黎涌明,　吳貽剛,　任　杰,　施之皓

(1.上海體育學院 體育教育訓練學院,上海 200438; 2.上海體育學院 國際教育學院,上海 200438;3.上海體育學院 中國乒乓球學院,上海 200438)

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乒乓球項目的生物學特征及其未來研究展望

黎涌明1,吳貽剛2,任杰3,施之皓3

(1.上海體育學院 體育教育訓練學院,上海 200438; 2.上海體育學院 國際教育學院,上海 200438;3.上海體育學院 中國乒乓球學院,上海 200438)

綜述國內有關乒乓球項目的研究文獻,對乒乓球運動員和項目的相關特征進行總結。分析表明：乒乓球運動員在形態(tài)學和生理學方面的特征與普通人群類似，腰、膝、腕和肩是傷病的易發(fā)部位；乒乓球是一項間歇式運動,比賽中的回合時間只占總比賽時間的20%～30%,平均單個回合時間為3～5 s；乒乓球項目有限的生物力學研究主要集中于人體和器材的生物力學上；各項生理學指標均顯示乒乓球比賽(和訓練)的強度只屬于中等強度,乒乓球比賽的能量供應以有氧和磷酸原供能為主。未來乒乓球項目生物學特征的研究需要開展更多的實驗性研究,注重從動作角度預防高水平運動員的傷病,并加強乒乓球比賽和訓練的能量代謝特征研究,以促進這一項目在大眾健身領域普及。

乒乓球項目;生物學特征;比賽特征;損傷

乒乓球是一項全球性的運動項目,全世界共有200多個國家和地區(qū)開展此項運動。在國際乒聯(lián)2015年10月公布的世界排名中,成年男子和女子的前100名運動員分別來自34和25個國家和地區(qū),其中中日韓三國共占33%(男子)和44%(女子),是世界乒乓球項目的大國。然而,作為一項奧運會比賽項目,乒乓球項目在奧運會上的格局卻呈現(xiàn)一邊倒的局面。我國乒乓球運動員在近6屆奧運會中共獲得該項目55.3%的獎牌,是乒乓球項目名符其實的大國和強國。有文獻[1]對多國競技體育的調查表明,一個國家在某一項目上的成功主要歸咎于財政支持、政策制定、體育參與、選材和培養(yǎng)體系、運動生涯和退役支持、訓練設施、教練員培養(yǎng)、國際比賽和科學研究這9個因素。本文擬通過對國內外研究文獻的分析,探究乒乓球項目在科學研究方面的現(xiàn)狀,并主要從生物學(運動生理學和運動生物力學)的角度了解與乒乓球運動員和乒乓球項目相關的特征,為乒乓球項目訓練的安排和科研的實施提供參考。

1　國內外乒乓球項目研究現(xiàn)狀

通過搜索中國知網體育類核心期刊(2015年10月24日,文題搜索,搜索詞為“乒乓球”)發(fā)現(xiàn)，國內期刊在過去57年共刊發(fā)846篇文獻,歷年刊發(fā)的文獻呈上升趨勢,進入21世紀刊發(fā)文章數(shù)基本在25篇以上。如果將這些文獻按專題領域進行劃分可以發(fā)現(xiàn)，68%(577篇)的文獻屬于技戰(zhàn)術、格局/現(xiàn)狀/對策/賽制、心理和其他4大專題領域,而生物力學和生理學/醫(yī)學相關的文獻只有59篇(7%)。如果將可能存在實/試驗性研究的領域(心理學、訓練/體能/選材、課程/教學、生物力學、生理學/醫(yī)學)的374篇文獻進行統(tǒng)計,只有69篇(18%)屬于實/試驗性文獻。表明盡管國內對乒乓球項目的研究文獻較多,但大部分集中于技戰(zhàn)術領域和人文社會學領域,自然學科領域尤其是實驗類的研究并不多。在我國運動訓練領域,乒乓球被定義為“技能主導類”項目,但作為一項“人”的運動,對乒乓球項目特征的認識有待從生理學和生物力學2個角度進行更為全面的認識。

