王志軍，潘利萍，周正榮，陸 青，季志祥

(1.南京體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)系 體能訓(xùn)練教研室，南京 210046； 2.南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)康復(fù)醫(yī)院，南京 210014；3.江蘇省游泳隊(duì)，南京 210014)

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應(yīng)用劃頻-速度關(guān)系結(jié)合生物力學(xué)與代謝進(jìn)行自由泳訓(xùn)練的效果研究

王志軍1，潘利萍2，周正榮3，陸 青1，季志祥3

(1.南京體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)系 體能訓(xùn)練教研室，南京 210046； 2.南京體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)康復(fù)醫(yī)院，南京 210014；3.江蘇省游泳隊(duì)，南京 210014)

采用文獻(xiàn)資料法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法和測(cè)試法，觀察10名一級(jí)以上短距離自由游泳運(yùn)動(dòng)員在接受高頻速劃訓(xùn)練后的比賽表現(xiàn)，并追蹤其100米與200米自由泳成績(jī)。結(jié)果顯示，其成績(jī)分別提高了9%和7.1%。成績(jī)有所提高的高頻速劃訓(xùn)練組，在游泳時(shí)能量消耗量減少了20%，這與劃水頻率—速度關(guān)系改變有關(guān)。研究認(rèn)為，采用基于劃水頻率—速度關(guān)系的高頻快速劃訓(xùn)練計(jì)劃，可以提高自由游泳運(yùn)動(dòng)員的能量代謝水平，最終能在不經(jīng)過陸上訓(xùn)練、超長(zhǎng)距離訓(xùn)練或賽前減量的情況下提高游泳成績(jī)。

劃頻—速度關(guān)系；自由泳；耗氧量；乳酸；游泳成績(jī)

競(jìng)技游泳的成績(jī)?nèi)Q于運(yùn)動(dòng)員采用一定的泳姿游完相應(yīng)距離所需要的時(shí)間。忽略出發(fā)和轉(zhuǎn)身，用一定的時(shí)間游完既定的距離即為劃速。達(dá)到并保持一定的劃速完成比賽，這種能力與生物力學(xué)和人體的代謝密不可分。生物力學(xué)因素主要涉及劃頻(手臂劃水周期的次數(shù)/分鐘)和劃距(米/劃水)。以往的研究表明，劃頻和劃速之間存在著一種特定的關(guān)系[1]。研究人員發(fā)現(xiàn)，高水平游泳運(yùn)動(dòng)員在高速和低速游泳時(shí)，劃水距離都比較大，他們擁有極強(qiáng)的能力來縮短劃水時(shí)間，以此來獲得較高的劃頻。國(guó)外專家Craig及其同伴發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員在比賽中的劃水距離和劃頻往往比其理論值低[2]。游泳項(xiàng)目中涉及人體代謝比較重要的是有氧和無(wú)氧的結(jié)合。游泳時(shí)人體能量消耗率是由人體阻力、凈力學(xué)效率和推動(dòng)效率決定的[3]，也可以說是與攝氧量總和、無(wú)氧酵解率及高能量磷酸鹽利用率相關(guān)，這些途徑的相對(duì)貢獻(xiàn)與比賽時(shí)的劃速和游距息息相關(guān)[4]。劃水頻率—速度關(guān)系與能耗—速度關(guān)系是否可以在個(gè)人訓(xùn)練中轉(zhuǎn)換或可以轉(zhuǎn)換多少的觀點(diǎn)并沒有得到證實(shí)。因此，最佳訓(xùn)練方法也沒有得到證實(shí)。每周50 000 m到60 000 m的超長(zhǎng)距離游泳可以說是上世紀(jì)八九十年代的傳統(tǒng)訓(xùn)練方法。長(zhǎng)距離的游泳也暗示著訓(xùn)練時(shí)速度不會(huì)很高，不能產(chǎn)生達(dá)到競(jìng)技速度所需的一些效果。并且這種超長(zhǎng)距離游泳訓(xùn)練方式有可能會(huì)給許多運(yùn)動(dòng)員造成慢性疲勞。使用長(zhǎng)距離游泳訓(xùn)練的選手往往在賽前減少訓(xùn)練量來恢復(fù)體力[5]。賽前減量的訓(xùn)練方式可以將游泳成績(jī)提高3%[6]，但是有研究表明使用該方法訓(xùn)練的大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員成績(jī)每年提高不到1%[7]，因此長(zhǎng)距離游泳訓(xùn)練方法的有效性也存在很多質(zhì)疑。該訓(xùn)練引起的慢性疲勞可能降低運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽中的成績(jī)。近來，人們意識(shí)到大部分競(jìng)技游泳都采用高劃頻以及以無(wú)氧代謝為主導(dǎo)的方式。一份研究報(bào)告顯示高速度(強(qiáng)度)訓(xùn)練可以強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)員在競(jìng)賽中的生物力學(xué)和代謝作用[8]。本研究的目的是分析“短游距—高劃速”的訓(xùn)練方法在劃水頻率—速度關(guān)系、身體能耗、代謝能力上取得的效果，并將高劃速的訓(xùn)練效果與以前標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)訓(xùn)練法的成果進(jìn)行對(duì)比，從而為競(jìng)技游泳的訓(xùn)練提供參考依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以南京體育學(xué)院一級(jí)以上水平的男子大學(xué)生游泳運(yùn)動(dòng)員10名(表1)為研究對(duì)象。實(shí)驗(yàn)前，這些運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練量是每周40 000—50 000 m。大部分情況下，實(shí)驗(yàn)前的訓(xùn)練涉及陸上練習(xí)和負(fù)重練習(xí)。首選項(xiàng)目是100 m和200 m的自由泳，其他泳姿和游距都缺乏合適的研究對(duì)象。這些游泳運(yùn)動(dòng)員都來自省三線或二線隊(duì)員并使用長(zhǎng)距離訓(xùn)練計(jì)劃。因此，這些運(yùn)動(dòng)員必須開始習(xí)慣新訓(xùn)練中的短距離和訓(xùn)練強(qiáng)度。到第二年時(shí)，游泳運(yùn)動(dòng)員將確定參加并實(shí)施該計(jì)劃。高速小組的劃頻、劃速、游泳距離、休息間隔和游泳強(qiáng)度逐漸改變，并通過訓(xùn)練消除了疲勞。四年參與過程中，研究對(duì)象的身高、體重或脂肪含量無(wú)明顯變化。

