跨项选材视角下散打与拳击运动员后手直拳击打效果及相关指标比较

刘 洋，程丽芬，徐益雄，曹 洁，赵起生，李 磊，黄中伟，李海霞，陈 超，张 振，7，冯玉梁，8，易文娟，王德新

（1.上海体育学院体育教育训练学院，上海200438；2.南昌师范学院体育学院，江西南昌330032；3.上海体育科学研究所，上海200030；4.德宏师范高等专科学校体育学院，云南德宏678400；5.佳木斯大学体育学院，黑龙江佳木斯154007；6.哈尔滨体育学院冰雪体育产业发展（设计）研究中心，黑龙江哈尔滨150008；7.复旦大学体育教学部，上海200433；8.上海公安学院警训部，上海200137）

运动员选材与培养是国际竞技体育成功的重要构成因素，大量运动员通过跨界或跨项在新的运动项目上实现竞技水平的快速提升。跨界、跨项选材是指以培养运动员快速达到世界水平为目的，从其他运动项目中选拔已经达到一定训练或竞技水平且具有新项目所需的先天能力或后天经验（如技能和心理能力）的运动员进入一个新的运动项目，并为这些运动员提供一个有组织的选拔和培养过程。跨项选材有其客观存在的可能性和合理性。从时效性方面看，跨项选材是一种通过有效借力方式尽快解决一些项目特别是新增奥运竞技项目人才储备短缺的理想方式［1］。我国在竞技体育体制、机制改革和奥运备战形势紧迫的大背景下，一方面可以通过实施跨项选材为备战奥运会快速培养高技战术水平的运动员，另一方面借由跨项选材的实施也可进一步完善我国现有的后备人才选拔与培养体系。

为弥补我国拳击项目后备人才不足的短板，快速提升拳击项目整体竞赛水平，国家体育总局武术运动管理中心通过跨项选材的方式，将优秀散打队员充实到拳击项目中，更广泛地调动各方面的力量和资源备战即将到来的东京奥运会。然而，拳击和散打项目特征区别较大，在选材和衔接训练过渡期执行策略的实施关系到跨项选材能否取得成功。因此，客观、准确地评估这2个项目之间关键技术方面存在的差异是进行全面跨项选材和过渡衔接训练的逻辑起点，也可为进行有针对性的指导训练提供科学依据。鉴于国内外从生物力学视角探讨拳击与散打项目技术差异的相关研究鲜有报道，利用运动生物力学技术比较2个项目运动员后手直拳技术指标的差异，以期为跨项选材、衔接训练期的训练策略提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 受试者

从上海体育学院竞技体育运动学校拳击队、上海市拳击队和散打队招募男子运动员作为测试对象，并按运动专项进行分组。拳击组纳入拳击运动员11名（反架2名），其中，健将级运动员3名，一级运动员4名，出拳速度和力量较突出的二级运动员4名；散打组纳入散打运动员16名，其中，武英级（健将级）运动员1名，一级运动员11名，二级运动员4名。拳击组运动员平均身高为（175.25±7.81）cm，体质量为（66.06±9.77）kg；散打组运动员平均身高为（175.57±7.18）cm，体质量为（68.714±9.516）kg，与拳击组间差异均无统计学意义（t=0.927，t=0.552；P＞0.05）。为准确控制试验条件，要求散打组和拳击组在役运动员的体质量等级控制无差异。在试验开始前，2组在役运动员的基础指标（如身高、体质量等）无显著性差异。此外，在纳入时已筛查组内人员，进行出拳速度和力量的组内同质性检验，剔除离群个体，要求组内差异不显著，组内具有同质性。

