自由式滑雪空中技巧運動員姿勢控制訓練及效果評價研究

歐曉濤，婁彥濤*，王家偉

0 前言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活條件的日益改善，我國正逐步從“體育大國”邁向“體育強國”。中國獲得2022年第24屆冬奧會的舉辦權，冬季項目在我國蓬勃發(fā)展，自由式滑雪空中技巧已成為我國的優(yōu)勢項目[1]，屬于難美項目，動作要求“穩(wěn)、準、難、美”，是滑雪技術和空中翻騰的完美融合[2]。自由式滑雪空中技巧動作是由助滑、起跳、空中翻騰和落地4個部分構成，要求運動員在38°的著陸坡平穩(wěn)站立并滑出[3]。因此，運動員需要具備較強的姿勢控制能力，才能順利地完成每一個技術環(huán)節(jié)，為自己的比賽動作贏得高分。

近年來，國內(nèi)外對于姿勢控制應用于不同人群的研究已引起較多學者的關注[4-8]。姿勢控制是一項基于動態(tài)感覺運動過程相互作用的復雜技能，其主要功能包括姿勢定位和姿勢平衡。姿勢定位與軀干對齊以及重力有關，而姿勢平衡涉及運動策略的相互協(xié)調(diào)[9]。在直立姿勢中，人類處于連續(xù)調(diào)整狀態(tài)，必須通過一系列的肌肉控制和反饋機制對抗重力的影響。為了保持平衡，姿勢控制傾向于在穩(wěn)定的基礎上維持身體的壓力中心（COP），這種調(diào)節(jié)是通過感覺感受器（軀體感覺、前庭和視覺）、肌肉骨骼系統(tǒng)和環(huán)境條件的整合來完成的，這些因素共同維持了身體的直立姿勢[10]。

目前，針對自由式滑雪空中技巧運動員的姿勢控制能力專項訓練方法和手段的研究較少，該項目在每4年一屆的奧運周期和每年的4個季節(jié)內(nèi)，究竟該如何安排專項體能和技術訓練方法和手段？針對國家隊重點運動員、一般運動員以及不同性別運動員又該如何進行專項訓練？針對運動員的項目個性特點、關鍵技術環(huán)節(jié)、身體素質(zhì)、身體形態(tài)、協(xié)調(diào)性、靈活性、平衡性、控制能力以及項目選材的提高等方面的問題又該如何進行專項訓練？該項目作為高危險項目，運動員損傷風險如此大，又如何為運動員進行行之有效、科學合理的康復訓練？這一系列問題是影響我國該項目發(fā)展的重要瓶頸。所以，研究自由式滑雪空中技巧項目的專項訓練方法與手段已成為目前該項目必須要解決的首要問題。

本研究運用METITUR平衡能力測試系統(tǒng)，對運動員施以姿勢控制能力的訓練，從訓練前后平衡能力和技術動作分析的角度，研究我國自由式滑雪空中技巧運動員的平衡控制能力，為制訂該項目的平衡能力專項訓練提供可靠依據(jù)，為備戰(zhàn)2022年北京冬奧會運動員勇創(chuàng)佳績提供科學保障。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取自由式滑雪空中技巧國家隊13名運動員，其中女運動員7人，男運動員6人。從1到13號隨機為13名運動員編號。受試者在訓練和測試期間無運動損傷，競技狀態(tài)良好，基本信息見表1。

表1 受試者基本情況一覽表（±S）Table 1 Basic Information of the Subjects（±S）

表1 受試者基本情況一覽表（±S）Table 1 Basic Information of the Subjects（±S）

N 年齡/歲 身高/c m 體重/k g 運動等級國家女隊 7 2 7.3 3±2.5 0 1 6 2.5 0±2.6 5 5 5.3 3±5.1 9 國際健將國家男隊 6 2 6.6 7±2.5 8 1 7 2.4 5±2.3 9 6 9.3 6±4.0 7 國際健將

