王素改 ,鐘亞平 ,郜衛(wèi)峰 ,賈紹輝
高山滑雪又稱阿爾卑斯滑雪,自1936年被列為冬奧會項目,與速度滑冰、越野滑雪、冬季兩項并列為冬奧會上的“金牌大戶”。冬奧會現(xiàn)行高山滑雪比賽共設(shè)11個小項,除混合團(tuán)體外,男、女各包括滑降、超級大回轉(zhuǎn)、大回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)和全能。其中,滑降和超級大回轉(zhuǎn)因下滑速度相對更快歸為速度系列,大回轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)因轉(zhuǎn)彎相對更多歸為技術(shù)系列。高山滑雪一直是歐美國家的優(yōu)勢項目,我國高山滑雪僅通過基數(shù)原則曾分別獲得2014年索契和2018年平昌冬奧會的2名參賽資格,亟需歸納與借鑒世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的核心競技能力特及訓(xùn)練特征,以提高我國高山滑雪的科學(xué)訓(xùn)練水平。
本研究以“alpine skiing”or“downhill skiing”or“Super-G skiing”or“slalom skiing”or“combined skiing”為主題,對Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫所有年份進(jìn)行全面檢索(檢索日期為2019年9月21日),共獲得437篇相關(guān)文獻(xiàn),其中112篇文獻(xiàn)與核心競技能力及訓(xùn)練特征密切相關(guān)。通過系統(tǒng)歸納提煉,探析世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的核心競技能力及訓(xùn)練特征。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員比賽的持續(xù)時間為45 s~2.5 min,以無氧代謝為主要供能形式,其單個輪次比賽后的最大乳酸濃度介于12~15 mmol/L(Neumayr et al.,2003)。世界優(yōu)秀男子大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員的最大心率(maxi‐mal heart rate,HRmax)可達(dá) 201.7±20 次/分,賽后第 3 min的血乳酸值達(dá)到最高水平10.13±0.43 mmol/L(Polat,2016)。Karlsson等(1978)發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員在持續(xù)93 s的比賽后,其平均血乳酸為13.0 mmol/L(8.0~15.7 mmol/L),并證實不論運(yùn)動員在比賽中的排名情況,其血乳酸濃度基本相同。由此可見,血乳酸可作為高山滑雪運(yùn)動員初級選材的評價指標(biāo)之一,但對高水平運(yùn)動員的機(jī)能監(jiān)控不具決定性意義。
有學(xué)者對世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員比賽時糖酵解與磷酸原供能的比例進(jìn)行了更深入的探究。Veicsteinas等(1984)發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在持續(xù)55~70 s的回轉(zhuǎn)與大回轉(zhuǎn)項目的能量供應(yīng)中,約40%來自糖酵解,20%~30%來自磷酸原。Saibene等(1985)的研究結(jié)果與之略有差異,他們發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員比賽時的糖酵解與磷酸原供能比例十分相近,分別為25.3%和28.3%。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的無氧能力常通過Wingate無氧功率試驗(30 s)測試與評價(Bacharach et al.,1995;White et al.,1991),但30 s的全力運(yùn)動尚不足以最大限度激活糖原的無氧酵解供能,且高山滑雪比賽的持續(xù)時間達(dá)45 s以上,故有學(xué)者質(zhì)疑其評價效果,提出運(yùn)用Wingate無氧功率試驗(90 s)測試更為有效,并認(rèn)為高山滑雪比賽不僅是運(yùn)動員生理上的競爭,未來研究還應(yīng)考慮靈敏、協(xié)調(diào)、平衡等及其與生理的相關(guān)性(Bacharach et al.,1995)。此外,通常認(rèn)為評價糖酵解能力的最佳運(yùn)動持續(xù)時間是40 s,但它是否適用于世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員無氧能力的評價有待驗證。
在肯定無氧代謝是比賽中的主要供能形式的同時,有關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員通常還表現(xiàn)出很強(qiáng)的有氧能力。Veicsteinas等(1984)發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員在訓(xùn)練中每分鐘的攝氧量可達(dá)0.8~0.9最大攝氧量(maximal oxygen consumption,O2max),較低水平運(yùn)動員的每分鐘攝氧量一般不超過0.6~0.7O2max。1999—2000年賽季,奧地利世界優(yōu)秀高山滑雪女子技術(shù)系列和全能項目運(yùn)動員的最大有氧輸出功率分別為4.49±0.22 W/kg和4.21±0.47 W/kg,男子速度系列、技術(shù)系列和全能項目運(yùn)動員的最大有氧輸出功率分別為4.84±0.38 W/kg、4.63±0.34 W/kg和4.58±0.32 W/kg,男、女運(yùn)動員的平均最大有氧輸出功率分別可達(dá)4.7 W/kg[O2max=60 ml/(kg·min)]和4.3 W/kg[O2max=56 ml/(kg·min)](Neu‐mayr et al.,2003)。上述數(shù)據(jù)顯示,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員訓(xùn)練、比賽中具備較高的有氧能力。
