高 捷,鮑 凱,劉旭蕊
“核心穩(wěn)定性”在運動中起到控制骨盆和軀干部位肌肉的穩(wěn)定姿態(tài),為上下肢運動創(chuàng)造支點,并協(xié)調(diào)上下肢的發(fā)力,使力量的產(chǎn)生、傳遞和控制達到最佳化的作用, 是在不穩(wěn)定狀態(tài)下進行運動 (如田徑、登山、足球、游泳)的重要前提[1-2]。這一概念進入國內(nèi)后,從業(yè)者對核心訓練重視了起來,設(shè)計多種核心訓練手段且均取得了較好的效果[3]。由于在競技游泳運動中,除出發(fā)和轉(zhuǎn)身外所有的動作(打腿、劃手、軀干運動)都是在相對不穩(wěn)定的平面下完成的,根據(jù)專項化訓練需求[4-5],在平時訓練中,運動員的練習動作必須要盡可能地模仿實際運動形式,以滿足其專項性需求。 同時,一些游泳專家如高偉、陸一帆等人也提倡進行核心訓練要沖破運動器材的約束和限制,盡可能選擇同游泳動作相近的無支撐練習[6-7]。 因此,游泳核心訓練計劃的制定也要從其不穩(wěn)定特點和需要出發(fā)。
當前常用的核心穩(wěn)定性訓練手段, 包括各種借由懸吊、波速球、瑞士球、泡沫軸、平衡板、滑板、振動訓練桿等器械的訓練及墊上徒手練習等[8]。 而瑞士球練習因為能夠在陸上形成不穩(wěn)定的支撐環(huán)境,對訓練者小肌肉群產(chǎn)生額外訓練刺激, 可有效提升運動員核心穩(wěn)定性[1],被眾多教練員和運動員所青睞[9]。 當前有科研人員在隨隊出國訓練和比賽時發(fā)現(xiàn), 國外優(yōu)秀游泳運動員會將瑞士球放入水中進行核心練習, 但查閱文獻資料發(fā)現(xiàn)有關(guān)水中瑞士球的訓練手段和效果的研究較少。
研究表明瑞士球?qū)τ诤诵挠柧毜拇碳こ潭扰c其不穩(wěn)定程度有關(guān)[10],訓練時支撐面所提供的不穩(wěn)定程度不同, 對于軀干肌肉激活和募集程度以及訓練的效果也會差異顯著。 本研究以水作為一種液態(tài)介質(zhì),將瑞士球放入水中,以提高訓練的不穩(wěn)定性,與陸上訓練相比, 進行相同的動作練習需要更高的身體控制能力, 會增加軀干肌肉活動, 募集更多肌肉群,能取得更好的核心訓練效果。 為了驗證該假設(shè),本研究招募受試者并設(shè)計水中瑞士球訓練手段進行訓練, 探究該訓練方法對游泳運動員核心穩(wěn)定性和運動表現(xiàn)的影響,以期豐富游泳運動員核心練習手段。
1.1 研究對象
本研究以在北京體育大學中國游泳運動學院中招募的國家一級及以上水平游泳運動員18 名(男性15 名,女性3 名)作為實驗對象,并隨機將受試者分成實驗組(N=9)、對照組(N=9),基本情況見表1,分別進行8 周水中瑞士球和陸上瑞士球核心訓練,納入標準為身體健康且無上下肢或腰部損傷史。 所有受試者自愿參與本實驗,并在實驗前告知實驗目的、流程、測試要求。
表1 本實驗受試者的基本情況(±SD)Table 1 The Subjects’ Profiles in This Study(±SD)
表1 本實驗受試者的基本情況(±SD)Table 1 The Subjects’ Profiles in This Study(±SD)
年齡/ 歲 身高/cm 體重/kg 訓練年限/年實驗組(N=9) 18.4±0.5183.1±7.077.6±4.7 11.2±2.5對照組(N=9) 18.6±0.5178.2±6.674.8±2.1 11.0±3.3
1.2 訓練動作和方案設(shè)計
圖1 水中瑞士球練習動作1-7Figure1 Swiss Ball Training Movements in Water 1-7