同樣以“table tennis”為文題搜索詞,在Google Scholar、Web of Science和Ebsco體育運動全文數(shù)據庫對國外乒乓球項目相關文獻進行搜索(搜索時間為2015年10月),共搜索到47篇文獻,其中有26篇屬于生物力學和生理學/醫(yī)學領域(55.3%)。這26篇文獻中實驗性文獻為24篇(92.3%)。盡管我們不能確保搜索到了國外有關乒乓球項目的所有文獻,尤其是有關乒乓球項目人文社會科學方面的相關文獻,但是有限的證據表明,國外對乒乓球項目的研究相對較少。然而,與國內文獻情況不同的是,國外有限的乒乓球文獻中有相當高比例的文獻屬于生物力學和生理學/醫(yī)學研究領域,其對乒乓球項目進行了更多的實驗性研究。國外對乒乓球項目研究較少的原因可能包括項目參與人口少(不易獲得實驗對象,尤其是高水平的實驗對象)和財政支持少(在乒乓球項目科學研究方面的投入少)。國外更多的實驗性研究也為了解乒乓球項目的生理學和生物力學特征提供依據。

2　對乒乓球運動員特征的認識

2.1乒乓球運動員的形態(tài)學特征乒乓球運動員在形態(tài)學方面似乎與普通人群無明顯差異。表1是國內外文獻所報道的乒乓球運動員的形態(tài)學數(shù)據,這些文獻中的乒乓球運動員水平各異(業(yè)余水平到世界冠軍),年齡跨度較大(9～28歲)。文獻中有5篇的研究對象屬于國際水平,他/她們分別來自巴西[2-4]和日本[5-6]國家隊，其數(shù)據表明,國際級乒乓球運動員年齡≥18歲,身高170～180 cm(男子)[3-6],體重60～70 kg(男子)[3-6],體脂率14.7%(男子)[3-4]。由于來自不同運動水平和年齡的運動員,其他數(shù)據并不能較好地反映相應群體的形態(tài)學特征。

表1　文獻報道中乒乓球運動員的形態(tài)學特征

續(xù)表1

作 者國家n 性別 運動員水平 訓練年限/a 年齡/歲身高/cm體重/kg體脂率/%Sperlichetal.,2011[19]德國7男國少隊1416560.5Barbierietal.,2013[20]巴西8男參加國家級比賽15.9王艷等,2013[21]中國11女小學組9.814337.528男小學組9.514240.814女中學組12.915748.837男中學組12.816255.6李安民等,2011[22]中國15男≥二級10.720.3林麗珍等,2009[23]中國40女國家青少年集訓隊7.514.740男國家青少年集訓隊8.315.7肖丹丹等,2008[24]中國10男≥二級112067177尹彥等,2013[25]中國10+10男+女≥二級112160170文燁,2012[26]中國8男省優(yōu)秀6.52169172

此外,由于只有生理學和生物力學的實驗性研究才會報道受試者的形態(tài)學信息,而這2個領域的實驗性研究又非常有限,因此，有關乒乓球運動員(尤其是高水平)的形態(tài)學特征的報道并不多。盡管國內有一些乒乓球項目生理學和生物力學的實驗性文獻,但是國內學者對“研究對象”的描述過于簡單,未完整涵蓋有如年齡、性別、身高、體重、體脂率/體重指數(shù)、訓練年限等信息,這在一定程度上也影響了文獻的科學性和嚴謹性。

表2　文獻報道中乒乓球運動員的最大攝氧量

由于乒乓球一直被認為是“技能主導型”項目,國內外對乒乓球運動員生理學特征的研究非常有限。鑒于乒乓球項目低生理學要求和訓練低生理學強度的原因,乒乓球運動員的有氧和無氧能力均列各運動項目之末。世界水平的乒乓球運動員生理學能力略好于普通人群,而非世界水平的乒乓球運動員生理學能力與普通人群類似。

2.3乒乓球運動員的傷病特征盡管乒乓球項目訓練、比賽和生理學強度并不高,但是乒乓球運動員的傷病不可忽視。Junge等[33]對2008年北京奧運會的所有參賽隊員進行了傷病調查,發(fā)現(xiàn)乒乓球運動員的傷病率為5.2%(172名運動員中有9名),這一水平的傷病率盡管低于一些集體球類項目和同場對抗類項目(>10%),但略高于所有項目的平均水平(4.7%)。Majewski等[34]對瑞士一家醫(yī)院連續(xù)10年由專項運動導致的膝關節(jié)損傷進行了研究,發(fā)現(xiàn)乒乓球運動員的膝傷率位列所有運動項目的倒數(shù)第二(0.03%,123 653名乒乓球俱樂部會員中有37例)。故有必要了解乒乓球運動員這一群體的常見傷病部位。

