田 金
(浙江越秀外國語學(xué)院體育部,浙江 紹興 312000)
新時代以來, 加強青少年體育工作是長期學(xué)校體育與競技體育的重要工作, 其中以高中生為代表的青少年群體競技水平尤為關(guān)鍵, 其不僅處于速度素質(zhì)在內(nèi)諸多身體素質(zhì)的敏感期,也是技術(shù)動作正確掌握及形成的關(guān)鍵階段。 過往研究較多集中于世界精英或國內(nèi)高水平成人運動員百米成績?yōu)橹?,針對高中生百米研究的較少,并且由于樣本數(shù)量少、實驗設(shè)備差制約、個案研究競技水平不均等緣由,導(dǎo)致研究結(jié)論與觀點存在不同及質(zhì)疑。 基于此,該研究遵循百米技戰(zhàn)術(shù)特征、運動學(xué)與動力學(xué)特點、青少年群體生理發(fā)展階段性等客觀認(rèn)知,針對訓(xùn)練比賽中高中男子百米訓(xùn)練參數(shù)與生理指標(biāo)予以科學(xué)監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析, 以期辨析青少年群體以百米運動表現(xiàn)為代表速度提升的核心因素,甄別訓(xùn)練實踐過程中存在矛盾問題,不斷完善與合理設(shè)計該群體訓(xùn)練目標(biāo)、內(nèi)容及計劃,為青少年課余訓(xùn)練提供理論參考與實踐借鑒。
百米成績的運動表現(xiàn)不僅體現(xiàn)在最高速度即刻磷酸原系統(tǒng)的快速動員, 而且后半程最大速度的維持及緩慢減速更依賴無氧糖酵解系統(tǒng)的持續(xù)供能。 其中供能過程中代謝產(chǎn)物乳酸堆積經(jīng)由肌肉產(chǎn)生然后逐漸擴散至血液當(dāng)中, 進(jìn)而導(dǎo)致血液酸性會上升而引發(fā)中樞神經(jīng)對肌肉動員的下降及運動表現(xiàn)限制。針對乳酸濃度在高強度運動滯后現(xiàn)象的發(fā)生機制及功用得到了學(xué)者的關(guān)注,如蘇炳添[1]提出在運動結(jié)束后血液乳酸分析曲線的診斷,指出最佳乳酸堆積曲線,尤以第10 min、15 min呈現(xiàn)最大值為最佳;運動表現(xiàn)即刻尚未產(chǎn)生高乳酸。 鄭雪峰[2]等認(rèn)為提高無氧糖酵解供能速率與ATP-PCr 儲備是短跑運動員訓(xùn)練的主要任務(wù), 爆發(fā)力及力量訓(xùn)練是世界級精英短跑選手訓(xùn)練計劃安排的重點。
徑賽項目起跑階段即刻鳴槍發(fā)令開始到運動選手反應(yīng)出發(fā)的時間域,稱為反應(yīng)時間[3]。 徑賽短跨及接力項目皆以蹲踞式起跑為起始動作, 整體運動表現(xiàn)一定程度上與起跑反應(yīng)時息息相關(guān)[4]。 如袁曉毅[5]通過分析第2 屆世界田徑錦標(biāo)賽2 位百米選手起跑時間和分段成績發(fā)現(xiàn),起跑至30 m 階段2 人相差0.12 s,2 人在30 m 到百米間僅相差0.02 s; 獲勝選手的起跑反應(yīng)時間較失利選手快0.057 s, 其占總成績差距的57%,由此認(rèn)為起跑反應(yīng)時間差異成為勝負(fù)的制勝因素。蘇炳添[6]基于2004 年雅典奧運短距離徑賽項目250 位女性和360 位男性運動員運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)樣本, 也同樣發(fā)現(xiàn)短距離及跨欄項目起跑反應(yīng)時與運動成績高度相關(guān)。 起跑反應(yīng)時及動作迅速快慢與否取決于下肢爆發(fā)力量與快速反應(yīng)時。 依據(jù)生物力學(xué)原理,即由支撐腿、擺動腿、骨盆運轉(zhuǎn)等骨骼處肌肉產(chǎn)生的動力作用于地面,隨即身體重心經(jīng)由支撐推蹬后進(jìn)入騰空階段,期間推蹬作用及下肢力量對重心飛行軌跡、 身體快速啟動影響至關(guān)重要[7]。已有研究常用下蹲跳來標(biāo)識下肢力量爆發(fā)力的評價內(nèi)容。 如王澤峰等[8-10]通過一系列研究, 持如下觀點,即46.5%的力量參數(shù)會影響百米速度整體表現(xiàn)、下蹲跳與短距離30 m 沖刺具有高度相關(guān)性等。
