优秀男子短距离速度滑冰运动员起跑技术的运动学特征及训练启示

1.1 受试者

受试者为8名现役高水平男子短距离速度滑冰运动员(国家级运动健将5名、国际级运动健将3名),平均年龄(22.00±3.07)岁,平均身高(180.63±4.96)cm,平均体重(75.21±7.15)kg,平均训练年限(9.88±4.26)年。测试过程中,采用左脚在前、右脚在后的站立式姿势,于黑龙江省速滑馆完成测试。

1.2 测试工作流程

测试前进行实验仪器的布置、安装、调试,检验仪器设备的稳定性,运动员熟悉测试目的和测试流程、签署知情同意书、登记基本信息。标准化热身25 min,内容以激活练习、慢跑、肢体拉伸、冰上滑行等为主,身体微微出汗为宜。正式测试前适应性起跑练习1~2次,测试时按照比赛发令流程进行,听到发令枪声后全力以赴起跑,连续采集起动和疾跑前6步视频参数,记录并保存实验数据。每名运动员进行3次有效测试,时间间隔4~5 min,待心率下降到110次/min后进行下一次测试。可靠性评估采用连续3次起跑测试的组内相关系数进行分析,相关系数 r=0.930,测试方案具备一致性。

1.3 设备与数据采集

数据采集使用无标记点人工智能录像采集与分析系统(Fastmove Realtime V1.0)。根据实际研究需要架设高清摄像机(ZCAM,E2),快门速度为1/500 s,采样频率为60 Hz,分辨率为1 920×1 080 dpi,收集起动和加速相位的图像。2台摄像机相距约为12 m,主光轴之间夹角约为90°,均放置于滑行方向左侧,使用Vention光纤电缆线连接实现同步采集。摄像机距离冰面高度为1.2 m,距离拍摄标定点8.5 m。采用直接线性变化法(direct linear transformation,DLT)进行三维空间立体坐标标定(艾康伟 等,2002),并确定原点和主轴为X轴(运动方向)、左右方向为Y轴(水平轴)、上下方向为Z轴(垂直轴)(图1)。采集指标主要包括时间、空间距离、空间角度和速度。

图1测试现场示意图

Figure 1Schematic of the Test Site

1.4 数据处理

利用Fastmove Motion-3D(V1.2.11)三维运动学分析系统进行数据处理,该系统利用图像识别及深度学习技术,实现AI无标记自动识别人体关键点和三维模型重建(图2)。数据处理步骤:依次经过视频导入软件、智能识别、保存、异常点修补后,使用Butterworth四级低通数字滤波器对三维坐标的数字化误差和设备噪声进行平滑滤波,截断频率为10 Hz(Song et al., 2017),结合DLT空间标定数据,利用AI技术进行三维空间标定及地面坐标转化,重建起跑三维数据模型(人体模型使用詹姆斯·海),查看三维数据并经数据化误差检验后导出到存储盘中。

图2人体姿态自动解析与三维模型合成示意图

Figure 2Schematics of Automatic Analysis of Skaters’ Posture and 3D Model Synthesis

注:a.前侧AI识别;b.后侧AI识别;c.3D人体模型合成。

1.5 数据分析与统计

为了能更好地阐释起跑技术的生物力学特征,将起跑过程分为预备姿势(ready,RD)、起动(start,ST)和疾跑(accelerate,AL)3个阶段,并将起动开始后的时相划分为着冰时刻(touch down,TD)和离冰时刻(take off,TO)(Ryu et al., 2016;Song et al., 2017)。由于受试者均采用左脚(left,L)在前、右脚(right,R)在后的站立式起跑姿势,因此将每一步的时刻或阶段划分如图3所示。起跑至15 m时间是衡量起跑实效性的关键指标,能够有效反映运动员的起动速度、前冲力、稳定性以及在训练或比赛中所表现出来的实际效果,用时越短说明实效性越好(房英杰 等,2023;杨树人 等,1999)。数据统计采用SPSS 26.0软件进行描述性统计(M±SD)和Perasons相关性分析。

