李金珠，陳俊青，吳玉華

三級(jí)跳遠(yuǎn)屬于持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短、技術(shù)性強(qiáng)、對(duì)運(yùn)動(dòng)員速度和爆發(fā)力等素質(zhì)要求很高的項(xiàng)目，以快速助跑、有力起跳、三跳之間較長(zhǎng)時(shí)間的騰空及明顯節(jié)奏形成鮮明的項(xiàng)目特點(diǎn)。從助跑到落地這一系列技術(shù)動(dòng)作中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都將會(huì)對(duì)試跳成績(jī)產(chǎn)生消極影響。因此，只有保證科學(xué)訓(xùn)練，才能有效地根據(jù)運(yùn)動(dòng)員和運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特點(diǎn)制定更完善的訓(xùn)練計(jì)劃，為創(chuàng)造優(yōu)異成績(jī)奠定基礎(chǔ)。

我國(guó)女子三級(jí)跳遠(yuǎn)曾在世界上處于領(lǐng)先地位，而近些年來(lái)，隨著世界女子三級(jí)跳遠(yuǎn)的興起和發(fā)展，我國(guó)的優(yōu)勢(shì)地位一度滑坡，成績(jī)明顯落后。造成成績(jī)滯后的原因是多方面的，但技術(shù)落后是主要因素。對(duì)中國(guó)優(yōu)秀青少年女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的跨步跳起跳技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及肌電學(xué)方面的分析、比較，從不同角度的同步性探討跨步跳起跳技術(shù)動(dòng)作，試圖找出中國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)技術(shù)中的存在問(wèn)題，幫助教練員對(duì)運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力進(jìn)行較為全面的評(píng)定。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以參加全國(guó)青少年比賽和訓(xùn)練的中國(guó)優(yōu)秀青少年女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，訓(xùn)練年限5-8年,運(yùn)動(dòng)成績(jī)?cè)?2.20-13.35 m,平均成績(jī)12.54±0.34 m(一級(jí)水平)。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

查閱CNKI資料文庫(kù)、《運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練科學(xué)化探索》、《田徑運(yùn)動(dòng)高級(jí)教程》、《田徑指南》、《田徑運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練專輯》等大量文獻(xiàn)資料，并分類整理，了解目前國(guó)外有關(guān)三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)研究的發(fā)展概況，確立研究方向與研究?jī)?nèi)容。

1.2.2 攝像解析法

采用JVC9800型高速攝像機(jī)，對(duì)研究對(duì)象跨步跳起跳技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行平面定點(diǎn)拍攝，拍攝頻率為100 Hz，攝像機(jī)高1.25 m。攝像機(jī)放置在助跑道的一側(cè)，主光軸正對(duì)跨步跳踏跳區(qū)域，距運(yùn)動(dòng)中心17 m。拍攝范圍2.9 m，并拍攝置于運(yùn)動(dòng)平面1.8 m長(zhǎng)的標(biāo)志比例尺。

運(yùn)用EIMG71PN-I型愛(ài)捷運(yùn)動(dòng)錄像解析系統(tǒng)對(duì)研究對(duì)象跨步跳起跳過(guò)程中著地瞬時(shí)、最大緩沖時(shí)刻及離地瞬時(shí)等時(shí)相的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行解析分析，選用扎齊奧爾斯基人體模型，對(duì)錄像帶進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)計(jì)算，采用低通數(shù)字濾波法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，得到研究對(duì)象的跨步跳起跳技術(shù)指標(biāo)。

1.2.3 動(dòng)力學(xué)測(cè)試法

采用瑞士產(chǎn)Kistler三維測(cè)力臺(tái)，對(duì)研究對(duì)象跨步跳起跳進(jìn)行三維測(cè)力，采樣頻率為500 Hz。測(cè)力臺(tái)固定于三級(jí)跳遠(yuǎn)場(chǎng)地助跑道下，按規(guī)定安裝，測(cè)力臺(tái)表面覆蓋有厚1.5 cm與助跑道材料相同的塑膠墊，其表面與助跑道保持在同一水平面。測(cè)力臺(tái)的X軸為左右方向，Y軸為前后方向，平行于助跑道，Z軸為豎直方向。數(shù)據(jù)的采集與處理由專門(mén)與測(cè)力臺(tái)配套的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成。

