竞赛表现的力量突破与系统训练的“总功”约束(中)——以赛艇项目为例

李 捷, 李端英, 裘 晟, 王晓军, 李 稚

(1.广东省体育局,广东 广州 510108; 2.广东省体育科学研究所,广东 广州 510663;3.广东省体育局黄村体育训练中心,广东 广州 510663)

在竞技训练中,为了按照竞赛目标实现专项系统能量提升与动作链最大功率优化,首先须制订竞赛成绩标准。根据目标成绩计算运动员动作链目标总功,然后找出目标总功与运动员实际水平的差距,分析形成差距的原因,根据原因设计针对性的训练程序,进行倒计时训练,确保在竞赛节点达到竞赛目标表现的最大化。在实际工作中,通过竞赛目标找出运动员与目标成绩的差距及相关训练问题,绝大多数教练员都可以做到,但在解决差距问题的训练设计与实施时,很多“知道而做不到” 的现象就会出现。分析相关文献可以清晰地看到,尽管近年来我国竞技体育“新洋务运动”不断冲击传统训练认知,现代生命科学也带来从还原到复杂生命系统认识整合转化的巨大影响,多赛制形成的强制性“以赛带练” “倒计时训练”的目标系统训练已成为高水平竞技实践的主流,但在我国“119”项目的训练实践中,还原思维的科学认识与落后的传统训练观念依然大行其道。中国竞技训练理论科学认知的落后,导致现实中很多“摸着石头也过不了河”的尴尬局面。自然哲学家亨利·大卫·梭罗说过:“只有当我们睁开眼睛醒过来的时候,黎明才会到来。”睁开眼睛不代表一定醒过来,只有真正醒过来才能看见黎明。因此,仅仅“知道”还不行,必须“做到”,才能实现真正的进步。那么,造成“知道做不到”的原因是什么呢？科学认识决定训练发展,科学认识决定训练效率。本文通过对严重影响我国部分“119”项目训练思维的一些理论认知问题进行系统分析,以期抛砖引玉。

1 “目标成绩=总功=能量生物”逻辑关系的延伸理解

我们已经讨论了总功对应动作链的能量秩序原理,明确地分析了成绩表现与总功及动作链能量秩序的关系,从生物学原理上清楚了“确定的成绩表现(系统)一定对应确定的功率输出与动作链的能量分配秩序”。那么,就可以得到“竞赛目标成绩=固定的能量容积=固定的动作链能量秩序=目标系统生物定态”的结论。在生命活动中,只有当目标系统所有状态变量均处于随时间保持不变状态的情况下,系统才处于定态,系统的节点定态才具有稳定的状态表现。在脑主动控制层面,系统定态的生物学基础一方面由动态的多层多级信息回路网络结构构成;另一方面,由相应定态系统多层多级信息回路网络的能量秩序组成。也就是说,训练过程中目标标准的系统能量变量定态非常重要。目标系统定态参量在训练过程中连续重复才能形成,该过程需满足系统能量秩序定态与系统生物网络定态共轭出现,且限制于系统自组织形成的最低时域(8～12周)3个条件。美国的目标表现OPT优化训练模型显示,目标系统在最大功率训练基础上进行优化控制的生物基础也是这个道理,能量、结构、时域的定态系统秩序在目标控制的前提下,通过主动经验过程的组织而发生。目标系统表现状态=系统生物网络结构与共轭系统能量秩序的定态,其中,系统结构是系统变量经验过程的自组织状态,可以发生肌肉形态与力量的增大、氧适应状态再调适与呼吸链与线粒体氧效率提高、稳态与免疫调适改变、细胞内外代谢通讯网络节点转录蛋白顺应性变化等。与系统生物结构不同的是,系统能量体系是训练过程中经验的能量参数模态(课次能量单元时序过程)迭代所形成的。系统结构经验的能量模态迭代的节点标准实时决定系统运动表现的能量定位,竞赛节点的能量表现实际上是一个训练过程能量秩序迭代积累的实时动态。能量秩序的构建显然是一个非常复杂的生物学问题,但无论发生机制多复杂,从生物原理上可以确定的是,竞赛能量体系秩序的发生是根据训练课次经验的负荷能量单元的迭代规律而形成。正是在这一点上,传统训练生物认识观念与现代系统训练目标定态过程训练的认识观念差异巨大。比如,目标表现状态与运动员训练过程经验内容秩序的关系,目标表现状态的动态稳定性与传统竞技能力加和结构的静态特征,训练过程的目标系统定态秩序的负熵流与以非目的性负荷(强度与运动量反向)分期为标志的大周期“金字塔”分阶段训练(或大周期两极化),动作节奏训练低标准习惯化(自动化)与系统目标“总功”动作链能量秩序时序参数的习惯性自组织定位(如速度)等。这些差异在训练实践中具体表现为比较突出的问题,以下进行实例分析。

