賽艇WH1x運動員段靜莉劃槳技術動作特征分析

李吉如，梁東梅，鄧京捷，廖紅娟，劉 碩

賽艇項目屬于體能主導類周期耐力性項目，對技術有著較高要求，特別是中國賽艇經歷了“重體能輕技術”[1]后，逐步回歸到了體能與技術并重的發(fā)展階段，并逐漸認識到技術的重要性。自此之后對賽艇技術的研究和探討也逐步深入?？v觀中國賽艇項目參賽史，雖然在個別項目上取得過優(yōu)異成績，但也是曇花一現。查閱文獻資料發(fā)現，幾乎沒有關于我國優(yōu)秀賽艇運動員水上劃槳技術的相關報道。對優(yōu)秀運動員個體的技術動作特點進行個性化研究具有重要的參考價值，是技術傳承、項目發(fā)展的必由之路。

我國賽艇運動員在身體形態(tài)、體能水平等方面與國外優(yōu)秀運動員存在較大差異，僅僅參考國外優(yōu)秀運動員的技術動作特征數據來測量評價我國運動員的技術動作特征不夠客觀。針對我國優(yōu)秀賽艇運動員，尤其是在國際大賽上取得優(yōu)異成績的運動員的水上專項技術動作特征的報道較少見到。有研究從力學角度提出賽艇技術評價的理論模型[2-3]，有研究利用計算機模擬賽艇技術[4]，也有研究應用視頻影像進行賽艇運動學分析[5]，但應用實船測量賽艇劃槳動力學并進行運動學分析的研究仍較少見到。雖然，賽艇技術分析相關研究逐漸接近訓練實戰(zhàn)，但目前的技術測評工作仍存在著兩方面問題：一是技術測評尚且停留在測試層面，對測試結果的解讀以及根據測評結果采取的技術訓練方法是否有效等問題沒有得到足夠的重視；測試結果仍停留在理論層面，未能與教練員技術訓練有效結合，測試的結果未能直接轉化為技術優(yōu)化的推動力；測試結果未能有效應用于運動訓練，導致科學測試不能在實踐中得到進一步優(yōu)化和改進，達不到測試—訓練聯動推進運動成績的效果[6]。二是缺乏本土優(yōu)秀運動員的數據積累，如北京奧運會女子四雙運動員的技術特點、優(yōu)秀運動員張秀云的技術特點，從技術層面都沒有留下參考，導致對運動員的技術評價依據教練員經驗或借鑒國外優(yōu)秀運動員數據，不利于國內優(yōu)秀運動員技術的傳承和進一步優(yōu)化。

鑒于此，本文擬對里約奧運會獎牌獲得者段靜莉在里約奧運備戰(zhàn)周期的技術測試數據進行分析總結，以期對教練員技術訓練提供數據支撐和理論支持。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

段靜莉，女，1989年出生，身高180 cm，體重76 kg，槳長289 cm，槳內柄長88 cm，目前是國內唯一在奧運會上獲得獎牌的單人雙槳運動員。

1.2 研究方法

本研究應用Dr.Valery團隊研發(fā)的賽艇技術動作測試分析系統(tǒng)，主要通過槳柄力傳感器、槳角度傳感器、滑座位移傳感器及GPS了解運動員一個劃槳周期各階段的技術特點[7]。

1.3 實驗流程

本測試采用遞增槳頻，逐級獲取不同槳頻條件下的技術參數結果，并在測試過程中采用錄像拍攝，用于輔助技術動作的分析診斷。測試方案參考已有技術測試方案[8]，具體為：采用遞增槳頻模式，總測試距離為2 km，初始槳頻為20槳/分鐘，每劃4槳遞增一次，每個槳頻劃行500 m。測試地點為千島湖國家賽艇隊水上訓練基地。測試環(huán)境為晴天，小風浪，不影響技術測試。測試階段為冬訓期間的常規(guī)水上技術訓練。