表1 世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在最大測試和大回轉(zhuǎn)比賽中的呼吸值(Polat,2016)Table 1 Respiratory Values of Maximal Test and Giant Slalom of the World’s EliteAlpine SkiingAthletes n=20
2.1.1 下肢離心力量
高山滑雪運(yùn)動需要強(qiáng)大的膝關(guān)節(jié)伸肌離心力量,以保持高速下滑或轉(zhuǎn)彎時動作姿勢的穩(wěn)定,故世界優(yōu)秀運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)活動的幅度與速度較小。Berg等(1995)發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀男子大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員轉(zhuǎn)彎時的膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)角度范圍為20°~50°,平均關(guān)節(jié)角速度為20~40°/s。Berg等(1999)還發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)的角速度在更快速度小項中的移動較慢,即超級大回轉(zhuǎn)<大回轉(zhuǎn)<回轉(zhuǎn),從而出現(xiàn)更多的離心動作。世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的離心收縮以較長的肌肉長度占主導(dǎo)(Gross et al.,2010),驗證了高山滑雪是一項以緩慢離心伸肌運(yùn)動為主的項目。故世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的下肢離心力量高于一般運(yùn)動員。Franchi等(2019)研究表明,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員雙側(cè)肢體的最大離心腘繩肌力量(maximal eccentric hamstrings strength,MEHS)高于U15,MEHS值分別為:女子右側(cè)(R)=340±48 N vs.210±44 N,P<0.001,女子左側(cè)(L)=303±35 N vs.207±46 N,P<0.001;男子右側(cè)(R)=486±62 N vs.259±51 N,P<0.001,男子左側(cè)(L)=427±54 N vs.258±57 N,P<0.001(圖 1)。
圖1 U15和世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員右腿和左腿最大離心腘繩肌力量(Franchi et al.,2019)Figure 1.Maximal Eccentric Hamstrings Strength of Right and Left Limb for U15 and World’s EliteAthletes
緩慢的膝關(guān)節(jié)伸肌離心運(yùn)動對世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員具有重要的積極作用。Berg等(1995)認(rèn)為,世界優(yōu)秀大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員比賽時由近似最大自主用力的緩慢離心肌肉動作主導(dǎo),具有更強(qiáng)的產(chǎn)生作用力的能力,從而有效克服在轉(zhuǎn)彎階段產(chǎn)生的重力。同時,控制雪板與雪的接觸和限制速度消耗的能力,也需要通過下肢和髖關(guān)節(jié)較大活動范圍產(chǎn)生的動態(tài)平衡和離心運(yùn)動來實現(xiàn)(Hydren et al.,2013a)。因此,應(yīng)將離心力量的練習(xí)納入世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的日常訓(xùn)練中,作為發(fā)展力量素質(zhì)的重要手段。Tesch(1995)提出,傳統(tǒng)的負(fù)重訓(xùn)練或增強(qiáng)式訓(xùn)練對提高運(yùn)動成績有明顯優(yōu)勢,但不能很好地模擬轉(zhuǎn)彎時典型的肌肉負(fù)荷模式,允許在相對較低的速度下同時進(jìn)行向心和離心運(yùn)動,并強(qiáng)調(diào)離心過度載荷的運(yùn)動設(shè)備或訓(xùn)練策略可能更有利于世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員專項肌肉力量的發(fā)展。
2.1.2 下肢肌力平衡
