李若鵬

1 前言

在網球運動中，接發(fā)球是最重要的網球動作之一。即使是在球速最慢的網球場地(紅土網球場)，發(fā)球和接發(fā)球也是對現代網球比賽結果影響最大的兩個擊球動作[1]。網球的發(fā)球球速可以達到200kph以上，因此接球者需要在極短的時間內做出接發(fā)球反應。然而，網球球員也會擊出慢旋發(fā)球和速度減慢的第二發(fā)球(120kph)，當球員采取側切的方式擊球時，發(fā)球速度會降低[2]，這意味著網球發(fā)出后到接球員開始起動接球動作，中間有0.5s-1.2s時間差，這取決于發(fā)球(第一發(fā)球和第二發(fā)球)的初始速度和球場表面材質[3]。 Kleinoder[4]在2001年指出紅土球場上第一發(fā)球的平均時長是913ms，第二發(fā)球的平均時長是1158ms；在硬地賽場上第一發(fā)球的平均時長是720ms，第二發(fā)球的平均時長是868ms。

網球球員想要成功接到對手發(fā)來的球,他需要在此時間段內完成以下兩項任務：準確預判和快速反應做出接球動作，也就是在空間中預判網球的飛行軌跡以及選擇擊球時機[5]。已有的很多網球運動研究證明，球員對環(huán)境信息的空間定位和判斷至關重要，球員通過觀察對手發(fā)球動作的變化并進行分析，從而做出準確的判斷[6]。球員對來球的準確判斷主要來源于存儲在長時記憶中的特殊任務知識結構[7]，這種特殊任務知識結構是在平日訓練中積累形成的。Shim 等人[8]認為低級球員可以通過觀察發(fā)球員的動作信息預測擊球的類型，但不能預測來球的方向，另有研究將接發(fā)球中的低級球員和高級球員進行了對比，通過對兩組人多方面的觀察比較，證實高級球員對發(fā)球員的發(fā)球動作識別度更高，得到預判所需的動作線索更豐富[9]。Singer 等人[10]認為和低級球員相比，高級球員的反應時間更短，并且在預判網球飛行結果時準確度更高。Goulet 等人表示高級球員會將更多的注意力放在對手的持拍臂區(qū)域，而低級球員則會更關注網球本身[11]。Shim等人表示揮拍路線和前臂運動是感知不同發(fā)球類型的重要動作線索，競技水平越高的球員對動作線索的檢索能力越高[12]，而這些動作線索是無法通過發(fā)球機來獲取的，Pinder 等人提出發(fā)球機改變的并不僅僅是網球發(fā)出前的多種動作信息，也可能改變了網球發(fā)出后接球員的技術動作[13]。

發(fā)球機對球員接球技術的影響在板球運動中前人做過研究。Renshaw等人研究了發(fā)球機對板球球員接發(fā)球技術的影響[14]，結果顯示發(fā)球機訓練與發(fā)球員訓練，板球接球員引拍前的反應時有差異，用發(fā)球機的接球員在球被釋放后0.02s開始引拍，而面對真正發(fā)球員的接球員會在球被發(fā)出后0.10s才開始引拍；在起動向下揮拍時也存在同樣的差異，由發(fā)球機發(fā)球時，擊球手在發(fā)球0.32s后開始向下揮拍，而由發(fā)球員發(fā)球時，擊球手在發(fā)球0.41s后開始向下揮拍，發(fā)球機和發(fā)球員發(fā)球訓練接發(fā)技術，兩種方式訓練的接發(fā)球動作節(jié)奏不一致，發(fā)球機發(fā)球時接球員的反應時、揮拍時間比發(fā)球員發(fā)球都快。Pinder 等人[15]提出發(fā)球機的應用可以提高網球球員應對快速球的適應能力,但不清楚采用發(fā)球機與發(fā)球員訓練接發(fā)球技術，接發(fā)球者接發(fā)動作的時間分配是否一致。經過檢索，未發(fā)現學者對此做過相關的研究。

