基于生物力學(xué)原理對斜坡跑訓(xùn)練方法現(xiàn)有研究成果的探討

霍舟

中圖分類號：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識：A 文章編號：1009-9328（2014）08-000-02

摘 要 斜坡跑是提高短跑速度的有效方法之一，被廣泛運(yùn)用到提高短跑成績的訓(xùn)練中，本文基于生物力學(xué)原理對斜坡跑訓(xùn)練方法現(xiàn)有研究成果進(jìn)行綜述和探討。研究表明：影響速度的因素很多，就斜坡跑訓(xùn)練方法而言，對跑速產(chǎn)生影響的直接因素步長和步頻這兩個參數(shù)的變化上影響效果明顯，科學(xué)合理的運(yùn)用斜坡跑訓(xùn)練方法對提高短跑速度具有積極意義。

關(guān)鍵詞 斜坡跑 訓(xùn)練方法 步長 步頻

一、前言

斜坡跑是提高短跑速度的有效方法之一，被廣泛運(yùn)用到提高短跑成績的訓(xùn)練中。國內(nèi)外對斜坡跑進(jìn)行廣泛的研究，有學(xué)者認(rèn)為，斜坡跑對提高短跑速度有比較明顯的作用；斜坡跑除了能提高速度耐力、力量和心肌功能外，還能讓運(yùn)動員體驗(yàn)超過自己速度能力的動作感受，改善運(yùn)動員的加速疾跑能力，從而增大步幅和縮短支撐階段時間，幫助運(yùn)動員掌握加速跑的技術(shù)。

二、斜坡跑訓(xùn)練方法的運(yùn)動生物力學(xué)原理

斜坡跑包括上坡跑和下坡跑，上坡跑是一種抗阻力性速度力量練習(xí)，在阻力增加的情況下增加訓(xùn)練強(qiáng)度，獲得無氧練習(xí)的效果，從而改善心血管的機(jī)能。上坡跑加強(qiáng)了股四頭肌、臀大肌等下肢肌群的力量，有利于提高步長。下坡跑是一種神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)性訓(xùn)練，下坡跑是人們有意識地利用自然的或人工的斜坡，根據(jù)勢能與動能轉(zhuǎn)換的原理進(jìn)行訓(xùn)練，有利于提高步頻。

影響步長的因素主要有：一是腿部的肌力，腿部的肌力越大，產(chǎn)生的后蹬反作用力相對越大，跑的步幅則越大；二是腿長和髖關(guān)節(jié)的靈活性與柔韌性，下肢越長、髖關(guān)節(jié)的靈活性與柔韌性越好，跑的步幅則越大；三是后瞪的角度與擺動腿擺動的方向，從理論上講，擺動腿與后蹬腿的角度與方向直接影響步幅越大小。對于跑的步頻而言，其影響因素有兩個：一是肌肉中快肌纖維百分比和肥大程度。二是神經(jīng)過程的靈活性，大腦皮層運(yùn)動中樞興奮與擬制的轉(zhuǎn)換速度是影響位移速度的重要因素。另外，跑動時兩腿擺動情況和騰空時與支撐時的相對時間（比值）對步長和步頻也有影響。

三、成果研究現(xiàn)狀

近年來大量文獻(xiàn)資料和研究報道表明，有關(guān)短跑技術(shù)和速度訓(xùn)練方法的研究選題，多集中在短跑運(yùn)動員步長、步頻訓(xùn)練方法與運(yùn)動員的中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能的改善及其專項(xiàng)肌肉力量的訓(xùn)練手段方面。對于斜坡跑的原理和訓(xùn)練方法雖然，前人曾做過一些表述和研究，但大多文獻(xiàn)報道僅限于對斜坡跑手段應(yīng)用方式的定性分析與斜坡跑的坡度問題。盡管國內(nèi)外大多學(xué)者均十分肯定斜坡跑訓(xùn)練對提高絕對速度的作用，且認(rèn)為斜坡跑對改進(jìn)運(yùn)動員的步頻與步長技術(shù)具有積極效果。其相關(guān)的論述與見解多散見于各類短跑和速度方面的文獻(xiàn)資料和研究報道之中。

