房英杰,王子樸,陳月亮,張政龍,王錦國(guó),黃 宇

速度滑冰(SPEAD SKATING)是以冰刀為工具在冰上進(jìn)行的一種競(jìng)速運(yùn)動(dòng)[1]。從供能特點(diǎn)出發(fā),比賽項(xiàng)目可劃分為:短距離(500m、1 000m)、中距離(1 500m)和長(zhǎng)距離(女子:3 000m、5 000 m,男子:5 000m、10 000 m)[2],這些比賽的目標(biāo)是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到終點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)成績(jī)主要取決于運(yùn)動(dòng)技能、比賽中技能運(yùn)用能力、體能,而較少取決于戰(zhàn)術(shù)[3]。運(yùn)動(dòng)技能主要由起跑、直道滑行、彎道滑行和沖刺四個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)組成,而起跑是比賽中最重要組成部分之一,在比賽的開(kāi)始階段,運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)加速能力非常重要[4],尤其是在短距離項(xiàng)目中表現(xiàn)的最為突出。我國(guó)運(yùn)動(dòng)員與世界級(jí)水平運(yùn)動(dòng)員之間在起跑技術(shù)層面上存在一定程度的差距,主要表現(xiàn)在起跑穩(wěn)定性欠佳、反應(yīng)速度慢、起動(dòng)效果差[5],雖然經(jīng)過(guò)多年的訓(xùn)練實(shí)踐,運(yùn)動(dòng)員起跑技術(shù)有了較大幅度提升,總體來(lái)看起跑速度較快,但并非實(shí)效性一定好于國(guó)外運(yùn)動(dòng)員,多數(shù)運(yùn)動(dòng)員在起跑階段急于拼命加速,這將會(huì)導(dǎo)致肌肉過(guò)度緊張、能量消耗較大。

短距離速度滑冰起跑的完整技術(shù)動(dòng)作可分起跑姿勢(shì)、起動(dòng)和疾跑加速三個(gè)階段,起跑的目的是為了讓運(yùn)動(dòng)員在盡可能短的時(shí)間內(nèi)獲得最大的向前加速度和沖量,并盡可能在前10步內(nèi)自然地過(guò)渡到最高速度[6]。運(yùn)動(dòng)員在起跑第1s的加速度與最終成績(jī)有著非常高的相關(guān)性,達(dá)到r=-0.75[3],起跑后15m與500m最終成績(jī)呈高度相關(guān),達(dá)到r=-0.818[7]。雖然起跑與運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間的相關(guān)性極高,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為短距離速度滑冰項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員采取快速起跑策略將更有利于在最短時(shí)間內(nèi)完成比賽[8-9],但起跑實(shí)效性受哪些因素影響以及如何提升起跑實(shí)效性問(wèn)題卻鮮見(jiàn)研究。因此,本研究在全面梳理國(guó)內(nèi)外關(guān)于速度滑冰起跑相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,對(duì)起跑實(shí)效性的內(nèi)涵與意義、影響起跑時(shí)效性的關(guān)鍵因素進(jìn)行剖析,進(jìn)一步提出提升起跑實(shí)效性的有效策略,將對(duì)短距離項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員起跑技術(shù)的教學(xué)與訓(xùn)練干預(yù)提供參考。

1 短距離速度滑冰起跑實(shí)效性的內(nèi)涵與意義

運(yùn)動(dòng)技術(shù)訓(xùn)練首先要考慮的是實(shí)效性,同時(shí)兼顧合理性、經(jīng)濟(jì)性[10]。速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在起跑階段將會(huì)動(dòng)用更多的力量和更高的無(wú)氧功率進(jìn)行加速,每個(gè)細(xì)微的技術(shù)變化都將會(huì)對(duì)能量消耗、肌肉做功以及潛在的運(yùn)動(dòng)損傷等產(chǎn)生影響。起跑15m速度可反映速度滑冰運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)的起動(dòng)速度、前沖力和穩(wěn)定性[11],起跑前15m的每一段成績(jī)0-1m、l-5m、5-10m、10-15m與前100m 成績(jī)的相關(guān)系數(shù)分別為0.763、0.782、0.821和0.813[12]。因此,短距離速度滑冰運(yùn)動(dòng)員的起跑實(shí)效性可以界定為運(yùn)動(dòng)員從鳴槍起動(dòng)開(kāi)始滑跑至15m距離所用的時(shí)間,所用時(shí)間越短說(shuō)明起跑的實(shí)效性越好。

短距離項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員起跑環(huán)節(jié)技術(shù)質(zhì)量和實(shí)效性直接影響到比賽的名次和成績(jī)。為提升起跑實(shí)效性,不同項(xiàng)目的高水平運(yùn)動(dòng)員都進(jìn)行了大膽嘗試。

