人体运动学
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2023年3月6日发(作者：杨宏志)人体运动学
人体运动学是研究人体运动的艺术和科学的学科。艺术研究者可
以研究和评价舞者、体操运动员或其他艺术运动形式的人体运动的质
量美和形式。科学研究人员对人体运动时的定量特征很感兴趣。这本
书讲述了人类运动的科学，以及它是如何被测量、统计分析和评估的
统计程序是相同的，不管从哪个学科的数据被收集。研究人员选择适
当的程序，用以分析关节领域的数据。在运动机能学统计学中，包括
了运动机能学中包括体育和运动、运动学习:生物力学、运动生理学、
运动心理学:健康、休闲研究和娱乐、运动训练和物理治疗的统计程
序的例子。从这些例子中，读者可以选择适当的程序，并将其应用于
在任何相关领域收集的数据。所有科学都是基于精确和一致的测量。
无论你是否认为自己是一个运动科学家或体育教师或物理治疗师，你
可以通过学习适当的测量技术获得很多。运动科学家在实验室测量人
类表现的各种属性，教师测量学生在野外的表现，物理治疗师测量病
人在诊所的表现。
观察表明，大多数测量都是定量的——距离、力和时间。然而，
计算事件发生的频率也是一种测量方法。
同样的测量也适用于运动学，在运动学中，我们通常测量距离(人
们有多高，或者他们能跳多远)、力量(他们的体重，或者他们能举起
多少东西)、时间(他们能跑多快，或者在跑步机上以给定的速度跑多
久，以及频率(跑100米需要多少步，或者一分钟心跳多少次)。这些
测量有时被称为客观的，因为它们是用机械仪器进行的，这需要研究
者的最低限度的判断，并将研究者的偏见减少到最低限度。其他的测
量被归类为定性的(或主观的)，因为它们需要人的判断，并被用来确
定一个表演的质量，如体操动作或高尔夫挥杆动作，或其他因素，如
病人的疼痛程度。
测量的是什么?
简单地说，度量就是将一个值与一个标准进行比较的过程。例如，
我们每次称体重时，都会将自己的体重(身体上的重力)与一磅或一格
的标准进行比较。体育教师在对学生进行跳远测试时，采用的是测量
的方法，进行跳远比较的标准是距离(米)。当教师使用仪器(在这种情
况下，是卷尺来确定学生跳了5.2米，这部分信息被称为数据数据是
测量的结果。当单个数据位被收集起来时，它们通常是杂乱无章的。
在知道了所有需要的数据点之后，可以通过一个称为统计的过程对它
们进行组织。统计学是一种数学技术，通过它对数据进行组织、处理
和显示，以供解释和评价。评价是一种哲学过程，它决定了数据的有
用价值，来自测量的数据必须是可重复的——也就是说，在相同条件
下的第二次测量应该产生与第一次测量相同的结果。
再现性通常在可靠性的标题下讨论。信度(有时指数据的一致性)
通常是通过重测法来确定的，即在相同条件下，将第一个测量值与第
二个或第三个测量值进行比较。要接受，数据也必须是有效的。效度
是指测试在测量它所要测量的东西时的正确性或适当性。有效性可以
通过对测量程序的逻辑分析或与另一个已知有效的测试进行比较来
确定。在运动机能学中，我们经常通过确定测试与另一个指标关联的
程度来量化有效性。相关分析和回归分析技术经常用于这些目的。例
如，通过皮肤保护措施与水下称重结果的相关性来量化评估体脂的有
效性。相关和回归程序，可以用来量化有效性客观性意味着数据收集
无偏见的研究者。偏倚可以通过将研究者的分数与专家或专家小组的
分数进行比较来检测。
客观性有时被称为评估者之间的可靠性.
测量包括四个步骤:
1.被测量的对象被识别和定义。
2.将被测对象与之进行比较的标准被识别和定义。
3.将物体与标准进行比较。
4.定量地说明了对象与标准的关系。
例如，如果我们测量一个2米高的人的身高，我们会得出结论，
这个人的身高(被测量的物体)是1米(标准)的两倍(关系)。用于比较的
标准对测量过程至关重要。如果标准不一致，那么每次将对象与该标
准进行比较时，数据都会发生变化。在英国的测量体系中，最初的标
准是不一致的。大约600年前，英国测量距离的标准是国王的脚的长
度。当国王去世，另一个比他小或大的脚代替他时，标准改变了，王
国所有物体的长度必须重新确定。
测量距离的英语系统最初是基于解剖标准如脚、肘(距离从肘部
到手指约1.5英尺),院子里(一个典型的跨一个人),和手(传播的手从小
指结束到结束的拇指)力是基于1磅,和每磅进一步分为16盎司。在雨
水充足的年份，小麦的籽粒很大，而在干旱的年份，小麦的籽粒就小
了。所以标准每年都在变最终这些措施标准化,但英语系统很难使用,
因为它没有常见的数值标准度量单位,16盎司一磅,但每吨2000英
镑;2杯一品脱和2品脱夸脱,但是需要4夸脱等于一加仑。12英寸为
1英尺，3英尺为1码，5,280英尺为1英里。难怪孩子们学习这个系
统有困难。
公制更一致、更容易理解，于1799年首次在法国使用。现在除了在
美国和大英帝国的国家外，它被广泛使用。在这个系统中，测量距离、
力和体积的单位是以10的倍数为单位的。公制使用以下术语:
厘
l/1000
零
1/100
公斤
Onehundred.