由于常用的瑞士球核心練習動作如背橋、 球上卷腹、球上背起等動作,并不適合在水中進行練習。因而本實驗在咨詢國家游泳隊體能教練等專家后設(shè)計了若干適合在水中進行練習的瑞士球練習動作,進行預實驗后篩選出7 個練習動作(圖1),具體包括:(1)腳夾球平板支撐,受試者雙腳夾住球控制穩(wěn)定,雙肘支撐池邊,身體做平板支撐;(2)仰臥腳夾瑞士球手支撐,受試者臉朝上,雙腳夾住球同時雙手伸直,背撐住身體,髖部上頂,整個身體平直;(3)抱球平板支撐,平板支撐姿勢,雙腳在陸上支撐,雙手抱球;(4) 夾球左側(cè)撐, 左肘陸上支撐, 雙腳夾球;(5)夾球右側(cè)撐,右肘陸上支撐,雙腳夾球;(6)抱球腹肌滾輪,膝關(guān)節(jié)和腳陸上支撐身體,抱球在水中先做前推動作至身體平直,隨后腹部用力將身體拉回;(7)夾球倒V 拉起,雙手池邊支撐,雙腳夾球身體平直,開始后腹部收縮將球拉向雙手,身體呈倒“V”形后恢復至平直狀態(tài),開始下一次動作。對照組在陸上做與水中瑞士球練習動作相似的瑞士球平板支撐(腳在球上)、仰臥支撐(腳在球上)、抱球平板支撐、球上左右側(cè)支撐、抱球腹肌滾輪和倒V 拉起動作。
實驗干預為期8 周,每周3 次,每次35~40 min,所有動作進行2 次,每個動作間歇時間為60 s,4 周后動作持續(xù)時間由60 s 提高至90 s(表2)。 實驗過程中使用同一品牌的瑞士球,直徑為75~85 cm。
表2 8 周瑞士球訓練方案Table 2 Swiss Ball Training Plan for 8 Weeks
1.3 核心穩(wěn)定性測試
本研究核心穩(wěn)定性測試步驟和要求嚴格遵照郭梁[11]采用的核心穩(wěn)定性測試方法進行,采用1 min計時仰臥起做、背肌耐力測試、軀干屈伸活動范圍測試、優(yōu)勢腿單腳閉眼站立測試、單腳跳遠測試,從核心力量、耐力、柔韌性、平衡性(動作控制)和功能性5 個方面對核心穩(wěn)定性進行全面評價[12-13]。
本研究對國家游泳隊技術(shù)、體能專家,北京體育大學游泳教研室教授以及北京市游泳資深高級教練等多位專家進行訪談,采用壓三角板25 m 自由泳計時評價運動員水中平衡和核心穩(wěn)定能力, 測試方法為將一塊三角板置于運動員腹部, 運動員控制住打水板,采用自由泳游進25 m,記錄所使用的時間。 獲得壓板游時間后再次測試一次運動員全力蹬邊25 m自由泳,記錄兩者時間差值。
1.4 運動表現(xiàn)測試
采用蹬邊0~15 m 水下蝶泳腿時間、50 m 自由泳時間和劃水次數(shù)評價運動表現(xiàn)。 所有測試均在標準游泳館進行,15 m 水下測試方法為運動員蹬壁出發(fā)后啟動秒表, 記錄運動員打水下蝶泳腿至頭部到達15 m 處的時間;測量50 m 自由泳成績與50 m 劃水次數(shù)時運動員采用蹲踞式出發(fā), 為保證數(shù)據(jù)記錄精確性, 測試時安排3 位國家一級游泳裁判作為計時員,使用秒表進行成績記錄,并記錄劃水次數(shù),取中位數(shù)成績。
1.5 訓練強度評價
采用主觀感覺強度量表(Rating of Perceived Exertion,RPE)評價運動強度[14],在每次瑞士球練習結(jié)束后,要求受試者根據(jù)主觀感受,對照RPE 量表,選擇相應(yīng)的負荷程度,每周記錄3 次,共24 次。
1.6 統(tǒng)計分析
使用SPSS23.0 軟件對實驗測試所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,所得數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標準差表示。 組內(nèi)訓練前后數(shù)據(jù)分析比較采用配對T 檢驗,兩組之間差異性比較采用獨立樣本T 檢驗, 顯著性水平取P<0.05。
2.1 核心穩(wěn)定性變化