1.2 研究方法

1.2.1 姿勢控制的訓練方法

1.2.1.1 感覺系統(tǒng)的控制能力訓練

圖1、圖2為蹦床和蹦極訓練，其訓練手段的應用時間為春季、夏季、秋季。運動員每周訓練3次，每次30 min，蹦床和蹦極訓練交替進行，主要訓練運動員前庭功能的半規(guī)管和橢圓囊、球囊的旋轉感覺能力。

圖1 蹦床訓練Figure 1 Trampoline Training

圖2蹦極訓練Figure 2 Bungee Training

圖3 的小蹦床空翻著陸訓練，要求運動員進行空翻后落在比較軟的海綿墊上，每周進行3次，每次訓練30 min，主要訓練運動員的本體感覺和前庭功能的橢圓囊和球囊的直線感覺能力。

圖3小蹦床空翻著陸訓練Figure 3 Small Trampoline Flip Landing Training

圖4 為自動態(tài)平衡能力訓練，要求運動員控制壓力中心到達指定的位置，并在最短的時間內(nèi)以最短的距離來完成，每周3次，每次30 min，主要訓練運動員前庭功能直線感覺以及神經(jīng)肌肉的本體感覺控制能力。

圖4睜閉眼的自動態(tài)平衡視覺訓練Figure 4 Balance Visual Training with Eyes Open and Closed

圖5 要求運動員采用睜眼和閉眼兩種站立在不穩(wěn)定的平衡墊上，通過對膝關節(jié)的彈力帶進行拉伸干擾運動員的站立，每周進行3次，每次30 min。主要訓練運動員視覺以及本體感覺的控制能力。

圖5 在平衡墊上用彈力帶干擾的本體感覺訓練Figure 5 Proprioception Training with Elastic Band Interference on a Balance Mat

1.2.1.2 落地技術環(huán)節(jié)的控制能力訓練

雙手叉腰，腳尖著地行走訓練。主要訓練小腿三頭肌的離心收縮功能。在腳尖著地行走過程中，體重完全由腳尖部位來承擔，此時需要小腿后部肌群進行強有力的收縮，但是在人體行走的過程中，小腿后肌群是很難承受住整個人體體重的，這將導致小腿后肌群做相應的離心收縮。每周3次，每次訓練4～6組，共 30 min。

利用ISOMED2000等速肌力進行薄弱肌群的向心、離心訓練。該系統(tǒng)將設計與測試相結合：首先它根據(jù)技術動作過程中各個運動環(huán)節(jié)的主要肌群參與情況和收縮方式對運動員進行診斷；其次針對運動員薄弱肌群的屈肌群和伸肌群的比值范圍、左側和右側肌力力量的配布情況是否符合項目的專項力量特征和落地技術動作中主要關節(jié)肌肉的收縮方式（向心收縮或離心收縮）等情況，為每個運動員提供相應的訓練建議。

（1）肌肉力量診斷

空中技巧項目在助劃、出臺、空中動作和落地過程中的不同時段，對運動員的肌肉力量要求也是不同的。在助劃階段對運動員的下肢肌肉力量要求很高，過去在小腿訓練中強化了小腿三頭肌而忽視了脛骨前肌的訓練；在出臺技術和空中動作中對腰背肌肉方面強化了腰腹肌的慢肌訓練而忽略了快肌訓練、強化了腰腹肌訓練而忽視了背肌訓練，在出臺和落地技術動作中對下肢肌群強化了屈伸肌群訓練而忽視了內(nèi)收外展訓練，強化了下肢向心訓練而忽視了離心訓練。

（2）制定訓練計劃

時間分為3個階段進行，前8周為第一階段，第9周至第16周為第二階段，第17周至第24周為第三階段。

第一階段每周進行2次訓練，每次30 min，以髖關節(jié)慢速收縮為主，進行內(nèi)收外展和屈伸訓練，訓練負荷為60°中等強度，每次訓練3組，每組10次。

第二階段為每周3次，每次40 min，進行髖關節(jié)和膝關節(jié)的向心力量訓練，訓練側重點以膝關節(jié)慢速肌肉力量為主，以髖關節(jié)快速肌肉力量訓練為輔；訓練負荷為膝關節(jié)30°中等強度訓練，每次為3組，每組 12次；髖關節(jié) 60°中速 3組和 180°一組，每組12～15 次。