表1 研究對(duì)象基本情況(N=10)

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

查閱中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)、EBSCOhost數(shù)據(jù)庫(kù)(外文期刊)、國(guó)家圖書館以及相關(guān)官方網(wǎng)站，共檢索了多篇有關(guān)“游泳訓(xùn)練”“游泳供能特征”等方面的中外文獻(xiàn)。此外，翻閱了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、體育統(tǒng)計(jì)學(xué)及體育科學(xué)研究方法等書籍，為本研究奠定理論基礎(chǔ)。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用SPSS17.0軟件包計(jì)算所有變量的平均方差和標(biāo)準(zhǔn)方差數(shù)據(jù)。將高速小組里兩組游泳運(yùn)動(dòng)員的數(shù)據(jù)結(jié)合起來分析。將高速小組的數(shù)據(jù)作為由重復(fù)測(cè)量的方差分析(ANOVA-RM)得來的每年測(cè)量參數(shù)的函數(shù)。為簡(jiǎn)化圖標(biāo)，只顯示高速小組的平均方差數(shù)據(jù)。游泳運(yùn)動(dòng)員之間的差別不會(huì)影響方差分析(ANOVRP)， 因?yàn)槊總€(gè)研究對(duì)象本身都充當(dāng)自己的對(duì)照組。

1.2.3 測(cè)試法

生物力學(xué)參數(shù)測(cè)試：研究對(duì)象完成了一系列的游泳熱身后，他們蹬離泳池的側(cè)壁，以恒定的劃頻和劃速游到另一側(cè)(泳池寬度為25 m)。以最小的劃頻起步，并且試圖達(dá)到最大的劃距。在之后的運(yùn)動(dòng)中，保持最大劃水距離，增加劃頻直到運(yùn)動(dòng)員感覺已經(jīng)達(dá)到最大速度為止。在這之后，鼓勵(lì)運(yùn)動(dòng)員增加劃頻并且不要關(guān)注每劃距離。以較高劃頻反復(fù)游，直到劃速不再增加為止，然后確定該劃速為最大值。每次游泳時(shí)，測(cè)定在既定的劃水次數(shù)內(nèi)游出的時(shí)間和距離(約10 m)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，計(jì)算劃頻、每劃距離以及平均劃速。根據(jù)每一個(gè)劃頻以及對(duì)應(yīng)的最大劃速繪制曲線以供訓(xùn)練使用。

代謝參數(shù)測(cè)試：對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行兩種系列的代謝試驗(yàn)。第一種試驗(yàn)在游泳測(cè)試水槽中進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)員跟隨著一個(gè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)由水流量表(水速)控制其速度。運(yùn)動(dòng)員前三分鐘以0.9 m/s的速度游，之后每隔兩分鐘增加0.1 m/s，直到不能再增加為止。每一次游泳持續(xù)8—16 min。運(yùn)動(dòng)員穿戴鼻夾和套口。在每次劃速維持的第二分鐘，使用監(jiān)測(cè)平臺(tái)上的道格拉斯氣袋收集運(yùn)動(dòng)員的換氣，然后用干氣量計(jì)測(cè)量氣體體積，用醫(yī)用氣體分析儀(帕金埃爾默1100)測(cè)量氧氣和二氧化碳的比例。用標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算氧氣消耗量和二氧化碳產(chǎn)生量[9]。所有儀器設(shè)備在實(shí)驗(yàn)前都要經(jīng)過校準(zhǔn)。所得數(shù)據(jù)反映了有氧速度下能量的消耗。繪制攝氧量與劃速關(guān)系圖，然后測(cè)定最大攝氧量和能耗(攝氧量/劃速)。

