第29届奥运会我国20 km竞走集训及参赛运动员竞走技术的运动学分析，本文主要内容关键词为：竞走论文,运动学论文,运动员论文,奥运会论文,我国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
文章编号：1001-747X（2009）05-0589-06文献标识码：A中图分类号：G821.19
近几年来，随着欧美国家竞走运动的迅速发展，我国竞走运动成绩在世界大赛中的表现有明显的滑坡现象，客观、科学地对我国运动员技术现状的整体及细节进行分析，显得十分必要。
1 研究对象与方法
以我国备战2008年第29届奥运会男、女20km竞走集训的9名运动员为研究对象。
采用运动生物力学摄影及分析法，将高速录像系统（120帧／s）及Sony录像系统（50帧／s），共两台摄像机对研究对象定点拍摄。摄像机镜头垂直于运动平面，固定于跑道内侧18m处，主光轴高度为1.25 m，对运动员的训练过程及比赛现场，进行条件相同的多次拍摄，对所得数据进行整理分析。
2 结果与分析
2.1 竞走技术的运动生物力学分析
2.1.1 影响竞走运动成绩的主要因素
竞走运动成绩是通过单位时间内运动员所表现出的步频与此间平均步幅的乘积而获得的[1]。运动员获得最佳运动成绩有以下几方面的因素：
（1）运动员的身高因素（下肢肢体的长度——不可变因素）；（2）步频及保持持续高步频的能力因素（综合的可变因素）；（3）步长及保持持续大步幅的能力因素（综合的可变因素）；（4）竞走技术特殊要求与运动员个体技术特征之间的协和因素。
两者间相互变化的关系将辐射出许多带有限制性的子项因素——着地角、离地角、着地瞬时后腿的膝关节角、着地瞬时的踝关节角等等，竞走运动中步频与步幅的关系将直接影响到推动人体前进的动力学因素，其原因在于竞走技术过程中最大髋幅角度的限制，由于规则要求运动员在走动过程中不能够出现腾空，加之人体生理解剖特点的局限，髋幅角已经成为竞走动作幅度及步幅距离的限定性标志。
髋幅角不仅是动作幅度、步幅距离的限定因素，同时也是步频的制约因素。髋幅角度的大小决定着人体蹬地工作距离的大小，工作距离长则动力效应强、推动力大，但对肌肉用力程度要求高，整体用力耗时长；人体在快速走动中的双支撑条件下，减小髋幅角度相对容易，需要付出的是加快动作速率，步频的加快在长距离的竞走运动中则需要另一种体能素质的支持——保持动作高速率的持续能力。
从上述分析中，可以看出竞走运动技术分类可能存在着这样几种情形：
（1）以较大髋幅角为主导倾向的技术形态——幅度型；（2）以较小髋幅角为主导倾向的技术形态——速率型；（3）以适宜髋幅角为主导倾向的技术形态——综合型。
在竞走训练及比赛过程中，运动员将会根据即时状况适宜地调整各自的技术倾向，但这仅仅是依托在自身固有的技术类型基础上进行的。
步幅的大小不足以证明动作幅度的大小，因为它还有身高和下肢长度作为背景；之所以用髋幅角度作为度量衡的原因，就是因为它不受身高、腿长差异的影响，并在直观上对动作幅度有甄别效果；髋幅角度亦无性别的区别，男女运动员均可同等对待，但对于项目的不同，目前限于观测的样本量不同，尚不能细致区分。
在对所测试的结果分析中表明：我国运动员所表现出的最大髋幅角度为67.8°，最小为36.7°，角度在什么范围内分别应属哪一类型技术，还应同时考察步频参数，并进一步征求专家教练员的意见而定，目前考虑暂不做定量划分。
2.1.2 不同技术类型优劣影响因素的分析
幅度型：当髋幅角较大时，着地角及离地角将相对减小，身体重心在两个支撑点之间移动的距离相对较长，此间将向运动员提出两个难点：其一，蹬地腿的踝关节必须充分并有力地蹬伸；其二，着地脚必须在充分前伸、远离身体重心的状况下，以脚跟平和着地的同时积极向前滚动。可见，此类型技术的运用，体能素质的要求核心是大幅度蹬伸及柔和滚动发力的持续能力，属力量耐力类；由于动作幅度较大，完成技术的难度也相对较大。然而，大幅度地向前蹬地与摆动，使得此类技术在单步状况下的向前性极好，并由于一个复步的距离相对较长，因此，从整体上观察身体重心前移平滑而稳定，技术表现的“保险系数”相对较大。