8 周瑞士球訓練后, 兩組的仰臥起坐、 背肌耐力、優(yōu)勢腿單腳閉眼站立、壓三角板25 m 自由泳計時均顯著增加(P<0.05),而軀干屈伸活動范圍、優(yōu)勢腿單腳跳遠沒有顯著變化(圖2)。
仰臥起坐是腰腹部核心力量訓練常用手段[15],也是評價腹肌力量的有效指標[16]。通過對18 名運動員8 周訓練后仰臥起坐的測試結(jié)果進行分析發(fā)現(xiàn),相較于訓練前, 水中瑞士球訓練組和陸上瑞士球練習組訓練后核心力量均發(fā)生顯著性提高(P<0.05),但兩組之間并沒有顯著性差異。 說明兩種瑞士球訓練均是提升游泳運動員核心力量的有效手段。
背肌是脊柱穩(wěn)定系統(tǒng)的重要組成部分,在維持脊柱穩(wěn)定性方面起著非常重要的作用[17],較弱的背肌力量會增加運動中的損傷風險, 引起下腰疼痛等疾病。 而核心穩(wěn)定訓練能顯著提升軀干本體感覺和背肌肌力[11]。 通過對本實驗結(jié)果實驗組和對照組的數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)相較于訓練前,兩組運動員的背肌能力均發(fā)生顯著性提高 (P<0.05), 實驗組提高了26.1 % 高于對照組的16.7%, 但兩組運動員間并沒有顯著性差異(P>0.05),說明兩者均能顯著改善運動員的背肌耐力。
軀干屈伸活動范圍是受試者在保持髖部穩(wěn)定的情況下盡可能地向前和向后伸展身體, 記錄下頸根部最凸顯的棘突尖C7 和骶骨S1 之間的距離,并減去中立位后前伸和后伸的距離之和。 使用這種方法評價柔韌性具有較高的可靠性, 前伸和后屈的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分別為0.71 和0.79[12],但通過分析本實驗前后兩組運動員軀干活動范圍數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn), 實驗前后兩組運動員的軀干活動范圍均未發(fā)生顯著性改變,實驗前后軀干活動范圍變化幅度較小,增長幅度均為0.5%,表明這兩種瑞士球訓練方法均不能顯著改善運動員的柔韌素質(zhì)。
優(yōu)勢腿單腳閉眼測試是評價運動員的動作控制和平衡能力的有效手段。 通過對本實驗結(jié)果實驗組和對照組的數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)相較于訓練前,兩組運動員的動作控制和平衡能力均發(fā)生顯著性增長(P<0.05),實驗組由(34.9±8.8)s 增長到(47.7±12.7)s, 提升了36.7%;對照組由(34.7±9.5) s 增長到(42.0±12.3) s,提升了21%,盡管兩者之間無顯著性差異,但實驗組提高幅度更大。
圖2 8 周水中瑞士球與陸上瑞士球訓練對仰臥起坐、背肌耐力、軀干屈伸活動范圍、優(yōu)勢腿單腳閉眼站立、優(yōu)勢腿單腳跳遠、壓三角板25 m 自由泳的影響Figure 2 The Effect of 8 Weeks in and out of Water Swiss Ball Training on Sit-up,Back Muscle Endurance,Trunk Flexion and Extension Range,Dominant Leg Closed-eye Standing,One-foot Long Jump,Timed 25 m Freestyle with Board
優(yōu)勢腿單腳跳遠是對于實驗者功能性運動表現(xiàn)的評價,體現(xiàn)了受試者的神經(jīng)肌肉控制能力[13]。在實驗開始前,實驗組的跳遠距離為(181.0±11.5) cm,實驗后為(182.3±9.8)cm,對照組前測為(180.2±11.9) cm,后測為(181.1±10.0)cm,盡管稍有增長(0.7%,0.5%),但并不具備統(tǒng)計學意義(P>0.05),表明瑞士球訓練對運動員的功能性運動表現(xiàn)沒有顯著影響。