Shida等[35]1992年對參加日本乒乓球聯(lián)賽的303員大學生運動員(男子166名,女子137名)進行了傷病相關的問卷調查(問卷回收率為95.3%),結果發(fā)現(xiàn)59.4%的運動員存在傷病,其中排名前五的傷病部位分別是腰(23.5%)、膝(13.4%)、腕(10.4%)、肩(10.1%)和踝(7.9%)。此外,調查數(shù)據還顯示,約70%的傷病發(fā)生在高中階段,運動員的首次傷病發(fā)生在始訓后的5.9 a(此時的周訓練量為26.5 h)[35]。這些研究表明,乒乓球運動員的損傷仍需要引起重視,運動員受傷的概率將隨著訓練年限和周訓練量的增加而增加,重復性的腰部旋轉、下肢蹬伸和上肢揮動可能帶來運動員腰、膝、腕和肩部的慢性損傷。

對于乒乓球運動員傷病的預防和康復,有必要加強發(fā)力的動作技術(靈活性、穩(wěn)定性和功能化)和訓練后的放松,以及注意非發(fā)力側的身體訓練,并定期對運動員進行動作的評估。Barczyk-Pawelec等[36]對40名乒乓球運動員(11～26歲,訓練年限為1～20 a)進行了姿態(tài)方面的研究,發(fā)現(xiàn)乒乓球運動員普遍存在駝背,以及水平面和額狀面的非對稱,乒乓球訓練年限與雙肩水平傾角呈顯著性相關。駝背可能與乒乓球運動員對準備姿勢時軀干的三點一線(后腦勺、上背和骶部)的忽視有關,非對稱則可能與乒乓球的單邊發(fā)力特征有關。Barczyk-Pawelec等[37]的研究結果也得到了來自功能動作篩查(FMS)領域研究結果的支持。15名乒乓球國家隊運動員功能動作篩查的得分只有14.14分,處于所測試的11個項目國家隊運動員的平均水平,其中得分最低的2個測試動作分別是肩部靈活性(1.20分)和俯臥撐(1.47分,反映軀干穩(wěn)定性)。

3　對乒乓球項目特征的認識

3.1乒乓球項目的比賽特征與其他球拍類運動項目類似,乒乓球屬于間歇式運動項目,運動員需要不斷地做功(回合)和休息(回合間歇),以贏得一分、一局或一場比賽為目的。盡管乒乓球項目一場比賽的持續(xù)時間可達10 min[10],但是這其中除去撿球、休息等非回合時間,剩余的回合時間只占總比賽時間的20%～30%[10],此比例要低于其他球拍類項目(羽毛球33.3%[38]、網球37%[39]、壁球70%[40])。此外,跟其他球拍類項目相比,乒乓球比賽的平均回合時間(3～5 s[6,10])也較短(羽毛球7.4 s[38]、網球10.2[39]、壁球18.6 s[40])。

圖1為對20名國家級和地區(qū)級乒乓球運動員的800多個回合的持續(xù)時間和間歇時間的頻次分析,可以看出約60%回合的持續(xù)時間在1.5～3.5 s(持續(xù)時間>5.5 s的回合只占約10%),約55%的回合間歇時間<7.5 s[10]。不過,這些數(shù)據并不包含削球運動員,削球運動員比賽的回合持續(xù)時間相對更長[6]。與回合持續(xù)時間相對應的是每個回合的板數(shù),對巴西國家級和地區(qū)級運動員的比賽分析結果(不包括削球選手)顯示這個板數(shù)為3.9[6],而對日本全國冠軍和世界冠軍的比賽統(tǒng)計表明,納入削球運動員將導致統(tǒng)計的回合板數(shù)增加[6]。2000年,國際乓聯(lián)將乒乓球直徑由38 mm改為40 mm,這也導致了比賽每回合的擊球次數(shù)增加,一定程度上提高了比賽的觀賞性[41]。

3.2乒乓球項目的生物力學特征乒乓球項目生物力學的相關研究可分為人體運動的生物力學和器材(球和球拍)運動的生物力學兩大類。對國內核心期刊的檢索發(fā)現(xiàn),對乒乓球項目人體運動和器材運動的生物力學文獻分別為11和20篇。對乒乓球項目人體運動的生物力學研究主要涉及上肢力量特征[42-45]、上/下肢或球拍運動學特征[46-49]、地面支撐力[50]3個方面;對乒乓球器材的生物力學研究主要涉及乒乓球旋轉[51-53]、乒乓球擊球[45，54-57]、乒乓球軌跡[58]等方面。國外對乒乓球項目生物力學的研究同樣非常有限,這些研究主要是有關上肢旋轉對球拍速度的影響[5]、球拍質量和揮拍頻率對球旋轉的影響[13]、乒乓球小球改大球對比賽特征的影響[41]、不同指標對乒乓球旋轉的影響[59]等幾個方面。乒乓球項目生物力學特征有待更多的研究。