例如:110m欄運(yùn)動(dòng)員劉翔,將比賽起跑上第1欄步數(shù)由8步改為7步,步數(shù)和節(jié)奏的改變有效地提升了起跑后每一步的步幅及上第1欄的速度;100m運(yùn)動(dòng)員蘇炳添在運(yùn)動(dòng)成績(jī)難以實(shí)現(xiàn)突破的瓶頸期,思考著如何改變起跑第1步以更好地提升起跑后的速度與節(jié)奏,將起跑腳由右腳變換為左腳,不但突破了10s大關(guān),還創(chuàng)造了9.83s的亞洲人極限成績(jī);短道速滑運(yùn)動(dòng)員武大靖同樣在起跑技術(shù)上進(jìn)行改變以提升起跑實(shí)效性,將起跑姿勢(shì)由正向改為側(cè)向式并進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練,使他成功地登頂2016—2017賽季世界男子500m總積分榜第1位,并加冕年度總冠軍。

以上案例對(duì)速度滑冰起跑技術(shù)的研究提供很好的啟示,速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在成績(jī)難以實(shí)現(xiàn)突破的瓶頸期,通過(guò)對(duì)起跑技術(shù)細(xì)節(jié)上的科學(xué)改進(jìn)以及針對(duì)性訓(xùn)練手段的優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)新的突破。

2 影響速度滑冰起跑實(shí)效性的關(guān)鍵因素

短距離速度滑冰運(yùn)動(dòng)員起跑實(shí)效性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵在于快速起動(dòng)并在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到個(gè)人最快滑跑速度的能力,受運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)前的預(yù)備姿勢(shì)、聽(tīng)到發(fā)令槍聲后快速起動(dòng)和疾跑加速的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)機(jī)制影響。

通過(guò)文獻(xiàn)資料的梳理分析并結(jié)合專(zhuān)家咨詢(xún)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出影響短距離速度滑冰起跑實(shí)效性的關(guān)鍵因素(見(jiàn)圖1)。

圖1 影響速度滑冰起跑實(shí)效性的關(guān)鍵因素圖

2.1 起跑姿勢(shì)

2.1.1 重心位置 在做起跑姿勢(shì)時(shí),身體重心所處位置是決定起動(dòng)速度和起跑穩(wěn)定性的重要因素。裴玉霞等(2005)[13]分析了中國(guó)運(yùn)動(dòng)員比日本運(yùn)動(dòng)員起跑效果好的主要原因在于預(yù)備姿勢(shì)支撐點(diǎn)間距小、前穩(wěn)定角小、身體重心較偏前,這為運(yùn)動(dòng)員迅速擺脫靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入快速起動(dòng)蹬冰創(chuàng)造了有利條件。也就是說(shuō),身體重心距離起跑線(xiàn)越近,運(yùn)動(dòng)員越容易打破平衡,有利于起動(dòng)加速,但如果控制不好身體平衡的話(huà)就極容易造成移動(dòng)、摔倒或搶跑犯規(guī)的情況發(fā)生。Back,等[14]運(yùn)用三維動(dòng)作分析方法,針對(duì)短道速滑女子500m運(yùn)動(dòng)員在起跑準(zhǔn)備姿勢(shì)下身體重心所處的3種不同比例(類(lèi)型A:前80%-后20%、類(lèi)型B:前70%-后30%、類(lèi)型C前50%-后50%)對(duì)起跑效果的影響研究得出,在起跑反應(yīng)時(shí)指標(biāo)上,類(lèi)型B最短,類(lèi)型A最長(zhǎng);在疾跑階段的距離長(zhǎng)度指標(biāo)上,類(lèi)型A明顯比其他兩類(lèi)長(zhǎng);在類(lèi)型B的身體重心位置條件下,下肢膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)角度小于類(lèi)型A和C,類(lèi)型B比其它兩個(gè)類(lèi)型的起跑速度更快。因此,運(yùn)動(dòng)員在起跑姿勢(shì)訓(xùn)練過(guò)程中,依靠人工智能或大數(shù)據(jù)手段確定好起動(dòng)前身體重心所處的位置將會(huì)更加有效地提升起動(dòng)效果。

2.1.2 姿態(tài)穩(wěn)定性 速度滑冰冰刀與冰面的接觸面小,支點(diǎn)不穩(wěn)定,與陸上項(xiàng)目相比,起跑姿勢(shì)保持穩(wěn)定的難度更大。速度滑冰的起跑發(fā)令程序與田徑短跑項(xiàng)目類(lèi)似,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員聽(tīng)到“Ready”口令后,應(yīng)迅速做好起跑姿勢(shì),并保持這個(gè)姿勢(shì)直到聽(tīng)到鳴槍。從運(yùn)動(dòng)員作出起跑姿勢(shì)到鳴槍之間時(shí)間間隔為1～1.5s。從速度滑冰運(yùn)動(dòng)員起跑程序的時(shí)間/張力曲線(xiàn)圖可以看出(見(jiàn)圖2),運(yùn)動(dòng)員在接收到發(fā)令員“各就位”指令后迅速做出預(yù)備姿勢(shì),肌肉張力快速上升并在約1s時(shí)達(dá)到最大值,最大值維持約1s后開(kāi)始下降[15]。因此,運(yùn)動(dòng)員在預(yù)備姿勢(shì)條件下長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的能力是避免起跑犯規(guī)和提升起動(dòng)效果的關(guān)鍵指標(biāo),也是起跑技術(shù)訓(xùn)練的難點(diǎn)。