1.2.4 遙測(cè)肌電法

使用美國(guó)產(chǎn)NORAXON Telemyo 2 400 R遙測(cè)肌電儀對(duì)運(yùn)動(dòng)員有關(guān)肌群進(jìn)行測(cè)試。采樣頻率為500 Hz/s，測(cè)試過(guò)程中，三種儀器采用同步測(cè)試的方法。

1.2.5 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

對(duì)所獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用Microsoft Excel xp和SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析、單樣本t檢驗(yàn)及相關(guān)性分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

1.2.6 對(duì)比分析法

通過(guò)錄像解析獲取中國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員跨步跳起跳的運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)特征，對(duì)比分析國(guó)外優(yōu)秀三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員，發(fā)現(xiàn)中國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員跨步跳起跳技術(shù)存在的問(wèn)題，尋求導(dǎo)致原因并提出解決方案。

1.3 三種儀器同步的解決方案

研究亮點(diǎn)在于三種儀器的同步性，從運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和肌電圖學(xué)方面同步解釋分析跨步跳的技術(shù)動(dòng)作，目前尚屬首例分析。具體操作方法：從一個(gè)直流電源連接出三根電線，其中兩根線各自接上個(gè)發(fā)光二極管。與遙測(cè)肌電儀配套的計(jì)算機(jī)上安裝高象素?cái)z像頭，兩個(gè)二極管分別放置在高象素?cái)z像頭和高速攝像機(jī)鏡頭的有效范圍之內(nèi)，連線足夠長(zhǎng)，第三根線連接到測(cè)力臺(tái)的電荷放大器上。當(dāng)啟動(dòng)電源時(shí)，兩個(gè)二極管發(fā)光，高速攝像機(jī)和高象素?cái)z像頭都能捕捉到標(biāo)志點(diǎn)，同時(shí)測(cè)力臺(tái)也獲得啟動(dòng)信號(hào)，達(dá)到同步效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析

2.1.1 著地角

三級(jí)跳遠(yuǎn)是一項(xiàng)技術(shù)較復(fù)雜，對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)要求較高的田徑項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員要經(jīng)過(guò)快速助跑連續(xù)完成3次起跳，尤其第2跳是在人體經(jīng)過(guò)高速助跑騰躍一定高度和遠(yuǎn)度的情況下落地再起跳，這無(wú)疑加大了支撐腿著地過(guò)程中的負(fù)荷，同時(shí)也加大了起跳的難度[1]。Amadio (1985年)通過(guò)對(duì)高水平男子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員測(cè)試，發(fā)現(xiàn)跨步跳的反作用力達(dá)本人體重的14-22.4倍；金洪兵的研究表明，在跨步跳整個(gè)支撐階段退讓性工作負(fù)荷是克制性工作負(fù)荷的2.5倍[2]。由此可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)員要很好地完成第2跳的技術(shù)動(dòng)作，除具備良好的腿部力量外，合理的技術(shù)動(dòng)作更是必不可少，由于女子運(yùn)動(dòng)員身體結(jié)構(gòu)和身體素質(zhì)等方面與男子運(yùn)動(dòng)員相比有一定差異，故女子運(yùn)動(dòng)員要很好地完成第2跳的技術(shù)動(dòng)作難度更大。成績(jī)的創(chuàng)造與技術(shù)密切相關(guān)，因?yàn)榧夹g(shù)是“合理運(yùn)用自己的運(yùn)動(dòng)能力，創(chuàng)造成績(jī)的方法”，第2跳動(dòng)作質(zhì)量的高低對(duì)取得理想的三級(jí)跳遠(yuǎn)成績(jī)起著重要作用[3]。

尚瑞花的研究發(fā)現(xiàn)，著地角的大小直接影響水平速度的損失率，影響下肢肌蹬伸時(shí)機(jī)的早晚，影響蹬伸作用力的大小和作用時(shí)間，認(rèn)為優(yōu)秀女子運(yùn)動(dòng)員的跨步跳著地角應(yīng)控制在63°左右[4]；而李鴻江等人的研究表明，世界優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員的跨步跳著地角為68±2°[5]。

