女子冰球运动员滑行技术运动学分析及训练对策研究

朱宝峰 李双玲 陶永纯 谷化铮 李刚 李勇 聂子琛 张成刚

摘 要：滑行技術是冰球运动的基础，也是完成运球、射门、对抗的重要保障。采用视频录制和Dartfish技战术视频分析方法，对我国女子冰球运动员的滑行技术进行运动学分析。发现我国优秀女子冰球运动员支撑脚外展角度大，导致力量出现损耗，支撑侧大腿小腿之间的角度、髋关节与大腿之间的角度大，导致下蹲不充分，蹬冰腿侧向蹬冰不充分，从而影响了运动员的蹬冰幅度；连续多次滑行时身体重心不稳定，导致力量出现损耗。建议女子冰球运动员在训练过程中，应加强青少年时期滑行技术动作的规范性训练，注重互为拮抗肌之间的力的平衡，减少不必要的力量损耗；充分的侧向蹬冰、摆臂、转移重心、降低重心以及动作回收，提高滑行速度和运动表现；结合冰球项目和女子身体素质特征，完善女子基础体能训练、专项功能体能训练及滑行技术的评价手段。

关键词：女子冰球运动员；滑行技术；运动学；体能训练

中图分类号：G862.3                         文献标识码：A                        文章编号：1002-3488（2023）05-0006-07

Research on Kinematics Analysis and Training Strategy on Sliding Techniques of Female Ice Hockey Athletes

ZHU Baofeng1， LI Shuangling2， TAO Yongchun1， GU Huazheng1， LI Gang1， LI Yong1， NIE Zichen1， ZHANG Chenggang1

（1. Department of Sports， Harbin Institute of Technology， Harbin 150001， China; 2. Higher Education Research and Evaluation Center， Harbin Sport University， Harbin 150008， China）

Abstract： Skating technique is the foundation of ice hockey and an important guarantee for finishing dribbling， shooting and confrontation. This paper has carried out a kinematic analysis on the sliding techniques of Chinese female ice hockey athletes by using the methods of video recording and Dartfish technical and tactical video analysis. It is found that Chinese excellent female ice hockey players' support foot abduction angle is large， which leads to the loss of power; the angle between the thigh and calf on the support side and the angle between the hip joint and the thigh is large， which leads to the inadequate squatting and the inadequate lateral stirring of the stirring leg， which affects the stirring amplitude of the athletes; and the center of gravity is unstable in the successive multiple skating， which leads to the loss of power. It is suggested that female ice hockey players should strengthen the standardized training of skating technical movements in adolescence during the training process， pay attention to the balance of force between mutually antagonistic muscles， and reduce the unnecessary loss of power. Sufficient lateral stirrups， arm swing， transfer of the center of gravity， lowering of the center of gravity， and recovery of movements to improve the skating speed and athletic performance; Combing with the ice hockey program and womens physical quality characteristics， improve women's basic physical training， specialized functional physical training and skating technology evaluation means.

Key words： female ice hockey players; sliding techniques; Kinematics; physical exercise

女子冰球运动始于20世纪80年代，随着女子冰球世界杯、奥运会女子冰球比赛以及各地区性和国际性女子冰球锦标赛的持续开展，女子冰球运动在全球范围内得到迅速发展和普及。目前，女子冰球运动打法动作趋向男性化特征，逐渐呈现出比赛节奏快、时间长、负荷大等特点，技术要求呈现出多元化、对称性和组合变异的特点[1]，这些对女子冰球运动员的训练方法和效果提出了更高的要求。

滑行技术是冰球运动中其他技术的基本运动模式，娴熟、高质量的滑行技术可以帮助运动员在冰上快速、准确地移动，顺利有效地争夺冰球的控球权，也能在比赛中完成技战术配合。虽然冰球训练中强调良好的滑行技术，但由于其技术动作繁多、体能要求高，教练员通常倾向于对身体部位和关节运动进行主观视觉分析和解释，并提出提高运动员滑行表现的训练干预措施。本研究针对我国优秀女子冰球运动员的滑行技术进行运动学分析，通过计算不同的肢体角度对滑行速度的影响，提出相应的训练对策。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取18名现役国家女子青年队冰球运动员（平均年龄17.3±0.63岁，不含守门员），平均训练年限为6.3±2.25年。其中有14名运动健将，4名国家一级运动员，平均身高167.61±8.34 cm，平均体重60.96±9.46 kg。