第三階段為每周3次，每次40 min，進行膝關節(jié)的離心力量訓練，以股四頭肌的伸肌群離心力量訓練為主，以膝關節(jié)的屈肌群和髖關節(jié)屈伸訓練為輔；這個過程則根據(jù)運動員的實際肌肉力量設定相應的負荷進行訓練；每次為4組，每組12次。

1.2.2 實驗法

1.2.2.1 靜態(tài)平衡能力測試方法

應用芬蘭METITUR平衡測試系統(tǒng)進行平衡測試。要求受試者測試時進行5 min的熱身活動，然后按照相應的測試要求進行相應測試準備。要求在4種站姿下進行測試，測試時間均為20 s。（1）睜眼雙足支撐平衡：受試者雙足并立于平衡測力臺上，雙手叉腰，雙眼平視前方。（2）睜眼雙足線性支撐平衡：受試者雙足線性立于平衡測力臺上（右腳在前）受試者姿勢同上，雙眼睜開平視前方。（3）閉眼右足單支撐平衡：左足提起在測力板前上方約20～30 cm，雙手叉腰，雙眼閉上。（4）閉眼左足單支撐平衡，右足提起在測力臺前上方約20～30 cm，雙手叉腰，雙眼閉上，持續(xù)20 s。組間歇為30 s。測試可得重心在左右方向（X軸）及前后方向（Y軸）移動的距離、移動速度和速度矩等平衡能力評價指標。

靜態(tài)平衡能力指標選取及測試指標定義：

X方向平均值：測試者重心在X方向移動的平均距離（即重心的左右方向的移動距離）。

Y方向平均值：測試者重心在Y方向移動的平均距離（即重心的前后方向的移動距離）。

X軸方向移動距離：測試者重心在X方向移動的總距離（即重心左右方向的移動距離）。

Y軸方向移動距離：測試者重心在Y方向移動的總距離（重心前后方向的移動距離）。

X軸方向平均速度：測試者重心在X方向移動速度（即重心的前后方向的移動速度）。

Y軸方向平均速度：測試者重心在Y方向移動速度（即重心的左右方向的移動速度）。

曲線覆蓋區(qū)域半徑：在圖形窗口中，覆蓋指定百分比的重心移動曲線所需的圓形的半徑。

水平距離：給定包含重心曲線X坐標的距離范圍。

1.2.2.2 自動態(tài)平衡能力監(jiān)控方法

在METITUR平衡測試系統(tǒng)的動態(tài)測試模塊內(nèi)，系統(tǒng)在前、后、左、右、左前、右前、左后、右后8個方向分別規(guī)定8個方框，要求受試者控制人體重心，以最短的移動距離和最少的時間來完成，受試者在每個方向所用的移動距離和時間越短，表明在該方向上控制人體重心的能力越強。

1.2.2.3 兩賽季運動員技術動作質(zhì)量對比分析

將不同時期的研究成果隨時反饋到國家隊教練員并開展訓練，在此期間，長期保持1～2名成員跟隨國家隊進行相應的訓練方法和手段的指導工作。通過一個周期的訓練，對2017年和2018年兩個賽季的技術動作進行統(tǒng)計分析。

1.2.2.4 數(shù)理統(tǒng)計法

應用SPSS17.0，對訓練前后運動員平衡指標采用配對樣本T檢驗，當P＜0.05，表明訓練前后有顯著性差異。

2 結果

2.1 靜態(tài)平衡能力監(jiān)控評價

在靜態(tài)平衡能力測試中，由于運動員在整個運動中，均為雙腳同時控制重心，故選擇雙腳睜眼情況下的平衡能力進行評價。由表2可知，通過本賽季訓練，13名國家隊運動員在雙腿睜眼的站姿下，靜態(tài)平衡能力在支撐面左右方向（X軸向）移動距離和移動速度明顯提高，說明運動員在控制重心能力上有所提高。

表2 運動員訓練前后靜態(tài)平衡能力測試結果——雙腿睜眼（±S）Table 2 Results of Static Balance Tests with Eyes Open and Two-legged Stand before and after Training（±S）