和平認(rèn)為，在理想情況下為保持水平速度，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)使用小腳度踏跳，大角度著地，但這卻是不可能的[6]。因?yàn)橄轮≡谕瓿善鹛倪^(guò)程中有其獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)機(jī)制和機(jī)能特性。簡(jiǎn)而言之，下肢肌在起跳過(guò)程中要盡快完成一次從退讓性工作向克制性工作的轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化完成的好壞由支撐負(fù)荷和起跳腿工作肌群的肌肉反應(yīng)特性決定，根據(jù)肌肉反映特性值的公式R=垂直沖擊力極值/自身體重/起跳時(shí)間[7]，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員這種肌肉反應(yīng)特性一定時(shí)，若下肢肌承受了較大的垂直沖擊力，會(huì)延緩?fù)俗屝怨ぷ飨蚩酥菩怨ぷ鞯霓D(zhuǎn)化，使起跳難以快速完成蹬伸，導(dǎo)致起蹬晚，發(fā)力不充分。故運(yùn)動(dòng)員每一跳著地角的大小直接關(guān)系到各跳著地瞬時(shí)垂直方向所承受的沖擊負(fù)荷大小，成為影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的重要因素。

通過(guò)對(duì)中國(guó)優(yōu)秀女子運(yùn)動(dòng)員的著地角分析發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)表1)，跨步跳的著地角普遍偏小，且與國(guó)外優(yōu)秀選手相比差異具有高度顯著性(P<0.01，見(jiàn)表2)。有關(guān)研究證明，“世界優(yōu)秀三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員，無(wú)論高跳型還是平跳型，對(duì)每次起跳的著地角均表現(xiàn)出很好控制能力，在起跳時(shí)表現(xiàn)出著地角大于起跳角的技術(shù)特征。著地角大，則緩沖時(shí)反作用力相對(duì)較小，利于保持水平速度[8]。有關(guān)研究證實(shí)，著地角越小，前支撐阻力越大，加大了著地時(shí)的制動(dòng)作用，水平速度的損失就大，且這種損失是由于起跳腿著地瞬時(shí)與地面的沖擊所引起，不會(huì)轉(zhuǎn)化為垂直速度，是完全的損失[9]。中國(guó)優(yōu)秀女子運(yùn)動(dòng)員的著地角偏小是普遍存在的問(wèn)題，由于著地角偏小，離地瞬時(shí)的重心水平速度損失較大，與國(guó)外優(yōu)秀選手離地瞬時(shí)身體重心水平速度對(duì)比差異具有高度顯著性(見(jiàn)表2，P<0.01)。

表1 中國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員跨步跳起跳的著地角(°)

表2 中國(guó)與國(guó)外優(yōu)秀選手跨步跳著地角、離地瞬時(shí)身體重心水平速度對(duì)比

2.1.2 著地瞬時(shí)支撐腿膝角

支撐腿膝角的變化情況是反映運(yùn)動(dòng)員腿部力量和腿部肌肉退讓性工作能力的重要指標(biāo)(見(jiàn)表3)。從著地時(shí)的技術(shù)風(fēng)格來(lái)看，大部分中國(guó)優(yōu)秀女子運(yùn)動(dòng)員在跨步跳時(shí)采取了以較小的膝角著地，平均值為157.78°，小于國(guó)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員161.2°，且差異具有高度顯著性(P=0.005<0.01，見(jiàn)表4)。查閱大量的文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，有些資料稱這種著地方式為“屈膝著地起跳蹬伸”技術(shù)[10-12]。以這種方式著地的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)奏明顯，扒地積極，非常有利于小腿回壓后擺著地和起跳蹬伸時(shí)的快速發(fā)力，同時(shí)還可緩解在著地時(shí)地面給支撐腿帶來(lái)的壓力。由此可見(jiàn)，中國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在著地方式上體現(xiàn)了她們技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

表3 中國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員跨步跳起跳支撐腿膝角的變化(°)

表4 中國(guó)與國(guó)外優(yōu)秀選手跨步跳起跳著地瞬時(shí)膝角對(duì)比(°)

2.2 肌電學(xué)特征分析

從查閱的文獻(xiàn)資料看，發(fā)現(xiàn)大部分關(guān)于肌電的研究集中于康復(fù)醫(yī)學(xué)方面，運(yùn)用于訓(xùn)練領(lǐng)域的研究較少，可見(jiàn)的報(bào)道大部分是關(guān)于訓(xùn)練方法和訓(xùn)練手段的探討，把肌電與運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的研究比少。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，肌電的模擬信號(hào)能夠轉(zhuǎn)化成數(shù)字量化的指標(biāo)，因而為肌電在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的發(fā)展提供了可能。

