系统科学视角下的优秀散打运动员体能系统运行机制及训练控制的研究

周维方，赵光圣，石 萌

(1．上海体育学院武术学院，上海 200438;2．上海体育学院，上海 200438;3．山东师范大学体育学院，山东 济南 250014)

体能是散打运动员竞技能力系统的核心要素之一，它的发展和保持情况直接影响到运动员比赛中表现。从体能发展的阶段特征来说，优秀散打运动员体能一般都处于个人最佳水平阶段，并存在下降趋势。因此，只有提高训练的科学化水平，通过对训练过程进行精确的、高效的控制才能够最大限度地挖掘或保持优秀散打运动员体能水平。要实现对训练过程精确的、高效的控制了解体能系统的结构和运行机制是关键，同时也只有在此基础上发展起来的体能才能够更好地满足高水平散打比赛的需要。

1 优秀散打运动员体能系统的结构及运行规律

系统结构指的是组分或要素相互结合而形成的架构，关注的是结合方式及其形成的整个框架或构成［1］。结构是系统特性和运行的基础，决定了系统的功能。优秀散打运动员体能是指训练或比赛中运动员机体所表现出的运动能力，运动能力即是运动员体能系统的功能，它受到运动员体能系统结构的制约。系统结构千差万别，根据研究需要从优秀散打运动员体能系统实际出发可建立体能系统的框架结构和运行结构，这两种结构既符合优秀散打运动员体能存在的实际也能满足对其运行机制和训练控制进行研究的需要。框架结构反映的是体能系统组分之间的连接方式，运行结构反映的是体能系统运行过程中组分之间互动方式。

图1 优秀散打运动员体能系统框架结构

由图1可知，优秀散打运动员体能系统由身体形态、身体机能和运动素质构成了第一层级;身体形态包括上肢、下肢、躯干和头部形态，身体机能包括呼吸系统、循环系统和神经系统等机能，运动素质包括上肢、下肢、躯干和头部等全身各部位运动素质，它们共同构成了体能系统第三层级;第四层级在该结构中分化到了要素层面，身体形态子系统和运动素质子系统包括四肢、躯干、头部的长度、围度、充实度、体成分和力量、速度、耐力、灵敏、柔韧、协调等，身体机能则包括肺活量、最大摄氧量、心率、心功能指数、反应时、稳定性、协调能力等。在优秀散打运动员体能系统中神经子系统的控制能力、协调能力及运动素质子系统中的速度耐力、速度和力量等要素对专项体能至关重要。

优秀散打运动员体能系统的框架结构反映的是体能系统各组分之间连接方式，体现体能系统组分的层级结构。体能系统运行时同一层级内各组分之间相互联系、相互作用、相互促进、相互制约，不同层级组分或要素之间不会发生联系，体能系统功能实现是一个由低层级向高层级即由第四层级向第一层级的逐级整合过程，每一层级都会表现出其他层级所不具有的功能和特性。优秀散打运动员体能系统运行结构是体能系统运行中建立起来的组分间互动方式，如图2所示，其中A区代表体能系统、B区代表身体形态子系统、C区代表身体机能子系统、D区代表运动素质子系统，E区是BCD区的重合区，代表运动员体能系统运行中第二层级组分建立起的有效协同关系，训练或比赛中表现为运动员的体能水平。第二层级作为优秀散打运动员体能系统功能实现的最直接层级，各组分之间关系及协同效率直接决定运动员的体能水平。对优秀散打运动员来说，体能训练应该围绕第二层级进行，注重神经子系统对其他子系统的控制与协调能力的训练，通过子系统间协同作用的提高来发展运动员的体能，而不是对运动员体能要素的逐一发展。

图2 优秀散打运动员体能系统运行结构图

2 散打运动员体能系统的运行机制

2．1 适应是体能系统演化和发展的根源

“从生物学角度说，适应是生物体调整自己以适合环境的过程”［2］。体能是由人体各主要运动器官和组织构成的体能系统的整体涌现，运动员体能发展是在训练过程中机体通过与外界不断进行物质、能量、信息交换而产生的对训练负荷的适应性反应。因此，体能系统又是一个复杂适应系统。运动训练过程中的适应包括体能系统对训练负荷的适应、体能系统各构成要素之间的相互适应以及体能子系统与竞技能力系统其它子系统之间的适应。

适应是主体在与环境交互作用中能够根据环境的特殊要求而修改自己的行为规则，以便更好地与环境产生良性互动。优秀散打运动员体能能够很好地满足训练或比赛的需要，就是因为通过长期系统训练体能系统能够根据实际需要而改变自身的结构和组分之间协同关系。优秀散打运动员体能系统在运动训练过程中不断地学习、积累技能和经验，并能够通过训练及根据已获得的能力灵活改变自身的结构和行为方式，优秀散打运动员体能系统就是在这样一个不断适应新负荷的过程中演变和发展。