速率型：当髋幅角较小时，在一个单步中身体重心移动的距离相对较短，运动员完成技术动作的难度相对较小，取而代之的是动作的速率大大加强了，使得体能素质的要求核心变为长时间保持高频率转换运动的持续能力；与幅度类相比，由于一个复步的距离相对较短，人体发力方向向上的几率加大[2]，身体重心前移过程中易出现波动，技术表现的“保险系数”相对较小。
综合型：通过对以上两类技术类型的分析，应该清楚，对于综合型技术类型的运用者来说，既要力求一定的幅度来争得有效的步幅，又需适宜的动作速率来保持相应的步频，其技术的准确把握、体能素质的全面提高，难度也是较大的。
2.2 我国优秀运动员技术特点的生物力学分析
2.2.1 对女子20 km竞走运动员的技术分析
2.2.1.1 运动员技术的总体分析
从不同时刻的静态图像分析表明：我国优秀女子竞走运动员的总体技术水平，除杨明霞外其他3名运动员从数据上看更为接近一些，属于同一类别的技术风格；其中时娜在着地时的踝角（脚掌纵轴与地面夹角）、髋幅角两个方面表现稍好一些，几名运动员中时娜的身高条件不好，但明显看出动作的幅度相对较大，突出表现在髋幅角和步幅数值上；在前期的研究过程中，通过大量的影像观察和专家的鉴定后，认为前脚着地瞬时后腿的膝关节角度在大于135°时，不易出现违规现象[3]，从所统计的结果来看，除杨明霞较为接近外，我国优秀女子运动员的这一指标大都符合要求。
从以上参数分析来看，我国女运动员在接近自身极限水平时的运动学参数是理想的，平均水平速度值基本上都能够保持在4m／s以上，个人平均步幅也表现出1.00的水平；从腾空时间上看，没有超出肉眼可观测的阈值（0.06s）[4]，可见，她们具备着高速段保持正确技术的能力。但是，保持高速的能力是每一名运动员专项技术的基础，当水平速度值不高时（或是能力下降、或是战术安排），其它指标的变化又是如何呢？
可以看到：两极段落相比各组数据都表现出了下降趋势，这是正常的。但相对之下步频的下降率最为微弱，也就是说位移速度下降了，但仍然保持着较高的步速，那么真正下降的必然是步幅了。通过计算，4名运动员此间步幅平均下降了13cm。
段落速度变化的分析（短于或等于全程段落）：
根据测试摄取的段落速度数值所综合描绘出的速度曲线表明，运动员在大约1／3段落时基本上呈现出速度下降的总体趋势，综合起来比较，刘虹的段落速度较为稳定，保持匀高速的时间相对延长，其他几名运动员波动较大。
2.2.1.2 重点运动员个人技术特点分析
运动员刘虹，从个人技术不同环节静态瞬时成像中来描述其技术特征：
①髋幅角角度为52.6°，可以说其动作幅度在我国女运动员当中是比较大的，两脚间的距离为0.77m（若加上脚掌长度约为1m）；
图1 段落速度曲线（16km-20km）
注：刘虹、杨明霞、时娜、蒋秋艳；此为5次合练、2次演练的综合结果。
②上体姿态正直，整体蹬摆动作协调流畅，前支撑距离为0.32m，与步长比为41.5％，说明她的摆动腿伸摆动作充分；
③着地瞬间踝角为38.9°，利于流畅着地技术动作的事实，且后腿膝角符合要求，为143.9°；
④在整体技术过程中上体脊柱呈一定程度的“前弓”状态，此现象有可能增加腰背部的肌肉紧张度，对肌肉长时间持续工作的效果将会产生不良影响。
运动员杨明霞技术特征：
①髋幅角角度为49.1°，总体上看动作幅度特别是下肢幅度不够理想，两脚间的距离为0.74m（身高在4名运动员中最高）；
②完整技术过程中上体前倾是一个突出的问题，我们认为这一问题的存在，导致了诸多技术环节上的偏差——前支撑距离仅为0.27m，只占步长的36.4％，这就说明她的摆动腿伸摆动作由于上体前倾的原因受到了限制，在着地瞬间上体的纵轴几乎与蹬离腿的纵轴融合成一线，并与小腿形成同一夹角，给预后撩小腿的动作创造了条件——后腿膝角136.6°；由于上体前压，其前腿着地时将可能出现未伸直的现象。
2.2.2 男子运动员的技术分析
2.2.2.1 运动员技术的总体分析
从不同时刻的静态图像分析表明：我国优秀男子竞走运动员的总体技术水平相对平稳，从数据上看褚亚飞的技术表现相对出色，突出表现在身高并不理想的条件下，动作幅度显得较大（髋幅角为54.4°、步幅为1.16m）；除董吉敏个别数据不够理想外（后腿膝角过小，138.7°），其他三名运动员较为接近，属于同一类别的技术风格，总的看来属于中等动作幅度的技术类型（在所测得的为数极少的国外运动员中，髋幅角表现在60°－66°间）。