注:對象為國家級和地區(qū)級運動員,回合數(shù)n=856[左圖]和n=823[右圖]

圖2　德國青少年國家隊隊員乒乓球比賽中的心率、血乳酸和自主疲勞度[19]

盡管乒乓球為非周期類運動項目,但是為了提高特定技術動作的嫻熟度,乒乓球運動員常采用單一動作的重復性練習(如正手前沖弧圈200球練習[19]),而這種練習屬于周期性練習。對于周期性運動項目,不同運動方式的最大乳酸穩(wěn)態(tài)并不相同[63],Zagatto等[3]對乒乓球單一動作的重復性練習進行了最大乳酸穩(wěn)態(tài)的研究(但持續(xù)時間只有20 min),發(fā)現(xiàn)對應的乳酸值 為3.5 mmol·L-1。這一結果為以乒乓球特定技術動作為一種周期性練習的訓練強度制定提供一定的生理學基礎。

4　乒乓球項目生物學特征的未來研究方向

4.1加強乒乓球項目生物學特征的實驗性研究我國是乒乓球大國和強國,競技體育獎牌(55.3%的奧運獎牌)和研究領域文獻(核心期刊發(fā)文約25篇/a)的數(shù)量都足以為證；但這些“大”和“強”與我國對乒乓球項目的生物學特征的認識水平并不相符,我國對乒乓球項目亟待開展更多生物學科(運動生理學和運動生物力學)的研究,亟待開展更多的實驗性研究,以進一步擴大我國乒乓球項目技戰(zhàn)術的優(yōu)勢,夯實我國乒乓球項目的大國和強國地位。

4.2從動作角度注重高水平運動員的傷病預防由于長的訓練年限和大的周訓練量,競技體育領域高水平乒乓球運動員的傷病率和動作能力都處于(或略好于)多個運動項目的平均水平。乒乓球運動員長年處于準備姿勢,以及單側發(fā)力,其在腰、膝、腕、肩和踝容易出現(xiàn)傷病。未來研究可以考慮如何通過動作訓練改善乒乓球運動員的準備姿勢,如何通過非發(fā)力側的補償性訓練降低傷病的發(fā)生率。

4.3從能量代謝角度研究如何促進大眾健身中乒乓球項目的普及相對低的生理學強度要求讓幾乎所有大眾都有可能從事乒乓球項目的鍛煉,但這一項優(yōu)勢也成為目前乒乓球項目在大眾健康領域普及的一項劣勢。體力活動不足和能量過剩是當今社會的一個普遍現(xiàn)象,如何在有限的時間內消耗更多(以脂肪供能為主)的能量成為當今大眾健身領域的一個重要議題。未來研究一方面須關注乒乓球這一運動方式在能量消耗方面的效果,另一方面須考慮如何設計乒乓球項目的練習方案(如增加回合時間、加強步伐移動)以提高這一運動方式的生理學強度。

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The Biological Features of Table Tennis and Its Prospect

∥LI Yongming1,WU Yigang2,REN Jie3,SHI Zhihao3

The study,based on the literature reviews of table tennis,analyzed the features of table tennis as a sport and table tennis players.The results indicate that table tennis players have a similar anthropological and physiological profile as the normal population,with the lower-back,knee,wrist and shoulder prone to injuries.Being an intermittent sport,table tennis has the 20%-30% of the whole match time as the real rally time,with an average of 3-5 s for each rally.The limited biomechanical research focused on the biomechanics of human body and the equipments.The physiological parameters demonstrate that table tennis acts as a sport of moderate intensity,with aerobic and ATP-CP systems as the two dominant energy systems for this sport.More experimental studies should be conducted for its future research,emphasizing the injury prevention in the high-level players from the perspective of movement,and the study on energetic metabolism features should be highlighted as well,with the aim to popularize this sport in the field of public fitness.

table tennis;biological feature;competition feature;injury

’s address1.School of Physical Education and Sport Training,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China;2.School of International Education,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China;3.China Table Tennis College,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China

2016-03-08;

2016-06-11

上海市科委科研計劃項目(14490503500);上海市人類運動能力開發(fā)與保障重點實驗室資助項目(11DZ2261100)

黎涌明(1985-),男,湖南汨羅人,上海體育學院副教授,博士,博士生導師;Tel.:(021)51253467,E-mail:59058729@163.com

G846

A

10.16099/j.sus.2016.05.013

文章編分類號1000-5498(2016)05-0080-07