100m技术演进的多极化特征——以第29、30届奥运会100m决赛运动员为分析案例

杜娜娜，杜少武，詹晓梅，刘 红

Jiangxi Normal University，Nanchang 330027，China.

运动成绩的提高伴随着的都是技术的革新，在人们惊叹于当今百米成绩高度发展的同时，继而试图从传统技术的沿袭中走出，探索引起成绩提高的原因。第30届奥运会男、女100m决赛中出现了整体性的高水平，在男子100m决赛上牙买加运动员博尔特以9.63s的成绩打破了奥运会纪录。决赛中除最后1名运动员10.01s之外，其余运动员全部跑进10s，平均成绩达到了9.824s。女子100m决赛中，第8名运动员11.01s，第7名11.00s，其余6名全部跑进11.00s，平均成绩达到了10.879s。为了探索百米世界运动员动作结构的内在变化，为半个多世纪以来长期徘徊在世界一流水平之外的我国短跑运动发展提供理论参考，本研究以决定跑速的主要因素——步长与步频为研究重点，对第29、30届奥运会男、女100m决赛运动员成绩提高的技术发展的内部成因进行探讨。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

第29届奥运会和第30届奥运会男、女100m决赛前8名运动员，除第30届奥运会男子100m第8名鲍威尔中途放弃比赛，共31名运动员。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料调研

查阅《中国体育教练员岗位培训教材》、《田径教学大纲》、《运动选材学》、《运动生物力学》等教材6部；通过Internet在中国知网、万方数据库中查阅有关短跑步频、步长等方面的文章5篇；从2012年伦敦奥运会官网http：／／www.london2012.com／［1］、国 际 田 联 官 网 http：／／www.iaaf.org／［2］、网 易 体 育 资 料 库 http：／／data.sports.163.com／［3］搜集运动员身高数据，为撰写本研究提供理论依据。

1.2.2 信息技术法

1.资 料 获 取：通 过 中 国 网 络 电 视 台 http：／／2012.cntv.cn／下载第30届奥运会男子、女子100m决赛视频；在优酷网下载2008年北京奥运会男子、女子100m决赛视频，录像有常速和慢放两种播放速度。

2.资料处理：利用视频转换器将MP4格式的视频转换成MPG格式，然后利用Dartfish慢放功能对视频进行循环播放，逐帧查看并计算运动员的步数。

3.图片处理：用Office for Windows EXCEL输入数据制作。

1.2.3 数据处理

平均步长＝100m／步数；平均步频＝步数／运动员成绩；步长指数＝步长／身高；步频指数＝步频×身高；余步参照终点线宽度计算，根据参照物的比例测量出运动员最后一步脚尖到终点线后沿的距离。

2 结果与分析

2.1 结果

决定短跑速度的因素是运动员的步长和步频，这两个因素都与运动员身高相关［4］。根据动量矩定理M×△t＝I×△ω可知，人体所受的外力矩作用的时间一定时，转动惯量越大，角速度越小，角速度与转动惯量呈反比关系［5］。因此，短跑运动员中身材越高大的运动员下肢越长，下肢转动惯量就越大，跑步时虽步长较大，但势必影响到下肢转动的角速度，即影响到步频的速率；而身材矮小的运动员由于跑时转动环节半径小，转动惯量亦较小，导致下肢转动的角速度变大，步频随之加快。为了客观地反映步长、步频与速度的内在联系，我们采用了兼顾身高因素的步长指数（步长／身高）和步频指数（步频×身高）。这两个指标能够更加客观地反映跑速的运动学特征。表1、表2是第29、第30届奥运会男、女100m决赛运动员的相关成绩数据。

