體育教育專業(yè)男子100米步長、步頻及全程速度變化規(guī)律的個案研究

馬湘蓉 郭濤

1. 研究對象與方法

1.1 研究對象

華南師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院2014級體育教育專業(yè)廖富健的100米跑成績。

1.2 研究方法

數(shù)據(jù)分析法，對100 m各分段的平均速度、步長、步頻等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2. 討論與分析

2.1 對步頻的分析

步頻是單位時間內(nèi)的步數(shù)，由神經(jīng)反應(yīng)和兩腿肌肉交替收縮的速度以及單位時間內(nèi)肌肉收縮次數(shù)等決定。

2.1.1 起跑后的加速跑段

起跑后的加速跑段是指蹬離起跑器到途中跑開始的一個跑段，距離一般為30米左右，其任務(wù)是充分利用向前的沖力，在起跑的加速跑段內(nèi)盡快的接近自己的高速度。

從表1我們看出廖富健的步頻在擺脫靜止起跑后30 m段已達(dá)到4.6步/s，從擺脫靜止?fàn)顟B(tài)到30m處步頻一直在逐步加快，這說明他在起跑后的加速是非常積極的。在30m段速度就已經(jīng)達(dá)到了他本人最高速度的88.3%，在此段時間里運(yùn)動員利用步頻的變化來調(diào)整身體姿勢，使自己的身體姿勢更有利于途中跑的加速段。

圖1 廖富健100米跑全程步頻變化曲線圖

分段10m20m30m40m50m60m70m80m90m100m步頻(步/s)44．34．64．944．74．14．84．14．2步長(m/步)1．32222．522．522．52．2

2.1.2 途中跑段

經(jīng)過30m后廖富健又一次加快了自己的步頻,表明運(yùn)動員經(jīng)過30m段的調(diào)整后進(jìn)入了途中跑階段,在途中跑階段又一次積極的加速,使自己的步頻從30m段的4.6步/s增加到40m段的最高值4.9步/S，雖然步頻達(dá)到了最大值，但速度并不是最大，說明步長還沒有達(dá)到較理想的步長。由于加速跑段進(jìn)入途中跑階段時，廖富健在步頻上沒有一個明顯調(diào)整過程進(jìn)行放松跑，不利于進(jìn)入途中跑后再次加速，我們可以看到在40m段后步頻就有開始明顯下降，步頻的變化起伏不定，而且前后波動比較大，從4.9步/s下降到4步/s，表明運(yùn)動員的疲勞已經(jīng)開始出現(xiàn)。造成步頻下降的原因有兩種可能:(1)由于興奮與抑帶過程轉(zhuǎn)換頻繁，中樞處于高度興奮狀態(tài)，大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞易產(chǎn)生疲勞，不能長時間保持最快速度運(yùn)動；(2)突觸部位是反射弧中最易疲勞的環(huán)節(jié)，突觸部位也最易受內(nèi)環(huán)境變化的影響，例如缺氧、血液的酸堿度變化均可改變傳遞的能力，經(jīng)過高強(qiáng)度的運(yùn)動后體內(nèi)大量的缺氧這也可能是造成步頻下降的原因。結(jié)合圖3 我們可以看出在40m-60m段，還沒有達(dá)到最高跑速，只是極限下強(qiáng)度運(yùn)動，能量消耗速率并不是很快，由此可以看出步頻下降并不是因為肌肉供能出現(xiàn)了問題，而是因為中樞神經(jīng)系統(tǒng)過早的產(chǎn)生了疲勞。

