我国优秀跳远运动员助跑调整策略研究

2020-07-31王国杰章碧玉彭秋艳邹吉玲苑廷刚

中国体育科技 2020年7期

王国杰，章碧玉*，彭秋艳，邹吉玲，苑廷刚

跳远对运动员速度、快速力量和准确性要求较高，在起跳前达到最大可控速度、形成良好的起跳准备姿态、实现较高的准确性是跳远实践中的共性要求（Hay，1988），也是取得优异成绩的基本前提，而实现该目标的助跑，通常在训练和比赛中因内部（体力、疲劳程度和求胜欲望等）和外部（风向、温度、跑道弹性、观众、对手表现和裁判执行力等）因素的影响而产生偏差，导致助跑节奏的改变，因此，运动员会在起跳前进行助跑节奏的调整，以消除前程助跑中产生的误差。助跑节奏是指助跑过程中动作的时间与空间特征的合理搭配，具体体现在助跑过程中步速、步频和步长的动态变化上。在本研究中体现在基于步长基础上的趾-板距离及误差的变化上。Lee等（1982）、Hay（1988a，1988b）、Berg等（1995）、Mark（1997）、Bradshaw（2006）、Theodorou（2012）先后证实了视觉调控存在于不同性别、不同运动等级和不同训练手段中，其内在机制为基于感知-动作耦合（perception-action coupling）的动作调控过程（Gibson et al.，1986；Theodorou，et al.，2013）。运动员根据外部物理信息和自身本体感觉信息来判定自身的移动速度和相对位置，进而调节着地前的剩余腾空时间（Lee et al.，1982），控制步长，从而达到精准踏板的目的。Lee等（1982）、Hay等（1988）和Berg等（1995）在研究中将最大趾-板距离误差点作为运动员开始视觉调控点。Lee等（1982）以视觉调控点为基准，将全程助跑分为程序化助跑阶段（stereotyped phase）和视觉调控阶段（zeroing-in phase）。前者为误差积累阶段，后者为误差消除阶段，以此进行助跑效果的评价和实施训练。而国内很少有涉及助跑方面的理论研究，关于助跑误差和视觉调控的研究更是匮乏，加之我国跳远运动员长期以来受到助跑速度不足的限制，在训练和比赛中不得已采用加大助跑速度利用率的方式来提高跳前的助跑速度（冯树勇，2001），更忽略了助跑中视觉调控的重要性。那么，当下我国运动员助跑过程中误差积累程度如何？调整策略如何？是亟待探究的问题。本文的目的在于探究我国优秀跳远运动员在助跑过程中的趾-板距离误差、出现位置、变化特点和调整策略。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以2018年太原田径锦标赛（9月14—17日）总决赛男、女跳远决赛前8名为研究对象（男、女平均成绩分别为7.72±0.17 m和6.16±0.15 m）；以助跑过程中的误差积累和调整策略为主要研究内容。

1.2 主要研究方法

1.2.1 二维定点录像解析

1）拍摄：使用3台JVC GC-P100摄像机在定点拍摄运动员在比赛中的助跑全过程。录像机的分辨率为1920×1080行，拍摄频率和快门速度分别设置为50 FPS和1/500 s。每台录像机主光轴与跑道长轴垂直。录像机高度约30～35 m，距离跑道中线约45～50 m。1、2和3号录像机主光轴与跑道相交于起跳板后45 m、30 m和10 m处。1和2号录像机的拍摄范围在起跳板后35～45 m处重叠。2和3号录像机的拍摄范围在起跳板后18～22 m处重叠（图1）。

图1 拍摄现场机位布置及标志点贴设位置Figure 1.Shooting Sites Location and Marking Points Placement Location

2）解析：采用视频编辑专家9.2软件（北京锐动天地信息技术有限公司，北京，中国）对原始视频进行格式转换和剪切处理，由.MP4转为.AVI；随后利用APAS Standard Editi on Version 14.2.3（Ariel Dynamics，加利福尼亚州，美国）中的Digitize版块对标志贴进行标定，确定R1、R2、R3和R4坐标（图2）；由R1和R3坐标确定P1坐标，即：