表1 两届奥运会男子100m决赛运动员成绩数据一览表Table 1 Data of Man’s 100mFinal Athletes

表2 两届奥运会女子100m决赛运动员成绩数据一览表Table 2 Data of Women’s 100mFinal Athletes

2.2 分析

2.2.1 男子、女子100m卫冕冠军技术的多极化特征

第30届奥运会男子100m决赛中，牙买加运动员博尔特以9.63s的成绩卫冕冠军，以0.06s的成绩差打破了他在第29届创造的9.69s的奥运会纪录（表1）。表1可见，博尔特第30届较29届显示出步数减少，平均步频加快，平均步长加大的技术特征。这是博尔特打破奥运会纪录的主要技术演进成因。两届奥运会均显示出博尔特的平均步频均为最低，平均步长为最大，体现出步长大、步频低的技术特点［6］。

女子100m卫冕冠军同样由牙买加运动员费雷泽获得，第30届奥运会上，她以10.75s的成绩将她在第29届10.78s的成绩提高了0.03s（表2）。第30届100m决赛费雷泽平均步频4.701步／s，是决赛运动员中最快的，平均步 频 4.701步／s，较 29 届 4.514 步／s大 幅 提 高 了0.187步／s。但平均步长1.979m，较29届奥运会2.055m平均每步减少了0.076m。费雷泽成绩提高体现出：步数增加，平均步频加快，平均步长减小的技术特征。这也是费雷泽在第30届奥运会上成绩提高的技术成因。

博尔特为步长大、步频慢的技术类型，费雷泽属步长小、步频快的技术类型。两位世界顶级水平运动员技术特征截然不同，却都创造了优异的成绩并成功卫冕两届奥运冠军。他们成绩提高在技术上表现出的多极化特征，向我们提示了不能用一个技术模式来统一所有运动员，结合个人特点并创造优异成绩的动作模式，才是运动员的个人技术。

2.2.2 100m整体水平提高的多极化特征

2.2.2.1 男子100m水平提高的技术特征

图1、图2清晰地反映出步长和步频是一对矛盾的统一体，即步长大了步频就慢，步频快了步长就小，两者形成鲜明的制约性对应。

图1可见，第30届男子100m决赛平均步长趋势线在29届之上，表明第30届平均步长较29届有上升的趋势。第30届男子100m决赛平均步频趋势线在29届之下，表明第30届平均步长较29届有下降的趋势。第30届男子100m决赛平均步频和平均步长的振幅均较29届小，表明第30届男子100m决赛运动员实力更接近、竞争更加激烈。“总体成绩提高，平均步长、步长指数、步频指数提高、平均步频降低”是第30届奥运会男子百米整体水平提高的主要原因。

表1反映出男子100m第1名成绩提高，步数减少，平均步频提高，平均步长提高。男子前8名平均成绩均提高，步数减少，平均步频减少，平均步长提高。由此可见，男子100m运动员取得优异成绩的技术成因不同。第1名运动员是通过步长和步频同时提高实现“夺冠”夙愿，前8名运动员整体成绩提高正朝着加大步长的方向发展。

2.2.2.2 女子100m水平提高的技术特征

图2趋势线显示了第30届女子100m决赛名次与平均步频呈正比，与平均步长呈反比的趋势。第29届奥运会平均步频与名次不相关，平均步长与名次有正相关的趋势。第29、30届奥运会平均步频和平均步长趋势线重叠交叉，无明显规律（表2）。第30届奥运会女子100m前3名运动员均值体现出成绩提高、步数增加、平均步频提高和平均步长下降的现象。表2还可见，女子前8名运动员平均成绩提高，步数减少，平均步频和平均步长均提高，这种技术模式与博尔特相同。说明运动员步频和步长同时增加是第30届奥运会女子100m总体成绩提高的主要原因。

图1 男子100m决赛运动员平均步长与平均步频图Figure 1. Average Stride Length and Stride Frequency of Man’s 100mFinal Athletes

图2 女子100m决赛运动员平均步长与平均步频图Figure 2. Average Stride Length and Stride Frequency of Woman’s 100mFinal Athletes

