我國優(yōu)秀女子撐竿跳高運動員助跑起跳技術(shù)的運動學分析

李楚冰 張超

(1.天津體育學院田徑游泳龍舟教研室 天津 301617;2.浙江農(nóng)林大學體育軍訓部 浙江杭州 311300)

“得田徑者得天下”，經(jīng)過數(shù)百年的發(fā)展，田徑運動已然成為全球最為普及的體育運動項目之一。撐竿跳高是田徑運動中最古老的項目之一，復雜的竿上技術(shù)與優(yōu)美的過桿動作相結(jié)合，使撐竿跳高具有很強的觀賞性，能夠給人留下深刻印象。

我國女子撐竿跳高項目發(fā)展較早，1995年之前以蔡維燕、孫彩云為代表的優(yōu)秀運動員，多次創(chuàng)造世界紀錄，使我國女子撐竿跳高水平在當時名列世界前茅。但隨著女子運動項目不斷普及和發(fā)展，特別是在2000年悉尼奧運會成為正式比賽項目之后，女子撐竿跳高項目備受歐美田徑強國的關(guān)注和重視。雖然起步晚，但憑借著其自身原有的田徑基礎和較為先進的科學技術(shù)水平，這些國家的撐竿跳高成績大幅提高，整體水平迅速提升，我國女子撐竿跳高成績上漲幅度遠不及歐美地區(qū)，逐漸與他們拉開距離。

世界田聯(lián)官方網(wǎng)站數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)今世界紀錄依然是俄羅斯運動員伊辛巴耶娃在2009年創(chuàng)造的5.06m，我國運動員李玲憑借在2019年國際田聯(lián)鉆石聯(lián)賽上海站比賽中所創(chuàng)造的新亞洲紀錄4.72m的成績，排在世界第37位。由表1可以看出，近十年來雖然我國女子撐竿跳高水平在逐漸提升，但提升的速度相對緩慢，與世界頂級運動員相比仍然存在一定的差距。早在2004年6月，在針對我國女子撐竿跳高訓練指導思想進行專題研討時，就已經(jīng)形成了統(tǒng)一的認識，即技術(shù)是生命，速度是核心，能力是基礎，體操是橋梁。所以，要實現(xiàn)我國女子撐竿跳高項目成績上的飛躍，重返世界頂尖水平，技術(shù)上的突破將是一個至關(guān)重要的因素。

表1 近十年國內(nèi)女子撐竿跳高成績表

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

該文以在2019年全國田徑錦標賽中獲得女子撐竿跳高項目前三名運動員助跑起跳技術(shù)的運動學指標為研究對象。2019年全國田徑錦標賽女子撐竿跳高前三名運動員基本信息及比賽成績，詳見表2、表3。

表3 2019年全國田徑錦標賽女子撐竿跳高前三名運動員比賽成績（m）

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

通過中國知網(wǎng)、中國期刊網(wǎng)等途徑對有關(guān)女子撐竿跳高技術(shù)的文獻資料進行檢索與收集整理，充分了解當前女子撐竿跳高技術(shù)的研究現(xiàn)狀與重點，選取公認為更為全面的技術(shù)指標進行研究分析，為該文的研究奠定扎實的理論基礎。

1.2.2 測試法

（1）影像拍攝

該研究使用兩臺日產(chǎn)SONY DXC-637型常速攝像機對2019年全國田徑錦標賽女子撐竿跳高比賽全程進行三維定點定焦同步拍攝，拍攝頻率為50Hz/s。機器的架設符合運動生物力學要求，拍攝距離為1號機14.16m，2號機13.21m，兩臺攝像機相距11.91m，并均離地面1.37m，三維框架距離地面0.68m。拍攝范圍從運動員倒數(shù)第二步左腳著地瞬間起至運動員起跳離地時刻止。

（2）圖像解析

采用Ariel Performance Analysis System（美國）運動圖像解析軟件進行視頻解析，并通過圖像剪輯、數(shù)字化圖像處理、數(shù)據(jù)3D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)平滑過濾，為該研究提供數(shù)據(jù)支撐，其中平滑系數(shù)為8。該文選取3名運動員最終試跳成功高度的圖像進行解析（見圖1至圖4）。

圖1 倒數(shù)第二步著地時刻

圖2 倒數(shù)第一步著地時刻

圖3 起跳著地時刻

圖4 起跳離地時刻

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法

該文運用WPS2019、SPSS24.0等軟件對解析出的數(shù)據(jù)進行雙變量的相關(guān)性分析處理，將獲取的原始數(shù)據(jù)制成圖表便于分析。