图3起跑各阶段与动作时刻划分

Figure 3The Start Time or Phase of a Speed Skater

注:RD.预备姿势;ST.起动;TD.着冰时刻;TO.离冰时刻。

2结果

2.1 时间参数

起动时是从发令(光、声、烟)开始到运动员支撑腿起动并做出蹬离冰面动作之间的时间间隔,是反映人体神经系统与骨骼肌系统协调性和快速反应能力的重要生理指标。本研究判断起跑反应时是从发令枪信号发出后的肢体动作变化为主,辅以足底压力和肌电的瞬间变化为依据综合判定。运动员的反应时为(0.32±0.05)s,起动时为(0.68±0.07)s,从鸣枪时刻开始加速至15 m的时间(起跑实效性)为(3.12±0.16)s,反应时和起动时参数与起跑实效性具有高相关性,相关系数分别为 r=0.533、 r=0.915。

表1显示,运动员疾跑第1~6步蹬冰腿与冰面支撑蹬伸时间呈现逐渐延长的趋势,双腿离冰腾空时间呈现逐渐缩短的趋势,单步时间从疾跑第6步开始呈现延长的趋势。疾跑第6步着冰时间和第4步腾空时间与起跑实效性具有相关性,而疾跑第6步腾空时间和疾跑单步完成时间(除第3步外)与起跑实效性呈高相关性。

表1疾跑阶段时间参数与起跑实效性的相关性统计Table 1Time Parameters of Acceleration Phase and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

注:* P<0.05,** P<0.01;下同。

表2显示,疾跑的第1步、第2步、第4步和第6步步频均与起跑实效性呈高负相关性。

表2起动和疾跑的步频与起跑实效性的相关性统计Table 2Step Frequency During Initial Push and Acceleration and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

2.2 空间距离参数

表3显示,疾跑第1~6步的步幅逐渐增加;同侧步宽呈现下降,并表现出右侧腿着冰用力时步宽较大的特点;疾跑第1步重心高度起伏变化明显,第2~6步变化无差异(0.86~0.89 m)。起动以及疾跑第2步、第4步的步幅长度与起跑实效性呈高负相关性,疾跑第2步、第4步的步宽与起跑实效性呈高负相关性,疾跑第5步和第6步的重心高度与起跑实效性呈高负相关性。

表3起跑空间参数与起跑实效性的相关性统计Table 3Spatial Parameters of the Start Phase and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

从短距离速度滑冰起跑过程的身体重心与身高比值(H COM/H)变化情况可以看出( 图4),运动员起动时身体重心较为平稳,疾跑第1步身体重心迅速升高,之后几步缓慢升高并趋于稳定。

图4身体重心高度与身高比值

Figure 4Ratios of the Body’s Center of Gravity to Body Height

2.3 空间角度参数

稳定角是衡量运动员起跑稳定性的重要指标,包括稳定角、前稳定角和后稳定角 。表4显示,疾跑前6步同侧蹬冰角呈下降趋势,右侧腿蹬冰角下降较为明显,整体表现出先增后减的特点。其中,后稳定角、起动蹬冰角以及疾跑的TD1 L、TD2 R、TD5 L与起跑实效性具有相关性。

表4稳定角和蹬冰角与起跑实效性的相关性统计Table 4Stability Angles and the Push Angles and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

表5显示,运动员起跑预备姿势时的躯干角为(19.6±7.25)°,起动开始后躯干角迅速增大,随着滑跑进程,躯干角表现出先增加后降低趋势。其中,RD和TD1时刻的躯干角与起跑时效性呈高相关性,而TD7时刻的躯干角与起跑实效性呈高负相关性。

表5躯干角与起跑实效性的相关性统计Table 5Trunk Angles and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

表6显示,运动员起跑预备姿势时左腿膝角为(109.96±7.51)°、右腿膝角为(120.13±6.27)°,起动结束后蹬冰腿膝角为(148.81±4.90)°,与起动前预备姿势的差值为(28.67±8.72)°,起动结束后浮腿膝角表现出变小的技术特点。疾跑前6步同侧浮腿和蹬冰腿膝角无论是在着冰时刻还是在离冰时刻均逐渐增大,且右侧腿膝角显著大于左侧,离冰与着冰时刻膝角之间的差值表现出左侧变化幅度高于右侧的技术特点。着冰时刻膝角、离冰时刻膝角以及差值与起跑实效性之间无规律性相关,但个别指标反映出着冰时刻膝角越小、离冰时刻膝角越大,越有利于起跑时效性改善。

