從生物力學(xué)角度分析競走關(guān)鍵技術(shù)

□任 貴 顧曉艷

（1.貴州大學(xué)體育學(xué)院 貴州 貴陽 550025；2.北京體育大學(xué)田徑教研室 北京 100084）

從生物力學(xué)角度分析競走關(guān)鍵技術(shù)

□任 貴1 顧曉艷2

（1.貴州大學(xué)體育學(xué)院 貴州 貴陽 550025；2.北京體育大學(xué)田徑教研室 北京 100084）

受到競走規(guī)則的影響，競走技術(shù)動作要求嚴(yán)格，競走技術(shù)就是競走運動的生命，教練員、科研人員非常重視關(guān)于競走項目的技術(shù)研究。本文采用文獻資料法、訪談法從生物力學(xué)角度對競走關(guān)鍵技術(shù)進行分析，總結(jié)概括對于競走關(guān)鍵技術(shù)生物力學(xué)分析的三個層次；競走關(guān)鍵技術(shù)生物力學(xué)指標(biāo)的選取；目前國內(nèi)外對競走技術(shù)的研究現(xiàn)狀、競走技術(shù)的發(fā)展趨勢。為探討競走運動規(guī)律、深入研究競走關(guān)鍵技術(shù)提供理論參考。

生物 力學(xué) 分析 競走

1、研究方法

1.1、文獻資料法

在北京體育大學(xué)圖書館、中國知網(wǎng)，以“生物力學(xué)”、“競走技術(shù)”進行檢索，收集競走技術(shù)研究的文獻資料。通過對文獻查閱篩選，了解競走技術(shù)的研究現(xiàn)狀、研究內(nèi)容、研究方法從而確定了研究方向與研究內(nèi)容，為本文的研究提供了理論依據(jù)。

1.2、訪談法

在查閱文獻資料的基礎(chǔ)上，對北京體育大學(xué)相關(guān)專家進行訪談了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、競走技術(shù)的發(fā)展趨勢，提煉概況競走關(guān)鍵技術(shù)生物力學(xué)指標(biāo)的選取。

2、研究結(jié)果

2.1、競走關(guān)鍵技術(shù)生物力學(xué)研究的三個層次

目前，科研工作者主要通過總體研究、單個技術(shù)環(huán)節(jié)研究、實驗研究三個層次對競走技術(shù)展開生物力學(xué)的研究。研究方法大多數(shù)采用高速攝影的方法對訓(xùn)練和比賽實施現(xiàn)場平面或三維拍攝，選擇相關(guān)技術(shù)參數(shù)導(dǎo)入視頻分析系統(tǒng)對運動員技術(shù)動作進行診斷性生物力學(xué)性研究，研究技術(shù)動作是否符合競走規(guī)則，在不同的競走時段身體各角度是否合理，是否經(jīng)濟優(yōu)化。

（1）總體研究。

總體研究的目的在于了解當(dāng)前世界高水平運動員競走技術(shù)的總體特征及發(fā)展趨勢，一般選取奧運會、國際田聯(lián)世界錦標(biāo)賽、國際田聯(lián)世界杯競走賽等重大比賽男子20公里、女子20公里、男子50公里的前幾名運動員作為研究對象，通過對拍攝數(shù)據(jù)的處理、解析對大樣本的技術(shù)特征進行總體的描述。

（2）單個技術(shù)環(huán)節(jié)研究。

單個技術(shù)環(huán)節(jié)的研究是指選取比賽、訓(xùn)練過程中優(yōu)秀運動員某一個或者幾個競走技術(shù)環(huán)節(jié)進行研究，探析競走關(guān)鍵技術(shù)的運動學(xué)特征、關(guān)鍵技術(shù)對運動成績的貢獻率等，為技術(shù)訓(xùn)練的重點指明方向。

（3）實驗研究。

實驗研究是指探析某種技術(shù)環(huán)節(jié)對完整技術(shù)、運動成績的影響，研究這種技術(shù)環(huán)節(jié)發(fā)生變化的情況下，運動成績、競走技術(shù)如何變化。

