采用先進(jìn)技術(shù)分析游泳

譯｜張明飛

采用先進(jìn)技術(shù)分析游泳

譯｜張明飛

每個(gè)教練和游泳運(yùn)動(dòng)員都在尋找提高自己的方法。這份報(bào)告在技術(shù)范圍內(nèi)對(duì)游泳動(dòng)作的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)展開(kāi)了調(diào)查——通過(guò)肉眼觀察（基本）到同步視訊和受力分析的（先進(jìn)）方式——旨在幫助教練和游泳運(yùn)動(dòng)員。

為了通過(guò)先進(jìn)技術(shù)得到最多最有效的信息，我們對(duì)游泳進(jìn)行了多種數(shù)據(jù)程序分析。例如，通過(guò)科學(xué)技術(shù)我們可以清楚地分析每一個(gè)手部動(dòng)作，并且得出選手在游泳時(shí)手是如何壓向水面，增加動(dòng)力（圖1）的。通過(guò)同步視訊觀察，可以得出每一次手部動(dòng)作的力量變化，從而看出手臂的確切位置以及動(dòng)作對(duì)游泳產(chǎn)生的局限和影響。這些分析過(guò)程表明，游泳技術(shù)有著潛在的提高空間——一般來(lái)說(shuō)，即使是游最快的游泳選手，每個(gè)動(dòng)作也要花一秒鐘多的時(shí)間。

通過(guò)手的力量分析可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生身體兩側(cè)動(dòng)作不同的原因是技術(shù)問(wèn)題還是受傷。根據(jù)圖2（右）的奧林匹克蛙泳選手的身體兩側(cè)不對(duì)稱(chēng)性得出，小范圍的軀干轉(zhuǎn)動(dòng)（通常從不被注意的游泳池邊）會(huì)導(dǎo)致兩手動(dòng)作的不同。對(duì)于處在各個(gè)水平的游泳選手來(lái)說(shuō)，在調(diào)整手臂動(dòng)作之前，必須先調(diào)整好頭部和身體位置。

最大力量分析——等級(jí)、位置、斜率、耐力

當(dāng)運(yùn)動(dòng)員調(diào)整好其頭部和身體姿勢(shì)后，我們就要開(kāi)始對(duì)其的最大力量進(jìn)行分析（在劃臂周期中最高的力量值在圖2和圖3中由垂直灰色線標(biāo)示，從而進(jìn)行推測(cè)）。最大力量的等級(jí)是最直觀的方法來(lái)判斷一個(gè)游泳者游泳技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，女性游泳者必須有30磅的力量值（如圖2和圖3的蛙泳數(shù)據(jù)圖表）。而對(duì)于男性游泳者而言，他們要有50磅的力量值來(lái)完成最快的短程速游。然而，較低的力量值通常反映出力量的缺乏，或是不到位的游泳技術(shù)限制了游泳者的力量能力的發(fā)揮。

連貫動(dòng)作分析

若想盡可能地游快，游泳運(yùn)動(dòng)員必須使每個(gè)動(dòng)作的效果達(dá)到最大化。在圖1中，我們看到，在第二個(gè)動(dòng)作與第四個(gè)動(dòng)作顯示出較小的力量值，這表明了游泳者在每隔一個(gè)動(dòng)作后力量就沒(méi)法做到最佳狀態(tài)。例如，過(guò)多的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)呼吸會(huì)影響身體的位置，并且改變手臂的動(dòng)作。如果手的力量曲線沒(méi)有連貫（多見(jiàn)于青少年和經(jīng)驗(yàn)不足的游泳者），則減少額外的頭部和身體的動(dòng)作是初始要訓(xùn)練的內(nèi)容。

