发球机训练对网球球员接发球技术的影响

李若鹏

1 前言

在网球运动中，接发球是最重要的网球动作之一。即使是在球速最慢的网球场地(红土网球场)，发球和接发球也是对现代网球比赛结果影响最大的两个击球动作[1]。网球的发球球速可以达到200kph以上，因此接球者需要在极短的时间内做出接发球反应。然而，网球球员也会击出慢旋发球和速度减慢的第二发球(120kph)，当球员采取侧切的方式击球时，发球速度会降低[2]，这意味着网球发出后到接球员开始起动接球动作，中间有0.5s-1.2s时间差，这取决于发球(第一发球和第二发球)的初始速度和球场表面材质[3]。 Kleinoder[4]在2001年指出红土球场上第一发球的平均时长是913ms，第二发球的平均时长是1158ms；在硬地赛场上第一发球的平均时长是720ms，第二发球的平均时长是868ms。

网球球员想要成功接到对手发来的球,他需要在此时间段内完成以下两项任务：准确预判和快速反应做出接球动作，也就是在空间中预判网球的飞行轨迹以及选择击球时机[5]。已有的很多网球运动研究证明，球员对环境信息的空间定位和判断至关重要，球员通过观察对手发球动作的变化并进行分析，从而做出准确的判断[6]。球员对来球的准确判断主要来源于存储在长时记忆中的特殊任务知识结构[7]，这种特殊任务知识结构是在平日训练中积累形成的。Shim 等人[8]认为低级球员可以通过观察发球员的动作信息预测击球的类型，但不能预测来球的方向，另有研究将接发球中的低级球员和高级球员进行了对比，通过对两组人多方面的观察比较，证实高级球员对发球员的发球动作识别度更高，得到预判所需的动作线索更丰富[9]。Singer 等人[10]认为和低级球员相比，高级球员的反应时间更短，并且在预判网球飞行结果时准确度更高。Goulet 等人表示高级球员会将更多的注意力放在对手的持拍臂区域，而低级球员则会更关注网球本身[11]。Shim等人表示挥拍路线和前臂运动是感知不同发球类型的重要动作线索，竞技水平越高的球员对动作线索的检索能力越高[12]，而这些动作线索是无法通过发球机来获取的，Pinder 等人提出发球机改变的并不仅仅是网球发出前的多种动作信息，也可能改变了网球发出后接球员的技术动作[13]。

发球机对球员接球技术的影响在板球运动中前人做过研究。Renshaw等人研究了发球机对板球球员接发球技术的影响[14]，结果显示发球机训练与发球员训练，板球接球员引拍前的反应时有差异，用发球机的接球员在球被释放后0.02s开始引拍，而面对真正发球员的接球员会在球被发出后0.10s才开始引拍；在起动向下挥拍时也存在同样的差异，由发球机发球时，击球手在发球0.32s后开始向下挥拍，而由发球员发球时，击球手在发球0.41s后开始向下挥拍，发球机和发球员发球训练接发技术，两种方式训练的接发球动作节奏不一致，发球机发球时接球员的反应时、挥拍时间比发球员发球都快。Pinder 等人[15]提出发球机的应用可以提高网球球员应对快速球的适应能力,但不清楚采用发球机与发球员训练接发球技术，接发球者接发动作的时间分配是否一致。经过检索，未发现学者对此做过相关的研究。

2 研究方法

2.1 实验对象

将14名参与实验的右手持拍的男性选手任意均分为两组，发球机组的平均年龄是23.3岁(标准差=2.28)，接发球机发出的球,简称B组。2组的平均年龄是25.3岁(标准差=2.19)，接真正网球选手发出的球，简称S组。所有参与实验的球员都是在高校的男子网球高水平运动员，接受专业的网球训练时间都在十年以上，且无人近视。

2.2 实验仪器

一切研究都在室内网球场(硬地球场)进行。发球机被放置在球场的底线中心发球点右侧1m的位置(与发球员的位置相同)，模拟实际情况下的网球发球情况。发球机的发球口高2.8m，且以最小旋转程度向同一方向发球。发球机后挂有深绿色幕布。整个过程由录像机(索尼HDRHC3 HDV 1080i)以50帧每秒拍摄下来以供评估。摄相机被放置在底线后6m、右边边线右侧6m处，以便我们看清发球员和接发球人的动作。