1.2.4 對比分析法

將3名調(diào)查對象的指標參數(shù)進行縱向?qū)Ρ确治龅耐瑫r，與世界級優(yōu)秀運動員進行橫向?qū)Ρ?，分析目前我國?yōu)秀運動員技術(shù)層面的優(yōu)勢和不足，為今后取得優(yōu)異成績做好鋪墊。

2 結(jié)果與分析

2.1 助跑后兩步技術(shù)的運動學分析

2.1.1 助跑后兩步步長變化的運動學分析

助跑后兩步的步長情況，能夠直接反映出助跑節(jié)奏和步幅，同時影響著助跑速度以及速度損失的程度。為避免倒一步過大造成重心移動速度損失，助跑倒二步的步長通常會大于倒一步的步長，以維持重心移動勻速前進［2］。張軍霞等人［3］研究指出，世界級撐竿跳高運動員在助跑最后階段的步長變化基本表現(xiàn)為倒一步小于倒二步，變化差值均處在10cm～20cm之間。

由表4數(shù)據(jù)得知，國內(nèi)優(yōu)秀運動員的倒一步步長較倒二步步長雖有所縮短，但差值僅為0.03m，倒數(shù)后兩步步長過于相近時，容易導致運動員起跳時間增長，增大水平速度損失率，不利于運動員在起跳階段更好地將水平動能向彈性勢能轉(zhuǎn)化。反觀，世界級高水平運動員在此階段能夠通過加大步長來完成舉竿動作，并有效利用撐竿的前翻拉力，促進倒一步起跳腳快速落地形成積極起跳。相比之下，只有李玲的助跑后兩步步長較為合理，能夠較小地控制水平速度的損失，為積極起跳做好準備。宋婷婷在助跑后兩步則呈現(xiàn)倒一步步長大于倒二步步長，表明運動員沒有大腿高抬、積極下壓的意識及技術(shù)感覺，導致水平速度會受到較大的損失。

2.1.2 助跑后兩步重心水平速度變化的運動學分析

根據(jù)能量守恒定律，動能與勢能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，提供動能的源頭在于助跑，獲得動能的核心階段則在于助跑速度。隨著起跳前的逐漸降竿，前翻力矩所產(chǎn)生的力不斷增大，致使運動員不得不保持軀干直立，大腿高抬的身體姿態(tài)以求加快步頻，形成“追著竿跑”的感覺，來降低由于降竿帶來的對水平速度上的影響。謝慧松等人［4］在研究中多次提到，助跑速度與撐竿跳高最終成績之間呈顯著相關(guān)關(guān)系（r=0.72，P＜0.05）。

在快速助跑的狀態(tài)下，保持穩(wěn)定的助跑節(jié)奏是運動員提高最終成績的關(guān)鍵因素。由表4數(shù)據(jù)看出，國內(nèi)外優(yōu)秀運動員在助跑后兩步階段均能夠積極加快助跑節(jié)奏，達到最快速度。但世界級高水平運動員在助跑最后階段的步長和步速調(diào)控方面優(yōu)于國內(nèi)運動員，充分避免了在插穴起跳前水平速度的損失。逐漸加速且節(jié)奏穩(wěn)定的助跑模式，是順利起跳的前提條件，所以要求運動員在發(fā)展最大可控速度的同時，應注意跑動節(jié)奏的變化是否穩(wěn)定合理。并且應嚴格遵循人體運動學與生物力學的發(fā)展規(guī)律，全面協(xié)調(diào)上下肢肌肉、主動肌與拮抗肌、伸肌群與屈肌群等，使速度訓練更加貼近與撐竿跳高技術(shù)特點相符的專項速度［5］。

表4 國內(nèi)外優(yōu)秀運動員助跑后兩步步長、重心水平速度變化

2.1.3 助跑后兩步重心高度變化的運動學分析

撐竿跳高與其他跳躍項目相同，運動員完成起跳以及后續(xù)動作所需的動能都通過穩(wěn)定且連貫的助跑獲得的。在跑動過程中，重心變化軌跡決定著人體運動的經(jīng)濟性與實效性，保持平穩(wěn)的身體重心是提高助跑速度的關(guān)鍵之處。