以往針對百米供能系統(tǒng)決定性作用、 血乳酸堆積滯后的標(biāo)識功效、 起跑反應(yīng)時作用及下肢力量的相關(guān)效度等主題予以了定量實證探究[11]。 作為力量及速度發(fā)展尚處于上升與敏感期的高中青少年選手,在起跑動作技術(shù)掌握稚嫩、抗乳酸能力較弱等情況下,開展下肢力量為主的體能評價與制勝因素的理論辨析,有利于青少年運動員及教練員科學(xué)認(rèn)知以百米為代表速度類項目的特征與規(guī)律,為“加強青少年體育工作”“廣泛開展群眾體育與競技體育”提供指導(dǎo)理論與訓(xùn)練要點[12]。
以高中男子運動員百米項目作為研究對象。
2.2.1 文獻(xiàn)資料法
該研究借助中國知網(wǎng)學(xué)術(shù)平臺數(shù)據(jù)庫,以“100 m”“百米”“短跑”“蘇炳添”“磷酸原”“ATP”“反應(yīng)時間”“起跑” 等田徑短跨項目專項技術(shù)名詞及學(xué)術(shù)熱點用語為關(guān)鍵詞, 開展主題檢索相關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn),為本研究提供選題依據(jù)、測試方法及分析思路等,以期研究兼具新穎性、學(xué)術(shù)性、可行性。
2.2.2 實驗法
該研究測試分為基礎(chǔ)能力與專項能力2 部分, 基礎(chǔ)能力指下肢動力及下蹲跳運動表現(xiàn),專項能力特指百米分段成績、起跑反應(yīng)時、百米運動負(fù)荷后乳酸堆積量。
實驗?zāi)康模和ㄟ^測試高中短跑運動員百米總用時、分段用時、分段速度、即刻及滯后間隔最大乳酸值、下蹲力量,評價競技水平及訓(xùn)練狀態(tài), 比較與辨析青少年短跑運動員技術(shù)及體能制約因素,最終提升該群體競技水平及彌補訓(xùn)練短板。
實驗對象:XX 師范大學(xué)附屬中學(xué)、XX 師范學(xué)院附屬中學(xué)運動隊9 名短跑運動員作為研究樣本。 其中身高:171.82±4.88 cm;體重:64.33±4.66 kg;年齡:16.67±1.00 年;訓(xùn)練年數(shù):3.44±1.67 年。
實驗項目:
1)下蹲跳。 依據(jù)計劃實施,即選手進(jìn)入測力板后先以直立姿勢,雙手叉腰,共進(jìn)行2 回,4 次跳躍,每跳間隔5 s,每組間隔5 min,以個人體重、騰空時間、落地力量數(shù)據(jù)分析計算出跳躍高度,測試前輸入個人體重,騰空時間與落地力量透過軟件計算獲得數(shù)據(jù)[13]。
2)專項速度與起跑反應(yīng)時間。 即:以單人測試方式收集樣本對象百米訓(xùn)練參數(shù), 即透過電子式鳴槍與起跑反應(yīng)時間測定器記錄個人即刻起跑反應(yīng)時; 用分段速度定時器記錄每10 m 間隔個人位移速度表現(xiàn)。
3)血乳酸測量。 百米速度測試完成后,以耳垂采血方式透過毛細(xì)管采集(10μl)安靜值,其中百米測試結(jié)束后第1、3、5、7、10、15 min 的乳酸值,依次標(biāo)記為E1、E3、E5、E7、E10、E15。
2.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法