由于25 m 成績在短時間內(nèi)變化幅度小,因此若出現(xiàn)前后測試時間差值減小, 說明運動員對打水板的控制能力提高,水中的平衡穩(wěn)定能力改善。將實驗組和對照組實驗前壓板游25 m 自由泳與25 m 自由泳時間相減得到的時間與實驗后得到的時間進行比較分析,發(fā)現(xiàn)時間均顯著性減少(P<0.05),實驗組由 (12.2±3) s 減 少 到 (8.5±1.7) s, 提 升 幅 度 為30.3%大于對照組的23.3%,但兩組運動員間并沒有顯著性差異(P>0.05)。表明兩種瑞士球訓練后運動員水中核心穩(wěn)定性得到改善, 能夠更好地在水中控制身體,保持平衡,在運動過程中減少了下肢下沉或身體過度擺動的情況。
2.2 運動表現(xiàn)變化
8 周瑞士球訓練后,兩組在蹬邊0~15 m 水下蝶泳腿,50 m 自由泳成績,50 m 自由泳劃手次數(shù)上與訓練前具有顯著改善(P<0.05)(圖3)。
圖3 8 周水中瑞士球與陸上瑞士球訓練對蹬邊0~15 m 水下蝶泳腿、50 m 自由泳成績、50 m 自由泳劃手次數(shù)的影響Figure 3 The Effect of 8 Weeks in and out of Water Swiss Ball Training on 0~15 m Underwater Butterfly Kick, 50 m Freestyle Performace, and 50 m Freestyle Stroke Times
采用15 m 蹬壁蝶泳腿成績反映運動員在水中的核心力量和運動表現(xiàn), 蝶泳腿力量的產(chǎn)生和傳遞與核心區(qū)各肌肉群的協(xié)同作用密不可分, 核心力量的改善將直接影響蝶泳腿的運動表現(xiàn)[18]。 通過對兩組運動員實驗前后蝶泳腿的運動表現(xiàn)進行分析發(fā)現(xiàn), 實驗組和對照組在實驗后水下蝶泳腿運動表現(xiàn)均顯著提高(P<0.05),實驗組水下蝶泳腿速度提高了3.8%,由實驗前的(7.9±1.4) s 提高到(7.6±1.2) s(圖3),對照組提高了3.9%,由實驗前的(7.7±0.9) s提高到(7.4±0.8) s。 基于動力鏈理論[19],在力傳遞過程中,核心環(huán)節(jié)作為動力鏈傳導的鏈接點,起著鏈接上下肢的作用。 水中蝶泳腿運動表現(xiàn)的提高說明運動員核心能力的提高優(yōu)化了動力鏈的傳導, 進而水下蝶泳腿更有效率,速度更快。
由于受試運動員專項不同,通過查閱文獻和咨詢專家,本研究以50 m 自由泳成績與50 m 劃水次數(shù)評價運動表現(xiàn)和劃水效率。 8 周水中瑞士球訓練后實驗組和對照組在50 m 自由泳成績與訓練前相比均表現(xiàn)出顯著性提高(P<0.05),且實驗組提升幅度大于對照組。實驗組50m 自由泳成績提升1.1%,由實驗前的(27.5±2.1) s 減少到(27.2±2.0) s,對照組提升0.7%,由(28.2±2.1)s 減少到(28.0±2.0)s。 同時通過對運動員50 m劃手次數(shù)的前后比較發(fā)現(xiàn), 運動員在后階段的50 m 自由泳劃手次數(shù)均顯著性減少(P<0.05),劃水次數(shù)的減少說明運動員提高了每一劃的效率,劃水技術(shù)和效果得到了改善。 對于優(yōu)秀的游泳運動員來說,比賽成績的正常浮動約在1%, 因而任何提高成績的方法都需要至少達到0.5%才能認為是有效的[20]。 因此認定本研究水中瑞士球訓練手段可以更有效提高游泳運動員的短距離運動表現(xiàn)(1.1%,0.7%)。