圖2 運(yùn)動(dòng)員起跑程序中的時(shí)間/張力曲線(xiàn)圖[15]

2.1.3 著冰角度 速度滑冰運(yùn)動(dòng)員的起動(dòng)加速方式與田徑短跑項(xiàng)目有較大差別,運(yùn)動(dòng)員在采取站立式非點(diǎn)冰起跑預(yù)備姿勢(shì)時(shí),位于后面的支撐腿髖外展著冰。依據(jù)加速理論[8],蹬冰腿冰刀刀刃與矢狀軸之間的角度(簡(jiǎn)稱(chēng):刀地角)越接近90°將越有利于加速度更有效地產(chǎn)生。然而,在訓(xùn)練實(shí)踐中觀察發(fā)現(xiàn),起跑預(yù)備姿勢(shì)時(shí)的著冰角并非90°,而且隨著起動(dòng)后每一步速度的提升,這個(gè)角度逐漸減小。這將使肢體在爆發(fā)式蹬伸起動(dòng)及加速時(shí)的身體重心并非沿失狀軸進(jìn)行直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),而且此角度越小身體偏移軸心的位移將越遠(yuǎn),浮腿著冰后支撐滑行的距離也會(huì)越長(zhǎng),對(duì)運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)后前幾步著冰的穩(wěn)定支撐能力要求越高。

綜上分析可知,從運(yùn)動(dòng)學(xué)與生物學(xué)相結(jié)合的視角,解決運(yùn)動(dòng)員起跑預(yù)備姿勢(shì)的重心位置問(wèn)題、身體姿態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題以及冰刀著冰的平衡與穩(wěn)定控制能力至關(guān)重要。

2.2 起動(dòng)能力

2.2.1 起動(dòng)技術(shù) 起跑的第1步為起動(dòng),是運(yùn)動(dòng)員在接收到發(fā)令員槍聲后,蹬冰腿爆發(fā)式蹬冰,使其下肢的髖、膝、踝關(guān)節(jié)充分伸展,同時(shí)浮腿冰刀迅速抬轉(zhuǎn)著冰以形成最佳起動(dòng)模式,這是起跑的第一反應(yīng)動(dòng)作[16]。起動(dòng)技術(shù)主要由蹬冰腿蹬伸動(dòng)作和浮腿的迅速抬轉(zhuǎn)動(dòng)作組成,為迅速擺脫靜止?fàn)顟B(tài)并形成最佳的身體前傾角過(guò)渡到疾跑做準(zhǔn)備。因此,運(yùn)動(dòng)員以最短的時(shí)間快速完成第1次蹬伸動(dòng)作對(duì)整個(gè)起跑效果有重要影響。

在起動(dòng)階段,運(yùn)動(dòng)員通過(guò)支撐腿向側(cè)后方爆發(fā)式蹬冰和迅速有力的擺臂獲得最初加速度,浮腿迅速抬轉(zhuǎn)以較大的開(kāi)角并用冰刀內(nèi)刃踏切冰面,同時(shí)讓身體與冰面形成最佳傾斜角,為疾跑做好準(zhǔn)備。此時(shí)的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于迅速破壞身體平衡,充分發(fā)揮支撐腿有效蹬伸產(chǎn)生的力量以克服身體慣性,獲得盡可能大的加速度。有研究指出,成績(jī)較好的運(yùn)動(dòng)員在起動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出起動(dòng)時(shí)間相對(duì)較短、爆發(fā)式蹬冰效果明顯、身體前傾角度有顯著性增大的特點(diǎn)[17]。

2.2.2 起動(dòng)反應(yīng)時(shí) 衡量起動(dòng)能力的最佳指標(biāo)是起動(dòng)反應(yīng)時(shí),是指運(yùn)動(dòng)員從發(fā)令開(kāi)始(光/聲/煙)到支撐腿做出迅速蹬離冰面動(dòng)作之間的時(shí)間間隔,主要反映人體神經(jīng)系統(tǒng)與肌肉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和快速反應(yīng)能力[18]。高水平短道速滑運(yùn)動(dòng)員的起跑反應(yīng)時(shí)基本都集中在0.2～0.3s之間,且表現(xiàn)出成績(jī)好的運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)反應(yīng)時(shí)間越短的規(guī)律性[19]。速度滑冰運(yùn)動(dòng)員之所以表現(xiàn)出起跑反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的原因,主要是由于冰刀與冰面之間的非穩(wěn)定支撐造成的。因此,為了縮短起動(dòng)反應(yīng)時(shí)間,集中注意力聽(tīng)槍聲、起動(dòng)姿勢(shì)的穩(wěn)定性、蹬冰角度、身體前傾角度、聽(tīng)到槍響后迅速做出動(dòng)作以及肢體協(xié)調(diào)性等是影響起動(dòng)能力的關(guān)鍵要素。