身體兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分析

當(dāng)運(yùn)動(dòng)員連貫游泳時(shí)，可以通過(guò)對(duì)手的力度分析看看是否兩手臂存在不同。一名長(zhǎng)距離自由游泳的世界冠軍的力量曲線圖（圖2左）顯示出其動(dòng)作的連貫性（尤其是他的左手臂），但是，左右手臂的力曲線數(shù)據(jù)存在很大的不同。在測(cè)試后，這名游泳者解釋說(shuō)，當(dāng)時(shí)游泳他的右手臂骨折未愈，不久前才拆下石膏。后續(xù)測(cè)試表明，在他手臂恢復(fù)后，他在游泳時(shí)左右兩手臂力量值相同。

圖1 男高中生游泳選手每次左手運(yùn)動(dòng)時(shí)的力量曲線變化

圖2 一名長(zhǎng)距離自由泳世界冠軍選手的手的力量曲線（左）以及一個(gè)兩次奧林匹克的蛙泳選手的手的力量曲線（右）。左圖呈現(xiàn)出的兩手臂不同之處是由于受傷因而產(chǎn)生身體雙側(cè)不對(duì)稱(chēng)性。右圖的反映是由于技術(shù)的局限性

圖3 一名女子仰泳世界冠軍的手的力量曲線圖

游得快的選手經(jīng)?？梢詣?chuàng)造出令人印象深刻的最大力量值，在其力量達(dá)到頂峰值前通常會(huì)有一個(gè)明顯的力量的增加趨勢(shì)。

除了力量的等級(jí)，最高值出現(xiàn)的位置也會(huì)透露出很多有關(guān)游泳者游泳技術(shù)的信息。技術(shù)嫻熟的游泳選手隨著速度加快，手臂的力量值也隨之加大。所以，力量最高值的數(shù)據(jù)會(huì)落于手臂穿過(guò)肩膀之后的那一刻（大概是在推水動(dòng)作階段的中途）。例如，圖3中顯示，優(yōu)秀的仰泳者在一個(gè)動(dòng)作的0.82秒時(shí)達(dá)到最高值。游泳經(jīng)驗(yàn)較少的人經(jīng)常在推水動(dòng)作做完后才達(dá)到力的最大值（就是手臂穿過(guò)肩膀的時(shí)候），如圖4中，一名大學(xué)生的游泳數(shù)據(jù)，他僅在一個(gè)動(dòng)作開(kāi)始的0.34秒就達(dá)到了最大值。

運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)更加專(zhuān)業(yè)，并且可以平穩(wěn)地增加力量并達(dá)到最高值，例如圖2中的蛙泳選手，通過(guò)高效的蛙泳技巧，其手由內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)時(shí)（或者說(shuō)在蝶泳、仰泳、自由泳中的推水動(dòng)作）力量值呈兩倍。此外，在明顯的增力中，她的力量趨于頂峰，并保持了約2秒。通過(guò)對(duì)比，圖3中的仰泳選手保持最大值的時(shí)間少了1秒。

若不關(guān)注位置、上升斜率、最大力度值的保持力時(shí)，增加最大值的等級(jí)（有時(shí)，只要更用力向前游）可以增加手的力量的平均值，因此，這樣可以增加游泳的速率（Havriluk，2003）。通過(guò)努力提高最大力度值，則在一定程度上可以增加人體耐力。但若想通過(guò)改進(jìn)位置而提高力量值的上升斜率，則需要專(zhuān)業(yè)的指導(dǎo)和日常訓(xùn)練時(shí)的反饋。

關(guān)于力量流失的分析——手臂的位置、高度、或速度的突然改變

圖4 男高中生仰泳時(shí)的手的力量曲線

圖5 奧林匹克男子自由泳獎(jiǎng)牌獲得者在手臂拉推轉(zhuǎn)換過(guò)程中的力量流失數(shù)據(jù)

圖6 奧林匹克游泳選手在蝶泳劃水動(dòng)作時(shí)的開(kāi)頭0.2秒的無(wú)效動(dòng)作。在力曲線上的垂直的灰色線條與錄像畫(huà)面同步化

圖7 為國(guó)家級(jí)水準(zhǔn)的男游泳選手在長(zhǎng)距離自由泳時(shí)，做前交叉動(dòng)作時(shí)手的力量曲線圖。左手的力量由黑色區(qū)域表示，兩手的總力值由大輪廓表示

