基于精確分段計(jì)時(shí)的高水平短跑訓(xùn)練理論與實(shí)踐

邢 瑜

(山東體育學(xué)院,山東 濟(jì)南 250102)

基于精確分段計(jì)時(shí)的高水平短跑訓(xùn)練理論與實(shí)踐

邢 瑜

(山東體育學(xué)院,山東 濟(jì)南 250102)

國(guó)內(nèi)外短跑水平存在明顯差距,其中體能及其在各分段的分配是造成差距的主要原因。研究認(rèn)為短跑過(guò)程中的每個(gè)階段都是整體中的一部分,各部分之間是互相制約的,各個(gè)階段都有相對(duì)的最好成績(jī),單純的追求階段的最優(yōu)狀態(tài)對(duì)最終成績(jī)不僅沒(méi)有幫助,還有可能適得其反。

精確分段計(jì)時(shí);高水平短跑訓(xùn)練;速度-體能變化規(guī)律

近年來(lái),世界男子100米水平大幅度提高,柏林世錦賽,牙買(mǎi)加“飛人”博爾特已經(jīng)將世界紀(jì)錄提高到了讓人匪夷所思的程度,而中國(guó)100米跑的水平至今沒(méi)有突破10秒大關(guān)[1]。有人認(rèn)為中外運(yùn)動(dòng)員在短跑上的差距是因?yàn)槿朔N差異所致,但筆者認(rèn)為致因?yàn)橹型庠谌绾蝺?chǔ)備可以高速消耗的體能,以及如何合理利用高速消耗的體能上存在較大差異。為了掌握人體在跑動(dòng)中能量消耗的規(guī)律,教練員和科研人員很久以前就在訓(xùn)練實(shí)踐中進(jìn)行了分段計(jì)時(shí)的研究。

分段計(jì)時(shí)是指在訓(xùn)練或比賽中記錄完成各特定距離的分段所用的時(shí)間,結(jié)合生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的數(shù)據(jù),可以反映運(yùn)動(dòng)員的體能消耗規(guī)律和技術(shù)特點(diǎn),有助于合理調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃,提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

1 分段計(jì)時(shí)訓(xùn)練的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題

謝慧松(2005)依據(jù)男子百米全程跑運(yùn)動(dòng)員小于、大于或達(dá)到其本人最大速度的98%時(shí)所跑過(guò)的距離為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)百米全程各段落進(jìn)行了重新劃分：起跑加速段(0-30米),途中跑加速段(30-50米),最大速度段(50-80米),速度下降段(80-100米)。中國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員在100米加速階段中,起跑至30米加速段時(shí)的平均速度比國(guó)外男子優(yōu)秀百米運(yùn)動(dòng)選手差且處于劣勢(shì);分析結(jié)果表明起跑至10米段是決定100米成績(jī)的關(guān)鍵,認(rèn)為造成中國(guó)男子百米成績(jī)差距的主要原因是：起跑至10米的平均速度較慢,維持最大速度的能力差。百米成績(jī)?cè)絻?yōu)異者維持最大速度的能力越強(qiáng)[2]。同樣的,對(duì)于400米跑的研究也有同樣的結(jié)論,陳巧弟認(rèn)為：各100米分段對(duì)競(jìng)賽成績(jī)影響最大的是第1個(gè)跑段,其次是第3個(gè)和第4個(gè)跑段,最后是第2個(gè)跑段。第1個(gè)跑段的關(guān)聯(lián)度排在第1位。這說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員的加速能力越強(qiáng),獲得最高速度的時(shí)間就會(huì)越短,這樣就能很快達(dá)到最高速度,而速度又是影響400米成績(jī)的決定因素[3]。