2 研究方法

2.1 實驗對象

將14名參與實驗的右手持拍的男性選手任意均分為兩組，發(fā)球機組的平均年齡是23.3歲(標準差=2.28)，接發(fā)球機發(fā)出的球,簡稱B組。2組的平均年齡是25.3歲(標準差=2.19)，接真正網球選手發(fā)出的球，簡稱S組。所有參與實驗的球員都是在高校的男子網球高水平運動員，接受專業(yè)的網球訓練時間都在十年以上，且無人近視。

2.2 實驗儀器

一切研究都在室內網球場(硬地球場)進行。發(fā)球機被放置在球場的底線中心發(fā)球點右側1m的位置(與發(fā)球員的位置相同)，模擬實際情況下的網球發(fā)球情況。發(fā)球機的發(fā)球口高2.8m，且以最小旋轉程度向同一方向發(fā)球。發(fā)球機后掛有深綠色幕布。整個過程由錄像機(索尼HDRHC3 HDV 1080i)以50幀每秒拍攝下來以供評估。攝相機被放置在底線后6m、右邊邊線右側6m處，以便我們看清發(fā)球員和接發(fā)球人的動作。

負責第二組發(fā)球的是一名經驗豐富的網球選手(35歲)，所有參與實驗的選手都由同一名發(fā)球員進行發(fā)球。發(fā)球員曾是網球教練，曾多次參加全國錦標賽和其他國家級比賽，并多次參加專業(yè)網球錦標賽。發(fā)球員在距地面2.8m高處擊球。前期的準備實驗保證擊球高度平均值為2.81m(標準差=0.03)。發(fā)球員發(fā)出最小旋轉度的平擊球，且球的飛行軌道與發(fā)球機發(fā)出的軌道相似。發(fā)球員保持發(fā)球自始至終一致。發(fā)球員身后也掛有深綠色幕布。

2.3 實驗過程

參與研究的球員先進行熱身，且已知實驗過程將被錄像。實驗中接發(fā)球全部采用正手回擊球。發(fā)球方向和落點一致，因此球員不需要移動位置進行擊球。實驗要求球員接球時全力揮拍擊球，且直線回擊球。球場另一側安有供選手擊球瞄準的靶子。研究過程中，所有球員的初始位置相同(距離網球場底線后0.5米，距離右邊單打線左側0.7米處)。

實驗共分為兩種情況，發(fā)球機發(fā)球和發(fā)球員發(fā)球，實驗設計要求發(fā)出的球球速在95- 135kph之間，并會在被發(fā)出后960-1240ms之間到達球員位置。球速由雷達裝置進行捕捉。實驗過程中若網球撞網、被發(fā)出界外和球速不達標，則重新發(fā)球。每位選手有3次練習機會。發(fā)球機發(fā)球前約0.5-1.5s會發(fā)布“開始”信號(僅限發(fā)球機發(fā)球情況下)。每位選手擊球20次，中間每10次結束后有2分鐘的短暫休息時間。

2.4 數據統(tǒng)計

實驗數據由錄像的二維分析進行評價，研究中涉及3個不同的因變量：在開始引拍時進行對第一個因變量反應時的測量，具體來說，就是從發(fā)球機發(fā)出網球(或發(fā)球員擊球的那一刻)到球員前臂開始運動前的這一段時間；第二個因變量是引拍階段，也就是從球員引拍時前臂后擺開始到球員開始向前揮拍為止的這段時間；第三個因變量是向前揮拍階段，也就是從選手的前臂向前運動揮拍開始到球拍與球接觸為止。在分析數據時，我們采用兩獨立樣本的非參數檢驗-曼·惠特尼檢驗法來檢驗中位數的不同，顯著性水平設為0.05。

3 結果

發(fā)球員組發(fā)球次數是160次，20次發(fā)球不符合實驗要求，數據被剔除，發(fā)球機發(fā)球140次，全部發(fā)球達到實驗要求，每組球員接球140次，每人20次，所有接發(fā)球都符合實驗要求，無一人失手。