2．2 标识机制

复杂系统的演变过程是系统构成要素按照某种特殊机制发生聚集行为的过程，系统科学把这种机制定义为标识。聚集是复杂系统演化、发展中的一种特性，聚集行为既是系统要素发展和功能实现的手段又是简化复杂系统的一种标准方法;标识是供系统与环境、子系统之间、系统构成要素之间相互识别和选择时使用。“聚集不是简单的合并，也不是消灭个体的吞并，而是新的类型的、更高层次上的个体的实现;原来的个体不仅没有消失，而是在新的更适宜自己生存的环境中得到了发展”［4］。因此，标识机制是系统演化、发展和功能实现的一种重要机制。

对优秀散打运动员体能系统来说，标识作用主要产生于大脑皮质记忆中枢和运动中枢，在发展体能和体能系统运行过程中都离不开它的作用。首先，在体能发展过程中，标识的作用主要体现在物质、能量和信息交流时，尤其是在信息交流中。对优秀散打运动员来说，发展体能不再主要是对身体机能和运动素质的单纯发展，而是注重各子系统之间的协同效应的训练，特别是神经子系统对其他子系统的控制与协同作用。运动员体能在发展过程中蕴含着大量的信息交流，信息的准确性、精炼性和匹配性受到运动员大脑皮质记忆中枢和运动中枢的直接影响，它们在体能发展过程中为体能构成要素提供了搜索和接收信息的具体方法，使体能系统构成要素之间协同效率和协同程度大幅提高，实践中主要表现为虽然运动员的运动素质没有提高但是运动员的体能仍然能够很好地适应比赛需要。其次，在体能系统运行过程中也离不开标识的作用。体能系统与外界环境存在着一个交互作用的过程，体能发展过程中标识的作用在于使机体对外界环境给予的刺激产生适应，提高了体能系统各构成要素之间的协同效率和协同程度;在散打运动员体能系统运行过程中标识的作用在于保证机体与外界顺利地进行信息交换、加工和利用，并对体能各构成要素进行有效地、最佳地协同，实现体能系统整体涌现。实践中表现为很多优秀散打运动员的耐力、爆发力和最大力量不一定非常优秀但是比赛中却能够表现出很好的速度耐力、速度和力量素质，这些素质对优秀散打运动员来说都特别重要。

2．3 响应机制

在有外界干预的情况下响应与控制相对应，没有外界干预仅是系统内子系统之间协同时，响应表现为子系统之间的应答性反应。在有外界干预时需要系统对干预产生积极响应，没有系统的积极响应即使是再好的计划和方案也无法实现;在没有外界干预时，同样也存在响应，只是这种响应不是系统对外界干预的响应而是系统内各子系统或要素之间的响应。现实中完全不与外界发生任何联系的系统不可能存在，只是那种干预对系统的演变、发展仅起间接作用。

优秀散打运动员体能系统无论是在训练还是在比赛中都存在着响应机制作用的痕迹，这种响应也是神经系统控制的结果。在体能训练过程中，教练员按照训练计划或方案对运动员实施训练控制，运动员则按照教练员的要求进行相关内容练习，这时运动员体能系统存在两种响应方式，一种是运动员以行为方式进行响应，表现为运动员按照控制指令进行相应的内容练习;另一种方式是运动员体能系统各构成要素对训练行为的响应，结果使体能系统各子系统之间应答程度和协同效率提高。在比赛中，优秀散打运动员体能系统的响应机制发挥的作用明显大于一般水平散打运动员，突出地表现在前者能够比后者更高效地利用自己的体能，而后者比赛中所表现的体能和平时训练中相距甚远，有的甚至出现体能“相对过剩”现象。优秀散打运动员机体通过与外界进行各种信息交换、处理和利用，体能系统对标识机制提供的信息产生积极的响应，体能系统根据需要表现出相应的整体涌现性。

2．4 积木机制

系统科学中的积木亦称构件(building blocks)，它与物理学中的积木既有联系又有区别，联系在于它利用了物理学中积木在搭建中的可重复使用和按照某种规定性进行组合的特征;区别在于它并不是有型的积木，而只是应用了积木的功能原理。通常来说，复杂系统都是由一些相对简单的构件按照某种规定性组成，系统的复杂性不是由构件的大小和多少决定，而是由构件组合方式的多样性决定。积木机制要求在对系统进行考察时主要把注意力放在组分之间的相互作用和影响上，组分间的积木效应是系统整体起决定性作用的主导因素。