為了測(cè)定高速游泳時(shí)的能耗、無(wú)氧功率和無(wú)氧容量，第二種試驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)25 m的比賽泳池進(jìn)行?？偰芰啃枨舐适菬o(wú)氧功率和有氧代謝率的差額。當(dāng)游泳時(shí)的能耗率高于有氧功率最大值時(shí)，運(yùn)動(dòng)員就會(huì)減速或者停下來。為了測(cè)定這些參數(shù)，運(yùn)動(dòng)員將根據(jù)比賽次數(shù)分為四組進(jìn)行比賽，這樣有利于競(jìng)爭(zhēng)。運(yùn)動(dòng)員先完成一個(gè)100 m的競(jìng)賽，一小時(shí)后再進(jìn)行一個(gè)200 m的。兩天后，運(yùn)動(dòng)員先完成一個(gè)50 m的競(jìng)賽，一小時(shí)后再進(jìn)行一個(gè)400 m的。 每次游完之后運(yùn)動(dòng)員立即向測(cè)試員報(bào)告并披上浴巾等待，在游泳之后7—9 min內(nèi)從肘前靜脈采集血樣，血樣經(jīng)過離心后通過酶解技術(shù)測(cè)定乳酸。鑒于之前的研究，高能量磷酸鹽的能量貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)，血液中的乳酸累積率可以通過游泳時(shí)間和乳酸濃度計(jì)算出來。假設(shè)這個(gè)值是血液中乳酸含量峰值，并且乳酸在人體內(nèi)經(jīng)過統(tǒng)一稀釋，根據(jù) diPrampero[10]的游泳數(shù)據(jù)，乳酸鹽累積率可以轉(zhuǎn)換成氧當(dāng)量(3 mlO2/mm/kg)。將高劃速游泳時(shí)乳酸鹽的氧當(dāng)量增加到最大攝氧量，并且繪制攝氧量與有氧游泳劃速之間的曲線圖。該計(jì)算方法可以反映出所有劃速對(duì)應(yīng)的能耗率(ET)，包括競(jìng)技時(shí)的劃速。在經(jīng)過50 m、100 m、200 m和400 m的游泳測(cè)試之后，可以假設(shè)乳酸濃度峰值的最大值為無(wú)氧容量最大值。

運(yùn)動(dòng)成績(jī)：根據(jù)每年的冠軍賽或達(dá)標(biāo)賽測(cè)定的成績(jī)進(jìn)行評(píng)估。比賽中電子計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間成績(jī)反映了所有競(jìng)賽距離的成績(jī)數(shù)據(jù)。

1.2.4 訓(xùn)練方法

本研究中采用的高頻速劃訓(xùn)練計(jì)劃，是根據(jù)每個(gè)游泳運(yùn)動(dòng)員在每年賽季前、中期的生物力學(xué)數(shù)據(jù)和代謝數(shù)據(jù)建立起來的。高速小組的游泳運(yùn)動(dòng)員不需要進(jìn)行陸上訓(xùn)練和體能訓(xùn)練。高速訓(xùn)練以劃頻—速度的關(guān)系為基礎(chǔ)，在四年里每個(gè)賽季初和賽季中決定劃頻和劃速，據(jù)計(jì)算，所有劃頻的劃速每年都會(huì)增長(zhǎng)10%(“改變曲線圖”)。在高速小組的四個(gè)訓(xùn)練階段中，要求每個(gè)運(yùn)動(dòng)員以特定劃速和給定劃頻進(jìn)行訓(xùn)練，也就是按照“曲線圖”游泳。在高速小組的所有訓(xùn)練課程中，由教練用游泳秒表核查每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的游泳劃速和劃頻，然后在休息間隔對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的情況進(jìn)行口頭反饋。每次訓(xùn)練前要進(jìn)行20—30 min的熱身運(yùn)動(dòng)。在熱身期間，劃速由最初的1.3 m/s逐漸提高至該訓(xùn)練階段規(guī)定的劃速。每次訓(xùn)練后有20—30 min的緩和放松運(yùn)動(dòng)，在此段時(shí)間內(nèi)劃速逐漸降低。

