体育教育专业男子100米步长、步频及全程速度变化规律的个案研究

马湘蓉 郭涛

1. 研究对象与方法

1.1 研究对象

华南师范大学体育科学学院2014级体育教育专业廖富健的100米跑成绩。

1.2 研究方法

数据分析法，对100 m各分段的平均速度、步长、步频等数据进行统计分析。

2. 讨论与分析

2.1 对步频的分析

步频是单位时间内的步数，由神经反应和两腿肌肉交替收缩的速度以及单位时间内肌肉收缩次数等决定。

2.1.1 起跑后的加速跑段

起跑后的加速跑段是指蹬离起跑器到途中跑开始的一个跑段，距离一般为30米左右，其任务是充分利用向前的冲力，在起跑的加速跑段内尽快的接近自己的高速度。

从表1我们看出廖富健的步频在摆脱静止起跑后30 m段已达到4.6步/s，从摆脱静止状态到30m处步频一直在逐步加快，这说明他在起跑后的加速是非常积极的。在30m段速度就已经达到了他本人最高速度的88.3%，在此段时间里运动员利用步频的变化来调整身体姿势，使自己的身体姿势更有利于途中跑的加速段。

图1 廖富健100米跑全程步频变化曲线图

分段10m20m30m40m50m60m70m80m90m100m步频(步/s)44．34．64．944．74．14．84．14．2步长(m/步)1．32222．522．522．52．2

2.1.2 途中跑段

经过30m后廖富健又一次加快了自己的步频,表明运动员经过30m段的调整后进入了途中跑阶段,在途中跑阶段又一次积极的加速,使自己的步频从30m段的4.6步/s增加到40m段的最高值4.9步/S，虽然步频达到了最大值，但速度并不是最大，说明步长还没有达到较理想的步长。由于加速跑段进入途中跑阶段时，廖富健在步频上没有一个明显调整过程进行放松跑，不利于进入途中跑后再次加速，我们可以看到在40m段后步频就有开始明显下降，步频的变化起伏不定，而且前后波动比较大，从4.9步/s下降到4步/s，表明运动员的疲劳已经开始出现。造成步频下降的原因有两种可能:(1)由于兴奋与抑带过程转换频繁，中枢处于高度兴奋状态，大脑皮层神经细胞易产生疲劳，不能长时间保持最快速度运动；(2)突触部位是反射弧中最易疲劳的环节，突触部位也最易受内环境变化的影响，例如缺氧、血液的酸碱度变化均可改变传递的能力，经过高强度的运动后体内大量的缺氧这也可能是造成步频下降的原因。结合图3 我们可以看出在40m-60m段，还没有达到最高跑速，只是极限下强度运动，能量消耗速率并不是很快，由此可以看出步频下降并不是因为肌肉供能出现了问题，而是因为中枢神经系统过早的产生了疲劳。

2.2 对步频指数的分析

从理论上来说，步长越大、步频越快，那么速度就越快。但是，步长、步频受运动员身体条件、形态因素的影响，运动员的身高存在差异，所以单纯的比较步频和步长对于不同运动员来说可比性较小，目前普遍采用步长指数、步频指数来评价运动员的步长和步频能力。根据表2 可以看到以博尔特和鲍威尔为代表的高个子的百米运动员与米切尔、盖伊、苏炳添为代表的身高偏低运动员进行一对比，身高高的运动员平均步频要低于身高低的运动员，甚至博尔特的平均步频4.28步/s低于廖富健同学的平均步频4.38步/s，单纯的比较步频对于不同的运动员来说没有可比性，转向来看步频指数，博尔特的步频指数是8.38，鲍威尔的步频指数是8.51，而米切尔和盖伊的步频指数分别是7.91和7.9。步频指数与步频、身高成正比，我们可以明显得看出虽然米切尔和盖伊的平均步频高于博尔特和鲍威尔，但是步频指数却是博尔特和鲍威尔高于米切尔和盖伊，且步频指数最大的相差了0.61，博尔特虽然平均步频低于廖富健，但是在身高上高出30cm，在步频指数上就高于廖富健1.14，这也是向我们表明身高高的运动员他的步频能力将高于身高偏低的运动员。我们再看看身高相差度不大的运动员，盖伊、米切尔和苏炳添的身高差在1cm，而苏炳添的步频指数高出盖伊和米切尔0.31，这是因为苏炳添的平均步频要高于盖伊和米切尔。苏炳添与廖富健的步长指数相差度较小，但在步频指数上相差了1.02，对于身高都不占优势的他们来说，可以明显的看出，平均步频的快慢决定了你的步频能力。刘芳在其研究中说到外国优秀男子100米跑运动员的平均身高在183.4cm，而中国优秀男子100米跑运动员的平均身高才176.5cm,综上，在决定步频指数的两个因素上，身高较高的运动员一般在步频指数上会高于身高较低的运动员，而对于身高高度相差度不大的运动员，其平均步频快的运动员步频能力高于平均步频慢的运动员。因此，对于今后的百米运动员的选材中，要选择身高稍偏高的运动员，而对于廖富健来说，要想提高步频能力，则需要提高平均步频。