但是,馮敦壽(1986)和劉云民(2002),卻有不同的研究結(jié)果。馮敦壽認(rèn)為[4],隨著運(yùn)動(dòng)水平的提高,各段速度的增長(zhǎng)率是不一樣的,一個(gè)帶趨向性的現(xiàn)象是后半程的增長(zhǎng)率比前半程要大,男女短跑運(yùn)動(dòng)員的百米成績(jī)與分段時(shí)期(0-30、30-60、60-80、80-100米)有較高的相關(guān)性,表明百米成績(jī)與上述各段的平均速度也有同等的相關(guān)性,除此以外,百米成績(jī)與途中最高速度呈高度顯著性相關(guān),他認(rèn)為短跑運(yùn)動(dòng)員百米跑途中最高速度能力是取得優(yōu)良成績(jī)的核心,起跑與加速跑的目的是克服人體的靜止慣性,把向前運(yùn)動(dòng)的速度潛能充分的發(fā)掘出來(lái),使途中達(dá)到最高速度,同時(shí)只有在較高的途中速度基礎(chǔ)上,才有后程相應(yīng)的高速度,因此,最高速度越大,百米成績(jī)必然較高,要提高百米運(yùn)動(dòng)水平關(guān)鍵在于發(fā)展最大速度的能力;劉云民[5]也認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)、前30米成績(jī)與最后成績(jī)的相關(guān)性均呈不顯著狀態(tài),運(yùn)動(dòng)員成績(jī)與第60米、70米、80米的成績(jī)呈高度相關(guān),可以說(shuō)運(yùn)動(dòng)員在第60米、70米、80米的成績(jī)理想與否,將對(duì)百米成績(jī)產(chǎn)生巨大的影響。因此,運(yùn)動(dòng)員的最高跑速固然是取得好成績(jī)的關(guān)鍵,然而,運(yùn)動(dòng)員保持最高跑速的能力,同樣不容忽視,在訓(xùn)練中,如何提高運(yùn)動(dòng)員的絕對(duì)速度是大前提,同時(shí)也應(yīng)大力發(fā)展運(yùn)動(dòng)員的速度耐力,使百米成績(jī)從根本上得到提高。

另外,通過(guò)對(duì)中外男子優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員百米跑分段成績(jī)的研究發(fā)現(xiàn),起跑和加速跑階段過(guò)度加速和由此引起的肌肉緊張,在一定程度上造成了有限能量的過(guò)早和過(guò)度消耗,不利于后程繼續(xù)保持高速跑進(jìn)[6]。因此,依據(jù)自身訓(xùn)練水平,通過(guò)控制加速度合理控制起跑和起跑后的加速跑階段的體能消耗,是發(fā)揮自身最大潛能的基礎(chǔ)條件。認(rèn)同度比較高的是,最高速度能力是加速能力的合理體現(xiàn),保持速度能力又是高速度能力的自然延續(xù),最高速度決定著短跑運(yùn)動(dòng)員在100米項(xiàng)目上的水平等級(jí)[7]。百米成績(jī)與最大速度有高度顯著的相關(guān)性,而加速跑階段過(guò)度加速又對(duì)最大速度的充分發(fā)揮有著明顯的消極影響[8]。駱建等人認(rèn)為：如果受試者在400米比賽中不能根據(jù)自己的訓(xùn)練水平和競(jìng)技狀態(tài),把分段時(shí)間控制在比自己跑出相對(duì)好的運(yùn)動(dòng)成績(jī)時(shí)的分段時(shí)間快0.2-1.3s,受試者不但不能提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)或發(fā)揮出自己最好的競(jìng)技狀態(tài),而且血乳酸值相對(duì)高;如果受試者能采用符合自己的速度節(jié)奏跑400米,不僅有利于提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)或發(fā)揮出自已最好的競(jìng)技狀態(tài),而且血乳酸值相對(duì)穩(wěn)定(因個(gè)體差異,訓(xùn)練水平不同血乳酸值也不同)[9]。分段時(shí)間越快,體內(nèi)血乳酸的積累越高;隨著運(yùn)動(dòng)距離的增長(zhǎng),體內(nèi)血乳酸的積累值越高,并且在300-400米分段距離內(nèi),血乳酸的積累速率還要相對(duì)增大,當(dāng)?shù)浇K點(diǎn)時(shí),體內(nèi)血乳酸積累達(dá)到最高值。

從目前的研究可以得出：對(duì)于短跑分段的研究,并沒(méi)有取得一致性的成果,特別是以上研究者取得分段成績(jī)的方法表述的并不清楚。全程跑人工分段計(jì)時(shí)的方法組織困難、精度低,尤其是數(shù)據(jù)的匯總和分析嚴(yán)重滯后。光電計(jì)時(shí)技術(shù)應(yīng)用于分段訓(xùn)練是一種進(jìn)步,對(duì)時(shí)間精度要求不高或者運(yùn)動(dòng)物體的外形固定的項(xiàng)目,這種阻斷式的技術(shù)還算是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。然而在短距離跑中,射頻技術(shù)精度不高,阻斷技術(shù)也有較大的技術(shù)局限性,因?yàn)槎膛芤攒|干觸線為計(jì)時(shí)點(diǎn),所以肢體的擺動(dòng)可能會(huì)有40-50厘米的誤差,這個(gè)長(zhǎng)度的誤差對(duì)于短跑是不能接受的,它意味著0.03-0.05秒的不確定性。