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員具有良好的下肢肌力平衡能力。Hildebrandt等(2017)采用CON-TREX? TP 1000測試系統(tǒng),以150°/s的彈道模式測量109名世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的向心最大軀干屈伸肌,結(jié)果表明,男、女運(yùn)動員的相對屈曲最大力矩分別為2.44±0.30 Nm/kg和2.05±0.22 Nm/kg,相對伸展最大力矩分別為4.53±0.65 Nm/kg和3.55±0.53 Nm/kg,屈伸肌比(腘繩肌/股四頭?。┚鶠?.54~0.59。Alhammoud等(2019)對28名世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員(男、女各14名,技術(shù)和速度系列各14名)的膝關(guān)節(jié)屈肌/伸肌進(jìn)行了等速評估(范圍為30°~90°,0°表示完全伸展),結(jié)果表明,僅膝關(guān)節(jié)伸展運(yùn)動時,女子運(yùn)動員的腘繩肌力矩和屈伸肌比低于男子運(yùn)動員(P<0.05)(圖2),其他數(shù)據(jù)則無顯著的性別差異。
圖2 性別對屈伸肌比的影響(Alhammoud et al.,2019)Figure 2.Effect of Sex on Hamstrings-to-quadriceps Ratio
2.1.3 下肢力量評價
深蹲跳(squat jump,SJ)和反向跳(countermovement jump,CMJ)是評估世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員下肢力量的常用方法。Gross等(2009)采用SJ和CMJ評價世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在賽季前后的腿部爆發(fā)表現(xiàn)能力,結(jié)果表明,賽季后運(yùn)動員的SJ(47.4±4.4 cm vs.44.7±4.3 cm,P<0.01)和CMJ(52.7±4.6 cm vs.50.4±5.0 cm,P<0.01)跳躍的高度更大。另外,90 s側(cè)箱測試(90 s box jump test,BJ90)也被廣泛用于評價世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的下肢力量。Ferland等(2018)回顧了高山滑雪運(yùn)動員的人體測量和身體測試相關(guān)研究結(jié)果,共列舉了27個不同變量的數(shù)據(jù),其中就包括SJ、CMJ與BJ90。Gross等(2014)認(rèn)為,BJ90廣泛應(yīng)用于評價世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)能力,是因為它模擬了高山滑雪比賽的肌肉、協(xié)調(diào)和代謝需求。
高山滑雪運(yùn)動員的下滑速度快,且不同小項的線路越長,垂直高度差越大,旗門間距越大,運(yùn)動員的下滑速度也相對越快。有資料顯示,滑降運(yùn)動員的下滑速度最快,世界優(yōu)秀男子運(yùn)動員的最高速度可超過150 km/h;超級大回轉(zhuǎn)(90~100 km/h)與大回轉(zhuǎn)(40~60 km/h)次之,回轉(zhuǎn)的平均速度為30~40 km/h,遠(yuǎn)低于其他小項(Gilg‐ien et al.,2015;Polat,2016)。
通常世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的速度隨坡度的增加而增快。Supej等(2015)分析了10名世界優(yōu)秀男子回轉(zhuǎn)運(yùn)動員的三維運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)運(yùn)動員在相對平坦(19.8°)和陡峭(25.2°)坡度的速度分別為 11.8 m/s和12.4 m/s。世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在轉(zhuǎn)彎時同樣處于高速狀態(tài)。Zeglinksi等(1998)研究表明,世界優(yōu)秀回轉(zhuǎn)運(yùn)動員在24°斜坡時的轉(zhuǎn)彎速度能達(dá)10.2 m/s。Sp?rri等(2018)發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員在平均門距為27 m、寬8 m、坡度為26°的滑道入門速度可達(dá)15.25~17.66 m/s。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在摔倒或跌倒后仍會持續(xù)較高的速度。Steenstrup(2018)詳細(xì)分析了2006-2015年連續(xù)9年高山滑雪世界杯中的9次頭部撞擊情況,結(jié)果表明,頭部撞擊的平均速度為9.3±1.0 m/s,范圍為(5.2±1.1)~(13.5±1.3)m/s。另一項研究預(yù)估的世界優(yōu)秀滑降、超級大回轉(zhuǎn)、大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員正坡向的沖擊速度均高于國際滑雪聯(lián)合會現(xiàn)行最嚴(yán)格頭盔試驗規(guī)則規(guī)定的6.8 m/s(Steenstrup et al.,2017)。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在非穩(wěn)定狀態(tài)下仍能保持動作姿勢的平衡能力是其協(xié)調(diào)素質(zhì)的關(guān)鍵,受急性缺氧的負(fù)面影響。Morawetz等(2019)選取了19名世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在常壓低氧艙進(jìn)行60 s平衡試驗(MFT S3-Check),結(jié)果表明,在高氧預(yù)適應(yīng)階段后,以感受性(P=0.097)、穩(wěn)定性(P=0.937)和對稱性(P=0.202)評分為指標(biāo)的平衡表現(xiàn)無顯著性差異(表2),并隨時間的推移而下降(組間無差異),低氧預(yù)適應(yīng)階段不影響低氧環(huán)境條件下的平衡表現(xiàn)。