1.2 研究方法

本实验采用Hockey Development Center Skatemill测试系统录制女子冰球运动员滑行技术运动视频并进行视频分析。在数据收集过程中，每个滑冰者进行了10～15次向前全速滑行。从视频记录中，为每个测试者选择了3个连续的步幅（左右脚各滑1步为一个步幅），对一个完整的步幅进行Dartfish视频分析，并将视频分析所得数据进行数据建模，以期了解以下情况：1、后腿摆角对前进的影响力大小；2、重心侧向偏移产生的作用力（力偶）大小；3、前脚（冰刀轴线）与前进方向存在夹角时对前进作用力的大小。

1.3 数据处理

为简化计算，本研究作如下假设：将整个问题视为平面问题，分别从侧面、正面的平面受力情况讨论3个待求解量；不计空气阻力；假设人体各部分为刚体，忽略其由于运动产生的微小变形；假设每个时刻人体重心的位置函数已知，且其对时间的二阶导数为0；假设人体各个关节可简化为铰支约束；假设各个时刻人体处于受力平衡状态；由于通过后腿发力来获取动力前行，相比于其对地面的蹬力，其余阻力较小，故将其忽略。

2 测试结果与数学建模

2.1 女子冰球运动员滑行技术测试结果

为了测试冰球运动员在滑行时蹬冰是否产生了最好的效果，通过Dartfish技战术视频分析软件对女子冰球运动员的滑行技术图像进行滑行时肢体各角度的分析（表1）。通过解剖学特征及关节角度分析，可以对比标准值（标准值来自Hockey Development Center系统大数据计算所得）得出动作完成程度。

由表1可知，女子冰球运动员在滑行技术中，蹬冰脚与支撑脚的关节角度区间与标准值均存在一定差距，其中蹬冰腿侧蹬冰角度小于标准值，蹬冰腿脚踝屈、伸展角度均大于标准值，这些都说明运动员侧蹬冰不够充分；支撑腿大腿与小腿夹角大于标准值，说明运动员下蹲的角度不够，身体重心高；10次蹬冰滑行效率低于标准值，说明运动员在滑行过程中身体重心出现上下起伏，不够稳定。

2.2 女子冰球运动员滑行技术正面受力分析

2.2.1 双脚支撑时受力分析

为了进一步明确不同的角度对运动员滑行力量的损耗，本研究对女子冰球运动员的滑行技术进行正向受力分析，在分析时只考虑各个力在竖直面内的分量，其受力简图，见图1。

假设任意时刻，W为重力，重心距离左右脚着地点的水平距离分别为a与b，由刚体平衡条件，得到方程组：

∑Y＝0，即-W＋FRC0＋FRD0＝0

∑MC（F）＝0，即-W·a＋FRD0·（a＋b）＝0

解得：  FRD0＝W·a/（a＋b）

FRC0＝W·b/（a＋b）

未偏移时，设：  a＝a0

b＝b0

则代入后，得到：  FRD0＝W·a0/（a0＋b0）

FRC0＝W·b0/（a0＋b0）

2.2.2 单脚支撑时受力分析

运动员向前滑行时主要是依靠一脚支撑、一脚向侧蹬冰来推动其滑行，所以单脚支撑时假设重心向右偏移的水平距离为d，见图2。

则此时有：  a1＝a0＋d

b1＝b0－d

代入方程组后，得到：

FRD1＝W·（a0＋d）/（a0＋b0）

FRC1＝W·（b0－d）/（a0＋b0）

將偏移以及未偏移时的各力相减，得到：

△FRD＝W·d/（a0＋b0）

△FRC＝W·（-d）/（a0＋b0）

二者分别为C（左脚）与D（右脚）支持力的增量，若为负值，则说明支持力减小。继之，可以将二个变量合并后得到一个力偶矩：M侧＝△FRD·（a0＋b0）＝W·d。若重心向右偏移，则M侧为顺时针方向，类似于上述姿态的受力情况，见图3。

分析可知，此时重心偏离造成的附加力矩依旧为：M侧＝△FRD·（a0＋b0） ＝W·d，在图3中，若重心向右偏移，则M侧为顺时针方向。想要持续获得侧蹬冰的力就需要在滑行时快速地转移身体重心，以防止身体因重心不稳而发生旋转，导致力量的进一步损耗。

2.3 女子冰球运动员滑行技术侧面受力分析

当后脚即将离地的瞬间，其受力情况，见图4。

其中：重力可由W＝m·g计算得出，l1为前脚着地点至重心的水平距离，以重心在前为正；l2为后脚着地点至重心的水平距离，以重心在前为正。α、β分别为前脚、后脚与水平地面的夹角，θ为前脚与前进方向所成的夹角。由牛顿第三定律可知，地面反作用力F2与蹬力在数值上满足F2＝F蹬，由受力平衡条件可得：