2.2.3 蹬冰角與上體前傾角 蹬冰角是指身體重心至蹬冰腿踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)連線(xiàn)與冠狀軸(X軸)之間的夾角。蹬冰角的大小將直接影響到蹬冰效果,始終與加速度和速度保持著高度相關(guān),是決定起動(dòng)速度與加速度的最主要因素[12]。劉仁輝(2001)分析得出蹬冰角和上體前傾角與起跑速度的相關(guān)度分別為0.917和和0.916[20]。蹬冰角過(guò)大,產(chǎn)生的向上分力增多,向前分力減小,不利于加速,蹬冰角過(guò)小,雖然向前的分力增多,但向上的分力就會(huì)減小,導(dǎo)致浮腿過(guò)早著冰,同樣會(huì)影響速度的發(fā)揮。根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理,上體前傾角與蹬冰角越接近,對(duì)后蹬產(chǎn)生的向前推力將會(huì)越大。因此,運(yùn)動(dòng)員在起動(dòng)時(shí)控制好上體的前傾角與蹬冰角的最佳配比將是解決起動(dòng)效率的關(guān)鍵。

2.3 步幅與頻率

由于速度滑冰運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)需要依靠下肢外旋使冰刀著冰與滑行方向的角度接近90°,以小幅脈沖的方式推動(dòng)身體加速。運(yùn)動(dòng)員支撐腿離冰后迅速前擺,疾跑前幾步肉眼看不到雙支撐階段,再加上Clap冰刀的鉸鏈裝置使浮腿冰刀的刀刃只能整個(gè)內(nèi)刃著冰面,無(wú)法實(shí)現(xiàn)刀尖切入冰面來(lái)增大摩擦力,使得運(yùn)動(dòng)員只能采取高頻滑跑的方式快速完成疾跑加速,這對(duì)運(yùn)動(dòng)員的起跑前沖力發(fā)揮有較大影響。運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)后需要在冰面上滑行一定時(shí)間來(lái)最大限度地增加施加在冰面上的壓力,而只有通過(guò)對(duì)冰面壓力的增加才能提升加速度。然而,運(yùn)動(dòng)員脈沖式的推力并不能隨著速度的增加而產(chǎn)生更快的加速度。因此,運(yùn)動(dòng)員需要掌握對(duì)冰面有效延長(zhǎng)每一步蹬冰施力的方法,以提升在短時(shí)間內(nèi)的速度和加速度[10],合理的步幅、頻率以及冰刀的著冰點(diǎn)與速度的發(fā)揮有著直接關(guān)系。

短距離速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在低速向高速的滑跑技術(shù)運(yùn)用,主要理論依據(jù)在于步頻對(duì)速度的提高效果更為明顯[17]。然而,起跑后步頻的急速增加將會(huì)對(duì)后續(xù)的速度保持階段產(chǎn)生一定的影響,將導(dǎo)致速度衰減時(shí)機(jī)早、衰減幅度大、步頻下降快和步幅增大[10],如果在前100m內(nèi)降低步頻,可能需要消耗更多的能量[21]。為了實(shí)現(xiàn)在更短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相同或更大的沖量,這就要求運(yùn)動(dòng)員下肢爆發(fā)力更強(qiáng)。然而,起跑加速過(guò)于急促的話(huà),也有可能會(huì)導(dǎo)致下肢支撐時(shí)間過(guò)短,機(jī)體難以在短時(shí)間內(nèi)積蓄更多的沖量,對(duì)起跑效能發(fā)揮有較大影響。因此,加強(qiáng)對(duì)起跑階段步幅和步頻技術(shù)參數(shù)的研究有助于提升運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn),速度節(jié)奏特征研究需要得到更多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)支撐。

2.4 身體結(jié)構(gòu)與功能性力量

速度滑冰運(yùn)動(dòng)員起跑階段主要以單腿支撐發(fā)力加速,發(fā)力模式是下肢在外旋狀態(tài)下的后蹬,長(zhǎng)期在矢狀面內(nèi)外旋狀態(tài)下的屈伸,往往導(dǎo)致出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)和功能性力量不均衡問(wèn)題,甚至產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)傷病等問(wèn)題。David(2012)等研究表明[22],肢體間不對(duì)稱(chēng)程度超過(guò)15%,受傷的機(jī)率會(huì)大幅度上升,運(yùn)動(dòng)員下肢肢體間如出現(xiàn)身體結(jié)構(gòu)或功能性力量不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題還會(huì)影響到爆發(fā)力、短距離沖刺、專(zhuān)項(xiàng)運(yùn)動(dòng)技能、動(dòng)作經(jīng)濟(jì)性等。

