、2、3cm鞋底厚度的組的增長(zhǎng)量分別為0.05、0.05、0.06、0.05m，1、2、3cm鞋底厚度的組的P值均大于0.05，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，3組樣本的差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)比4組的增長(zhǎng)幅度發(fā)現(xiàn)不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)實(shí)驗(yàn)前后騰空高度的成績(jī)提升效果差異不大，并非鞋底厚度越大，騰空高度越高。

本研究的沖量定義為受試者在跳躍時(shí)的力在騰空時(shí)間段內(nèi)對(duì)臺(tái)面作用所產(chǎn)生的積累效應(yīng)，表7為24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后沖量的測(cè)試結(jié)果。從表7可以看出穿不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋在實(shí)驗(yàn)后沖量值均有一定程度的增大，0、1、2、3cm鞋底厚度的組增長(zhǎng)量分別為10.21、12.5、13.58、12.84N·s，P值均小于0.05，有顯著性差異。鞋底厚度的增加提高了沖量的數(shù)值，沖量值越大，則說(shuō)明改組受試者的運(yùn)動(dòng)能力越強(qiáng)，沖量也是評(píng)估運(yùn)動(dòng)員爆發(fā)力的重要指標(biāo)之一，鞋底厚度大的運(yùn)動(dòng)鞋具有較好的能量?jī)?chǔ)存和釋放性能，在運(yùn)動(dòng)員蓄積能量并迅速釋放的過(guò)程中，鞋底能夠提供額外的彈性支撐，在爆發(fā)力訓(xùn)練中，這種彈性支撐可以幫助運(yùn)動(dòng)員更迅速、更強(qiáng)烈地產(chǎn)生力量，從而提高爆發(fā)力。

本研究選取的相對(duì)功率是受試者在蹬伸階段推起產(chǎn)生的最大功率除以體重后得到的數(shù)值。表8為24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后相對(duì)功率的測(cè)試結(jié)果。從表8可以觀察到實(shí)驗(yàn)后4組穿不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋在實(shí)驗(yàn)后相對(duì)功率均有一定程度的增大，0、1、2、3cm鞋底厚度的組的增長(zhǎng)量分別為4.3、5.1、6.25、6.81W·kg-1，各組之間差異顯著（Plt;0.01）。鞋底厚度越大的運(yùn)動(dòng)鞋沖量提升的幅度越高，功率是表征運(yùn)動(dòng)員爆發(fā)力的重要指標(biāo)之一，本研究中相對(duì)功率與推起產(chǎn)生的最大功率表征的意義一致，相對(duì)功率越大，即最大功率越大，在蹬伸階段推起時(shí)更多的肌肉纖維被激活，運(yùn)動(dòng)員的肌肉爆發(fā)力更強(qiáng)，能夠更好地進(jìn)行快速和爆發(fā)性的動(dòng)作。

本研究中測(cè)試的相對(duì)力量是受試者在縱跳的蹬伸階段對(duì)臺(tái)面產(chǎn)生的最大力值除以體重后的數(shù)值。表9為24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后相對(duì)力量的測(cè)試結(jié)果。從表9中可以觀察到4組穿不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋在實(shí)驗(yàn)后相對(duì)力量均有不同程度的增大，0、1、2、3cm鞋底厚度的組的增長(zhǎng)量分別為9.14、16.27、18.69、18.71，各組之間有顯著性差異（Plt;0.05）。平底運(yùn)動(dòng)鞋（0cm）組的相對(duì)力量增長(zhǎng)幅度最小，相對(duì)力量的增長(zhǎng)幅度隨著鞋底厚度的增大而增大，3cm鞋底厚度的組的增長(zhǎng)量最高。