∑X＝0，即F2·cosβ＋F1·cosα－FX＝0

∑Y＝0，即W－F1·sinα－F2·sinβ＝0

∑MA（F）＝0，即M＋F1·sinα·（l2－l1） －W·l2＝0

解得：  F1＝（W－F2·sinβ）/sinα

FX＝F2·（cosβ－sinβ/tanα）＋W/tanα

M＝W·l2－（l2－l1）·（W－F2·sinβ）

对上述变量进行分解，得到：

M＝W·l2－（l2－l1）·（W－F2·sinβ）

F后＝F2·cosβ

其中，M为重心前后偏移造成的分力偶，F后为后腿蹬冰對前进方向贡献的力，为求解前脚偏离前进方向造成的影响力，因此只需单独分析其前脚的受力情况。由于竖直方向与前进方向（水平）保持正交关系，故只需求其各力在水平面内的分量，见图5。

假设其与前进方向的夹角大小为θ（0°≤θ＜90°），其中，FX已在前面部分得出，由三角函数关系：F前＝FX·tanθ，联立方程消去中间变量，得到：F前＝[F2·（cosβ－sinβ/tanα）＋W/tanα]·tanθ。其中，单脚着地时，取F2＝0即可（程序中取蹬冰力为0），由此得到：F前＝W/tanα·tanθ，其方向垂直于前进方向，其力量损失的相对百分比为：ζ＝F前/F合·100%＝sinθ·100%。由此可知，冰球运动员前脚偏离的角度越大，其损失的前进力越大，二者呈正相关。从中不难看出，冰球运动员滑行速度是由蹬冰力的水平分量和支撑腿的角度所决定的。

3 分析与讨论

3.1 下肢各关节的角度对运动员滑行速度的影响

冰球运动员在进行直线向前滑行时需要经过三个阶段：蹬冰阶段、滑行阶段、收腿阶段。其中运动员依靠蹬冰腿的髋、膝关节快速向侧后方蹬冰，蹬至最大幅度后，获得向前滑行的力量。同时，运动员的冰刀经历了从外刃到平刃再到内刃的变刃支撑过程后便进入滑行阶段，此时运动员主要依靠支撑腿的髋、膝关节支撑使身体保持静态滑行姿势，之后冰刀离开地面做收腿动作。通过我国女子冰球运动员滑行技术运动学的分析结果发现，我国优秀女子冰球运动员在滑行时支撑腿屈髋、屈膝以及屈踝的角度相对于国外优秀女子冰球运动员都较大，导致我国运动员在滑行时下蹲的角度过大，身体重心过高，支撑脚向外翻；同时蹬冰腿侧向蹬冰不够充分，身体重心上下起伏比较明显，这一系列滑行技术的不规范导致蹬冰力量出现损耗，从而影响冰球运动员的滑行速度。

影响冰球运动员滑行速度的因素主要包括蹬冰的频率和步幅。其中，步幅就是运动员侧向蹬冰的幅度，步频是在单位时间内蹬冰的次数。步幅的大小由运动员蹬冰腿的臀部、大腿、小腿和脚向侧后方蹬冰的幅度来决定[2]，通过对高水平和低水平运动员滑行时的动力学分析可知，在进行快速起动时，优秀冰球运动员比低水平冰球运动员表现出更大的足底屈肌活动，髋关节更快伸展；当滑行进入稳定滑行状态时，则表现出更大的髋关节运动范围[3]。特别是当冰球运动员滑行到第3步时，加速起动技术向滑行阶段转移，此时表现出较大的膝盖弯曲幅度，运动员的身体重心更低[4]。这是因为冰球运动员穿着的冰刀刀刃与冰面的接触长度仅有2 mm，而且刀刃与冰面的摩擦系数非常小，所以快速起动时只有迅速地向侧后方蹬出才能形成连贯动作，获得较快的滑行速度及进入滑行阶段。Upjohn[5]等人研究了在滑行机上的不同水平冰球运动员之间的三维下肢运动学差异，发现高水平冰球运动员的步幅和各关节活动范围更大。除了髋关节的变化外，膝关节运动学也发生了显著变化，根据Lafontaine[6]（2007）的研究，在滑行阶段，下肢各关节屈曲幅度与其滑冰速度存在必然的联系，特别是膝关节伸肌力量决定着滑行速度。因此，后续训练中增加的膝关节伸肌活动可以提供更大的关节伸展速度。此外，冰球运动员要想获得更快的移动速度，还需要充分利用体重。特别是在滑行阶段，运动员的身体重心必须尽快转移并全部放在支撑腿上，同时要显著降低重心，以保持蹬冰腿的充分延展。