表5數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)優(yōu)秀運動員在助跑后兩步階段的重心高度能夠呈現(xiàn)出一個平穩(wěn)且逐漸增高的趨勢，宋婷婷和陳巧玲在助跑后兩步的重心相對較低，這與該兩名運動員在助跑倒一步時出現(xiàn)“拉大步”的情況存在一定關(guān)系。李玲在助跑后兩步至起跳階段的重心高度處于持續(xù)上升趨勢，逐漸平穩(wěn)地提高身體重心，將會使后兩步的銜接更為完美，穩(wěn)定性更好，為起跳及后續(xù)動作做好鋪墊。

表5 助跑后兩步重心高度變化

2.2 插穴起跳技術(shù)的運動學分析

2.2.1 起跳時刻上握竿手投影點與起跳距離的運動學分析

以自由起跳為主的現(xiàn)代撐竿跳高技術(shù)，要求在起跳過程中盡量減少由于撐竿插穴制動對人體所帶來的阻力。運動員在此過程中的起跳點應處于身體重心及上握竿點的垂線下方或偏后方，目的在于提高竿弦角度和握竿高度，增加人體腹部肌群的伸展程度，從而改善人體的用力條件。李玉周等人［6］經(jīng)研究得出，上握竿手投影點與起跳點之間的差值在0.06～0.07m時的起跳效果最為完美。

由表6可以得知，世界級高水平運動員在此階段的技術(shù)動作更為合理，我國優(yōu)秀運動員只有李玲是在理想技術(shù)下進行起跳的，兩點差值更有利于在起跳時形成較好的身體姿態(tài)。陳巧玲的差值為-0.05m，說明起跳點過于靠前，被迫出現(xiàn)先插穴后起跳的非自由狀態(tài)，此時的撐竿會對運動員產(chǎn)生較大的約束，導致起跳時身體軀干后仰，身體重心騰起角增大，阻礙運動水平的發(fā)揮。宋婷婷表現(xiàn)為在投影點之后進行起跳，但兩點距離差值較大，與現(xiàn)代撐竿跳高技術(shù)要求有一定的偏差。在相對過于靠后的起跳點進行起跳，容易導致運動員起跳時的軀干前傾程度增大，助跑所獲得的水平動能也會因此受到影響。

表6 上握竿手投影點與起跳距離

2.2.2 起跳過程中重心速度變化的運動學分析

撐竿跳高是一個需要借助器械來完成起跳動作的項目，需要運動員與撐竿之間協(xié)調(diào)配合，才能較好地完成能量轉(zhuǎn)換。其中，起跳過程中的水平分速度影響著人體與撐竿向前上方擺動的速度，而垂直分速度則主要是為了使運動員獲得適宜的騰起角度。若運動員在起跳時刻過分地向上方跳起，而非向前上方跳起，則會導致向前的水平速度損失較大，影響人竿系統(tǒng)向前的滾動效果，致使最終沒有足夠的水平速度幫助運動員順利過桿。

由表7中的數(shù)據(jù)顯示得知，李玲在起跳過程中水平與垂直速度分配較為合理，能夠有效將助跑階段所獲得的動能作用到人竿系統(tǒng)中。陳巧玲則表現(xiàn)出過分地追求向上起跳的技術(shù)動作，身體重心垂直速度的急劇上升，導致運動員在此階段對于撐竿的作用力減少，使撐竿的彎曲程度不夠，這就意味著撐竿反作用于運動員的能量減少。同時，陳巧玲起跳過程中的水平速度損失率過大，這在很大程度上與其過近的起跳點有關(guān)，反映出她的舉竿時機較晚，兩個動作同步完成效果較差。

表7 起跳過程中重心速度變化

2.2.3 起跳過程中起跳腿膝關(guān)節(jié)角度變化的運動學分析

起跳過程中，運動員的起跳腿在著地瞬間，會帶給地面較大的沖擊力，運動員的身體也將受到地面回彈的支撐反作用力。此時的膝關(guān)節(jié)為了緩沖地面帶來的反作用力，就會被迫彎曲［7］。在此階段，運動員能否將動能向彈性勢能進行高質(zhì)量轉(zhuǎn)化，最重要的一點就是需要運動員的膝關(guān)節(jié)具備較好的緩沖能力。