表2 高氧預(yù)適應(yīng)與非高氧預(yù)適應(yīng)側(cè)平衡能力差異統(tǒng)計(Morawetz et al.,2019)Table 2 Difference in Lateral Balance Ability Between Hyperoxic and Non-hyperoxic Preconditioning
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員與國家級、區(qū)域級水平運(yùn)動員在穿戴滑雪靴測試時的靜態(tài)和動態(tài)雙足平衡相似(Hrysomallis,2011),說明平衡能力對處在基礎(chǔ)訓(xùn)練乃至專項提高階段的青少年運(yùn)動員十分重要。Lesnik等(2017)分別在2個賽季對81名(男41名,女40名)12~13歲(U14)和14~15歲(U16)的優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn),在觀察時間內(nèi),無論運(yùn)動員的體重和身高如何變化,3個平衡指標(biāo)(中外側(cè)、前后和整體穩(wěn)定指數(shù))都無顯著變化,且U14組(Pearson’sr=0.45~0.54)平衡能力與運(yùn)動成績之間的關(guān)系較U16組(Pearson’sr=0.05~0.28)更為密切,反映平衡能力對11~14歲高山滑雪青少年運(yùn)動員意義重大。也有研究發(fā)現(xiàn),優(yōu)秀高山滑雪青少年運(yùn)動員的平衡能力存在一定性別差異。Raschner等(2017)在為期10年的研究中,調(diào)查了500多名11~18歲的優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在不同年齡階段的橫截面平衡表現(xiàn),MFT S3-Check平衡測試的結(jié)果顯示,14~16歲年齡組的前后移動中,女子比男子表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性和感受性得分(但不對稱),進(jìn)而提出,年齡與性別和成熟度的相互作用對青少年運(yùn)動員的平衡能力具有一定影響。
3.1.1 轉(zhuǎn)彎時間
高山滑雪是一項競速類運(yùn)動,轉(zhuǎn)彎時間是量化比賽時間的重要參數(shù)之一。Berg等(1995)測試了世界優(yōu)秀男子大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員左+右轉(zhuǎn)彎的平均用時為3.5±0.6 s,其中,降低外側(cè)腿膝關(guān)節(jié)角度的平均用時為1.0±0.2 s,比蹬冰階段的平均用時長0.5±0.1 s。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的轉(zhuǎn)彎時間主要受速度和路線選擇影響,且速度與運(yùn)動成績的相關(guān)性更為密切。Federolf(2012)發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀回轉(zhuǎn)運(yùn)動員瞬時表現(xiàn)dt/dz取決于速度v(z)(圖3A)和所選擇的路線ds/dz(圖3B),在速度中的波動范圍約9%,在路線中的波動幅度為3%~7%。而世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員同時保持高速和正確選擇最佳路線,才可以最大限度減少能量耗散,從而縮短轉(zhuǎn)彎時間、提高運(yùn)動成績。為此,Hébert-Losier等(2014)建議,減少暴露的正面面積、較長的轉(zhuǎn)彎半徑、較早開始轉(zhuǎn)彎、較大的最大地面反作用力,特別是在轉(zhuǎn)彎后期,并運(yùn)用卡賓技術(shù)保持滑雪行進(jìn)的高速度。
圖3 影響瞬時運(yùn)動表現(xiàn)的因素(Federolf,2012)Figure 3.Factors Contributing to Instantaneous Skiing Performance
另有研究發(fā)現(xiàn),盡管縮短轉(zhuǎn)彎半徑有助于減少轉(zhuǎn)彎時間,但世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員通常不選擇最短的轉(zhuǎn)彎半徑。Supej等(2011)研究結(jié)果顯示,世界優(yōu)秀男子回轉(zhuǎn)運(yùn)動員與普通運(yùn)動員的質(zhì)心轉(zhuǎn)彎半徑、雪板轉(zhuǎn)彎半徑、加速度、地面反作用力的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義,但速度和微分比機(jī)械能差異卻高度顯著(P<0.001,P<0.05),并驗證了雪板轉(zhuǎn)彎半徑與微分比機(jī)械能之間的關(guān)系(r=0.58,P<0.001),最大地面反作用力和最低微分比機(jī)械能相關(guān),加速度與地面反作用力相關(guān)(r=-0.60,P<0.001),世界優(yōu)秀運(yùn)動員以較高的速度和相似的微分比機(jī)械能范圍滑行,由此建議在回轉(zhuǎn)比賽中應(yīng)減少最短雪板轉(zhuǎn)彎半徑和最大地面反作用力,以提高運(yùn)動成績。
3.1.2 參與肌群
