梁鐵懷 曾智偉 韋東遠 姚輝洲

110米欄初級運動員第4～5欄技術運動學特征研究——以杰克遜為校標

梁鐵懷1曾智偉1韋東遠2姚輝洲1

（1.廣西師范大學 體育與健康學院，廣西 桂林 541004；2.桂林電子科技大學 體育部，廣西 桂林 541004）

文章通過文獻資料法和生物力學法，以杰克遜為校標，對普通高校男子110米欄某初級運動員比賽中的第4欄至第5欄跨欄技術數(shù)據(jù)進行分析研究，概括出初級運動員跨欄跑技術的重要運動學特征，認為在初級運動員專項動作技術教學訓練中，最迫切需要解決的關鍵是跨欄步著地緩沖技術和起跨腿提拉技術。在對規(guī)范技術和技術模式深入認識的基礎上，應結合初級運動員技術中存在的薄弱環(huán)節(jié)有意識地加強訓練。初級運動員專項技術的特征，在相當程度上受運動員身體訓練水平和專項基本能力水平的影響，因此只有通過有目的有計劃的系統(tǒng)訓練，才能不斷提高運動員專項技術水平。

初級運動員；高校運動訓練；110米欄；技術特征；運動生物力學

運動技術生物力學是在科學理性的基礎上幫助人們對技術本質(zhì)形成認識，為發(fā)現(xiàn)和糾正動作奠定基礎。通過采用現(xiàn)代信息化儀器設備獲取運動學和動力學數(shù)據(jù)，使人們得以認識動作技術的細微結構，對分析引起錯誤動作的原因大有裨益。詹姆斯·海認為“生物力學是技術的科學基礎”，并已成為運動訓練業(yè)界的普遍共識。

至今為止，110米跨欄生物力學研究主要集中在世界級或國家級運動技術水平層面。受生物力學手段的限制，運動員在初始訓練階段的動作技術的運動生物力學研究鮮有開展，嚴重影響人們對運動技術動作特征的認識，這對提高基礎階段運動員技術訓練的效果非常不利，也極大地制約了各基礎人才培養(yǎng)機構（如高校）運動訓練活動的開展。本文研究選擇高校初級運動員男子110米欄項目進行生物力學分析，以期為高校男子110米欄動作技術診斷提供客觀依據(jù)，提高高校運動訓練科學化水平。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

高校110米欄初級運動員歐某，身高175cm,體重75kg。歐某為桂林電子科技大學信息與通信學院電子科學與技術專業(yè)2020級學生，歐某入校前沒有進行過110米欄訓練，入校經(jīng)5個月的專項訓練后，開始參加比賽，2020年11月校運會成績?yōu)?7.4s，2021年6月桂林市高校田徑運動會成績?yōu)?6.1s（提高率達7.5%），2021年8月中國大學生田徑錦標賽取得15.8s的好成績（達到二級運動員水平，提高率為9.1%）。這一定程度上反映出基礎階段訓練的效果是比較好。作為正常發(fā)展的初級運動員的代表，本文選擇歐某作為研究對象。

本文研究110米欄初級運動員歐某第4～5欄動作技術的生物力學特征，蘇珊卡等認為，“與一般常規(guī)做法不同，跨欄技術的生物力學分析，只在一部分跑道上進行即可，男子110米欄（選取）第五欄”，結合文獻“科林·杰克遜過欄技術的生物力學分析”的權威研究，本文研究選取第4欄的跨欄步和第4～5欄之間的欄間步技術作為獲取數(shù)據(jù)資料的跑段。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

通過查閱男子110米欄技術的相關文獻，了解110米欄技術的理論知識和研究動態(tài)，熟知世界優(yōu)秀110米欄運動員杰克遜的技術參數(shù)與特點，為科學分析運動技術做準備。通過查閱相關運動生物力學、專項訓練學方面的文獻，為制定研究計劃、內(nèi)容框架、收集和分析資料、撰寫論文奠定基礎。

1.2.2 影片拍攝法

采用四臺索尼攝像機對研究對象比賽中的第4～5欄的跨欄步技術和欄間跑技術進行二維定點拍攝。每臺攝像機的拍攝范圍為5米，鏡頭垂直于運動員跑進方向，距離運動員12米，高度1.2米，拍攝頻率為60幀每秒。本文分析的是初級運動員歐某在中國大學生田徑錦標賽的現(xiàn)場拍攝錄像。

1.2.3 圖像分析法（生物力學方法）

采用北京體育大學的視訊軟件對1.2.2節(jié)的錄像進行解析，以獲取相關運動學和動力學原始數(shù)據(jù)。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計法