由表8數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，李玲在起跳腿著地時刻的膝關(guān)節(jié)角度最大，說明其膝關(guān)節(jié)彎曲程度較小，在助跑最后一步能夠做到大腿積極下壓，進而減少前蹬的阻力，助跑起跳銜接更為流暢，同時證明其膝關(guān)節(jié)有著較強的緩沖能力，能夠為快速蹬伸起跳做好準備。起跳腿離地時刻，李玲的膝關(guān)節(jié)角度更接近于180°，說明其起跳腿能夠做到充分蹬伸，從而縮短起跳時間，符合快速蹬伸起跳的技術(shù)要求。宋婷婷在起跳離地時刻的膝關(guān)節(jié)彎曲程度最大，說明她沒能做到爆發(fā)式的起跳蹬伸動作，同時在著地時刻與離地時刻的角度差值也最小，僅為3.20°，更加說明她的起跳腿蹬伸能力較差，進而造成起跳效果不佳。所以，較強的腿部力量以及較好的緩沖能力是獲得高質(zhì)量起跳動作的前提條件之一。

2.2.4 起跳過程中起跳腿踝關(guān)節(jié)角度變化的運動學分析

踝關(guān)節(jié)作為一個末端關(guān)節(jié)，無論是在助跑與起跳的銜接過程中，還是在起跳蹬伸時刻，都起著重要的作用。此時，踝關(guān)節(jié)不論是在做緩沖退讓動作，還是蹬伸發(fā)力動作，都具有運動幅度相對較大的特點，并且這一過程中有60%的力量都是由踝關(guān)節(jié)所貢獻的［8］。根據(jù)自由起跳技術(shù)的要求，運動員起跳離地時刻要積極充分地蹬伸，起跳腳應蹬至腳尖，若此時運動員腳尖指向穴斗方向，則說明其蹬伸不夠充分。

由表8數(shù)據(jù)得知，李玲、宋婷婷在起跳過程中踝關(guān)節(jié)屈伸變化的幅度相對較大，說明其踝關(guān)節(jié)具有較大的肌肉力量，能夠在著地之前做好快速過渡到扒地蹬伸的準備，提高起跳完成質(zhì)量。反之，陳巧玲踝關(guān)節(jié)角度的變化幅度較小，說明她的踝關(guān)節(jié)力量相對薄弱，在起跳過程中踝關(guān)節(jié)不能做到有力支撐，并因踝關(guān)節(jié)柔韌性較差，導致其工作距離縮短，起跳腿無法快速地緩沖蹬伸，進而影響起跳效果。所以，增強踝關(guān)節(jié)的肌肉力量以及踝關(guān)節(jié)柔韌性，將有助于獲得較好的起跳效果，并能夠最大程度防止踝關(guān)節(jié)韌帶損傷的發(fā)生。

表8 起跳過程中起跳腿膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)角度變化

2.2.5 起跳過程中上握竿手肩關(guān)節(jié)與下握竿手肘關(guān)節(jié)角度變化的運動學分析

現(xiàn)代撐竿跳高技術(shù)要求運動員舉竿后的下握竿手臂需控制在用力支撐的狀態(tài)，并且要保持相對較大的上握竿手肩關(guān)節(jié)角度。這樣既可以防止身體重心過早地越過竿弦，不利于后面的擺體，又可以防止撐竿回彈時機過早，致使儲存在撐竿上的能量損失，影響彎竿和豎竿。所以在充分伸直的上握竿手臂與向上支撐發(fā)力的下握竿手的共同作用下，能使人體對撐竿有穩(wěn)定的支撐，有利于彎竿以及騰空時保持身體平衡。

由表9數(shù)據(jù)得知，李玲在著地時刻上握竿手肩關(guān)節(jié)角度最大，說明其在著地時刻能夠?qū)胃头e極上舉，為獲得良好的起跳效果做準備。若肩關(guān)節(jié)角度過小，說明其在起跳時向前上方進胸的動作不明顯。這不僅會影響撐竿向前的滾動速度，還會造成通過持竿助跑獲得的水平動能向撐竿彈性勢能轉(zhuǎn)換的質(zhì)量下降，從而影響后續(xù)懸垂擺體的質(zhì)量。

下握竿手所起的作用是利用向上擠頂撐竿并利用與上握竿手的動作共同產(chǎn)生的力矩，使撐竿開始彎曲［9］。由表9數(shù)據(jù)看出，3名運動員在起跳過程中下握竿手肘關(guān)節(jié)角度均呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，說明他們在起跳過程中下握竿手能夠形成良好支撐。下握竿手的肘關(guān)節(jié)角度呈遞增趨勢，人體對撐竿的支撐擺動逐步穩(wěn)定，才能有利于彎竿以及能量的轉(zhuǎn)換。

