王國(guó)杰,章碧玉*,彭秋艷,鄒吉玲,苑廷剛
跳遠(yuǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員速度、快速力量和準(zhǔn)確性要求較高,在起跳前達(dá)到最大可控速度、形成良好的起跳準(zhǔn)備姿態(tài)、實(shí)現(xiàn)較高的準(zhǔn)確性是跳遠(yuǎn)實(shí)踐中的共性要求(Hay,1988),也是取得優(yōu)異成績(jī)的基本前提,而實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的助跑,通常在訓(xùn)練和比賽中因內(nèi)部(體力、疲勞程度和求勝欲望等)和外部(風(fēng)向、溫度、跑道彈性、觀眾、對(duì)手表現(xiàn)和裁判執(zhí)行力等)因素的影響而產(chǎn)生偏差,導(dǎo)致助跑節(jié)奏的改變,因此,運(yùn)動(dòng)員會(huì)在起跳前進(jìn)行助跑節(jié)奏的調(diào)整,以消除前程助跑中產(chǎn)生的誤差。助跑節(jié)奏是指助跑過(guò)程中動(dòng)作的時(shí)間與空間特征的合理搭配,具體體現(xiàn)在助跑過(guò)程中步速、步頻和步長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化上。在本研究中體現(xiàn)在基于步長(zhǎng)基礎(chǔ)上的趾-板距離及誤差的變化上。Lee等(1982)、Hay(1988a,1988b)、Berg等(1995)、Mark(1997)、Bradshaw(2006)、Theodorou(2012)先后證實(shí)了視覺(jué)調(diào)控存在于不同性別、不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)和不同訓(xùn)練手段中,其內(nèi)在機(jī)制為基于感知-動(dòng)作耦合(perception-action coupling)的動(dòng)作調(diào)控過(guò)程(Gibson et al.,1986;Theodorou,et al.,2013)。運(yùn)動(dòng)員根據(jù)外部物理信息和自身本體感覺(jué)信息來(lái)判定自身的移動(dòng)速度和相對(duì)位置,進(jìn)而調(diào)節(jié)著地前的剩余騰空時(shí)間(Lee et al.,1982),控制步長(zhǎng),從而達(dá)到精準(zhǔn)踏板的目的。Lee等(1982)、Hay等(1988)和Berg等(1995)在研究中將最大趾-板距離誤差點(diǎn)作為運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始視覺(jué)調(diào)控點(diǎn)。Lee等(1982)以視覺(jué)調(diào)控點(diǎn)為基準(zhǔn),將全程助跑分為程序化助跑階段(stereotyped phase)和視覺(jué)調(diào)控階段(zeroing-in phase)。前者為誤差積累階段,后者為誤差消除階段,以此進(jìn)行助跑效果的評(píng)價(jià)和實(shí)施訓(xùn)練。而國(guó)內(nèi)很少有涉及助跑方面的理論研究,關(guān)于助跑誤差和視覺(jué)調(diào)控的研究更是匱乏,加之我國(guó)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期以來(lái)受到助跑速度不足的限制,在訓(xùn)練和比賽中不得已采用加大助跑速度利用率的方式來(lái)提高跳前的助跑速度(馮樹(shù)勇,2001),更忽略了助跑中視覺(jué)調(diào)控的重要性。那么,當(dāng)下我國(guó)運(yùn)動(dòng)員助跑過(guò)程中誤差積累程度如何?調(diào)整策略如何?是亟待探究的問(wèn)題。本文的目的在于探究我國(guó)優(yōu)秀跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在助跑過(guò)程中的趾-板距離誤差、出現(xiàn)位置、變化特點(diǎn)和調(diào)整策略。
以2018年太原田徑錦標(biāo)賽(9月14—17日)總決賽男、女跳遠(yuǎn)決賽前8名為研究對(duì)象(男、女平均成績(jī)分別為7.72±0.17 m和6.16±0.15 m);以助跑過(guò)程中的誤差積累和調(diào)整策略為主要研究?jī)?nèi)容。