表2 運動員訓練前后靜態(tài)平衡能力測試結果——雙腿睜眼（±S）Table 2 Results of Static Balance Tests with Eyes Open and Two-legged Stand before and after Training（±S）

注：X方向正值為人體重心向右側移動，X方向負值為人體重心向左側移動，Y方向正值為人體重心向前側移動，Y方向正值為人體重心向后側移動

測試指標 雙腿睜眼（前） 雙腿睜眼（后） P X軸向平均值/m m Y軸向平均值/m m X軸向移動距離/m m Y軸向移動距離/m m X 軸平均速度 /（m m·s-1）Y 軸平均速度 /（m m·s-1）曲線覆蓋區(qū)域半徑/m m水平距離/m m 0.6 4±5.0 4-1 2 2.8 3±1 8.6 8 1 8 3.9 6±2 3.7 2 1 7 2.0 7±3 5.4 7 6.1 3±0.7 9 5.7 4±1.1 8 7.1 6±2.0 0 7.3 6±1.5 6-0.1 1±5.7 0-1 3 0.7 6±2 2.8 9 1 5 1.6 4±1 8.6 7 1 6 5.3 7±6 3.7 0 4.7 2±0.9 5 5.2 5±2.1 3 7.0 1±2.2 8 7.3 5±5.5 3 0.6 4 0.3 5 0.0 4 0.4 2 0.0 5 0.8 4 0.6 8 0.7 2

由表3可知，13名運動員在4種站姿下的靜態(tài)平衡能力在支撐面前后方向上（Y軸向）的穩(wěn)定性普遍升高，表明運動員姿勢控制能力有所提高。

2.2 自動態(tài)平衡能力監(jiān)控評價

針對自動態(tài)平衡能力，可通過訓練前后運動員的人體重心曲線圖來進行檢驗。圖6、圖7為運動員訓練前后自動態(tài)平衡能力重心控制曲線圖，要求運動員以最短距離、最快速度的控制身體重心去經(jīng)過每一個相鄰的方框，黃色曲線代表身體重心經(jīng)過的路徑。運動員在支撐面后側左右方向較差，技術訓練后自動態(tài)能力明顯提高。

2.3 動作質(zhì)量完成情況

對2017年和2018年兩個賽季的技術動作進行對比分析發(fā)現(xiàn)，國家隊重點運動員女子徐××、張×，男子齊××、賈××的動作完成質(zhì)量均有所提高。

表3 評價分析結果總覽表Table 3 Summary of Evaluation and Analysis Results

圖6 賈××訓練前Figure 6 Jia××before Training

圖7 賈××訓練后Figure 7 Jia××after Training

由表4可知，5名運動員在世界杯比賽中落地成功率均有所提高，特別是女子運動員，其落地成功率分別提高了28.79%和24.44%，男子運動員齊××的落地成功率提高21.25%；賈××的提高指數(shù)較低，原因可能為難度系數(shù)在本賽季大幅度提高，與在賽季后期造成受傷有關。

表4 2017和2018年度兩賽季世界杯著陸成功率Table 4 2017 and 2018 World Cup Landing Success Rates

3 討論分析

3.1 姿勢控制訓練對運動員的影響

身體姿勢控制體現(xiàn)了人體骨骼、肌肉、內(nèi)臟器官和神經(jīng)系統(tǒng)等各個組織的力量關系[11]。錯誤的姿勢可引起肌肉疼痛、關節(jié)活動受限甚至韌帶的損傷[12]。人體的姿勢受遺傳、年齡、性別、環(huán)境條件、情緒狀態(tài)和身體活動六大因素影響，其中身體活動對后天的姿勢改變尤為重要[12]。倪維廣等對13名平衡能力不足的網(wǎng)球運動員進行了一系列個體化的姿勢控制訓練，發(fā)現(xiàn)姿勢控制訓練對運動員的肌肉力量恢復效果較好，康復周期變短，平衡能力得到改善[13]。郭世欣對不同運動等級運動員的肌肉力量和平衡能力進行研究，證實肌肉力量訓練可提高運動員的平衡能力，并指出在今后運動員的選拔和訓練中應當更加重視運動員的姿勢控制和平衡協(xié)調(diào)能力[14]。