1.2 仪器设备

Kistler测力靶（采样频率1 000 Hz，瑞士产）1台，固定于三角架上；固定式Kistler三维测力台（采样频率1 000 Hz，瑞士产）2块，用于记录双下肢力量变化。载有16个摄像头的Vicon Nexus（版本号：2.6.1）红外动作捕捉系统，可追踪、标记受试者的运动力学数据，其中可以反光的标志（mark）球用于标记各个关节。Vicon系统可通过标记右或左（R or L）手（hand）mark点，由系统自带软件计算位移后求一阶导数得到速度；红外动作捕捉系统还可通过数模转化器，将系统自身和Kistler三维测力台所采集的数字信号转换成模拟信号，利用同步盒设备进行信号同步。

1.3 研究流程

（1）测试前准备。由研究人员向受试者讲述试验流程，说明试验是在充分热身环境下进行无任何伤害，告知运动员测试前应无疲劳训练、损伤、饮酒等行为。所有受试者均签署知情同意书。

（2）后手直拳测试技术标准。受试者基本姿势要求：两脚成前、后斜开立站在左右2个固定式测力台上，左脚要求稍向内扣，肘置于肋部，两臂自然弯曲约60°，双肘放松。在技术发力过程中，后脚掌蹬地发力，前脚上步同时后腿内旋，同侧髋关节前送，重心前移，同时腰部迅速转动，右肩积极前送，前臂内旋，右拳以直线向前发出，击打目标。

（3）测试要点。受试者首先在跑步机上进行15 min慢跑，然后进行直拳空击训练和肌肉拉伸。贴好mark点，根据3点确定1个环节，测量拳速用hand（R or L）点即可，R hand点采用双面胶贴于拳套背的中间位置并用3M胶固定，用于标记拳的三维坐标位置。受试者佩戴好统一的拳击手套，双脚站在左右2个Kistler测力台上，调整好测力靶的距离，进行后手直拳的测试。当听见动作开始指令时，受试者须尽自己最大的可能全力击打。双下肢CMJ（counter movement jump）的测试标准：双脚赤足站立在便携式Kistler测力台上，双手叉腰，避免起跳时借用手的惯性，腾空时避免屈膝、屈髋。落地时自然缓冲屈膝、屈髋。

测试地点为上海体育学院运动科学学院实验大厅和体育教育训练学院体能训练中心。研究方案预先得到上海体育学院伦理委员会批准，试验实施过程中严格遵守《赫尔辛基宣言》。

1.4 测试指标

1.4.1 测力靶指标

测力靶指标主要有以下6个：①冲量，定义为自拳接触测力靶至离开后所形成的力与时间曲线下的面积，数学表达式为“力F（t）对时间t的积分②峰值力量，测力靶力与时间曲线达到的峰值。③（击打）发力率，拳接触到测力靶的力量峰值除以相对应的时间。④相对力量。⑤峰值时刻。⑥动作时间。

1.4.2 拳速指标

拳速指标主要有以下3个：①峰值速度，即在位移对时间求导后的速度曲线上的峰值点。②接触速度，Vicon Nexus和测力靶实行同步，可找到测力靶出现力值时刻（帧）所对应的速度，即为接触速度。③速度衰减率，计算公式：

1.4.3 下肢发力指标

下肢发力指标主要有以下5种：①峰值力量（Fmax）。②达到峰值力量的时间（Tmax）。③快速发力指数（speed strength index，SSI），即峰值力量/到达峰值力量时间［2−3］。④快速发力指数/体质量，即对快速发力指数进行体质量的标准化，代表启动力量。⑤峰值力量/体质量。

1.4.4 下肢CMJ指标

下肢CMJ指标共7项，分别为跳跃高度、平均力量、最大力量/体质量倍率、平均速度、平均功率、相对冲量、峰值发力率。

1.5 数据处理

利用Vicon Nexus对标记mark点进行查缺补漏，将缺失点已补齐的数据以.CMO格式导入Visual3D（Visual3D 3.21.0版本，简称V3D）软件进行运动学数据和动力学数据分析。采用V3D建立人体刚体模型后，所有标记的mark点采用低通滤波cut⁃off频率（12 Hz）［4］，以减少信号中的噪声。定义动作开始和结束“事件”标签，随后以ASCII格式导出运动学和测力台数据，以便在Microsoft Excel中进一步分析。利用V3D处理X、Y、Z轴三维地反力的数据，获得垂直方向、前后方向和内外方向3个支撑反作用力。测力靶的数据通过BioWare（5.3.0.7版）软件解析Z轴数据，对原始地面支撑反作用力用体质量（body weight，BW）倍率做标准化处理，以消除体质量差异造成的影响［5］，这样也消除了单位的影响。

