高脚竞速途中跑技术与专项成绩的灰色关联分析

黄尚军　郑勤

摘要：高脚竞速是全国少数民族传统体育运动会中的速度力量类的运动项目之一，为了增加该项目科学训练的理论依据，本文采用影像分析法和数理统计法，对男子100m高脚竞速途中跑技术的运动学指标和成绩进行灰色关联分析。结果显示，在后蹬阶段、腾空阶段和整个途中跑中，对专项成绩贡献率最高的技术指标分别是后蹬角度、大腿前摆最大角速度和左马竿着地瞬间右膝角。因此，高脚竞速运动员在训练的过程中，可根据各项技术指标的贡献率有针对性地增强髋关节柔韧性，增强臀部、髋部、踝关节肌肉群力量水平；教练员也可根据各项技术指标的贡献率制定更为科学的、适用的选材标准。

关键词：高脚竞速；途中跑；运动学指标；专项成绩；灰色关联分析

中图分类号：G8

文献标识码：A

文章编号：1008-2808（2015）04-0085-06

高脚竞速原名为高脚马，是流行于南方少数民族地区的一项民间传统体育项目。它又被称为“竹马”或“高脚马”，土家语谓其“吉么列”。据史料记载，在14-15世纪，生活在湖南、贵州境内的苗族、土家族群众由于生活贫困买不起鞋，就想了一个办法，在两根1m多长的竹竿上各绑一个可以支脚的网子，平时出门的时候，两只脚伸进网子里，用竹竿来代步，再加上当地的气候比较湿润，将竹竿触地的一端削尖，走路的时候既不费鞋又可以防滑。另有研究表明，在云南等地也有类似的活动，“在云南红河洲哈尼族人民称它为‘色嫫兹，也有‘高跷和‘双拐之称，相传是哈尼人民为行走荆棘地和穿林过河所使用的一种特殊工具。”

改革开放以后，在国家弘扬民族文化政策和社会稳定繁荣的历史背景下，高脚竞速作为速度力量类运动项目出现在2003年第七届少数民族传统体育运动会中。2007年和2011年，分别在广州和贵阳举行的第八届少数民族传统体育运动会和第九届少数民族传统体育运动会中，高脚竞速项目受到更多关注，运动员的比赛成绩也大幅提高。

但是，由于高脚竞速发端于少数民族地区，成为竞技项目的时间较短，对该项目的技术分析涉及到运动员体质、运动过程中的技术分析等，但相关研究仍然很少。在已有的研究中，普遍认为高脚竞速是一项技术要求较高、动作要领较多的复杂运动。如刘朝猛等人认为高脚竞速的“最大特点是运动中肌肉活动达到最大强度！整个机体处于极其紧张的状态中！尤其是大脑皮层兴奋抑制过程要迅速频繁地转换交替。”周丽云等人认为该项运动“是一项技术复杂且具有一定危险性的体能类竞技项目。

为了给高脚竞速项目教练和运动员提供科学训练的理论依据，帮助他们有效改进训练方法，弥补该项目理论研究的不足，从而推动该项目的健康发展，本文对男子100m高脚竞速的各项技术指标和专项成绩的灰色关联以及各项技术指标对专项成绩的贡献率做出分析并提出建议。

1研究对象与研究方法

1.1研究对象

以2011年9月12-15日在贵州大学举行的第九届全国少数民族传统体育运动会男子100m高脚竞速前5名运动员为研究对象，见表1。

1.2研究方法

1.2.1影像分析法 运用影像分析法时，采用高速摄像（250幅/s）在比赛现场对第九届全国少数民族传统体育运动会男子100m高脚竞速前5名运动员进行平面定点定焦拍摄，摄像机放置在跑道的内侧，拍摄距离为21m，距起点垂直距离50m，主光轴距地面1.3m，确定拍摄范围9m，同时在拍摄运动技术录像前拍摄比例尺；拍摄一个单步或复步。其后借助影像分析系统和扎齐奥尔斯基人体模型进行影像分析，对解析后的数据采用数字滤波法进行平滑处理，截断频率为10.0；研究中忽略马镫（脚踏板）的弹性形变。

1.2.2数理统计法 对所收集的文献数据和解析数据进行数据统计处理。对男子100m高脚竞速途中跑技术动作运动学指标与专项成绩进行灰色关联分析，软件采用自行开发软件设计程序。