該研究將百米測試期間收集的運動學(xué)與生理學(xué)數(shù)據(jù)以均值與標(biāo)準(zhǔn)差描述, 并以分段計時驗算出每百米分段速度,以Sigma Plot8.0 軟件進(jìn)行圖形制作分析;以重復(fù)量數(shù)單因子變異數(shù)分析百米分段速度差異、百米結(jié)束后各時間點乳酸值差異;以皮爾遜積差相關(guān)分析推測下蹲跳、 起跑反應(yīng)時間及百米用時間關(guān)聯(lián),顯著性水平界定為p<0.05。
傳統(tǒng)運動訓(xùn)練學(xué)理論認(rèn)為百米成績及運動表現(xiàn)與體能、技術(shù)動作等表征指標(biāo)存在較高相關(guān)聯(lián)動, 基于此思路及訓(xùn)練認(rèn)知。 該研究對3 者間的關(guān)聯(lián)性予以實證探究,研究發(fā)現(xiàn):1)表1 為該研究下蹲跳、 起跑反應(yīng)時間及百米用時的均值與標(biāo)準(zhǔn)差。 下蹲跳與起跑反應(yīng)時間2 變量間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為r=0.024,p=0.951,2 變量未呈顯著性相關(guān);2)起跑反應(yīng)時間與百米總時間2 變量間皮爾遜相關(guān)系數(shù)為r=0.055,p=0.888,2 變量未呈顯著性相關(guān);3)下蹲跳與百米用時2 變量間皮爾遜相關(guān)系數(shù)為r=0.461,p=0.211,2 變量未呈顯著性相關(guān)。
表1 下蹲跳、起跑反應(yīng)時、百米成績的平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差及相關(guān)系數(shù)(皮爾遜)
過往研究多以百米分段速度去定量分析百米全程運動表現(xiàn),探究起跑、加速跑、途中跑、沖刺跑等不同階段速度表現(xiàn)[14]。該研究借鑒此類研究思路及方法, 在表2 為百米測試過程中每10 m 分段速度, 由0—10 m 分段以平均5.57±0.33 m/s 起跑加速,于30-40 m 分段達(dá)到最高速度平均9.00±0.26m/s。 其與40—50、50—60、60—70 m 分段速度比較, 未呈顯著性差異;但與其它分段速度比較,呈現(xiàn)顯著性差異。 由此說明,尚處于加速及最高速度階段的數(shù)率保持的時段還是相對距離近且時間短,尤其針對青少年、以頻率提速為主、亞裔選手的高速保持、加速期延長及后半程減緩掉速都將制約百米成績。
表2 百米跑每10 m 分段速度的均值、最大值及最小值統(tǒng)計列表
圖1 是針對百米分段速度趨勢所繪制的復(fù)合折線圖,整體直觀地描述了百米全程每10 m 即刻速度變化的趨勢,呈“橫L”形,基本呈現(xiàn)了高中生群體百米選手分段速度的特征,也是其競技能力、運動技術(shù)及體能水平的綜合體現(xiàn)。 相比較于世界精英選手、成人優(yōu)秀百米運動員的平滑、緩增、漸減的拉長“橫L”形分段即刻速率變化趨勢圖,還是存在較大差異的。
圖1 百米運動員10 m 分段距離即刻速度變化誤差折線圖
世界田徑錦標(biāo)賽男子百米首輪參賽選手與該屆世錦賽獎牌選手比較分段速度后發(fā)現(xiàn),見圖2,世界級選手最高速度較國內(nèi)高中選手延后(80 m vs 40 m);速度穩(wěn)定期較長(40—100 m vs 40—70 m)。
圖2 不同等級水平百米運動員分段即刻速度誤差折線