高速訓(xùn)練的總體原則是將每個(gè)游泳運(yùn)動(dòng)員的觀察訓(xùn)練的曲線圖變成為一個(gè)新的理論曲線圖，并且教會(huì)運(yùn)動(dòng)員通過提高每劃距離來實(shí)現(xiàn)理想的新劃速。根據(jù)觀察到的劃速和劃頻給出口頭反饋，以提高游泳運(yùn)動(dòng)員的劃水效率，從而初步實(shí)現(xiàn)該計(jì)劃。第一階段或生物力學(xué)階段通過低速達(dá)成后，游泳運(yùn)動(dòng)員可以集中練習(xí)新的生物力學(xué)劃水模式。如果游泳運(yùn)動(dòng)員能通過兩個(gè)連續(xù)訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)理想的劃頻及劃速，那么就可以適時(shí)增加劃頻和劃速，但應(yīng)讓運(yùn)動(dòng)員保持每劃距離(按照“曲線圖”游)。由于該訓(xùn)練階段需通過增加強(qiáng)度將每劃距離最大化，因此，運(yùn)動(dòng)員的肌肉組織也得到加強(qiáng)。該訓(xùn)練階段大約持續(xù)兩到三周。平均劃速最初為1.32 m/s，經(jīng)過兩到三周后提高到1.56 m/s。

當(dāng)游泳運(yùn)動(dòng)員可以通過設(shè)定的劃頻達(dá)到理想劃速時(shí)，便可轉(zhuǎn)至第二訓(xùn)練階段。如果運(yùn)動(dòng)員沒能夠在兩周之內(nèi)完成該改變，可將其新曲線圖調(diào)整為在第一階段達(dá)到的每劃最大距離。總體來說，生物力學(xué)模式的建立涉及到更多劃水動(dòng)作的劃臂和伸肩，通過加強(qiáng)入水和前期拉水，并將過肩后的推水動(dòng)作減到最少。鼓勵(lì)運(yùn)動(dòng)員“浮于水上”并減少腿部打水動(dòng)作。

當(dāng)運(yùn)動(dòng)員可以在最大有氧代謝情況下完成其曲線圖時(shí)，就可以開始進(jìn)行訓(xùn)練計(jì)劃的第二階段(有氧代謝階段)。第二階段訓(xùn)練計(jì)劃是提高最大有氧功率和乳酸閾。訓(xùn)練包括讓運(yùn)動(dòng)員按照曲線圖以其僅能維持十分鐘的速度(最大攝氧量的115%至129%)游。然后，運(yùn)動(dòng)員以其最大攝氧量的60%繼續(xù)游十分鐘以優(yōu)化乳酸閾。在一小時(shí)的訓(xùn)練中依此重復(fù)三次，并將該訓(xùn)練模式持續(xù)六至七周，研究對(duì)象的代謝能力有所提高，平均劃速會(huì)由1.61 m/s提升至1.81 m/s。

第三階段(無(wú)氧代謝階段)的訓(xùn)練計(jì)劃是提高劃頻以實(shí)現(xiàn)最大劃速，保持或提高最大攝氧量，并增加無(wú)氧代謝體系的訓(xùn)練。此階段持續(xù)15至16周，運(yùn)動(dòng)員可以逐漸提高劃頻和劃速，但仍按照其曲線圖游。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員可以在連續(xù)兩次訓(xùn)練中全程都達(dá)到規(guī)定劃頻及劃速時(shí)，可以增加其劃頻。此階段開始時(shí)，每游25 m休息15 s，依此重復(fù)16次為一系列，然后休息一分半鐘，堅(jiān)持訓(xùn)練一小時(shí)。在運(yùn)動(dòng)員可以在連續(xù)兩次訓(xùn)練中按照曲線圖游滿1個(gè)小時(shí)后，休息間隔減少到10 s。在25 m游泳訓(xùn)練重復(fù)一小時(shí)后，可將游泳距離增加到50 m，并將休息間隔設(shè)定為30 s，依此重復(fù)16次為一系列。如果運(yùn)動(dòng)員達(dá)到此水準(zhǔn)，便將休息間隔逐漸減少至20 s。盡管游泳距離較短，但休息間隔也比較短。如此一來，有氧代謝和無(wú)氧代謝體系在這1小時(shí)的練習(xí)中均被調(diào)動(dòng)起來。由于訓(xùn)練中劃頻和劃速逐漸增加，運(yùn)動(dòng)員不會(huì)感到疲勞。然而，如果運(yùn)動(dòng)員在給定訓(xùn)練內(nèi)沒有保持其劃頻和劃速，其劃頻和劃速要被降低到先前的水平，直到恢復(fù)為止。運(yùn)動(dòng)員在第三階段所能達(dá)到的最大劃頻和劃速，便是他們?cè)诟?jìng)賽中游泳的劃頻和劃速。