1.2.1 二維定點(diǎn)錄像解析
1)拍攝:使用3臺(tái)JVC GC-P100攝像機(jī)在定點(diǎn)拍攝運(yùn)動(dòng)員在比賽中的助跑全過(guò)程。錄像機(jī)的分辨率為1920×1080行,拍攝頻率和快門(mén)速度分別設(shè)置為50 FPS和1/500 s。每臺(tái)錄像機(jī)主光軸與跑道長(zhǎng)軸垂直。錄像機(jī)高度約30~35 m,距離跑道中線(xiàn)約45~50 m。1、2和3號(hào)錄像機(jī)主光軸與跑道相交于起跳板后45 m、30 m和10 m處。1和2號(hào)錄像機(jī)的拍攝范圍在起跳板后35~45 m處重疊。2和3號(hào)錄像機(jī)的拍攝范圍在起跳板后18~22 m處重疊(圖1)。
圖1 拍攝現(xiàn)場(chǎng)機(jī)位布置及標(biāo)志點(diǎn)貼設(shè)位置Figure 1.Shooting Sites Location and Marking Points Placement Location
2)解析:采用視頻編輯專(zhuān)家9.2軟件(北京銳動(dòng)天地信息技術(shù)有限公司,北京,中國(guó))對(duì)原始視頻進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和剪切處理,由.MP4轉(zhuǎn)為.AVI;隨后利用APAS Standard Editi on Version 14.2.3(Ariel Dynamics,加利福尼亞州,美國(guó))中的Digitize版塊對(duì)標(biāo)志貼進(jìn)行標(biāo)定,確定R1、R2、R3和R4坐標(biāo)(圖2);由R1和R3坐標(biāo)確定P1坐標(biāo),即:
P2同上;并以P1和P2為坐標(biāo)確定二維水平標(biāo)尺P1P2的長(zhǎng)度(10 m),進(jìn)而確定物象長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度之間的比例系數(shù);完成上述工作后,以每步著地瞬間腳尖點(diǎn)為解析點(diǎn),對(duì)視頻進(jìn)行數(shù)字化處理。
3)趾-板距離測(cè)量誤差:賽前在起跳板后助跑跑道上8.10 m、15.10 m、22.10 m、25.10 m和32.10 m處放置標(biāo)記點(diǎn),解析后的數(shù)值與實(shí)際值誤差為±0.02 m(百分誤差為±0.25%)。
圖2 二維標(biāo)志點(diǎn)Figure 2.Two-dimensional Marker Points Diagram
4)技術(shù)參數(shù)定義:①趾-板距離(toe to board distance,TBD):每1步著地點(diǎn)距離起跳線(xiàn)的距離,用每步步長(zhǎng)累加所得,如:助跑第15步為(step length)SL15+SL14+……SL2+SL1+SLJ(圖2),反映著地點(diǎn)與起跳線(xiàn)之間的距離;②趾-板距離標(biāo)準(zhǔn)差:6次或者多次試跳后,同1步著地瞬間趾板距離的標(biāo)準(zhǔn)差,反映助跑中每一步著地點(diǎn)距離起跳線(xiàn)的變異程度,最大趾-板距離標(biāo)準(zhǔn)差反映誤差積累的大小,峰值出現(xiàn)的點(diǎn)通常為視覺(jué)調(diào)控點(diǎn)的位置;③調(diào)整百分比:
其中Smax為最大趾-板距離標(biāo)準(zhǔn)差,Sj為踏板瞬間趾-板距離標(biāo)準(zhǔn)差,其中Si和Si-1分別為倒數(shù)第i步和i-1步的趾-板距離誤差,反映每一步的調(diào)整幅度大小。
1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)
采用SPSS 17.0和Origin 9.0對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行探索性描述統(tǒng)計(jì)、Pearson相關(guān)性分析、t檢驗(yàn)和相關(guān)圖表的制作。其中數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;在女、男整體中最大趾-板距離及標(biāo)準(zhǔn)差與成績(jī)和踏板精度的相關(guān)分析;在男、女組內(nèi)對(duì)采用原地啟動(dòng)和行進(jìn)間啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行t檢驗(yàn)。
