擊劍弓步動(dòng)作中下肢三關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)對(duì)弓步速度影響的研究

【摘要】擊劍比賽節(jié)奏極快，攻防轉(zhuǎn)換瞬間之內(nèi)變幻萬(wàn)千，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)和體能要求極高。其中步法是擊劍運(yùn)動(dòng)員最基礎(chǔ)、同時(shí)也是最重要的技術(shù)，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)快速、準(zhǔn)確的步法可在與對(duì)手的對(duì)峙中創(chuàng)造合適的距離為進(jìn)攻提供良好的機(jī)會(huì)，為技、戰(zhàn)術(shù)的實(shí)施創(chuàng)造條件，而弓步技術(shù)是一種特殊的步法，能夠使運(yùn)動(dòng)員在極短時(shí)間內(nèi)攻擊遠(yuǎn)距離之外的對(duì)手。本文主要研究比較優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員與一般水平擊劍運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢踝、膝、髖關(guān)節(jié)在弓步動(dòng)作中的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)差異，從生物力學(xué)角度分析導(dǎo)致不同水平擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步速度差異的原因，為提高擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步質(zhì)量提供參考。

【關(guān)鍵詞】擊劍；弓步；步伐

【中圖分類號(hào)】G885；G804.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）06-0200-02

一、前言

擊劍比賽節(jié)奏極快，攻防轉(zhuǎn)換瞬間之內(nèi)變幻萬(wàn)千，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)和體能要求極高。一名優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員在比賽中必須同時(shí)具備穩(wěn)定的身體姿勢(shì)、靈活準(zhǔn)確的步法、快速恰當(dāng)?shù)囊苿?dòng)以及精準(zhǔn)的判斷等。其中步法是擊劍運(yùn)動(dòng)員最基礎(chǔ)、同時(shí)也是最重要的技術(shù)，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)快速、準(zhǔn)確的步法可在與對(duì)手的對(duì)峙中創(chuàng)造合適的距離為進(jìn)攻提供良好的機(jī)會(huì)，為技、戰(zhàn)術(shù)的實(shí)施創(chuàng)造條件，而弓步技術(shù)是一種特殊的步法，能夠使運(yùn)動(dòng)員在極短時(shí)間內(nèi)攻擊遠(yuǎn)距離之外的對(duì)手。

弓步技術(shù)對(duì)于所有劍種的運(yùn)動(dòng)員都是最基本、最重要的一項(xiàng)技術(shù)，是擊劍比賽中運(yùn)動(dòng)員得分的主要依靠。研究表明男子擊劍運(yùn)動(dòng)員在比賽中平均每23.9秒使用一次弓步，女子運(yùn)動(dòng)員平均每20秒就會(huì)使用一次弓步，如此高的使用頻率決定了弓步技術(shù)是影響擊劍比賽勝負(fù)的關(guān)鍵因素之一。

擊劍弓步動(dòng)作從準(zhǔn)備姿勢(shì)開(kāi)始到前腿落地結(jié)束，快速連貫、一氣呵成。擊劍弓步動(dòng)作分為6個(gè)特殊的動(dòng)作時(shí)相（圖1），分別代表弓步各個(gè)階段的起點(diǎn)或止點(diǎn)：a.準(zhǔn)備姿勢(shì)，持劍手同側(cè)下肢為前腿，異側(cè)為后腿，身體重心在兩腿之間，持劍手肘關(guān)節(jié)微屈，劍尖指向?qū)κ?；b.持劍手肘關(guān)節(jié)伸，后腿開(kāi)始蹬地，前腿髖關(guān)節(jié)屈使前腳離地；c.后腿持續(xù)蹬地，身體重心開(kāi)始向前移動(dòng)；d.后腿蹬地進(jìn)入末期，后側(cè)膝關(guān)節(jié)伸達(dá)最大幅度，前腿快速向前擺動(dòng)，身體重心大幅度前移；e.后腳離地，身體處于騰空階段，前腿膝關(guān)節(jié)伸達(dá)最大幅度，身體重心繼續(xù)前移；f.前腳落地，弓步進(jìn)入落地緩沖階段。同時(shí)，由于擊劍弓步動(dòng)作速度快且涉及下肢多個(gè)主要關(guān)節(jié)，因此對(duì)擊劍弓步動(dòng)作進(jìn)行階段劃分有助于更加清晰的認(rèn)識(shí)和分析弓步動(dòng)作。