百米極限強度ATP 供能不足及無氧代謝介入與乳酸堆積滯后等都是人體常規(guī)應(yīng)激表征。 表3 為百米結(jié)束后樣本測試隊員最大及最小乳酸堆積值, 其中乳酸平均值9.67±1.07 mmol/l,最高與最低分別為11.54 和8.50 mmol/l。 百米測試中個人最快成績?yōu)?1.68 s,其最大乳酸值為11.54 mmol/l,于測試結(jié)束后第7 min(E7)出現(xiàn);最慢完成成績12.62 s,其最大乳酸值為8.83 mmol/l,于測試結(jié)束后第5 min(E5)出現(xiàn)。由表3 真題不難得出如此觀點, 即百米成績排序靠前高中生選手的最大乳酸值相對高且更滯后,說明其機體在百米跑的過程中,高速消耗的無氧供能能量大、乳酸的堆積滯后更為長久,其機體的恢復(fù)及即刻反應(yīng)(耐酸性、氧虧等)更為顯著。
表3 百米個人成績、最大乳酸值及出現(xiàn)節(jié)點統(tǒng)計表
起跑反應(yīng)時間特指當(dāng)個體聽到槍響后直到產(chǎn)生肌肉力量即刻時段[15]。起跑反應(yīng)時間一定程度決定于百米跑成績。戴興鴻[16]針對1 319 名男性與女性百米跑者的研究表明,男女平均起跑反應(yīng)時間分別為0.17±0.03 s 及0.18±0.03 s,隨著預(yù)賽、復(fù)賽、決賽等賽程強度的不斷提升,運動員的起跑反應(yīng)時間相應(yīng)可能縮短, 男子與女子選手大致遞減到0.14 與0.15 s。邢瑜[17]通過調(diào)研2000 年悉尼、2004 年雅典、2008 年北京奧運短距離徑賽項目男女生選手,發(fā)現(xiàn)2008 年男子百米決賽階段平均完成時間為9.89 s,起跑反應(yīng)時間平均為0.15 s。 2009 世界業(yè)余田徑協(xié)會賽事報告中就該年度男子百米預(yù)賽58 人次參賽記錄發(fā)現(xiàn),百米選手反應(yīng)時間約0.15±0.02 s;男選手起跑反應(yīng)時間越短則百米成績越好,女性則不完全呈現(xiàn)相同現(xiàn)象。短跑各距離階段(起跑至加速期、最高速度與維持期、速度下降/減速期),男選手各階段動作輸出能力較穩(wěn)定;女選手在起跑反應(yīng)階段的表現(xiàn)可能不是絕對影響最終表現(xiàn)的關(guān)鍵因素。劉芳[18]比較不同年齡階層短跑運動員發(fā)現(xiàn)成年男子因具有較高的肌肉質(zhì)量與力量,并有較佳的起跑技巧,其較青少年選手有相對短的起跑反應(yīng)時間與加速度表現(xiàn), 建議青少年選手不斷強化力量與起跑技術(shù)訓(xùn)練,以加速專項能力轉(zhuǎn)換。 本研究對象起跑反應(yīng)時間較長,且與最終速度表現(xiàn)呈現(xiàn)不一致,可能是由于下肢力量與起跑技巧不足, 以及各階段動作輸出較不穩(wěn)定導(dǎo)致。
垂直彈跳的能力是許多運動項目中重要的體能元素,其中尤以CMJ 及落下跳(DJ) 最為常用評估垂直彈跳力能力指標(biāo),教練與訓(xùn)練人員也借此評估個體能力。 其中CMJ 相較于水平式跳躍更具最高速度預(yù)測性效度。 本研究對象百米運動表現(xiàn)介于11.68~12.55 s,CMJ 為44.94±4.34 cm,2 者競技表現(xiàn)都低于過往實證研究成績統(tǒng)計均值。本研究速度與下肢力量2者相關(guān)性與過去文獻(xiàn)呈現(xiàn)不一致, 推測可能源于較低的下肢力量致使跑步時觸地的時間增加、降低步頻、縮短步幅距離及較短的滯空時間,進(jìn)而導(dǎo)致速度表現(xiàn)較低。朱泉池[19]指出CMJ能反映出個體瞬間的動力/力量、 速度與位移-時間(displacement-time) 變化, 以及個體肌肉活性與神經(jīng)肌肉適應(yīng)的功能性。 刑瑜[20]研究發(fā)現(xiàn)垂直性與水平性跳躍測試對速度表現(xiàn)具有高度相關(guān)性, 同時速度表現(xiàn)或多方向變換速度能力仍與下肢水平和垂直跳躍力量存在弱相關(guān)性與不確定性。