P2同上；并以P1和P2为坐标确定二维水平标尺P1P2的长度（10 m），进而确定物象长度与实际长度之间的比例系数；完成上述工作后，以每步着地瞬间脚尖点为解析点，对视频进行数字化处理。

3）趾-板距离测量误差：赛前在起跳板后助跑跑道上8.10 m、15.10 m、22.10 m、25.10 m和32.10 m处放置标记点，解析后的数值与实际值误差为±0.02 m（百分误差为±0.25%）。

图2 二维标志点Figure 2.Two-dimensional Marker Points Diagram

4）技术参数定义：①趾-板距离（toe to board distance，TBD）：每1步着地点距离起跳线的距离，用每步步长累加所得，如：助跑第15步为（step length）SL15＋SL14＋……SL2＋SL1＋SLJ（图2），反映着地点与起跳线之间的距离；②趾-板距离标准差：6次或者多次试跳后，同1步着地瞬间趾板距离的标准差，反映助跑中每一步着地点距离起跳线的变异程度，最大趾-板距离标准差反映误差积累的大小，峰值出现的点通常为视觉调控点的位置；③调整百分比：

其中Smax为最大趾-板距离标准差，Sj为踏板瞬间趾-板距离标准差，其中Si和Si-1分别为倒数第i步和i-1步的趾-板距离误差，反映每一步的调整幅度大小。

1.2.2 数理统计

采用SPSS 17.0和Origin 9.0对原始数据进行探索性描述统计、Pearson相关性分析、t检验和相关图表的制作。其中数据的描述性统计用平均值±标准差表示；在女、男整体中最大趾-板距离及标准差与成绩和踏板精度的相关分析；在男、女组内对采用原地启动和行进间启动的运动员进行t检验。

2 研究结果

2.1 趾-板距离误差曲线变化

趾-板距离误差曲线呈3种形态（图3），分别为“上升下降”形、“波浪”形和“逐渐下降”形。女运动员中上述3种曲线形态的人数和比例分别为3人（37.5%）、3人（37.5%）和2人（25.0%），男运动员分别为4人（50.0%）、3人（37.5%）和1人（12.5%）（表1），整体上共有56.25%的运动员趾-板距离误差曲线呈“波浪”形和“逐渐下降”形。

表1 全程趾板距离误差曲线不同形态比例Table 1 The Whole TBD Error Curves of Different Types and Proportions

图3 全程不同趾板距离误差曲线形态图Figure 3.The Shape of Different TBD Error Curves

不同性别运动员均在起跳前达到最大趾-板距离误差，50.0%的女运动员和62.5%的男运动员最大趾-板距离误差出现在起跳前倒数8.25±3.33步和7.00±2.07步；女运动员最大趾-板距离误差出现位置的分布范围更广，男运动员则相对集中；最大趾-板距离误差值，女运动员为0.20±0.03 m，男运动员为0.26±0.09 m；出现的距离上，女运动员为板前16.93±6.77 m，男运动员为板前15.90±4.66 m。

2.2 不同启动方式下趾-板距离误差和犯规率的异同

研究对象中有9人（56.26%）采用行进间启动，其中，女运动员5人（62.5%），男运动员4人（50.0%）（表2）。行进间启动相对于原地启动而言，在女运动员中最大趾-板距离误差出现的位置更早（＞0.40步），最大趾-板距离误差值更大（＞0.02 m），出现距离更长（＞0.77 m），但犯规率更低（＜8.90%）；在男运动员中最大趾-板距离误差出现的位置更早（＞1步），出现距离更长（＞1.03 m），犯规率更高（＞25.05%），但最大趾-板距离误差值更小（＜0.07 m），上述差异均未见显著性，并且在Pearson相关分析时，未发现上述4个指标与成绩之间的相关性。行进间启动时最大趾-板距离误差值和犯规率在不同性别中未呈现出一致性特点，女运动员犯规率更低，男运动员最大趾-板距离误差更小，虽然不同性别运动员在采用不同启动方式时趾-板距离误差和犯规率在组内未见显著性差异，但采用行进间启动方式时最大趾-板距离误差出现的位置更早、距离更长。