Berg等(1999)記錄了16名世界優(yōu)秀超級大回轉(zhuǎn)、大回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)和自由式滑雪運(yùn)動員轉(zhuǎn)彎時膝關(guān)節(jié)伸肌的肌電圖,結(jié)果表明,上述所有項目運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的肌電活動都接近最大值,說明世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員比賽時下肢肌群與核心肌群的參與程度大。究其原因可能是運(yùn)動員在高速滑行中保持身體姿態(tài)、控制轉(zhuǎn)移重心時的身體平衡,都需要更多的下肢肌群與核心肌群的參與。
基于技術(shù)系列項目的轉(zhuǎn)彎相對較多,相關(guān)研究更多關(guān)注世界優(yōu)秀高山滑雪回轉(zhuǎn)與大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員下肢與核心肌群的參與程度。Hintermeister等(1997)測試了世界優(yōu)秀大回轉(zhuǎn)運(yùn)動員身體右側(cè)的12個肌群,發(fā)現(xiàn)在9個轉(zhuǎn)彎過程中,股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌、臀大肌、內(nèi)收肌、脛骨前肌、腘繩肌內(nèi)側(cè)、股直肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)和豎脊肌的平均振幅大于50%MVC,股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌、臀大肌、內(nèi)收肌、腓腸肌、股直肌和直刺肌的峰值幅度均大于150%MVC。
3.1.3 常用技術(shù)
1998年長野冬奧會前,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員普遍使用側(cè)切半徑超過30 m的所謂“傳統(tǒng)滑雪轉(zhuǎn)彎”,且多年來轉(zhuǎn)彎之間直行繞旗門的短轉(zhuǎn)彎被認(rèn)為是大回轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)的最佳選擇(Supej et al.,2019),主要由外側(cè)腿承重。Berg等(1999)發(fā)現(xiàn),在一個轉(zhuǎn)彎中,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員外側(cè)(主承重)腿的最小(最深的站位)膝關(guān)節(jié)角度為60°~100°。Falda-Buscaiot等(2017)采用攝像機(jī)和雙腳底部壓力鞋墊同步記錄了11名世界優(yōu)秀運(yùn)動員在比賽強(qiáng)度下完成1個大回轉(zhuǎn)的完整過程,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動員外側(cè)腳明顯高于內(nèi)側(cè)腳的平均地面反作用力,由此認(rèn)為,在轉(zhuǎn)彎過程中,外側(cè)腳起積極的支撐作用,而內(nèi)側(cè)腳可能僅發(fā)揮了穩(wěn)定的作用。
20世紀(jì)80年代,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在訓(xùn)練和比賽中開始努力采用“空心轉(zhuǎn)彎”(現(xiàn)稱“卡賓轉(zhuǎn)彎”)技術(shù)(Supej et al.,2019)。其本質(zhì)是雪板腰部彈性越強(qiáng),用刃角度越大,雪板彎曲程度越大以保持整個板刃與雪面接觸,從而減小著雪面積和轉(zhuǎn)彎半徑。Müller等(2003)發(fā)現(xiàn),在轉(zhuǎn)舵期,卡賓技術(shù)外側(cè)腿膝角為120°~130°,保持相對穩(wěn)定,且始終大于內(nèi)側(cè)腿的膝角,而內(nèi)側(cè)腿的膝角由第一轉(zhuǎn)舵期開始時的約120°,經(jīng)過轉(zhuǎn)彎過程中的降低,再到下一轉(zhuǎn)彎起始時達(dá)到最小值約95°,呈現(xiàn)出明顯的雙腿共負(fù)荷特征。
3.2.1 環(huán)境影響
高山滑雪比賽均在海拔1 000 m以上的高山上進(jìn)行,世界優(yōu)秀運(yùn)動員的技術(shù)動作姿勢變化能夠引起空氣阻力的相應(yīng)變化。Asai等(2017)計算了世界優(yōu)秀滑降運(yùn)動員在15 m/s和40 m/s速度時的總阻力分別為27.0 N和185.8 N,并通過對阻力分布和流型的分析,確定頭部、上臂、小腿和大腿(包括臀部)是主要的阻力來源,由此推斷運(yùn)動員滑行時的姿勢變化能夠改變空氣阻力。Barelle等(2004)提出一種基于世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的動作姿勢確定氣動阻力系數(shù)的實驗?zāi)P停芯空J(rèn)為該模型可以幫助教練員評估同一運(yùn)動員不同姿勢時空氣動力阻力的變化所引起的時間增益或損耗。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員技術(shù)動作的各種生物力學(xué)參數(shù),也會因坡度變化而有所改變。Supej等(2015)發(fā)現(xiàn),世界優(yōu)秀男子回轉(zhuǎn)運(yùn)動員在相對平坦(19.8°)和陡峭(25.2°)坡度的重心轉(zhuǎn)彎半徑(13.2 m vs.16.5 m)、雪板轉(zhuǎn)彎半徑(8.7 m vs.10.6 m)、速度(11.8 m/s vs.12.4 m/s)、加速度(-0.06 m/s2vs.0.68 m/s2)和微分比機(jī)械能[-8.5 J/(kg·m)vs.-6.3 J/(kg·m)]等方面存在差異(均P<0.001),地面反作用力也趨于差異(1.3 BW vs.1.4 BW,P=0.06)。另外,不斷變化的雪況也會影響高山滑雪運(yùn)動員的技術(shù)動作質(zhì)量,甚至導(dǎo)致運(yùn)動損傷的發(fā)生(Sp?rri et al.,2012,2017)。