趾-板距離誤差曲線(xiàn)呈3種形態(tài)(圖3),分別為“上升下降”形、“波浪”形和“逐漸下降”形。女運(yùn)動(dòng)員中上述3種曲線(xiàn)形態(tài)的人數(shù)和比例分別為3人(37.5%)、3人(37.5%)和2人(25.0%),男運(yùn)動(dòng)員分別為4人(50.0%)、3人(37.5%)和1人(12.5%)(表1),整體上共有56.25%的運(yùn)動(dòng)員趾-板距離誤差曲線(xiàn)呈“波浪”形和“逐漸下降”形。
表1 全程趾板距離誤差曲線(xiàn)不同形態(tài)比例Table 1 The Whole TBD Error Curves of Different Types and Proportions
圖3 全程不同趾板距離誤差曲線(xiàn)形態(tài)圖Figure 3.The Shape of Different TBD Error Curves
不同性別運(yùn)動(dòng)員均在起跳前達(dá)到最大趾-板距離誤差,50.0%的女運(yùn)動(dòng)員和62.5%的男運(yùn)動(dòng)員最大趾-板距離誤差出現(xiàn)在起跳前倒數(shù)8.25±3.33步和7.00±2.07步;女運(yùn)動(dòng)員最大趾-板距離誤差出現(xiàn)位置的分布范圍更廣,男運(yùn)動(dòng)員則相對(duì)集中;最大趾-板距離誤差值,女運(yùn)動(dòng)員為0.20±0.03 m,男運(yùn)動(dòng)員為0.26±0.09 m;出現(xiàn)的距離上,女運(yùn)動(dòng)員為板前16.93±6.77 m,男運(yùn)動(dòng)員為板前15.90±4.66 m。
研究對(duì)象中有9人(56.26%)采用行進(jìn)間啟動(dòng),其中,女運(yùn)動(dòng)員5人(62.5%),男運(yùn)動(dòng)員4人(50.0%)(表2)。行進(jìn)間啟動(dòng)相對(duì)于原地啟動(dòng)而言,在女運(yùn)動(dòng)員中最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的位置更早(>0.40步),最大趾-板距離誤差值更大(>0.02 m),出現(xiàn)距離更長(zhǎng)(>0.77 m),但犯規(guī)率更低(<8.90%);在男運(yùn)動(dòng)員中最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的位置更早(>1步),出現(xiàn)距離更長(zhǎng)(>1.03 m),犯規(guī)率更高(>25.05%),但最大趾-板距離誤差值更?。ǎ?.07 m),上述差異均未見(jiàn)顯著性,并且在Pearson相關(guān)分析時(shí),未發(fā)現(xiàn)上述4個(gè)指標(biāo)與成績(jī)之間的相關(guān)性。行進(jìn)間啟動(dòng)時(shí)最大趾-板距離誤差值和犯規(guī)率在不同性別中未呈現(xiàn)出一致性特點(diǎn),女運(yùn)動(dòng)員犯規(guī)率更低,男運(yùn)動(dòng)員最大趾-板距離誤差更小,雖然不同性別運(yùn)動(dòng)員在采用不同啟動(dòng)方式時(shí)趾-板距離誤差和犯規(guī)率在組內(nèi)未見(jiàn)顯著性差異,但采用行進(jìn)間啟動(dòng)方式時(shí)最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的位置更早、距離更長(zhǎng)。