對所收集的原始數(shù)據(jù)進行頻數(shù)統(tǒng)計，通過百分比的形式來抽象概括出動作的運動學特征。

1.2.5 邏輯分析法

主要以世界優(yōu)秀110米欄運動員科林·杰克遜的技術為校標，與本研究研究對象的原始數(shù)據(jù)進行比較，對初級運動員的運動學和動力學特征進行判斷和推理?！霸S多專家認為杰克遜的跨欄技術已經(jīng)趨于成熟”；Milan-Coh認為，科林·杰克遜的技術是“……完美的跨欄技術”（2005）。本文研究將縱橫馳騁世界賽場十幾年、曾經(jīng)創(chuàng)造過優(yōu)異運動成績、有多種生物力學研究參數(shù)的英國運動員科林·杰克遜的技術作為分析初級運動員技術生物力學的主要參考模型，同時也參考了劉翔和蒙克爾特等人的部分生物力學數(shù)據(jù)。

2 結果與分析

2.1 初級運動員跨欄步運動學特征

根據(jù)已有研究對跨欄步的定義，考慮到跨欄動作前后的相互關系，以及跨欄周期的特點，本研究的跨欄步（廣義的跨欄步，專指動作過程）定義是：起跨腿的腳踏上起跨點開始，至擺動腿過欄后下欄著地蹬伸離地（簡稱蹬離）瞬間止的動作階段。

2.1.1 步長特征

跨欄步步長是指起跨腿的腳著地點到騰空過欄后擺動腿的腳著地點之間的水平距離?？鐧诓讲介L由起跨距離、騰空距離和下欄著地距離三個部分組成。

歐某跨欄步各段距離見圖1，其中：起跨距離1.99m，占跨欄步總長的52.8%，下欄距離1.78m，占跨欄步總長的47.2%，杰克遜相應的距離分別為2.09m、1.58m，占56.9%和43.1%，歐某和杰克遜的差距（杰-歐，下同），總體上表現(xiàn)出初級運動員跨欄步大（長）、起跨距離短、下欄距離長。

圖1 初級運動員歐某跨欄步的數(shù)據(jù)（單位：米）

由表1和圖1可見，杰克遜和歐某的起跨均是緩沖距比蹬伸距長。下欄則相反，均呈現(xiàn)出蹬伸距比緩沖距大。初級運動員歐某的起跨距中，著地緩沖的絕對值特大、蹬伸的絕對值較小，緩沖所占的比例達到了75.5%，而蹬伸僅為24.5%（杰克遜分別占55.9%和44.1%），下欄距中，緩沖的絕對值大、蹬地的絕對值相對不大，緩沖就占了下欄距離的38.3%，蹬伸占了61.7%（杰克遜分別為7.1%和92.9%）。初級運動員和高級運動員的區(qū)別主要在起跨和下欄的緩沖距離。

表1 初級運動員和高級運動員的跨欄步參數(shù)數(shù)據(jù)對比（m）

注：括號內(nèi)為占比。

2.1.2 重心高度變化特征

重心高度是指運動員身體重心距地面的垂直距離（圖1和表2）。重心高度占身高的百分比（%）可以比較好地衡量和說明運動員個體的重心高度特征。

在跨欄步的起跨和下欄的緩沖和蹬伸階段中，運動員起跨過程中緩沖和蹬伸階段，身體重心均呈升高趨勢。由于歐某緩沖階段重心低，因此升高值較大。下欄緩沖和蹬伸則不同，突出的特點是重心高度幾乎相同（歐某僅差1厘米，可以忽略不計），而杰克遜緩沖時身體重心高、蹬伸時身體重心低；重心高度占身高百分比分別是：歐某起跨緩沖占39.4%、蹬伸占49.1%，騰空重心最高點占74.9%，下欄緩沖占50.9%、蹬伸占51.4%。杰克遜上述指標分別是52.2%、59.3%、58.2%、63.2%、58.2%。二人各階段重心高度百分比分別相差12.8%、10.2%、8.6%、12.3%、6.8%。因此，歐某跨欄步重心高度變化的特征是：起跨緩沖/蹬伸、下欄緩沖/蹬伸瞬間明顯較低，特別是起跨和蹬伸的緩沖階段重心特別低。

表2 初級運動員和高級運動員的跨欄步重心高度變化對比（m）

注：括號內(nèi)為占比。

2.1.3 重心水平位移變化特征

運動員身體重心水平移動數(shù)據(jù)表明（表3），歐某起跨和下欄總的水平位移距離較大；其中起跨緩沖階段占起跨重心位移的75.5%，蹬伸階段占24.5%，杰克遜則分別占56.0%和44.0%；歐某下欄緩沖階段占38.4%，蹬伸階段占61.6%，杰克遜則分別占7.1%和92.9%。因此，歐某重心水平位移變化的特征是：起跨緩沖距離長、蹬伸幅度?。幌聶诰彌_階段幅度特別大，蹬伸幅度一般。