游得快的選手經(jīng)?？梢詣?chuàng)造出令人印象深刻的最大力量值，在其力量達(dá)到頂峰值前通常會(huì)有一個(gè)明顯的力量的增加趨勢(shì)。例如，圖5中的短程游泳冠軍在游泳時(shí)流失了一大于10磅的力量值（通過(guò)灰色線條觀測(cè)），此流失的力量值特別存在于手臂在推水動(dòng)作運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變過(guò)程中（即手臂越過(guò)肩膀的那刻）。手臂方向的改變，以及手臂高度或速度的改變是造成這種力量流失的原因。優(yōu)秀的游泳選手很少會(huì)突然改變其手臂的高度，所以，對(duì)這類(lèi)人來(lái)說(shuō)，造成力量流失的原因是受其手臂方向或速度的影響。

不同的肌肉群影響著游泳時(shí)的手臂的伸縮動(dòng)作，手臂伸縮動(dòng)作的轉(zhuǎn)變是無(wú)法天衣無(wú)縫的。手臂速度的減少呈現(xiàn)出的力量曲線即為手臂力量的減少。選手可以通過(guò)努力練習(xí)伸縮動(dòng)作來(lái)增加手的速度從而克服局限性，一些世界頂級(jí)短程游泳選手也是這樣做的。

對(duì)無(wú)效動(dòng)作的分析——無(wú)效垂直和側(cè)手動(dòng)作

無(wú)效動(dòng)作是另一種影響游泳者發(fā)揮技能的限制因素。任何時(shí)候，手臂在更加用力地做下一個(gè)動(dòng)作時(shí)，這些力都是無(wú)效的。無(wú)效的動(dòng)作會(huì)引起一個(gè)大于0.1至0.5秒的連續(xù)（微小的）力量，就像圖6中的奧林匹克游泳選手在每個(gè)手臂動(dòng)作開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。她的手臂向前進(jìn)入水中時(shí)與其肩膀的在同一高度（左圖）。然而，接下去她兩邊手臂在運(yùn)動(dòng)時(shí)肘部沒(méi)有彎曲。接下去她的手臂所處的位置使她在推水動(dòng)作中的前0.2秒時(shí)，只能產(chǎn)生5磅的力量。

圖8 奧林匹克自由泳女子獎(jiǎng)牌獲得者在做交叉動(dòng)作時(shí)手臂的力量曲線圖。左手的力量曲線由黑色表示，兩手的總力量值由大輪廓表示

圖9 關(guān)于最佳狀態(tài)的蝶泳技術(shù)的生物技能模型（左），和一個(gè)擁有高效游泳技能的人類(lèi)（右）的同步錄像及數(shù)據(jù)

一旦定量分析確定了無(wú)效的動(dòng)作，那么對(duì)于游泳選手來(lái)說(shuō)可以更加容易地理解教練要求其改變（動(dòng)作）的指導(dǎo)。在手臂入水后，要直接彎曲肘部，可以最小化無(wú)效動(dòng)作在劃水動(dòng)作開(kāi)始時(shí)發(fā)生的可能性。這樣，可以在每一個(gè)劃水一周的動(dòng)作上減少0.1秒的無(wú)效動(dòng)作，可以省下很多無(wú)效的時(shí)間。

手臂同步性的分析——推進(jìn)力的重疊力曲線

（在自由泳和仰泳時(shí)的）單邊劃臂時(shí)產(chǎn)生的無(wú)效動(dòng)作（或動(dòng)作不到位）會(huì)消極地影響手臂的同步性，會(huì)使劃水動(dòng)作產(chǎn)生不連貫性。圖7中關(guān)于國(guó)家級(jí)水準(zhǔn)的男子游泳選手的數(shù)據(jù)顯示他的左臂在入水后有0.3秒的停滯，因而引起他在做前交叉的動(dòng)作時(shí)不連貫。盡管他可以創(chuàng)造出超過(guò)40磅的最高力值，但他在每個(gè)劃水一周的動(dòng)作間隙中，在多于0.1秒的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了3磅的力量。