從生物學(xué)視角來(lái)看對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行分析的常用手段是表面肌電。有學(xué)者對(duì)短道速滑運(yùn)動(dòng)員起跑動(dòng)作的肌電圖進(jìn)行了相關(guān)分析認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)員支撐腿在著冰到離冰的過(guò)程中,下肢髖、膝、踝關(guān)節(jié)周邊肌群在做外展或外旋動(dòng)作時(shí)存在著放電不均衡的現(xiàn)象[23],速度滑冰運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出了明顯的肌肉不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題,肢體右側(cè)肥大特征明顯[24]。因此,結(jié)合運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析結(jié)果,采用更好符合運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的訓(xùn)練手段來(lái)解決運(yùn)動(dòng)員左右側(cè)肌力失衡問(wèn)題、發(fā)力順序錯(cuò)誤問(wèn)題,塑造身體結(jié)構(gòu)與功能性力量的均衡發(fā)展是改善起跑訓(xùn)練實(shí)效性的關(guān)鍵。

2.5 平衡控制能力

在整個(gè)競(jìng)賽過(guò)程中單腳支撐所占的時(shí)間比例最長(zhǎng),單腳支撐條件下的平衡控制能力影響著起跑穩(wěn)定性,提升運(yùn)動(dòng)員單腳支撐狀態(tài)下的功能性力量對(duì)平衡與穩(wěn)定性控制至關(guān)重要。速度滑冰運(yùn)動(dòng)員穿著的冰鞋,其冰刀長(zhǎng)40cm、厚度0.1cm,對(duì)于一個(gè)體重為80Kg的運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō),雙腳支撐對(duì)冰面的壓力為F=G=mg=80kg×10N/kg=800N,兩只冰鞋與地面的接觸面積:S=40cm×0.1cm×2=8cm2=8×10-4m2,運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰面的壓強(qiáng)運(yùn)用公式P=F/S,即可計(jì)算出結(jié)果為10×105Pa,而單腳穿冰鞋對(duì)冰面的壓強(qiáng)則為20×105Pa,對(duì)運(yùn)動(dòng)員的穩(wěn)定支撐產(chǎn)生較大影響。在實(shí)際訓(xùn)練中,運(yùn)動(dòng)員穿著運(yùn)動(dòng)鞋進(jìn)行輔助訓(xùn)練,冰刀和運(yùn)動(dòng)鞋分別與冰面和陸地之間的摩擦系數(shù)相差甚大,由此導(dǎo)致滑動(dòng)支撐與固定支撐之間在穩(wěn)定性上的巨大差異。以上這些因素都將影響到運(yùn)動(dòng)員在起跑過(guò)程中的支撐穩(wěn)定性問(wèn)題。因此,如何解決運(yùn)動(dòng)員在不同支撐條件下平衡能力,將成為提升運(yùn)動(dòng)員起跑運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的關(guān)鍵。

2.6 爆發(fā)力水平

速度滑冰運(yùn)動(dòng)員力量的產(chǎn)生與其技術(shù)的生物力學(xué)特征密切相關(guān),爆發(fā)力水平是影響運(yùn)動(dòng)員起跑實(shí)效性的主要因素之一,能夠有效地促進(jìn)起動(dòng)與疾跑加速階段速度的發(fā)揮。韓國(guó)體育科學(xué)學(xué)院Joo-Ho Song(2018)[25]運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方法分析8名優(yōu)秀500m速度滑冰運(yùn)動(dòng)員的起跑技術(shù)并改進(jìn)力量訓(xùn)練模式,經(jīng)過(guò)一年的訓(xùn)練使運(yùn)動(dòng)員的力量素質(zhì)提升了11%,實(shí)現(xiàn)了起動(dòng)反應(yīng)時(shí)和500m比賽時(shí)間的顯著縮短。有學(xué)者對(duì)運(yùn)動(dòng)員直道滑行過(guò)程中的肌電特征進(jìn)行研究指出[26],股四頭肌離心收縮力量決定了重心轉(zhuǎn)移的平穩(wěn)性及蹬伸前的起蹬角,更小的起蹬角是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的重要特征。然而,在速度滑冰起跑過(guò)程中的肌電特征如何鮮見(jiàn)相關(guān)研究。