表3 初級運動員和高級運動員的重心水平位移對比（m）

注：括號內(nèi)為百分比。

2.1.4 著地角/蹬地角特征

著地角是指起跨或下欄著地瞬間，腳與身體重心的連線與地面水平面之間的夾角；蹬地角是指起跨或下欄的蹬離瞬間，腳與身體重心的連線與地面水平面之間的夾角。

數(shù)據(jù)表明（表4），歐某起跨著地角較小，下欄著地角更小，蹬地角較小，但與杰克遜的差異并不很大。著地角和蹬地角之間形成扇形角---以腳為軸心的整個身體轉動角，起跨和下欄，歐某是47.3度和48.9度，杰克遜是43.1度和42.4度。因此，歐某跨欄步著地/蹬地角特征是：起跨和下欄著地角較小、身體整體的轉動角較大。

表4 初級運動員和高級運動員的跨欄步著地/蹬地角對比（度）

2.1.5 膝關節(jié)角度特征

歐某在跨欄步全過程的各個階段膝關節(jié)的角度（表5），表現(xiàn)出：起跨腿膝關節(jié)在起跨腿著地時最小、緩沖時次之、蹬伸時最大；擺動腿膝關節(jié)在起跨腿著地時較大，在緩沖時最小，表明折疊較好，蹬伸時接近90度，騰空后最大；下欄過程中，擺動腿支撐著地、緩沖時膝關節(jié)角度較小，伸展不大，蹬伸時膝關節(jié)角度較大，伸展達到6.5度；在下欄過程中，起跨腿膝關節(jié)角度較小，緩沖時展開，蹬伸時展開過大。而杰克遜和劉翔起跨過程中膝關節(jié)角度，著地瞬間分別是155度和161.9度，緩沖分別是152.7度和160.2度。因此，歐某膝關節(jié)特征是：緩沖時角度?。ū砻髌鹂缰匦牡停?。

表5 初級運動員歐某的膝關節(jié)角度數(shù)據(jù)（度）

2.1.6 時間和步頻特征

跨欄步時間是指跨欄步動作過程的時間，即起跨、騰空和下欄的時間。跨欄步的時間由起跨時間、騰空時間和下欄時間組成。

從運動員跨欄步時間結構來看（表6），歐某起跨時間占跨欄步時間的17.1%，騰空占63.4%，下欄占19.5%，杰克遜相應階段分別是16.1%、58.1%、12.9%；起跨的緩沖時間占起跨時間的42.9%，蹬伸時間占57.1%。下欄的緩沖時間占下欄時間的25%，蹬伸時間占75%。

歐某跨欄步步頻為1.89步/秒，為欄間跑三步平均步頻的43.3%，杰克遜跨欄步步頻為2.17步/秒，為欄間三步平均步頻的45.1%。

因此，歐某跨欄步時間特征是：跨欄步總時間長，騰空時間和下欄時間所占比例較大，起跨和下欄蹬伸時間長，步頻較慢。

表6 初級運動員和高級運動員跨欄步時間對比（s）

2.1.7 重心水平速度特征

從運動員跨欄步水平速度及其變化的情況來看（表7），歐某起跨緩沖和蹬伸瞬間，增加率為2.00%；下欄緩沖和蹬伸，增加率為14.94%；起跨蹬伸至下欄著地，下降率達到了13.95%，下降幅度較大。杰克遜相應環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)分別為：6.81%、4.10%和6.80%。因此，歐某跨欄水平速度特征為起跨緩沖增加率低、下欄增加率高，過欄速度下降率大。

表7 初級運動員和高級運動員的重心水平速度對比（m/s）

2.1.8 騰起初速度/騰起角特征

運動員在動作的不同環(huán)節(jié)和不同階段的騰起初速度和騰起角度存在著明顯的差異（表8），歐某在兩個環(huán)節(jié)（起跨和下欄）的兩個階段（緩沖與蹬伸）騰起初速度的幅度在8.17m/s～8.35m/s范圍內(nèi)，起跨蹬伸比緩沖減少0.12m/s，減幅為1.44%，下欄緩沖比起跨蹬伸減少0.06m/s，減幅為0.73%，下欄蹬伸比緩沖增加0.10m/s，增幅為1.2%。由此可見，騰起初速度曲線呈現(xiàn)出“小波浪”的形狀，并且是起跨緩沖（最大）比蹬伸大、下欄蹬伸比緩沖大；杰克遜則體現(xiàn)出的一種“山峰型”趨勢：起跨蹬伸比緩沖增加0.88m/s，增幅達到9.97%，起跨蹬伸至下欄緩沖減少0.81m/s，減幅達8.35%，下欄蹬伸比緩沖減少了0.38m/s，減幅達4.27%。

在兩個環(huán)節(jié)和兩個階段中，騰起角度大小呈現(xiàn)的狀態(tài)，歐某表現(xiàn)出最小--第三大--最大--次大的趨勢；而杰克遜則呈現(xiàn)出最小--最大--第三大--次大的狀態(tài)，表現(xiàn)出蹬伸角度大、著地角度小的趨勢。