本研究首先對運動員進行了感覺功能的控制能力訓練，主要目的是訓練運動員的前庭功能和本體感覺。前庭是控制人體姿勢平衡的重要器官，分為橢圓囊、球囊和3個半規(guī)管，是反映身體（或頭部）旋轉運動的感受器。前庭覺又叫平衡覺，能夠反映人體姿勢和地心引力的關系，與人體的本體感覺密切相關。婁彥濤研究了前庭功能感受器對空中技巧運動員向左右側旋轉后的平衡控制能力，得出右側旋轉后的運動員在前后方向上的落地穩(wěn)定性稍差，提出了應加強運動員的前庭功能訓練的想法[15]。感覺功能在空中技巧項目的助滑、出臺、騰空、落地4個技術中貫穿每個技術環(huán)節(jié)。如運動員做3周臺動作時在助滑階段，運動員以19.5 m/s的速度通過過渡區(qū)后滑向跳臺，出臺時在16.78 m/s的速度下要求保持178°體位角度騰空，空中動作第二周要求在0.8 s內(nèi)完成360°空翻加720°的轉體動作，落地時在騰空高度為17.5 m高空下，高速著陸在37°著陸坡后平穩(wěn)滑出。其中在空中動作階段為開放式運動鏈，運動員在處于頭部朝下方向時為閉眼狀態(tài)，部分運動員在整個空中動作中一直處于閉眼狀態(tài)，每周的動作時機是否在12點完成空翻加轉體，完全由前庭系統(tǒng)和本體感覺來決定[16]。研究表明人體在頭部后仰50°～55°時，對前庭功能影響較大，當運動員在空中處于頭部后仰時，空中姿勢控制幾乎由本體感覺和肌張力來決定[6]。

本研究對運動員進行了肌肉的離心訓練，離心收縮是指肌肉在收縮產(chǎn)生張力同時被拉長的收縮方式。離心運動可以使關節(jié)維持更好的穩(wěn)定性，防止各種傷病的發(fā)生[17]。劉洋比較了腘繩肌的離心訓練和徒手單腿硬拉對足球運動員的平衡穩(wěn)定性影響，結果顯示離心訓練后運動員的姿勢穩(wěn)定性恢復更好[18]。吳鳴淵比較了離心訓練和日常活動訓練對籃球運動員爆發(fā)力和靈敏素質(zhì)的影響，進一步證實離心訓練對運動員快速力量和專項速度的產(chǎn)生有較大提高[19]。本研究在訓練運動員前庭功能的同時，又配合肌肉的離心訓練更加提升了運動員的平衡能力和穩(wěn)定性。

3.2 平衡能力對運動員的重要性

平衡能力又稱穩(wěn)定性，是調(diào)控人體的支撐面（BOS）和人體質(zhì)心（COM）關系的一種能力[3]?？罩屑记扇芘_運動員著地時地面的反作用力是自身體重的5.22～6.02倍[7]，在著地環(huán)節(jié)因地面作用力的強大，對運動員的姿勢控制要求尤為重要。人體平衡分為靜態(tài)維持固定姿勢和動態(tài)調(diào)整維持姿勢，其中動態(tài)又分為自動態(tài) （無外力作用下進行各種自主運動重新獲得穩(wěn)定狀態(tài)的能力）和他動態(tài)（受到外力干擾時恢復穩(wěn)定狀態(tài)的能力）兩種類型?？罩屑记身椖康膭討B(tài)平衡能力主要來自于自動態(tài)平衡能力[20]。閆紅光研究了自由式滑雪空中技巧運動員起跳和著陸時足底壓力的變化特征，發(fā)現(xiàn)二周臺的bLT動作在起跳和著陸階段整體穩(wěn)定性最好，而bLF動作整體穩(wěn)定性最差，提出要針對性加強運動員下肢平衡能力訓練的建議[20]。豐力對空中技巧運動員的助滑階段進行了動力學和運動學分析，發(fā)現(xiàn)蹲踞下滑和直立起身階段，運動員的髖關節(jié)以及平滑舉肩階段運動員的肩關節(jié)對雪面的反作用力起到重要作用，提出應當加強運動員的平衡控制能力和對姿勢與速度的感知能力的想法[21]。

