游泳专项动作技术研究新进展

翟健 陈素峰 张冠男 张晁赫

为了更加宏观立体、全面综合地认识关于游泳技术演进的诸多研究成果，更好地发展运动员基于“专项共性”和“个体差异”的专项竞技能力，本研究以文献综述法为主要研究方法，对前人研究成果在基本常识和跟队服务的基础上进行梳理总结。主要研究结果有：（1）蹲踞式跳台出发动作已成为主流，但出发效率的研究还应结合肌肉放电时序的一致性、专项力量的动态力量指数和个体性起跳倾斜角度等方面；（2）途中游阶段是推进力、推进力持久性、游进阻力等因素的复合效果，应在强化“支点性”专项小肌群、改善以糖酵解为主的专项供能系统效率、结合风洞等新一代阻力测探技术进行个性化减阻试验等方面进一步研究；（3）转身阶段是重要的“外源性动力补充环节”，分别为了水平速度的更好转化和转换和获得更快的潜游初速度，宜进一步分为转身速度和蹬离速度两个阶段，同时建议重点关注蹬离时的功率和做功总时长。

1 引言

专项技术动作监控的指标体系是贯彻“科技引领游泳运动发展、数据带动游泳技术创新”的中枢环节，游泳竞技运动理论发展应当注重处理和平衡好规则变迁与技术演进的关系，游泳规则的变迁是为了维持竞技游泳的公平性、观赏性和安全性，划定了技术研发和使用的边界，对技术的不断演进提出了新的要求；游泳技术的变革则是为了在规则允许范围内不断挑战游进速度、出台速度、翻转速度和触边速度的极限，通过不断调整身体姿态和动作模式尝试获得更强劲、更持久的推进力和更小的游进阻力，进而增进运动表现、增强夺金能力、逼近最高标准。值得考虑的是，每一轮的规则变迁必然带来新一轮的技术变革，而当各国技术突破水平足够逼近规则的边界从而妨害竞技的公平性时又必然会引发新一轮的规则变迁。世界游泳竞技水平的比拼在某种意义上是在当前规则的区间内综合运用运动人体科学知识、新材料研发制造能力和大数据视角下的数据运用水平使游泳技术的演进达到“规则边界”的速度角逐。

蛙泳、蝶泳、自由泳和仰泳4种泳姿在不同阶段技术动作特征也各自具有不同的特点，由于本研究的初衷是希望通过构建基于指标体系的评价系统，总结4种泳姿的共同特点和主要技术特征并将之形成可以进行量化评价的各类指标首当其冲。自1985年起各国相关学者开始尝试采用运动学指标参数对游泳运动过程进行量化和评价，如Antoniao、J.Panlo vilas-Boas、vladimrB，Isurin&Oleg Berbitsky、张铭等、Catoline Ruschel等，但从动力学角度对游泳运动的量化和评价相对较少，这也是当前指标体系中需要进一步补充和完善的。

2 研究方法

2.1 研究对象

本文以游泳专项动作技术的前人研究成果和已经公开发布的各类期刊、学位论文中的相关内容为研究对象。

2.2 研究方法

本文主要以文献综述法为主要研究方法，主要通过谷歌学术、中国知网、Pubmed等搜索引擎进行文献检索和下载，在广泛借鉴专家学者对游泳专项运动技术研究现状有关论述之余，结合游泳运动的跟队服务经验和游泳运动员专项运动训练中的常识对游泳运动技术研究发展趋势进行论述。

3 研究结果

3.1 跳台出发阶段

此阶段技术动作的主要目标应为改善协调发力水准、形成具有优势的离台初速度和角度，为获得最远腾空距离和最长滞空时间提供良好契机。由于人体在水中的阻力是空气中的800倍，因此相同的启动和推进功率在空气中显然可以获得更小的速度衰减，并且为水中游进提供初速度。关于跳台出发技术的研究和运用当前主流模式为蹲踞式单脚起跳出发动作，越来越多的运动员在国内外大赛中采取了此种出发动作，尤其是带有可调蹬踏装置的出现，进一步改善了和奠定了单腿起跳出发动作的优越性。关于蹲踞式单腿跳台出发技术之所以较双腿出发技术更快、更远的原因缺乏系统的研究和归纳，本研究认为应有三方面，一是从得到出发指令到身体重心移至可以进行双腿蹬伸发力的位置耗时不同；二是腿部充分蹬伸所能够表现出的蹬伸反作用力和功率的不同，根据运动生理学知识可知，骨骼肌只有在合适的肌肉长度下才能够展现出较佳的力矩水平；三是腿部蹬伸发力角度的控制水平差异，通过两条发力作用线的调节来控制蹬伸合力的发力方向优于单条力线的效果。尽管单腿起跳以主流优势赢得了技术倾向，但良莠不齐的起跳质量和各不相同的个体差异导致了此技术的运用效果存在较大差别，因此我们应选取若干关键指标对起跳的效果进行评判。