上文指出,運(yùn)動(dòng)員會(huì)在起跳前倒數(shù)第7~8步的范圍內(nèi)進(jìn)行視覺(jué)調(diào)控,女運(yùn)動(dòng)員中視覺(jué)調(diào)控階段最大調(diào)整出現(xiàn)在助跑最后2步,最后1步和倒數(shù)第2步的調(diào)整幅度分別為32.16±17.75%和24.19±16.54%,整體為56.35%;男運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)調(diào)控階段調(diào)整特點(diǎn)與女運(yùn)動(dòng)員相同,調(diào)整幅度分別為30.03±32.82%和27.76±18.79%,整體為57.79%(表3)。雖然女、男運(yùn)動(dòng)員分別在板前第8步和第7步開(kāi)始進(jìn)行視覺(jué)調(diào)整,減小前程助跑中積累的誤差,但實(shí)際上最大調(diào)整出現(xiàn)在起跳前最后2步。
Hay(1988b)對(duì)49名美國(guó)高水平跳躍運(yùn)動(dòng)員研究發(fā)現(xiàn),32人(65.3%)最大趾-板距離誤差曲線(xiàn)呈“上升下降”形,為主流的誤差變化模式,其中7人(14.3%)呈“逐漸下降”形,另有6人(12.2%)呈“波浪”形,此部分人群不采用視覺(jué)調(diào)控。相比之下,我國(guó)運(yùn)動(dòng)員雖然也以“上升下降”形占主導(dǎo)(43.75%),但“逐漸下降”和“波浪”形等不采用視覺(jué)調(diào)控類(lèi)型的曲線(xiàn)較多,比例均為37.5%,說(shuō)明我國(guó)多數(shù)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在助跑中不采用視覺(jué)調(diào)控。視覺(jué)調(diào)控的目的在于當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在特定位置意識(shí)到存在較大的助跑誤差時(shí),開(kāi)始采用相應(yīng)的步態(tài)調(diào)整來(lái)消除前程助跑中產(chǎn)生的誤差,該調(diào)控點(diǎn)可將助跑分為2個(gè)部分,前程為程序化助跑,后程為視覺(jué)調(diào)控階段(Lee et al.,1982),前者需要相對(duì)穩(wěn)定,并盡可能地保證較高的重復(fù)率,將前程助跑誤差控制在適當(dāng)范圍內(nèi),后者則在消除前程助跑誤差的同時(shí),做好踏跳準(zhǔn)備,提高起跳效果,而我國(guó)運(yùn)動(dòng)員目前在此方面還存在欠缺。
表2 不同啟動(dòng)方式下趾--板距離誤差和犯規(guī)率特點(diǎn)Table 2 Characteristics of TBD,Error and Foul Rate of Different Starting Types
表3 視覺(jué)調(diào)控階段調(diào)控比例Table 3 Proportion of Visual Regulation during Visual Control Phase
Hay(1988b)發(fā)現(xiàn),優(yōu)秀遠(yuǎn)度跳躍運(yùn)動(dòng)員在起跳前倒數(shù)第4~6步(4 L-64%,5 L-63%,6 L-37%)達(dá)到最大趾-板距離誤差(0.20 m左右),并開(kāi)始采用視覺(jué)調(diào)整,以消除前程的積累誤差。Lee等(1982)研究發(fā)現(xiàn),最大誤差點(diǎn)出現(xiàn)在倒數(shù)第7步(誤差為0.39 m)。Mark等(1997)也發(fā)現(xiàn),一般無(wú)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)人群的最大誤差值偏大,可達(dá)0.58 m。本研究中我國(guó)運(yùn)動(dòng)員最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的位置與Lee等(1982)的研究較為接近,女運(yùn)動(dòng)員為8.25±3.33步(誤差值0.20±0.03 m)、男運(yùn)動(dòng)員為7.00±2.07步(誤差值0.26±0.09 m);但最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的位置早于Hay(1988b)研究的起跳前倒數(shù)第4~6步的范圍(>2~3步)。通常認(rèn)為最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的越早,表明運(yùn)動(dòng)員前程助跑的穩(wěn)定性差,調(diào)整的距離長(zhǎng),不利于速度的保持。