因此，歐某騰起初速度/騰起角的特征是：起跨蹬伸時速度小、騰起角度小，下欄著地時著地角度大。

表8 初級運動員和高級運動員的跨欄步騰起初速度（V0）/騰起角（α）對比

2.2 初級運動員欄間跑運動學特征

欄間跑是指第4欄擺動腿下欄著地瞬間開始，至第5欄起跨腿起跨著地瞬間止。欄間跑每一步均由著地緩沖、蹬伸和騰空等三個階段組成?？鐧诓胶蜋陂g跑構成跨欄周期，考慮到前因后果的關系，在分析欄間跑各環(huán)節(jié)動作時有時候會加入跨欄步起跨和下欄動作的數(shù)據(jù)進行對比分析，以便更清晰描述欄間跑的規(guī)律特征。

2.2.1 欄間跑步長特征

表9 初級運動員和高級運動員欄間跑步長對比（m）

歐某欄間跑三步的步長（表9）比例分別為：28.9%、35.8%、35.3%，杰克遜的分別為27.4%、36.6%、36.0%，均呈現(xiàn)出第一步小、第二步大、第三步中的特征；歐某欄間跑三步的步長指數(shù)分別為0.88、1.09和1.07，杰克遜的分別為0.83、1.10和1.09；歐某欄間跑三步平均步長為1.78m，三步平均步長指數(shù)為1.02，杰克遜欄間跑三步平均步長為1.83m，三步平均步長指數(shù)為1.01。因此，歐某欄間跑步長的顯著特征是：欄間跑第二步和第三步的步長較短，第一步步長指數(shù)較大、三步平均步長指數(shù)相對大些。

2.2.2 膝關節(jié)角度特征

運動員在欄間跑時膝關節(jié)角度，分為支撐腿和擺動腿在著地、緩沖、蹬伸和騰空時各個不同時期的角度。初級運動員歐某不同時期的角度數(shù)據(jù)見表10，具有如下特點：

（1）支撐腿膝關節(jié)角度，著地時在139.8～159.4度范圍，以第一步最大、跨欄步最??；緩沖時在131.5～160.0度之間，跨欄步最小、第一步最大；蹬伸時在151.5～176.7度之間，第三步最小，跨欄步最大；騰空到最高點時在111.9～155.5度之間，第二步最小、第一步和第三步幾乎一樣。

（2）擺動腿膝關節(jié)角度，著地時在43.7～131.9度范圍，以第二步最大、第一步最??；緩沖時在50.3～97.0度之間，第三步最小、第一步最大；蹬伸時在96.0～139.76度之間，第三步最小，第一步最大；騰空到最高點時在117.3～162.7度之間，第三步最小、第二步最大。

表10 初級運動員歐某不同時期的膝關節(jié)角度數(shù)據(jù)（度）

綜上所述，歐某欄間跑支撐腿和擺動腿在著地、緩沖、蹬伸和騰空至最高點時的膝角變化趨勢為：第一步---從著地、緩沖到蹬伸，支撐腿和擺動腿的角度均增大，隨后在騰空到最高點時，支撐腿膝關節(jié)角度縮小，但擺動腿膝關節(jié)繼續(xù)增大；第二步至跨欄步---從著地到緩沖，支撐腿和擺動腿膝關節(jié)角度均減少，蹬伸時支撐腿膝關節(jié)增大；第二步蹬伸時擺動腿膝關節(jié)繼續(xù)減小，支撐腿膝關節(jié)在隨后騰空至最高點時進一步縮小，而第三步支撐腿膝關節(jié)繼續(xù)增大。

2.2.3 著地角/蹬地角特征

表11 初級運動員歐某的著地/蹬地角度數(shù)據(jù)（度）

初級運動員歐某欄間跑三步著地角和蹬地角的數(shù)據(jù)見表11，由表可見欄間跑各步呈現(xiàn)趨勢為：著地角和蹬地角均逐漸減小、轉動角逐漸增大，表明前支撐距離加大、蹬伸更為向前、身體在支撐時移動幅度不斷增大的趨勢。其中，第一步著地角較大、蹬地角較大，轉動幅度大；杰克遜第一步著地角大（78.9度）、蹬地角差不多相同（58.7度）、轉動角則較?。?2.4度）。

2.2.4 重心高度特征

初級運動員歐某的欄間跑重心高度變化數(shù)據(jù)表明（表12），從第一步著地開始，至跨欄步蹬伸結束，重心高度占身高的百分比范圍在44.0%～51.4%之間，身體重心高度均在其正常站立姿勢重心（0.98m/1.75m，56.0%）水平之下。而杰克遜欄間跑各步各階段的重心高度在56.3%～68.3%之間，始終在其正常站立姿勢的重心高度水平（1.02m/1.82m,56.0%）之上；歐某欄間跑4次著地支撐身體重心在緩沖--蹬伸階段的升降趨勢是：升--升--降--降，即前兩步是蹬伸比緩沖重心高，后兩步是緩沖比蹬伸重心高，而杰克遜是：降--降--升--升，與歐某相反。表明歐某欄間跑重心較低、并持續(xù)降低的特征。