负责第二组发球的是一名经验丰富的网球选手(35岁)，所有参与实验的选手都由同一名发球员进行发球。发球员曾是网球教练，曾多次参加全国锦标赛和其他国家级比赛，并多次参加专业网球锦标赛。发球员在距地面2.8m高处击球。前期的准备实验保证击球高度平均值为2.81m(标准差=0.03)。发球员发出最小旋转度的平击球，且球的飞行轨道与发球机发出的轨道相似。发球员保持发球自始至终一致。发球员身后也挂有深绿色幕布。

2.3 实验过程

参与研究的球员先进行热身，且已知实验过程将被录像。实验中接发球全部采用正手回击球。发球方向和落点一致，因此球员不需要移动位置进行击球。实验要求球员接球时全力挥拍击球，且直线回击球。球场另一侧安有供选手击球瞄准的靶子。研究过程中，所有球员的初始位置相同(距离网球场底线后0.5米，距离右边单打线左侧0.7米处)。

实验共分为两种情况，发球机发球和发球员发球，实验设计要求发出的球球速在95- 135kph之间，并会在被发出后960-1240ms之间到达球员位置。球速由雷达装置进行捕捉。实验过程中若网球撞网、被发出界外和球速不达标，则重新发球。每位选手有3次练习机会。发球机发球前约0.5-1.5s会发布“开始”信号(仅限发球机发球情况下)。每位选手击球20次，中间每10次结束后有2分钟的短暂休息时间。

2.4 数据统计

实验数据由录像的二维分析进行评价，研究中涉及3个不同的因变量：在开始引拍时进行对第一个因变量反应时的测量，具体来说，就是从发球机发出网球(或发球员击球的那一刻)到球员前臂开始运动前的这一段时间；第二个因变量是引拍阶段，也就是从球员引拍时前臂后摆开始到球员开始向前挥拍为止的这段时间；第三个因变量是向前挥拍阶段，也就是从选手的前臂向前运动挥拍开始到球拍与球接触为止。在分析数据时，我们采用两独立样本的非参数检验-曼·惠特尼检验法来检验中位数的不同，显著性水平设为0.05。

3 结果

发球员组发球次数是160次，20次发球不符合实验要求，数据被剔除，发球机发球140次，全部发球达到实验要求，每组球员接球140次，每人20次，所有接发球都符合实验要求，无一人失手。

3.1 两组接球者的反应时、引拍、挥拍时间的测试结果

表1 发球机组(B)和发球员组(S)球员的反应时、引拍，

注:s表示单位.秒，kph表示单位.千米每小时

由发球员发球的S组的平均反应时比由发球机发球的B组的平均反应时慢0.05s，B组选手比S组球员反应更早(见表1),平均球速是113kph，网球平均飞行时间是1.1s。最快球速(约130kph)对应飞行时间约0.96s，最慢球速(约95kph)对应飞行时间约1.24s。发球机发球组的反应时均值的中位数为0.38s，而发球员发球组的反应时均值的中位数为0.41s。由此可见，与发球机发球相比，在由发球员发球的情况下接球者反应更慢，且两组存在显著性差异(z = 2.132, p < 0.05)，球员仅剩余0.66-0.68s进行引拍和向前挥拍。

引拍阶段：两种情况下的平均值详见表1。B组(发球机组)球员引拍时间均数的中位数为0.59s,S组(发球员组)球员引拍时间的均数的中位数为0.49s。S组(发球员组)引拍时长远小于B组(发球机组)引拍时长,且两组球员存在显著性差异(z = -2,016, p < 0.05)。

向前挥拍阶段：两组的向前挥拍阶段时长的平均值几乎相同(详见表1)，约0.16和0.17s，两组球员在向前挥拍节段的时间不具有显著性差异(z = 4.456, p > 0.05)。

3.2 两组接球员接球动作阶段的时间分配

图1 球员反应时和挥拍动作时间分配图

各动作的时间分配详见图1 (发球员击球或发球机发出球的一刻记为0.00s) 。总体上看，面对发球员发球比面对发球机发球，接球球员的反应时更长，但引拍阶段时间更短。两种情况下的向前挥拍阶段时间相同，但引拍阶段时间不同，由此可见，发球机发球与发球员发球，接发球员的动作节奏不一致。