表6着冰和离冰时刻的膝角与起跑实效性的相关性统计Table 6Knee Angles at Touch-down and Take-off Times and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

注:差值为TO与TD之间的角度差。

从起跑过程中运动员下肢膝角的变化趋势(图5)可以看出,双下肢膝角着冰时刻在93°~113°变化,离冰时刻在143°~148°变化,左腿膝角在93°~148°变化,右腿膝角在110°~148°变化。整体表现出着冰时刻右腿膝角略高于左腿膝角、离冰时刻膝角相近的特点。

图5起跑过程左、右腿膝角变化趋势

Figure 5Change Trend of Left and Right Leg Knee Angles at the Start

2.4 速度参数

短距离速度滑冰运动员支撑腿冰刀每次离冰时刻的速度值( 表7)显示,起动结束后的速度值为(2.40±0.23)m/s,疾跑每一步离冰时刻的速度值逐渐增长,但环比增长幅度逐渐降低。起动和疾跑前4步与起跑实效性具有高度负相关性。

表7离冰时刻速度与起跑实效性的相关性统计Table 7Take-off Velocities and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

图6为短距离速度滑冰运动员起跑前10 m加速过程中每米的速度变化情况,从第1~10 m的速度变化整体呈现递增趋势,前7 m递增较明显,7 m之后递增逐渐放缓。

图6起跑前10 m速度变化情况

Figure 6Take-off Velocities and Their Correlation with the Effectiveness of the Start

3分析与讨论

3.1 短距离速度滑冰运动员起跑技术的运动学特征

3.1.1 时间特征

起动的关键点在于以最佳的蹬冰角度和后支撑腿有效快速蹬伸提高起动效率,尽量缩短起动时间是提升起动效率的核心。起动时与起跑实效性之间的相关性极高( r=0.915),可以作为决定起跑实效性的核心指标。起动时由反应时和运动时组成,其中反应时越短说明机体对刺 激发生的反应越快。运动员起跑反应时基本维持在0.27~0.37 s,并表现出成绩好的运动员反应时越短的规律,但与精英短跑选手平均0.15 s的反应时相比(谢洪昌 等,2016),表现出相对延迟的起动特征,主要与冰刀与冰面之间的非稳定支撑有极大关系。由于速度滑冰运动员的起跑是在光滑的冰面上进行,没有类似短跑运动员起跑用的抵脚板支撑,只能依靠后支撑腿冰刀内刃嵌入冰面完成起动,爆发式用力极有可能产生侧滑导致能量泄露,这就需要运动员在支撑用力时将身体重心压实在冰刀上,加强蹬冰腿的蹬冰角度、方向及与肢体其他部位的协调配合,将更多有效蹬冰力量作用于冰面上,有助于改善起动效率。因此,为了缩短起跑反应时,集中注意力听发令枪声、起动姿势的稳定与控制训练至关重要。

运动员与地面接触时间长短是预测短距离项目成绩的重要指标(Slawinski et al., 2010)。随着着冰次数的增加,着冰时间表现出逐渐延长的趋势,而腾空时间则逐渐缩短,从疾跑第6步开始出现双支撑(表1),意味着起跑技术从滑跑向滑行技术过渡的转换点开始出现(Song et al., 2017)。疾跑初期运动员主要以单腿支撑用力加速,在整个滑跑过程中单脚支撑所占的时间比例最长,单脚支撑条件下的平衡控制能力影响着起跑稳定性。速度滑冰起跑不但技术动作复杂,而且与冰面的接触面积极小,运动员需要借助约1.1 mm厚的冰刀,依靠左右腿高频交替蹬冰实现起动后的疾跑加速,刀刃最长的冰刀与冰面的最大接触面积不足10 cm2,再加上刀刃与鞋底之间的高度为5.5~6.7 cm,使得踝关节离地高度提升,无形中增加了支撑腿蹬冰发力时的阻力臂长度以及蹬冰结束后向前摆动的力矩。因此,训练中需要强化单脚支撑状态下的平衡与稳定性控制能力。