由于每個(gè)人的肌肉力量隨著年齡、訓(xùn)練年限長(zhǎng)短的不同而不同，所以不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的橫向比較，這就要求在比較之前測(cè)試每個(gè)人每塊肌肉的最大肌肉力量，根據(jù)公式：肌肉力量比值(%)=完成動(dòng)作的肌肉電量(mv)/肌肉最大放電量(mv)，比值大小反映了運(yùn)動(dòng)員的肌肉用力程度，排除了年齡、訓(xùn)練年限等因素造成的誤差，因而具有可比性。在以下的研究分析中所出現(xiàn)的肌電變化平均值均指這個(gè)比值。

由于對(duì)三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員跨步跳起跳技術(shù)進(jìn)行肌電的研究在國(guó)內(nèi)尚屬首次，所以找不到現(xiàn)存的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)研究對(duì)象的肌電變化特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此只能根據(jù)研究對(duì)象測(cè)試所得的數(shù)據(jù)的總體平均值進(jìn)行評(píng)價(jià)，著地瞬時(shí)的肌電變化平均值見(jiàn)表5。為了便于觀察得更清楚，方便教練員今后有針對(duì)性地訓(xùn)練，將運(yùn)動(dòng)員著地瞬時(shí)肌電變化的平均值比值制成柱狀圖，見(jiàn)圖1。

使用單因素方差方法(ANOVA)對(duì)三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在著地瞬時(shí)肌電變化情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示差異具有顯著性(F=2.740，P=0.012<0.05)。八塊肌肉之間僅有半腱肌與其它七塊肌肉之間存在顯著性差異，比值為40.68%，其它肌肉之間統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上不存在顯著性差異，說(shuō)明在著地瞬時(shí)，半腱肌作用效果要比其它七塊肌肉的作用效果明顯，表5八塊肌肉用力原始數(shù)據(jù)平均值的大小也證實(shí)了這一點(diǎn)。肌肉用力程度大小依次為半腱肌、臀大肌、腹直肌、股直肌、股外側(cè)肌、脛骨前肌、腓腸肌、股內(nèi)側(cè)肌。由此看出，在著地瞬時(shí)半腱肌、臀大肌、腹直肌和股直肌的用力最主要。

表5 著地瞬時(shí)肌電變化均值比值(%)

圖1 著地瞬間肌電變化對(duì)比圖

2.3 動(dòng)力學(xué)特征分析

人體的踏跳過(guò)程并非是簡(jiǎn)單的碰撞和非彈性碰撞運(yùn)動(dòng)，它包含復(fù)雜的用力過(guò)程，由助跑和騰空獲得的動(dòng)能和勢(shì)能通過(guò)踏跳釋放和轉(zhuǎn)化，踏跳過(guò)程是支撐腳與地面相互作用的結(jié)果，它是由彈性支撐和快速伸展兩部分組成，在起跳非常短的支撐時(shí)間里，下肢工作肌群要完成退讓、等長(zhǎng)和克制三種不同的工作方式[13]。

為能更客觀、直接研究三級(jí)跳遠(yuǎn)跨步跳起跳動(dòng)力學(xué)特征，將三級(jí)跳遠(yuǎn)跨步跳起跳的動(dòng)力學(xué)曲線特征描述如圖2。

圖2 三級(jí)跳遠(yuǎn)跨步跳起跳三維支撐反作用力曲線圖

根據(jù)圖2，F(xiàn)x曲線為左右方向水平分力。正波峰與負(fù)波峰出現(xiàn)的先后取決于運(yùn)動(dòng)員起跳腿的不同。右腿起跳的運(yùn)動(dòng)員首先出現(xiàn)負(fù)波峰，左腿起跳的運(yùn)動(dòng)員首先出現(xiàn)正波峰，這與選取坐標(biāo)點(diǎn)的位置有關(guān)。Fy曲線表示前后方向的水平制動(dòng)分力，正值表示向后的分力，負(fù)值表示向前的分力。Fz曲線表示垂直分力，以水平線為界，曲線向上為正值，曲線向下為負(fù)值。

