實(shí)用簡攜式節(jié)奏訓(xùn)練儀器的開發(fā)與應(yīng)用
——以田徑跑、跨、跳項(xiàng)目為例

毛旭江,朱偉鳴,陳 翀

(1.浙江體育科學(xué)研究所，浙江 杭州 310004；2.浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311231)

實(shí)用簡攜式節(jié)奏訓(xùn)練儀器的開發(fā)與應(yīng)用
——以田徑跑、跨、跳項(xiàng)目為例

毛旭江1,朱偉鳴2,陳 翀2

(1.浙江體育科學(xué)研究所，浙江 杭州 310004；2.浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311231)

通過對(duì)以往節(jié)奏訓(xùn)練儀器優(yōu)缺點(diǎn)的分析，結(jié)合田徑項(xiàng)目節(jié)奏特征及實(shí)際訓(xùn)練需要，開發(fā)了方便快捷、廉價(jià)、實(shí)用、有效的節(jié)奏訓(xùn)練儀器，并提出了一些實(shí)際應(yīng)用的方案。

節(jié)奏；訓(xùn)練儀器；應(yīng)用

0 前 言

“節(jié)奏”一詞在《漢語詞典》中解釋為自然界或人文藝術(shù)界因變化而豐富進(jìn)化，在包括高度、寬度、深度、時(shí)間等多維空間內(nèi)的有規(guī)律或無規(guī)律的階段性變化。節(jié)奏變化為事物發(fā)展本原，相對(duì)論變化的結(jié)果[1]?？梢娙魏问挛锏倪\(yùn)動(dòng)、發(fā)展和變化均離不開節(jié)奏。在田徑中跑、跳、跨等項(xiàng)目，良好的節(jié)奏能使技術(shù)動(dòng)作更經(jīng)濟(jì)而有實(shí)效，體能分配更合理。如劉翔在訓(xùn)練中采用縮短欄間距來提高欄間節(jié)奏；女子優(yōu)秀400m欄運(yùn)動(dòng)員黃瀟瀟采用美國Beep Coach節(jié)奏提示設(shè)備來輔助訓(xùn)練全程節(jié)奏；在訓(xùn)練中也不難見到教練靠擊掌或敲打一些物體發(fā)出的聲音來輔助運(yùn)動(dòng)員以一定的節(jié)奏完成某個(gè)動(dòng)作，經(jīng)一定時(shí)間的反復(fù)練習(xí)，使運(yùn)動(dòng)員形成一定的節(jié)奏感。所謂“節(jié)奏感”，是指在“節(jié)奏”這一客體的作用下，大腦皮層產(chǎn)生興奮，從而引起一系列的心理活動(dòng)，而后通過神經(jīng)中樞協(xié)調(diào)統(tǒng)一支配生理機(jī)能——即人的肢體和器官，準(zhǔn)確地完成符合節(jié)奏律動(dòng)的肌肉或肢體動(dòng)作技巧的能力[2]，并在以后的訓(xùn)練或比賽中體現(xiàn)出來。

1 以往節(jié)奏輔助訓(xùn)練設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)及局限性

表1 以往節(jié)奏輔助訓(xùn)練設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)及局限性

如表1所列，擊掌或敲打器具發(fā)出的聲音，是教練員憑借對(duì)某項(xiàng)目或者某個(gè)具體動(dòng)作的理解，以及對(duì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象主觀感知敲打而出的，是經(jīng)驗(yàn)式的。這種節(jié)奏(聲音的輕重及間隔)完全憑借于敲擊者主觀的節(jié)奏感覺，未必與運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作的節(jié)奏相吻合，多次敲打的一致性很難掌控，而且運(yùn)動(dòng)員間的節(jié)奏又不盡相同。

合理分配體能對(duì)中長距離跑非常重要，內(nèi)部表現(xiàn)為各供能系統(tǒng)的合理、充分利用，外部表現(xiàn)為跑的節(jié)奏或稱跑速的合理變化。據(jù)了解Beep coach 只能提供時(shí)間間隔相等的聲信號(hào)，這在運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行勻速跑時(shí)，是可行的，而事實(shí)上跑項(xiàng)目是非勻速的，即便可通過調(diào)整場地非等間隔的標(biāo)記來實(shí)現(xiàn)非勻速跑信號(hào)提示，但給實(shí)際操作者帶來不便。