便携式肌电的广泛运用对于评价肌肉放电时序和放电协同性具有积极意义，尤其是对于瞬间爆发力需求较高的技术动作如游泳起跳出发、田径短跨项目起跑出发、短道速滑起划出发等，相关研究表明，世界一流游泳运动员起跳出发瞬间的肌肉放电一致性水平明显高于普通高水平游泳运动员。测力台和足底压力评价装置的运用有助于系统量化运动员基础力量是否足备、不同时长水平的爆发能力等特征，应该加大动态力量指数（DSI）、力量发展率（RFD）等新式复合指标在竞技游泳项目起跳出发阶段的运用力度，为创造更好的入水初速度提供科学的训练指导和数据参考。通常研究認为，起跳出发的理想角度为30°-37°，入水角度是否理想的评定标准应与个人入水瞬间的身体姿态和入水后潜行技术动作特点相匹配，着力探索具有个性化特点的起跳角度。传统的前15米所耗时长称为出发效率，是一个较为综合的技术评价指标，是出台质量、入水质量、潜游质量的总体评价，虽然具有总体参考价值，但对于局部修缮运动技术而言过于笼统。

3.2 途中游阶段

途中游在竞技游泳运动中所占时间比重最大，对于竞技游泳项目而言具有重要意义。途中游阶段技术动作的目标可以总结为：通过合理的划臂频率和幅度配合打腿、躯干传导获得理想的、持久的推进力，同时通过调整技术动作和身体姿态减少游进过程中的流体阻力，途中游的能力是由“强劲而持久的推进力”与“小而稳定的阻力”共同造就。

3.2.1 推进力

游泳项目属于周期性运动项目，是每个小周期中动作速度、动作幅度、动作效率的不断重复和效果叠加，由此在探索适宜个体性特点的划频和划幅组合的前提下，进一步明确“推进力的双侧均衡性”和“肌群发力的有效性”是增强运动员途中游推进力的非体能性因素。已有相关研究表明，更高水平的游泳运动员表现出更加合理有效的肌肉发力衔接和效果，双侧腹斜肌表现出更加对称的发力特点，尤其是在蛙泳的抱水环节表现出胸大肌、肱二头肌等大肌群发挥作用方面的差距。

探讨途中游过程中的推进力必然离不开对主要发力肌群构成及发力形式的论证。已有研究表明不论何种泳姿，胸大肌和背阔肌是主要的动力肌群，一些深层次的羽状肌群如冈上肌、小圆肌、肩胛下肌、菱形肌等主要为推进力的更好产生提供支点和均衡力偶。在起跳出发和翻转蹬伸过程中臀大肌、股四头肌、腘绳肌在动力提供方面具有重要意义，在游进过程中海豚打腿动作中股直肌表现出活跃的动作电位。本研究认为，通过肌电侦测技术锁定不同游进阶段的主要动力肌群、稳定肌群仅仅是优化发力结构和效率的第一步，而应在“横向训练大功率主要动力肌群的做功能力”和“纵向畅通动力链条的激活时序”上进一步下功夫。

3.2.2 推进力维持力

针对如何全过程保持良好的推进力这一命题，世界各游泳运动强国分别开展了相关研究，乌克兰国家游泳队经过研究认为全程“匀速游”有利于实现最快速度，而美国则认为第一阶段“匀速游”配合第二阶段“冲刺游”更有利于实现最快游速，不论何种速度分配，归根结底是如何实现能量的高效运用和高速恢复。

糖酵解供能系统是游泳项目的“核心产能”系统，实质在于通过糖的快速酵解快速补充能量货币三磷酸腺苷，通过通过肝脏和重要红肌实现酵解产物—乳酸的糖异生。林微微等通过对个体乳酸阈（IAT）游速负荷和最大血乳酸稳态（MLSS）游速负荷进行干预和评估时发现，经过递增负荷测试对MLSS和IAT强度进行标定，并施加额定多组恒定负荷训练，结果发现IAT曲线和MLSS曲线同时出现右移，同时通过相关测试表明运动员的无氧能力并未减弱，为游泳运动的能量代谢系统训练提供了新的指导，同时介于游泳竞技的国际趋势发展，“高速保持”能力和“极速冲刺”能力并举将是不可逆转的潮流，由此本研究认为，个体乳酸阈、最大血乳酸稳态和个体最大无氧功的同步测试对于综合评价运动员推进力的维持能力具有现实意义。

3.2.3 游进阻力

许多运动员游进速度受限的本质并不是推进力不足，而是由于阻力过大导致，阻力作为与推进力同步并全程存在的拮抗力，是游泳运动研究中长期以来的研究热点之一。风洞技术在体育科研应用频次和场景类型的增加，也为游泳运动在流体中进一步人为控制阻力提供了新路径。