2结果与分析

2.1概念界定

为了便于研究，将所涉及的关键角度进行指标定义。踝角：同侧脚面与其小腿之间的夹角；膝角：同侧小腿与其大腿之间的夹角；髋角：同侧大腿与躯干之间的夹角；大腿前抬角：同侧大腿与水平线之间的夹角；躯干与垂直轴的夹角（前倾角）：上体前倾时，它与垂直轴之间的夹角；肩角：同侧臂与躯干侧面的夹角；肘角：同侧大臂与其前臂之间的夹角；人体重心：人体在运动中不同时刻的总重心点；竹竿与地面角度：蹬离地面瞬间竹竿与地面的夹角；“大腿角速度：蹬地腿蹬离地面后前摆过程中大腿的摆动角速度，大腿摆至最高点下摆到杆触及地面过程的摆动速度；两腿夹角：左右大腿之间的夹角；重心到竹竿的垂直距离：竹竿为一条直线，重心为一个点，重心这个点到竹竿间的垂直距离”。

我们把高脚竞速途中跑的每一个单步结构划分为支撑阶段与腾空阶段。途中跑的支撑阶段可分为前支撑阶段、垂直支撑阶段和后蹬阶段。

前支撑阶段：腾空阶段结束后，摆动腿大腿积极下压带动小腿前伸，膝关节伸展下落，脚踩马竿着地至人体总重心进入垂直支撑时相瞬间。

垂直支撑阶段：人体总重心继续前移使其支撑腿的髋、膝、踝关节呈现出适宜的屈曲状，当人体总重心移至马竿支撑点垂直面时，即进入垂直支撑阶段。

后蹬阶段：人体总重心移过马竿支撑点垂直面后，即进入后蹬阶段。

腾空阶段：人体后蹬腿的马竿离地至异侧摆动腿的马竿着地时相，即进入无支撑的时期。

以上几个阶段都需要手臂同时进行同顺运动，协调配合下肢，手主动精确调控马竿，使人体与马竿处于融为一体的动态平衡。

2.2左马竿离地瞬间各指标与专项成绩的灰色关联分析

依据数据统计，做出了研究对象在左马竿离地瞬间，各指标与专项成绩的灰色关联分析（见表2，图1）。依据关联分析的变权排序结果可知：对专项成绩的贡献率，5名运动员在此时相指标权重排序马竿与地面角度（后蹬角）为1，左膝角为2，左髋角为3，重心到马竿的垂直距离为4，左肘角为5，躯干与垂直轴的夹角为6，左肩角为7；从人选指标的灰色关联分析来看，它反映了100m高脚竞速途中跑阶段技术动作的专项化特征。对它们的分析表明，反映了在左马竿离地瞬间其指标变化与专项成绩之间的灰色关联高低；它们与专项成绩的灰色关联度分别为0.9777、0.9716、0.9548、0.9353、0.9329、0.9115与0.5434，从侧面说明了左马竿离地瞬间各指标对成绩的贡献率。endprint

根据运动力学原理，在后蹬力量相同的情况下，后蹬角越小，力的水平利用率就越好，由此将产生较大的向前速度；反之，则速度较小。左膝角度的适宜增大，能较好的反映运动员的蹬伸程度，使身体肌群的力量得到很好的发挥，这是获得较大水平速度的有力保证。髋的充分伸展，能获得最好的后蹬，以此获得最大的后蹬力量。人体重心到马竿的距离对于后蹬实效性十分重要，主动精确掌控它，则反映了运动员能够合理的使马竿与人融为一体。左肩角与左肘角反映肩带肌肉的发力方向与用力程度，它使上臂向后摆动，使马竿向人体总重心靠近。躯干与垂直轴的夹角反映上体前倾的程度，上体前倾程度大有利于增大后蹬效果，但同时会阻碍大腿的摆动幅度和摆动速度；所以，适宜的上体前倾或正直有利于髋关节的运动幅度增大。

2.3左马竿离地瞬间大腿前摆、下摆和差值指标与专项成绩的灰色关联分析

依据数据统计，做出了研究对象在左马竿离地瞬间，各指标与专项成绩的灰色关联分析（见表3，图2）。

依据关联分析的变权排序结果可知：对专项成绩的贡献率，5名运动员在此时相指标权重排序大腿前摆最大角速度为1，差值为2，大腿下摆最大角速度为3；它们与专项成绩的灰色关联度分别为0.8522、0.6606与0.5628。究其原因是大腿前摆速度快对后蹬支撑腿的反作用力大，表明后蹬的效果好，是提高专项成绩的重要因素。差值则反映了人体屈髋力量和伸髋力量差距，前摆与下摆的峰值差最小，说明运动员“髋关节灵活性好，肌肉间协调做工能力强，上下肢的配合默契”。大腿下摆的动力来源于伸髋肌群主动收缩与人体在重力作用的环境里做自由落体运动；当重力环境不变时，只有加大伸髋肌群主动收缩的力量，才能提高大腿下摆速度。相关研究表明，优秀短跑运动员大腿后肌群的力量应是前肌群力量的75%-80%，“只有前后肌群的力量发展平衡才能在跑动中体现协调放松能力，进而更加经济实效地利用自身的体能”。