表12 初級運動員歐某的重心高度變化（m）

2.2.5 水平速度特征

初級運動員歐某從欄間跑每一步（第一步到跨欄步）的“緩沖--蹬伸”水平速度的情況表明（表13），其變化率分別為14.9%、5.3%、-1.6%、17.3%，杰克遜分別為-3.5%、11.9%、3.0%、0.4%。從第一步到第二步、第二步到第三步、第三步到跨欄步的水平速度變化來看，歐某緩沖分別為0、5.1%、-7.2%，蹬伸分別為-8.4%、-1.6%、10.6%，杰克遜緩沖分別為-5.9%、8.0%、-8.1%，蹬伸分別為9.1%、0、-8.2%。

表13 初級運動員歐某的水平速度變化（m/s）

因此，歐某欄間跑水平速度變化的特征是：每一步的“緩沖--蹬伸”中，第一步和跨欄步變化大（杰克遜第一步負值、第二步變化大）；步與步的緩沖中，第一步和第二步不變、第二步和第三步呈增加、第三步和跨欄步呈減少趨勢（杰克遜分別呈減少、增加、減少趨勢）；步與步的蹬伸中，呈減少、減少和增加趨勢（杰克遜分別呈減少、增加和減少趨勢）。

初級運動員和高級運動員欄間跑的平均水平速度對比結果見表14：歐某欄間跑第一到第三步速度大小依次順序為：最快--最慢--次快，杰克遜依次為：次快--最快--最慢。粗略計算，歐某的100米跑成績?yōu)榧s為11.84s，100米平均速度為8.45m/s，以此衡量，其欄間跑速度利用率為87.2%。杰克遜2002年110米欄成績13.47s時，100米跑成績應為10.85s，其100米平均速度為9.22m/s，則其速度利用率為95.8%。

表14 初級運動員和高級運動員平均水平速度對比（m/s）

2.2.6 時間和步頻特征

運動員欄間跑的時間和步頻對比結果表明（表15），歐某三步時間占欄間步總時間的比例分別是26.2%、38.1%、35.7%，杰克遜的比例分別是27.4%、35.2%、37.2%。因此，歐某欄間跑總時間長、第一和第二步用時較長。

歐某欄間三步步頻從高到低排列為第一步、第三步和第二步，杰克遜為第一步、第二步和第三步。二者步頻差距的高低順序為第一步、第二步和第三步。因此，歐某欄間跑三步平均步頻慢、第二步步頻慢、第一步步頻快。

表15 初級運動員和高級運動員的欄間跑時間（s）、步頻（步/s）對比

2.2.7 跨欄周期支撐與騰空時間特征

表16 初級運動員和高級運動員的跨欄周期支撐與騰空時間對比（s）

運動員的跨欄周期支撐與騰空時間對比結果表明（表16），除了跨欄步起跨支撐時間較短，第一步至第三步騰空時間較短外，歐某其他時間均較長。進一步分析表明，欄間三步支撐時間差別比較明顯，差異范圍在0.04～0.056s之間；騰空時間的差異相對較小，在0.003～0.019s之間。此外，歐某騰空/支撐之間的比值分別為3.71、0.38、0.60和0.50。蒙克爾特分別為3.09、0.94、0.96和0.80。比值越大，說明騰空和支撐時間趨于平衡，說明步頻較快；比值小，說明騰空時間較少于支撐時間，說明步頻較慢。

運動員跨欄周期中，除跨欄步外，欄間跑三步的支撐與騰空時間趨勢為：支撐時間長、騰空時間短。運動員曲線圖更為直觀和形象地表明（圖2），歐某支撐時間更長、騰空時間更短，杰克遜支撐時間略長，騰空時間略短。

圖2 初級運動員和高級運動員110米欄的重心高度和重心速度變化曲線

3 討論

3.1 緩沖動作的程度決定起跨的效果

跨欄起跨腿的緩沖是指起跨腿的腳著地后伸髖、屈膝、踝跖屈的過程?？鐧谄鹂绲木彌_程度介于短跑的和跳遠起跳的緩沖程度之間。對短跑、跨欄和跳遠的支撐和騰空的生物力學參數(shù)的比較研究表明，由于項目對水平速度和垂直速度的要求不同，對支撐緩沖和蹬伸階段要求（距離、幅度、時間等）的要求也不同，蹬離地面后形成的騰起初速度和騰起角就不同，總的趨勢表現(xiàn)為項目要求的水平速度越快，緩沖的距離和時間越短，蹬伸的距離和時間越長，騰起初速度越快、騰起角越小。杰克遜的上述指標，介于短跑和跳遠之間，表現(xiàn)出了跨欄項目特點，而歐某的緩沖和蹬伸距離的百分比均高于跳遠，說明歐某的緩沖幅度過大。

