论末端释放训练及其在竞技体育中的应用

王 锋，李成梁，王新雷，孙 萍

1 前言

末端释放训练或末端释放爆发力训练（Ballistic Training），是近期被引进的一种爆发力训练方法。英文单词“Ballistic”来自于希腊词根“Ballein”即“抛出”的意思，在运动训练中这种“抛出”有两重含义，一是运动员将某种物体瞬间释放，如推铅球、掷铁饼、掷标枪等；二是运动员将自己身体抛出，如蹲跳、负重跳等［27］。狭义上，末端释放训练是指运动员在整个训练动作范围内做加速运动，直至在动作末端将负荷释放的爆发力训练方法，比如卧推末端释放、抛实心球等［27］。广义上，末端释放训练是指在整个训练动作范围内，运动员迅速克服自身体重或额外负重，直至在动作末端将整个身体或额外负重释放的爆发力训练方法。

传统抗阻训练在动作末端通过减速来停止负重，而末端释放训练是让运动员在整个运动范围内全程加速，避免了因减速引起的肌肉力量和兴奋性同时下降的现象。在实际的运动中，典型的爆发性的动作在整个运动过程中都是高速释放的，因而末端释放训练更加符合专项特征。多数运动项目中，完成复杂的运动技术的同时产生最大爆发力对成功的竞技表现十分重要。如何通过有效的训练方法来增强运动员最大爆发力，是运动训练实践中面临的主要问题之一。发展爆发力的方法除了传统的抗阻训练外，还有快速伸缩复合训练（Plyometric）、奥林匹克式举重训练（抓举、挺举、高翻及在它们基础上的变化式训练）以及末端释放爆发力训练等［28］，这些方法已被证实对爆发力有积极 的 影 响 作 用［3，4，14］。

末端释放训练并不是一种新兴的训练方法，20世纪70年代国外就有这方面的研究，自20世纪90年代初期，人们对其研究逐渐增多。特别是进入21世纪，随着新型且更加安全的训练设备的出现，末端释放训练的关注度总体上呈上升趋势（图1）。

图1 本研究检索到1972—2014年国外关于末端释放训练研究文献数量的变化趋势示意图Figure 1. Change Trend of the Number of Foreign Research Literature about the Ballistic Training in 1972—2014

在我国的运动训练实践中，末端释放训练经常被用来提高运动员的爆发力，常见的如无负重蹲跳、负重蹲跳、抛掷实心球等，运动训练界只是将其作为爆发力训练中的手段来看待，并没有给以特定的命名。在我国关于末端释放训练理论研究中，对抛掷实心球训练的研究较多，其他方面的研究如负重性质的末端释放训练比较少见。近年来，随着国外著名运动训练专家和优秀教练员与我国运动训练界交流的增多，“末端释放训练”逐渐成为一个新的关键词，对这种训练的研究受到广泛关注。目前，我国部分体育科研机构和高等院（校）为了开展这方面的研究，不惜高价引进末端释放训练设备。但从整体上讲，我国运动训练界对末端释放训练的研究和应用还处于起步和探索阶段，也正是因此，这种训练在我国训练实践中有着广阔的应用前景。

为了科学地认识并运用这种训练方法，有必要对其进行深入的探讨，以避免认识和实践上的误区。本研究旨在对末端释放训练产生的背景、特点、作用、机制以及相关的训练因素做详细阐述，使体育工作者能全面了解这种爆发力训练方法。

2 研究方法

2.1 文献资料调研

本研究主要采用文献资料调研。通过对EBSCO运动数据库、SCIE／SSCI／BP数据库、Web of Science数据库、《美国体能杂志》、中国知网及其他相关网站进行了相关文献资料的检索和筛选，梳理了近40多年来国外对末端释放训练相关研究文献，另外，观看和整理了国外训练专家体能讲座的视频和讲义，以此为本研究提供理论基础和参考依据。将文献检索的起止时间设为1970年1月1日～2014年4月，以 “ballistic training”、“ballistic resistance training”为检索关键词，得到共1 072条检索结果。通过对上述检索结果的梳理和筛选，总计查阅文献总量70余篇，参考文献43篇，其中，近8年的文献14篇，会议讲义9份。