1.4 關鍵技術參數界定

參照徐開勝等[9]、高崇等[7]、李吉如等[8]的研究選擇技術參數。拉槳幅度通過槳葉控制技術中的槳角參數來進行測評，每槳力量通過槳柄力曲線來測評，艇速波動通過艇速和艇加速度曲線進行分析。

1.4.1 運動員槳葉控制技術

本研究中運動員槳葉控制技術能力的界定主要依據運動員劃槳過程中槳角及相關指標參數[7]。具體的參數界定如圖1、圖2所示。

圖1 槳角定義及槳角曲線[10]Figure 1 Definition of Oar Angle and Curve of Oar Angle[10]

圖2 實際測試曲線及參數劃分Figure 2 Actual Test Curve and Division of Parameters

槳角，即在一個劃槳動作周期當中，槳相對于艇的長度在水平方向上的移動角度[9]。在目前研究中，有2種不同的坐標系統(tǒng)定義槳角，在本研究中的坐標系為：以槳垂直船艇軸線的位置為零度角，從槳葉入水到零度角位置為前弧槳角（前弧角度），用“-”表示，從零度角到槳葉出水的位置為后弧槳角（后弧角度），用“+”表示。入水角度是最小角度，出水角度是最大角度。圖1中各角度的定義[7,11]具體為：入水角度為槳葉對前端接觸水面的水平角度；入水打滑角度為槳葉最前端接觸水面開始到槳葉完全進入水面的水平角度；出水角度為槳葉完全離開水面的水平角度；劃幅是入水角度和出水角度絕對值之和，出水打滑角度為槳葉最前端剛剛出水到槳葉完全離開水面的水平角度。

1.4.2 運動員劃槳技術風格

本研究中運動員劃槳技術風格的界定主要是依據與槳柄力-槳角曲線的形態(tài)特點[12]及達到最大力70%的槳角[10]，具體的參數界定如圖3所示。槳柄力-槳角曲線是槳柄力隨著槳栓角度的變化而繪制的曲線，橫軸表示拉槳角度變化，其寬度越寬則表明拉槳幅度越大，槳劃距越長，縱軸表示拉槳階段的槳栓力力值的變化，其值越高則表示拉槳力量越大。本研究中重點分析的技術參數有：（1）力量達到最大力量70%的角度（°），可以依據此參數及槳柄力-槳角曲線形態(tài)來判定運動員的劃槳風格，了解劃槳前半程的效果；（2）力量峰值出現長度百分比（%），輔助判斷運動員劃槳技術風格特點；（3）力量從最大力量70%開始下降的角度（°），用于了解運動員拉槳后半程的技術效果；（4）最大力值及平均力值，用于了解運動員的力量水平及劃槳有效性。

圖3 槳柄力-槳角曲線及各參數值的定義Figure3 The Curve of Oar Angle-Handle Force and Definition of Its Parameter Values

1.4.3 艇速及艇加速度

作為體能主導類周期性競速項目，賽艇比賽獲勝的核心因素就是艇速，艇速波動的振幅是決定賽艇運動成績最為重要的因素之一[13]。水的阻力正比于船艇速度的平方，所以理想的技術是每一劃槳過程中消除艇速的波動并保持艇速的恒定。艇速是由槳手每一劃槳效果（功率）累積起來的外部特征，是評定運動員劃槳效果的標準。為此，本研究對艇速及艇加速度的分析主要是結合每一劃槳周期中的艇速及艇加速度曲線對艇速及艇加速度相關參數的數值進行分析。

1.5 數據處理

一個測試組的原始采樣數據通常包含多個劃槳周期，這些劃槳周期內的生物力學變量的時長和大小各不相同，通過對采樣數據中所有槳數取平均值后得到一個平均的劃槳周期時長，再根據這個平均時長做歸一化處理，得到一個典型劃槳周期的數據。在獲得其技術參數數據的同時，亦參考“目標數據”（BioRow系統(tǒng)中賽艇運動生物力學專家Valery多年測試世界優(yōu)秀運動員的數據）來評估與世界優(yōu)秀運動員的技術差異。