将相关数据导入SPSS 24.0进行独立样本t检验分析，所有数据进行单样本K⁃S（Kolmogorov⁃Smirnov）检验，验证是否服从正态分布。由于样本数较小，以K⁃S结果为准，P＞0.05，服从正态分布，可采用参数检验。描述性统计量采用平均数±标准差呈现，显著性水平设置为0.05，双边检验。

2 结果与分析

2.1 测力靶指标结果

如图1所示，在运动员后手直拳的测力靶一级指标中选取了冲量、峰值力量、相对力量、峰值（发力）时刻、发力率、动作时间等6项二级指标进行数据呈现和比较分析。有4项指标在拳击组和散打组之间差异有统计学意义，拳击组均高于散打组，分别是冲量［（27.61±8.07）N·ms对（13.88±2.24）N·ms，P＜0.001］、峰值力量［（1 882.05±448.01）N对（939.71±259.99）N，P＜0.001］、相对力量［（26.54±6.16）N·kg−1对（13.547±2.668）N·kg−1，P＜0.001］，发 力 率［（138.00±35.44）N·ms−1对（64.44±25.57）N·ms−1，P＜0.001］；另2项指标在拳击组与散打组之间无显著性差异，分别是动作时间［（40.89±7.46）ms对（38.86±2.96）ms，P＞0.05］和峰 值时刻［（13.78±1.39）ms对（15.00±2.45）ms，P＞0.05］。

图1 测力靶指标统计学分析结果Figure 1 Statistical analysis of force target indicators

2.2 拳速指标结果

由表1可见，拳击组运动员后手直拳的峰值速度和接触速度均快于散打组（P＜0.05，P＜0.001），速度衰减率（峰值速度与接触速度之差除以峰值速度）则小于散打组（P＜0.001）。此外，拳击组衰减率波动幅度（12%～19%）较小，而散打组衰减率波动幅度（18%～42%）较大；而且2组优秀运动员后手直拳的峰值速度和接触速度均表现为最高值，如拳击组健将级运动员峰值速度和接触速度分别为9.30 m·s−1和7.78 m·s−1，散打组健将级运动员的峰值速度和接触速度分别为7.99 m·s−1和6.08 m·s−1。

表1 速度指标结果Table 1 List of speed indicators

2.3 下肢指标结果

2.3.1 双下肢发力指标结果

图2显示了2组运动员双下肢5项发力指标（峰值力、峰值力/体质量、达到峰值时间、快速发力指数、快速发力指数/体质量）的分析结果。5项后腿发力指标在拳击组与散打组之间差异有统计学意义，其中4项拳击组高于散打组，分别是峰值力［（923.87±122.19）N对（731.73±91.48）N，P＜0.050］、峰 值 力/体 质 量［（13.04±2.45）N·kg−1对（10.679±0.745）N·kg−1，P＜0.050］、快速发力指数［（4.93±1.91）N·ms−1对（2.60±0.89）N·ms−1，P＜0.050］、快速发力指数/体质量［（7.10±3.47）%N·ms−1·kg−1对（3.77±1.11）%N·ms−1·kg−1，P＜0.05］，但拳击组达到峰值时间少于散打组［（198.75±33.34）ms对（301.43±93.00）ms，P＜0.050］。在前腿5项发力指标中，仅2项在拳击组与散打组之间差异有统计学意义，拳击组均高于散打组，分别为峰值力［（737.39±107.00）N对（544.01±198.00）N，P＜0.050］和快速发力指 数［（3.48±1.46）N·ms−1对（1.88±0.70）N·ms−1，P＜0.050］，其他3项指标在2组间差异均无统计学意义，分别为峰值力/体质量［（10.44±2.24）N·kg−1对（7.95±2.65）N·kg−1，P＞0.050］、快速发力指数/体质量［（5.02±2.63）%N·ms−1·kg−1对（2.75±0.94）%N·ms−1·kg−1，P＞0.050］、达到峰值时间［（228.75±46.73）ms对（294.29±46.14）ms，P＞0.050］。从总体看，拳击组和散打组后腿积极发力指标差异显著，前腿发力差异仅表现在个别指标上。