3.2 影响冰球运动员滑行速度的其他因素分析

由于冰球运动员在冰上训练的时间有限，因此采用必要的陆地训练或在其他设备上进行训练，成为提高运动员滑行能力的关键。从20世纪70年代起，国外的冰球训练机构研制了滑行机（skatemill or treadmill），作为学习和纠正运动员滑行技术、提高其运动素质的设备，很多国外的优秀运动员常常利用非赛季进行滑行机训练，通过纠正其滑行技术和进行体能训练，为其后续的比赛打下良好的基础[7]。Kari Jo Guttomson[8]通过滑行机对运动员的滑行技术进行肌电图分析后得出，影响运动员滑行速度的肌群主要是股直肌、股二头肌、内收肌长肌、臀大肌、腹直肌和竖脊肌，其中蹬冰腿侧向蹬冰时髋关节对其滑行速度的影响相对较小，内收肌收缩速度的快慢会影响滑行速度。

冰球运动员滑行时不仅需要具有良好的腿部和腰背肌力量，踝关节的力量也是决定其滑行速度的另一个关键因素。这是因为冰球鞋在整个滑行过程中使运动员的踝关节保持背屈，在向外推的过程中需要踝关节充分外翻。而踝关节由于受到冰球鞋的限制，其活动范围受到一定的影响，因此在平时的训练中也要多关注踝关节力量的提升。

3.3 提升女子冰球运动员滑行能力的训练对策

通过上述分析可以发现，我国女子冰球运动员的滑行技术与世界优秀标准存在差距。一般来说，较大的髋关节弯曲角度、较小的膝关节弯曲角度和稳定的踝关节，有益于冰球运动员获得较快的滑行速度。为进一步完善女子冰球运动员的滑行技术，提高运动员的体能水平，本研究结合测试结果和以往训练中存在的不足，提出幾点训练对策。

3.3.1 完善女子基础体能训练

在冰球运动中体能是基础，良好的体能是完成技术和战术的关键[9]。当前，针对我国冰球运动员的体能训练方法主要有传统体能训练中的力量、耐力和速度训练，而且训练方案的制定缺乏针对女性特征的内容。因此建议在今后的训练中应根据冰球运动的高强度冲撞对抗特征，在力量训练中要重视多项循环快速力量，强化运动员的力量耐力训练；抓住冰球运动制胜的关键能力，在体能训练中注重运动员的速度和速度耐力，进而通过力量、速度和耐力三种训练方法的紧密结合，更好地完成技术动作和适应激烈的比赛情境。

与陆地同类对抗性项目相比，冰球项目对运动员的力量、速度、耐力和灵敏性要求较高，尤其滑行速度是决定运动员能否快速摆脱防守、进行进攻的关键因素。滑行技术是建立在运动员平衡能力、身体灵活能力以及腿部支撑能力等基础之上，要提高冰球运动员滑行能力就需要同时对以上各项能力进行训练，才能最终实现滑行技术的提高和改善[10]。冰球运动员侧向蹬冰时需要髋关节充分伸展，依靠大收肌收缩发力完成快速的蹬冰与回收，因此在全面发展女子冰球运动员各项运动素质的基础上，应进一步加强滑行速度的训练，同时强调运动员的平衡控制能力以及各项能力的有效结合。在训练中加强相对力量的训练和陆地各种跳跃训练，才能改善和提高运动员的速度、力量和灵敏素质[11]，可以增加对髋关节柔韧性的训练和下肢大收肌的训练；并重视拮抗肌群的练习，平衡下肢肌力，提高运动员的平衡能力[12]。另外，冰球运动员所穿着的冰鞋脚踝部分异常坚硬，虽然对踝关节提供了足够的保护作用，但也限制了脚踝的活动范围。由于滑行时冰球运动员的踝关节也需要充分地伸展，所以在平时的训练中需要不断提高踝关节的力量，对此可以采用各种不同形式的提踵练习。

综上，在今后的训练过程中，从女子冰球运动员体能训练的整体性来看，可以多进行快速伸缩复合训练。这种训练不仅可以在冰上进行，也可以在陆地体能训练中进行，以达到快速提高运动员爆发力的目的。同时，教练员也应该鼓励运动员进行更多形式的核心肌群（即臀大肌、髋外展肌、内收肌、髋部屈肌、腹肌和下背肌）的训练，这不仅可以提高核心肌群的稳定性，还可以预防伤病的发生。