2.3 视觉调控阶段调整比例

上文指出，运动员会在起跳前倒数第7～8步的范围内进行视觉调控，女运动员中视觉调控阶段最大调整出现在助跑最后2步，最后1步和倒数第2步的调整幅度分别为32.16±17.75%和24.19±16.54%，整体为56.35%；男运动员视觉调控阶段调整特点与女运动员相同，调整幅度分别为30.03±32.82%和27.76±18.79%，整体为57.79%（表3）。虽然女、男运动员分别在板前第8步和第7步开始进行视觉调整，减小前程助跑中积累的误差，但实际上最大调整出现在起跳前最后2步。

3 分析与讨论

Hay（1988b）对49名美国高水平跳跃运动员研究发现，32人（65.3%）最大趾-板距离误差曲线呈“上升下降”形，为主流的误差变化模式，其中7人（14.3%）呈“逐渐下降”形，另有6人（12.2%）呈“波浪”形，此部分人群不采用视觉调控。相比之下，我国运动员虽然也以“上升下降”形占主导（43.75%），但“逐渐下降”和“波浪”形等不采用视觉调控类型的曲线较多，比例均为37.5%，说明我国多数跳远运动员在助跑中不采用视觉调控。视觉调控的目的在于当运动员在特定位置意识到存在较大的助跑误差时，开始采用相应的步态调整来消除前程助跑中产生的误差，该调控点可将助跑分为2个部分，前程为程序化助跑，后程为视觉调控阶段（Lee et al.，1982），前者需要相对稳定，并尽可能地保证较高的重复率，将前程助跑误差控制在适当范围内，后者则在消除前程助跑误差的同时，做好踏跳准备，提高起跳效果，而我国运动员目前在此方面还存在欠缺。

表2 不同启动方式下趾--板距离误差和犯规率特点Table 2 Characteristics of TBD，Error and Foul Rate of Different Starting Types

表3 视觉调控阶段调控比例Table 3 Proportion of Visual Regulation during Visual Control Phase

Hay（1988b）发现，优秀远度跳跃运动员在起跳前倒数第4～6步（4 L-64%，5 L-63%，6 L-37%）达到最大趾-板距离误差（0.20 m左右），并开始采用视觉调整，以消除前程的积累误差。Lee等（1982）研究发现，最大误差点出现在倒数第7步（误差为0.39 m）。Mark等（1997）也发现，一般无训练经验人群的最大误差值偏大，可达0.58 m。本研究中我国运动员最大趾-板距离误差出现的位置与Lee等（1982）的研究较为接近，女运动员为8.25±3.33步（误差值0.20±0.03 m）、男运动员为7.00±2.07步（误差值0.26±0.09 m）；但最大趾-板距离误差出现的位置早于Hay（1988b）研究的起跳前倒数第4～6步的范围（＞2～3步）。通常认为最大趾-板距离误差出现的越早，表明运动员前程助跑的稳定性差，调整的距离长，不利于速度的保持。Lee等（1982）也发现，助跑稳定性越差，趾-板距离误差值就越大，相应的起跳前调整步数就越多。但Hay等（1988b）未发现最大趾-板距离误差出现的位置与加速过程中步态稳定性之间的相关关系。此外，Galloway等（1999）研究中也没有发现板前速度衰减与视觉调控点出现位置和距离之间的关系，其研究的3名运动员在达到视觉调控点后均无速度下降现象，其中有1人反而出现速度增长，并发现视觉调整的步数与成绩有正相关关系（r＝0.67，P＜0.001），即视觉调控每提前1步将会增加0.573 m的跳跃距离。Theodorou等（2017）研究指出，跳远运动员起跳前的步态变异，是通过步频与步长的交互作用过程来实现助跑速度的稳态，不认同调控距离越长、出现的时机越早，产生的速度损失就较多这一论断。整体上Hay（1988b）、Galloway等（1999）和Theodorou等（2017）的研究结果均不支持最大趾-板距离误差出现的位置与助跑稳定性和起跳前速度损失存在相关关系，但是上述研究与本研究相似，均受到样本量不足的限制，所以，今后还应在不断加大样本量的前提下，揭示最大趾-板距离误差与助跑稳定性和起跳前水平速度损失之间的关系。在不考虑解析误差和样本量限制的前提下，我国男、女运动员出现最大趾-板距离误差的位置分别为起跳前倒数第7步和第8步。