2.3.2 下肢CMJ指标结果

由图3可知，拳击组与散打组运动员之间的下肢跳跃高度、平均力量、平均速度、平均功率、相对冲量和峰值发力率差异均无统计学意义（均P＞0.050），分别为（39.6±4.9）cm对（37.1±7.7）cm、（1 403.34±246.35）N对（1 275.07±260.95）N、（1.68±0.08）m·s−1对（1.67±0.20）m·s−1、（2165.81±421.66）W对（1936.98±420.54）W、（3.49±0.22）N·ms−1·kg−1对（3.28±0.36）N·ms−1·kg−1、（9.62±0.47）N·ms−1对（11.84±0.66）N·ms−1。此外，拳击组和散打组之间的最大力量/体质量倍率差异也无统计学意义（P＞0.050），为（243.84±20.22）%BW对（279.11±65.40）%BW。

图3 下肢CMJ指标统计分析结果Figure 3 Statistical analysis of CMJindicators of lower limb

3讨论

3.1 跨项运动员应提升出拳速度

在拳击比赛中，要求运动员上肢连续、不停地以快速度力量击打［6］从而获得有效拳，因此比对手更快地命中合法部位是获得比赛优势的前提，出拳速度的重要性不言而喻。出拳的爆发力依赖于下肢、躯干、上肢等环节发力的快速、准确，各个肌群间的精确协调。从动量定理相关变量等式可以看出，其中的变量关乎后手直拳击打效果：

式（1）（2）中，m代表有效质量，F代表力，t代表时间，v代表拳的速度。由动量定理可知：在击打质量一定的情况下，接触速度是“因”，击打力量、测力靶所受的冲量是“果”，可见，速度是影响测力靶动量和冲量的重要因素之一。其中接触速度是影响冲量［7］的一个重要指标。根据动量定理，冲量和接触速度呈正相关，在击打质量一定的情况下，接触速度越快，产生的动能越大。测试结果显示，拳击组运动员后手直拳的峰值速度（P＜0.050）、接触速度均快于散打组，（P＜0.001），其冲量值也同时高于散打组（P＜0.001）；接触速度又受拳的峰值速度影响，优秀运动员表现为更高的峰值速度；拳击组速度衰减率波动较小，而散打组衰减率波动较大。另外，从测力靶冲量−时间曲线即击打效果的发力率指标看，拳击组和散打组之间也差异显著（P＜0.001），拳击组表现为线性斜率大、线性坡度陡峭。

故此，对于转项拳击的散打队员而言，应设计专项力量抗阻训练，如上肢复合式抗阻训练、末端释放训练、快速伸缩式抗阻训练等以提升拳速。有研究［8］表明，对拳击运动员进行6周（n=10，每周3次）的弹性专项力量抗阻训练（elastic resistance training），可以显著提升拳速（6%～11%，P＜0.010）。因此，在跨项选材时，鉴于散打运动员在出拳速度上的劣势，应尽量选取出拳速度较快的队员，且在转项后的过渡衔接训练期提升运动员出拳的峰值拳速和接触拳速。

3.2 跨项运动员应提升击打的“有效质量”