起跨緩沖既是動作的必然結果，又是蹬伸的前提條件，因此，緩沖的效果影響蹬伸的效果。對跑的技術研究表明，在途中跑的過程中，腳著地緩沖階段，支撐腿各肌群處于積極活動狀態(tài)。在著地、緩沖和蹬伸時，各肌群交替做向心收縮和離心收縮。因此，緩沖和蹬伸是相互聯(lián)系、相互制約、相互促進的關系。適度的緩沖，形成了屈曲的身體姿勢，預先拉長肌肉，獲得了良好的肌肉收縮的工作距離，因此為更好地蹬伸提供了解剖學、生理學和生物力學的條件。

起跨著地角和重心變化是影響緩沖的主要因素。起跨著地角小，必然表現(xiàn)出著地距離大，因而造成著地緩沖階段支撐反作用力的水平分力較大，從而起到過大制動作用，降低了緩沖階段的水平速度，加大了起跨腿緩沖階段的負荷，不利于后續(xù)蹬伸階段的快速伸展。起跨緩沖程度大，緩沖結束時膝關節(jié)角度小、重心垂直下降程度大、重心水平移動幅度大，勢必延長肌肉退讓性收縮的時間，降低肌肉向心收縮的速度，影響蹬伸速度發(fā)揮，進而制約了騰起初速度。

3.2 騰空后的動作決定下欄后的動作姿勢

跨欄步的騰空是指運動員起跨蹬離地面瞬間至擺動腿下欄著地瞬間、運動員脫離地面的過程。下欄是指運動員身體重心經(jīng)過欄架上方或達到騰空最高點以后到擺動腿下欄著地支撐這一過程的動作。根據(jù)目前的研究，正確的下欄動作的主要表現(xiàn)在“擺動腿著地點十分靠近身體總重心的投影點”“膝關節(jié)基本保持伸直，踝關節(jié)處于較充分的跖屈狀態(tài)，髖關節(jié)和踝關節(jié)的連線和地面接近垂直“蹬伸階段，踝關節(jié)仍始終保持著充分的跖屈的狀態(tài)，稍有緩沖、但腳跟不接觸地面”等三個方面。

現(xiàn)有的一些研究采用多種參數(shù)來揭示騰空過欄的特征，筆者認為，空間特征和時空特征參數(shù)是“原因”，其中最為主要的是軀干前傾角、兩腿夾角、兩腿擺動速度等參數(shù)，它們基本上可以描述過欄動作的基本特征。

研究表明，加大軀干前傾角度，改變髖關節(jié)空中方向，利于完成起跨提拉動作，改變身體環(huán)節(jié)之間的關系，維持擺動腿前上擺的平衡，為快速下欄提供條件。增大兩大腿之間的夾角，意味著擺動腿快速擺動高抬，帶動髖部快速向前上方移動，加大增加身體對地面的作用力；同時，預先拉長兩大腿后續(xù)動作——擺動腿下壓、起跨腿提拉——收縮前肌群的長度，為騰空快速剪絞過欄動作創(chuàng)造了條件。歐某（初級運動員）起跨、欄上軀干前傾角，兩大腿的夾角，均比優(yōu)秀運動員大——軀干更前傾、兩腿“劈叉”更大。聯(lián)系到歐某跨欄步騰空距離較長、下欄距較大，是為維持身體平衡而下意識做出的動作，同時說明優(yōu)秀運動員身材更高、過欄技術更好、動作更協(xié)調(diào)。

“下欄的任務是盡量減少水平速度的損失，使身體平穩(wěn)、快速地離欄轉入欄間跑”。從邏輯關系和因果關系來考慮，下欄著地緩沖形成的正確的身體姿勢，取決于騰空后兩大腿角度、欄上軀干的前傾度，特別是過欄時絞剪動作--起跨腿提拉的速度、兩腿協(xié)調(diào)和快速配合。有研究認為，劉翔在起跨著地瞬間，起跨腿的膝關節(jié)的擺動速度快，說明起跨腿著地的速度快，著地更積極、主動，有利于增大著地角，減小地面的沖擊力；擺動腿的膝關節(jié)的擺動速度快，說明擺動腿攻欄更積極更主動，有利于提高身體重心的高度，加速身體重心遠離支撐點，同時加大了起跨腿的蹬伸力量。歐某起跨時擺動腿緩沖和蹬伸絕對值均比劉翔大（但劉翔蹬伸時膝關節(jié)移動速度更快），這似乎難以解釋初級運動員的起跨情形，但如果考慮到初級運動員起跨時身體重心下降程度、緩沖蹬伸水平移動的行程，以及訓練水平形成的膝關節(jié)退讓性收縮能力，可以認為這是初級運動員需要通過快速擺腿來維持身體平衡。此外，起跨腿緩沖行程大，但蹬伸幅度小，說明蹬伸時膝關節(jié)伸展速度小。特別是在下欄的緩沖（以及蹬伸）階段起跨腿膝關節(jié)提拉速度慢，表明絞剪動作速度因為起跨腿速度受到較大的影響。