2 赛艇项目训练现状

表1是随机抽取的一位赛艇教练员的周训练计划。其中,水上训练144 km、测功仪训练12 km、跑步训练15 km、力量训练3 h,是较典型的传统基本训练期的训练结构(计划可能与实际运行有差异)。表1可以导出一些共性的认识问题:没有阶段目标及其量化标准,没有标准就无从定标强度和运动量,无法进行训练手段对应能量的持续效应定位,不能关联训练手段能量定位与阶段训练目标或比赛目标的关系,以及训练产生的实际生物结构定位与目标结构的时间关系等。仅就表1来说,其中的能量结构和训练手段的连续性结构明显与“目标”关联不大,当然,就训练过程的一个点来说,这个计划无对错之分。查阅文献可知,2015年全国赛艇锦标赛前10周,河南赛艇队优秀运动员赛前训练负荷量为:女子平均每周训练22.5 h,水上189.1 km;男子平均每周训练22.1 h,水上192.1 km;其中,低强度训练占总训练量的75%～77%,中等强度训练占19%～20%,高强度训练占4%～5%。可见,其训练负荷强度在赛前呈“金字塔”型,这样的安排符合“刺激—适应”理论[1]。文中没有表述目标成绩与强度标准的关系,但可以看出,能量秩序序列以低强度为主(占76%)、中等为辅(占20%)、高强度最少(4%～5%),也属于典型的“金字塔”分期训练。再看河南女子8人赛艇队2016—2017年备战第13届全运会年度训练负荷,全年平均每周训练26.9 h,其中主训练平均每周22.2 h,水上训练平均每周192.3 km;全年低强度训练占84.9%,中等强度训练占11.7%,高强度训练占3.4%。可见,训练负荷量非常大,超过了国际同级别优秀运动员,全年呈现“金字塔”训练模式[2]。再看同时期浙江省女子赛艇队的训练情况,其训练手段、负荷强度和主要训练模式与河南女子赛艇队类似,没有具体的目标标准,应用分级训练方法,无氧训练的Ⅰ级训练负荷仅仅在比赛期出现。从公开资料与内部资料可以看到,我国大多数赛艇教练员迄今仍采用按周期分阶段的“金字塔”循环训练模式[3-20]。

表1 某赛艇教练员周训练计划

对以上情况,业内教练并非没有看法。国家赛艇队某教练员关于训练新理念的一段话很有代表性。“在最大速度训练上我们是欠缺的,尤其在冬训阶段,非常重视有氧能力的主体地位,忽视了最大速度训练,过去我们认为这要到赛前去训练,没想过任何能力的发展都需要长年积累。过去我们一直以发展有氧耐力的最佳强度进行大量训练,但结果依然是耐力不行。通过对去年一年训练负荷强度的统计发现,无氧阈和氧运输训练比例只占全年负荷的8%,而且主要集中在赛前10周,与新西兰队17%的占比差距巨大。当前我国赛艇训练存在如下短板:一是没有建立项目发展国家体系。二是训练重数量、轻质量,盲目追求大负荷训练,对训练过程缺乏必要的质量监控措施,无效训练时间太多。三是忽视准备活动和课后恢复的质量。四是大部分训练没有从实战出发,赛练分离现象严重。”可见,高水平教练员已经在训练实践中总结了问题,并在探索修正,这也是我国赛艇、场地自行车、游泳等项目近年来部分国内教练员带队成绩稳步提高的原因。在我国所有竞速类项目中,从年度目标管理(基础、巩固提高、突破、比赛)到教练员的训练计划制订,大周期分期观念依然习惯性地起到标准化的指引作用。

在系统训练的意义上,没有目标总功及其能量时间标准限制、训练分期没有训练经验有效时域约束,多数训练时间负荷能量强度在低水平波动积累的训练过程,忽视竞赛目标的系统特性,没有或缺乏目标总功对能量效率的强制性约束,缺乏有效的时间限制性力量功率的提高训练,不在目标能量标准上进行训练过程积累,而没有目标标准又遑论目标突破,使无效训练成为常态。

3 训练问题原因分析

每一个看似简单问题的背后都涉及认识体系的科学化与复杂性。由于训练本身的复杂性,在此只进行简单的关联分析,目的在于引起运动训练界对竞技问题的思考与争论,推动竞技训练科学原理的认知进程。