Lee等(1982)也發(fā)現(xiàn),助跑穩(wěn)定性越差,趾-板距離誤差值就越大,相應(yīng)的起跳前調(diào)整步數(shù)就越多。但Hay等(1988b)未發(fā)現(xiàn)最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的位置與加速過(guò)程中步態(tài)穩(wěn)定性之間的相關(guān)關(guān)系。此外,Galloway等(1999)研究中也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)板前速度衰減與視覺(jué)調(diào)控點(diǎn)出現(xiàn)位置和距離之間的關(guān)系,其研究的3名運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到視覺(jué)調(diào)控點(diǎn)后均無(wú)速度下降現(xiàn)象,其中有1人反而出現(xiàn)速度增長(zhǎng),并發(fā)現(xiàn)視覺(jué)調(diào)整的步數(shù)與成績(jī)有正相關(guān)關(guān)系(r=0.67,P<0.001),即視覺(jué)調(diào)控每提前1步將會(huì)增加0.573 m的跳躍距離。Theodorou等(2017)研究指出,跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳前的步態(tài)變異,是通過(guò)步頻與步長(zhǎng)的交互作用過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)助跑速度的穩(wěn)態(tài),不認(rèn)同調(diào)控距離越長(zhǎng)、出現(xiàn)的時(shí)機(jī)越早,產(chǎn)生的速度損失就較多這一論斷。整體上Hay(1988b)、Galloway等(1999)和Theodorou等(2017)的研究結(jié)果均不支持最大趾-板距離誤差出現(xiàn)的位置與助跑穩(wěn)定性和起跳前速度損失存在相關(guān)關(guān)系,但是上述研究與本研究相似,均受到樣本量不足的限制,所以,今后還應(yīng)在不斷加大樣本量的前提下,揭示最大趾-板距離誤差與助跑穩(wěn)定性和起跳前水平速度損失之間的關(guān)系。在不考慮解析誤差和樣本量限制的前提下,我國(guó)男、女運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)最大趾-板距離誤差的位置分別為起跳前倒數(shù)第7步和第8步。
跳遠(yuǎn)助跑與短跑前2個(gè)階段較為接近(Chatzilazaridis,2012;Mero,1985;Ni,1979),主要目的為迅速脫離靜止?fàn)顟B(tài),獲得適宜的動(dòng)量。雖然有多種途徑能達(dá)到上述目的,但目前研究認(rèn)為,總體趨勢(shì)為先增加步長(zhǎng)以提高速度(即充分蹬伸,延長(zhǎng)蹬伸時(shí)間來(lái)加大沖量),然后再逐漸增加步頻以達(dá)到最高速度(Mero,1985;Pg,et al.,2000)。本研究中男、女運(yùn)動(dòng)員分別有4人(50.0%)和5人(62.5%)采用行進(jìn)間啟動(dòng)方式,行進(jìn)間啟動(dòng)由于動(dòng)作輕松自然、便于加速,比較受形態(tài)小、動(dòng)作速度快的中國(guó)運(yùn)動(dòng)員青睞,但是產(chǎn)生的誤差較大、穩(wěn)定性不足。本研究發(fā)現(xiàn),采用行進(jìn)間啟動(dòng)的男運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)最大誤差的位置偏早(7.88±2.84步)、調(diào)整距離更長(zhǎng)(16.86±5.92 m)、犯規(guī)率更高(40.74%±20.60%),但與原地啟動(dòng)相比不具有差異性。也未發(fā)現(xiàn)最大趾-板距離誤差與踏板準(zhǔn)確性、犯規(guī)率以及成績(jī)之間的相關(guān)關(guān)系。