訓(xùn)練計(jì)劃的第四階段是在最終比賽前的3周。這一階段包括游半小時(shí)的25 m游泳，之后休息10 s，并逐漸增加劃頻和劃速。此計(jì)劃不包括賽前減量(傳統(tǒng)意義上的)。游泳運(yùn)動(dòng)員保持訓(xùn)練，一直到比賽的前三天才停止。

所有四個(gè)階段的訓(xùn)練循環(huán)進(jìn)行，兩天高速訓(xùn)練和兩天恢復(fù)性訓(xùn)練交替進(jìn)行。高速訓(xùn)練日遵循上述計(jì)劃進(jìn)行。兩天的恢復(fù)性訓(xùn)練包括短時(shí)間(少于15 s)游泳和兩到三分鐘的休息間隔。同時(shí)，恢復(fù)性訓(xùn)練還包括低速短距離游泳熱身訓(xùn)練?；謴?fù)性訓(xùn)練日著重強(qiáng)調(diào)游泳技術(shù)以及出發(fā)和轉(zhuǎn)身技術(shù)。兩天高速訓(xùn)練將壓力最大化，而兩天恢復(fù)性訓(xùn)練給予運(yùn)動(dòng)員完全的恢復(fù)，因此，運(yùn)動(dòng)員在每個(gè)高速訓(xùn)練日得到了高質(zhì)量訓(xùn)練卻不會(huì)帶來慣性疲勞。兩天高速訓(xùn)練和兩天恢復(fù)性訓(xùn)練的安排計(jì)劃在訓(xùn)練日減少了肌肉疲勞，并在休息日確保了糖原儲(chǔ)存的完全恢復(fù)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖1繪制出了第一年測(cè)試前(最初)以及第一、二、三、四年賽季末的劃水頻率—速度關(guān)系。其中，劃速為劃頻的函數(shù)。數(shù)據(jù)源于所有自由泳運(yùn)動(dòng)員的平均值。第二、三、四年的數(shù)據(jù)明顯大于第一年的數(shù)值(重復(fù)測(cè)量的方差分析ANOVA-RM，p<0.05)。

圖1 運(yùn)動(dòng)員劃水頻率—速度關(guān)系的數(shù)據(jù)圖

在生物力學(xué)參數(shù)方面，定性地看來，訓(xùn)練并未影響劃水頻率—速度關(guān)系圖形。所有劃頻劃速比第一年有明顯提高，增長(zhǎng)為26%。該增長(zhǎng)是由于提升了每劃最長(zhǎng)距離(16%)和最高劃頻(8%)。經(jīng)檢測(cè)，在被測(cè)劃頻范圍內(nèi)的劃速變量系數(shù)范圍為12%至21%。劃水頻率—速度關(guān)系在特定一年內(nèi)的變化為賽季前、中期占約50%，賽季中、后期占約50%。

圖2 運(yùn)動(dòng)員有氧代謝和無(wú)氧代謝的相關(guān)數(shù)據(jù)圖

圖2的數(shù)軸為氧當(dāng)量，將其繪制為游泳劃速的函數(shù)。數(shù)據(jù)是第一年測(cè)試前(最初)和第一、二、三、四年賽季末測(cè)試的平均值。實(shí)線為直接測(cè)量值，其最高點(diǎn)代表最大攝氧量。虛線由乳酸含量推測(cè)而來。第一、二、三、四年賽季末所有劃速下的能量消耗值明顯比最初的測(cè)試值小(重復(fù)測(cè)量的方差分析ANOVA-RM，p<0.05)。第一、二、三、四年賽季末的最大攝氧量、最大劃速值和最大能量輸出值均明顯比最初的測(cè)試值大(重復(fù)測(cè)量的方差分析ANOVA-RM，p<0.05)。

從代謝參數(shù)來看，圖2的數(shù)據(jù)顯示，游泳的能量消耗(攝氧量/劃速，表示為氧當(dāng)量)在有氧和競(jìng)爭(zhēng)速度的范圍內(nèi)明顯減少。定性地看，曲線形狀相似。1.2 m/s的能量消耗率的變化占30%，1.6 m/s的占56%。后者反映了第一年內(nèi)觀察到的最高劃速。

圖2也顯示了有氧條件下(31%)可維持的最快速度和四年內(nèi)增長(zhǎng)的最快速度(27%)。四年訓(xùn)練中的最高有氧代謝增長(zhǎng)范圍為第一年由3.28±0.12 L/min升至3.93±0.21 L/min；第二年由3.93±0.21 L/min升至4.32±0.542 L/min；第三年由4.32±0.542 L/min升至4.64±0.57 L/min；第四年由4.64±0.57 L/min升至4.86±0.63 L/min。這些增長(zhǎng)代表了從第一年到第四年VO2(攝氧量)分別增長(zhǎng)了20%、9%、8%和5%，總增長(zhǎng)達(dá)48%。