3.2.2 技術(shù)監(jiān)控
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的技術(shù)監(jiān)控趨于精密化、便攜化、實地化方向發(fā)展。如差分全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(dGNSS)、慣性傳感器等技術(shù)的廣泛應(yīng)用,突破了氣候、場地等自然條件的局限,為教練員在日常訓(xùn)練中實時監(jiān)控技術(shù)動作、提高技術(shù)訓(xùn)練效果提供了可能。Matthias等(2018)利用先導(dǎo)裝置攜帶dGNSS測試世界優(yōu)秀超級大回轉(zhuǎn)和滑降運(yùn)動員所受的外力,并將dGNSS數(shù)據(jù)與雪面數(shù)字地形模型和空氣阻力模型相結(jié)合計算地面反作用力。Yoshioka等(2018)提出一種利用陀螺儀對世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員進(jìn)行3 min姿態(tài)跟蹤的方法(圖4),該方法利用一種常規(guī)的簡單算法來改進(jìn)運(yùn)動員身體姿態(tài)的測量,跟蹤誤差僅為2°RMSE。
圖4 光學(xué)運(yùn)動捕獲系統(tǒng)預(yù)備測量的標(biāo)記和慣性測量單元設(shè)置(Yoshioka et al.,2018)Figure 4.Settings of Markers and Inertial Measurement Unit for the Preparatory Measurement withAn Optical Motion Capture System
Hirose等(2015)對世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的技術(shù)動作進(jìn)行綜合測量,主要采用3個陀螺儀傳感器、3軸加速度傳感器、3軸磁場傳感器分別對3軸角速度、3軸加速度、3軸磁場進(jìn)行測量;同時在運(yùn)動員腳底安裝雪面反作用力測量系統(tǒng),通過6軸力傳感器測量3軸力矢量和3軸力矩矢量;運(yùn)用全球定位系統(tǒng)接收系統(tǒng)收集的參數(shù)反映滑動軌跡的經(jīng)度、緯度與高度;以運(yùn)動員背上動作捕捉系統(tǒng)采集所有數(shù)據(jù)信息并同步控制信號,通過測試的參數(shù)反映其相對應(yīng)的技術(shù)動作質(zhì)量,從而選擇運(yùn)用更有效的轉(zhuǎn)彎技術(shù)。
隨著技術(shù)動作監(jiān)控手段的改進(jìn)與創(chuàng)新,一些新的測量指標(biāo)也相應(yīng)出現(xiàn),如利用骨盆代替質(zhì)心評估運(yùn)動員運(yùn)動特征和運(yùn)動表現(xiàn)的相關(guān)研究。Yu等(2016)驗證骨盆是慣性測量裝置附著的最佳位置,提出從骨盆采集的數(shù)據(jù)可有效評估世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)和特點,而且傳感器可以很容易地連接和分離,不會對運(yùn)動員的動作產(chǎn)生過多干擾。
與傳統(tǒng)周期理論將年度訓(xùn)練劃分為準(zhǔn)備期、比賽期和恢復(fù)期3個階段不同,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的年度訓(xùn)練周期主要包括準(zhǔn)備期和比賽期2個階段,恢復(fù)期被納入至準(zhǔn)備期,并呈現(xiàn)出“夏體能非夏技術(shù)”的周期特征。其中,準(zhǔn)備期始于4月冬季殘雪上的技術(shù)訓(xùn)練,5—7月以體能訓(xùn)練為主,8—10/11月在滑雪場進(jìn)行雪上技術(shù)訓(xùn)練;比賽期由每年的10/11月—次年3月,其中沒有比賽的幾周內(nèi),訓(xùn)練類似于準(zhǔn)備階段的輕滑雪訓(xùn)練;恢復(fù)期被納入至準(zhǔn)備期4、5、7月,而不是在賽季后規(guī)劃單一的過渡時期(Gilgien et al.,2018)。Neumayr等(2003)提出,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的專項技術(shù)訓(xùn)練集中在夏季末和秋季,第1次技術(shù)訓(xùn)練開始于冰上;春夏期間以體能訓(xùn)練為主,包括非特定能力、有氧無氧能力、肌肉力量、移動靈活性、心理因素、集中注意力等訓(xùn)練。在雪季,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的耐力和負(fù)重訓(xùn)練大大減少,雪上的技術(shù)訓(xùn)練占據(jù)主導(dǎo)地位(Gross et al.,2009)。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的訓(xùn)練周期安排中,板塊訓(xùn)練較為常用。Breil等(2010)設(shè)計了為期11天、包括15個高強(qiáng)度有氧間歇訓(xùn)練單元的板塊訓(xùn)練,結(jié)果顯示,間歇組的相對O2max、相對峰值功率輸出和第二通氣閾的功率輸出分別提高了6.0%、5.5%和9.6%(P<0.01),但對照組未見明顯變化;兩組的高強(qiáng)度疲勞時間保持不變。由此提出,板塊訓(xùn)練周期提供了一種有效提高世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的O2max和訓(xùn)練水平的方法,爆發(fā)力下降可能與持續(xù)的肌肉疲勞有關(guān)。