Pauling等(1996)曾對(duì)跳遠(yuǎn)助跑的起始段和末尾段的步長(zhǎng)誤差與踏板精度和成績(jī)之間相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)階段第1步步長(zhǎng)誤差與最大誤差值呈正相關(guān)(r=0.54),第3步步長(zhǎng)誤差與踏板精度之間存在顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.75),表明啟動(dòng)階段步長(zhǎng)變異越大,積累的助跑誤差就越大、踏板精度越低,但未發(fā)現(xiàn)其與成績(jī)之間的相關(guān)關(guān)系。該觀點(diǎn)與實(shí)踐中教練員所強(qiáng)調(diào)的加強(qiáng)前2步助跑的穩(wěn)定性要求一致,所以在實(shí)踐中還是應(yīng)注意助跑啟動(dòng)階段助跑的穩(wěn)定性,減小前程助跑的誤差積累幅度。
Mark等(1997)在對(duì)不同人群進(jìn)行的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),非跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員與一般及專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員起跳前的調(diào)整絕大多數(shù)發(fā)生在倒數(shù)第3步,總體調(diào)整比例為77%。Hay(1988a)研究發(fā)現(xiàn),優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員調(diào)整多出現(xiàn)在倒數(shù)第2步,調(diào)整比例為67%。整體上非運(yùn)動(dòng)員與運(yùn)動(dòng)員在視覺(jué)調(diào)整策略的應(yīng)用上存在相似之處,不同之處在于一般運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始調(diào)整的時(shí)機(jī)偏晚,調(diào)整過(guò)程長(zhǎng),最大誤差偏大,踏板準(zhǔn)確度低(Mark et al.,1997)。本研究中最大調(diào)整也出現(xiàn)在最后2步,調(diào)整比例男運(yùn)動(dòng)員為57.79%,女運(yùn)動(dòng)員為56.35%。Bradshaw等(2006)在深入Hay(1988a)的研究中發(fā)現(xiàn),視覺(jué)調(diào)控開(kāi)始的越晚,最后2步調(diào)整的就越劇烈。本研究中男運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始視覺(jué)調(diào)控的時(shí)機(jī)較女運(yùn)動(dòng)員晚1步,相應(yīng)的最后2步調(diào)整幅度偏大,與前人研究結(jié)果相似。步態(tài)上的調(diào)整也可能是形成跳遠(yuǎn)助跑最后2步“大-小”(王國(guó)杰 等,2016;Hay et al.,1986)模式的另一原因。Berg等(1994)認(rèn)為,經(jīng)過(guò)特定目標(biāo)訓(xùn)練后,一般水平運(yùn)動(dòng)員也可達(dá)到較高的準(zhǔn)確度。Bradshaw等(2001,2002,2006)也發(fā)現(xiàn),外周和局部視覺(jué)調(diào)控與受試者所具備的速度和外界環(huán)境的刺激信息有關(guān),均證實(shí)了視覺(jué)調(diào)控能力的可訓(xùn)練性。所以,視覺(jué)調(diào)控能力可以通過(guò)系統(tǒng)的視覺(jué)干預(yù)訓(xùn)練得到提升,我國(guó)運(yùn)動(dòng)員可以根據(jù)視覺(jué)調(diào)控點(diǎn)的位置,確定合理的2段式結(jié)構(gòu)劃分,系統(tǒng)地進(jìn)行助跑訓(xùn)練,提高視覺(jué)調(diào)控能力。
我國(guó)女、男跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員視覺(jué)調(diào)控點(diǎn)分別出現(xiàn)在起跳前倒數(shù)第8步和第7步,局部調(diào)控出現(xiàn)在倒數(shù)第2步,助跑的啟動(dòng)形式對(duì)最大趾-板距離誤差沒(méi)有顯著影響,最大趾-板距離誤差值以及出現(xiàn)步數(shù)對(duì)犯規(guī)率無(wú)顯著影響。