綜上所述,該高中男子百米短跑運動員的下蹲跳差、反應(yīng)時間低,源于下肢力量較低,同時在垂直跳躍能力和水平速度轉(zhuǎn)換之間的動作技術(shù)轉(zhuǎn)化方面尚未規(guī)范、自動化及動力定型,技術(shù)動作、神經(jīng)—肌肉傳遞動員等方面整體表現(xiàn)差強人意。 以高中生為代表的青少年群體上述技術(shù)與體能水平的欠缺都一定程度制約百米起跑后加速表現(xiàn)、 高速度保持階段動作輸出的穩(wěn)定性等,該結(jié)論與過往迥異。
該研究對象從起跑至最高速度出現(xiàn)于第40 m, 速度為9.00±0.26 m/s, 該速度持續(xù)穩(wěn)定保持約30 m 后呈現(xiàn)下降趨勢,其后70 m 處速度為8.88±0.31 m/s,由此不斷持續(xù)下降直至終點8.53±0.23 m/s。 運動表現(xiàn)啟發(fā)如下訓(xùn)練思考:1)百米即刻最高速度仍需不斷挖掘與整體提高;2) 最高速度及次最大速度保持距離仍需延長。 百米跑運動學(xué)最大即刻速度上速度的提升與保持還需落實到能量供給與輸出。 依據(jù)運動生理學(xué)“最大強度運動的磷酸原腺苷與糖酵解因運動時間不同而不同供能比例迥異”的原理機制,即小于5 s 的最高強度以磷酸原腺苷比例最高,當(dāng)時間延長,無氧糖解供能比例會略高磷酸原腺苷供能,當(dāng)時間延長至20 s 后,無氧糖酵解供比例大于磷酸原腺苷供能。
當(dāng)運動強度增加至需要以無氧糖酵解分解合成三磷酸腺苷時,肌肉收縮及對外做功將產(chǎn)生大量的乳酸,尤其當(dāng)乳酸的生成高于清除時便造成乳酸堆積。 因此,可以遵循運動結(jié)束后乳酸最高值出現(xiàn)的時間曲線來判斷; 當(dāng)運動結(jié)束呈現(xiàn)最高乳酸值, 表示于運動過程中的負(fù)荷使個體提早進(jìn)入無氧糖酵解分解與產(chǎn)能的路徑,而產(chǎn)生大量乳酸。 反之,于運動結(jié)束后越晚出現(xiàn)最大乳酸值時,可表示在此運動過程中,強度負(fù)荷增加但個體尚未完全進(jìn)入無氧糖酵解分解路徑, 可能減少因酸化而干擾運動表現(xiàn)的發(fā)生。 本研究運動結(jié)束后最大乳酸堆積與出現(xiàn)時間點觀察發(fā)現(xiàn),百米完成時間最快者,其結(jié)束后乳酸為最高值;完成時間最慢者則乳酸為最低值,推測可能與運動強度及競技能力有關(guān)。Hautier 以9 名精英級短跑員百米與200 m速度對照乳酸指出,乳酸值約8.5~10.3 mmol/L 之間。 值得注意的是大約5%~15%總?cè)樗岬牧渴窃谶\動結(jié)束后產(chǎn)生, 并同時快速的磷酸肌酸被組成, 由此間接可知大部分的乳酸在運動過程中即已產(chǎn)生。Neumann 指出肌肉產(chǎn)生乳酸因素,主要是在于運動負(fù)荷的關(guān)系,運動負(fù)荷在本研究是指百米完成時間。本研究對象間的差異, 再以運動結(jié)束后最大乳酸出現(xiàn)時間點分析,研究發(fā)現(xiàn)有2 位參與者于運動結(jié)束后第7 min(E7)出現(xiàn),7 位參與者于運動結(jié)束后第5 min(E5)出現(xiàn),由此推測高中男子短跑運動員在百米極短極限強度的運動過程中即已產(chǎn)生高乳酸值。 相較Neumann 所判斷的時間點,本研究對象高乳酸值呈現(xiàn)更早, 推測其百米高強度運動過程中即已產(chǎn)生高乳酸值及堆積量, 其一定程度限制了高中男子運動員百米競速過程中持續(xù)穩(wěn)定的能量輸入與動作技術(shù)完成能力。