本研究的目的是探究為期8 周的水中瑞士球訓練對優(yōu)秀游泳運動員核心穩(wěn)定性與運動表現(xiàn)的影響。 結(jié)果表明8 周水中瑞士球訓練可以顯著提升優(yōu)秀游泳運動員軀干核心力量、耐力和平衡性,改善運動員水中的身體控制和平衡能力以及提高運動表現(xiàn),且提高幅度高于陸上瑞士球訓練,但對運動員柔韌性和功能性表現(xiàn)無顯著影響。
3.1 水中瑞士球訓練對核心穩(wěn)定性的影響
本研究仰臥起坐、背肌耐力、優(yōu)勢腿單腳閉眼站立、壓三角板25 m 自由泳計時均顯著增加,說明運動員的核心力量、核心肌肉耐力、陸上和水中的身體穩(wěn)定能力有顯著改善。 水中瑞士球訓練通過增加不穩(wěn)定程度來增強訓練刺激, 提升游泳運動員核心穩(wěn)定性。 核心穩(wěn)定性由靜態(tài)控制和動態(tài)控制兩方面組成,主要是通過神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對內(nèi)部和外部運動(預期的或意外的)的快速反應(yīng)來保持軀干直立(靜態(tài))和控制軀干運動(動態(tài))的能力來完成的[21]。 神經(jīng)肌肉系統(tǒng)將可用的感覺信息(位置、速度、力)傳遞給中樞神經(jīng)系統(tǒng), 然后中樞神經(jīng)系統(tǒng)激活適當?shù)募∪饨M織來快速準確地產(chǎn)生力來提供穩(wěn)定性(圖4)[22]。 這表明核心穩(wěn)定性是一個需要調(diào)動相應(yīng)肌肉能力 (力量、耐力、爆發(fā))和神經(jīng)肌肉控制的動態(tài)過程,可以快速整合各類感覺信息, 根據(jù)身體內(nèi)部和外部情況快速進行運動反應(yīng)調(diào)整。根據(jù)該原理,在進行水中瑞士球核心穩(wěn)定性練習時,通過提高動作需求(增加不穩(wěn)定性),即增強了訓練刺激,預期可以收到良好的效果。 而研究也證明了進行核心訓練時使用不穩(wěn)定支撐對于核心穩(wěn)定能力有更強的刺激[23-24],不穩(wěn)定性可以增加軀干肌肉活動, 募集更多小肌肉群和深層肌肉群參與到運動中; 可以提高大腦皮層神經(jīng)過程的靈活性以及分析綜合能力, 從而加強對腹背肌群的控制, 特別是對小肌肉群的控制從而提供潛在的額外訓練刺激。
圖4 神經(jīng)肌肉系統(tǒng)各組成部分的示意圖Figure 4 Schematic Diagram of the Neuromuscular System
在核心穩(wěn)定性提高幅度上,實驗組優(yōu)于對照組,這可能與兩種練習方式的強度有關(guān)。 本研究中的水中瑞士球和陸上瑞士球動作相似,練習時間、組數(shù)和間歇時間相同, 但根據(jù)對運動員每次實驗后的主觀感覺強度RPE 進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)(圖5),實驗組的平均負荷強度(13.6±2.1)高于對照組(12.5±1.4)。這也能解釋實驗組和對照組在8 周實驗后實驗組在仰臥起坐、 背肌耐力等核心穩(wěn)定性能力上提高幅度要大于對照組。
圖5 8 周水中瑞士球與陸上瑞士球訓練平均RPEFigure 5 Average RPE of 8 Weeks in and out of Water Swiss Ball Training
3.2 核心穩(wěn)定性對游泳運動表現(xiàn)的影響