优秀散打运动员体能系统不管在训练还是在比赛中都离不开积木机制的作用，训练是体能系统在利用积木效应的同时去发展积木效应;比赛则是通过积木效应去弥补体能系统中的短板，达到扬长避短的效果。体能系统运行中积木机制是以同一层级内组分或要素活动为基础，优秀散打运动员体能系统运行中受到运动员记忆中枢和运动中枢即标识机制的作用;积木机制对优秀散打运动员的意义在于降低了体能系统中短板的影响程度，实现了对体能系统的非衡补偿。另外，很多优秀散打运动员其体能构成要素并不是非常突出，然而却能够满足高水平比赛的需要，这正是积木机制作用的结果。很多一般水平散打运动员的体能构成要素要好于优秀散打运动员，然而比赛中却不能够像优秀散打运动员那样高效地利用自己的体能，原因就在于优秀散打运动员经过长期系统训练，体能系统中适应个人打法和专项需要的要素获得有机整合，欠发达要素也通过整合降低了对体能整体水平的影响，这种整合就是一种积木机制。

3 优秀散打运动员体能训练控制

3．1 优秀散打运动员体能训练控制任务

由于遗传、训练等效应造成了运动员体能系统组分间关系和结构的复杂性，优秀散打运动员体能往往呈现出鲜明的个体化特征，所以用量化指标形式表述优秀散打运动员体能训练控制任务不实际也不科学。因此，研究中在对控制任务定位时采用的是定性描述方式，教练员在实际训练中需要根据运动员个人特征来确定控制任务，并建立相应的量化指标。

教练员在对运动员进行体能训练之前首先要制定训练计划，在训练大纲中会把一个周期或一个阶段的主要练习内容、方法、手段、负荷等确定下来，在课时训练计划中则要把练习内容和练习负荷细化到具体练什么、练多少组、每组练习的量和强度等。在组织与实施体能训练时，教练员按照训练计划的量化指标对运动员进行相应训练控制，从对控制任务的分类来说这种控制属于定值控制。定值控制作为一种最简单、最明确的控制任务通过调查在优秀散打运动员体能训练中最为常用，它解决的是训练中负荷控制问题，是实现训练科学化的重要手段之一。运动员体能发展的阶段性特征决定了对优秀散打运动员进行体能训练时应该注重提高体能对高水平散打比赛的有效性以及适应性。体能系统有自己的结构特征和运行规律，只有依据这种结构特征安排练习内容并按照体能系统的运行规律执行练习过程所发展起来的体能才是一种有效的体能;另外，每一名优秀散打运动员都有自己习惯的打法，有时候还要根据比赛任务、比赛对手来安排战术打法，不同的战术打法也需要有相应的体能与之相适应。因此，在体能训练中依据体能系统的结构特征、运行规律和现实需要来安排体能训练程序，充分利用体能运行的结构效应对体能训练进行程序控制，这样发展起来的体能才具有个人适应性。在训练实践中，教练员会根据运动员体能的现实情况而设计一个理想模式即训练目标，根据这个目标执行体能训练控制。首先，当目标为体能系统能够最有效地适应训练控制时，它属于系统科学中的最优控制，训练实践中体现为教练员的训与运动员的练高度适应，训的指令输入表现为最佳的练的效果输出;其次，还要将体能训练控制系统运行的结果即所发展起来的运动员体能与竞技能力大系统其他系统之间能够高效协同作为目标，它同样也是一种最优控制。前一个是从训与练的适应程度角度构建的训练控制目标，后一个则是从体能系统在比赛中转化效率角度构建的训练控制目标，从优秀散打运动员实际需要出发后一个目标意义更大。

综上所述，优秀散打运动员体能训练的控制任务是根据运动员体能水平、个体打法特征以及比赛需要来制定训练大纲和训练计划，训练内容、练习方法、训练负荷和练习程序的安排要能够改善运动员神经子系统对其他子系统的控制及协同效果;通过合理的训练程序控制提高运动员体能的有效性和个人适应性;通过提高训与练的适应程度使运动员的体能系统与竞技能力大系统其他系统间建立最佳协同。

3．2 优秀散打运动员体能训练反馈控制系统结构及组分构成

图3 优秀散打运动员体能训练反馈控制系统

优秀散打运动员体能训练是一个由教练员、科研人员、管理人员等组成的教练员团队按照训练计划对运动员实施训练控制以及运动员按照教练员团队的指令对自己身体施加相应运动负荷控制的过程。系统观下的优秀散打运动员体能训练是个包含多种控制内容的复杂系统，根据需要主要包括运动员状态诊断、训练计划制定、训练计划组织与实施、训练负荷监控、运动员损伤预防与康复、运动员训练管理等，控制内容不同参与控制的人员和控制目标都会不同。依据黑箱理论，在优秀散打运动员体能训练中将训练的现实成果与体能发展目标进行比较，形成误差，然后根据误差的性质和程度修改体能训练控制方案，通过再执行体能训练控制逐步实现体能训练目标。在这种理念指导下构建了如图3所示的优秀散打运动员体能训练反馈控制系统，系统主要由控制器、执行机构、受控对象和反馈装置几个组分构成，每个组分又因为体能训练的控制内容不同由不同要素组成。