（一）關(guān)于斜坡跑與步長步頻的訓(xùn)練問題

閆春華在《百米速度結(jié)構(gòu)分析及有關(guān)技術(shù)訓(xùn)練手段研究》（博士論文，2004）一文中提出：斜坡跑作為一種超速訓(xùn)練的方法被廣泛使用，超速訓(xùn)練的目的是通過強(qiáng)迫運(yùn)動員完成超出自身能力水平的練習(xí)，來增加步頻和步長。在經(jīng)過4-8周的超速訓(xùn)練后，被試者的步頻和步長都得到了提高。這說明斜坡跑作為一種訓(xùn)練方法對步頻、步長和短跑跑速的提高具有積極的作用。

下坡跑時，當(dāng)運(yùn)動員動作速率發(fā)揮到最高值時，控制并穩(wěn)定速度是很困難的。這是由于下坡重力所產(chǎn)生的慣量。這種慣量隨距離的延長而增大，這種逼迫速率的加快運(yùn)動現(xiàn)象，也正是下坡跑能提高頻率的所在。如果在練習(xí)中不對運(yùn)動員的跑動動作提出任何技術(shù)要求，或讓運(yùn)動員在一定距離范圍內(nèi)堅持正確的動作要求，斜坡跑的練習(xí)效果會受到影響[2-4]。還有研究表明，下坡跑步頻沒有任何增加，只有步幅加大。步幅的增長意味著展髖的幅度加大和髖部轉(zhuǎn)動角速度加快，同時對髖部的伸髖速度和力量起積極作用；上坡跑對改善或提高運(yùn)動員的快速力量、速度耐力和增大步長是非常有效的訓(xùn)練手段（昆茲、考夫曼1997）。

（二）關(guān)于斜坡跑與神經(jīng)—肌肉控制機(jī)理的研究

美國學(xué)者弗拉基米爾M·扎齊奧爾斯基在其主編的《運(yùn)動生物力學(xué)》（2004）一書中指出：步長和步頻的可變性表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性（CNS）在控制這些參數(shù)方面起到了重要的作用。最高速度跑是人體調(diào)動各種能力，并使其充分發(fā)揮的集中體現(xiàn)，他對人體能量的消耗以及神經(jīng)系統(tǒng)的興奮和擬制的轉(zhuǎn)換頻率的要求是很高的。因此，在最高速度之后，肌體實(shí)現(xiàn)第二次調(diào)節(jié)其重要性和必要性同第一次調(diào)節(jié)具有同等的意義[5]。有作者還提出，構(gòu)成跑速的兩個主要因素——步長、步頻是互為影響和相互制約的。對于步長和步頻兩個變量的作用來說，提高或改進(jìn)其中任何一個變量都可提高跑速，同時這兩個變量之間又呈現(xiàn)一定函數(shù)關(guān)系[6]。步長和步頻的可變性表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）在靈活控制這些參數(shù)方面必然起到了一定的作用[7]。伊托等人的研究（1983）表明，助力訓(xùn)練能進(jìn)一步發(fā)展神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對肌肉拉長——收縮周期運(yùn)動的控制能力，提高短跑運(yùn)動員支撐階段的動作效果，從而提高跑速。

有作者在《現(xiàn)代100米跑技術(shù)的生物力學(xué)分析及放松技術(shù)再探析》一文中認(rèn)為，步頻的發(fā)展取決于大腦皮質(zhì)運(yùn)動中樞神經(jīng)系統(tǒng)的支配，斜坡跑獲得的助力作用可以使運(yùn)動員感受放松速跑的肌肉用力情況、體驗(yàn)“放松快跑”的方法和好處。上坡跑要求運(yùn)動員著力體會以髖為軸的大腿前擺和髖關(guān)節(jié)的積極前送與踝關(guān)節(jié)及腳的快速趴地，不要刻意后蹬，這種跑法既符合現(xiàn)今短跑技術(shù)的要求，又有利于下肢肌肉用力的放松與控制。通過上坡跑還能切實(shí)有效地實(shí)現(xiàn)短跑所需的“快速力量”訓(xùn)練。就是說上坡跑不僅可以改進(jìn)、掌握正確的跑的技術(shù)，還可以同時發(fā)展短跑所需的專門力量。由于步長和步頻相對獨(dú)立，表明步長和步頻受兩種不同的神經(jīng)系統(tǒng)控制方式調(diào)節(jié)——步頻的頻數(shù)調(diào)節(jié)和步長的幅度調(diào)節(jié)（羅新建2003）。Bonnard和Pailhous（1993）認(rèn)為，神經(jīng)系統(tǒng)對步長和步頻控制的方式不同。步頻的改變與擺動階段下肢的整體剛性有關(guān)，與支撐階段無關(guān)。這表明改變擺動期間下肢肌肉的緊張性可以改變頻率。大部分或整個腿部肌肉緊張性的改變，都將改變下肢繞髖關(guān)節(jié)擺動的相對頻率。Bonnard和Pailhous進(jìn)一步指出，步長的短暫變化與腿部肌肉的相位活動有關(guān)。Patla等（1989）研究表明，步長的短暫增加，實(shí)際上是一些肌肉的活動相位增加，而另一些肌肉的活動相位減少造成的。在無約束的走路或跑步時，雖然步長和步頻可相對固定，但如果需要的話，中樞神經(jīng)系統(tǒng)有能力分離步長和步頻。Hogan（1984）提出了這種分離的生理機(jī)制。當(dāng)關(guān)節(jié)周圍對抗肌同時活動時，凈關(guān)節(jié)力矩與對抗肌的肌力之間差異有關(guān)，關(guān)節(jié)的剛性則與所有肌力的總和有關(guān)。如果中樞神經(jīng)系統(tǒng)積極調(diào)節(jié)對抗肌的協(xié)同作用，那么步長和步頻能在有限的范圍內(nèi)各自獨(dú)立變化。