尽管出拳速度和准确性是有效击打的必要条件［9］，但力［10］和动量的传递是至关重要的制胜因素。从生物力学角度，拳的击打过程属于打击体和被打击体碰撞过程，其实质是一个动量的传递过程，即上臂环节的动量传递给测力靶的过程。根据动量定理，当速度一定时，打击体有效质量越大，打击体给予测力靶的传递动量越大。有效质量指标即动量方程式中的m。有效质量是在打击过程中考虑了人体影响后的打击体参与动量转移的质量［11−12］。仅仅将上臂环节的质量作为击打时的有效质量是不够的。有效质量不仅仅取决于各环节参与的质量，如打击质量的增大源于人体肩、胸，甚至腰的质量向手臂的转移［13］，还取决于在击打瞬间各个环节刚性连接的固定程度。本文结果显示，相比散打组，拳击组能够给测力靶输出更大的冲量（P＜0.001），其原因可能是高水平拳击运动员创造了更多的“有效质量”。

已有研究［14］观察到，为了创造快速的动作和施以非常大的打击力，冲拳时出现肌肉激活的“二次脉冲”：拳快要接触对方时突然制动，肌电图显示肌肉活动呈现“双峰”，并认为这会增加各环节的“刚度”和“稳定性”，从而产生更大的有效质量。此外，Pain等［15］发现，出拳手臂位移和“二次脉冲”减少了打击过程中的能量损失并增加了有效质量。技术因素如碰撞前弯曲手腕，已被证明可减少有效质量传递，造成动力链环节中的“泄力”［16］。

在拳击比赛过程中谁的拳头“重”，谁更具有比赛优势。在规则方面，裁判员在判定有效拳或得点时更倾向于那些能给予对手清晰、有力、无遮挡的重拳。在拳击比赛中拳“重”似乎是赢得比赛的关键。无论是职业还是业余拳击比赛，拳手出拳越重越会给对手造成身体和心理上的负担。因此，了解散打运动员与拳击运动员击打力量差异对于跨项选材至关重要。肌肉收缩时的力量和硬度都会增加［14］，但相应的刚度会抑制肌肉形状和关节改变的速度。鉴于“二次脉冲”产生更大的冲击力的证据，拳头在打击最高速时，上臂、躯干、下肢在击打一瞬间可形成击打的刚性连接结构［13，17］，增加了有效击打质量，从而提高击打效果。

本文对运动员后手直拳峰值力量［18−19］、相对力量指标进行分析，发现拳击组和散打组峰值力量与国外文献［16，20−22］报道差异较大。且国外文献中的样本选择包括奥运会运动员、地区运动员、初学者和职业运动员等，也受到体质量级别的影响。因此，为了消除体质量的影响，将每位受试者的最大峰值力量除以其体质量得到标准化相对力量［23］，将峰值力量除以体质量得到相对力量（relative punch force）［7］，以此评价不同运动员的力量素质可能更有意义。本文发现，拳击组运动员的相对力量［（27.61±8.067）N·kg−1］不仅显著高于散打组运动员［（13.88±2.241）N·kg−1］，也显著高于Buśko等［24］报道的拳击运动员的相对力量［（19.19±5.02）N·kg−1］。

鉴于散打运动员在击打效果方面存在的差异，在选材时应该挑选出拳技术相对较好的运动员。此外，在进行衔接训练阶段，应有针对性地提高运动员的有效击打质量，从而提升拳的动量，最终提高击打效果。

3.3 跨项运动员应提升后腿积极发力能力

几乎所有的上肢运动，力量源都来自下肢，需要由下至上的动力链传递过程［4，25−26］，下肢在参与上肢击打过程中扮演重要角色［27］。拳击技术要求“后发力、前支撑”［28］。下肢CMJ、DJ（drop jump）指标是评价运动员下肢快速力量、爆发力的重要指标。有文献报道，拳击运动员的下肢CMJ指标与出拳击打的力量呈正相关［29］，相关系数在0.67～0.85［30］。宋兆铭等［31］利用Kistler测力台采集30名拳击运动员后手直拳出拳时身体各环节生物力学数据并进行多元逐步回归分析，发现后手直拳最大出拳速度与后脚最大水平蹬地力（Y轴）呈显著正相关。Akutagawa等［32］研究了14名男性网球运动员的反手击球特点，发现受试者反手击打网球时垂直GRF比水平GRF大得多。