根據(jù)能量流動(dòng)模型(energy flow model)[9],在短距離速度滑冰比賽中,高功率的能量輸出對(duì)實(shí)現(xiàn)起跑時(shí)的疾跑加速至關(guān)重要,其重要性甚至超過(guò)500m和1 000m整個(gè)比賽的功率輸出。運(yùn)動(dòng)員在疾跑的第3步支撐反作用力值為2.93N/bw,顯著高于直道和彎道,在起跑階段膝關(guān)節(jié)伸展力量作用的發(fā)揮顯著增大[27]。因此,加強(qiáng)以關(guān)節(jié)角度控制和無(wú)氧功為重點(diǎn)的力量訓(xùn)練對(duì)提升速度滑冰起跑成績(jī)至關(guān)重要。在起跑訓(xùn)練中應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)肌肉群的針對(duì)性訓(xùn)練,同時(shí)還需采取有效手段監(jiān)控起蹬角、各關(guān)節(jié)屈伸角度以及肌肉收縮形式。

3 速度滑冰起跑實(shí)效性的提升策略

3.1 個(gè)性化起跑姿勢(shì)塑造策略

個(gè)性化起跑姿勢(shì)的合理運(yùn)用是實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)的前提。在短距離速度滑冰起跑的訓(xùn)練或比賽過(guò)程中,由于速度滑冰運(yùn)動(dòng)員腳上穿著的Clap冰刀后刀托與冰鞋可自動(dòng)分離,這種獨(dú)特鉸鏈結(jié)構(gòu)造成運(yùn)動(dòng)員不易控制預(yù)備姿勢(shì)的穩(wěn)定性,運(yùn)動(dòng)員只能用依靠冰刀的全刃支撐于冰面的非點(diǎn)冰式站立式起跑姿勢(shì),但這種起跑姿勢(shì)又不利于運(yùn)動(dòng)員身體重心的快速前移,這就需要通過(guò)智能化三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、足底壓力和無(wú)線(xiàn)表面肌電等先進(jìn)技術(shù),跟蹤測(cè)試運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及生物學(xué)指標(biāo),并進(jìn)行大數(shù)據(jù)建模與分析,科學(xué)塑造適合每名運(yùn)動(dòng)員自身特點(diǎn)的個(gè)性化起跑姿勢(shì),構(gòu)建有效提升運(yùn)動(dòng)員起跑穩(wěn)定性與起動(dòng)反應(yīng)能力的最優(yōu)化模型。

在2021年日本東京舉辦的第32屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)上所看到的參加100m比賽的運(yùn)動(dòng)員蘇炳添,在安裝起跑器時(shí)用卷尺丈量抵足板到起跑線(xiàn)之間的距離,精準(zhǔn)到厘米甚至毫米,確保自己實(shí)現(xiàn)最佳的起跑步伐,是起跑姿勢(shì)科學(xué)使用的有力證明,同樣也是針對(duì)起跑技術(shù)優(yōu)化訓(xùn)練取得成果的詮釋。這為短距離速度滑冰運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)和優(yōu)化起跑姿勢(shì)準(zhǔn)備,提升起跑效率提供了很好啟示。

3.2 高頻快速起動(dòng)策略

高頻快速起動(dòng),即起跑后第一步的步幅短而有力,以保證身體前沖力的發(fā)揮和產(chǎn)生更快的加速度[10]。強(qiáng)而有力的支撐腿蹬伸動(dòng)作是較好起動(dòng)技術(shù)的外在特征反應(yīng),而機(jī)體內(nèi)在的工作機(jī)制則是神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)速度以及神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)肌肉的控制能力。因此,提升瞬時(shí)反應(yīng)能力是實(shí)現(xiàn)高頻快速起動(dòng)的核心要素。這就需要從以下幾個(gè)方面同步實(shí)施:

第一,明確動(dòng)作幅度和運(yùn)動(dòng)方向是高頻快速起動(dòng)訓(xùn)練的理論基礎(chǔ)。在高頻快速起動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中,由于起動(dòng)后身體前傾角度與水平瞬間速度成負(fù)相關(guān)[28],因此,在一定的合理范圍內(nèi)身體前傾角度越小,身體重心前移趨勢(shì)越明顯,起動(dòng)時(shí)將更有利于水平瞬間分速度的獲得。

第二,評(píng)估最佳發(fā)力位置,確定主要發(fā)力環(huán)節(jié)與最佳發(fā)力關(guān)節(jié)角度是訓(xùn)練重點(diǎn)。在起動(dòng)時(shí)支撐腿迅速用力蹬伸以擺脫靜止?fàn)顟B(tài),適宜的蹬冰角度有利于增大單位時(shí)間內(nèi)力的產(chǎn)生速率,將會(huì)產(chǎn)生更多的水平分力以提升水平加速度。

第三,找準(zhǔn)最佳力量產(chǎn)生時(shí)間是訓(xùn)練的核心,這就需要加強(qiáng)起動(dòng)動(dòng)作過(guò)程中的肢體間肌肉協(xié)調(diào)訓(xùn)練,特別是提升上肢與下肢、左側(cè)與右側(cè)、主動(dòng)肌與拮抗肌之間的配合效率。