2.2 专家访谈

研究者就末端释放训练的相关问题对北京体育大学体能训练研习班聘请的专家、国际知名体能训练专家、前美国体能协会（NSCA）主席Hoffman教授和北京体育大学体能训练专家李春雷副教授以及第4届北京体能年会聘请的专家Newton教授做了现场访谈。专家们对这种训练方法的见解和观点对本研究有重要的参考价值。

3 末端释放训练产生的背景

3.1 传统抗阻训练的局限性

1.在运动过程中，大多数动作需要肌肉在较短的时间内表现出高水平的爆发，比如投掷、跳跃、加速冲刺等。一般情况下，力量和爆发力存在着线性关系，最大力量是拥有高水平爆发力的重要前提，没有较高的力量水平，运动员就不会拥有较高的爆发力［19］。传统的抗阻训练已经被证明能够增加专项运动的最大爆发力的输出水平［21］，但是，这种相对慢速的训练所带来的最大爆发力的增加，多见于那些较低或中等训练水平的运动员以及多数运动员的早期训练阶段。对于那些经验丰富的优秀运动员来讲，尽管这种训练在维持最大力量水平上仍然是十分有益的，但是，随着运动员力量水平的增加，它所带来的最大力量和最大爆发力的增加效果却是微弱的［10，19，40］。此外，还 有研究表明，通过大重量慢速抗阻训练所提高的最大力量在高速运动中并不能很好地表现出来［11］。

2.传统的抗阻训练本身具有减速特性，这是由于主动肌激活水平的下降以及拮抗肌兴奋性增高而产生的使负重减速并停止的结果［27］，即使运用较轻的负荷或使运动员主动爆发式地完成训练动作，这种训练本身的减速特性也是不可避免的。已有研究表明［30］，运动员在传统的卧推中爆发式地推举较轻的重量（45%1RM），所产生的动作速度、力量输出和肌肉的激活程度相比末端释放式卧推也都会下降（图2）。还有研究表明，在传统的抗阻训练中，当负重为1RM时，减速阶段占整个向心收缩过程的24%；如果使用更轻的负重如80%1RM，那么，减速阶段比例就会增加至向心收缩过程的52%，甚至当运动员进行更小强度的抗阻训练时，也要花更多的时间来减速［8］。由于这种减速特性，训练中的动作速度会低于实际比赛中的动作速度，不能满足速度的专项性需求，而导致训练效果向专项成绩的转换下降。但是，如果运动员能使训练动作在整个运动范围内保持加速并最终将杠铃释放，训练中的减速阶段的问题就能被解决，这样的训练对于发展爆发力或许具有更好的潜在优势［15］。

图2 传统卧推和末端释放式卧推的速度、力量曲线和相关肌群的肌电活动及杠铃杆的相对位置示意图Figure 2. The Velocity and Force Profiles，EMG of Activity of Relevant Muscles and the Relative Position of the Bar

3.2 训练中的“适应窗口”

Vladimir等人［38］认为，可以通过增加最大力量和发展力量提高速率（RFD）来减小爆发力量赤字（ESD）两种途径来增加最大爆发力（图3）。前者通过使用大于80%1RM的大负重增加快肌纤维的募集来实现，后者通过使用30%～35%1RM的轻负重提高快肌纤维的放电频率来实现［36］。

通常，人们试图通过传统的抗阻训练增加最大力量来提高最大爆发力，而这对于训练经验丰富的优秀运动员来讲，训练效果并不十分明显，适应窗口理论很好地解释了这一现象。该理论认为“适应窗口”反映了人体对训练适应的潜能，认为每个训练个体的专项神经肌肉特性影响着他的最大爆发力所能达到的潜在程度，这种神经肌肉特性受到多种因素影响，如慢速力量、快速力量、力量提高速率、拉长—缩短周期和肌内、肌间的协调及技术等（图4）［29］。当运动员充分发展了上述某种因素后，该因素所对应的神经肌肉特性同样也会得到充分发展，此时该因素所能提高最大爆发力的潜能则会降低，相应的“适应窗口”也会逐渐减小，所以，为了长期有效地发展爆发力，需要发展其他更具有潜能的因素［30］。因此，当运动员的力量达到较高水平时可以通过力量提高速率来增加爆发力。

