劉國(guó)立,李杰,馬世坤,1b,袁點(diǎn),蘇健蛟,1b
(1.武漢體育學(xué)院 a.武術(shù)學(xué)院;b.東北亞民族傳統(tǒng)體育研究中心,武漢 430079;2.北京體育大學(xué) 中國(guó)武術(shù)學(xué)院,北京 100084)
散打運(yùn)動(dòng)作為中華武術(shù)重要的組成部分,自1979年開始試點(diǎn)比賽.近年來,隨著武術(shù)工作標(biāo)準(zhǔn)化年和武術(shù)散打新規(guī)則的出臺(tái),“標(biāo)準(zhǔn)”和“規(guī)范”成為散打運(yùn)動(dòng)走向成熟的標(biāo)志[1].雖然還在飽受“失去傳統(tǒng)特色”和“技術(shù)結(jié)構(gòu)欠均衡發(fā)展”的爭(zhēng)議之中,但是其快速發(fā)展的步伐已成為不爭(zhēng)的事實(shí)[2].目前,拳、腿、摔3大技術(shù)結(jié)構(gòu)均衡發(fā)展已成為項(xiàng)目發(fā)展的主旋律[3].由于在比賽中腿法技術(shù)成為了主要的得分手段,對(duì)比賽勝負(fù)起到了關(guān)鍵性的作用[4].尤其是鞭腿技術(shù)動(dòng)作特點(diǎn)是動(dòng)作幅度小,突然性強(qiáng),打擊范圍廣,踢擊力量強(qiáng)[5],且具有易攻難防,擊打部位廣泛,與其他技術(shù)結(jié)合具有銜接性好,動(dòng)作連貫性強(qiáng)等特點(diǎn)現(xiàn)已經(jīng)成為比賽中得分較高的技術(shù)動(dòng)作和決定比賽勝負(fù)關(guān)鍵的技術(shù)動(dòng)作.然而,在比賽中不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)運(yùn)動(dòng)員鞭腿技術(shù)的使用情況、得分率等表現(xiàn)的千差萬別.運(yùn)動(dòng)等級(jí)不僅影響著鞭腿技術(shù)的運(yùn)用效果,同時(shí)也成為誘發(fā)下肢關(guān)節(jié)急性運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)的主要因素[6-7].有研究認(rèn)為,武英級(jí)散打運(yùn)動(dòng)員啟動(dòng)時(shí)間快于一級(jí)運(yùn)動(dòng)員[8],優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員鞭腿技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及主要參與肌群的生物學(xué)規(guī)律優(yōu)于普通人群[9],以及健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢關(guān)節(jié)等速肌力及穩(wěn)定性顯著優(yōu)于一級(jí)運(yùn)動(dòng)員[10].因此,找出優(yōu)秀和普通運(yùn)動(dòng)鞭腿技術(shù)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行比較運(yùn)動(dòng)學(xué)特征所表現(xiàn)出來的差異,是從根本上來優(yōu)化鞭腿技術(shù)的訓(xùn)練方法,快速提升擊打效率的關(guān)鍵所在.
鑒于此,本研究提出散打運(yùn)動(dòng)員鞭腿技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的差異與運(yùn)動(dòng)等級(jí)存在相關(guān)性,同時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征差異也將是影響鞭腿技術(shù)擊打效率的重要因素的研究假設(shè).為檢驗(yàn)假設(shè),本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下,運(yùn)用3D紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng),對(duì)不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)運(yùn)動(dòng)員鞭腿技術(shù)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行采集,通過分析軟件找出不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)之間鞭腿技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的差異.結(jié)合著者執(zhí)教經(jīng)驗(yàn),梳理出運(yùn)動(dòng)等級(jí)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征之間的變化規(guī)律,為散打教練員優(yōu)化鞭腿技術(shù)的訓(xùn)練方法、提升擊打效率,降低或預(yù)防下肢關(guān)節(jié)急性損傷風(fēng)險(xiǎn)等提供理論參考且顯得尤其重要.同時(shí)對(duì)散打運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的科學(xué)化、規(guī)范化以及國(guó)際化發(fā)展將起到積極作用.