此外,在進(jìn)行高頻快速起動(dòng)訓(xùn)練或?qū)ｍ?xiàng)輔助訓(xùn)練手段的設(shè)計(jì)時(shí),需要加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)的監(jiān)控,通過(guò)大數(shù)據(jù)分析,找出最有利的運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)蹬冰角、膝角、髖角、軀干角、重心移動(dòng)軌跡、浮腿外展落位點(diǎn)等參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員起動(dòng)技術(shù)的精準(zhǔn)定位、診斷與評(píng)估。

3.3 疾跑速度節(jié)奏優(yōu)化策略

鳴槍至運(yùn)動(dòng)員滑跑至15m的時(shí)間是反應(yīng)起跑實(shí)效性的核心指標(biāo)[11],絕對(duì)速度是制勝的關(guān)鍵,絕對(duì)速度由步頻和步幅兩個(gè)指標(biāo)乘積得出。因此,在疾跑過(guò)程中步頻與步幅的合理匹配對(duì)絕對(duì)速度的提升貢獻(xiàn)度最大,可直接反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)員的起跑效果。高水平速度滑冰運(yùn)動(dòng)員為了實(shí)現(xiàn)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到個(gè)人最快速度,在疾跑加速過(guò)程中的通常做法是通過(guò)步頻的持續(xù)加快,以高頻的“跑動(dòng)”而非“滑行”方式實(shí)現(xiàn)滑跑速度的迅速提升。Schenau等(1985)研究指出[29],每公斤體重所表現(xiàn)出的功率是衡量速度滑冰運(yùn)動(dòng)成績(jī)的一個(gè)精確指標(biāo),不同的成績(jī)是由每步蹬冰力量產(chǎn)生的外部輸出功率差異造成的,如果保持每步蹬冰力量相同,則可通過(guò)改變滑跑頻率來(lái)控制功率的大小。

在短道速度滑冰起跑訓(xùn)練過(guò)程中,加快前 3～4步的步頻訓(xùn)練可以使起跑成績(jī)得到顯著提升,而在短距離速度滑冰項(xiàng)目中,陸地與冰上起跑之間的只有在前6～8步上的動(dòng)作模式表現(xiàn)是相似的[30],此過(guò)程是運(yùn)動(dòng)員從起動(dòng)到滑跑加速再過(guò)渡到滑行的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。因此,加強(qiáng)對(duì)起跑前6～8步的速度節(jié)奏和技術(shù)優(yōu)化是起跑訓(xùn)練的重點(diǎn)。據(jù)2022年北京冬奧會(huì)速度滑冰科研負(fù)責(zé)人嚴(yán)力教授介紹,高亭宇在2021—2022中國(guó)杯速度滑冰500米精英聯(lián)賽中,前100m滑出了速滑史上的最快成績(jī)(9.32s),其優(yōu)異成績(jī)的取得除了與身體狀態(tài)、環(huán)境條件、心理因素等因素密不可分之外,更主要的是通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)手段對(duì)起跑技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控并加強(qiáng)前7步速度節(jié)奏的技術(shù)優(yōu)化訓(xùn)練有直接關(guān)系。

3.4 功能性力量均衡發(fā)展策略

結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)和功能性力量均衡是運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽過(guò)程中保持身體姿勢(shì)平衡、控制身體穩(wěn)定、避免運(yùn)動(dòng)損傷的保障,否則將會(huì)導(dǎo)致“動(dòng)作發(fā)散”,削弱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[31]。速度滑冰是周期性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,這類(lèi)項(xiàng)目需要改善運(yùn)動(dòng)員肢體之間力量發(fā)展的對(duì)稱(chēng)性與均衡性。從速度滑冰起跑的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征來(lái)看[12],需要構(gòu)建多維層面的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定與平衡控制才能實(shí)現(xiàn)最佳神經(jīng)肌肉效率。因此,建立更高水平的功能性力量、提升神經(jīng)肌肉工作效率,使起跑訓(xùn)練向著多維度、多平面的完整人體動(dòng)作系統(tǒng)發(fā)展是為之努力的方向。這就要求教練員在訓(xùn)練計(jì)劃的制定上,要轉(zhuǎn)變固化思維模式,將速度訓(xùn)練、平衡能力訓(xùn)練、柔韌性訓(xùn)練、快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練、快速反應(yīng)訓(xùn)練、靈敏訓(xùn)練、核心區(qū)力量訓(xùn)練、抗阻訓(xùn)練以及專(zhuān)項(xiàng)能量代謝系統(tǒng)訓(xùn)練等整合起來(lái)考慮與設(shè)計(jì)。同時(shí),力量訓(xùn)練還必須要與肌群的收縮速度、運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)幅度結(jié)合起來(lái),只有符合專(zhuān)項(xiàng)快速收縮所需的力量、發(fā)力順序以及運(yùn)動(dòng)幅度,避免功能性力量失衡,才能實(shí)現(xiàn)專(zhuān)項(xiàng)所需的效果和避免運(yùn)動(dòng)損傷。