3.1.2 空间距离变化特征

步幅和步频对起跑效果有重要影响(Slawinski et al., 2010)。表3显示,起动阶段运动员浮腿抬转并以冰刀内刃着冰的步幅和步宽较小,身体重心高度变化幅度轻微,主要原因在于此阶段依靠后支撑腿快速有力地蹬伸和浮腿抬转着冰来克服身体惯性,技术重点在于快速摆脱静止状态并形成良好的加速姿态为疾跑加速做准备,表现出快蹬、快落、步幅短的技术特征。疾跑第1步运动员步幅增加幅度较大(图4),身体重心高度有明显提升,步宽无明显变化,说明在滑行方向的爆发式用力效果明显。从疾跑第2步开始,运动员的步幅呈现有规律地增加趋势,身体重心高度增幅较小,疾跑第2步和第4步右腿蹬冰时步宽增幅明显,这可能与运动员双侧腿力量不均衡以及右腿着冰用力程度相对更大有关。由于起动以及疾跑的第2、4步均为右腿支撑蹬伸用力,所产生的步幅长度与起跑实效性呈高负相关性,疾跑第2步和第4步的步宽以及第5步和第6步身体重心高度与起跑实效性呈高负相关性(表3),说明步幅、步宽和身体重心高度均表现出与起跑实效性关系密切,特别是右侧腿支撑蹬冰时更为重要。因此,起跑陆冰结合专项训练时需要注意适当增加步幅、步宽以及在滑跑至技术过渡点阶段适当提升身体重心高度,将更有利于起跑实效性提升。

改善速度滑冰运动员步幅的关键在于对冰面施加更有效的力量并尽量充分地伸展下肢,而非刻意地迈大步。在疾跑加速过程中,运动员穿着的克莱普冰刀对滑动支撑造成极大难度,此冰刀的突出特点是刀与鞋连接处的铰链式转动结构,这种结构让运动员在蹬冰时冰刀围绕冰鞋前部铰链上下转动,在疾跑加速过程中不利于身体重心前移,着冰稳定性难以控制,这就要求运动员在疾跑初期的几次着冰时要确保支撑腿位于身体重心下方而不是前方,以最大限度地减少浮腿在摆动过程中的时间消耗,同时让浮腿在着冰时保持冰刀与冰面全刃接触,这样滑行的支撑点可以相对集中于脚掌前半部的跖趾关节下方,更有利于身体重心的快速前移和加快步频,支撑腿在着冰期强而有效的蹬冰技术是从瞬时蹬冰发力到有效蹬冰发力的过渡,此过程应该是流畅并可控的,运动员身体重心高度与身高的比值维持在约为0.5时(图4)有利于对冰刀的控制,提升起跑稳定性。提示,在起跑训练中应在保持步频不变的前提下尽可能地增大步幅,同时还要加强左侧腿蹬冰力量的提升。

3.1.3 空间角度变化特征

较小的前稳定角会使运动员重力线距前脚支撑点更近,这样会使向前倾倒的力矩增大,有利于运动员在起动时快速打破平衡,摆脱静止状态,而增大前稳定角会使肢体的稳定性得到提升,减小犯规的可能性。前后稳定角的大小也在一定程度上反映出运动员身体重量的分配比例,值越小分配的比例就会越大。有研究指出,前脚冰刀负荷约为70%,后脚冰刀负荷约为30%,有利于起动后支撑腿的快速蹬冰发力(Jun, 2010),相比而言,我国高水平速度滑冰运动员前稳定角与后稳定角的比值约为0.26(表4),表现出前稳定角显著低于后稳定角的技术特点,说明起跑预备姿势时的重力线更靠前。本研究得出,后稳定角与起跑实效性呈高负相关(r=-0.503),较小的后稳定角更有利于加速。因此,为了能够提高起动效率和起跑实效性需要适当增大前稳定角,可能更有助于蹬冰力量的发挥。