在各種提高跑速的訓(xùn)練手段中，斜坡跑以其獨(dú)特的方法和顯著效用，引起了專業(yè)和非專業(yè)運(yùn)動隊的普遍重視，斜坡跑正在被廣泛運(yùn)用到提高短跑成績的訓(xùn)練中。有學(xué)者對斜坡跑對短跑速度的影響進(jìn)行廣泛的研究，這些作者共同認(rèn)為：斜坡跑對提高短跑速度有比較明顯的作用；斜坡跑除了能提高速度耐力、力量和心肌功能外，還能幫助運(yùn)動員掌握加速跑的技術(shù)動作，改善運(yùn)動員的加速疾跑能力；斜坡跑能讓運(yùn)動員體驗(yàn)超過自己能力的速度，可以是步幅增大和縮短支撐階段時間[6-7]。斜坡跑包括上坡跑和下坡跑，上坡跑是一種抗阻力性速度力量練習(xí)，是跑動阻力增加的情況下獲得無氧效果，從而改善心血管的機(jī)能，增強(qiáng)下肢股四頭肌、臀大肌這兩塊重要的肌群，同時提高步長；下坡跑是一種神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)性的訓(xùn)練，就是有意識地設(shè)置自然的或人工的斜坡，根據(jù)勢能與動能轉(zhuǎn)換的原理進(jìn)行訓(xùn)練，同時提高步頻。

四、結(jié)論

（一）對于步長和步頻兩個變量的作用來說，步長和步頻的可變性表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）在靈活控制這些參數(shù)方面必然起到了一定的作用[7]。助力訓(xùn)練能進(jìn)一步發(fā)展神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對肌肉拉長——收縮周期運(yùn)動的控制能力，提高短跑運(yùn)動員支撐階段的動作效果，從而提高跑速。

（二）斜坡跑道的坡型對練習(xí)進(jìn)行組合，以控制斜坡跑的練習(xí)強(qiáng)度和負(fù)荷，從而改善跑的步長和步頻。

★基金項(xiàng)目：年陜西省教育廳專項(xiàng)科研計劃項(xiàng)目（編號：11JK0464）。

參考文獻(xiàn)：

[1] 羅尼·利多爾，約夫·麥克爾.王學(xué)鋒編譯.100M跑的生理學(xué)、技能發(fā)展和運(yùn)動知識分析[J].田徑.2004.8：54-56.

[2] [美]弗拉基米爾，扎齊奧爾斯基.運(yùn)動生物力學(xué)——運(yùn)動成績的提高與運(yùn)動損傷的預(yù)防[M].人民體育出版社.2004.

[3] 周志雄，黃德春.透析100米跑步長和步頻研究的誤區(qū)[J].田徑.2002：24-27.

[4] 張沛林.現(xiàn)代100米跑技術(shù)的發(fā)展特征及其技術(shù)分派[J].體育科學(xué).1995（1）：27-29.

[5] 李佩清.坡度跑訓(xùn)練對步頻、步長的影響[J].田徑科技信息.1995（50）：1-4.

[6] 安得科夫·法齊奧齊.發(fā)展速度時采用的助力和阻力方法[J].世界田徑.1995.8.

[7] 孫國輝.斜坡跑對短跑速度的影響[J].沈陽體育學(xué)術(shù).1997（4）：27-29.