从运动学参数的分析来看，我国男运动员在高水平发挥自身能力的状况下，反映技术状况的指标令人满意，平均水平速度值基本上都能够保持较高的速度水平；从腾空时间上看，也都没有超出肉眼可观测的阈值（0.06s），说明他们同样也具备着高速段保持正确技术的能力。以下是当水平速度值不高时的状况：
两极段落相比各组数据也都表现出了下降趋势，但与女运动员不同的是：步频和步幅的下降幅度基本相吻，也就是说位移速度下降了，步速也相应程度地下降了，这也许是男运动员对降速行为的协调控制的结果。通过我们的计算，运动员此间步幅平均下降了15cm。
段落速度变化的分析（短于或等于全程段落）：
表现出的段落速度曲线表明，男运动员也在大约1／3段落时呈现出速度下降的总体趋势，但总的趋势呈现出波动幅度及频度比女运动员高。综合起来比较，王皓的段落速度较为稳定，保持匀高速的时间相对延长。
2.2.2.2 重点运动员个人技术特点分析
运动员王皓，从个人技术静态瞬时成像中表明：
图2 段落速度曲线（16km-20km）
注：王皓、褚亚飞、董吉敏、赵玉成；由于司天峰是50km运动员，没有记录下他较长距离的速度变化观测值。
①髋幅角角度为55.3°，从男子运动员的角度来看，动作幅度属于中等，两脚间的距离为0.92 m（若加上脚掌长度约为1.20m），前支撑距离为0.37m，与步长比为40.2％，说明伸摆动作充分，前后较为平衡；
②着地瞬间踝角为33.3°，着地技术动作应基本顺畅，腿膝角符合要求，为143.4°；
③左腿着地前其上体脊柱纵轴呈明显“后弓”状，此动作可能引起在发力瞬间推进身体重心偏于向上运动的现象；
运动员褚亚飞，从技术成像看到：
①髋幅角角度为54.4°，可以说其动作幅度在我国男运动员当中是比较好的，两脚间的距离为0.90m（若加上脚掌长度约为1.20 m左右）；
②上体姿态正直，整体蹬摆动作协调流畅，肩轴延身体纵轴扭动明显；前支撑距离为0.40 m，与步长比为44.4％，说明他的摆动腿伸摆动作十分充分，前后幅度、距离非常均匀；
③着地瞬间踝角为34.6°，着地技术动作流畅，后腿膝角符合要求，为146.8°；
运动员韩玉成，从个人技术成像中能够看到：
①髋幅角角度为56.4°，在我国男子运动员中动作幅度较大，两脚间的距离为0.88 m（若加上脚掌长度约为1.18 m左右），前支撑距离为0.40 m，与步长比为45.5％，说明伸摆动作非常充分，前后动作幅度非常平衡；
②着地时踝角为33.3°，着地技术动作应基本顺畅，腿膝角符合要求，为143.4°；
③上体脊柱纵轴与后腿整体呈平滑的流线状。
3 结论
（1）基于竞走运动技术的特殊性，并根据其步幅与步频之间的特殊矛盾，以“髋幅角”的量化指标为基准，可将竞走技术分为幅度型、速率型和综合型；通过比较，无论是从技术难度的掌握、步幅与步频的控制，还是从提高专项体能素质途径选择的角度出发，“综合型”技术更具发展的优越性。
（2）我国优秀女子竞走运动员总体技术水平表现平稳，其中时娜和刘虹的个人技术较具代表性；在高水平发挥段落各项技术指标较为理想，尤其表现在步幅数值上；在体能下降或技术安排所造成的位移速度下降时，步幅降低程度远大于步频下降的程度，这种现象可能与运动员极力保持意识努力有关。
（3）我国优秀女子竞走运动员在长距离段落走或全程练习和比赛时，在大约1／3段落时运动员基本上呈现出速度下降的总体趋势，综合起来比较，刘虹的段落速度较为稳定，其他几名运动员波动较大。
（4）我国优秀男子竞走运动员的总体技术水平相对平稳，属于中等动作幅度的技术类型，其中褚亚飞的技术具有代表性；在高水平发挥自身能力的状况下，基本上都能够保持平稳的技术水平；在体能下降或技术安排所造成的位移速度下降时，与女运动员不同，步频和步幅的下降幅度基本相吻，这可能与控制能力有关；长距离段落走或全程练习和比赛时，位移速度时间曲线波动幅度及频度比女运动员高，总体上表现出不够稳定的局面。
收稿日期：2009-03-24；修回日期：2009-06-27