2.2、競走關(guān)鍵技術(shù)生物力學(xué)指標(biāo)的選取

（1）完成比賽的生物力學(xué)指標(biāo)。

沒有肉眼可見的騰空、膝關(guān)節(jié)不能彎曲是競走裁判員判罰的基本要素，也是科研工作者研究競走技術(shù)的主要切入點。研究發(fā)現(xiàn)，裁判員在實際比賽中判罰運動員是否騰空的主要依據(jù)是通過單歩騰空時間的長短、重心起伏的大小、頭頂垂直位移的多少、小腿后撩的高度 (單支撐階段兩腿膝關(guān)節(jié)在同一個平面時的擺動腿膝關(guān)節(jié)角度)四個指標(biāo)來進行判斷的。對屈腿判罰的主要依據(jù)是通過腳掌仰角、支撐腿膝關(guān)節(jié)角兩個主要指標(biāo)來進行判斷的。通過訪談相關(guān)技術(shù)分析的科研人員，他們對運動員騰空、屈腿的運動學(xué)技術(shù)分析也大多從以下幾個指標(biāo)為切入點。

圖1 完成比賽的生物力學(xué)指標(biāo)

（2）決定運動成績的生物力學(xué)指標(biāo)。

圖2 決定運動成績的生物力學(xué)指標(biāo)

在遵守競走規(guī)則，保證沒有肉眼可見的騰空、膝關(guān)節(jié)不彎曲，不被裁判判罰犯規(guī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合個人特點在比賽中采用經(jīng)濟、實效的競走技術(shù)取得比賽的優(yōu)勝至關(guān)重要。通過查閱文獻資料、專家訪談，教練和科研人員對決定運動成績的生物力學(xué)指標(biāo)的選取和研究主要以步長、步頻、步速、上肢關(guān)節(jié)角度為切入點。

2.3、競走關(guān)鍵技術(shù)生物力學(xué)研究現(xiàn)狀

（1）國外研究現(xiàn)狀。

韋伯爾兄弟早在1836年就出版了《競走力學(xué)》一書，可見國外對競走技術(shù)的研究較早。70年代后，國外對競走技術(shù)的研究主要集中在運用平面定點攝像對運動員的競走技術(shù)進行定點拍攝、對拍攝資料進行解析，使運動員盡可能規(guī)避在比賽中犯規(guī)。90年代初，伴隨著科研方法的創(chuàng)新，國外研究人員開始運用三維攝像法對競走進行研究，選取更多的運動學(xué)指標(biāo)進行分析研究，研究分析更加細致深入，彌補了平面定點拍攝的不足。英國利茲大都市大學(xué)卡耐基體育運動和教育學(xué)院體育和運動生物力學(xué)高級講師布萊恩?漢利（2013年）在《第25屆國際田聯(lián)世界杯競走賽生物力學(xué)技術(shù)分析》一文中對2012年在俄羅斯薩蘭斯克市舉行的世界杯競走比賽中所有5個比賽項目（包括青年）的 15名獎牌獲得者的運動技術(shù)特征進行運動生物力學(xué)研究和分析。采用使用兩臺同一型號的數(shù)字?jǐn)z像機放置在比賽場地的同側(cè)進行同步錄像，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的運動員在落地瞬間，腿部都是接近彎曲伸直或者有某種程度的彎曲，屬于可視閾值范圍內(nèi)的直腿技術(shù)。15名獎牌獲得者運動技術(shù)環(huán)節(jié)中的下肢髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)角度變化的技術(shù)結(jié)構(gòu)基本相同，差異很??；而在上肢的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)角度變化上有很大的差異。建議教練員和運動員應(yīng)該重視整體技術(shù)結(jié)構(gòu)特征，而不僅僅限于下肢等的技術(shù)，從而避免那些錯誤的和無效的技術(shù)動作，糾正和培養(yǎng)正確的技術(shù)動作，以更加經(jīng)濟性和節(jié)省化的正確技術(shù)來完成比賽，并一定能夠取得理想的成績。