蹬冰角是身体重心的矢量方向至蹬冰腿踝关节转动中心点连线与矢状轴之间的夹角,适宜的蹬冰角有利于增大单位时间内力的产生速率,将会产生更多的水平分力以提升水平加速度。有研究指出,蹬冰角是决定蹬冰效果的最关键指标(Noordhof et al., 2013;van Ingen et al., 1985),蹬冰角的大小直接影响蹬冰效果,是决定起动速度与加速度的主要因素(鲁家琪 等,2006)。蹬冰角与起跑实效性保持着高相关性(表4),起动阶段蹬冰角较小,疾跑前3步蹬冰角较大,之后呈逐渐减小趋势,整体表现出右腿蹬冰角大于左腿蹬冰角的技术特征。蹬冰角过大,产生的向上分力增多,向前分力减小,不利于加速;蹬冰角过小,虽然向前的分力增多,但向上的分力就会减小,导致浮腿过早着冰,同样会影响速度。出现右腿蹬冰角大于左腿的现象可从侧面反映出运动员右侧腿在垂直轴方向的分力大于左侧,因此解决双侧肌力在不同方向上力量的均衡发展问题将是今后训练的重点。

较小的躯干角在途中滑阶段对减少空气阻力尤为重要,但在加速阶段合理的躯干角度有利于能量输出。表5显示,运动员起跑预备姿势时的躯干角较小,第1次着冰时躯干角迅速增大,之后缓慢增加,到第4次着冰时达到最大值,而后逐渐减小。离冰时的躯干角也呈现出先增大后减小的趋势,在第3次离冰时达到最大值。在疾跑加速初期运动员躯干角与起跑实效性之间呈低负相关性,在一定程度上反映出疾跑前3~4步适当增加躯干角有利于水平速度的发挥,躯干角的变化与髋部肌力有直接关系,提示,在训练中需要重视髋部力量训练。

膝角及其变化幅度能间接反映运动员在疾跑阶段的蹲屈程度与伸展幅度(裴玉霞 等,2009)。运动员膝角的末值与初值的差值在33.27°~49.76°变化(表6),对起跑实效性影响较大。膝关节是获得蹬冰力的主要关节,起跑加速初期运动员膝关节蹬伸角度范围是93°~148°(图4),虽然在蹬伸力的有效范围(85°~155°)之内(佟永典 等,1997),但未能达到充分蹬伸状态。其范围小的主要原因是为了能够快速产生短时、刚性支撑的动作模式,而这种动作模式与下肢肌肉肌腱刚度有直接关系,刚度强的运动员在与冰面接触收缩过程中会存储更多的弹性势能,在蹬离冰面时会产生更多的向心力收缩。从运动员在起跑加速过程中下肢肌肉收缩的力学机制来看,支撑蹬伸是摆动的基础,离冰时伸膝过直会使屈膝肌群的拉力角与拉力矩缩小,导致大小腿折叠摆动力量受损,转动半径增大、转动惯量增加、转动角速度降低,进而影响步频和蹬冰效率。

3.1.4 速度变化特征

短距离速度滑冰运动员需要掌握对冰面有效施力的方法,以提升在短时间内的速度和加速度(Ryu et al., 2016)。起跑加速过程中,运动员蹬冰腿冰刀只能尽可能长时间地固定在冰面上施力,此时蹬冰腿表现出脚趾在切向方向上的伸展和旋外所组成的合速度,这与身体重心在滑行方向上的速度几乎相同,而随着速度的逐渐增加运动员开始更多地依赖于滑行技术进行加速,加速的技术形式发生变化。Koning等(1989)提出疾跑技术可以细分为2个不同的阶段,即滑跑(rapid short push off)和滑行(push off whilst gliding)。判断滑跑与滑行技术的依据是双脚冰刀是否有双支撑,双支撑出现越早说明运动员越早地依赖于滑行技术进行加速。由于过渡到滑行技术需要运动员通过前几步滑跑并达到一定的速度后才能实现,因此到达这个技术转换过渡点时的速度为(6.7±0.3)m/s,约在第6次着冰时出现。本研究观察到此速度是在疾跑的第5步离冰时刻出现,此时的速度为(6.79±0.36)m/s(表7),与Koning等(1989)的研究结果基本一致。