2 研制方法

2.1攝像測量法

通過定點(diǎn)拍攝、跟蹤掃描等結(jié)合的攝像方法，捕捉運(yùn)動(dòng)過程。剪輯、同步要分析的片段，在軟件上進(jìn)行處理，測出數(shù)據(jù)。

2.2數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

對(duì)所獲數(shù)據(jù)在EXCEL2003上進(jìn)行整理與統(tǒng)計(jì)。

2.3制作過程

2.3.1所需軟件。會(huì)聲會(huì)影視頻軟件；EXCEL2003；合適的音頻素材(考慮振幅、波長、時(shí)長，如1000-700，就是振幅為1000，頻率為700Hz，時(shí)長可根據(jù)節(jié)奏間隔的長短或項(xiàng)目的精確度要求來定，如單步步時(shí)一般為0.20s左右，制作步步節(jié)奏可選擇時(shí)長為0.04s的素材，而50m分段的節(jié)奏時(shí)可采用0.08s、0.12s的音頻素材)。

2.3.2 所需硬件。電腦、音頻播放器(MP3類)、擴(kuò)音機(jī)，播放器與擴(kuò)音機(jī)的音頻連接線。

2.3.3 實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線。

2.3.3.1 節(jié)奏數(shù)據(jù)源及音頻素材源。如圖1所示，節(jié)奏數(shù)據(jù)源主要來自兩條途徑，一是根據(jù)教練員的訓(xùn)練目的或計(jì)劃，設(shè)置整個(gè)訓(xùn)練過程或者每個(gè)練習(xí)動(dòng)作的節(jié)奏；二是通過科研人員在運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場進(jìn)行攝像測得運(yùn)動(dòng)員實(shí)際訓(xùn)練或比賽中的動(dòng)作或者整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的節(jié)奏參數(shù)。音頻信號(hào)源主要是從網(wǎng)上下載一些可供信號(hào)提示的音頻文件，如汽笛聲、哨子聲、鼓聲等，或者根據(jù)需要直接錄音。

6#樣品顏色為白色，鏡面狀，表面光滑，外觀較為特殊，經(jīng)紅外光譜檢測，該種塑料快遞包裹袋表面存在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯成分，如圖4所示。

2.3.3.2 數(shù)據(jù)源和信號(hào)的篩選、及節(jié)奏信號(hào)的生成。選取運(yùn)動(dòng)員取得較好成績時(shí)的節(jié)奏參數(shù)，在EXCEL2003上進(jìn)行累計(jì)統(tǒng)計(jì)；同時(shí)也對(duì)音頻素材進(jìn)行篩選，選取運(yùn)動(dòng)員比較容易接受、而且清晰的音頻源作為素材，在會(huì)聲會(huì)影軟件中的音頻軌道(含時(shí)間線)進(jìn)行制作，將所要的音頻素材拖動(dòng)到時(shí)間線上一定的位置，生成音頻節(jié)奏信號(hào)。注意會(huì)9中秒后面的單位以幀數(shù)來計(jì)算，在Pal 制式中每秒為25幀，每播放一幀時(shí)間加上0.04s。

2.3.3.3 節(jié)奏信號(hào)的輸入、輸出。將制作成的節(jié)奏信號(hào)輸入到節(jié)奏提示設(shè)備(MP3和擴(kuò)音器)，釋放節(jié)奏信號(hào)，提示運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練，經(jīng)長期訓(xùn)練，形成良好的節(jié)奏感；有些項(xiàng)目，如中長距離跑，亦可在原有節(jié)奏的基礎(chǔ)上，相對(duì)應(yīng)按比例地縮短各分段時(shí)間，運(yùn)動(dòng)員若能跟上這種漸進(jìn)式加快的節(jié)奏，那么成績就會(huì)有所提高。此時(shí)再使用設(shè)攝像測量，對(duì)運(yùn)動(dòng)員是否形成穩(wěn)定的節(jié)奏感進(jìn)行診斷反饋，如此反復(fù)強(qiáng)化。