表9 起跳過程中上握竿手肩關(guān)節(jié)、下握竿手肘關(guān)節(jié)角度變化

2.2.6 起跳過程中軀干傾角與重心騰起角度變化的運動學分析

起跳過程中的軀干傾角能夠反映出起跳時刻所維持的身體姿態(tài)，以及是否對起跳時刻的水平速度產(chǎn)生影響。該文將起跳時刻軀干傾角垂直于水平面時界定為0°，持竿跑進方向為正值，相反為負值。從撐竿跳高技術(shù)要求來看，在起跳著地時刻，運動員的上體應保持垂直于水平面或是稍向前傾的姿態(tài)，當起跳離地時刻，運動員的上體可以稍向后仰。

由表10數(shù)據(jù)看出，李玲在起跳著地時刻的軀干傾角為正值，說明李玲在進行起跳前有著較強的進攻起跳意識。反之，其他兩名運動員的軀干傾角為負值，說明她們在著地時刻上體均出現(xiàn)后仰現(xiàn)象，不利于較好地維持水平速度，也反映出她們在著地時刻被撐竿竿頭觸及穴斗壁時所產(chǎn)生的沖擊力打破了軀干的穩(wěn)定性，暴露出腰腹核心力量相對薄弱的問題。然而，在起跳離地時刻的數(shù)據(jù)中顯示，3名運動員均出現(xiàn)軀干后仰的現(xiàn)象，李玲的后仰程度接近于世界級高水平運動員的平均值，為5.96°。軀干過于后仰反映出運動員在起跳離地時刻核心肌群未能保持高度緊張，致使腰腹出現(xiàn)過早前挺的現(xiàn)象。因此，為了避免起跳時刻上體軀干后仰程度過大，在日后訓練中應加強運動員核心區(qū)力量以及穩(wěn)定性的訓練。

合理的重心騰起角度是決定撐竿跳高成績的主要因素之一，撐竿跳高運動員起跳重心騰起角度一般在19°～23°左右。在合理范圍內(nèi)騰起角度越小，越有利于獲得較好的成績［10］。反之，較大的重心騰起角度，是因為起跳離地時刻的垂直速度過大，同時也就意著將損失一部分水平方向上的移動速度。

由表10中的數(shù)據(jù)得知，國內(nèi)外優(yōu)秀運動員的起跳重心騰起角度均處在合理的范圍內(nèi)，平均值分別為21.42°、20.10°，重心騰起角度越小，撐竿的彎曲程度就越大，對于取得高質(zhì)量的起跳動作就越有利。其中，李玲的重心騰起角度相對最合理，為19.70°，但也反映出她在起跳過程中仍需控制起跳腳的蹬伸方向，使重心騰起角度始終保持在最合理的范圍內(nèi)。宋婷婷、陳巧玲的重心騰起角度相對較大，可能是由于她們在起跳過程中身體重心垂直速度增長率過大，起跳蹬伸的方向過于向上造成的。由此得出，雖然起跳時刻身體重心騰起角度是由起跳過程中的水平速度與垂直速度的比值所決定的，垂直速度過大將導致騰起角度過大，但垂直速度增長率過小，則會降低撐竿的彎曲量，技術(shù)動作無法充分展現(xiàn)。所以要求運動員在提高起跳速度與力量的同時，合理控制水平以及垂直速度的分配情況，并注意起跳蹬伸的方向。

表10 起跳過程中軀干傾角與重心騰起角度變化

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）在助跑后兩步階段，李玲助跑加速能力突出；宋婷婷、陳巧玲后兩步呈現(xiàn)倒一步步長大于倒二步步長，不利于獲得高質(zhì)量的起跳。

（2）在插穴起跳階段，李玲采用自由起跳技術(shù)，身體姿態(tài)良好；陳巧玲屬于跑進竿下起跳方式，軀干后傾程度較大，水平速度損失明顯；宋婷婷腿部力量薄弱，起跳蹬伸能力較差。

3.2 建議

（1）我國優(yōu)秀運動員應著重強調(diào)助跑后兩步的穩(wěn)定加速能力，在最大可控速度狀態(tài)下，進行后兩步助跑模式、助跑節(jié)奏的訓練，提高助跑起跳銜接流暢程度，為獲得更高騰躍高度做好鋪墊。

（2）我國優(yōu)秀運動員應嚴格控制起跳距離，加強腰腹核心區(qū)穩(wěn)定性及力量訓練，改善軀干后傾程度過大的情況，并根據(jù)個人能力，盡量將自由起跳技術(shù)做到極致，多進行有利于發(fā)展下肢絕對力量素質(zhì)的針對性練習，提高起跳蹬伸能力，強調(diào)水平速度與垂直速度的合理分配，為后繼彎竿、豎竿奠定基礎。