4 讨论

研究发现，两组球员接发时的反应时不一致。与发球员发球一组相比，采用发球机发球的一组反应时更短。在由发球机发球的一组中，球员只需要考虑与网球飞行相关的信息，而在由发球员发球的一组中，球员还需额外考虑发球员的动作所传递出的信息，Vaverka 等人研究显示在高级球员面对第一发球和第二发球时，高级球员的反应时一般约为0.3s[6]2。Renshaw等人(2007)[14]2的研究结果表明板球击球手在击打发球机发出的球时会比在击打发球员发出的球时反应时更短，更早地起动击球动作，这个结果与本实验的结果一致，虽然本实验对象不是高级球员，但在面对发球机发出的球时，球员接发球的反应时已经接近高级球员的水平，当由发球员发球时，接发球员通过球拍与网球相接触之前的速度和发球员的动作来获取视觉信息，大脑需要处理这些额外的信息以对来球做出反应， 因此与发球机进行发球的情况相比，球员要迟一点才能起动接球动作[8,12]2。

在发球机发球组中球员的引拍时间更长。反应时和引拍阶段的时间各占40%和60%，而在发球员发球组中反应时和引拍阶段的时间各占45%和55%，两组的反应时和引拍时间分配不一致。Renshaw等人在板球运动中的研究也证实，发球机发球时板球运动员接发球的动作与发球员发球接发球动作的时间分配上也存在较大的差异[14]2，发球机发球接发球过程中的反应时和引拍时间分别占47%和53%，而在发球员发球的情况下，反应时则占54%，大于占46%的引拍时间。本研究中两种不同情况下的向前挥拍阶段相同，这与Renshaw等人的研究结果不符，在Renshaw等人的研究中，由发球机发球的运动员的向下挥拍时间比由发球员发球的运动员更长，Gibson and Adams也提出由发球机发球时球员会更早开始向下挥拍[16]。此类研究出现两种不同的结果，笔者认为原因可能由两种项目的接发球技术的复杂程度不同而导致的。

总的来说，在不同的运动(板球和网球)中，发球机发球和发球员发球会导致球员接发球的动作时间分配产生差异，原因可能是大脑加工信息总量的不同导致大脑内部反应的时间有所不同。训练中信息性约束条件的改变会导致处于发展期的球员无法获得与比赛情景一致的动作信息，影响球员的竞技能力的提高[13]2，发球机的使用会导致球员过多地关注与比赛情景不一致的动作信息，影响球员协调发展与比赛情景一致的技术动作[17]。 Renshaw 等人指出通过发球员进行接发球练习既可以帮助球员获得与比赛情景一致的动作信息，同时也可以锻炼接球员对发球员动作中所包含信息的分析能力[14]3。然而，通过发球机练习虽然可以获得网球飞行前期的信息，却只能获得一成不变的运动信息，不适用于发球手发球的比赛情境。

网球接发球者的接发球动作时间分配上随着发球方式的改变而改变。球员面对发球机时的接球反应时和面对真正发球员时的反应时有所不同，这导致球员在两种发球方式下的击球时机不同，Pinder等人提出发球机的使用改变了球员的接发球动作节奏，影响了球员竞技能力的提高[13]3，本次实验中发球机发球组球员在反应时和引拍阶段方面表现出的不同也证实了以上说法。尽管一些对板球运动的研究已经证明了此类问题，但我们仍需更多网球方面的研究来证明我们的观点。此外，这类研究也可以在发球机被广泛应用于训练的运动项目中开展，例如乒乓球、棒垒球等项目上。

5 结论

当面对发球机时，球员的反应时比发球员发球时更短，而球员的引拍时间更长，导致接发球的动作节奏与发球员发球相比有差异，在发球机发球和发球员发球两种情况下，球员的向前挥拍阶段相同，使用发球机发球会影响球员的击球时机，由于接球前检索发球员的动作信息对于接发球员的接发球动作节奏十分重要，因此训练过程中应尽量减少发球机的使用，发球机可以作为休闲网球训练的工具。

6 研究不足

本研究试图分析两种不同情况下的球员接发球动作节奏是否存在差异，但研究存在一定的局限性：第一，实验分为不同的两组，因此我们无法使用重复测量法进行研究，本应选取两种不同情况下同一选手的接发球数据进行比较，鉴于现在的实验设计方案，实验在一定程度上限制了实验结果。第二，视频采集频率很低(50帧每秒)，而且球员接球只采用正手接发球的方式。 因此，球员在击球过程中不必考虑是采用正手接球还是反手接球的问题。如果忽略这两点局限性，我们将会得出更加精确的结果。

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