選取武漢體育學(xué)院散打隊(duì)和湖北省散打隊(duì)男子運(yùn)動(dòng)員23名為本受試對(duì)象,其優(yōu)秀組運(yùn)動(dòng)員11名(一級(jí)及以上),普通組運(yùn)動(dòng)員12名(二級(jí))詳情見文獻(xiàn)[11].
采用英國(guó)生產(chǎn)的VICON Nexus 2.2三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)[12-13],包括型號(hào)為T40s攝像頭(400萬像素,8個(gè))和直徑為14 mm的Marker球(39個(gè)),采樣頻率為200 Hz;采用瑞士Kistler 9260AA型號(hào)三維測(cè)力系統(tǒng)2塊;其他用品包括:散打腳靶、皮尺、卡尺、膠帶、剪刀和實(shí)驗(yàn)服裝等[14].
詳情見文獻(xiàn)[11].
準(zhǔn)備部分:首先打開運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和測(cè)力系統(tǒng)等設(shè)備及測(cè)量?jī)x器進(jìn)行預(yù)熱與標(biāo)定,擊打方向參照實(shí)驗(yàn)室的全域坐標(biāo)和測(cè)力臺(tái)方位而設(shè)定,擊打高度根據(jù)受試者軀干的得分部位而設(shè)定.告知受試者實(shí)驗(yàn)流程、注意事項(xiàng)及其填寫實(shí)驗(yàn)知情同意書,再讓受試者進(jìn)行15 min慢跑、拉伸等熱身活動(dòng),更換服裝以及測(cè)量建模所需的身體各個(gè)環(huán)節(jié)長(zhǎng)度值,Marker球粘貼完成后,讓受試者熟悉測(cè)試流程[11].
測(cè)試過程及動(dòng)作質(zhì)量劃分依據(jù)詳見文獻(xiàn)[15].A級(jí)為好動(dòng)作,B級(jí)為一般或失敗動(dòng)作.最終每名受試者選定5次A級(jí)動(dòng)作為分析動(dòng)作.
設(shè)定左支撐腳離地為準(zhǔn)備時(shí)刻;右進(jìn)攻腳離地為上步時(shí)刻;右進(jìn)攻腿膝關(guān)節(jié)最大伸展為擊打時(shí)刻;回收后右進(jìn)攻腳觸及測(cè)力臺(tái)面為回收時(shí)刻.4個(gè)時(shí)刻之間的3個(gè)時(shí)段依次稱為:?jiǎn)?dòng)時(shí)段、擊打時(shí)段、回收時(shí)段.
通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將采集到的運(yùn)動(dòng)學(xué)原始信號(hào)與測(cè)力系統(tǒng)進(jìn)行同步傳輸,利用VICON Nexus 2.2系統(tǒng)內(nèi)置的Lowpass Filter函數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、刪補(bǔ)軌跡等技術(shù)處理.受試者下肢關(guān)節(jié)的角度和動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作位移、動(dòng)作速度等參數(shù)值,均采用VICON Polygon 3.5.1軟件進(jìn)行分析[11].定義髖關(guān)節(jié)的伸展、外展、外旋,膝關(guān)節(jié)的伸展,踝關(guān)節(jié)跖屈、外翻、外旋為負(fù)方向[15].文中的關(guān)節(jié)角度為采集數(shù)據(jù)的平均值,動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作位移、動(dòng)作速度值為采集數(shù)據(jù)最大值的平均值[11],采集數(shù)據(jù)分別用Microsoft Excel進(jìn)行前期處理和IBM SPSS Statistics 22.0后期統(tǒng)計(jì)分析,優(yōu)秀組和普通組采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)的方法進(jìn)行組間對(duì)比分析和共變量處理,顯著性水平設(shè)為0.05,結(jié)果用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示.
在4個(gè)時(shí)刻對(duì)髖關(guān)節(jié)測(cè)量的結(jié)果見表1.
表1 髖關(guān)節(jié)角度的t檢驗(yàn)結(jié)果
2組支撐腿髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向相同.在上步表現(xiàn)為伸展、外展和外旋,擊打表現(xiàn)為伸展、外展和內(nèi)旋,回收時(shí)段表現(xiàn)為屈曲、內(nèi)收和外旋.優(yōu)秀組在啟動(dòng)時(shí)段的和回收時(shí)段的屈曲角度相對(duì)普通組較大,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異,其他時(shí)刻2組之間髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度雖存差異,但是不顯著.