由图6可知,运动员起跑前7 m呈急加速状态,之后则呈缓慢加速趋势,7 m处开始接近滑跑向滑行技术的过渡点,加速方式也开始发生变化。在众多体育运动项目中主要依靠向相反方向施力推动身体前进,然而速度滑冰项目由于冰面光滑以及滑行速度越来越快的原因,运动员需要向与滑行方向垂直的法向蹬冰实现向前滑行,但在初始的几步疾跑过程中,速度提升的基本动作模式与短跑运动员起跑后的加速方式类似(Kugler et al., 2010),依靠冰刀内刃对冰面施加压力而产生反作用力,加速度生成主要与切向的速度增加量关系较大,而与法向的速度增加量关系较小。

3.2 短距离速度滑冰运动员起跑陆冰结合训练启示

3.2.1 专项速度训练

短距离速度滑冰运动员起跑动作需要迅速摆脱静止状态并依靠下肢发力推动身体运动,听到发令信号后的快速反应以及通过爆发力产生加速度的能力至关重要(Jeon et al., 2016;Jun, 2010;Lee et al., 2005)。运动员起动的目的是形成最佳的身体前倾角以及为顺利过渡到疾跑做准备,起动技术表现出反应时相对较长、爆发式蹬冰效果较明显、起动结束后身体前倾角度显著增大的特点。鉴于此,起跑专项速度训练主要有2种方式:1)反应速度,在技术动作中表现为从起跑预备姿势下听到发令员鸣枪后所做出的肢体快速反应;2)动作速度,在技术动作中表现为摆臂速度、摆腿与着冰速度、蹬冰速度,以及双腿交换频率。反应速度主要以听信号的神经肌肉整合训练为主,强调神经肌肉支配与肌肉协同。动作速度主要以单侧腿的蹬伸能力训练为主,强调蹬伸幅度与方向、持续时间以及双腿间的快频率交换。因此,陆冰结合训练的重点应放在动作效率上,尽量缩短起动后第1次着冰的时间,优化疾跑动作的有效衔接与技术间的平稳过渡。

3.2.2 专项力量训练

力量是短距离速度滑冰运动员最重要的素质,在起动和疾跑阶段的动力来源主要依靠蹬冰腿有效的蹬冰力量、适宜的蹬冰角度、较充分的蹬伸幅度、冰刀与冰面的咬合度、快速有力地摆臂、肢体的协调配合等。起跑力量训练的重点是建立最佳的动作协同模式,着重从描述性动作序列和关键技术特征中挖掘、设计和选择有效的训练手段。因此,起跑需要具备的专项力量训练主要有3种:1)静力性力量,在技术动作中表现为起跑预备姿势下的稳定支撑能力;2)快速力量,在技术动作中表现为静力支撑条件下听信号快速起动蹬伸能力,髋膝关节的快速伸展训练是重点;3)爆发力,在技术动作中表现为单腿着冰后的爆发式蹬冰。起跑姿势主要以静力性力量支撑为主,强调身体姿态的稳定性;起动阶段主要以快速力量训练为主,强调对抗阻力条件下的快速反应能力,最大限度地提升运动员在起跑姿势静力支撑关节角度下的力量储备与释放效果;疾跑阶段主要以快速伸缩复合训练为重点,强调下肢单侧爆发力、脚踝稳定支撑力和双腿交换率训练。然而,这3种力量大小均与膝关节的肌群张力和收缩速度有着密切关系。蹬冰时膝关节的快速伸展、脚踝的稳定支撑是运动员力量训练的重点,陆地训练中可采用涉及大幅度运动的增强式训练来提升起跑技术表现。