表2 廖富健与中外优秀男子100米跑运动员步长、步频等数据比较

2.3 影响步频的因素及训练方法

步频主要受生理和技术上两个方面的影响，其中生理因素主要是神经系统的灵活性、快肌肉纤维的比例和增大程度以及耐受乳酸和消除乳酸的能力，技术因素主要是腾空时间和支撑时间。

对于步频的训练方法有:(1)发展小腿肌肉的速度力量，通常采用各种向上跳、连续跳、负重提踵以及多级跳；以前脚掌着地的跨步跳(快节奏)，以及前脚掌着地的上坡跑。(2)超等长练习：常用跳深练习，从高处跳下，着地时用小腿肌肉制动，然后在向前或向上跳出，跳深高度高水平运动员0.75-0.8米，一般运动员0.5-0.75米。(3)跨栏跑练习：跨越低栏架(40-50米)的跑，发展快速蹬地和快速扒地的能力，这个练习在栏后向下放腿时伸展大腿的速度比短跑时要快得多。(4)核心肌群的力量和髋部灵活性练习。

2.4 对步长的分析

步长是每一步中两脚着地点间的距离。其取决于运动员的身高、腿长、柔韧性外，并受肌肉力量、兴奋强度、主动肌一对抗肌的协调放松能力、神经一肌肉的协调能力以及腾起初速度、角度和摆腿的着地缓冲等因素影响。从起跑后的加速跑第一步起，身体前倾角度是随着速度的增大而逐渐增大，步长也应逐渐增加。张沛林认为百米跑运动员在全程跑时，从起跑到最大速度保持阶段的步长逐渐增大，最大步长是出现在最后冲刺阶段。

图2 廖富健100米跑全程步长变化曲线图

从图2我们可以得知：从出发到30m处步长由1.3m/步增加到2m/步，符合起跑后的加速跑段随着步长和速度的增加，重心逐渐抬起的原理。在40m段步长并没有继续加大，而是继续保持着原有的步长，主要是由于运动员经过加速跑后的一个调整，在进入50m段步长提高到2.5m/步，虽然在50m处步长已经到达全程的最大，但是最高速度并未出现，这说明步频还没有达到较理想的步频。但60m段步长出现了下降，此时步频又有了明显的增加，然后在70m段步长又回到了最大值，接着80m段又下降，90m段又回升至最大值，结合图1、2、3我们发现，运动员保持较高的速度主要是靠步长的增加来实现的，由此也可以看出运动员对于最大速度的保持能力较弱。另外，结合图1、2、3可以看出，每当步频增加时步长就有所下降，当步频减小时步长就会增加，而不是具有同向性。这就是说，在整个全程跑过程中步频和步长一直是一对矛盾，但是在50m、70m、90m段虽然步长都是一样，但是因为步频70m、90m的步频高于50m段，从而速度也就出现较高，这也表明步长和步频最佳组合是速度的关键。

2.5 对步长指数的分析

100米跑的成绩主要取决于运动员的步长和步频，步长大，步频快，运动员的成绩好，身高、步长是影响运动员步长能力的重要因素。由于每个运动员的身体形态不同，所以单纯的比较步长来评价步长能力没有可比性，而是采用步长指数来进行比较不同运动员的步长能力，根据表2 我们可以看出博尔特因其身高高，所以他的平均步长较其他人长，但是其步长指数并不占优势，比米切尔跟盖伊的步长指数要低。在看看廖富健的步长指数是高于鲍威尔跟苏炳添，他的身高较苏炳添和鲍威尔的低，但其步长指数要高，这也说明了他的步长较大。美国教练费希金认为最合适的步长=身高×1.17+10cm ,用此公式来推算廖富健的最合适步长=1.66x1.17+0.1=2.0422,在这里我们可以看廖富健现在的步长已经达到了他本人最合适的步长，所以，他在今后的训练中需保持目前已有的步长，在保持现有的步长基础上去提高步频能力，从而提高百米成绩。