（2）國內(nèi)研究現(xiàn)狀。

我國對競走技術(shù)的研究相對較晚，20世紀(jì)80年代之前，國內(nèi)對競走項目的研究沒有明確的方向且研究成果不突出，對于我國競走運動員技術(shù)的診斷、評價、改進僅僅依靠教練員的執(zhí)教經(jīng)驗判斷和對國外優(yōu)秀運動員技術(shù)外形的簡單對比、模仿，是一種感性經(jīng)驗的認識。20世紀(jì)90年代左右，國內(nèi)科研人員利用高速攝影、錄像等手段對優(yōu)秀運動員的訓(xùn)練、比賽進行實時現(xiàn)場監(jiān)控，開啟了對我國優(yōu)秀運動員競走技術(shù)的早期研究，研究成果主要集中在對技術(shù)犯規(guī)的控制方面。大批研究成果的問世，對我國運動員競走技術(shù)的改進和提高大有裨益。隨著科技的發(fā)展，視頻影像媒介的出現(xiàn)和多學(xué)科的滲透交融為有關(guān)競走技術(shù)分析的研究帶來了新的方向和突破口，研究結(jié)果日趨成熟。

王林《我國高水平20公里競走運動員技術(shù)的研究》中對參加2005年5月中國慈溪國際田聯(lián)競走挑戰(zhàn)賽男子20公里競走比賽前6名選手的配速、步頻和步長等運動學(xué)指標(biāo)進行生物力學(xué)分析，在運動學(xué)層面上說明目前我國競走運動員在技術(shù)上存在的主要問題。研究發(fā)現(xiàn)：我國優(yōu)秀男子20公里競走運動員在競走專項運動成績上已經(jīng)達到或接近世界先進水平。通過與國外優(yōu)秀運動員競走技術(shù)的對比發(fā)現(xiàn)，我國競走運動員目前仍屬于“小步高頻”的競走技術(shù)風(fēng)格；我國高水平男子20公里競走運動員步頻明顯高過國外運動員，步長差距很大。在國際大賽中，中外運動員同場較量并行過程中，由于技術(shù)風(fēng)格的明顯差異，很容易被國際裁判對比并盯上，判罰犯規(guī)。

敬龍軍等在(2011年)《中、外優(yōu)秀20公里競走運動員運動技術(shù)分析》對參加2009年無錫國際競走挑戰(zhàn)賽男子、女子20公里項目優(yōu)秀競走運動員的競走技術(shù)運用三維定點拍攝和影像解析等方法進行運動生物力學(xué)分析，其中包括2008年北京奧運會和2009年柏林世界錦標(biāo)賽男子、女子20公里項目冠軍博爾欽和卡尼斯金娜的競走技術(shù)與我國目前最優(yōu)秀的男子20公里競走運動員王浩、女子20km競走運動員劉虹的技術(shù)進行運動生物力學(xué)對比分析。研究結(jié)果表明：目前中外頂級競走運動員在騰空時間的運動學(xué)指標(biāo)上差異并不明顯，然而在頭頂起伏距離、身體重心、離地瞬間膝關(guān)節(jié)角度等技術(shù)運動學(xué)指標(biāo)上中外優(yōu)秀運動員有顯著性差異，主要表現(xiàn)在我國運動員競走技術(shù)缺乏實效性，頭頂起伏過大、離地瞬間擺動腿膝關(guān)節(jié)角太??；從步長和步頻的對比分析來看，中國優(yōu)秀競走運動員的“小步高頻”技術(shù)風(fēng)格有了很大的改變，其中我國競走運動員步長同俄羅斯運動員比較差異不是很明顯，但是步頻上還存在一定的差距。