力量提高速率是指等长收缩条件下力量——时间关系曲线的斜率，用来评价肌肉快速产生力量的能力（图5）［1］。当力量水平达到较高水平时，影响最大爆发力的主要是产生力量的时间。通常在爆发性的运动中，完成动作的时间一般不会超过300ms，而发挥最大力量的时间多在400ms以上［11］，运动员没有充足的时间去发挥最大力量，因此，力量提高速率就成为影响运动表现的关键因素。可以看出，发展力量提高速率是提高优秀运动员的最大爆发力水平的有效途径，而传统的抗阻训练在一定程度上并不能有效地发展力量提高速率。

图3 爆发力量赤字示意图Figure 3. The Explosive Strength Deficit

图4 爆发力“适应窗口”示意图Figure 4. Window of Adaptation

图5 力量－时间关系曲线及力量提高速率示意图Figure 5. The Force－Time Relation Curve and Rate of Force Development

4 末端释放训练的特点和作用

4.1 末端释放训练的特点

末端释放训练之所以能有效地增加最大爆发力源于这种训练的特点。一是动作简洁迅速，更加符合专项动作特征。二是在整个运动范围中都需要加速［41］。末端释放训练不需要通过减速来使负重停止，这是区别于传统抗阻训练以及奥林匹克式举重的主要不同点。三是在运动末端将负重释放［41］，正是这种末端的释放才使得负荷重量在整个运动范围内全程加速，避免了传统抗阻训练中的减速阶段。四是需要能产生最大爆发力的最佳负荷。产生最大爆发力的能力不仅取决于运动的类型而且还和运动中的负荷有关，通常能使运动员在专项运动中产生最大爆发力的负荷被视为最佳负荷［17］。

4.2 末端释放训练的作用

末端释放训练需要运动员在短时间内尽可能地发挥更多的力量并将加速的负重抛出，通常被用来发展运动员的最大爆发力，训练水平较低或训练经验丰富的运动员都可以将其运用到爆发力训练中［18，26，29］。有研究已经证明了末端释放训练在提高最大爆发力以及与最大爆发力相关的运动能力如冲刺能力、跳的能力、灵敏能力、投掷等的积极作用［5，12，17，24，25，41，42］。 例如 ，末端爆发力释放训练使非优秀运动员的原地纵跳高度和助跑起跳高度显著地提高了7.9%和5.8%［29］，使优秀排球运动员纵跳摸高成绩提高了6%［26］，能够增加棒球运动员躯干旋转力量以及髋—躯干—手臂力量的传递等［33］。

5 末端释放训练的生理机制

运动员发挥最大爆发力不仅受到肌肉力学和形态因素影响，而且，也会受到神经因素和肌肉环境因素的制约（图6），末端释放训练可能也是通过影响上述的某些因素来影响最大爆发力的。虽然已有研究对末端释放训练的机制做出了相关阐述，但是尚未达成统一的结论。

图6 最大爆发力的影响因素示意图Figure 6. The Factors Influencing the Maximal Power

在肌肉的力学因素方面，Wilson等人［41］表示，末端训练能够提高运动员的跑动速度，其机制是这种训练采用的较轻重量产生了专项速度训练效应。他们认为，训练的动作速度和模式越接近实际的比赛动作，训练效果向运动表现的转化就越大。这种结论可用力量－速度曲线来解释（图7），随着肌肉收缩速度的增加，肌肉所产生的力量会降低；同样，当在运动中发挥足够大的力量时，肌肉收缩速度也会必然下降。爆发力在次最大力量和速度的时候才能获得最大值［28］，正如Vladimir等人所认为的那样，最大爆发力的发挥需要力量和速度的最佳值的组合，当在最大速度的1／3和最大力量的1／2时，爆发力才能达到峰值水平［38］。因此，可能正是这种最佳值的组合才使得末端释放训练中的动作速度和肌肉收缩力量接近专项动作需要而产生了良好的训练适应。此外，拉长—缩短周期的优化作用在末端释放训练中也发挥着有重要作用［5，27，29］。