3.3.2 提高滑行技术的规范性

Shawn[13]的研究表明，高水平运动员在侧向蹬冰时比低水平运动员表现出更多的髋关节伸展及向外旋转膝盖，并在整个滑行过程中髋关节和踝关节充分屈曲，因此冰球运动员滑行时要想获得足够快的滑行速度，就需要注意其滑行时身体姿势的控制和技术的规范性。冰球运动员的各种滑行技术都是在不稳定状态下完成的，良好的姿势控制能力可让运动员在作出起动加速、制动或变向动作时身体关节角度得到有效的控制，达到技术最合理、能耗最经济，从而提高运动表现[14]。同时，冰球运动员的滑行姿势控制能力得到改善后，有利于在滑行过程中髋部、脊柱、肩部各关节的协调用力，在行进中保持平衡稳定。所以在训练中，教练员一定要通过纠正冰球运动员滑行过程中的身体姿势来强化其对身体的控制能力。

国外的研究表明，在仿真冰上进行的滑行训练与在真冰上的训练动作节奏和规范性非常相似，所以可以借助仿真冰进行日常的滑行技术纠正训练。近年来轮滑球运动逐渐兴起，这也是一种以滑行技术和杆上技术为基础的集体项目，其技战术与冰球运动基本相似[15]，故也可以利用轮滑球提高冰球运动员滑行技术的规范性。这几种训练方法都可以作为冰球运动员提升其滑行技术规范性的辅助训练方式，而且这些手段不受冰场和时间的限制，还可以提高冰球运动员练习滑行的积极性、趣味性。

3.3.3 增加功能性体能训练及评价手段

虽然冰球运动员的训练分为冰上和陆地两种形式，但训练模式相对单一，且针对性较差，缺乏针对女子冰球运动员的训练计划。但近年来提出的功能性体能训练正成为运动训练领域的热点内容，该方法更加强调各项运动素质的整体性和目的性，体现运动员对身体稳定性和机动性的动态控制[16]。当前冰球运动员已经采用的功能性体能训练，包括悬吊训练法、振动力量训练和绳梯训练法等，可以用来提高各项运动素质[17]。有研究还提出了高强度间歇训练（HIIT）和板块周期训练的新型体能训练方法[18]。然而以上的体能训练方法对于改善冰球运动员身体和体能素质效果方面的研究还较少，是否符合我国女子冰球运动员的机体状态和身体素质仍需进一步探讨。

在冰球技能评价手段方面，Schwesig[19]等提出了专门化的冰球专项测试（IHCT），在评估冰球运动员所需各项能力基础上，结合比赛情境设置了间歇性负荷和体力恢复。这一专项测试不仅能测量冰球运动员所需具备的多项能力，并且能给教练员和运动员提供量化的技术指标，为日常训练提供参考。我国女子冰球运动员的训练评价手段也可参考这一标准并进行本土化和专项性的改良，以便针对女子的身体特征进行训练评价。

4 结论与建议

4.1 结论

1. 通过对我国女子冰球运动员滑行技术方面的视频分析：运动员蹬冰腿的侧向蹬冰角度小于标准值，蹬冰腿踝关节屈、伸展角度均大于标准值，说明运动员侧向蹬冰不够充分；支撑侧的大腿与小腿夹角大于标准值，说明运动员下蹲的角度不够，身体重心高；10次蹬冰滑行效率低于标准值，说明运动员在滑行过程中身体重心出现上下起伏，不稳定，整体来看我国女子冰球运动员的滑行技术不规范。

2. 通过对我国优秀女子冰球运动员滑行技术方面的生物力学分析：运动员前脚偏离的角度越大，其损失的前进力越大，二者呈正相关。冰球运动员滑行速度是由蹬冰力的水平分量和支撑腿的角度所决定的。

4.2 建议

1. 目前我国女子冰球运动员的滑行技术与国际优秀冰球运动员仍存在差异，改善滑行技术、提高滑行速度是提高运动表现的重要内容之一。

2. 今后冰球运动员在进行滑行训练时，一定要强调滑行技术的规范性，要充分地侧向蹬冰、摆臂、转移重心、降低重心以及動作回收。

3. 针对冰球运动专项特点和女性运动员的体能特征，进一步完善女子基础体能训练、专项功能体能训练及滑行技术的评价手段。

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