游泳運動的特殊性在于運動員需要在水中控制身體、保持平衡,其特性決定了運動員需要具有良好的核心穩(wěn)定性[9],因此對于游泳運動員來說,穩(wěn)定平衡能力的好壞將直接影響其游泳運動表現(xiàn)。經(jīng)典游泳理論認為運動員想要提高游進速度, 可以通過減小阻力,增大推進力來實現(xiàn)[25]。 然而,陸上姿勢和水上姿勢的不同在于,陸上站立時,頭胸髖部的脊柱形成了一個“S”形,而水中,如果想要減少阻力而得到最大推動力則需要把“S”形變?yōu)橹本€,即在游進中身體必須保持良好的流線型和較高的身體位置。而一名運動員具有好的平衡穩(wěn)定能力則能夠保證以較高的身體位置游進,保持良好的流線型、減少下肢下沉或身體過度擺動,由此減少了形狀阻力,提高運動表現(xiàn)[10,12]。
本研究中優(yōu)勢腿單腳閉眼測試時間、水中25 m壓板與不壓板自由泳測試時間差值分別代表著游泳運動員的陸上核心穩(wěn)定性與水中穩(wěn)定性, 在8 周訓練后實驗組和對照組在這兩項測試中的表現(xiàn)均得到提升, 表明8 周訓練顯著提高了游泳運動員的平衡穩(wěn)定能力。同時實驗組和對照組在50 m 自由泳成績與訓練前相比均表現(xiàn)出顯著性提高(P<0.05),且實驗組提升幅度大于對照組。這與Weston 等研究結(jié)果相似[26],其對20 名國家初級水平的游泳運動員進行了12 周,每周3 次的核心練習。 干預后實驗組和對照組的核心能力、 動作效率都得到了提高且實驗組的運動員50 m 爬泳成績提高了2%。 但由于運動專項需求的不同, 核心穩(wěn)定性的提高并不意味著運動表現(xiàn)的提高。如楊文學對24 名男子短跑運動員進行了6 周瑞士球訓練, 結(jié)果表明瑞士球訓練提高了運動員的核心穩(wěn)定性, 但核心能力的提高并沒有轉(zhuǎn)化到短跑成績上[27]。同時,使用瑞士球進行核心訓練時要根據(jù)訓練目的選擇不同的穩(wěn)定程度,Behm 等研究了使用瑞士球在不穩(wěn)定狀態(tài)下進行訓練時肌肉產(chǎn)生力的變化,發(fā)現(xiàn)在瑞士球上主動肌的激活程度減小,但對抗肌的激活程度和產(chǎn)生的力值變大, 且隨著不穩(wěn)定的程度增加,變化幅度越明顯[10]。因而研究建議使用不穩(wěn)定支撐進行訓練的手段需要根據(jù)訓練目的來決定:當訓練目的主要為提高肌肉力量時,可以使用輕微和一般程度的不穩(wěn)定支撐; 當訓練目的集中于運動員的平衡能力時, 需要在難度更高的不穩(wěn)定支撐的條件下進行訓練。
以運動項目的專項特征作為運動訓練的基礎(chǔ)和依據(jù), 是當今世界競技體育訓練的一個顯著標志和發(fā)展趨勢[28],因此必須從運動項目的專項特點和競技需求出發(fā),才能有效提高訓練效率。本實驗中采用的核心訓練方法與傳統(tǒng)核心訓練的不同與創(chuàng)新之處在于動作設(shè)計根據(jù)游泳的專項能力發(fā)展的需求,使用與游泳動作相近的無支撐練習來模仿實際運動形式,滿足游泳專項運動對于穩(wěn)定性的需求,達到了較好的訓練效果。 但將水中瑞士球和陸上瑞士球兩種訓練手段進行比較時發(fā)現(xiàn)除劃手次數(shù)外, 水中瑞士球組提升幅度均高于陸上瑞士球組, 但并不具備統(tǒng)計學意義上的顯著性(P>0.05)。說明在訓練方法上兩者之間沒有顯著性差異, 其原因可能與訓練時間較短有關(guān)。在訓練后測水平上,水中瑞士球訓練方法提高幅度優(yōu)于陸上瑞士球訓練方法。
4.18 周陸上和水中瑞士球訓練能夠顯著提高優(yōu)秀游泳運動員軀干力量、背肌耐力和身體平衡性,改善運動員身體控制和平衡能力, 但對運動員柔韌性和功能性表現(xiàn)無顯著影響。
4.28 周陸上和水中瑞士球訓練可顯著提高運動員水中核心穩(wěn)定性,改善水中平衡穩(wěn)定能力,但水中瑞士球核心訓練組提升幅度和RPE 強度明顯高于陸上瑞士球組。
4.38 周陸上和水中瑞士球核心訓練均可改善游泳運動員力量傳導的效率,促進軀干和上下肢之間的力量有效轉(zhuǎn)移,提升打腿和劃手的效果,提高50 m自由泳運動表現(xiàn),水中瑞士球核心訓練組效果更為明顯。