二、不同水平擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中下肢三關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)對(duì)弓步速度的影響

（一）不同水平擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作質(zhì)量差異分析

弓步速度是評(píng)價(jià)擊劍弓步質(zhì)量的主要指標(biāo)，多數(shù)擊劍弓步動(dòng)作相關(guān)研究均以弓步速度峰值衡量運(yùn)動(dòng)員弓步質(zhì)量。然而在部分研究中，只要求受試者盡最快速度完成弓步動(dòng)作，并沒(méi)有設(shè)定測(cè)試中的弓步距離，因此運(yùn)動(dòng)員在測(cè)試中可能會(huì)選擇距離相對(duì)較近的短弓步，以實(shí)現(xiàn)弓步動(dòng)作的最快速度。

另外，研究表明優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作所用時(shí)間比一般運(yùn)動(dòng)員多30ms，且優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作的騰空時(shí)間平均只有36ms，因此從理論上看擊劍弓步動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)的采樣頻率不能低于50HZ。

（二）不同水平擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作下肢三關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)差異影響弓步速度的分析

在擊劍弓步驅(qū)動(dòng)力影響因素的相關(guān)研究中，弓步動(dòng)作中后腿三關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)被認(rèn)為是影響運(yùn)動(dòng)員弓步驅(qū)動(dòng)力大小的關(guān)鍵，其中膝關(guān)節(jié)的作用最為顯著。表結(jié)果顯示，在雙側(cè)下肢三關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)中，本研究運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作PGRF與后腿膝關(guān)節(jié)PM（r=0.586，p=0.008）、后腿膝關(guān)節(jié)PP（r=0.713，p=0.001）顯著相關(guān)，且后腿膝關(guān)節(jié)PP是預(yù)測(cè)PGRF的最佳指標(biāo)（r2=0.51，p=0.001）。

前人研究表明在同一運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員下肢肌肉力量素質(zhì)高于一般水平運(yùn)動(dòng)員，因此部分研究采用等速肌力測(cè)試和等張肌力測(cè)試等方法對(duì)運(yùn)動(dòng)員下肢相關(guān)關(guān)節(jié)伸肌最大肌力進(jìn)行測(cè)試，并以運(yùn)動(dòng)員的最大肌力水平預(yù)測(cè)其技術(shù)動(dòng)作的質(zhì)量。在擊劍弓步速度影響因素的相關(guān)研究中，最新研究發(fā)現(xiàn)，在縱跳動(dòng)作中，受試者動(dòng)作過(guò)程中下肢膝關(guān)節(jié)峰值功率對(duì)縱跳高度的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)高于膝關(guān)節(jié)伸肌最大肌力的貢獻(xiàn)率（44%vs.18%），說(shuō)明關(guān)節(jié)伸肌的最大肌力水平可能并非預(yù)測(cè)受試者技術(shù)動(dòng)作水平的最佳指標(biāo)。技術(shù)因素能夠決定肌肉最大力量在動(dòng)作過(guò)程中被有效利用的程度，因此最大肌力不能直接反映受試者的動(dòng)作質(zhì)量。Young等人認(rèn)為，縱跳的高度受下肢膝關(guān)節(jié)伸肌最大肌力的影響不大，而與下肢膝關(guān)節(jié)伸肌爆發(fā)力聯(lián)系更為密切。在擊劍弓步動(dòng)作中，后腿蹬地作用于加速人體向前的時(shí)間僅為600ms左右，在如此短時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員后腿膝關(guān)節(jié)力矩和功率峰值要達(dá)到較高的水平，其后腿膝關(guān)節(jié)伸肌必須具備高水平的爆發(fā)力。此外，研究認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)動(dòng)作中的關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)不僅取決于關(guān)節(jié)肌肉的爆發(fā)力水平，高水平運(yùn)動(dòng)員更加協(xié)調(diào)的技術(shù)動(dòng)作能夠提高動(dòng)作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化率，使肌肉收縮產(chǎn)生的能量能更有效的被利用，而能量轉(zhuǎn)化率與運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作過(guò)程中的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)密切相關(guān)。