图7 力量和速度及爆发力的关系曲线示意图Figure 7. The Relation of Force，Speed and Power Curve

在肌肉形态学方面，Zaras等人［43］从肌纤维类型的适应性解释了末端释放训练对投掷能力的影响，认为虽然6周的力量训练和末端释放训练都使铅球运动员的投掷距离、峰值爆发力和力量有所提高，但是，前者降低了ⅡX肌纤维的比例，而后者的ⅡX肌纤维的比例仍然维持在训练之前的水平且横断面积增加了36%。

在神经因素方面，有研究从运动单位的募集、放电频率和同步兴奋等方面对末端释放训练的机制做出了解释。Sale等人［31］认为，末端释放训练下产生的积极适应可能和神经激活模式改变，如运动单位募集时的阈值降低、运动单位放电频率的增加和同步兴奋等有关，但是这些研究多是在等长收缩和单关节运动条件下进行的，这与实际运动中多关节参与的动态运动模式并不相符。他们还做了另外一项研究，认为运动单位对训练产生的适应主要体现在运动单位募集数量的增加和高阈值的运动单位优先募集，这证实了末端释放训练能够增加最大爆发力在很大程度上和高阈值运动单位优先激活有关［17，31］的论断。另外，α运动神经元向肌纤维传递神经冲动频率即运动单位放电频率的增加能够增加肌肉力量提高速率［29］，进而影响最大爆发力。此外，Van等人［37］表明，末端释放训练中，运动单位能在整个动作范围内始终保持较高的放电频率，并且，在动作的开始阶段出现较多的双峰放电。还有研究认为，末端释放训练的机制可能和肌肉间协调性的改善有关［26，31］。肌肉间的协调性指运动中的主动肌、协同肌和拮抗肌的适当激活。为了高效运动，主动肌的激活需要提高协同肌的兴奋性和降低拮抗肌的同步收缩加以补充，只有三者的协调配合才能在运动方向上产生最大可能的力量［31］，Mcbride等人［24］表示，正是这种肌肉间的协调使得末端释放训练能够产生最大爆发力。由此可看出，末端释放训练产生的神经方面的适应包括肌肉内和肌肉间的协调，前者表现在运动单位的募集、神经激活速率、运动单位的同步兴奋等；后者表现在协同肌的激活作用和拮抗肌的协同收缩［17］。这些神经适应会对力量提高速率的增加产生积极的影响作用，而力量提高速率增加的直接表现就是最大爆发力的提高［28］。

6 末端释放训练的训练学因素

6.1 末端释放训练负荷强度

发挥最大爆发力的能力不仅取决于运动的类型，而且，还和运动中的负荷强度有关。爆发力训练使用的负荷强度影响着运动员的运动表现以及相应的生理适应［41］。通常，在训练中使用大负荷强度的力量训练能够提高肌肉最大随意等长收缩力量，而对力量提高速率影响较小；使用需尽最大努力且爆发性的中负荷强度训练能够增加力量提高速率，而对肌肉最大随意等长收缩力量仅有微弱的影响［7，26］。末端释放训练的最佳负荷强度至今尚未得到统一，有研究表明，末端释放训练的适宜负荷强度为0～50%1RM［28］或 0、15% ～60%1RM［24］或 0～80%1RM［5］，Pru等人［28］认为，大于80%1RM 的大负荷强度和小于60%1RM的小负荷强度都会对影响爆发力的相关因素产生特定的影响。因此，应该根据运动项目特征和需要来确定末端释放训练的最佳负荷强度。

就大负荷强度而言，由于肌肉收缩的力学因素（力量—速度关系），以及一定范围内力量和爆发力的正相关关系［41］，运用大于或等于80%1RM的负荷强度的慢速训练能增加最大力量，同时也会伴随着最大爆发力的增加。此外，运动单位募集的大小原则表明，支配快肌纤维的高阈值运动单位只有在那些需要接近最大力量输出的练习中才能被募集［32］。可以看出，传统的抗阻力量训练或者是大负荷强度爆发力训练如大负荷强度的末端释放训练是能够提高最大爆发力的。通常，大重量的末端释放训练以及奥林匹克式举重训练被认为更适合那些需要高爆发力且对抗负荷强度较大的运动项目［29］，例如摔跤、美式橄榄球等。