綜上所述,百米速度整體表現(xiàn)不盡相同且水平參差不齊,其與無氧糖酵解能力不足有關(guān)。 百米分段速度、運動結(jié)束后乳酸以及乳酸堆積的比較分析表明:2、6 號選手在同年齡段群體中百米運動表現(xiàn)較好,最大及極大速度維持能力不足,1、3、4、5、7、8、9 號選手最高速度絕對實力與高速度維持能力均需提升。 建議:1)百米競技水平較低選手易采用重復(fù)或間歇性訓(xùn)練發(fā)展其無氧糖酵解及ATP 供能, 兼顧提高絕對速度與高速維持能力, 如每周至少3 次, 以求穩(wěn)定40—80 m 速度與提升80—100 m 最后沖刺的續(xù)航能力。 2)絕對速度較強,高速維持能力不足選手,通過90%最大強度百米負(fù)荷,從而提高高中男子百米選手高速度穩(wěn)定能力,如高速跑步機或下坡跑進(jìn)行20 s的間歇性高速練習(xí)。 3)百米短跑競技能力培養(yǎng)及運動表現(xiàn)呈現(xiàn),需從技戰(zhàn)術(shù)、體能、心理等多方面完善提高;尤其針對速度素質(zhì)發(fā)展敏感期的青少年,規(guī)范基本動作技術(shù)、強調(diào)神經(jīng)肌肉訓(xùn)練、適度增加力量及體能訓(xùn)練、豐富多元訓(xùn)練手段,從而打好堅實技戰(zhàn)術(shù)及體能基礎(chǔ), 最大限度挖掘身體潛質(zhì)及形成高超競技能力。
高中男子百米跑選手,起跑反應(yīng)時間、下肢力量與百米總時間3 者之間未呈現(xiàn)顯著性相關(guān), 與精英級別短跑運動員為研究樣本的結(jié)論迥異。 推測可能與個體下肢力量較低,起跑、加速跑、途中跑等專項技術(shù)不規(guī)范與熟練有關(guān),從而影響百米跑整體運動表現(xiàn)。
高中男子百米跑選手起跑后最高速度出現(xiàn)時間節(jié)點較精英級別選手早,且高速度保持穩(wěn)定距離角度,后半程及沖擊階段絕對速度下降速率快。 推測可能該群體以磷酸原能量儲備不足、磷酸原腺苷及糖酵解供能匹配比例不合理與供給能力,上述原因?qū)е赂咚俣缺3蛛A段能量代謝短缺與動作輸出不穩(wěn)定, 進(jìn)而表現(xiàn)為后半程掉速較快、 全程分段速度變化起伏較大、整體速度運動表現(xiàn)較差。
高中男子百米跑選手起跑反應(yīng)時間長、加速度距離短、維持最高速度時間少等運動學(xué)訓(xùn)練參數(shù)表現(xiàn), 除去下肢力量不足、無氧供能與磷酸原能量儲備不足等原因,訓(xùn)練理念下的技術(shù)動作習(xí)得與戰(zhàn)術(shù)要求也有關(guān)聯(lián)。 起跑技術(shù)訓(xùn)練的不重視及弱化、過分強調(diào)依靠步頻代替步長加速達(dá)到最高速度等,一方面過早消耗掉身體儲存的磷酸原能量儲備, 另一方面神經(jīng)—肌肉的聯(lián)結(jié)與專注度不夠, 都會很大程度影響身體單薄及發(fā)育過程中力量羸弱的高中生百米短跑學(xué)生隊員運動表現(xiàn)。
該研究不足主要體現(xiàn)在樣本數(shù)量較少, 方法手段受限等緣由,導(dǎo)致研究觀點局限于小眾群體或個案個體,不一定具有代表性或全局觀; 處于發(fā)育敏感及快速增長期的高中百米選手,心理成熟度、技術(shù)動作穩(wěn)定性等方面在單次測量的重測信度與效度表現(xiàn)上不一定精準(zhǔn), 也可能給實驗數(shù)據(jù)收集比對帶來誤差。 未來或后續(xù)研究還是要從動作技術(shù)規(guī)范化、精準(zhǔn)化、數(shù)量化入手,遵循高中生群體身心發(fā)展階段性特征(敏感性、變化性、突發(fā)性、快速性等)制定個體化訓(xùn)練方案、兼顧一般與專項體能訓(xùn)練內(nèi)容、科學(xué)處理訓(xùn)練強度與負(fù)荷量關(guān)系,為其后百米競技表現(xiàn)夯實技戰(zhàn)術(shù)基礎(chǔ)、延續(xù)與挖掘身體機能潛質(zhì)。