我們認(rèn)為,短距離跑的加速跑階段每個(gè)人都有自己的最大加速度,但是最大加速度狀況下能量消耗過(guò)速和中樞神經(jīng)的疲勞導(dǎo)致的技術(shù)動(dòng)作變形,使最大加速度持續(xù)的時(shí)間相對(duì)變短,應(yīng)該不能達(dá)到自己的瞬時(shí)最大速度[10]。單獨(dú)測(cè)量每一個(gè)分段的成績(jī),然后相加,結(jié)果肯定比全程跑的成績(jī)好。測(cè)量運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)過(guò)程中的最高速度、最高速度出現(xiàn)的階段以及保持的距離不僅對(duì)于徑賽運(yùn)動(dòng)員,就是田賽運(yùn)動(dòng)員也是極為重要的。

2 基于線陣CCD的分段計(jì)時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著科技的發(fā)展,CCD技術(shù)引入高水平運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,線陣CCD圖像計(jì)時(shí)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)時(shí),可以快速準(zhǔn)確的將運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)反饋給教練員,使教練員及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練過(guò)程中的問(wèn)題。因此在高水平短跑訓(xùn)練和比賽時(shí),只能使用基于線陣CCD的多段計(jì)時(shí)系統(tǒng)才能達(dá)到精確的要求。

按照實(shí)用和簡(jiǎn)捷的要求,我們的設(shè)計(jì)將溫濕度檢測(cè)和風(fēng)速監(jiān)控單元獨(dú)立于系統(tǒng)之外。基于線陣CCD的分段計(jì)時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括發(fā)令與起跑犯規(guī)檢測(cè)單元、光電圖像采集單元、多傳感器信息處理單元、上位機(jī)信息存儲(chǔ)與判讀顯示單元。除了溫濕度和風(fēng)速,分段計(jì)時(shí)系統(tǒng)還可以和檢測(cè)步頻與步長(zhǎng)的數(shù)字跑道結(jié)合,更加細(xì)致地分析短跑選手的技術(shù)狀態(tài)。另外,為了分析短跑過(guò)程中的體能消耗規(guī)律,我們將心率和組織氧實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的模塊與分段計(jì)時(shí)系統(tǒng)整合在一起[11]。為了獲取底層數(shù)據(jù),便于調(diào)整采樣率,有利于后期數(shù)據(jù)分析,系統(tǒng)立足于自制,采用與比賽用高端計(jì)時(shí)系統(tǒng)同測(cè)的方法校準(zhǔn)調(diào)整系統(tǒng)各部件閾值。

2.1 發(fā)令與起跑犯規(guī)檢測(cè)單元

選擇駐極體聲敏電阻傳來(lái)的信號(hào),有效識(shí)別發(fā)令槍的特征值,關(guān)聯(lián)計(jì)時(shí)系統(tǒng),有效啟動(dòng)計(jì)時(shí);利用三維加速度計(jì)對(duì)振動(dòng)的敏感性,對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的閾值調(diào)整到可接受范圍,另外,調(diào)整數(shù)據(jù)信號(hào)采集的時(shí)間范圍,屏蔽無(wú)效振動(dòng),以較短的時(shí)間響應(yīng)犯規(guī)報(bào)警,終止系統(tǒng)計(jì)時(shí)。

2.2 光電圖像采集單元

選擇可調(diào)焦距的光學(xué)鏡頭和足夠分辨率的線陣CCD,調(diào)整偏壓脈沖的頻率,提高采樣率,視頻采集部有足夠的數(shù)據(jù)處理和暫存能力。每個(gè)計(jì)時(shí)位的前兩米有一對(duì)紅外光收發(fā)裝置,其主要作用是啟動(dòng)該位置的圖像計(jì)時(shí)器采集圖像,采集時(shí)間一般為0.3-0.4秒,有效降低數(shù)據(jù)冗余度。