第30届奥运会100m整体成绩提高幅度较大，成绩提高的技术模式差异较大。与29届比较成绩提高的模式见表3。

表3 第30届奥运会100m整体成绩提高的技术模式一览表Table 3 Technical Model of Performance Improvement of 100mRunning in the 30th Olympic Games

综上所述，男子100m决赛运动员在第30届奥运会上注重步长的提高，平均步频除第1、2、7名比第29届提高外，其他运动员均出现下降的情况。加大步长、降低步频是男子百米运动员技术演进的主流趋势。女子100m决赛运动员在技术上注重步频的提高，除第4、5、8名平均步频下降外，其余运动员均有所提高。同时，平均步长的主流趋势呈下降的态势，与平均步频相反，除第4、5、8名上升外，其余运动员平均步长均下降。降低步长、提高步频是女子百米运动员技术演进的主流趋势。男、女100m运动员提高成绩的技术模式相反，以及分名次段运动员提高成绩的不同技术模式，反映出当今百米运动技术水平提高的多极化特征。

2.2.3 步长指数与步频指数的多极化特征

图3显示，第30届奥运会男子100m前8名运动员的步长、步频指数表现出不同的特征。其中，既有步长指数较大、步频指数较小的运动员，如第3名加特林，也有步长指数较小、步频指数较大的运动员，如第2名布雷克和第5名贝利。还有步长、步频指数相对适中的运动员，如冠军博尔特、第4名盖伊和第7名汤普森。不同技术类型的运动员都取得了高水平的运动成绩。

图3 第30届奥运会男子100m前8名运动员步长、步频指数曲线图Figure 3. Diagram of Stride Length and Frequency of Man’s Top 8 100mAthletes in the 30th Olympic Games

图3还可见，第30届奥运会男子100m决赛名次与指数的关系为：步频指数和步长指数趋势线统一向右下，说明男子短跑运动员的步频、步长能力有同步发展的趋势。男子运动员要取得好的成绩，应同时加大步频指数和步长指数，身材高大的尖子运动员尤应注重发展步频。

图4 第30届奥运会女子100m前8名运动员步长、步频指数曲线图Figure 4. Diagram of Stride Length and Frequency of Woman’s Top 8 100mAthletes in the 30th Olympic Games

图4可知，第30届奥运会女子100m第1名费雷泽的步频指数较低，步长指数较高。前8名运动员的步长指数中，除冠军费雷泽1.302的步长指数和第5名艾莉森1.305的步长指数外，其他6名运动员的步长指数均为1.20左右，说明费雷泽的身高与步长之比较大。费雷泽在步频指数较低的情况下取得了100m冠军，可见，突出的步长指数是费雷泽夺冠的主要因素。两位奥运会冠军不同特征的步频、步长指数却都赢得了比赛，说明不同技术风格的运动员都有机会赢得比赛。

图4还可见，第30届奥运会女子100m决赛名次与指数的关系为：步长指数趋势线向右下、步频指数趋势线向右上，与男子步频指数、步长指数的趋势线截然不同，表明女子短跑运动员要取得好的成绩，应适当加大步长指数和缩小步频指数，身材矮小的尖子运动员尤应注重发展步长。

2.2.4 世界一流短跑运动员身高的多极化特征

一直以来对短跑运动员的身高标准都有专著论述。权威论述：男子100m、200m运动员身高为175±5cm；女子100m、200m运动员为165±5cm①段世杰.中国体育教练员岗位培训教材［M］.北京：人民体育出版社，1998：559.。传统选材学理论表明，世界一流的短跑运动员身高应该在1.80m左右，因为只有这个身高，人的步频和步幅才能达到一个理想的结合，人体的协调性也只有在这个身高才能发挥到极限。低于这个身高，步长会受影响，高于这个身高，协调性和步频会受影响。在亚洲，短跑运动员的身高甚至被进一步降低，认为1.77m或许更符合亚洲人的特点②http：／／lining.sina.com.cn／irun／book／runlesson.php id＝1049“专业跑步全书”.。第30届奥运会上，男子100m决赛的运动员平均身高为1.86m，女子平均身高为1.66m。按照这个身高，女子100m决赛运动员的身高特征基本符合选材标准，而男子100m决赛运动员的平均身高明显高于选材标准，尤其是两届卫冕冠军博尔特1.96m的身高，远远高于选材标准。而女子100m两届卫冕冠军费雷泽的身高仅为1.52m，远远低于选材标准。依据选材学理论，两位卫冕冠军均不适宜从事短跑运动，但事实上他们两人是当今世界上跑得最快的运动员。