2 研究結果

2.1 槳葉控制技術

運動員劃船效率依賴于劃槳技術，特別是對槳葉的控制能力。為此，槳葉控制技術也是運動員技術評價的一個重要方面。表1為段靜莉槳葉控制技術各參數值，圖4、圖5為段靜莉槳葉運行軌跡曲線。

表1 段靜莉槳角參數值（單位：°）Table1 Parameter Values of Oar Angle of Duan Jingli

圖4 段靜莉不同槳頻時的槳葉運行軌跡曲線Figure4 The Curve of Blade Track at Different Stroke Rates of Duan Jingli

圖5 依據技術參數對段靜莉槳葉運行軌跡進行優(yōu)化后的曲線圖Figure5 The Diagram of Blade Track of Duan Jingli after Optimization Based on Technique Parameter

2.2 劃槳技術風格

目前現有文獻中對運動員劃槳技術風格的劃分，主要是依賴槳柄力-槳角曲線的峰值力出現時間早晚來判斷，尚無明確的數據分析[14-15]。表2為段靜莉槳柄力-槳角曲線、槳柄力-長度百分比曲線中獲得技術參數數據。圖6、圖7為段靜莉拉槳階段的槳柄力-槳角曲線圖。

表2 槳柄力參數值及目標值Table2 Parameter Values and Target Value of Handle Force

圖6 段靜莉不同槳頻時的槳柄力-槳角曲線圖Figure6 The Diagram of Oar Angle-Handle Force at Different Stroke Rates of Duan Jingli

圖7 依技術參數對段靜莉優(yōu)化后的槳柄力-槳角曲線圖Figure7 The Diagram of Oar Angle-Handle Force of Duan Jingli after Optimization Based on Technique Parameter

2.3 劃槳艇速及艇加速度

2.3.1 艇速

表3為段靜莉不同槳頻條件下艇速及艇加速度等相關參數數值，圖8為其32槳/分鐘時的艇速及艇加速度曲線，其中虛線為船的加速度曲線，實線為艇速曲線。

表3 不同槳頻條件下艇速及艇加速度等參數值Table3 Parameter Values of Speed of Boat and Acceleration of Boat at Different Stroke Rates

圖8 段靜莉單人艇32槳/分鐘條件下艇速及加速度情況Figure8 Speed of Boat and Acceleration of Boat under Single Rowing 32 str/min of Duan Jingli

2.3.2 艇加速度

艇加速度是運動員拉槳力量和身體各部位相對運動的合理的表現形式，它是評價賽艇技術的重要指標，特別是在多人艇上，最大的拉槳力量不一定帶來最佳的艇加速度。賽艇在劃行中，其加速度變化曲線為在每一劃槳進程中，出現2個峰值，即在拉槳過程中出現一次峰值，而在回槳過程中出現第二個峰值[16]。為了更好地分析艇加速度曲線，本研究將加速度曲線中的4個關鍵點技術進行了標記（具體詳見圖8中加速度曲線上的箭頭指示），以便分析。

3 分析與討論

運動技能的形成是一個復雜的神經過程，也是一個復雜的學習過程，是建立在多次重復刺激的基礎之上的。而對于賽艇這個周期性項目而言，在一個2 km的比賽中，運動員需要在較高槳頻條件下重復劃槳技術動作200次左右[17]，在日常訓練中，運動員平均每周的訓練量均在180~200 km，運動員每一個劃槳動作的細微差異和不穩(wěn)定，都會在多次的重復中被不斷放大。