2.3 多傳感器信息處理單元

每個(gè)視頻采集位都有相應(yīng)的單片機(jī)控制其數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移,每一次的系統(tǒng)啟動(dòng),各位置的數(shù)據(jù)都會(huì)有序存入上位機(jī)做最后的處理,使用者可以將各分段圖像同圖顯示,調(diào)用各分段時(shí)值做相關(guān)分析。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,基于線陣CCD的多分段計(jì)時(shí)系統(tǒng)可以精確有效的記錄分析短跑各分段的即時(shí)狀況,對(duì)于量化控制短跑訓(xùn)練過(guò)程有很大的幫助。起跑反應(yīng)時(shí)系統(tǒng)的使用能夠?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員有把握的完成起跑打下基礎(chǔ),并且隨著訓(xùn)練水平的提高,起跑階段的能量消耗也會(huì)隨之下降;分段設(shè)備應(yīng)用在加速階段可以對(duì)不同運(yùn)動(dòng)員的個(gè)性化加速水平起到?jīng)Q定性的幫助作用,可以應(yīng)用到探索運(yùn)動(dòng)員的最大速度;在速度維持階段,分段設(shè)備可以幫助教練員、運(yùn)動(dòng)員了解體能消耗和速度下降之間的關(guān)系。對(duì)科研人員來(lái)講,除了上述的各個(gè)方面之外,還有在運(yùn)動(dòng)員的沖刺階段的心率和組織氧水平與沖刺速度之間的關(guān)系,以及安全性。

3 精確分段計(jì)時(shí)的訓(xùn)練理論與實(shí)踐

我們前期的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),極量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后即刻的心率沒(méi)有達(dá)到最大值,而是繼續(xù)上升一段時(shí)間,這段時(shí)間約為7秒,極量強(qiáng)度可以定義為達(dá)到本人最好成績(jī)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,推測(cè)認(rèn)為低于該強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng),可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后心率繼續(xù)上升持續(xù)的時(shí)間短一些,幅度低一些,如果得到驗(yàn)證可以評(píng)估運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

從體能消耗的角度,我們?cè)茰y(cè)：外負(fù)荷增加時(shí)體能消耗也同步增加,而體內(nèi)能量的募集速度會(huì)在某個(gè)臨界點(diǎn)落后于消耗速度,此速度差越大,對(duì)心血管的影響也越大。體能的儲(chǔ)備與消耗是一種被動(dòng)適應(yīng)的結(jié)果,符合刺激-反應(yīng)-適應(yīng)、再刺激-再反應(yīng)-再適應(yīng)的規(guī)律,但是遞增的刺激要適度,時(shí)間間隔要恰當(dāng),否則會(huì)適得其反。因此需要精密掌控訓(xùn)練負(fù)荷,制定合理的訓(xùn)練計(jì)劃,有序增加體能儲(chǔ)備。

3.1 起跑反應(yīng)訓(xùn)練

為避免戰(zhàn)術(shù)犯規(guī),已經(jīng)取消了首次犯規(guī)的規(guī)定,所以,從提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的角度考慮,起跑反應(yīng)時(shí)的強(qiáng)化訓(xùn)練在現(xiàn)代短距離徑賽類(lèi)項(xiàng)目中的地位越來(lái)越重要。目前,我國(guó)對(duì)運(yùn)動(dòng)員反應(yīng)時(shí)間或能力的測(cè)定大都是通過(guò)簡(jiǎn)單的聲光反應(yīng)時(shí)測(cè)定儀或計(jì)算機(jī)模擬測(cè)定儀來(lái)實(shí)現(xiàn),在實(shí)際運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的強(qiáng)化訓(xùn)練也是僅對(duì)起跑反應(yīng)進(jìn)行訓(xùn)練,幾乎沒(méi)有關(guān)于起跑對(duì)后續(xù)過(guò)程的作用和影響進(jìn)行的分析和控制。

刻意的縮短起跑反應(yīng)時(shí),推測(cè)會(huì)增加體能消耗,與高度緊張過(guò)后,會(huì)感覺(jué)異常疲乏一樣。心臟是體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)運(yùn)站,心率水平可以準(zhǔn)確地反映體能的消耗。安靜時(shí)的心率反映人體的基本消耗,心理活動(dòng)加上身體運(yùn)動(dòng)的能量消耗都能反映在心率的變化上,具體到高速跑時(shí),運(yùn)動(dòng)員的心理活動(dòng)內(nèi)容單一,可以將此時(shí)的心理活動(dòng)能量消耗與運(yùn)動(dòng)消耗歸結(jié)在一起。