2.4摆动腿摆至最高点时的各个角度指标与专项成绩的灰色关联分析

依据数据统计，做出了研究对象在摆动腿摆至最高点瞬间，各指标与专项成绩的灰色关联分析（见表4，图3）。

依据关联分析的变权排序结果可知：对专项成绩的贡献率，5名运动员在此时相指标权重排序结果：右腿最小膝角为1，右膝角为2，左腿最小膝角为3，左膝角为4，大腿与地面夹角为5；对它们的分析表明，反映了在摆动腿摆至最高点瞬间其指标变化与专项成绩之间的灰色关联高低；它们与专项成绩的灰色关联度分别为0.8936、0.8629、0.8267、0.6518与0.6190；表明左右摆动腿摆至最高点时的最小膝角在摆动过程中屈膝肌群的工作效果，从侧面反映了腿部肌群的协调能力，“好的膝部主要是向前摆动，带动身体迅速前移，摆动腿要有一个强有力的高抬动作”；在后蹬结束后的前摆阶段摆动半径越小，转动角速度就越大，这就要求大腿的前摆应尽量提高大小腿折叠的幅度，以此来缩小大小腿前摆的转动半径去提高大腿的前摆速度。因为，“正确的折叠腿跑技术不仅有利于提高摆动动作的放松性，而且有利于提高运动员的协调性，更有利于提高向前摆动的速度和角度”。膝角过大表明屈膝肌群力量欠缺，伸膝肌群力量较强，其拮抗肌群在前摆时段出现了对抗，同时也制约了摆动的速度。大腿摆动至最高点与地面夹角越小，表明大腿抬的越高。从力学原理可知这利于摆动的幅度和摆动的速度增大。

2.5左马竿着地瞬间上体各关节角度指标与专项成绩的灰色关联分析

依据数据统计，做出了研究对象在摆动腿摆至最高点瞬间，各指标与专项成绩的灰色关联分析（见表5，图4）。

依据关联分析的变权排序结果可知：对专项成绩的贡献率，5名运动员在此时相指标权重排序结果：右肘角度为1，左肘角度为2，左肩角度为3，右肩角度为4，重心到马竿的垂直距离为5；对它们的分析表明，反映了在左马竿着地瞬间上体各关节角度指标变化与专项成绩之间的灰色关联高低；它们与专项成绩的灰色关联度分别为0.8639、0.8141、0.7597、0.7581与0.5696；表明在左马竿着地瞬间，其右肘角度与右肩角度反映肩带肌肉的发力方向与用力程度，它使上臂向前摆动，使马竿与人体总重心处于相对动态平衡；这一指标对人体经过腾空后进入后继阶段的着地缓冲显得尤为重要，着地腿同侧肩角对着地瞬间的缓冲效果是肩角的负值越大相对越好。

2.6左马竿着地瞬间上体各关节角度指标与专项成绩的灰色关联分析

依据数据统计，做出了研究对象在摆动腿摆至最高点瞬间，各指标与专项成绩的灰色关联分析（见表6，图5）。

依据关联分析的变权排序结果可知：对专项成绩的贡献率，5名运动员在此时相指标权重排序结果：右膝角为1，左踝角为2，左膝角为3，右踝角为4，右髋角为5，左髋角为6，马竿与地面角度为7，大腿夹角为8，重心到马竿的垂直距离为9；对它们的分析表明，反映了在左马竿着地瞬间各关节角度指标变化与专项成绩之间的灰色关联高低；它们与专项成绩的灰色关联度分别为0.9374、0.9307、0.9271、0.9159、0.9151、0.9109、0.8508、0.5796与0.5607；表明在左马竿着地瞬间，右膝角的减小显示其大小腿的折叠程度高，这对于加快右腿快速前摆，缩短马竿着地时的前缓冲阶段时间是非常重要的。左踝角的大小对着地缓冲的时间和缓冲的力量有较大的作用，分析表明左踝角的减小能使着地缓冲处于最优化，因为在缓冲阶段踝关节的运动幅度过大会延长缓冲的时间，不利于专项成绩的提高。左膝角是左侧支撑时左膝的角度，支撑腿膝角变化越大，人体质心垂直速度变化越大其水平速度则呈减速趋势。根据相关研究，左膝角越小，它能充分发挥伸髋肌群力量，对专项成绩的贡献率非常大。根据胡柏平等人的研究。过多地伸膝和相应过大的伸髋，其获得的微小利益相对于此举导致的低效支撑时间过长、后继的折叠不力、后蹬角度过大等问题而言也是得不偿失。所以，对着地瞬间两大腿夹角的分析表明，其夹角小说明两腿之间距离较近，这对于人体总重心快速位移过马竿支点的垂直面进入下一次后蹬是非常重要。研究发现，人体总重心到马竿的垂直距离小，表明人体与马竿融为一体，距离越短，其总重心通过支点的时间则越短，缩短了进入下一阶段的后蹬时间，以此提高专项成绩。对着地瞬间马竿与地面角度指标的分析表明，该角度越于90°时，人体总重心通过支点垂直面的时间则越短，它是一个反映运动员100m高脚竞速途中跑技术动作符合运动生物力学原理的较好指标。endprint