2組進(jìn)攻腿髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向相同.在上步表現(xiàn)為過伸展、外展和外旋,擊打表現(xiàn)為屈曲、外展和內(nèi)旋,回收表現(xiàn)為伸展、內(nèi)收和外旋.普通組在上步的內(nèi)收、擊打、回收時(shí)刻伸展為(11.53±8.20)°相對(duì)較大,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異.
在4個(gè)時(shí)刻對(duì)膝關(guān)節(jié)測(cè)量的結(jié)果見表2.2組支撐腿膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向相同,均為屈曲、伸展和伸展.優(yōu)秀組在上步和擊打相對(duì)普通組較大,但在統(tǒng)計(jì)學(xué)上不顯著.2組進(jìn)攻退膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向相同,均為屈曲、伸展和屈曲.普通組在上步的伸展相對(duì)較大,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異;其他時(shí)段2組之間存差異,但不顯著.
表2 膝關(guān)節(jié)屈曲角度均值的t檢驗(yàn)結(jié)果一覽表
在4個(gè)時(shí)刻對(duì)踝關(guān)節(jié)測(cè)量的結(jié)果見表3.2組支撐腿踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向相同.在上步時(shí)刻為跖屈、內(nèi)翻和外旋,擊打?yàn)楸城?、外翻和外旋,回收為跖屈、?nèi)翻和外旋.普通組上步的跖屈、擊打的外翻相對(duì)較大,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異.2組進(jìn)攻退踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向相同.在上步時(shí)刻為背屈、內(nèi)翻和外旋,擊打?yàn)轷徘⑼夥蛢?nèi)旋,回收為跖屈、內(nèi)翻和外旋.優(yōu)秀組上步的背屈、外翻相對(duì)較大;普通組上步的外旋、擊打的外翻、回收的內(nèi)翻相對(duì)較大,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異.
表3 踝關(guān)節(jié)角度均值的t檢驗(yàn)結(jié)果一覽表
對(duì)進(jìn)攻腳的動(dòng)作位移進(jìn)行測(cè)量(圖1).比較發(fā)現(xiàn),2組的動(dòng)作位移在所有時(shí)段的方向相同,但是大小存在差異.優(yōu)秀組在擊打時(shí)段偏左位移(0.46±0.19)m,回收時(shí)段的向后位移(0.45±0.08)m,相對(duì)普通組較大;普通組在回收時(shí)段的向上位移(1.22±0.10)m相對(duì)優(yōu)秀組較大,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異.
對(duì)進(jìn)攻的動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行測(cè)量(圖2).比較發(fā)現(xiàn),2組的動(dòng)作時(shí)間在所有時(shí)段均存在差異.優(yōu)秀組在啟動(dòng)時(shí)段的動(dòng)作時(shí)間為(0.32±0.05)s相對(duì)較短,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異.
由圖1和圖2的數(shù)據(jù)可得進(jìn)攻腳在各個(gè)時(shí)段的平均速率(圖3).比較發(fā)現(xiàn),2組的速率在所有時(shí)段均存在差異.優(yōu)秀組在啟動(dòng)時(shí)段的動(dòng)作速率為(1.27±0.76)m/s,回收時(shí)段為(3.96±1.00)m/s,相對(duì)較快,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性差異.