第一年測(cè)試前(最初)以及第一、二、三、四年賽季末游泳結(jié)束后乳酸濃度的最高值分別為8.71±0.59 mM；11.06±0.83 mM；11.29±0.71 mM； 11.97±1.29 mM以及11.59±0.88mM。在第一年里，乳酸的峰值顯著增加27%。然而在第二年、第三年以及第四年該值并未發(fā)生明顯變化。這些乳酸峰值分別代表著無(wú)氧容量為1.93升/氧當(dāng)量、2.48升/氧當(dāng)量、2.54升/氧當(dāng)量、2.69升/氧當(dāng)量以及2.61升/氧當(dāng)量，導(dǎo)致在四年的訓(xùn)練期間無(wú)氧容量總共增長(zhǎng)了35%，(有氧+無(wú)氧)總能力的最高值從8.95升/氧當(dāng)量增長(zhǎng)到9.36升/氧當(dāng)量，然后再增到9.77升/氧當(dāng)量、10.0升/氧當(dāng)量以及10.36升/氧當(dāng)量。這意味著在游泳時(shí)總能力方面增長(zhǎng)了16%。

從成績(jī)來看，100 m到200 m比賽包括短距離以及中距離比賽。在第一年至第四年期間，100 m比賽成績(jī)提升的比例分別為2%、3%、2%和2%，總增長(zhǎng)比例為9%；而在第一年至第四年期間， 200 m比賽成績(jī)提升的比例分別為1.9%、2.1%、1.8%和1.3%，總增長(zhǎng)比例為7.1%。根據(jù)之前的報(bào)道，傳統(tǒng)長(zhǎng)距離訓(xùn)練計(jì)劃中游泳運(yùn)動(dòng)員的100 m及200 m比賽的成績(jī)提高比例為1%—3%或者更少[11]，而該計(jì)劃中，運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的提高比例為9%和7.1%。

在這些具有競(jìng)爭(zhēng)性的比賽中，高頻速劃訓(xùn)練組的教練對(duì)每個(gè)游泳運(yùn)動(dòng)員的劃速以及速度進(jìn)行測(cè)定，以確保所有的游泳運(yùn)動(dòng)員按照自己的曲線游泳，繼而確保所有游泳運(yùn)動(dòng)員都可以取得最優(yōu)成績(jī)。

在游泳成績(jī)的提升方面，對(duì)于100 m和200 m以外的其他距離的自由泳，或者只有2名至4名游泳運(yùn)動(dòng)員參加的其他泳姿，其成績(jī)與高頻速劃訓(xùn)練組和長(zhǎng)距離組在100 m和200 m自由泳中的成績(jī)相似。在過去的四年間，50 m、400 m以及1 500 m自由泳的提升比例分別為4.59%、4.42%和4.89%。在這四年期間，對(duì)仰泳、蛙泳以及蝶泳的所有距離游泳而言，提升比例則分別為5.8%、4.6%和6.3%。

3 討論

該研究表明，游泳運(yùn)動(dòng)員通過本研究所描述的高頻速劃訓(xùn)練計(jì)劃，充分提升了他們的游泳動(dòng)作技巧和代謝能力，100 m和200 m自由泳的提升比例分別為9%和7.1%，該提升比例顯著高于傳統(tǒng)長(zhǎng)距離訓(xùn)練中所觀察到的1%-3%的提升水平。

該計(jì)劃的獨(dú)特之處在于游泳運(yùn)動(dòng)員采用劃頻—?jiǎng)澦偾€的訓(xùn)練計(jì)劃。首先，他們進(jìn)行低速訓(xùn)練，以提高劃距。第二，他們進(jìn)行最高速度的訓(xùn)練，以便可以保持每劃的最大距離(最大需氧量、無(wú)氧容量、劃臂動(dòng)作以及肌肉強(qiáng)度)。第三，他們進(jìn)行漸進(jìn)式劃速以及劃水速率提升訓(xùn)練，直到達(dá)到最大值(保持需氧量、劃水頻率、無(wú)氧容量、最大劃頻和劃速)。此研究中，游泳運(yùn)動(dòng)員并未參加體能訓(xùn)練。在過去的二十年間，有人推薦使用超長(zhǎng)距離訓(xùn)練以增加游泳運(yùn)動(dòng)員的有氧運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)[12]。然而，大約十年前，也有人提議訓(xùn)練需著重提升動(dòng)作效率[13]。該類訓(xùn)練包括低劃頻訓(xùn)練，這一訓(xùn)練在達(dá)到較長(zhǎng)的劃距后，逐漸提高劃速并縮短休息間隔(按曲線游泳)。之前也曾有人建議最佳的游泳訓(xùn)練手段應(yīng)該提升動(dòng)作效率和代射水平[3]。雖然游泳運(yùn)動(dòng)員遵守所規(guī)定的訓(xùn)練距離、休息間隔甚至是劃頻，但不能準(zhǔn)確判斷劃速或練習(xí)強(qiáng)度[12]。