图5 女子100m前8名运动员身高与成绩关系曲线图Figure 5. Relationship between Body Height and Performance of Woman’s Top8 100mAthletes

从两届奥运会男、女100m共4项决赛看，运动员身高与成绩、名次的关联度并不高（表1、表2），但在第30届奥运会女子100m决赛运动员身高与成绩、名次又有一定的关联度，出现了身高与成绩、名次呈负相关的现象（图5），笔者认为这完全是一种巧合。综上所述，运动员跑速与他们的身体形态有一定的关联度，但不必过于拘泥于选材上，而使具有短跑天赋的运动员排斥在短跑运动之外。无论是身材高大的运动员，还是身材矮小的运动员，都有可能达到世界顶尖水平。仅仅依靠书本上的理论而动，“运动天才”将可能被扼杀。现代短跑运动员身高的多极化特征揭示了选材理论的缺陷，同时也向我们提示，用统一的身高模式来要求不同种族、年龄、身体训练水平、肌肉类型、神经类型、技术风格的运动员是不合时宜的。

3 结论

1.男子100m卫冕冠军博尔特在第30届奥运会上打破奥运纪录的主要技术成因为：平均步频加快，平均步长加大。女子100m卫冕冠军费雷泽的平均步频加快、平均步长减小是其在第30届奥运会上成绩提高的主要技术成因。第30届奥运会男、女100m冠军成绩的提高，在技术上表现出的多极化特征，向我们提示了结合个人特点并创造优异成绩的动作模式才是运动员的个人技术。

2.平均步长提高、平均步频降低，是第30届奥运会男子百米整体水平提高的主要原因。平均步频和平均步长同时提高是第30届奥运会女子100m总体成绩提高的主要原因。男、女100m运动员提高成绩的相反模式，以及分名次段运动员提高成绩的不同模式，反映出当今百米运动技术水平提高的多极化特征。

3.第30届奥运会男子100m决赛名次与指数的关系表明，男子短跑运动员要取得好的成绩，应适当加大步频指数和步长指数，身材高大的尖子运动员尤应注重发展步频。女子短跑运动员要取得好的成绩，应适当加大步长指数和缩小步频指数，身材矮小的尖子运动员尤应注重发展步长。

4.依据当今选材标准，男、女100m卫冕冠军博尔特和费雷泽均不适宜从事短跑运动。不可否认，跑速与身体形态有一定的关联度，但博尔特和费雷泽是当今世界上百米跑得最快的人。如果我们只是按照书本教条办事，“运动天才”将可能被扼杀。现代短跑运动员身高的多极化特征揭示了选材理论的缺陷，用统一的身高模式来要求不同种族、年龄、身体训练水平、肌肉类型、神经类型、技术风格的运动员是不合时宜的。

［1］伦敦奥运会官方网站http：／／www.london2012.com／.

［2］国际田联官网http：／／www.iaaf.org／.

［3］网易体育资料库http：／／data.sports.163.com／.

［4］徐开春，李盛珍，李寅.对短跑运动员步长与步频要素及成因的研究［J］.沈阳体育学院学报，2003，22（2）：93－94.

［5］运动生物力学编写组.运动生物力学［M］.北京：高等教育出版社，2000

［6］邹虹，詹晓梅.博尔特成功因素探析——从第29届奥运会男子100m决赛谈起［J］.军事体育进修学院学报，2009，（2）：38－41.