阻力与速度的平方成正比，这是研究游泳运动中阻力的基础理论。根据游泳运动中阻力所扮演的角色和类型，本文将之分为阻滞力和推动力两种类型，如狄建通过对手部划水的阻力系数、有效面积和阻力大小等参数进行研究发现，手指分开状态下划水比并拢能够对水产生更大的阻力并形成游进过程中重要的推进力。这个结论与美国的Remmonds和Bartlett依托风洞技术的研究结果相一致。阻力在游泳中更多的体现为阻滞力，即影响和削减人体向前运动，除了新材料的研发和配备外，因人而异的技术改进是不可或缺的，陈洁星等人通过荟萃分析对水下滑动、游进和尾随位置等不同情况下身体各部位姿态和动作阻力进行了综述分析，对途中游过程中阻力的产生和优化策略进行了揭示，并对国际主流的减阻研究手段进行了梳理即：以模型法（model meth‐od）、水下牵引法（towing method）和计算流体力学（compu‐tational fluid dynamics，CFD）等为主。本研究建议应大力拓展風洞技术在游泳运动员优化途中游身体姿态和途中减阻等领域的应用力度，并提出将基于风洞测试得出的阻力系数测试结果纳入游泳运动员途中游减阻技术指标体系。

3.3 转身阶段

“短程看出发，中长看转身”是对转身技术动作重要性的经验之谈，游泳竞技中的转身阶段经历了由“耗时环节”向“加速环节”的转变，转身相当于再出发和对主要动力肌群的放松调整，越来越多的学者对此阶段给予高度关注。

本研究建议从整体与阶段两个总体维度对转身技术进行定量评价，阶段性评价指标中应由运动学指标和动力学指标构成。整体性指标参考可以采用主流的15米转身耗时，对于15米的构成前人主要有两种算法，分别为转身前7.5米加上转身后7.5米与转身前5米加上转身后10米，考虑到转身前因水平不同而伴有不同程度的减速及转身后潜行技术不同而导致的速度衰减，本研究更倾向于7.5加7.5的模式。转身后潜水深度、转身后滑行距离、蹬离初始速度的水平分速度、蹬离阶段髋膝关节蹬伸角度区间、蹬离环节100msRFD、转身动作耗时、在矢状面内头部转动90°和180°分别耗时等指标分别则分别从运动学和动力学角度对转身过程中各项技术动作参数进行评价。其中既有沿用前人研究的主流评价指标，也有本研究基于对转身技术的深入了解和首次提出的指标。如蹬离环节100毫秒力量发展率RFD的提出是考虑到单纯考虑峰值压力而不考虑峰值压力形成的时间对于竞速游泳运动是欠缺周全的，应摒弃“压力大但作用时间长”的发力模式。蹬离阶段髋膝关节蹬伸角度区间是在前人对膝关节主要发力角度的基础上进一步基于功能解剖学的完善和细化，相关研究表明，运动员在完成蹬离时髋关节角度为120°、膝关节角度为60°时能够产生较佳的蹬离压力，但本研究认为，蹬离池壁的过程是克服水阻的加速过程，追求的目标是通过髋、膝关节在蹬伸发力区间内不断变化的力矩所形成的总体加速功率效果，而通过解剖学常识可知，作用于相同关节的肌肉在不同的做功角度区间内的最大做功总量和功率是不同的，因此单纯评价峰值而不考虑做功总量及功率是不妥的。通过矢状面内头部转动90°耗时与转动180°耗时的纵向和横向对比可以得到运动员转身慢问题的出处，如果转动90°缓慢则说明在水平速度向转体速度的转化技术上存在不足，或者说明核心腹部肌群薄弱制约了转体的前半程动作完成速率；如果转动180°缓慢则说明在下肢蹬伸发力效率方面应给予着重关注和改善。

4 结论与建议

4.1 研究结论

（1）蹲踞式跳台出发动作已成为主流，但出发效率的研究还应结合肌肉放电时序的一致性、专项力量的动态力量指数和个体性起跳倾斜角度等方面；

（2）途中游阶段是推进力、推进力持久性、游进阻力等因素的复合效果，应在强化“支点性”专项小肌群、改善以糖酵解为主的专项供能系统效率、结合风洞等新一代阻力测探技术进行个性化减阻试验等方面进一步研究；

（3）转身阶段是重要的“外源性动力补充环节”，分别为了水平速度的更好转化和转换和获得更快的潜游初速度，宜进一步分为转身速度和蹬离速度两个阶段，同时建议重点关注蹬离时的功率和做功总时长。

4.2 建议

随着以大数据、云计算、物联网等新一代互联网技术的不断成熟和推广普及，游泳专项研究的发展趋势势必会更加智能化、个性化、数据化，因此本文建议应就游泳运动各技术环节的主要指标和参数及早构建专项竞技指标体系，并将之作为“数据主导”型提升运动员竞技水平的中枢环节，依托数据中蕴含的价值和偏好，更加精准地运用学科知识化解致使运动员止步不前的各类问题。

本研究由河北省省级科技计划资助“游泳项目场景化智能训练系统构建研究”（课题编号：20375703D）。

（作者单位：河北省体育科学研究所）