3.1 生物力學(xué)相關(guān)參數(shù)分析

之前曾有這樣的研究[14]：與實(shí)力較弱的游泳運(yùn)動(dòng)員相比，優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員的劃頻—?jiǎng)澦偾€上移且偏右，即劃距更長(zhǎng)，劃頻和劃速更高，這與游泳能量逐漸消耗有關(guān)[15]。優(yōu)秀的游泳成績(jī)與較高的劃速、較長(zhǎng)的劃距以及在整個(gè)比賽中保持這些的能力有密切關(guān)系[16]。對(duì)于大多數(shù)優(yōu)秀的游泳運(yùn)動(dòng)員來講，在一次特定的劃水中，劃頻—?jiǎng)澦偾€的形狀都是類似的[11]。因此，成績(jī)的提升需將該曲線上移且偏右。本研究中的數(shù)據(jù)表明，將劃頻—?jiǎng)澦偾€每年移動(dòng)10%，或者四年間移動(dòng)40%，理論上是可以實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)行長(zhǎng)距離訓(xùn)練的游泳運(yùn)動(dòng)員可能在劃頻—?jiǎng)澦偾€上沒有較大的變化。后續(xù)的假設(shè)需通過對(duì)現(xiàn)今大量進(jìn)行超長(zhǎng)距離訓(xùn)練的游泳運(yùn)動(dòng)員的測(cè)試來進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2 相關(guān)代謝參數(shù)分析

最大需氧量：該計(jì)劃在最大需氧量115%—125%的情況下采用3次10分鐘游泳。在這些游泳訓(xùn)練中，乳酸以1—1.5 mM/分的速率增長(zhǎng)，10分鐘后，乳酸鹽量達(dá)到最大值。 每個(gè)回合之間允許10分鐘的慢游(60%最大攝氧量)。通過這個(gè)過程，可以清除血液中的乳酸鹽[10]。在游泳過程中，水平較低的游泳運(yùn)動(dòng)員的最大需氧量相當(dāng)?shù)?3.0—3.5 升/分鐘)[17]。在第一年，本研究以及其他研究[8]中水平較高的運(yùn)動(dòng)員的最大攝氧量(3.5—4.0升/分鐘)與之前研究報(bào)道的水平較低的游泳運(yùn)動(dòng)員相似。據(jù)報(bào)道，進(jìn)行超長(zhǎng)距離訓(xùn)練，一個(gè)賽季可提升最大攝氧量4%—11%[17]。然而在本研究中，最大攝氧量在第一年提升了20%，且總共提升了40%。 其他研究表明，將每天的訓(xùn)練距離從4 000 m增加到8 000 m時(shí)并不會(huì)對(duì)游泳成績(jī)或者代謝能力產(chǎn)生重大影響[18]，且超長(zhǎng)距離訓(xùn)練5個(gè)月也未顯著增加最大攝氧量[19]。10天內(nèi)增加訓(xùn)練距離(8 000米/天)并不會(huì)提高游泳成績(jī)、有氧容量或者是肌肉檸檬酸合成酶水平。但是，其肌原糖含量會(huì)比訓(xùn)練距離為4 000米/天時(shí)低[20]。也許，低強(qiáng)度游泳訓(xùn)練并不能為增加最大攝氧量提供足夠的動(dòng)力。本計(jì)劃和前研究[8]中的高強(qiáng)度訓(xùn)練可用于提高最大攝氧量。以下研究成果得到了這些數(shù)據(jù)的證實(shí)：游泳成績(jī)的提高與游泳平均速度(強(qiáng)度)密切相關(guān)，而與訓(xùn)練距離或者劃頻無(wú)關(guān)。

游泳成績(jī)與血液中的乳酸含量也存在一定的關(guān)系[21]。本研究中的數(shù)據(jù)表明，在過去的四年期間通過高速度訓(xùn)練，無(wú)氧貢獻(xiàn)(功率)與游泳成績(jī)的比率增加了16%。且在這四年間，乳酸鹽峰值的最大值增加了35%。之前的研究表明，通過中等強(qiáng)度的訓(xùn)練，8周高劃速訓(xùn)練可將乳酸鹽增加20%。

對(duì)于50 m至100 m的高速間歇游泳，與休息間隔為10 s的游泳相比，休息間隔為30 s的訓(xùn)練所產(chǎn)生的乳酸鹽量更低。本研究中的高頻速劃訓(xùn)練采用25 m的游泳間距，最初休息時(shí)間為30 s ，后來降至10 s，從而將游泳劃速和耗氧量最大化，同時(shí)延緩了肌肉或者血液酸中毒所引起的對(duì)運(yùn)動(dòng)的限制。此外，無(wú)氧功率增加的幅度高于無(wú)氧容量(按照乳酸濃度進(jìn)行評(píng)估)，這意味著通過組織可以增加乳酸鹽的緩沖。