通過對(duì)受試者的鞭腿技術(shù)運(yùn)動(dòng)軌跡比較發(fā)現(xiàn),2組之間的運(yùn)動(dòng)形式均符合鞭打動(dòng)作形式.隨著支撐腿向前快速滑步時(shí)身體重心的前移,以支撐腳掌為支點(diǎn),軀干和支撐腿繞縱軸迅速進(jìn)行外旋運(yùn)動(dòng),進(jìn)攻腿形成以大腿帶動(dòng)小腿繞額狀軸進(jìn)行內(nèi)旋運(yùn)動(dòng).由于軀干和支撐腿加速與制動(dòng)的傳遞,進(jìn)攻腿膝關(guān)節(jié)在最大屈膝后,小腿迅速進(jìn)行伸展并形成擊打動(dòng)作.擊打過程中,受軀干和支撐腿制動(dòng)傳遞的影響,進(jìn)攻小腿迅速出現(xiàn)反向、屈膝運(yùn)動(dòng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程都是遵循以軀干和支撐腿為鞭桿的大環(huán)節(jié),帶動(dòng)以進(jìn)攻腿為鞭身、以腳背部位為鞭梢的小環(huán)節(jié)[15]依次進(jìn)行加速與制動(dòng),使動(dòng)量矩向末端環(huán)節(jié)傳遞[16]的運(yùn)動(dòng)過程.雖然2組技術(shù)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)軌跡在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中一致,但是支撐腿和進(jìn)攻腿各關(guān)節(jié)的活動(dòng)度卻出現(xiàn)了較大差異.其中,優(yōu)秀組在啟動(dòng)時(shí)段支撐腿髖關(guān)節(jié)伸展、外旋相對(duì)較大,普通組在回收時(shí)段的屈曲相對(duì)較大,兩組之間均出現(xiàn)了顯著性差異.有學(xué)者認(rèn)為,軀干和下肢關(guān)節(jié)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)符合人體解剖結(jié)構(gòu),支撐腿先要外展,才有利于進(jìn)攻腿的動(dòng)作完成[11,17].本測(cè)試結(jié)果顯示,優(yōu)秀組踝關(guān)節(jié)在啟動(dòng)和擊打時(shí)段的外旋較大與普通組內(nèi)翻外翻、跖屈背屈變向運(yùn)動(dòng)較大的結(jié)果,也再次驗(yàn)證了支撐腿外展有利于進(jìn)攻的結(jié)論,同時(shí)也是2組在啟動(dòng)時(shí)段運(yùn)動(dòng)學(xué)特征出現(xiàn)最大差異之處.通過比較2組進(jìn)攻腿的關(guān)節(jié)活動(dòng)度時(shí)發(fā)現(xiàn),優(yōu)秀組在啟動(dòng)瞬間踝關(guān)節(jié)的背屈與普通組在擊打瞬間膝關(guān)節(jié)的伸展同樣出現(xiàn)了顯著性差異.也有研究認(rèn)為,不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)運(yùn)動(dòng)員鞭腿技術(shù)在擊打過程中,身體重心的穩(wěn)定性和動(dòng)量矩傳遞的流暢性,不僅受限于下肢肌群肌力的影響,更受限于技術(shù)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的影響,以及人體縱軸和額狀軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與肌肉對(duì)人體骨杠桿的動(dòng)量矩[12,18].因此,上述前期研究結(jié)論也為了本研究診斷2組之間關(guān)節(jié)活動(dòng)度的差異與動(dòng)量距傳遞的合理性提供了重要理論借鑒.通過對(duì)下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度與動(dòng)作的位移、時(shí)間、速度等變量因素進(jìn)行疊加發(fā)現(xiàn),優(yōu)秀組在擊打和回收時(shí)段的動(dòng)作位移相對(duì)較遠(yuǎn),動(dòng)作時(shí)間卻又少于普通組.結(jié)合優(yōu)秀組動(dòng)作速度快于普通組的測(cè)試結(jié)果綜合分析來看,優(yōu)秀組支撐腿和軀干在繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下肢關(guān)節(jié)的活動(dòng)度更有利于進(jìn)攻腿動(dòng)量距的傳遞.為此,本研究認(rèn)為下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度的差異是導(dǎo)致2組之間鞭腿技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征出現(xiàn)差異的重要因素.這與本研究提出的研究假設(shè)吻合.