2.3" 鞋底厚度對(duì)受試者蹬伸前后段平均加速度的影響

表10為24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后前半段平均加速度的測(cè)試結(jié)果。從表10可以觀察到實(shí)驗(yàn)后4組前半段的平均加速度均有提高，0、1、2、3cm鞋底厚度的組的增長(zhǎng)量分別為2.18、1.77、1.48、1.49m/s2，各組之間有非常顯著性差異（Plt;0.01）。前半段的平均加速度的增長(zhǎng)量隨著鞋底厚度的增加而減小，在蹬伸前半段，運(yùn)動(dòng)員主要通過(guò)腿部肌肉的收縮來(lái)產(chǎn)生力量，推動(dòng)身體向前，加速度與力和質(zhì)量有關(guān)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度增高時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從站姿到最低位這一過(guò)程會(huì)使踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的屈曲角度增加，在最低位再起跳時(shí)，需要更多的力量來(lái)克服關(guān)節(jié)的屈曲，從而減小了起跳時(shí)的加速度。另外，運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度加高，運(yùn)動(dòng)員的重心相比鞋底厚底低的運(yùn)動(dòng)鞋的重心更高，高重心狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員在在蹬伸前半段下肢肌肉負(fù)荷增加，下肢肌肉的疲勞程度速率加速，影響力的利用率，導(dǎo)致蹬伸前半段的平均加速度增長(zhǎng)量減小。

表11為24名高中生穿著不同鞋底厚度的運(yùn)動(dòng)鞋經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后后半段平均加速度的測(cè)試結(jié)果。從表11可以觀察到實(shí)驗(yàn)后4組后半段的平均加速度均有提高，0、1、2、3cm鞋底厚度的組的增長(zhǎng)量分別為0.34、0.41、0.48、0.50m/s2，各組之間有顯著性差異（Plt;0.05）。平底運(yùn)動(dòng)鞋（0cm）組后半段的平均加速度的增長(zhǎng)量最小，鞋底厚度越高的組的增長(zhǎng)量越大，3cm鞋底厚度的組的增長(zhǎng)量最大。在蹬伸后半段，運(yùn)動(dòng)員的身體離開地面并進(jìn)入空中階段，在這一階段，主要受到重力因素的制約，鞋底高度對(duì)于蹬伸后半段平均加速度的影響較小，這一階段主要是釋放在前半段所儲(chǔ)存的彈性能量，鞋底厚度越大，人體重心距離地面越高，導(dǎo)致身體的姿勢(shì)在起跳時(shí)發(fā)生輕微變化，需要調(diào)動(dòng)更多的肌肉群來(lái)控制動(dòng)作，在訓(xùn)練過(guò)程中激活了輔助的穩(wěn)定性肌肉，為此，厚鞋底的運(yùn)動(dòng)鞋會(huì)使運(yùn)動(dòng)員的下肢肌肉爆發(fā)力提升效果更為顯著。

3" 討" 論

在平地常速行走中，平底運(yùn)動(dòng)鞋（0cm）的步長(zhǎng)、步周長(zhǎng)最長(zhǎng)，隨著運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度的增加，在1～3cm區(qū)間人體行走的步長(zhǎng)、步周長(zhǎng)逐漸變小，步態(tài)周期增大，步速和步頻逐漸降低，人體的行走能力逐漸減弱，運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度的增加會(huì)導(dǎo)致身體重心的升高，在行走時(shí)重心會(huì)前傾，長(zhǎng)期會(huì)導(dǎo)致腰椎曲度增大，相比之下，平底運(yùn)動(dòng)鞋在平地行走時(shí)更為穩(wěn)定，能夠降低運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)險(xiǎn)，減少摔倒的可能性。長(zhǎng)期穿著厚底鞋會(huì)影響腳踝和膝關(guān)節(jié)的正常運(yùn)動(dòng)，增加這些關(guān)節(jié)的受力，導(dǎo)致關(guān)節(jié)疼痛、炎癥和慢性關(guān)節(jié)問(wèn)題，腰背方面需要翹腰收腹，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致腰部肌肉的不正常使用，引起腰痛和其他脊柱問(wèn)題。且會(huì)增加足弓結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的風(fēng)險(xiǎn)，影響足部的生物力學(xué)，使足部肌肉和韌帶的不正常使用，增加足弓疾病的風(fēng)險(xiǎn)如扁平足和高弓足［29］。為了減輕這些潛在的負(fù)面影響，建議高中生在行走過(guò)程中盡量選擇鞋底厚度較小的運(yùn)動(dòng)鞋或平底運(yùn)動(dòng)鞋，確保足部得到足夠的支撐和舒適度，在運(yùn)動(dòng)時(shí)降低步長(zhǎng)和步周長(zhǎng)，從而降低摔倒受傷的可能性。此外，行走時(shí)的能量消耗與步長(zhǎng)、步頻以及關(guān)節(jié)角度密切相關(guān)，鞋底高度的增加會(huì)使踝關(guān)節(jié)相對(duì)于地面更高，導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)更多地處于背屈狀態(tài)，即足尖相對(duì)于小腿向上移動(dòng)，并使膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)經(jīng)歷更多的屈曲和伸展，消耗更多的能量，人體為了減少這種潛在的不適感，肌肉收縮活動(dòng)能力會(huì)減弱，并縮短步態(tài)周期［30］。