3.1 落后的训练认知与“拿来主义”跟随式学习的逻辑效果

体育界的“新洋务运动”给我们打开了窗口,带来先进的训练理论,但能否正确认识这些“舶来理论”却是一个不小的挑战。很明显,没有现代科学理论支撑、跟随式的学习,逻辑上还是跟在“老师”后面亦步亦趋。无论怎样,跟随式研究所得到的永远不可能是最新最尖端的研究成果,任何运动项目的核心秘密都依靠科学的训练认识体系才能揭示,而当前我国运动训练的科学支撑理论体系严重滞后,导致对“新洋务运动”的“洋东西”缺乏有效的认识转化,很难实现奥运成绩的突破。必须清醒地认识到,从科学本源去探索竞技训练发展的客观规律,才能真正理解“舶来理论”的价值与作用。不建立我国运动训练的科学体系,就不能从根本上改变“跟随式”发展的现状。

分期分级训练与目标能量秩序的关系。我们知道除船艇、自行车外,很多项目都采用各自的分级训练模式。训练分级本身没有错与对,知道应用原理才是正确进行相关训练的关键。从前述运动成绩与能量的关系我们已经知道,能量(减去热效应)输出与功率的输出是对等的。据此,分级训练就是能量(输出功率)的分级训练,在能量秩序生物原理上与目标化系统生物适应导向是矛盾的。表2是赛艇水上训练强度等级。

表2 赛艇水上训练强度等级(效果部分简化)[21]

这个分级表的科学性暂不讨论。训练中,该表结合大周期阶段分期训练理论就会造成能量输出水平的分级积累。由于训练分级的分期时间比例,造成偏离竞赛需要的目标成绩标准的能量(功率)定位,无法给予目标成绩系统结构定态优化的训练时间,因此,不能出现像美国OPT训练模型中的目标系统最大功率优化阶段,还直接导致在竞赛节点上出现同质化的“金字塔”周期循环平台。在我国竞赛实践中,通过田径、游泳等项目全运会节点的成绩平台循环表现,可以清楚地看到这种现象[22](表3)。

由表3可知,第9～12届全运会赛艇各项目成绩无明显变化,对应的是大周期训练分期安排下的“金字塔”训练结构。第13届全运会赛艇成绩明显提高,这首先与教练员的认知进步、竞赛政策、部分外教主导训练、训练装备改善有关;其次,可能与天津海河的竞赛地理环境有直接关系。因为2019年国内赛艇锦标赛成绩又回到第12届全运会时的水平。

表3 第9～13届全运会部分赛艇项目冠军成绩 min:s

对应于分期与分级训练的生物学认识是传统的运动生理学的能量时间轴、最大摄氧量、无氧训练与线粒体萎缩等理论。传统运动生理学提供了大家熟悉的人体运动时能量供应的时间比例表[23]。图1是国外最新版《运动生理学》关于运动能量关系的示意。

图1 不同运动时间条件下3种能量系统的容量转换及百分数

图1没有机械地强调供能的时间比例,对供能形式的时间转换关系不再用“ATP—糖酵解—有氧”的分段概念,而是用运动即刻、短时与长时间运动的能量概念进行表述。3种能量系统的容量转换并不是绝对不变的,例如无氧供能并不是只在短时间运动时发生,在给定速度上增加阻力的运动也主要依赖无氧供能[24]，强调能量供应容量变化的动态性,更加符合人体运动时能量体系变化的负荷随动性质。客观上,静态的氧的时间比例关系在人体是不存在的。比如,在2008年奥运会上,孟关良、杨文军最后150 m冲刺时通过降低浆频(能量输出)的5 s呼吸提高了冲刺速度,就是能量效率的实时动态特性变化的实例。氧呼吸链效率与能量输出速率即时互动限制的动态生物关系告诉我们,绝不能机械地看待能量曲线上的时间比例。相反,通过恰当的能量(总功)标准与训练手段提高运动员的氧适应状态功率水平,才是训练的核心问题。实际上,早在1981年美国学者福克斯就提出了能量连续统一体的概念[25]。很明显,基于还原思维的能量时间分段很容易导致人们对能量系统与能量输出动态关系的机械理解。训练分期、训练分级和供能时间比例的惯性认识,是导致目前我国教练员仍采用传统训练安排的主要原因。德国体育科研人员Maner所做的赛艇全程能量代谢供能比例[26]经典实验(图2),对赛艇能量供应认识的影响一直延续至今(图3)。

图2 赛艇模拟比赛过程能量供应特征曲线(1 mkp/min=0.163 watt)