人體在做下肢鞭打技術(shù)動(dòng)作時(shí),應(yīng)該遵循環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)順序原理,即大環(huán)節(jié)帶動(dòng)小環(huán)節(jié).這樣不僅有利于動(dòng)量矩的傳遞,且能充分動(dòng)員各個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)力效果[9,19].通過對(duì)本測(cè)試結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),2組之間產(chǎn)生差異的重要因素,正是因受大小環(huán)節(jié)傳遞時(shí)關(guān)節(jié)活動(dòng)度差異的影響.由于人體解剖結(jié)構(gòu),支撐腿先要外展,才有利于進(jìn)攻腿技術(shù)動(dòng)作的完成[11].優(yōu)秀組在啟動(dòng)時(shí)段軀干和下肢繞縱軸外旋相對(duì)較大、致使身體重心前移,不僅有利于減輕進(jìn)攻腿在啟動(dòng)蹬地瞬間的自身阻力,而且更有利于各個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)力效果.有學(xué)者認(rèn)為,保持鞭腿技術(shù)運(yùn)動(dòng)在過程中身體重心的穩(wěn)定與平衡,需要下肢關(guān)節(jié)通過屈伸或回旋的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行調(diào)節(jié).然而在調(diào)節(jié)過程中,某一環(huán)節(jié)的加速轉(zhuǎn)動(dòng),必然是由另一環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速相對(duì)減小所致[20].受身體大小環(huán)節(jié)加速與制動(dòng)傳遞差異的影響,普通組在擊打和回收時(shí)段進(jìn)攻腿髖、膝關(guān)節(jié)的過度伸展,及其支撐腿髖、膝關(guān)節(jié)由伸展向屈曲的活動(dòng)度過大.這樣雖然起到了穩(wěn)定身體重心的作用,但是對(duì)動(dòng)量距向末端環(huán)節(jié)傳遞的流暢性卻帶來了不利影響.健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢關(guān)節(jié)等速肌力及穩(wěn)定性顯著優(yōu)于一級(jí)運(yùn)動(dòng)員,尤其健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員支撐腿良好的支撐平衡調(diào)節(jié)能力,對(duì)下肢肌力傳導(dǎo)表現(xiàn)更加顯著[21].這是本研究解釋普通運(yùn)動(dòng)員通過關(guān)節(jié)活動(dòng)度來調(diào)節(jié)身體平衡的理論基礎(chǔ).再結(jié)合動(dòng)作位移和速度的測(cè)試結(jié)果來看,優(yōu)秀組在回收時(shí)段肢體分布離轉(zhuǎn)軸較近,下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度較為穩(wěn)定且動(dòng)作速度也較快,與肢體的質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越近,其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越小,其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就小[20,22],力矩就越大,動(dòng)作速度就越快.因此,本研究認(rèn)為在鞭腿技術(shù)使用過程中,各環(huán)節(jié)之間相互傳遞的流暢程度成為抑制動(dòng)作速度的關(guān)鍵,也是本研究從運(yùn)動(dòng)學(xué)層面,來解釋優(yōu)秀組與普通組鞭腿技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征出現(xiàn)差異的重要依據(jù).
不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)運(yùn)動(dòng)員鞭腿技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征差異較為顯著.優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員通過加大軀干和支撐腿饒縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)幅度致使身體重心前移,從而提升了技術(shù)動(dòng)作的啟動(dòng)速度;通過加大進(jìn)攻腿膝關(guān)節(jié)的屈曲來縮短肢體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑,加快了擊打時(shí)段身體大小環(huán)節(jié)的傳遞速度;通過減小支撐腿各關(guān)節(jié)屈伸的活動(dòng)度和技術(shù)動(dòng)作位移來穩(wěn)定身體重心平衡,改善鞭腿技術(shù)在回收時(shí)段的動(dòng)作流暢性.這些是優(yōu)秀組和普通組散打運(yùn)動(dòng)員鞭腿技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征出現(xiàn)差異的重要因素.
建議教練員在平時(shí)進(jìn)行鞭腿技術(shù)訓(xùn)練時(shí),結(jié)合運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)等級(jí)、技術(shù)類型、動(dòng)作特點(diǎn)等個(gè)體情況設(shè)計(jì)不同的訓(xùn)練方案.尤其是在制定普通運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練方案時(shí),首先需要通過專項(xiàng)力量練習(xí),來提升軀干和支撐腿繞縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度;通過增加支撐腿向前滑步與移動(dòng)中進(jìn)攻腿下肢肌群的抗阻練習(xí),來提升膝關(guān)節(jié)的屈曲和增加大小環(huán)節(jié)的傳遞速度;通過移動(dòng)中身體負(fù)重練習(xí)和支撐腿的平衡練習(xí),來調(diào)節(jié)身體重心平衡和改善技術(shù)動(dòng)作的流暢性,提升動(dòng)作質(zhì)量及其在實(shí)戰(zhàn)中的擊打效率.