2.6 影响步长的因素及训练方法

图3 廖富健100米跑全程跑速变化曲线图

腿部肌肉力量的大小会影响步长，腿部力量增大，跑进时后蹬有力，可以增大步幅的跨度，肌力越大，更容易克服肌肉阻力。下肢的长度也会影响步长的大小，腿越长，步幅也就越大。另外，髋关节柔韧性的好坏，肌肉和韧带是否有弹性，直接影响髋关节的运动幅度，影响步长。

步长的训练方法主要有：①上坡跑，发展腿部力量。②采用体重的40%-60%重量的杠铃练习，动作要快速，发展肌肉在收缩时的速度力量。③超速训练：下坡跑，一般来说，需要长50米、角度在1-4°的斜坡。④胶带抗阻力练习，发展股后肌、小腿后群肌、髂腰肌等力量练习。

2.7 对全程速度的分析

途中跑是短跑全程中距离最长、速度最快的跑段，也是最重要的跑段。其任务是继续提高跑速和尽可能较长距离地保持最高跑速。世界优秀男子100m跑速度变化呈现明显的双峰，而根据图3我们可以看出廖富健的全程跑速变化是成三峰，这也说明他速度变化比较大，从50m处达到最大速度的97%后，60m段开始下降，然后70m回升到本人的最大速度，之后的80m速度又下降，到90m处又回到最大速度，这样的来回波动，对于体能的消耗也是非常之大的，同时也表明了他最高速度的保持能力不强。

在起跑后加速跑阶段，步频和步长都同时增大，步频达到了最大步频的93.9%，步长也达到了最大步长的80%，这段速度的增加是运动员积极加速所致。而在30 m段至40m段步长保持不变，步频在继续增加，从4.6步/s增加到4.9步/s，这时的速度也仍在继续提高，表明在此阶段速度的提高主要是由于步频的增加。在50m处出现他速度的第一高峰，此时步长达到了最大步长，但是步频从40m处的最高步频下降到最低步频，说明在第一高峰的出现源于步长的增加，使得速度达到了最大速度的97%。但是由于在进入途中跑之后，没有进行一个自然放松跑阶段，不能为后段跑动的再一次加速做准备，故使得速度在60m段出现了下降，一般世界优秀运动员最高速度出现的阶段而廖富健却是出现的速度的下降，影响了他最高速度的保持以及后续的加速，从而导致他最高速度出现的较晚，在70m处才出现了他的全程最高跑速，也是第二高峰值出现，但是在后段并不能保持着最高速度，而是要通过缩短步长来减速一段后再来加速，这样一个起伏状态的速度分配非常不利于体能的节省，同时也不能使最大速度得到较好地保持。结合图1、2、3可以看到当速度峰值出现时，往往是步长出现最大的时候，这也说明步长对成绩有着重要的影响作用。

3. 结论

3.1 廖富健的全程跑速变化是成明显的三峰，与优秀运动员的“双峰”有显著性差异。

3.2 前半程速度的提高以增加步频为主，后半程速度速度的提高以增加步长为主。

3.3 最高速度出现的时间比较晚，保持最高跑速的距离比较短，起跑后的加速跑段结束转入途中跑时缺乏自然放松跑的过程。

3.4 廖富健的步长指数接近中外优秀男子100米运动员的步长指数，但是其步频指数相差较大，要提高其100米成绩，需在保持现有的步长能力的基础上，提高其步频能力成为其今后训练方向的重点。

3.5 在百米运动员的选材上，选择身高偏高的运动员在其步频能力和步长能力上均能占优势。

4. 建议

4.1 对于体教学生而言，在今后的学习训练中要注意学习放松跑技术，特别是起跑后的加速跑段结束转入途中跑时要有自然放松跑，为途中跑的再次加速做好准备。另外，学会控制好自己的全程速度分配节奏，延长ATP— CP供能时间,降低能量消耗速率,为后程速度的提高和保持奠定基础。

4.2 体教的学生要注重加强核心肌群力量和下肢速度力量的练习，发展肌肉的快速收缩能力，以及掌握放松跑技术来改善神经系统的功能减轻高速跑中大脑皮层的负担，来提高步频。

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