圖1 起跑反應(yīng)時(shí)水平和最佳心率范圍推測(cè)關(guān)系

起跑反應(yīng)能力訓(xùn)練,是將起跑反應(yīng)時(shí)與后續(xù)過(guò)程的水平結(jié)合起來(lái),反復(fù)訓(xùn)練讓運(yùn)動(dòng)員擁有很強(qiáng)的反應(yīng)時(shí)間體感,了解自己在什么水平的起跑反應(yīng)時(shí)狀況下,后續(xù)過(guò)程的水平也在最優(yōu)化的范圍內(nèi)。如圖1所示。起跑反應(yīng)訓(xùn)練至少要高速跑60米,以了解不同的反應(yīng)時(shí)可以達(dá)到的最高速度,或者是全程跑,單純的起跑反應(yīng)訓(xùn)練要做到有控制。據(jù)估計(jì),0.13-0.16秒的起跑反應(yīng)時(shí)對(duì)于高水平運(yùn)動(dòng)員是較為合理的區(qū)間,可以訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員強(qiáng)化在這個(gè)時(shí)間內(nèi)的綜合感覺(jué)。

3.2 起跑后的加速度控制

一般認(rèn)為,起跑后的40米是加速階段,40-60米最大速度階段,60-100米是速度保持階段。以Bolt獲得9.69秒和9.58秒兩次成績(jī)的分段計(jì)時(shí)分析,各分段平均速度如表1所示,可見(jiàn)兩次比賽達(dá)到最大速度的區(qū)間分別是50-60米和60-70米,前一次分段平均速度達(dá)到12m/s的有四段,后一次半程以上的區(qū)間平均速度都大于12m/s。

表1 Bolt兩次打破世界紀(jì)錄時(shí)的各分段平均速度

各分段加速度水平如圖2-3所示,可見(jiàn)全程跑的加速度是非線性變化的,即使是前40米也不是勻加速的。從六階擬合趨勢(shì)可以看出Bolt加速階段過(guò)后,還有兩次加速度增加的過(guò)程,只是前一次的加速度曲線整體呈下降趨勢(shì),后一次加速過(guò)程后的速度變化較小。

圖2 Bolt獲得9.69秒成績(jī)的分段加速度

圖3 Bolt獲得9.58秒成績(jī)的分段加速度

從圖2、圖3可以看出,Bolt的加速過(guò)程達(dá)到70米,之后會(huì)減速,可能后一次他急于破紀(jì)錄,所以沖刺過(guò)程較為明顯。有意思的是,前一次的成績(jī)是否是因?yàn)榈谝粋€(gè)10米分段加速度過(guò)高,接近或超過(guò)了他本人承受極限,造成體能的過(guò)速消耗,以至于達(dá)到最大速度的距離縮短,并且使得最后一個(gè)分段成了“強(qiáng)弩之末”了呢?由于缺少兩次的起跑反應(yīng)時(shí)記錄,所以無(wú)法與之關(guān)聯(lián)分析。上述數(shù)據(jù)源于網(wǎng)絡(luò),也是二手?jǐn)?shù)據(jù),沒(méi)有生理數(shù)據(jù)佐證分析,因此無(wú)法據(jù)此深入研究。

對(duì)起跑后的加速階段做研究,10米分段稍顯粗糙,以3-5米為宜,在全程跑的成績(jī)關(guān)聯(lián)下,結(jié)合即時(shí)心率等生理參數(shù),可以深度分析起跑及其后的加速跑對(duì)全程的貢獻(xiàn)度,以及設(shè)計(jì)最優(yōu)的差異化訓(xùn)練方案,合理實(shí)施遞增負(fù)荷訓(xùn)練。