（三）不同水平擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作下肢三關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)差異影響弓步速度的分析

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)擊劍弓步動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的研究主要集中在運(yùn)動(dòng)員下肢三關(guān)節(jié)和持劍手肘關(guān)節(jié)在弓步動(dòng)作中的角度、角速度、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍等指標(biāo)，且越來(lái)越多的研究表明運(yùn)動(dòng)員下肢三關(guān)節(jié)在弓步動(dòng)作中的運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)能夠?qū)剿俣犬a(chǎn)生重要影響。本研究比較優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與一般運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中雙側(cè)下肢三關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)表現(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)ROM（p=0.043）和后腿踝關(guān)節(jié)ROM（p=0.020）均顯著高于一般水平運(yùn)動(dòng)員。同時(shí)，表結(jié)果顯示，本研究運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)ROM與PGRF顯著相關(guān)（r=0.536，p=0.018），后腿踝關(guān)節(jié)ROM與PGRF存在相關(guān)的趨勢(shì)（r=0.440，p=0.060）。本研究認(rèn)為，相比于一般水平運(yùn)動(dòng)員，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)更大的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍能夠使其后腿在蹬地時(shí)得到更加充分的伸展，這可能延長(zhǎng)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員后腿蹬地水平方向GRF（弓步驅(qū)動(dòng)力）的作用時(shí)間，使弓步驅(qū)動(dòng)力更充分的作用于加速運(yùn)動(dòng)員重心向前移動(dòng)，進(jìn)而有助于提高優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作HPV水平。表中相關(guān)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，本研究運(yùn)動(dòng)員后腿踝關(guān)節(jié)ROM（r=0.550，p=0.015）、后腿膝關(guān)節(jié)ROM（r=0.613，p=0.004）均與HPV顯著相關(guān)，直接表明增大擊劍運(yùn)動(dòng)員弓步動(dòng)作中后腿膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍對(duì)提高弓步速度的重要意義。提示，擊劍運(yùn)動(dòng)員在弓步準(zhǔn)備姿勢(shì)中充分屈膝降低重心，同時(shí)使后腿在蹬地過(guò)程中充分伸展，有利于弓步速度峰值的提高。

本研究認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)員后腿踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)ROM對(duì)弓步驅(qū)動(dòng)力的作用體現(xiàn)在對(duì)力的作用時(shí)間的影響，但是它們對(duì)弓步驅(qū)動(dòng)力峰值（PGRF）的影響機(jī)制目前難以確定。根據(jù)其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中動(dòng)作質(zhì)量運(yùn)動(dòng)學(xué)影響因素的相關(guān)研究結(jié)果，關(guān)節(jié)活動(dòng)度、環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)序性等因素可以影響動(dòng)作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化率。

三、結(jié)論

優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員弓步HPV高于一般運(yùn)動(dòng)員是因?yàn)槠銹GRF高于一般運(yùn)動(dòng)員，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員能獲得更高的PGRF是因?yàn)槠涔絼?dòng)作中后膝PM、后膝PP、后膝ROM、后踝R(shí)OM水平高于一般運(yùn)動(dòng)員。提示加強(qiáng)后腿股四頭肌爆發(fā)力、在弓步中提高后踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)ROM對(duì)提高弓步速度的重要性。

不同水平運(yùn)動(dòng)員弓步中后腿蹬地能力的差異導(dǎo)致了前膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式的差異。一般運(yùn)動(dòng)員通過(guò)增加前腿伸膝前的屈膝程度來(lái)增大前腿伸膝階段的小腿擺動(dòng)速度，帶動(dòng)身體重心前移以代償后腿蹬地為弓步動(dòng)作提供驅(qū)動(dòng)力的不足，而前腿伸膝前屈膝程度過(guò)大可能對(duì)弓步效果產(chǎn)生不利影響。

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作者簡(jiǎn)介：張朔（1980-），男，漢族，上海人，上海體育職業(yè)學(xué)院擊劍隊(duì)男子重劍主教練，研究方向：男子重劍技戰(zhàn)術(shù)分析。endprint