优秀散打运动员体能训练反馈控制系统各组分构成情况如下:

3．2．1 控制器的组成。从体能训练控制系统的任务需要出发，控制器主要由教练员、运动员、科研人员和管理人员等组成。与其他阶段散打运动员体能训练相比，优秀散打运动员体能训练反馈控制系统控制器的一个显著特点是组成人员比较全面，业务水平高;另外，在执行训练控制时通常需要所有人员积极参与，并高效协同。

3．2．2 执行机构的组成。优秀散打运动员体能训练系统要进行的控制内容很多，所以体能训练控制系统的执行机构构成也很复杂。由图3可知，执行机构也是由教练员、运动员、科研人员、管理人员组成。执行任务不同执行机构的构成也不同，例如在体能训练计划组织与实施过程中，执行机构主要由教练员、科研人员和运动员组成。

3．2．3 受控对象的组成。优秀散打运动员体能训练反馈控制系统受控对象包括运动员状态诊断、训练计划制定、训练计划组织与实施、训练负荷监控、训练反馈、运动员损伤预防与康复、运动员营养与恢复、训练管理。受控对象在系统运行中既有同步性也有非同步性，受控对象运行秩序受优秀散打运动员体能训练反馈控制系统的功能发展需要的制约。

3．2．4 反馈装置的组成。反馈装置基本构成包括信息采集、信息分析处理、信息储存、信息传递和信息接收几个部分，在优秀散打运动员体能训练反馈控制系统中主要是由教练员、运动员、科研人员、管理人员和测试仪器、分析仪器构成。根据反馈内容反馈装置又可分为体能状态诊断反馈装置、训练计划组织与实施反馈装置、运动损伤预防与康复反馈装置、运动员管理反馈装置等。

3．2．5 扰动因素的组成。扰动因素客观存在于优秀散打运动员体能训练反馈控制过程中，主要包括运动员的认识、队友的行为、比赛对手情况、所处训练环境、自身技术特征和战术发展需要的心理暗示等。

3．3 优秀散打运动员体能训练反馈控制系统运行方式

建立优秀散打运动员体能训练反馈控制系统只是为体能训练反馈控制提供了可能，要想实现真正的反馈控制必须掌握正确的运行方式。优秀散打运动员体能训练反馈控制系统控制内容虽然多样但是运行方式基本相同，下面以训练计划的组织与实施为例对进行运行方式进行阐析。

在执行训练计划的组织与实施反馈控制时，首先是由以教练员为主的训练控制者对运动员发出体能训练控制指令，同时训练控制者还要负责对训练过程实施监控;其次是运动员中枢神经系统根据训练指令对自己的身体进行相应的训练控制;最后是在组、课或阶段训练结束时由教练员、运动员和科研人员等组成的团队对训练过程和训练结果进行监控、分析，形成反馈信息，并根据这些反馈信息修正训练控制方案，并按新方案进行下一轮的训练控制。

这种方式下运行的优秀散打运动员体能训练反馈控制系统不但适应于阶段控制还可以作为每次训练课或每组训练的控制方式，在具体实施过程中会根据实际需要选取相应的反馈指标。

4 结论

优秀散打运动员所处阶段的特殊性及体能对专项的重要性要求必须提高体能训练的科学化水平，进一步挖掘或保持运动员的体能。正确了解运动员体能系统的构成和运行机制才能够确定训练控制任务，根据控制任务选择最合理的控制方式。适应是优秀散打运动员体能系统演化和发展的根源，通过标识、响应和积木机制的作用体能系统各构成要素的协同效率提高，运动员的体能更加高效。因此，优秀散打运动员体能训练的重点是改善体能系统构成要素之间的协同作用，主要采用反馈控制的方式进行体能训练。

［1］苗东升．系统科学大讲稿［M］．北京:中国人民大学出版社，2007:28．

［2］约翰·H·霍兰．隐秩序:适应性造就复杂性［M］．周晓牧，等译．上海:上海科技教育出版社，2000:9．

［3］许国志，等．系统科学［M］．上海:上海科技教育出版社，2000:244．

［4］周小青，张冬琴．核心力量训练对提高散打运动员速度力量的实验研究［J］．山东体育学院学报，2010，26(5):66 －68．