本研究分別在姿勢訓練前后對運動員的靜態(tài)平衡和自動態(tài)平衡進行對比，在靜態(tài)平衡方面，13名運動員在前后方向上（Y軸向）的穩(wěn)定性普遍升高，表明姿勢訓練后運動員的靜態(tài)平衡能力得到一定的改善。人體骨骼肌正常收縮時，肌纖維交替收縮使肌肉處在一個持續(xù)緊張的狀態(tài)。腱梭和肌梭作為兩個張力感受器，當人體進行一系列姿勢訓練時，肌肉收縮、放松或拉長，它們都會對感受器產(chǎn)生一定的興奮和刺激，大腦皮層被激發(fā)，中樞系統(tǒng)通過反饋和分析感知身體各部分關節(jié)、韌帶以及器官的工作狀態(tài)，再通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)的反饋機制使身體重心保持在相對平穩(wěn)的狀態(tài)，最終使身體達到平衡[9]。靜態(tài)平衡能力的提升為運動員完成4個技術環(huán)節(jié)打下了堅實的基礎。筆者認為尤其是在助滑和起跳階段運動員可以取得很好的效果，因為在助滑階段運動員需要一定的靜態(tài)平衡能力來獲得穩(wěn)定的出臺速度，從而保持固定的姿勢，以精準的方向進入起跳臺和過渡區(qū)[3]。而在起跳階段，運動員也需要一定的靜態(tài)平衡能力來維持自身的剛性制動，獲得合適的體位角以達到騰空的遠度和高度。另一方面，13名運動員在左右方X軸上的穩(wěn)定性普遍降低，表明姿勢訓練后運動員在左右方向上的穩(wěn)定性有所下降。這種左右不對稱的靜態(tài)平衡能力的降低，可能會在運動員的轉體階段造成一定的影響，尤其對運動員轉體時上肢姿勢的擺動影響較大。

在自動態(tài)平衡方面，13名運動員完成姿勢訓練后，在支撐面后側的左右方向平衡能力有所提升。自動態(tài)平衡能力與人體的本體感覺、身體活動度和肌肉控制有關。運動神經(jīng)元是負責將脊髓和大腦發(fā)出的信息傳到肌肉和內(nèi)分泌腺，支配效應器官活動的神經(jīng)元。它能夠程序化地控制肌肉進行收縮、舒張，姿勢訓練是將人體原有的平衡狀態(tài)打破，建立新的平衡狀態(tài)的訓練，它會使人體中層和深層的小運動神經(jīng)元先被募集，再讓淺層的大運動神經(jīng)元后被募集，姿勢控制訓練有利于深層的核心肌群保持高效的工作狀態(tài)，從而提升自動態(tài)平衡能力[22]。本研究所采取的姿勢控制訓練中，尤其是離心訓練，對運動員的核心肌群產(chǎn)生收縮、拉伸以及放松的作用，可以有效地提高運動員的自動態(tài)平衡能力[9]。

在13名運動員中發(fā)現(xiàn)有5名重點運動員在兩個賽季的世界杯比賽中落地成功率均有不同程度的提高，說明長期的姿勢訓練對運動員的靜動平衡能力都有提高。因運動員在著地后會有一段高速滑行的階段，運動員既要行使前庭功能來保持靜態(tài)平衡的能力，又要具備一定的本體感覺維持動態(tài)平衡，平衡控制能力不足的運動員會導致著地的成功率降低，更為嚴重者將造成不同程度的運動損傷。因此長期的姿勢控制訓練可提高運動員的平衡控制能力，也進一步提升了運動員的比賽成績。

4 結論

通過為期6個月的姿勢控制能力的訓練，運動員的靜態(tài)平衡能力在支撐面的前后方向上明顯提高，動態(tài)平衡能力在支撐面后的左右方向上有顯著提升。運動員通過姿勢控制能力的訓練后，平衡控制能力取得了較好的專項訓練效果。