跳远助跑与短跑前2个阶段较为接近（Chatzilazaridis，2012；Mero，1985；Ni，1979），主要目的为迅速脱离静止状态，获得适宜的动量。虽然有多种途径能达到上述目的，但目前研究认为，总体趋势为先增加步长以提高速度（即充分蹬伸，延长蹬伸时间来加大冲量），然后再逐渐增加步频以达到最高速度（Mero，1985；Pg，et al.，2000）。本研究中男、女运动员分别有4人（50.0%）和5人（62.5%）采用行进间启动方式，行进间启动由于动作轻松自然、便于加速，比较受形态小、动作速度快的中国运动员青睐，但是产生的误差较大、稳定性不足。本研究发现，采用行进间启动的男运动员出现最大误差的位置偏早（7.88±2.84步）、调整距离更长（16.86±5.92 m）、犯规率更高（40.74%±20.60%），但与原地启动相比不具有差异性。也未发现最大趾-板距离误差与踏板准确性、犯规率以及成绩之间的相关关系。Pauling等（1996）曾对跳远助跑的起始段和末尾段的步长误差与踏板精度和成绩之间相关关系进行研究，发现启动阶段第1步步长误差与最大误差值呈正相关（r＝0.54），第3步步长误差与踏板精度之间存在显著性负相关关系（r＝-0.75），表明启动阶段步长变异越大，积累的助跑误差就越大、踏板精度越低，但未发现其与成绩之间的相关关系。该观点与实践中教练员所强调的加强前2步助跑的稳定性要求一致，所以在实践中还是应注意助跑启动阶段助跑的稳定性，减小前程助跑的误差积累幅度。

Mark等（1997）在对不同人群进行的调查中发现，非跳远运动员与一般及专业运动员起跳前的调整绝大多数发生在倒数第3步，总体调整比例为77%。Hay（1988a）研究发现，优秀运动员调整多出现在倒数第2步，调整比例为67%。整体上非运动员与运动员在视觉调整策略的应用上存在相似之处，不同之处在于一般运动员开始调整的时机偏晚，调整过程长，最大误差偏大，踏板准确度低（Mark et al.，1997）。本研究中最大调整也出现在最后2步，调整比例男运动员为57.79%，女运动员为56.35%。Bradshaw等（2006）在深入Hay（1988a）的研究中发现，视觉调控开始的越晚，最后2步调整的就越剧烈。本研究中男运动员开始视觉调控的时机较女运动员晚1步，相应的最后2步调整幅度偏大，与前人研究结果相似。步态上的调整也可能是形成跳远助跑最后2步“大-小”（王国杰等，2016；Hay et al.，1986）模式的另一原因。Berg等（1994）认为，经过特定目标训练后，一般水平运动员也可达到较高的准确度。Bradshaw等（2001，2002，2006）也发现，外周和局部视觉调控与受试者所具备的速度和外界环境的刺激信息有关，均证实了视觉调控能力的可训练性。所以，视觉调控能力可以通过系统的视觉干预训练得到提升，我国运动员可以根据视觉调控点的位置，确定合理的2段式结构划分，系统地进行助跑训练，提高视觉调控能力。