3.3 最大速度及達(dá)到最大速度的距離

據(jù)研究,突破10秒大關(guān)的關(guān)鍵之一是必須有大于11.5m/s的最大速度,“六秒定律”也說(shuō)六秒鐘以?xún)?nèi)不能達(dá)到自己的最大速度。全程中沒(méi)有11.5m/s的最大瞬時(shí)速度,在10秒鐘內(nèi)跑完全程的可能性是很小的。從Bolt的兩次成績(jī)可以簡(jiǎn)單的分析,他達(dá)到最大速度的距離大約在60米,保持最大速度的距離卻有不同,沖刺階段加速度的區(qū)別也很明顯。后一次的加速階段的加速度較第一次大,保持最大速度的距離也較第一次長(zhǎng),沖刺階段還有一次小幅度的提速,只有起跑及其后的第一個(gè)10米段的平均速度稍大,而這是否是造成兩次成績(jī)差異的主要原因呢?由此可見(jiàn),即使是優(yōu)秀的短跑選手,如果不按照自己的各分段適當(dāng)水平發(fā)揮,都不能達(dá)到自己的最優(yōu)狀態(tài)。實(shí)際上我們認(rèn)為,刻意提高任何分段的成績(jī),其結(jié)果都有可能不是自己的最好成績(jī)。

高水平運(yùn)動(dòng)員的最大速度保持能力決定了比賽的勝負(fù),從圖4可以看出,前六名的各分段加速度變化在最后10米之前差別不大,在最后階段,速度下滑較快的選手最終成績(jī)排名靠后。在這個(gè)問(wèn)題上也說(shuō)明了體能的儲(chǔ)備情況,在體能儲(chǔ)備稍差的情況下,如果選擇與別的運(yùn)動(dòng)員一樣的高速消耗體能,勢(shì)必不能較好的完成比賽。

同上一小節(jié)提及的要求相同,探索短跑選手的最大速度及其出現(xiàn)的階段有兩個(gè)方案：第一是20-30米行進(jìn)間跑,做三分段以上的計(jì)時(shí),掌握運(yùn)動(dòng)員絕對(duì)最大速度的同時(shí),了解該階段的速度變化;第二是全程跑過(guò)程中的相對(duì)最大速度段,在40-70米階段,做6-10分段計(jì)時(shí),分析運(yùn)動(dòng)員在最好成績(jī)時(shí),其相對(duì)最大速度占絕對(duì)最大速度的比重,并且考察調(diào)整這個(gè)比重時(shí),最終成績(jī)是否會(huì)有變化。

圖4 第6屆世界田徑錦標(biāo)賽100 m決賽前六名各分段加速度

3.4 極量強(qiáng)度和次極量強(qiáng)度后即刻心率水平

我們定義極量強(qiáng)度為運(yùn)動(dòng)員在現(xiàn)階段的理想狀態(tài)下達(dá)到最好成績(jī)時(shí)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,心腦血管功能正常的運(yùn)動(dòng)員或者普通人群達(dá)到這個(gè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度一般是安全的。前期研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)員在極量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后即刻心率并沒(méi)有達(dá)到最大值,而是繼續(xù)升高,大約持續(xù)7秒左右的時(shí)間,且其幅度受起跑時(shí)的心率水平影響,約呈正相關(guān),推測(cè)認(rèn)為若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低于極量強(qiáng)度,心率在運(yùn)動(dòng)后即刻繼續(xù)上升的時(shí)間應(yīng)該縮短,且其幅度也會(huì)降低。

據(jù)筆者實(shí)驗(yàn)室的前期研究結(jié)果,認(rèn)為終點(diǎn)時(shí)刻的即時(shí)心率和股四頭肌組織氧水平與沖刺跑的程度有很大的關(guān)系,極限沖刺會(huì)使心率水平升高更多,且恢復(fù)時(shí)間更長(zhǎng),股四頭肌組織氧的下降水平有著極其相似的表現(xiàn),在終點(diǎn)時(shí)刻下降更多,恢復(fù)時(shí)間更長(zhǎng)。這種現(xiàn)象不光在短跑的終點(diǎn)時(shí)刻出現(xiàn),在長(zhǎng)距離跑的沖刺階段和終點(diǎn)之后也會(huì)出現(xiàn),推測(cè)認(rèn)為這是由于外加負(fù)荷的突然增大,導(dǎo)致能量供給的速度達(dá)不到需求,而在運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)終點(diǎn)之后,外加負(fù)荷消失,而由于突增的外加負(fù)荷引起的能量供給的增加并沒(méi)有停止,就像汽車(chē)在加速運(yùn)動(dòng)中突然摘掉前進(jìn)檔而并有及時(shí)松油門(mén),發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)轟然作響一樣。歷次的實(shí)驗(yàn)中同時(shí)發(fā)現(xiàn),如果跑過(guò)終點(diǎn)以后,沒(méi)有馬上停下來(lái),而是做遞減速度的跑動(dòng),遞減速度的要求是遞減速度不能太快,也就是說(shuō)緩慢的減速,多跑一段距離,這種心率在終點(diǎn)之后還繼續(xù)上升的現(xiàn)象就不存在,這種現(xiàn)象不分運(yùn)動(dòng)水平的高低,任何人都存在,只是高水平運(yùn)動(dòng)員對(duì)這種現(xiàn)象的耐受能力較強(qiáng),而普通人或者低水平的跑步者耐受這種現(xiàn)象的能力較差。