2.2 對步頻指數(shù)的分析

從理論上來說，步長越大、步頻越快，那么速度就越快。但是，步長、步頻受運(yùn)動員身體條件、形態(tài)因素的影響，運(yùn)動員的身高存在差異，所以單純的比較步頻和步長對于不同運(yùn)動員來說可比性較小，目前普遍采用步長指數(shù)、步頻指數(shù)來評價運(yùn)動員的步長和步頻能力。根據(jù)表2 可以看到以博爾特和鮑威爾為代表的高個子的百米運(yùn)動員與米切爾、蓋伊、蘇炳添為代表的身高偏低運(yùn)動員進(jìn)行一對比，身高高的運(yùn)動員平均步頻要低于身高低的運(yùn)動員，甚至博爾特的平均步頻4.28步/s低于廖富健同學(xué)的平均步頻4.38步/s，單純的比較步頻對于不同的運(yùn)動員來說沒有可比性，轉(zhuǎn)向來看步頻指數(shù)，博爾特的步頻指數(shù)是8.38，鮑威爾的步頻指數(shù)是8.51，而米切爾和蓋伊的步頻指數(shù)分別是7.91和7.9。步頻指數(shù)與步頻、身高成正比，我們可以明顯得看出雖然米切爾和蓋伊的平均步頻高于博爾特和鮑威爾，但是步頻指數(shù)卻是博爾特和鮑威爾高于米切爾和蓋伊，且步頻指數(shù)最大的相差了0.61，博爾特雖然平均步頻低于廖富健，但是在身高上高出30cm，在步頻指數(shù)上就高于廖富健1.14，這也是向我們表明身高高的運(yùn)動員他的步頻能力將高于身高偏低的運(yùn)動員。我們再看看身高相差度不大的運(yùn)動員，蓋伊、米切爾和蘇炳添的身高差在1cm，而蘇炳添的步頻指數(shù)高出蓋伊和米切爾0.31，這是因為蘇炳添的平均步頻要高于蓋伊和米切爾。蘇炳添與廖富健的步長指數(shù)相差度較小，但在步頻指數(shù)上相差了1.02，對于身高都不占優(yōu)勢的他們來說，可以明顯的看出，平均步頻的快慢決定了你的步頻能力。劉芳在其研究中說到外國優(yōu)秀男子100米跑運(yùn)動員的平均身高在183.4cm，而中國優(yōu)秀男子100米跑運(yùn)動員的平均身高才176.5cm,綜上，在決定步頻指數(shù)的兩個因素上，身高較高的運(yùn)動員一般在步頻指數(shù)上會高于身高較低的運(yùn)動員，而對于身高高度相差度不大的運(yùn)動員，其平均步頻快的運(yùn)動員步頻能力高于平均步頻慢的運(yùn)動員。因此，對于今后的百米運(yùn)動員的選材中，要選擇身高稍偏高的運(yùn)動員，而對于廖富健來說，要想提高步頻能力，則需要提高平均步頻。

表2 廖富健與中外優(yōu)秀男子100米跑運(yùn)動員步長、步頻等數(shù)據(jù)比較

2.3 影響步頻的因素及訓(xùn)練方法

步頻主要受生理和技術(shù)上兩個方面的影響，其中生理因素主要是神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性、快肌肉纖維的比例和增大程度以及耐受乳酸和消除乳酸的能力，技術(shù)因素主要是騰空時間和支撐時間。

對于步頻的訓(xùn)練方法有:(1)發(fā)展小腿肌肉的速度力量，通常采用各種向上跳、連續(xù)跳、負(fù)重提踵以及多級跳；以前腳掌著地的跨步跳(快節(jié)奏)，以及前腳掌著地的上坡跑。(2)超等長練習(xí)：常用跳深練習(xí)，從高處跳下，著地時用小腿肌肉制動，然后在向前或向上跳出，跳深高度高水平運(yùn)動員0.75-0.8米，一般運(yùn)動員0.5-0.75米。(3)跨欄跑練習(xí)：跨越低欄架(40-50米)的跑，發(fā)展快速蹬地和快速扒地的能力，這個練習(xí)在欄后向下放腿時伸展大腿的速度比短跑時要快得多。(4)核心肌群的力量和髖部靈活性練習(xí)。

2.4 對步長的分析

步長是每一步中兩腳著地點(diǎn)間的距離。其取決于運(yùn)動員的身高、腿長、柔韌性外，并受肌肉力量、興奮強(qiáng)度、主動肌一對抗肌的協(xié)調(diào)放松能力、神經(jīng)一肌肉的協(xié)調(diào)能力以及騰起初速度、角度和擺腿的著地緩沖等因素影響。從起跑后的加速跑第一步起，身體前傾角度是隨著速度的增大而逐漸增大，步長也應(yīng)逐漸增加。張沛林認(rèn)為百米跑運(yùn)動員在全程跑時，從起跑到最大速度保持階段的步長逐漸增大，最大步長是出現(xiàn)在最后沖刺階段。