運動員騰起過欄的任務是保持身體平衡，通過快速剪絞動作完成過欄，獲得下欄后跑進的有利姿勢。過欄快速的絞剪動作本質(zhì)上是通過改變身體各肢體環(huán)節(jié)的空間位置，來維持身體平衡順利過欄。運動員騰空過欄動作是圍繞多軸進行的：圍繞髖橫軸轉動的有軀干前傾和上抬、擺動腿前上擺和下壓；起跨腿蹬地后向前的提拉和外展，下欄后向體前高抬，是圍繞髖橫軸和縱軸復合性轉動；兩臂屈肘擺動是圍繞肩肘橫軸和軀干縱軸進行的。騰空過欄中的身體有關肢體的轉動軸的變換相當復雜，歸結為過欄動作過程中肢體各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性機制。目前該機制仍處于定性的描述中，更為定量的規(guī)律性協(xié)調(diào)性機制有待進一步的研究。

3.3 下欄成高支撐姿勢移過支撐點關系到“跨--跑”銜接

起跨是“跑--跨”的銜接，下欄是“跨--跑”的過渡。因此，第一步（下欄步）緩沖和蹬伸的動作形式和效果是“跨--跑”動作銜接是否緊密的標志，是保證欄間步順利跑進的前提條件。第一步支撐效果主要取決于髖/膝關節(jié)伸展程度（間接地采用重心高度占身高的百分比表示），重心高度和位置，軀干前傾度，水平速度損失率等。

優(yōu)秀運動員欄間跑第一步，從著地緩沖到蹬伸，身體重心垂直方向呈現(xiàn)出下降的趨勢，這是“直膝支撐”“踝關節(jié)跖屈緩沖”“踝關節(jié)背伸蹬伸”和“臂—腿擺動”的結果。因為“下欄著地時膝關節(jié)不參與緩沖，以腳掌為支點、借助向前翻轉的力矩使身體迅速移過支點，開始第一步的后蹬用力”。此階段蹬伸的動力源自于踝關節(jié)及腳掌力量的充分發(fā)揮進行蹬伸（后蹬）、起跨腿快速帶髖向前提拉和兩臂前后有力的擺動，因此，第一步步長是欄間跑三步步長中最短的一步，并因為縮短了支撐時間，增大了第一步的速度，為加大第二步步長提供了條件，為高速欄間跑奠定了基礎。

初級運動員欄間跑第一步，從著地緩沖到蹬伸，身體重心垂直方向呈現(xiàn)出“降--升”的趨勢，這是因為屈膝參與緩沖、伸膝參與蹬伸之緣故。正是因為第一步著地后膝關節(jié)參與緩沖，并因此形成了膝關節(jié)參與蹬伸，雖然加大了第一步步長，但卻延緩了支撐時間，降低了第一步的步頻，致使第二步的步長和步頻受到了影響，從而縮小了第二步本應具有的長度比例。最為“致命”的最終結果是降低了欄間跑的水平速度。

下欄動作體現(xiàn)出“跨--跑”動作的“連續(xù)性”，水平速度下降率可以作為評定“連續(xù)性”的主要參數(shù)。歐某水平速度下降率與初級運動員技術實際水平吻合，“連續(xù)性”較差的主要原因正是下欄支撐階段技術動作所致。

3.4 步長和步頻結構影響著欄間跑的速度

有研究認為，欄間跑步長和步頻結構具有很強的個人特點。但是，從一定技術的特點來說，在動作的基本環(huán)節(jié)和結構上存在著一般規(guī)律，在一定范圍內(nèi)，個人的特點體現(xiàn)在動作細節(jié)方面。初級運動員與高級運動員三步步長結構宏觀上均為“第一步短、第二步最長、第三步中等”，但是微觀上初級運動員表現(xiàn)出第一步較長，第二步較短，第三步較長。

欄間跑的三步結構特點是客觀上形成：由于向前動力源僅僅靠踝關節(jié)跖屈、起跨腿提拉和兩臂的擺動，下欄時緩沖的幅度小、蹬伸的力量有限，加之從幾乎垂直姿勢開始支撐，緊接著騰空，導致步頻最快，因此第一步步長較短；在第一步的水平速度的慣性的基礎上，配合以適宜的緩沖和較充分蹬伸、適宜的步頻向前跑進，因此第二步步長最大；為了獲得適合項目要求的騰起初速度和騰起角向前上方騰起，運動員第三步必須加快步頻、加快起跨腳著地，準備起跨，因此第三步相對縮短。

步頻是指一定時間內(nèi)所跑的步數(shù)，或跑一步所用的時間，是動作的時間方面的特征。從欄間跑三步步頻的形式來看，三步步頻從最快到最慢依次是：歐某第一步最快、第二步最慢、第三步次快；杰克遜第一步最快、第三步最慢、第二步次快；劉翔第二步最快、第一步最慢、第三步次快。那么到底哪一種形式的步頻更為合理？步長和步頻是矛盾的統(tǒng)一體，它們之間存在著相互影響、相互制約、相互促進的關系。步長長、步頻慢，反之亦然。如果我們認為步長最佳模式是“第一步最小、第二步最大、第三步次大”，并僅從步長方面來衡量步頻，那么正是由于客觀上的限制，因此第一步步長最短，所以第一步步頻就應該是最快；因為第二步步長最大、速度最快，其前提條件必須是步頻最為適宜，因此第二步步頻是比較快的；第三步要在保持第二步速度的基礎上縮短步長準備起跨，因此可以以第二步或比第二步稍慢的步頻即可達到目的，但由于運動員此時的注意力集中在“攻欄”上，因此第三步的步頻應該是相對較慢的。