就轻负荷强度而言，在末端释放训练中使用0～60%1RM的轻负荷强度来训练爆发力较为常见，这种训练允许运动员运用与实际比赛时相近的动作速度进行训练，满足了高水平力量提高速率和爆发力输出的需求［24，41］。已有研究表明，低负荷强度的末端释放训练能够增加专项运动中最大爆发力的输出水平，提高运动员的运动表现，比如跳 、冲刺和灵敏能力［5，23，25，42］。 还有研究表明 ，在相同训练动作当中运用轻重量的末端释放训练比大重量的末端释放训练更能够表现出较高水平的神经激活速率和肌肉间协调的适应，产生更高的动作速度和力量提高速率而不会引起肌肉的肥大［39］，更具有能提高最大爆发力的潜力［5，18，20，24］。 因此 ，轻重量的末端释放训练通常比较适合那些需要在快速对抗较小外部阻力中产生较高爆发力的运动项目，比如冲刺跑、投掷等［17］。

就组合负荷强度而言，通常低负荷强度的爆发力训练能够增加肌肉在力量—速度曲线中高速度区域中的表现，而高负荷强度的爆发力训练则会增加肌肉在力量—速度曲线中高力量区域中的表现（图7）。因此，在爆发力训练中运用不同负荷组合的理论基础就是以整个力量—速度曲线为训练的目标，提高爆发力在整个曲线区域中的输出水平［16，35］。所以，在爆发力训练中，使用组合负荷重量比单独使用大或轻负荷重量更能够全面地提高爆发力及其向运动表现的转化［34］。有研究证实，85%～98%1RM 的力量训练结合60%～70%1RM的末端释放训练对峰值力量有积极影响，而结合15%～30%1RM的末端释放训练则有利于峰值速度的增加，这两种组合方式都能使纵跳的峰值爆发力增加［6］。

6.2 末端释放训练的速度特异性

为了能够产生较大的训练适应，抗阻训练的动作速度应该符合实际或接近专项动作速度，在一定负荷下，只有符合专项速度的力量训练才能增加力量提高速率，提高神经激活频率，进而产生较大的爆发力［1］。研究证明，在那些需要较高的动作速度的运动项目中，高速的抗阻训练比低速的抗阻训练更能在高速运动当中产生较大的力量和爆发力。例如，使用负荷为80%1RM慢速蹲跳训练能够提高低速或中速运动的表现，而对高速度的运动表现如冲刺跑没有显著影响；使用负荷为30%1RM快速蹲跳训练则能够显著提高低速、中速和高速运动的爆发力［24］。因此，在末端释放训练中，应尽量使用实际或接近专项动作的速度来训练。

并非所有的末端释放训练都会符合专项动作速度，因为当负荷较大时，训练的动作速度必然会下降。Behm［2］表示，这时应该使运动员采用主动且爆发性的发力方式来训练，因为，无论负荷强度的大小或者是否在训练中运用实际的动作速度，在训练爆发力的过程中运用主动且爆发性的发力方式在很大程度上都对训练效果产生积极影响。

6.3 末端释放训练与其他训练方式的复合训练

发挥最大爆发力的能力受个人的力量水平影响，加强和维持最大力量对于长期发展爆发力十分必要。传统的大重量的抗阻训练是运动员训练内容中的主要组成部分，为了最大化地使训练效应向运动表现转化，爆发力训练必须结合运动专项本身，符合专项动作模式和速度的要求。由于末端释放训练的动作形式和动作速度都与运动专项较为接近，所以在传统抗阻训练基础上加入末端释放训练能够有效地提高运动中最大爆发力。

从力量训练的周期理论来讲，力量周期训练包括肌肉肥大阶段、最大力量和爆发力阶段以及爆发力峰值阶段。研究表明，经过肌肉肥大阶段和最大力量阶段后再进行爆发力训练所获得的爆发力增长幅度要大于直接进行爆发力训练阶段爆发力提高的幅度。有研究已经证明这点，如Häkkinen等人［9］认为，在整个比赛期，如果女子排球运动员超过5.5周不做大负荷的抗阻训练，只做爆发力训练，运动员的最大力量和爆发力都会明显下降。Jay［15］认为，末端释放训练应该被运用到传统抗阻训练中的力量—爆发力阶段和爆发力峰值阶段，结合了传统的抗阻训练和快速伸缩复合训练的末端释放训练可能是提高最大爆发力及运动表现的最高效的训练方法。有研究证实，持续8周的末端释放训练和传统抗阻训练的复合训练要比单独使用传统抗阻训练的深蹲跳成绩高13.6%［22］。