3.5 “冰感”提升策略

從感覺(jué)學(xué)習(xí)(Sensory study)的視角來(lái)看,速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在冰面上的身體平衡與穩(wěn)定控制能力可稱(chēng)之為“冰感”,主要受人的視覺(jué)、前庭感覺(jué)、皮膚感覺(jué)、肌肉本體感覺(jué)等感受器的綜合作用制約,因此,需要提升以人腦主時(shí)鐘控制下的外周時(shí)鐘(骨骼肌、肌腱、軟骨、軟骨和骨骼等)的自主調(diào)動(dòng)能力,特別是需要加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員骨骼肌反復(fù)收縮對(duì)主時(shí)鐘產(chǎn)生的作用和影響[32]。在陸冰結(jié)合的專(zhuān)項(xiàng)輔助訓(xùn)練過(guò)程中,可采用穿著運(yùn)動(dòng)鞋或冰刀鞋在沙地、草地、硬海綿地面、塑膠地面、膠地以及其他非穩(wěn)定的地面條件下或器材上進(jìn)行平衡與穩(wěn)定能力訓(xùn)練,通過(guò)進(jìn)階訓(xùn)練模式重點(diǎn)提升腳踝力量以及非穩(wěn)定支撐條件下的平衡控制能力,進(jìn)而達(dá)到提升運(yùn)動(dòng)員“冰感”的目的。

3.6 爆發(fā)力水平促進(jìn)策略

爆發(fā)力水平提升可通過(guò)抗阻訓(xùn)練得以實(shí)現(xiàn),抗阻訓(xùn)練不但可以促進(jìn)與神經(jīng)適應(yīng)有密切聯(lián)系的肌肉爆發(fā)力水平,還可以促進(jìn)肌肉維度的增粗,通過(guò)一定形式的抗阻訓(xùn)練,使肌肉在短時(shí)間內(nèi)做更多的功,提升力量輸出效率。高水平運(yùn)動(dòng)員一般采取每周3次,其負(fù)荷一般為最大力量的60%～80%范圍內(nèi)進(jìn)行(負(fù)重半蹲起的負(fù)荷重量約為自身體重的2.5-3倍)[33],并盡量在動(dòng)態(tài)條件下完成。

為了在抗阻訓(xùn)練和快速起跑之間建立起有效轉(zhuǎn)換,需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)含有力量成分的速度訓(xùn)練、下肢肌肉的快速收縮復(fù)合訓(xùn)練以及基于速度的爆發(fā)力訓(xùn)練(VBT)方案。爆發(fā)力訓(xùn)練通常采用較多的是高強(qiáng)度快速收縮復(fù)合訓(xùn)練,如蹲跳、跨跳、跳凳跳深等彈射線(xiàn)性的運(yùn)動(dòng)方式,通過(guò)快速的離心收縮形成牽張反射,達(dá)到產(chǎn)生比靜息狀態(tài)下更有力的向心收縮,特別需要強(qiáng)調(diào)的是盡量縮短離心收縮與向心收縮之間的時(shí)間間隔,這樣有利于儲(chǔ)存更多用于產(chǎn)生向心力的彈性勢(shì)能。穩(wěn)定性力量訓(xùn)練、核心力量訓(xùn)練和神經(jīng)肌肉控制訓(xùn)練均可用來(lái)幫助控制離心收縮與向心收縮之間的時(shí)間。

此外,由于短距離速度滑冰運(yùn)動(dòng)員的起動(dòng)加速初期主要依靠單腿蹬伸用力來(lái)克服身體慣性,通過(guò)最大限度地對(duì)冰面施加壓力來(lái)提升加速度和速度。因此,單側(cè)腿的爆發(fā)力訓(xùn)練將是速度滑冰短距離運(yùn)動(dòng)員起跑訓(xùn)練效果提升的重點(diǎn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

短距離速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在比賽開(kāi)始時(shí)的加速能力,對(duì)其在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大速度起著重要作用,起跑階段的技術(shù)表現(xiàn)對(duì)高水平運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造優(yōu)異的運(yùn)動(dòng)成績(jī)至關(guān)重要。全面剖析影響短距離速度滑冰運(yùn)動(dòng)員起跑實(shí)效性的關(guān)鍵因素及其提升策略,可為塑造個(gè)性化起跑姿勢(shì)、有效提升運(yùn)動(dòng)員起跑穩(wěn)定性與起動(dòng)反應(yīng)能力、實(shí)現(xiàn)高頻快速起動(dòng)、優(yōu)化起跑速度節(jié)奏、促進(jìn)肢體功能性力量的均衡發(fā)展,以及爆發(fā)力水平提升等奠定基礎(chǔ),是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)科學(xué)化提升起跑運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的關(guān)鍵。今后,在短距離速度滑冰起跑實(shí)效性的更深層次研究上,需要體育科研人員和教練員從運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、生物學(xué)和訓(xùn)練學(xué)等多學(xué)科、多維度、多視角的綜合分析。