就拳击项目而言，多数研究［2，33−35］认为拳击击打的发力源是下肢。下肢快速发力指数（峰值力量/发力时间）是快速力量与发力速度的评价指标［3］。张春合等［36］研究发现，优秀跳高运动员起跳瞬间快速力量指数与离地速度之间的相关系数高达0.965。苏彦炬等［37］利用2块Kistler测力台研究优秀男子拳击运动员后手摆拳全力击打固定目标过程中的力学特点，发现其后脚发力指数/体质量与出拳速度相关系数达0.882，提出提高双脚积极发力阶段蹬地最大力量有助于提升出拳速度。此外，他们还证实双脚最大力量峰值/体质量和快速力量指数/体质量均与拳速呈正相关［2−3，37］，认为在一定范围内，缩短下肢发力时间、快速发力可以增加拳速［37］。Bouhlel等［38］研究发现，在国家级标枪运动员中，运动员的成绩与运动员在力量速度测试中腿部产生的最大无氧功率（r=0.76，P＜0.010）和最大速度（r=0.83，P＜0.001）密切相关。

本文测试的结果显示，拳击组运动员双下肢蹬伸（后腿）的峰值力、快速发力指数、快速发力指数/体质量指标均优于散打组（P＜0.050），说明散打组运动员没有很好地运用后脚积极启动力量；但拳击组双下肢CMJ指标与散打组无显著性差异（P＞0.050），说明2组受试者下肢爆发力相当。多数文献证明下肢CMJ指标会显著影响击打效果，然而拳击组出拳的速度、力量指标均优于散打组（P＜0.001），由此可推断散打队员运用上下肢协调发力的能力有所欠缺。可能有两方面因素：①从项目技术要求看，散打要求运动员不仅上肢能有力击打，而且要求其具备下肢踢打和抱摔等能力，经常“拳脚并用”，这往往导致散打运动员出拳不规范。②从比赛制胜规则看，在散打竞技比赛中相对于腿法、摔法，出拳得分不占优势，要满足出拳击中对方且必须使对手有明显的位移才能被判定得1分，近距离双方同时出拳互击对方不得分（近距离双方出拳同时击中对方概率较大），而近距离的有效抱摔可得2分，故散打队员在近距离时会选择抱摔技术。在散打比赛中还常使用“远踢近摔”战术，近距离作战“抱腰摔”优于“出拳”。

因此，散打运动员普遍出拳不规范，若面临转项，应重点提升其出拳技术和击打效果。鉴于后脚积极发力是影响运动员出拳击打效果的关键，在跨项运动员衔接训练期，提高其上下肢出拳协调发力能力［39］是教练员的重要任务，应专门设计专项技术训练并提升运动员后腿水平方向的积极发力能力。因拳击和散打同属于技战术主导类同场对抗性项群，从跨项角度看，改变散打运动员上下肢发力协调能力和出拳效果并不难，各项技术容易迁移，跨项选材的可操作性强。

4 结论与建议

4.1 结论

拳击组与散打组的测力靶指标和速度指标表现出较大的差异，拳击组在击打的力量和速度方面优于散打组，在下肢爆发力（CMJ指标）测试中，2组水平相当。在双脚发力指标中，拳击组后脚积极发力指标显著优于散打组。因此，散打运动员如面临转项，应注重弥补技术短板。

4.2 建议

在进行跨项选材时应评测、筛选出拳技术动作效果较出色的散打运动员。在转项后的过渡衔接训练期，应重点规范运动员的出拳技术动作和上下肢协调发力能力，提升后腿水平方向的驱动力，增加后腿蹬伸的爆发力，缩短发力时间方能提高击打速度、力量，同时应更加注重环节依次制动的刚性连接。在训练实践中，可设计上、下肢以及核心区域的复合式抗阻训练、末端释放训练、快速伸缩抗阻训练以提升运动员的击打运动表现。