3.3 身體特征分析

跟其他研究報(bào)道類似[22]，該研究中游泳運(yùn)動(dòng)員都擁有類似的體型及構(gòu)成，且這些參數(shù)在這四年訓(xùn)練期間未發(fā)生顯著變化。因此，此處所觀察到的運(yùn)動(dòng)水平的提高并非是由體質(zhì)的增加或者游泳技術(shù)熟練引起的。

4 結(jié)論

本研究討論了在無(wú)體能訓(xùn)練及傳統(tǒng)賽前減量的情況下，參加高劃速和短距離計(jì)劃的游泳運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技游泳成績(jī)。在游泳運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中，一個(gè)主要因素是利用劃頻和劃速之間的關(guān)系逐步增加游泳訓(xùn)練強(qiáng)度。在高頻速劃訓(xùn)練計(jì)劃中，游泳成績(jī)的提升主要表現(xiàn)為劃頻—?jiǎng)澦僖约澳芰俊俣鹊奶嵘?。在所有的劃頻下，每劃距離不斷增加，使得在所有的劃速下，游泳能耗都有所降低。此外，最大有氧功率、無(wú)氧功率和氧容量都顯著增加，以便達(dá)到并保持高速。

據(jù)合理推斷，低強(qiáng)度訓(xùn)練計(jì)劃未能提供足夠的壓力或者適當(dāng)?shù)膭?dòng)力以實(shí)現(xiàn)最佳適應(yīng)。傳統(tǒng)訓(xùn)練有可能會(huì)導(dǎo)致糖原減少以及慢性疲勞，同時(shí)會(huì)降低訓(xùn)練以及競(jìng)技水平。觀測(cè)結(jié)果也證明了這一點(diǎn)：在訓(xùn)練期間，長(zhǎng)距離訓(xùn)練會(huì)降低短距離游泳成績(jī)，或者阻止各項(xiàng)能力的提升。長(zhǎng)距離訓(xùn)練需要進(jìn)行賽前減量以恢復(fù)游泳成績(jī)，但成績(jī)的提升仍明顯低于本研究中高速劃水訓(xùn)練計(jì)劃中所得到的結(jié)果。本研究的訓(xùn)練計(jì)劃設(shè)置了訓(xùn)練期間的固定休息間隔，且每天最大強(qiáng)度訓(xùn)練限制為一個(gè)小時(shí)。

本研究的結(jié)果說明此高速訓(xùn)練計(jì)劃是有一定效果的。而且，那些過分注重陸上體能訓(xùn)練以及長(zhǎng)距離或者超長(zhǎng)距離訓(xùn)練的方法有待重新評(píng)估。雖然該研究無(wú)法驗(yàn)證游泳訓(xùn)練的其他方面，但是該新穎、非傳統(tǒng)的訓(xùn)練可能同樣適應(yīng)于優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員以及更多普通的運(yùn)動(dòng)員。

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Research on the Effect of Stroke Frequency-Speed Relationship Combined with Biomechanics and Metabolism on Freestyle Swimming Training

WANG Zhi-jun1, PAN Li-ping2, ZHOU Zheng-rong3, LU-qing1, JI Zhi-xiang3

(1.Teaching and Research Center of Physical Training, Department of Sports Training, Nanjing Institute of Physical Education, Nanjing 210046, China; 2. Hospital of Physical Exercise Rehabilitation, Nanjing Institute of Physical Education; Nanjing 210014, China; 3. Jiangsu Provincial Swimming Team, Nanjing 210014, China)

Using literature review, mathematical statistics and test method, this study observes the competition performance after training of high frequency and fast stroke of ten short-distance swimming athletes above first grade sportsman, and keeps track of their competition performances in 100-meter and 200-meters freestyle swimming. The results shows that their performances have increased by 9% and 7.1% respectively. In the group of high frequency and fast stroke which has got a better performance, energy consumption has reduced by 20%, and this is linked with the changes in the relationship of stroke frequency and speed. This study suggests that the training plan of high frequency and fast stroke based on stroke frequency-speed relationship can improve the energy metabolic level of free swimming athletes, eventually improve the swimming performance without training on land, long distance training and training reduction before competition.

stroke frequency-speed relationship; freestyle swimming; oxygen consumption; lactic acid; swimming performance

2014-12-18

南京體育學(xué)院院級(jí)項(xiàng)目(YJ201306)

王志軍(1970-)，男，江蘇南通人，副教授，碩士，研究方向?yàn)轶w育教學(xué)與訓(xùn)練。

G804.2

A

1008-3596(2015)02-0067-06