从预防损伤的角度来讲，大负荷慢速的传统抗阻训练使得骨骼肌系统发生适应性改变，能为在爆发力训练阶段身体承受较高力量和速度的冲击做好充分准备，因此，有必要将末端释放训练和传统的抗阻训练结合到一起使用。

6.4 末端释放训练的训练器械

无或较轻负重的末端释放训练如无负重蹲跳、抛实心球等并不存在太多的风险，但是在较大负重末端释放训练中，由于重力的加速，器械在下降阶段的回落速度非常迅速，具有巨大的冲击力［17］。在没有特定的训练设备的条件下，若将推出的重量再次接住，会对关节造成巨大的压力，这是运动员身体和常规器械本身所不能承受的，此时末端释放训练具有一定的风险。运用特定的训练设备可以很好地避免这种风险。在末端释放训练的初期，训练专家就针对这种训练中向心收缩之后的巨大离心负荷以及潜在的风险设计了专门的训练器械，比如利用带有电磁减速装置的器械能够降低落地时61%的地面垂直冲击力［30］。随着对训练设备不断地改进，现在的末端释放训练器械更具有安全性和有效性，比如Cormax爆发力训练器械采用的单向缓冲技术可在杠铃上升阶段无任何额外负荷，并在杠铃下降阶段提供了可调节的缓冲减速，不管是高翻、蹲跳，还是卧推，运动员都能全程加速并将杠铃抛出，而不用担心离心负荷对身体的冲击（图8）。此外，这种训练设备配有爆发力与速度反馈系统，能够实时反馈动作速度和爆发力，能对训练做到有效地监控。

6.5 末端释放训练中对爆发力和速度的实时评价与监控

通常，研究者通过运用多种有效的测试方法来检测某种训练方法增加爆发力的影响效果，从简单的纵跳测试、立定跳远测试、实心球测试等到复杂的实验室测试，这些测试方法多是在训练之后测试，并不能有效地对训练中的爆发力或速度进行实时测试。虽然末端释放训练能够有效地增加最大爆发力，但是，如果不能对运动员训练时每次动作的功率和速度进行有效地监测，即使在训练后爆发力有所增加，运动员也可能做了过多的无效训练。因此，对训练的实时评价和监测对训练的效率的提升是十分必要的。目前，有研究者发明了更为便携的爆发力与速度反馈系统，如Tendo Unit系统可以实时测量训练动作的平均速度、峰值速度、平均功率和峰值功率，可以挂在训练器械和运动员身上（图9）。这种设备能提供客观的训练反馈，这种设备能提供客观的实时训练反馈，既能保证训练的有效性，又能避免过度训练的发生。因此，在末端释放训练中若能有效使用爆发力和速度反馈系统，则将会大大提高这种方法的训练效率。

图8 Cormax爆发力训练器械示意图Figure 8. Cormax Power Training Equipment

图9 Tendo Unit爆发力和速度反馈系统示意图Figure 9. Tendo Unit System

7 结论与展望

7.1 结论

末端释放训练是在传统力量训练的基础上发展而来，具有全程加速并将负重抛出，更加符合专项化的特点，能够有效地促进训练效应向运动表现转化。末端释放训练的生理机制并不十分明确，神经方面如运动单位的募集、高阈值运动单位的优先募集、神经的激活、肌肉间的协调的优化等的适应性改变对这种训练的机制有重要的影响。这种训练的负荷强度尚不明确，要根据运动项目特征以及运动员力量水平和训练经验来确定该训练的最佳负荷强度，同时，应尽量使用实际或接近专项动作速度来训练，应结合其他力量或爆发力训练方法来全面发展整体力量素质；利用现代化的末端释放训练器械并结合爆发力和速度反馈系统能够保证训练的安全和效率。

7.2 展望

对不同运动项目进行末端释放训练时的最佳负荷强度，末端释放训练与其他力量训练方法的有效结合以及末端释放训练效率的实时监控等方面是未来该领域研究的方向，应加强这些方面的科研和实践，最终使这种训练方法得以完善。

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