3.1 槳葉控制技術

賽艇項目的技術測評涉及如何使槳葉充分地發(fā)揮其推進效率、身體各部分的協(xié)調用力、艇以持續(xù)穩(wěn)定的速度前進、人與艇之間的協(xié)調互動等各個方面。槳葉控制技術的核心是如何使人作用于槳葉的力發(fā)揮出最大效率，而槳葉產生作用力的核心是槳葉相對于水存在著相對運動，相對速度越大，作用力也就越大。隨著槳頻的增加，槳葉控制也會變得更加困難，微小的技術改變，都會導致槳葉控制能力的下降，直接導致拉槳長度和拉槳功率的下降。如表1所示，段靜莉與目標數據相比，在入水角度有1.5°之差，出水角度有4°之差，入水打滑角度有7°之差，出水打滑角度有6°之差。結合段靜莉本人的身高參數來看，其入水角度與出水角度2個參數較為優(yōu)異，但其入水打滑角度和出水打滑角度2個參數與目標角度存在較大差異，有較大的優(yōu)化空間，這也是我國賽艇運動員面臨的普遍問題，即拉槳劃幅與優(yōu)秀運動員接近，但入水及出水效果欠佳，槳葉水下有效做功距離有待提高。

3.2 拉槳控制技術

根據劃槳周期的劃分，槳葉入水是劃槳周期拉槳階段的開始，槳葉入水速度越快，槳葉進入拉槳狀態(tài)的速度就越快，抓水就越快，影響槳葉作用力大小的關鍵因素是拉槳速度。一般來說，槳葉在水中建立支點越快，則拉槳長度越長，即槳葉在最遠端建立支點，有效做功距離就越長。結合視頻資料分析，段靜莉槳葉入水角打滑度偏大的原因是槳葉入水前，轉槳入水時出現手臂向下用力按的動作，致使槳葉抬得過高，再次入水時丟失一部分拉槳長度，影響槳葉入水的遠度和速度。另外，槳葉入水前的抬高會增加運動員控制槳葉的難度，進而導致槳頻的減少和船艇平衡的破壞。

槳葉入水后向下行走，要想在拉槳階段迅速加速并保持較大的拉槳力，槳葉就需要盡可能沿著一條直線運動，如果槳葉入水過深，會在船艇前進方向損失一些力，降低拉槳效果，特別是槳葉過了零度角后，要想依舊保持槳葉水平拉槳出水，則需要具備較大的力量水平，如果運動員的力量水平不足，則會導致槳葉斜方向出水，產生的分力會對艇的加速產生阻力，并且導致槳葉出水打滑角度增加。也有研究認為槳葉入水深意味著入水打滑角度較小，但由此引發(fā)的劣勢遠遠超過了優(yōu)勢。這些劣勢包括劃槳時間的增加，槳葉運動路線的偏離及槳葉粗糙出水等。段靜莉槳葉入水深度為-7.5°左右，最佳槳葉深度應該為6°左右，槳葉入水深度略深，也導致了槳葉出水效果不佳。槳葉出水階段2個常見的錯誤就是拉槳后倒不到位，過早地結束拉槳動作或拉槳結束前槳葉就升出水面。段靜莉出水角度偏小則會引起拉槳后倒不足，過早結束拉槳動作的錯誤發(fā)生。綜合段靜莉的槳葉控制技術來看，段靜莉需要在槳葉入水和槳葉出水2個方面進行改進，在訓練中應加強槳葉入水和出水階段的控制訓練，減小槳葉入水打滑角度和槳葉出水打滑角度。槳葉入水技術和出水技術與槳葉控制技術息息相關，這也與高崇等人的研究結果一致[7]。

3.3 回槳控制技術

在劃槳周期中，拉槳是動力產生階段，回槳則是動力保護階段。優(yōu)秀賽艇槳手拉推時間比是1:1.66[18]，也就是說2 000 m的訓練或比賽中，約1/3的賽程是拉槳完成的，另外2/3的賽程是依靠回槳來完成的?；貥A段不僅是劃槳動作的復位期，也是一個短暫的調整恢復期，重視回槳技術，也是槳葉控制的一個重要體現。