經(jīng)過(guò)8周的體育專項(xiàng)課訓(xùn)練后，所有組的立定跳遠(yuǎn)成績(jī)和下蹲跳的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)均有明顯提高，各組之間有顯著性差異，鞋底厚度3cm的運(yùn)動(dòng)鞋對(duì)提升運(yùn)動(dòng)員下肢爆發(fā)力的效果更為顯著，平底運(yùn)動(dòng)鞋（0cm）的提升效果無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。綜合而言，鞋底厚度大的運(yùn)動(dòng)鞋提高了重心，在訓(xùn)練和跳躍時(shí)運(yùn)動(dòng)員需要使用更多的力量去控制，以額外的力量支撐和刺激關(guān)鍵肌肉群來(lái)保證運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性，在運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行爆發(fā)力訓(xùn)練時(shí)激活了更多的肌肉纖維，從而提高了整體的爆發(fā)力水平。鞋底厚度大的運(yùn)動(dòng)鞋同樣存在弊端，長(zhǎng)期穿著厚底鞋會(huì)增加受傷的風(fēng)險(xiǎn)，影響腳部肌肉的活動(dòng)，使其逐漸萎縮或變得不活躍，導(dǎo)致腳部肌肉的不平衡，個(gè)別不適當(dāng)?shù)暮竦走\(yùn)動(dòng)鞋可能導(dǎo)致膝、髖或脊柱等其他部位的問(wèn)題。

4" 結(jié)束語(yǔ)

隨著運(yùn)動(dòng)鞋鞋底厚度的增加，人體的行走能力逐漸減弱，步長(zhǎng)、步周長(zhǎng)變小，步態(tài)周期增大，步速和步頻降低，平底運(yùn)動(dòng)鞋在平地行走時(shí)更為穩(wěn)定，能夠降低運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)險(xiǎn)。在訓(xùn)練過(guò)程中穿著厚底運(yùn)動(dòng)鞋更有利于提高了運(yùn)動(dòng)員的爆發(fā)力。與此同時(shí)，厚底運(yùn)動(dòng)鞋會(huì)降低運(yùn)動(dòng)員對(duì)于正常運(yùn)動(dòng)鞋或赤腳訓(xùn)練的適應(yīng)能力，影響運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)學(xué)習(xí)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，個(gè)別厚底鞋會(huì)提高腳部的高度，使腳踝更容易受到扭傷，在需要快速變向或頻繁運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)中會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)。因此，為了降低這些風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該根據(jù)自己的具體需求和訓(xùn)練目標(biāo)選擇適合的運(yùn)動(dòng)鞋，確保鞋子符合個(gè)人的生理特征和運(yùn)動(dòng)要求。

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［28］母應(yīng)秀，唐橋.青少年中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)幅度與動(dòng)態(tài)平衡能力的相關(guān)性研究［J］.中國(guó)體育科技，2021，57（8）：36-43.

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［29］任祥鈺.運(yùn)動(dòng)平面坡度與鞋跟高度對(duì)下肢生物力學(xué)的影響研究［J］.中國(guó)皮革，2022，51（7）：61-64.

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［30］時(shí)會(huì)娟，吳肖潔，李翰君，等.鞋跟高度對(duì)青年女性下樓梯步態(tài)的影響［J］.醫(yī)用生物力學(xué)，2015，30（3）：256-263.

SHI Huijuan，WU Xiaojie，LI Hanjun，et al.The influence of heel height on gait of young females during stair descent［J］.Journal of medical biomechanics，2015，30（3）：256-263（in Chinese）.

（編輯" 張璐）