圖2 廖富健100米跑全程步長變化曲線圖

從圖2我們可以得知：從出發(fā)到30m處步長由1.3m/步增加到2m/步，符合起跑后的加速跑段隨著步長和速度的增加，重心逐漸抬起的原理。在40m段步長并沒有繼續(xù)加大，而是繼續(xù)保持著原有的步長，主要是由于運(yùn)動員經(jīng)過加速跑后的一個調(diào)整，在進(jìn)入50m段步長提高到2.5m/步，雖然在50m處步長已經(jīng)到達(dá)全程的最大，但是最高速度并未出現(xiàn)，這說明步頻還沒有達(dá)到較理想的步頻。但60m段步長出現(xiàn)了下降，此時步頻又有了明顯的增加，然后在70m段步長又回到了最大值，接著80m段又下降，90m段又回升至最大值，結(jié)合圖1、2、3我們發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動員保持較高的速度主要是靠步長的增加來實(shí)現(xiàn)的，由此也可以看出運(yùn)動員對于最大速度的保持能力較弱。另外，結(jié)合圖1、2、3可以看出，每當(dāng)步頻增加時步長就有所下降，當(dāng)步頻減小時步長就會增加，而不是具有同向性。這就是說，在整個全程跑過程中步頻和步長一直是一對矛盾，但是在50m、70m、90m段雖然步長都是一樣，但是因為步頻70m、90m的步頻高于50m段，從而速度也就出現(xiàn)較高，這也表明步長和步頻最佳組合是速度的關(guān)鍵。

2.5 對步長指數(shù)的分析

100米跑的成績主要取決于運(yùn)動員的步長和步頻，步長大，步頻快，運(yùn)動員的成績好，身高、步長是影響運(yùn)動員步長能力的重要因素。由于每個運(yùn)動員的身體形態(tài)不同，所以單純的比較步長來評價步長能力沒有可比性，而是采用步長指數(shù)來進(jìn)行比較不同運(yùn)動員的步長能力，根據(jù)表2 我們可以看出博爾特因其身高高，所以他的平均步長較其他人長，但是其步長指數(shù)并不占優(yōu)勢，比米切爾跟蓋伊的步長指數(shù)要低。在看看廖富健的步長指數(shù)是高于鮑威爾跟蘇炳添，他的身高較蘇炳添和鮑威爾的低，但其步長指數(shù)要高，這也說明了他的步長較大。美國教練費(fèi)希金認(rèn)為最合適的步長=身高×1.17+10cm ,用此公式來推算廖富健的最合適步長=1.66x1.17+0.1=2.0422,在這里我們可以看廖富健現(xiàn)在的步長已經(jīng)達(dá)到了他本人最合適的步長，所以，他在今后的訓(xùn)練中需保持目前已有的步長，在保持現(xiàn)有的步長基礎(chǔ)上去提高步頻能力，從而提高百米成績。

2.6 影響步長的因素及訓(xùn)練方法

圖3 廖富健100米跑全程跑速變化曲線圖

腿部肌肉力量的大小會影響步長，腿部力量增大，跑進(jìn)時后蹬有力，可以增大步幅的跨度，肌力越大，更容易克服肌肉阻力。下肢的長度也會影響步長的大小，腿越長，步幅也就越大。另外，髖關(guān)節(jié)柔韌性的好壞，肌肉和韌帶是否有彈性，直接影響髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動幅度，影響步長。

步長的訓(xùn)練方法主要有：①上坡跑，發(fā)展腿部力量。②采用體重的40%-60%重量的杠鈴練習(xí)，動作要快速，發(fā)展肌肉在收縮時的速度力量。③超速訓(xùn)練：下坡跑，一般來說，需要長50米、角度在1-4°的斜坡。④膠帶抗阻力練習(xí)，發(fā)展股后肌、小腿后群肌、髂腰肌等力量練習(xí)。