圖1 應(yīng)用的模式

3 可供應(yīng)用的若干參考方案

3.1中跑、跨項(xiàng)目的若干訓(xùn)練方案

3.1.1 等距等時(shí)的設(shè)置。訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員保持勻速跑的能力。根據(jù)訓(xùn)練的要求，計(jì)算運(yùn)動(dòng)員需要的跑速，如要進(jìn)行有氧訓(xùn)練，則可先進(jìn)行乳酸測試，推算運(yùn)動(dòng)員合理的跑速，制作等時(shí)間間隔的音頻節(jié)奏，在場地上放置等距離標(biāo)志點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員按節(jié)奏來跑，并根據(jù)節(jié)奏信號(hào)和自身跑的位置進(jìn)行調(diào)整。若有不同節(jié)奏的多名運(yùn)動(dòng)員一起訓(xùn)練時(shí)，可設(shè)置不同素材的節(jié)奏音頻，并整合在一起使用，見圖2，A、B、C為3種不同音頻素材，分別對(duì)應(yīng)給A、B、C三名運(yùn)動(dòng)員一起使用，每名運(yùn)動(dòng)員只要能夠辨認(rèn)自己的音頻信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)一起訓(xùn)練。要注意的是在選取音頻素材時(shí)，素材之間要容易區(qū)分。

圖2 多名運(yùn)動(dòng)員不同節(jié)奏同時(shí)訓(xùn)練

3.1.2 等距不等時(shí)的設(shè)置。典型例子是400m跨欄欄間、200m多組跑訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)員在實(shí)際跑的分欄或分段時(shí)間是不等的，因此可以根據(jù)攝像測量運(yùn)動(dòng)員實(shí)際跑的分段時(shí)間，來設(shè)定音頻節(jié)奏。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員以6.3、6.5、6.7、6.1s的50m分段時(shí)間跑完兩個(gè)200m為例，可進(jìn)行如圖3設(shè)計(jì)：

圖3 制作多組跑訓(xùn)練節(jié)奏音頻示意圖

先根據(jù)要設(shè)置的分段時(shí)間、組與組時(shí)間間隔，計(jì)算出累計(jì)時(shí)刻點(diǎn)，將相應(yīng)的出發(fā)令、節(jié)奏素材、運(yùn)動(dòng)員上道提示音頻等依時(shí)間的先后拖至?xí)晻?huì)影時(shí)間線，最后分享生成音頻文件。在制作的過程中，可以先進(jìn)行制作含有發(fā)令和時(shí)間間隔的音頻的單元1，并將其生成一個(gè)文件；單元2的制作可以單元1為素材，在單元1前加入運(yùn)動(dòng)員上道前提示音頻，如提前10s上道，生成一個(gè)文件；單元3的制作則以單元2為素材，前加一段除去上道前提示時(shí)間的空白，生成一個(gè)文件；這樣只要間歇時(shí)間不變、各組內(nèi)容一樣，進(jìn)行N組訓(xùn)練時(shí)，只要單元1+(N-1)個(gè)單元3就可以了。

出發(fā)令可以錄制真實(shí)發(fā)令，亦可自定義，如兩個(gè)長的哨音加一個(gè)出發(fā)音，后接節(jié)奏信號(hào)音；在訓(xùn)練要完成很多組的情況下，如間歇訓(xùn)練，需要嚴(yán)格控制間歇時(shí)間，通過設(shè)置組與組之間的間隔時(shí)間(音頻文件中為無聲，而在下一組前幾秒提示運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行下一組訓(xùn)練)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)訓(xùn)練科學(xué)地監(jiān)控。

3.2跳躍項(xiàng)目節(jié)奏的訓(xùn)練

3.2.1 攝像測量運(yùn)動(dòng)員高水平競技狀態(tài)時(shí)助跑或跳的節(jié)奏數(shù)據(jù)，進(jìn)行節(jié)奏音頻制作，讓運(yùn)動(dòng)員經(jīng)常性按該節(jié)奏訓(xùn)練，長期訓(xùn)練形成較為穩(wěn)定的助跑和起跳的節(jié)奏。

3.2.2 跳深跳遠(yuǎn)、單腳跳、跨步跳等輔助跳的練習(xí)時(shí)，輔以節(jié)奏音頻，可根據(jù)需要進(jìn)行加快或減慢節(jié)奏。

3.2.3 可針對(duì)某一動(dòng)作環(huán)節(jié)來進(jìn)行節(jié)奏信號(hào)設(shè)置，如訓(xùn)練跳高起跳動(dòng)作時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的分析，可設(shè)置認(rèn)為合理的緩沖和蹬伸的時(shí)間，分別設(shè)置不同音頻素材的節(jié)奏信號(hào)，即蹬伸與緩沖的提示聲音是不同的。

4 結(jié) 論

4.1該節(jié)奏訓(xùn)練儀器的優(yōu)點(diǎn)