4.2.1 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員常采用不同負(fù)荷時間、間歇時間及內(nèi)容組合的高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練。Breil等(2010)設(shè)計了15個高強(qiáng)度有氧間歇訓(xùn)練單元的實驗,間歇組采用90%~95%HRmax的高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(練習(xí)3天休息1天,每次4組,每組4 min,組間歇3 min),控制組繼續(xù)傳統(tǒng)的耐力和力量混合訓(xùn)練。St?ggl等(2018)探討基于測力計的高山滑雪專項陸上高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的急性效應(yīng)時,設(shè)計的訓(xùn)練方案包括大于90%HRmax負(fù)荷,15×1 min間隔和30 s積極/主動休息。上述實驗結(jié)果一致表明,高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練是一種能在短期內(nèi)提高心肺代謝和運(yùn)動能力的有效方法。從現(xiàn)有數(shù)據(jù)來看,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員應(yīng)通過乳酸閾或高于其乳酸閾的間歇訓(xùn)練發(fā)展乳酸閾值和乳酸耐受性,從而獲得相對較低的O2max,同時最大限度提高無氧能力(Hydern et al.,2013)。
4.2.2 高原訓(xùn)練
高原訓(xùn)練多被優(yōu)秀高山滑雪青少年運(yùn)動員選擇。Hy‐dren等(2013a)發(fā)現(xiàn),11名(男4名,女7名)優(yōu)秀高山滑雪青少年運(yùn)動員在3 328~3 802 m海拔高度進(jìn)行為期6天的高原訓(xùn)練,前3天出現(xiàn)輕微的急性高山?。╝cute mountain sickness,AMS)癥狀和體征,但通過3~6天的適應(yīng)性訓(xùn)練,其平衡能力、反應(yīng)時間、速度素質(zhì)、力量耐力和靈活性方面都可以得到改善,故此建議在海拔3 000 m以下過夜住宿,在前3天逐漸增加訓(xùn)練量,可減少AMS的發(fā)生。Son等(2012)發(fā)現(xiàn),通過每天4~5 h、每周6天、為期5周的“低?。? 100 m)高訓(xùn)(2 700 m)”后,優(yōu)秀高山滑雪青少年運(yùn)動員的紅細(xì)胞生成素(EPO)濃度可降低31%,但2,3DPG則增加16%,紅細(xì)胞(RBC)在高原訓(xùn)練期間持續(xù)增加13%,并在返回海平面后保持11%的增長,血紅蛋白(Hb)和紅細(xì)胞壓積(Hct)同樣顯著升高,由此表明,高原訓(xùn)練可以有效提高優(yōu)秀高山滑雪青少年運(yùn)動員的耐力水平。
4.2.3 模擬訓(xùn)練
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在非雪季節(jié)或非寒地區(qū)的技術(shù)訓(xùn)練,通常采用模擬訓(xùn)練。如用于大回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)和大回轉(zhuǎn)-回轉(zhuǎn)混合的專項高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練模式的陸上滑雪測力計,配備6個松緊帶附在運(yùn)動員身上,使其在滑動平臺的移動過程中,可靈活調(diào)整負(fù)荷;滑板經(jīng)與高山滑雪模式匹配的改造后,可具體練習(xí)高山滑雪的不同小項;滑板與訓(xùn)練平臺連接,且運(yùn)動員內(nèi)側(cè)腳跟微微抬起,膝關(guān)節(jié)模擬訓(xùn)練的主要角度和臀部高度與滑雪項目特點一致(St?ggl et al.,2018)。
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員技術(shù)動作訓(xùn)練的監(jiān)控與優(yōu)化,也是模擬訓(xùn)練的重點。如以減少滑行風(fēng)阻為目標(biāo)的風(fēng)洞實驗,將滑雪板與地面上的一個測力平臺連接,以1 000 Hz的采樣率測量阻力和升力,用10.0 s的平均非定常阻力計算滑雪機(jī)模型在風(fēng)洞中的總阻力,用以檢驗運(yùn)動員滑行姿勢與阻力大小間的關(guān)系,有助于改進(jìn)技術(shù)動作。尤其是使用流體力學(xué)與實驗流體力學(xué)計算運(yùn)動員周圍的阻力流動,并使空氣動力特征可視化(圖5),能夠較為清晰地判斷運(yùn)動員個體某項技術(shù)動作的特點及問題,有利于優(yōu)化技術(shù)動作(Asai et al.,2017)。由此證明,既符合高山滑雪不同小項特征,又切合高山滑雪復(fù)雜比賽環(huán)境的模擬訓(xùn)練設(shè)備的研發(fā)與改進(jìn),是提高模擬訓(xùn)練質(zhì)量的有效途徑。
圖5 滑降運(yùn)動員不同流速時各身體部位的阻力(Asai et al.,2017)Figure 5.Drag Force Components for the Body Parts ofA Downhill Skier at Different Flow Speeds