在回槳過程中，運動員需要將槳葉放平以減少空氣阻力，并借助槳保持艇的穩(wěn)定；槳手讓槳葉保持在一定的高度，充分利用人體從船頭向船尾移動所產生的動力，感受船速的行進，做到人船槳合一，最大限度地延長最大船速的維持時長。由研究結果可見，隨著槳頻的變化，其槳葉軌跡穩(wěn)定性較為良好，回槳階段槳葉高度適中，且技術動作穩(wěn)定性良好。從回槳階段的槳葉軌跡也可以發(fā)現，槳葉在入水前的揚槳現象，可能是導致槳葉入水速度慢的原因。綜合拉槳階段、回槳階段的槳葉運行曲線和視頻分析發(fā)現，段靜莉回槳最后階段和槳葉入水前的技術銜接可能存在著一定的問題；回槳后階段收腿后槳葉高度的保持效果不佳，準備入水前槳柄向下按槳，再轉槳入水，發(fā)生了揚槳現象，槳葉入水延遲。注重拉槳技術訓練的同時，也要重視回槳技術，盡量避免揚槳再入水。這一問題國內其他優(yōu)秀選手也曾出現[18]，需引起教練的重視。

3.4 劃槳技術風格

目前賽艇界的主流技術風格有4種，即：亞當、前東德、盧森博格和格林柯技術風格[19-20]。圖9為4種劃槳技術風格對應的身體環(huán)節(jié)曲線圖[21]。鑒于我國國家隊隊員來自各個省市，各個省的教練員的技術訓練方法各不相同，致使目前尚未形成相對一致的劃槳風格，對于我國多人艇組隊是非常不利的。在曹景偉[15]、劉揚等[14]的研究中也對運動員的槳力-槳角（時間）曲線進行了分析，并對幾種劃槳風格進行了簡要的分類。在本研究中對運動員劃槳技術風格界定的主要依據是力量達到最大力量70%的角度（°）及力量峰值出現長度百分比（%）這2個參數值。

圖9 賽艇4種主流劃槳技術身體環(huán)節(jié)曲線[21]Figure9 The Curve of Body Part in 4 Major Rowing Stroke Techniques[21]

由表2可見，從力量達到最大力值70%的角度來看，其值是比較優(yōu)秀的，從力量達到最大力量70%的角度（°）及力量峰值出現的長度百分比（%）來看，比標準稍晚，根據其對劃槳風格的劃分可判定其屬于中發(fā)力模式的“盧森博格”的技術模式。從Valery[21]的研究中可知，前發(fā)力模式可較快達到峰值力[力量峰值出現長度百分比（小于35%）]，此種發(fā)力模式也得到生物力學專家和大部分教練員的認可，一方面此種發(fā)力模式可以充分利用下肢大肌群的肌力水平，世界優(yōu)秀運動員下肢、軀干和上肢對劃槳功率的貢獻率分別是46.4%、30.9%、22.7%；另一方面也符合身體環(huán)節(jié)動量傳遞規(guī)律，即從大肌群開始，到軀干環(huán)節(jié)，最后到上肢的小肌群。從段靜莉最大力量70%開始下降的角度這個參數來看，則是優(yōu)于標準，其拉槳后半程的劃槳效果較好。從段靜莉的峰值力和平均力的結果來看，其平均力與“黃金標準”是非常接近的，但她的峰值力則有待進一步提升。結合視頻分析發(fā)現其峰值力低于標準，且峰值力出現時機靠后的原因，可能是其槳葉入水后，蹬腿速度不足，未能充分利用下肢大肌群的肌肉力量。另外其軀干的做功距離偏短，導致后一次拉槳加速度不足，建議其增加軀干的做功速度和距離，增加后一次拉槳加速度，完成快速出手復位動作。

3.5 劃槳艇速及艇加速度

作為體能主導類周期性競速項目，賽艇制勝核心因素即是艇速。在賽艇比賽過程中，有很多因素影響到最終的比賽時間，但是優(yōu)異的比賽成績最終依賴于比賽距離內的平均艇速，所有技術變化，最終表現的技術都歸結在艇速上。目前訓練中最常應用的槳頻表即可獲得運動員訓練過程中的艇速及艇加速度的信息，相對于實船測試的各種具體參數來講，艇速和艇加速度更容易獲得，用于評價運動員技術訓練課的訓練效果，更為簡單方便。