3.1 兩組接球者的反應時、引拍、揮拍時間的測試結果

表1 發(fā)球機組(B)和發(fā)球員組(S)球員的反應時、引拍，

注:s表示單位.秒，kph表示單位.千米每小時

由發(fā)球員發(fā)球的S組的平均反應時比由發(fā)球機發(fā)球的B組的平均反應時慢0.05s，B組選手比S組球員反應更早(見表1),平均球速是113kph，網球平均飛行時間是1.1s。最快球速(約130kph)對應飛行時間約0.96s，最慢球速(約95kph)對應飛行時間約1.24s。發(fā)球機發(fā)球組的反應時均值的中位數為0.38s，而發(fā)球員發(fā)球組的反應時均值的中位數為0.41s。由此可見，與發(fā)球機發(fā)球相比，在由發(fā)球員發(fā)球的情況下接球者反應更慢，且兩組存在顯著性差異(z = 2.132, p < 0.05)，球員僅剩余0.66-0.68s進行引拍和向前揮拍。

引拍階段：兩種情況下的平均值詳見表1。B組(發(fā)球機組)球員引拍時間均數的中位數為0.59s,S組(發(fā)球員組)球員引拍時間的均數的中位數為0.49s。S組(發(fā)球員組)引拍時長遠小于B組(發(fā)球機組)引拍時長,且兩組球員存在顯著性差異(z = -2,016, p < 0.05)。

向前揮拍階段：兩組的向前揮拍階段時長的平均值幾乎相同(詳見表1)，約0.16和0.17s，兩組球員在向前揮拍節(jié)段的時間不具有顯著性差異(z = 4.456, p > 0.05)。

3.2 兩組接球員接球動作階段的時間分配

圖1 球員反應時和揮拍動作時間分配圖

各動作的時間分配詳見圖1 (發(fā)球員擊球或發(fā)球機發(fā)出球的一刻記為0.00s) 。總體上看，面對發(fā)球員發(fā)球比面對發(fā)球機發(fā)球，接球球員的反應時更長，但引拍階段時間更短。兩種情況下的向前揮拍階段時間相同，但引拍階段時間不同，由此可見，發(fā)球機發(fā)球與發(fā)球員發(fā)球，接發(fā)球員的動作節(jié)奏不一致。

4 討論

研究發(fā)現，兩組球員接發(fā)時的反應時不一致。與發(fā)球員發(fā)球一組相比，采用發(fā)球機發(fā)球的一組反應時更短。在由發(fā)球機發(fā)球的一組中，球員只需要考慮與網球飛行相關的信息，而在由發(fā)球員發(fā)球的一組中，球員還需額外考慮發(fā)球員的動作所傳遞出的信息，Vaverka 等人研究顯示在高級球員面對第一發(fā)球和第二發(fā)球時，高級球員的反應時一般約為0.3s[6]2。Renshaw等人(2007)[14]2的研究結果表明板球擊球手在擊打發(fā)球機發(fā)出的球時會比在擊打發(fā)球員發(fā)出的球時反應時更短，更早地起動擊球動作，這個結果與本實驗的結果一致，雖然本實驗對象不是高級球員，但在面對發(fā)球機發(fā)出的球時，球員接發(fā)球的反應時已經接近高級球員的水平，當由發(fā)球員發(fā)球時，接發(fā)球員通過球拍與網球相接觸之前的速度和發(fā)球員的動作來獲取視覺信息，大腦需要處理這些額外的信息以對來球做出反應， 因此與發(fā)球機進行發(fā)球的情況相比，球員要遲一點才能起動接球動作[8,12]2。