4.3.1 雪上訓(xùn)練負(fù)荷
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的雪上訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度主要包括滑行的速度、滑道設(shè)置的難度等,負(fù)荷量主要涉及訓(xùn)練天數(shù)、時間/輪、總時間等時間指標(biāo)和滑行輪次、轉(zhuǎn)彎個數(shù)等次數(shù)指標(biāo)。Gilgien等(2018)認(rèn)為,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的大部分雪上訓(xùn)練內(nèi)容是在類似比賽滑道上進(jìn)行部分或全程滑,這意味著雪上訓(xùn)練大部分保持了比賽時的負(fù)荷強(qiáng)度。這項研究還描述了冬奧會高山滑雪不同小項運(yùn)動員在準(zhǔn)備期和競賽期間雪上訓(xùn)練的時間和轉(zhuǎn)彎個數(shù)等特征(不包括熱身、往返于纜車的滑雪、纜車上消耗的時間),結(jié)果表明,技術(shù)系列運(yùn)動員的訓(xùn)練時間明顯大于速度系列,準(zhǔn)備期的訓(xùn)練總時間大約是比賽期的2倍(表3)。
4.3.2 陸上訓(xùn)練負(fù)荷
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的陸上訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度多采用練習(xí)的負(fù)重量表示,負(fù)荷量則以組數(shù)、重復(fù)次數(shù)、重量等指標(biāo)為主。Hydren等(2013b)列舉了發(fā)展不同類型力量的負(fù)荷計算示例(表4),負(fù)荷量安排一般為3~4組,甚至可多至6組,每組10~15次,并認(rèn)為軸向負(fù)荷練習(xí),如蹲跳、硬拉、上搏和抓舉,應(yīng)該是發(fā)展力量的基礎(chǔ),由此建議補(bǔ)充下肢的閉合和開放鏈練習(xí),同時不限制訓(xùn)練在脊柱加載練習(xí)中的疲勞水平,將有助于提高運(yùn)動員下肢的最大力量。
表4 典型力量練習(xí)(Hydren et al.,2013b)Table 4 Prototypical Strength Workouts
世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在訓(xùn)練中會產(chǎn)生高頻疲勞(high-frequent fatigue,HFF)。Tomazin等(2008)發(fā)現(xiàn),8名世界優(yōu)秀男子運(yùn)動員模擬回轉(zhuǎn)比賽后,其平均血乳酸濃度由回轉(zhuǎn)前的1.6±0.6 mmol/L升高到回轉(zhuǎn)后15 min的7.1±1.6 mmol/L(F2,14=70.1;P<0.001);強(qiáng)直收縮時間由回轉(zhuǎn)前78.2±5.7 ms縮短至回轉(zhuǎn)后60 s的66.0±7.2 ms(F1.19,8.3=9.9;P<0.05);最大力矩從21.6±3.8 Nm增強(qiáng)到26.4±5.3 Nm(F2,14=16.7;P<0.05);高頻力矩由 64.4±35 Nm 減少到回轉(zhuǎn)后 60 s的58.2±34.2 Nm(F2,14=3.8;P<0.05),而低頻力矩基本保持不變,由此得出結(jié)論,回轉(zhuǎn)時強(qiáng)烈的肌肉活動會引發(fā)HFF的出現(xiàn),進(jìn)而提出回轉(zhuǎn)的運(yùn)動訓(xùn)練必須針對HFF加以科學(xué)安排。
輪次間輕微的肌肉活動有助于世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員訓(xùn)練疲勞后的恢復(fù)。White等(2015)在每個訓(xùn)練輪次開始前,均將14名(男7名,女7名)世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員隨機(jī)分為積極恢復(fù)組(手持滑雪杖散步3 min)和靜態(tài)恢復(fù)組(站在雪板上保持靜止姿勢),結(jié)果顯示,在山頂測試的血乳酸濃度表現(xiàn)出明顯的時間效應(yīng)(F(5,25)=17.968,P<0.01),以及恢復(fù)條件與時間點的交互作用效應(yīng)(F(5,25)=5.868,P=0.001),積極恢復(fù)組與血乳酸濃度顯著降低有關(guān);在山腳測試的血乳酸濃度表現(xiàn)出顯著的時間效應(yīng)(F(5,25)=17.346,P<0.001),靜態(tài)恢復(fù)組訓(xùn)練滑行完成時間更長(P≤0.05),未完成滑行的比例更高,但2組在感知疲勞評分上無差異。該研究認(rèn)為,世界優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員在輪次之間進(jìn)行的山上積極恢復(fù)可以促進(jìn)血液乳酸清除率,并與延遲疲勞有關(guān),這可以通過更快的訓(xùn)練滑行和更少的不完整滑行來體現(xiàn)。
我國高山滑雪運(yùn)動訓(xùn)練應(yīng)參照世界優(yōu)秀運(yùn)動員的核心競技能力及訓(xùn)練特征,切實加強(qiáng)運(yùn)動員選材、各小項代謝特征、運(yùn)動素質(zhì)評價、動作診斷與實時反饋、訓(xùn)練周期計劃、訓(xùn)練方法與手段創(chuàng)新以及促進(jìn)疲勞恢復(fù)的營養(yǎng)學(xué)手段等研究,并對訓(xùn)練負(fù)荷安排、戰(zhàn)術(shù)能力、心理訓(xùn)練等研究進(jìn)行更深入的探索,這將對我國備戰(zhàn)2022年冬奧會高山滑雪項目取得突破性進(jìn)展大有裨益。