理想的劃槳技術是在每一劃槳過程中消除艇速的波動并保持艇速的恒定。然而要想實現消除波動并保持恒定艇速是很難的。艇速波動的振幅是決定賽艇運動成績最為重要的因素之一。從圖8可看出，段靜莉艇速隨著槳頻的增加，艇速波動的變化幅度逐步減小。從艇速曲線來看，槳葉入水，運動員在槳入水前爆發(fā)式地用力蹬腳踏板時，腳踏板的反作用力使槳手的質量加速向船頭移動，由此導致船向船尾方向的運動，會對船速產生明顯的消極影響，導致艇速下降，下降至拉槳階段的17%左右，艇速達到最小值，然后隨著槳入水后帶來的動力，艇速開始上升。在槳葉出水后，雖然沒有了槳葉水下產生的動力，但由于運動員在滑軌上移動，產生的重量可以傳到艇上，致使艇速增加。盧德明等[22]的研究也發(fā)現，艇速達到最大值是由槳手身體在滑軌上的運動所引起的。雖然在回槳階段的早期，船艇相對于水正在加速，但整個系統(tǒng)卻處于減速階段；在回槳中期，艇速達到最大，賽艇教練員為了減小艇速的波動，指導運動員讓槳葉以一種平滑、連續(xù)的方式出水，以保護艇速。為此，回槳階段，又是動力保護階段。如果運動員能夠改變拉槳技術，延長高于平均速度的艇速時長，能夠有效提高艇的全程平均速度。

為分析方便，本研究將圖8中的加速度曲線中的4個關鍵點技術進行了標記。其中箭頭1對應的是劃槳的回槳階段艇加速度由零向負值轉換的時刻，此時，運動員對腳蹬板的作用力由回槳階段的拉力變?yōu)榈帕?，即是滑座在回槳過程中達到最大速度時刻，在此之后到拉槳開始前滑座開始減速，該時刻發(fā)生的越遲，越靠近拉槳開始，意味著在整個回槳階段對艇速有更好保護。箭頭2為艇加速度的“負峰值”，通常是在拉槳開始之后，槳改變運動方向，而在槳葉完全入水之前發(fā)生，此點出現的時間要與槳柄、滑座轉換的時間一致，波谷越深越好，波寬越窄越好，表示更好的腳蹬、座板和手柄的協(xié)調入水效果。箭頭3在拉槳開始后，艇加速度由負值向正值轉換的時刻，在此點之后艇加速度為正值，此點出現是由于槳栓/槳柄受力比腳蹬受力增加得快而使艇的加速度變?yōu)檎?。槳頻越高，運動員水平越高，該時刻發(fā)生的就越早，表明船速加速更早。箭頭4為“第二峰值”出現在腿部速度和腳蹬踏受力開始下降的時刻，此時相對較高的槳栓/槳柄受力是由軀干和手臂的快速運動所保持，這導致了運動員重心的減速以及其動能轉換為艇的動能。此點出現的時間越長越好，表示船體的加速時間越長。在對運動員的技術評價中可以應用這4個技術關鍵來判斷運動員的技術訓練效果。從圖8中段靜莉的加速度曲線可知，箭頭2峰值越尖銳越好，說明速度變化率越大。由表3中的數據可知，隨著槳頻的增加，艇速變化幅度逐步減小，槳頻越高，每一劃槳周期中槳頻的速度差越小，最小加速度隨槳頻增加逐步減小，最大加速度隨槳頻增加而增加，加速度變化幅度隨槳頻增加而增加。

4 結論

4.1 段靜莉拉槳階段的槳葉控制技術有待提高，特別是槳葉入水打滑角度和槳葉出水打滑角度均偏大，槳葉入水深，不利于拉槳后期做功效率。

4.2 段靜莉的劃槳風格屬于“盧森博格”的中發(fā)力模式，優(yōu)秀的入水轉換技術、平穩(wěn)拉槳回位技術充分保護了其拉槳階段所獲得的速度，彌補其發(fā)力偏后、劃幅偏短等技術劣勢。

4.3 艇加速度曲線和速度曲線是評價運動員劃船效果的最簡單直接的方式。