2.7 對全程速度的分析

途中跑是短跑全程中距離最長、速度最快的跑段，也是最重要的跑段。其任務(wù)是繼續(xù)提高跑速和盡可能較長距離地保持最高跑速。世界優(yōu)秀男子100m跑速度變化呈現(xiàn)明顯的雙峰，而根據(jù)圖3我們可以看出廖富健的全程跑速變化是成三峰，這也說明他速度變化比較大，從50m處達(dá)到最大速度的97%后，60m段開始下降，然后70m回升到本人的最大速度，之后的80m速度又下降，到90m處又回到最大速度，這樣的來回波動，對于體能的消耗也是非常之大的，同時也表明了他最高速度的保持能力不強(qiáng)。

在起跑后加速跑階段，步頻和步長都同時增大，步頻達(dá)到了最大步頻的93.9%，步長也達(dá)到了最大步長的80%，這段速度的增加是運(yùn)動員積極加速所致。而在30 m段至40m段步長保持不變，步頻在繼續(xù)增加，從4.6步/s增加到4.9步/s，這時的速度也仍在繼續(xù)提高，表明在此階段速度的提高主要是由于步頻的增加。在50m處出現(xiàn)他速度的第一高峰，此時步長達(dá)到了最大步長，但是步頻從40m處的最高步頻下降到最低步頻，說明在第一高峰的出現(xiàn)源于步長的增加，使得速度達(dá)到了最大速度的97%。但是由于在進(jìn)入途中跑之后，沒有進(jìn)行一個自然放松跑階段，不能為后段跑動的再一次加速做準(zhǔn)備，故使得速度在60m段出現(xiàn)了下降，一般世界優(yōu)秀運(yùn)動員最高速度出現(xiàn)的階段而廖富健卻是出現(xiàn)的速度的下降，影響了他最高速度的保持以及后續(xù)的加速，從而導(dǎo)致他最高速度出現(xiàn)的較晚，在70m處才出現(xiàn)了他的全程最高跑速，也是第二高峰值出現(xiàn)，但是在后段并不能保持著最高速度，而是要通過縮短步長來減速一段后再來加速，這樣一個起伏狀態(tài)的速度分配非常不利于體能的節(jié)省，同時也不能使最大速度得到較好地保持。結(jié)合圖1、2、3可以看到當(dāng)速度峰值出現(xiàn)時，往往是步長出現(xiàn)最大的時候，這也說明步長對成績有著重要的影響作用。

3. 結(jié)論

3.1 廖富健的全程跑速變化是成明顯的三峰，與優(yōu)秀運(yùn)動員的“雙峰”有顯著性差異。

3.2 前半程速度的提高以增加步頻為主，后半程速度速度的提高以增加步長為主。

3.3 最高速度出現(xiàn)的時間比較晚，保持最高跑速的距離比較短，起跑后的加速跑段結(jié)束轉(zhuǎn)入途中跑時缺乏自然放松跑的過程。

3.4 廖富健的步長指數(shù)接近中外優(yōu)秀男子100米運(yùn)動員的步長指數(shù)，但是其步頻指數(shù)相差較大，要提高其100米成績，需在保持現(xiàn)有的步長能力的基礎(chǔ)上，提高其步頻能力成為其今后訓(xùn)練方向的重點(diǎn)。

3.5 在百米運(yùn)動員的選材上，選擇身高偏高的運(yùn)動員在其步頻能力和步長能力上均能占優(yōu)勢。

4. 建議

4.1 對于體教學(xué)生而言，在今后的學(xué)習(xí)訓(xùn)練中要注意學(xué)習(xí)放松跑技術(shù)，特別是起跑后的加速跑段結(jié)束轉(zhuǎn)入途中跑時要有自然放松跑，為途中跑的再次加速做好準(zhǔn)備。另外，學(xué)會控制好自己的全程速度分配節(jié)奏，延長ATP— CP供能時間,降低能量消耗速率,為后程速度的提高和保持奠定基礎(chǔ)。

4.2 體教的學(xué)生要注重加強(qiáng)核心肌群力量和下肢速度力量的練習(xí)，發(fā)展肌肉的快速收縮能力，以及掌握放松跑技術(shù)來改善神經(jīng)系統(tǒng)的功能減輕高速跑中大腦皮層的負(fù)擔(dān)，來提高步頻。

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