4.1.1 信號(hào)間隔精確量化并可按需求任意設(shè)定。根據(jù)運(yùn)動(dòng)員在大賽中取得好成績時(shí)的節(jié)奏，制作節(jié)奏音頻，讓運(yùn)動(dòng)員體驗(yàn)取得好成績時(shí)的節(jié)奏。也可設(shè)置較為合理的跑、跳、跨的節(jié)奏，輔助訓(xùn)練。這對(duì)運(yùn)動(dòng)員的比賽、訓(xùn)練，以及表象訓(xùn)練都具有一定的理論和實(shí)踐意義。

4.1.2 實(shí)現(xiàn)個(gè)性化制作。由于可任意設(shè)定節(jié)奏的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行個(gè)性化節(jié)奏制作，滿足每個(gè)項(xiàng)目不同運(yùn)動(dòng)員的需要。

4.1.3 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌使用?？蓪⒍喾N類型的節(jié)奏整合在一起，供不同水平的運(yùn)動(dòng)員同時(shí)使用。方法是將不同節(jié)奏的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行分類，同一節(jié)奏類型的運(yùn)動(dòng)員采用同一種音頻素材。這樣在許多運(yùn)動(dòng)員一起訓(xùn)練的情況下，可大大減少教練員掐秒表計(jì)時(shí)的工作量，并可對(duì)運(yùn)動(dòng)員的跑速進(jìn)行有效和科學(xué)的監(jiān)控。

4.1.4 使用簡單、攜帶方便。①制作成wma格式音頻文件小(約156kb/min)，便于存儲(chǔ)和傳輸；②設(shè)備本身體積、重量較小，便于攜帶；③無需外接電源，室外400m場訓(xùn)練使用功率300W的DORIMI 8602型音響就可滿足需要。室內(nèi)館訓(xùn)練可用功率和體積更小的擴(kuò)音設(shè)備；④制作有規(guī)律的節(jié)奏，可以靈活復(fù)制生成，還可以根據(jù)需要在軟件中進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，調(diào)節(jié)節(jié)奏播放的速度；⑤操作簡單，教練員可以實(shí)現(xiàn)自己控制。

4.2該節(jié)奏訓(xùn)練儀器的局限性

4.2.1 在大范圍訓(xùn)練空間使用時(shí)，需考慮聲波在空氣中傳播的時(shí)間，盡可能將儀器放在訓(xùn)練場地的幾何中心；并根據(jù)擺放位置計(jì)算聲音傳播時(shí)間產(chǎn)生的誤差，加以校正。如有體積較小的多向傳播的擴(kuò)音機(jī)將可減小誤差。

4.2.2 在節(jié)奏非?？斓那闆r下，制作時(shí)只能精確到0.04s的精度，即只能是0.04s的倍數(shù)的時(shí)刻才能制作，當(dāng)節(jié)奏的時(shí)間間隔不是0.04s的倍數(shù)時(shí)，需要通過換算，并在軟件中進(jìn)行按比例的調(diào)整播放速度。

[1] http://baike.baidu.com/view/3007.htm.

[2] http://zhidao.baidu.com/question/13183570.html?si=1.

[3] 李廣文.1994年～2004年100m運(yùn)動(dòng)員速度特征研究(綜述)[J].首都體育學(xué)院學(xué)報(bào),2005,17(2).

[4] 苑廷剛,宋帥.我國優(yōu)秀女子400米欄運(yùn)動(dòng)員黃瀟瀟全程跑節(jié)奏技術(shù)的研究[C].第八屆全國體育科學(xué)大會(huì)論文摘要匯編(一), 2007.

[5] 許以誠,米衛(wèi)國,張蒙漢. 劉翔110m欄跨欄的欄間跑節(jié)奏分析與診斷[J].體育科研,2005, 26 (5).

DevelopmentandApplicationofthePracticalPortableRhythmTrainingEquipment

MAO Xu-jiang1,ZHU Wei-ming2,CHEN Chong2

(1.Zhejiang Research Institute of Sports Science,Hangzhou 310004,China;2.Zhejiang College of Sports,Hangzhou 311231,China)

Through analyzing the strengths and weaknesses on traditional rhythm training equipment, a kind of new rhythm trainer was opened up and some corresponding training methods were put forward by the authors in this paper concerning the rhythm in field and track events and the actual training needs. This was an effective one with the characteristics of low-cost, convenient and efficient that can meet training needs on many occasions.

rhythm；training equipment；application

2010-07-05

毛旭江(1980-)，男，浙江浦江人，碩士，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué).

1004-3624(2011)05-0110-03

G818.3

A