这些术语使得换算计量单位变得很容易。例如，一千米是1000米，
一厘米是一米的1/100。同样的术语用于力、体积和距离。公制是以
地球物理常数为基础的。米以前被定义为从赤道到地球极点的距离的
1/10,000,000，但现在被定义为光在真空中传播的长度超过1/
299,793,458秒。1克是1立方厘米水在4'C(最大密度)时的重力
幸运的是，英制和公制都使用相同的计量单位来表示时间:秒、分、
小时，等等。虽然度量不是基于10的倍数(从60秒到1分钟)，但两
种度量体系的关系是相同的，而且在世界各地都很普遍。公制显然要
优于英国的度量体系。如果它在世界各地使用，学生将有较少的困惑
和挫折时，学习测量概念。
变量与常数当我们衡量人的表现时，我们衡量的是变量。变量是一个
人、一个地方或一个对象的特征，它可以假定一个以上的值。举个例
子,一个不同的一个特点是他或她需要的时间跑完一英里其他例子运
动学变量的体重,身高,篮球的数量免费由10尝试,耗氧量和心率在跑
步机测试中,在膝关节角度在步态周期的不同阶段,人工肌肉测试得分,
和放置在梯子的比赛报告中指出,不同的人不同的分数相同的变量,在
同一个变量被测量多次后，一个人的表现可能会不同。无论是人与人
之间还是人与人之间，数据都是不同的，因为变量是变化的，如果我
们需要知道变量的当前状态，就必须经常监视或测量它们。
只能假设一个值的特征称为常量。一个常数永远不会改变，因此，一
旦我们精确地测量它，我们就不需要再次测量它。官方棒球队的球员
人数是一个常数。一定是9，不多也不少。径赛项目的距离在100米
短跑中是不变的，距离总是100米。棒球场上从一垒到另一垒的距离，
以及从投手丘到本垒的距离都是常数。
许多解剖学特征都是不变的。一般来说，一个人只有一个头、一个心、
两个肺和两个肾。当然，疾病或事故可能会损坏身体，从而改变一些
特征，但典型的人体解剖是不变的，也许数学中最著名的常数是圆周
率。圆周率是圆周上所能放置的时间长度，它总是3.14159.
变量的类型变量可分为连续型和离散型。一个连续变量理论上可
以假设任何值。距离、力和时间是连续变量。根据测量仪器的精度不
同，距离可以短至百万分之一厘米，长至一光年。时间可以用毫秒、
天或世纪来计算。离散变量的值被限制在某些数字，通常是整数或整
数。例如，性别被分为男性和女性。当计算人数时，我们总是使用整
数，因为不可能得到一个人的一小部分，一分钟内心跳次数和篮球比
赛得分次数也是离散变量的例子。一个人不能数心跳的一半，也不能
给篮子的一部分打分。许多临床变量都是离散变量。当作出诊断时，
一个人被分为有这种情况前交叉韧带撕裂或否。
数据的分类变量收集的数据可以分为四类或尺度:名词性、序性
间隔和比率，在名词性尺度中，受试者被分为相互排斥的类别，类别
之间没有定性区分。主题被简单地分为其中一个类别，然后计数。按
这种方式分组的数据有时称为频率数据，因为尺度表示每个类别的频
率或事件发生的次数。例如，一位老师将学生分为男性和女性，然后
逐一清点。结果是17名男性和19名女性。17和19的值代表了两类
的频率,男性和女性的一些名义尺度只有两类,如男性或女性,或者是
的,没有其他人,过去作为一个种族,有两个以上部门,名义尺度不地方
定性值差异的类别变量。然而，这些类别都有编号。数字的大小并不
表示数量，而是用来表示数据文件中的指定任务。例如，我们可以把
数字o分配给男性，1分配给女性。在这里，数字的选择是完全任意
的。
序数量表，有时称为等级顺序量表，给予变量数量上的顺序，但不表
明一个分数比另一个分数好多少。在体育课上，阶梯比赛的名次是一
个序数尺度的例子。排名第一的人比排名第二的人表现得更好，但没
有迹象表明会好多少。排名前两名的人可能在技能上非常接近，而且
两人的技能都可能比第三名的人高得多，但序号量表没有提供这种信
息。它只呈现玩家的顺序，而不是他们的绝对能力。在序数比额表上
的职位之间的差异可能是不相等的。如果将10个人按照矮到高的顺
序排列，然后编号1(最短)到10(最高)，那么1到10的值将代表序数
数据。10比9高，9比8高，但数据并没有揭示临床医生经常使用
o-10顺序量表来量化疼痛的高度。同样，在运动生理学中6-20量表
是一种用于量化运动中自觉运动强度等级的有序量表，间隔量表有相
等的单位或间隔，也就是说，在量表的每个部分之间存在相同的距离，
但没有绝对的零点。因为零并不代表没有价值，所以说刻度上的一个
点是另一个点的两倍、三倍或一半是不合适的。
测量温度的华氏温标是间隔刻度的一个例子:60是10。
温度高于50℃，温度低于70℃(数据点之间的间隔相等)，但是100”
并没有50”的两倍高。这是因为0并不表示完全没有热量。在田径
运动中，间隔分数被用来评判滑冰、体操、跳水和花样游泳等项目的
成绩。体操的9.0分介于10.0和8.0分之间，但不一定是4.5分的两
倍。o分并不意味着没有技能;它意味着表现中没有包含足够的技能来
授予任何分数。最完整的衡量尺度是比率量表。此刻度基于顺序，刻
度点之间的距离相等，使用0表示值的缺失。所有单位之间的距离都
是，比例比较是合适的。所有对距离、力或时间的测量都是以比尺为
基础的。20公斤是10公斤质量的两倍，100米是50米质量的两倍。
负的分数是不可能在比例量表。一个人不能在负秒内跑完一场比赛，
体重不能低于0公斤，也不能得1分.
标称尺度和序数尺度由于不满足正态区间的假设而被称为非参数尺
度，比例尺度被归类为参数尺度。