2.7高脚竞速途中跑技术动作全指标与专项成绩的灰色关联分析

依据数据统计，做出了研究对象在高脚竞速途中跑技术动作全指标与专项成绩的灰色关联分析（见表7）。研究表明，关联分析的变全排序对专项成绩的贡献率在前10位依次是左马竿着地瞬间右膝角、摆至最高点时右腿最小膝角、左马竿着地瞬间左踝角、左膝角、右踝角、摆至最高点时右膝角、左马竿着地瞬间右髋角、左髋角、左竿离地瞬间马竿和地面角度与摆至最高点时左腿最小膝角。它们能为教练员制订科学合理的训练计划提供理论依据，使高脚竞速途中跑技术动作达到最佳的有机匹配。

3结论与建议

3.1结论

（1）在100m高脚竞速运动员途中跑的后蹬阶段，就运动员的支撑腿而言，离地瞬间马竿与地面的角度，即后蹬角度是影响运动成绩好坏最关键的指标，之后影响率从大至小依次为左膝角-左髋角-重心到马竿的垂直距离>左肘角>躯干与垂直轴的夹角>左肩角，而就上肢而言，此阶段对运动成绩的贡献率从大到小的技术指标依次为右肘角度-左肘角度-左肩角度-右肩角度-重心到马竿的垂直距离；而在摆动腿摆至最高点阶段，在摆动腿的各技术环节当中，对运动成绩影响排在前五的技术指标依次为右腿最小膝角、右膝角、左腿最小膝角、左膝角、大腿与地面夹角。

（2）在100m高脚竞速运动员途中跑技术的腾空阶段，在运动员下肢各环节中，对运动成绩的贡献率排在前三位的技术指标分别为大腿前摆最大角速度，差值，大腿下摆最大角速度；而在此阶段运动员上肢各技术环节当中，对运动成绩的影响从大到小依次为右膝角、左踝角、左膝角、右踝角、右髋角、左髋角、马竿与地面角度、大腿夹角、重心到马竿的垂直距离。

（3）从整个高脚竞速途中跑技术分析，对高脚竞速运动员专项成绩贡献率大小排在前10位的技术环节依次是左马竿着地瞬间右膝角、摆至最高点时右腿最小膝角、左马竿着地瞬间左踝角、左膝角、右踝角、摆至最高点时右膝角、左马竿着地瞬间右髋角、左髋角、左竿离地瞬间马竿和地面角度与摆至最高点时左腿最小膝角。

3.2建议

高脚竞速项目途中跑技术是一个完整密不可分的体系，高脚竞速运动员成绩的提高，是途中跑各技术环节综合作用的结果。然而，就高脚竞速途中跑各技术环节对运动成绩的贡献率而言则表现出一定的差异性，因此，建议教练员在进行高脚竞速途中跑技术训练时，应根据各技术指标对成绩贡献率大小有主次的开展，并制定科学选材标准：

（1）在途中跑的后蹬阶段，教练员应强化高脚竞速运动员髋关节柔韧性，增强臀部、髋部、踝关节肌肉群力量水平。

（2）适当减少运动员躯干与垂直面的角度，尽量使运动员躯干在途中跑过程中与支撑腿成一条直线，从而增强用力的实效性。

（3）在腾空阶段，应重点提高运动髋关节柔韧性、力量以及全身放松能力水平，尽量使落地的位置接近身体重心，减少向前的阻力等。

（4）为提高髋关节柔韧性，训练中可增加髋关节环绕、坐姿膝飞燕、坐姿左右跨栏步等练习；为增强臀部、髋部、踝关节肌肉群力量，可增加负重静力蹲马步练习、负重弓箭步、负重蹲跳起、负重提踵走等练习。endprint