體能的獲得和技能的習(xí)得都是被動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果,不管研究水平達(dá)到多么微觀的水平,要獲得高水平的體能儲(chǔ)備,必須有合理的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,如想獲得可以高速消耗的體能,必須具備兩個(gè)條件要素,一是每一次的訓(xùn)練強(qiáng)度要超越上一次的訓(xùn)練強(qiáng)度,超越的量要有根據(jù),二是兩次訓(xùn)練之間的間隔要確定,體能的恢復(fù)要達(dá)到一定水平。

3.5 最大速度后心率的變化

對(duì)某個(gè)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō),確定他的最大速度和最大速度產(chǎn)生的距離后,我們就安排該運(yùn)動(dòng)員跑到最大速度產(chǎn)生的距離后結(jié)束,同時(shí)監(jiān)測(cè)他的心率變化,這是一項(xiàng)以前沒(méi)有做過(guò)的工作,結(jié)果具有較強(qiáng)的不確定性。意即不確定是否在跑到最大速度后停止,心率仍然會(huì)繼續(xù)上升?？梢栽O(shè)計(jì)另外的一個(gè)方案,即運(yùn)動(dòng)員盡力的跑完50米、60米、70米、80米和90米后的心率變化情況,與盡力跑完100米時(shí)的心率變化情況比較,探索心率滯后升高的規(guī)律,進(jìn)一步討論其機(jī)制。

另外,不同的生理心理狀況,心率水平也不同,可以從心率水平來(lái)推斷運(yùn)動(dòng)員的準(zhǔn)備活動(dòng)的程度或者狀態(tài)。不同的準(zhǔn)備狀態(tài)下,運(yùn)動(dòng)員的注意力也不同,反映在起跑反應(yīng)時(shí)上,則會(huì)出現(xiàn)搶跑、遲鈍或者不穩(wěn)定等現(xiàn)象。我們擬從上述幾個(gè)方面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,探索準(zhǔn)備活動(dòng)狀況與起跑反應(yīng)時(shí)的關(guān)系,以便對(duì)賽前狀態(tài)進(jìn)行積極的調(diào)整。

3.6 步頻和步幅的辯證關(guān)系

短跑成績(jī)由步頻和步幅兩個(gè)因素決定,步幅在全程跑過(guò)程中不是固定不變的,它在加速跑和途中跑以及沖刺跑階段都有變化,同樣的,步頻在全程跑過(guò)程中也是處于變化狀態(tài)中。據(jù)觀察,在加速跑階段,步頻較高,而步幅較小;途中跑階段特別是最大速度階段,步幅應(yīng)該是達(dá)到最大值,而步頻則肯定不是最大值。

步幅并不是越大越好,一名優(yōu)秀選手所追求的不是“大步幅”,而是合適的步幅,步幅的大小跟運(yùn)動(dòng)員身高有很大關(guān)系;步頻也不是越“快”越好,而是合適的步頻,步頻有較高的遺傳度,與運(yùn)動(dòng)員的神經(jīng)類(lèi)型也有關(guān)系。提高速度的關(guān)鍵是要么步幅和步頻兩者都提高,要么保持其中一個(gè)因素不變,而促使另一個(gè)提高。假設(shè)一個(gè)運(yùn)動(dòng)員在一定步幅和步頻的組合時(shí)的速度為1,通過(guò)降低步頻獲得的步幅增加或者通過(guò)縮短步幅獲得的步頻提高,兩者的乘積大于或者等于1,則這個(gè)改變是正確的,意味著技術(shù)的改變可以為將來(lái)突破速度瓶頸打好基礎(chǔ),如果兩者的乘積小于1,則反映了運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)不適應(yīng)或者是體能不適應(yīng)。