3.2.3 平衡与稳定控制能力训练

由于短距离速度滑冰运动员在起动和疾跑初期主要依靠单腿支撑,最大限度地对冰面施加压力来提升速度,起跑技术动作具有多维层面的加速、减速和单侧滑动支撑特征,再加上冰刀与冰面接触方式的独特性以及接触面积的微小性,只有构建起多维运动平面的动态稳定才能更好地提升神经肌肉支配效率。在实际训练中,运动员多穿着运动鞋进行辅助训练,冰刀和冰面与运动鞋和地面之间的支撑面相差极大。此外,陆上穿运动鞋属于稳定条件下的滚动支撑,冰上穿冰鞋属于滑动条件下的杠杆支撑。由上述差异可见,冰上运动需要更高水平的平衡稳定能力,因此要针对性加强陆上支撑平衡与稳定性训练。为了满足起跑训练的专项性需求,训练计划中需要融入更多的单侧训练、多方向移动训练以及脚踝非稳定性支撑控制能力训练,训练关键在于提升运动员脚踝对冰刀的控制能力。因此,通过设计更加符合冰上滑动支撑特点的训练内容,重塑运动员在不同支撑条件下身体结构与功能性力量的均衡发展,将成为提升运动员起跑技术表现的关键。在设计陆地平衡与稳定控制能力训练时,可考虑穿着废旧冰刀在沙地、草地、硬海绵地面、塑胶地面等非稳定的平面条件下训练,加强运动员脚踝力量和本体感觉,同时还需要融入非平衡条件下的核心稳定控制能力训练以提升动力链传递效果。

3.2.4 最佳动作协同模式训练

协同关系又称力偶关系,任何动作或运动都需要在相关关节周围肌肉的协同作用、中枢神经系统支配下的肌肉激活以及生物力学输出下完成(Sentis et al.,2005)。速度滑冰运动员在起跑姿势的类型选择上因个体差异存在不规律性,但起动后的肌肉协同模式基本相似,任何方式的起跑技术都会产生相似的关节协同模式(Bahadori et al., 2021)。速度滑冰运动员起跑加速的动力来源于肢体的协同发力,并最终作用在冰刀上展现出来,肌肉之间只有保持最佳的协同关系,才能发挥出最大的力。在起跑训练中,教练员要充分认识到髋关节在疾跑加速阶段的重要性,在浮腿摆动阶段,髋屈肌将会承担更多的机械工作,此时屈髋肌群主动向上抬起带动膝关节肌群收缩完成前摆动作,而在支撑蹬冰阶段,髋伸肌需要完成更多的机械工作来处理腿部的旋转运动。

3.2.5 下肢肌肉肌腱刚性训练

技术要求、解剖学上的限制和腿的最大蹬伸速度将是速度滑冰运动员起跑训练手段优化的关键。运动员起跑过程中有效加速的动力是冰面的反作用力,来源是运动员支撑腿爆发式蹬冰,其施力的大小、方向、角度、作用点将直接影响到冰面反作用力的效果,进而影响加速效率。由人体动力链原理可知,下肢向地面蹬伸的力量起点来自臀部,从浮腿抬起的最高点实现瞬间向下发力的顺序依次是髋、膝和踝的伸展,如果髋部和膝部产生很大的动力而踝部支撑不稳,就难以获得理想的冰面支撑反作用力,特别是起动后的滑跑阶段蹬冰腿蹬冰时踝关节外翻将导致每一步蹬冰效率下降。再加上运动时能量消耗与肌纤维的缩短程度以及缩短速度有极大关系(Kubo et al., 2005),因此陆冰结合训练时加强下肢拉长-缩短周期训练将有助于弹性势能的有效存储和释放。

4结论

1)起跑是短距离速度滑冰项目的关键技术,包括起跑姿势、起动和疾跑3个连贯性的技术环节。起跑姿势是有效起动的前提,表现出稳定性好、身体重心更靠近起跑线的技术特点,适当增加后稳定角对提升起跑实效性意义较大。

2)起动技术为疾跑做好充分准备,反应时和起动时是影响起动效果和起跑实效性的关键时间变量。起动时蹬冰更具“倾射”状态,躯干迅速抬起,起动过程身体重心起伏较平稳,疾跑第1步起伏变化明显,之后趋于稳定。

3)疾跑前6步表现出高频快速的技术特征,动作模式表现出单侧发力、多向运动、非稳定支撑的特征,疾跑第5~6步是运动员从滑跑过渡到滑行技术的关键点。

4)加强运动员起动能力训练、专项力量训练、单侧平衡控制能力训练、滑动支撑稳定性训练、动作协同模式训练及下肢肌肉肌腱刚性训练有助于提升陆冰结合训练效果。

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转载来源:体育总局科研所书刊部

原文制作:高天艾

原文校对:马 婧

原文监制:张 雷

学会编辑:徐璠奇返回搜狐,查看更多