由圖2可看出，三級(jí)跳遠(yuǎn)跨步跳的Fz曲線的變化是最大的，即垂直方向的分力變化最大，且呈現(xiàn)雙波峰，第一波峰高而陡，說(shuō)明作用時(shí)間短，力量大；第二波峰低而緩，說(shuō)明作用時(shí)間長(zhǎng)，力量相對(duì)較小。

研究主要是從3個(gè)儀器同步出發(fā)，反應(yīng)同一時(shí)刻或階段運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、肌電學(xué)特征。根據(jù)前面分析，對(duì)測(cè)力臺(tái)時(shí)相和階段劃分與運(yùn)動(dòng)學(xué)和肌電學(xué)是相互統(tǒng)一的，具體劃分的階段見(jiàn)圖3。

圖3 時(shí)相與階段劃分示意圖

三個(gè)時(shí)相：著地瞬時(shí)，即圖3中的A點(diǎn)；最大緩沖時(shí)刻，即B點(diǎn)；離地瞬時(shí)，即C點(diǎn)。

兩個(gè)階段：緩沖階段：即動(dòng)力學(xué)曲線中的AB段；蹬伸階段：即動(dòng)力學(xué)曲線中的BC段。

由于受試者體重不同，為排除體重因素的影響，所有最大力值和平均力值均除以自身體重，使其成為單位體重下的力值，這樣得到的數(shù)據(jù)具有可比性。公式：?jiǎn)挝惑w重力值(N/kg)=最大力值或平均力值(N)/自身體重(kg)。有研究證明，在著地瞬時(shí)，適宜的沖擊負(fù)荷為工作肌群退讓收縮提供了可能，從而引起肌肉向心收縮的初長(zhǎng)度變化，為創(chuàng)造最適宜的初長(zhǎng)度提供了前提條件，因此適宜的沖擊負(fù)荷對(duì)提高肌肉向心收縮能力是有利的[14]。

著地瞬時(shí)，即支撐腿接觸地面的瞬間，即圖3中的A點(diǎn)，截取作用時(shí)間10ms。表6數(shù)據(jù)表明，左右方向的水平分力最大值為2.15 N/kg，前后方向的分力最大值為2.56 N/kg，垂直方向的最大力值為95.69 N/kg。從數(shù)值可看出，支撐腿在著地瞬時(shí)三個(gè)方向上都有不同程度的力產(chǎn)生，其中以垂直方向的分力最大。

表6 著地瞬時(shí)各個(gè)方向的分力值

3 結(jié)語(yǔ)

1)中國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員跨步跳起跳著地瞬時(shí)的著地角普遍偏小，與國(guó)外優(yōu)秀女子選手相比差異具有高度顯著性(P<0.01)；由于著地角偏小，導(dǎo)致離地瞬時(shí)的重心水平速度損失比較大，與國(guó)外優(yōu)秀選手離地瞬時(shí)身體重心水平速度對(duì)比差異具有高度顯著性(P<0.01)。2)從著地技術(shù)風(fēng)格看，大部分中國(guó)優(yōu)秀女子運(yùn)動(dòng)員在跨步跳時(shí)采取了較小的膝角著地，平均值為157.78°，小于國(guó)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員；這種方式著地節(jié)奏明顯，扒地積極，有利于小腿的回壓后擺著地和起跳蹬伸時(shí)的快速發(fā)力，同時(shí)還可以緩解在著地時(shí)地面給支撐腿帶來(lái)的壓力，體現(xiàn)了她們技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。3)肌電圖學(xué)方面，在著地瞬時(shí)僅有半腱肌與其它七塊肌肉之間存在顯著性差異，比值為40.68%，說(shuō)明在跨步跳的著地瞬間半腱肌的用力程度明顯大于其它七塊肌肉；另外臀大肌、腹直肌和股直肌在跨步跳的踏跳過(guò)程中都起著非常重要的作用。4)動(dòng)力學(xué)方面，在跨步跳的著地瞬時(shí)，三個(gè)方向上都有不同程度的力產(chǎn)生，其中以垂直方向的分力最大，為95.69 N/kg。

[1] 張殿亮，吉艷霞.我國(guó)優(yōu)秀女子三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員二、三跳起跳技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征[J].中國(guó)體育科技，1999(10).

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