運動員的跑速等于步長和步頻乘積，因此，應該以欄間跑的水平速度為標準來綜合考慮欄間跑的步長和步頻及其它們的配合。杰克遜欄間三步水平速度特征模式---第一步次快、第二步最快、第三步最慢。考慮到杰克遜是公認的技術動作成熟的世界級優(yōu)秀運動員，其欄間跑的步長、步頻和速度的模式應該就是欄間跑的標準模式。此外，田學易在1980年代就提出了優(yōu)秀運動員“小、大、次大”的三步步長模式、“第二步--第一步--第三步”（最快到最慢）的欄間步速度特點。

初級運動員出現(xiàn)的不同于優(yōu)秀運動員的步長和步頻形式，主要是由于教練員對專項特點的認識、在訓練過程中所采用的訓練手段、在短時期內(nèi)還處于較低的競技能力等原因造成的。

3.5 跨欄周期中四步支撐與騰空時間比例影響速度變化

在一定的欄間距離內(nèi)（9.14m）完成四步跑，平均步幅2.29m，考慮到跨欄步距離較大（3.77、3.67m），欄間三步的距離相對較小（5.33、5.50m），平均步長較短（1.77、1.83m），與短跑比較相對較小，因此，客觀上要求運動員步頻較快，才能縮短欄間跑的時間，加快欄間跑的速度。因為，“跑一步所用的時間，可以視為與地面保持接觸的時間和騰空時間的總和”。為此，縮短支撐和騰空時間是加快欄間跑速度的前提條件。

在跨欄周期中，歐某總的支撐時間較大（0.56s），總的騰空時間較長（0.65s），騰空/支撐比值?。?.16），跨欄時間長（1.21s）平均速度低（7.55m/s）；蒙克爾特上述數(shù)據(jù)分別為：0.41s、0.62s、1.51、1.03s和8.58m/s。高級運動員與初級運動員之間差別是支撐時間。

有研究認為，跨欄周期中步速變化，同支撐與騰空時間比例有密切關系。世界優(yōu)秀運動員三步騰空/支撐比值加大，說明支撐時間縮短，為加快步頻創(chuàng)造了條件。初級運動員支撐時間長，導致其步頻降低，從而影響了欄間跑水平速度。世界優(yōu)秀運動員，是通過縮短每次單步的支撐時間來提高步頻的，從而達到提高欄間跑水平速度的目的。因此，影響初級運動員跨欄周期步速的變化的關鍵因素是跨欄周期的支撐時間。

支撐時間長，而騰空時間短，說明運動員支撐階段退讓性收縮能力較差，這是導致初級運動員欄間跑“騰空/支撐”特征的主要原因。騰空時間長，支撐時間短，說明運動員重心起伏大，實際運動路線長。從欄間跑的情況來看，要求是在限定的欄間跑距離內(nèi)，加快步頻提高速度，因此，總體要求是支撐和騰空時間均應短，唯有如此，方能提高欄間跑的速度。

4 結語

研究表明，在初級運動員專項動作技術中，最為迫切需要解決的關鍵技術環(huán)節(jié)是跨欄步技術。在初步掌握跨欄步動作的過程中，要重視學習、改進和提高欄間跑技術。唯有如此，才能抓住主要矛盾逐個解決問題，推進跨欄專項技術訓練的進程，最終按預設的目標提高運動員競技能力。在初級跨欄運動員技術教學訓練中，要使運動員動作形成正確的動力定型，一方面需要對優(yōu)秀運動員的規(guī)范技術和技術模式的概念有深入的理解和認識，另一方面要清楚初級運動員專項動作的特征，方能在教學訓練中采用有針對性的手段，科學地安排負荷，有效地組織訓練。運動員運動技術水平取決于競技能力的綜合發(fā)展水平。初級運動員專項技術的特征，還象征著長期訓練過程中需要不斷地加強身體素質(zhì)和專項基本技術的、有目的、有計劃的系統(tǒng)訓練，才能切實提高初級運動員的運動技術水平。

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Research on the Kinematic Characteristics of the 4th～5th Hurdle of the Junior 110m Hurdle Athletes--Take Colin Jackson as an Example

LIANG Tiehuai, etal.

(Guangxi Normal University, Guilin 541004, Guangxi, China)

梁鐵懷（1975—），碩士，副教授，研究方向：體育教育訓練學。

姚輝洲（1959—），博士，教授，研究方向：運動訓練理論與方法。