比较图2与图3可以发现,20世纪德国科学家Mader的实验是影响现代赛艇训练思维的根源之一,它直接表达为比赛各阶段固定的有氧、无氧供能占比。即使是现在,赛艇界多数教练员依然关注比赛过程中的有氧、无氧占比,“过去曾认为2 000 m赛艇比赛70%是有氧活动,30%是无氧活动;现在的研究显示是80%为有氧活动,20%为无氧活动”。这些认识纠结于氧而不是时间限制的功率输出,颠倒了能量输出与氧需求的逻辑关系。从成绩与对应能量功率秩序的定态关系看,对于一个时间节点确定的运动对象,70%有氧活动+30%无氧活动的竞赛成绩一定好于80%有氧活动+20%无氧活动。因为氧化比率对应的动作链能量时间总量不一样,如果不熟悉有氧功率进化的生物原理,仅仅依靠有氧和无氧活动比例去安排训练计划,训练成绩则无从提高。多数情况下,游泳、自行车、田径径赛、赛艇、皮划艇等项目的大部分教练员虽然具体比例可能略有差异,但基本都依照图3的能量供应曲线。需要清楚的是,实验结果只是节点实验程序状态,不能脱出节点实验程序与条件去无限制推广实验结论。如果我们改变实验条件,比如成绩不变但改变全程或分段的速度分配(前程慢后程快或相反),由于能量输出与氧耗对应关系的客观性,前述的能量供应曲线会发生改变。如果教练员机械地按照有氧、无氧能量曲线比例去组织训练,就倒置了动作链输出功率与氧耗的关系,不能促进运动成绩的提高。实验告诉我们,有氧和无氧只是即时能量消耗的随动氧反应状态而已。杨文军与孟关良2008年奥运会比赛时,如果不是有效运用氧呼吸与能量再生循环关系的原理,有效提升输出能量,而是按照图3的无氧能量比例冲刺到底,就很难夺得奥运金牌。竞赛战术的氧耗能量秩序通过战术的时间速度秩序标准训练出来,不能机械地运用固定比例的能量训练模式。所以,把握系统训练目标能量过程的生物本质,正确理解氧耗与能量功率输出的限制性关系,在时间限制的条件下,依时序程序化控制氧耗与能量功率的目标速度秩序关系,才是训练设计的难点与根本。依据上述原理,在训练手段的具体应用方面举例分析。

图3 赛艇(2 000 m)运动员比赛功率输出结构[26]

3.2 部分赛艇常用训练手段量化标准设计的逻辑问题

对于竞速类项目来说,不论训练组织过程是否合理,当前的专项体能指标定义及其量化问题非常突出。假若体能指标的生物逻辑定义不清晰,既使运动员训练得再苦再累,也很难通过体能突破促进专项水平的提高。在总功和时间量化限制的条件下,依时序程序化控制氧耗与能量功率的目标速度秩序关系,可作为分析训练手段设计是否合理的生物学依据。比如,赛艇训练中常用的2 km最大功、测功仪30 min、水上16 km等。

2 km最大功(习惯表述为最大功)即测功仪2 km最好成绩,常常用来检测运动员的专项体能状况,各项目(男子、男轻、女子、女轻)标准不一样,但相对稳定,可查可对比(国际通用)。2 km最大功时间是由每桨功率、划频率在2 km内的时间数值,2 km最大功的前提是最大功数值的标准化,即使最标准化的条件下也存在每桨功率与划频率的秩序变数问题。2 km最大功的设计思维是希望通过最大功表达的时间变化,推断运动员的专项体能情况。最大功没有进行目标/总功时间量化,就可能导致2 km最大功功率时间分配秩序不稳定。这种情况的长时间积累,明显不利于目标竞赛能量秩序的形成。同时,测功仪上的最大阻力不一定能达到竞赛动作链的功率标准(起航)。就如Wattbike 功率车(自行车)一样,双阻调到最大也达不到运动员出发时的训练阻力要求,所以,不做最大功量化而进行时间比较,动作链的功率秩序随意化,不同时间的最大功等同于不同状态的动作链功率秩序,不利于发展实战目标动作链的战术功率秩序。相反,测量目标时间限制条件下最大功的变化,可能更符合竞赛的需要。所以,阻力标准固定、目标定速,看最大输出功总量(总功)变化可能更为合理。

测功仪30 min,用每500 m的平均时间来表述,也是专项耐力的一种训练与检测方式,各项目(男子、男轻、女子、女轻)标准不一样。以时间限制条件下的能量输出功率标准来看,30 min的平均输出功率标准较低,并且30 min总功标准未予定标,则500 m平均时间随时可变,假若总功、每桨功率与划桨频率固定,进行关联乳酸或能量输出水平测试的生物学定位意义就更为积极。

水上16 km持续划(定义为有氧训练),是用2 km的平均时间与该项目单人艇世界最好成绩的百分比来表述,一般运动员能达到80%即为高水平。假若8人艇用单人艇速度的70%～80%作为速度标准,能量速率肯定不高,经常性的低能量速率长划训练所形成的神经肌肉速度惯性记忆,明显脱离实战目标,也会拉低运动员的竞赛代谢水平。同时,在训练计划安排方面,清晰地分离测功仪30 min与水上16 km的能量定位与训练生物意义非常必要。