通過(guò)比較，奧林匹克女子獎(jiǎng)牌獲得者（圖8）在游泳時(shí)每支手產(chǎn)生的最大力值僅有25磅，但是因?yàn)樗氖直弁瑫r(shí)有效地進(jìn)行交叉運(yùn)動(dòng)（在另外一支手臂完成推水運(yùn)動(dòng)時(shí)，一手臂在劃水運(yùn)動(dòng)的最初產(chǎn)生大量的力），她的總力值的最小值很少低于14磅。她的更多連續(xù)性推動(dòng)力量來(lái)源于其恒定的身體速度，以及自身能量的更高效地發(fā)揮。在手臂入水前，游泳者可以利用前交叉動(dòng)作，在劃水動(dòng)作的開(kāi)始時(shí)大幅度提高游泳的效果。

基于先進(jìn)技術(shù)分析步驟的理想模式

在20多年的調(diào)查中，我們對(duì)處于各個(gè)水平的游泳者進(jìn)行了訓(xùn)練分析，研究所有技術(shù)方面的局限因素（和一些可以緩解局限性因素的建議）。大量的研究表明，雖然速度較快的游泳選手比游得較慢的選手有更多更好的游泳技能，但這些游得快的選手也會(huì)遇到技術(shù)上的局限性因素。因?yàn)?，游泳技術(shù)這方面的知識(shí)復(fù)雜、深?yuàn)W。而且，一種生物技能（非人類(lèi)）模型（圖9，左）對(duì)于證明最佳的游泳技能來(lái)說(shuō)很重要。

在圖9中的模型呈現(xiàn)了劃水動(dòng)作的連貫性；以及身體兩邊的對(duì)稱(chēng)性；和一個(gè)流暢、穩(wěn)定的上升趨勢(shì)直到達(dá)到最大值；沒(méi)有力量流失；也沒(méi)有無(wú)效的動(dòng)作。盡管人類(lèi)的游泳者（右邊）在每個(gè)劃水動(dòng)作的過(guò)程中有大量的力量流失，但在錄像和力量曲線上同模型數(shù)據(jù)比較后，呈現(xiàn)出了相當(dāng)大的類(lèi)似性。雖然一個(gè)游泳者的游泳技術(shù)有很大的進(jìn)步，但通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)分析后，能清楚地發(fā)現(xiàn)仍然存在對(duì)影響動(dòng)作的局限。

總結(jié)

通過(guò)利用先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員可以從得到的信息中受益。根據(jù)過(guò)程分析可以為教練提供更多的有效信息，提高其教學(xué)指導(dǎo)的質(zhì)量。擁有先進(jìn)的科技不代表教練和運(yùn)動(dòng)員可以不用提高自身的技能。相反的，如此徹底的分析雖然增加了教練的工作量，但對(duì)其指導(dǎo)技能有很大的幫助。同時(shí)，這種額外的反饋也增加了運(yùn)動(dòng)員的心理負(fù)荷，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員會(huì)被要求注重不斷進(jìn)行游泳動(dòng)作的改變。但這些付出都會(huì)得到回報(bào)的。此外，通過(guò)先進(jìn)的科技的運(yùn)用可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在游泳過(guò)程中不易被發(fā)現(xiàn)的技術(shù)的局限性，從而得到針對(duì)性的改進(jìn)和提高。

（譯自羅德·哈弗賴(lài)魯克士/Rod Havriluk，PH.D）的《游泳技術(shù)報(bào)告》2009.3.5）

羅德.哈弗賴(lài)魯克是一名運(yùn)動(dòng)科學(xué)家，也曾是一名游泳教練員。他在世界各地都有診所，并且在游泳隊(duì)伍、游泳社團(tuán)和國(guó)家訓(xùn)練中心擔(dān)當(dāng)顧問(wèn)，并參與研究提高游泳能力的技術(shù)應(yīng)用。聯(lián)系方式：swimmingtechnology.com.