在發(fā)球機發(fā)球組中球員的引拍時間更長。反應時和引拍階段的時間各占40%和60%，而在發(fā)球員發(fā)球組中反應時和引拍階段的時間各占45%和55%，兩組的反應時和引拍時間分配不一致。Renshaw等人在板球運動中的研究也證實，發(fā)球機發(fā)球時板球運動員接發(fā)球的動作與發(fā)球員發(fā)球接發(fā)球動作的時間分配上也存在較大的差異[14]2，發(fā)球機發(fā)球接發(fā)球過程中的反應時和引拍時間分別占47%和53%，而在發(fā)球員發(fā)球的情況下，反應時則占54%，大于占46%的引拍時間。本研究中兩種不同情況下的向前揮拍階段相同，這與Renshaw等人的研究結果不符，在Renshaw等人的研究中，由發(fā)球機發(fā)球的運動員的向下揮拍時間比由發(fā)球員發(fā)球的運動員更長，Gibson and Adams也提出由發(fā)球機發(fā)球時球員會更早開始向下揮拍[16]。此類研究出現兩種不同的結果，筆者認為原因可能由兩種項目的接發(fā)球技術的復雜程度不同而導致的。

總的來說，在不同的運動(板球和網球)中，發(fā)球機發(fā)球和發(fā)球員發(fā)球會導致球員接發(fā)球的動作時間分配產生差異，原因可能是大腦加工信息總量的不同導致大腦內部反應的時間有所不同。訓練中信息性約束條件的改變會導致處于發(fā)展期的球員無法獲得與比賽情景一致的動作信息，影響球員的競技能力的提高[13]2，發(fā)球機的使用會導致球員過多地關注與比賽情景不一致的動作信息，影響球員協調發(fā)展與比賽情景一致的技術動作[17]。 Renshaw 等人指出通過發(fā)球員進行接發(fā)球練習既可以幫助球員獲得與比賽情景一致的動作信息，同時也可以鍛煉接球員對發(fā)球員動作中所包含信息的分析能力[14]3。然而，通過發(fā)球機練習雖然可以獲得網球飛行前期的信息，卻只能獲得一成不變的運動信息，不適用于發(fā)球手發(fā)球的比賽情境。

網球接發(fā)球者的接發(fā)球動作時間分配上隨著發(fā)球方式的改變而改變。球員面對發(fā)球機時的接球反應時和面對真正發(fā)球員時的反應時有所不同，這導致球員在兩種發(fā)球方式下的擊球時機不同，Pinder等人提出發(fā)球機的使用改變了球員的接發(fā)球動作節(jié)奏，影響了球員競技能力的提高[13]3，本次實驗中發(fā)球機發(fā)球組球員在反應時和引拍階段方面表現出的不同也證實了以上說法。盡管一些對板球運動的研究已經證明了此類問題，但我們仍需更多網球方面的研究來證明我們的觀點。此外，這類研究也可以在發(fā)球機被廣泛應用于訓練的運動項目中開展，例如乒乓球、棒壘球等項目上。

5 結論

當面對發(fā)球機時，球員的反應時比發(fā)球員發(fā)球時更短，而球員的引拍時間更長，導致接發(fā)球的動作節(jié)奏與發(fā)球員發(fā)球相比有差異，在發(fā)球機發(fā)球和發(fā)球員發(fā)球兩種情況下，球員的向前揮拍階段相同，使用發(fā)球機發(fā)球會影響球員的擊球時機，由于接球前檢索發(fā)球員的動作信息對于接發(fā)球員的接發(fā)球動作節(jié)奏十分重要，因此訓練過程中應盡量減少發(fā)球機的使用，發(fā)球機可以作為休閑網球訓練的工具。

6 研究不足

本研究試圖分析兩種不同情況下的球員接發(fā)球動作節(jié)奏是否存在差異，但研究存在一定的局限性：第一，實驗分為不同的兩組，因此我們無法使用重復測量法進行研究，本應選取兩種不同情況下同一選手的接發(fā)球數據進行比較，鑒于現在的實驗設計方案，實驗在一定程度上限制了實驗結果。第二，視頻采集頻率很低(50幀每秒)，而且球員接球只采用正手接發(fā)球的方式。 因此，球員在擊球過程中不必考慮是采用正手接球還是反手接球的問題。如果忽略這兩點局限性，我們將會得出更加精確的結果。

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