全勝《中外優(yōu)秀男子20公里競走運動員競走技術(shù)運動學(xué)特征的對比分析》通過高速攝像機三維拍攝對參加2007年深圳國際競走挑戰(zhàn)賽的中外優(yōu)秀男子20公里競走運動員的競走技術(shù)進行拍攝和影像解析處理，應(yīng)用視頻解析法、數(shù)理統(tǒng)計法等方法對中外男子20公里競走技術(shù)的運動學(xué)特征進行了對比分析，并采用灰色關(guān)聯(lián)分析法找出了影響競走運動技術(shù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)因素。研究結(jié)論為：競走運動員在前支撐階段對動作速度起主要貢獻的指標(biāo)依次是∶前支撐距離、后擺膝關(guān)節(jié)平均速度、著地瞬間膝關(guān)節(jié)角度、后擺階段膝關(guān)節(jié)平均速度；垂直支撐階段的影響因素是∶垂直瞬間膝關(guān)節(jié)角度、垂直瞬間左肘關(guān)節(jié)角度、垂直瞬間右肘關(guān)節(jié)角度；后支撐階段影響因素是：后支撐階段膝關(guān)節(jié)蹬伸時間、離地瞬間踝關(guān)節(jié)角度、前擺膝關(guān)節(jié)速度、前擺膝關(guān)節(jié)速度、離地瞬間膝關(guān)節(jié)角度。

王君俠在《我國男子競走運動員的技術(shù)特征及生物力學(xué)分析》對1995年北京世界杯競走賽男子20公里前八名進行拍攝，分析我國男子競走運動員的技術(shù)特征。在競走規(guī)則和定義未修改之前，我國男子競走運動員逐漸形成了“小步幅、高頻率”的技術(shù)風(fēng)格。通過生物力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)：髖的水平速度與擺動時間呈高度相關(guān)，適當(dāng)增加髖關(guān)節(jié)圍繞身體垂直軸轉(zhuǎn)動的速度,對提高步長有積極效果。

2.4、競走技術(shù)發(fā)展趨勢

研究表明，正確的競走技術(shù)，應(yīng)該根據(jù)運動員的個人特點，“取人之長，補己之短”，尋找出適合于自身優(yōu)化的個人技術(shù)風(fēng)格，同時得到國際裁判的認可，只有掌握正確的競走技術(shù)，才能放心大膽地參賽，消除擔(dān)心判罰的心理負擔(dān)，靈活運用訓(xùn)練儲存的體能。目前世界競走技術(shù)發(fā)展趨勢為：保持合理步頻的情況下，根據(jù)運動員身體形態(tài)和運動素質(zhì)適當(dāng)增加步長，髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動明顯，同時保持規(guī)范、清晰、穩(wěn)定的競走步態(tài)。

3、結(jié)語

目前，科研工作者主要通過總體研究、單個技術(shù)環(huán)節(jié)研究、實驗研究三個層次對競走技術(shù)展開生物力學(xué)的研究。國內(nèi)外科研工作者主要利用高速攝影、錄像等手段對優(yōu)秀運動員的訓(xùn)練、比賽進行實時現(xiàn)場監(jiān)控。相關(guān)的科研成果也對我國競走運動員技術(shù)的改進和提高大有裨益。隨著科技的發(fā)展，視頻影像媒介的出現(xiàn)和多學(xué)科的滲透交融為有關(guān)競走技術(shù)分析的研究帶來了新的方向和突破口，研究結(jié)果日趨成熟；目前世界競走技術(shù)發(fā)展趨勢為：保持合理步頻的情況下，根據(jù)運動員身體形態(tài)和運動素質(zhì)適當(dāng)增加步長，髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動明顯，同時保持規(guī)范、清晰、穩(wěn)定的競走步態(tài)。

[1]王林.我國高水平20km競走運動員技術(shù)的研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2007,7.

[2]敬龍軍.中國優(yōu)秀競走運動員訓(xùn)練內(nèi)容體系研究[D].北京體育大學(xué).2010

[3]李建臣.我國優(yōu)秀女子20km競走運動員后半程競走技術(shù)的運動學(xué)研究[J].中國體育科技,2007,04.

[4]劉濤.我國優(yōu)秀女子20km競走運動員競走技術(shù)三維攝像解析與研究[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報,2009,01.

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