假設(shè)途中跑時(shí)運(yùn)動(dòng)員步幅是2米,步頻為5步/秒,則速度為10Mps,要把速度提高到10.5Mps,可以不改變步頻而把步幅增加0.1米,或者是保持原步幅不變而把步頻加快0.25步/秒。數(shù)字的描述是簡(jiǎn)單的,具體實(shí)施的時(shí)候就困難重重了,在運(yùn)動(dòng)員步幅是2米的時(shí)候,在步頻5步/秒的基礎(chǔ)上提高步頻,則需要縮短每一個(gè)蹬伸和前擺的時(shí)間,但一個(gè)動(dòng)作周期做功是一樣的,所以輸出功率必須增大;同理,在運(yùn)動(dòng)員步頻是5步/秒的時(shí)候,在步幅2米的基礎(chǔ)上擴(kuò)大步幅,需要加大每一個(gè)動(dòng)作周期的蹬伸和前擺的幅度,做功量增加而做功時(shí)間不變,輸出功率也要增加,這時(shí)的能量消耗不一定是線性增加,增加的負(fù)擔(dān)勢(shì)必影響速度的保持。我們認(rèn)為,就像小汽車(chē)在90KMph時(shí)等速油耗最低一樣,人體也有一個(gè)最佳速度范圍,在這個(gè)范圍內(nèi),能量消耗是最經(jīng)濟(jì)的。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的田徑訓(xùn)練水平特別是徑賽項(xiàng)目訓(xùn)練還與國(guó)際水平有很大的差距,零星的出現(xiàn)高水平人才,沒(méi)有形成規(guī)模和連續(xù)性。田徑訓(xùn)練的項(xiàng)目和內(nèi)容很多,但究其根本,高水平運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練集中在體能上。如何提高體能水平,怎樣在全程訓(xùn)練中合理使用體能,是高水平徑賽選手應(yīng)該著重訓(xùn)練的內(nèi)容。我國(guó)田徑訓(xùn)練的傳統(tǒng)往往是“秒表田徑場(chǎng),杠鈴力量房”,訓(xùn)練的過(guò)程一般由教練的經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)員的感覺(jué)來(lái)共同決定,缺乏統(tǒng)一性,無(wú)法更加合理的控制訓(xùn)練過(guò)程。國(guó)外選手的訓(xùn)練資料是保密的,但我們推測(cè),他們的訓(xùn)練一定有較為詳細(xì)的訓(xùn)練計(jì)劃,并且這種訓(xùn)練計(jì)劃是有較為充分的生理生化依據(jù)的,否則任何盲目的訓(xùn)練都不會(huì)出現(xiàn)國(guó)際一流的成績(jī),因此可以確認(rèn)的是國(guó)際一流選手的訓(xùn)練過(guò)程是得到細(xì)致劃分的。

我國(guó)的田徑運(yùn)動(dòng)在訓(xùn)練過(guò)程中,對(duì)訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練項(xiàng)目、時(shí)間間隔等也應(yīng)有序控制,以實(shí)現(xiàn)低投入、高效率的訓(xùn)練目標(biāo)。

[1]10秒!張培萌破全國(guó)紀(jì)錄,差0.001秒無(wú)緣決賽[EB/ OL].http：//sports.qq.com/a/20130811/004808.htm.

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Theory and Practice of the High Level Sprint Training Based on Precise Sp lit Time

XING Yu
(Shandong physical education institute,Jinan Shandong,250102)

The sprint level between domestic and foreign athletes demonstrates a big difference,the reason ofwhich is varied.According to the analysis,themain factor restricting Chinese athletes'performance is energy and its distribution in various segments of the body.Unlikemiddle-distance,wemust rely on precise split-time technology to comprehend the speed-energy variations.Each stage of the sprint process is a part of the whole,each part ismutual restraint of others and every part has its best record.The simple pursuit of the optimal statewill not help the final phase,but the resultmay be counterproductive.

precise split-time;high level sprint training;speed-energy variation

G8222.1

：A

：1001-9154(2014)06-0051-06

G8222.1

：A

：1001-9154(2014)06-0051-06

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金“十一五”規(guī)劃2010年度教育學(xué)一般課題。批準(zhǔn)號(hào)：BLA100100。

邢瑜(1970-),男,山東鄆城人,講師,博士,研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)和人體運(yùn)動(dòng)信息采集與仿真。

2014-03-06