手指擺動頻率應用于徑賽運動員選材探討

蔡廣 沈勛章 許汪宇 余竹生

1 上海體育科學研究所（上海 200030） 2 上海體育學院

動作頻率是許多項目運動員重要的運動素質之一，也是常用的一項訓練指標和選材指標［1，2］。目前在徑賽運動中，主要通過下肢運動頻率——步頻來評判動作頻率，其測試方法簡繁各異，簡單方法主要包括秒表計時和人工計數，但其測試值精確度不高；復雜的主要通過相關測試儀器，如測力平臺、特制的步頻測試儀進行，其測試值較精確，但器材昂貴，操作較復雜，不利于普及［3，4］。本研究通過測試比較不同速度類項目徑賽運動員手指擺動頻率（以下簡稱指頻）特征，探尋通過指頻評判徑賽運動員動作頻率的可行性。

1 對象與方法

1.1 研究對象

表1 研究對象分組基本信息

研究對象根據其運動等級分為優秀組和二線組。優秀組包括上海市田徑隊短跑和長跑運動員，以及2008年全國田徑錦標賽部分短跑和長跑參賽運動員，運動等級為健將級和一級。二線組取樣于2008年上海市優秀二線后備人才庫中田徑短跑和長跑項目運動員，運動等級為二級及以下。在上海市進行測試時，以項目為編組，每個項目在同一天測試；在全國田徑比賽中測試時，以運動隊為編組，每隊測試在一天內完成。各組項目分布、人數及年齡見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 測試儀器

測試儀器為通過國家專利申請的“手指擺動頻率測試儀”（專利號：ZL 2004 1 0017340.1），其采用紅外光電傳感器檢測手指擺動頻率，精度達千分之一秒，檢測所獲信號經串口輸入計算機，通過軟件控制和記錄，指頻結果顯示在電腦屏幕上，最終存入Excel數據庫。

1.2.2 測試方法和實驗質控

測試前在軟件中設置統一的測試時間。在高強度快節奏運動中，能量供應系統主要以磷酸原和糖酵解供能為主，其持續時間大約8秒左右［5］，為減少疲勞對食指擺動速度的影響，本實驗將測試時間設為8秒。開始時受試者戴好耳機，聽到耳機中發令槍響，立即開始盡力上下擺動優勢手的食指。先讓受試者練習1次，然后進行正式測試。

測試過程中要求運動員注意力高度集中。儀器會自動識別測試過程中的食指提早擺動或者擺動不到位，需重新測試。因受試對象食指長短有個體差異，達到相同擺動幅度時，其擺動角度不一，為減少此對測試結果的影響，受試者均統一套上8厘米長的輕質延長器以調整食指長度，使其食指擺動幅度和角度一致。

測試記錄指標有8秒內的指頻和反應時間（聽到發令槍響到食指開始擺動的時間）兩項。

1.3 統計學分析

所有數據采用SAS6.12統計軟件進行分析，結果用均數±標準差表示，采用獨立樣本t檢驗比較指頻、反應時的組間差異，采用Person分析指頻與反應時之間的相關關系，顯著性水平為P < 0.05，高度顯著性水平為P < 0.01。

2 結果與分析

2.1 不同運動水平短跑和長跑運動員指頻特征比較

圖1顯示，優秀組男、女短跑運動員指頻分別為97.6±6.6次/8秒和90.8±9.1次/8秒，均顯著高于相同性別長跑運動員（男：79.6±10.7次/8秒，女：75.6±10.5次/8秒，P < 0.01）。二線組中，男子短跑運動員指頻（82.2±12.6次/8秒）高于長跑運動員（79.1±10.2次/8秒），但無顯著性差異（P>0.05）；女子短跑運動員指頻（79.9±9.1次/8秒）顯著高于長跑運動員（71.9±10.6次/8秒，P < 0.01）。

以上結果表明，高水平運動員指頻有明顯的項目特征，短跑運動員指頻顯著高于長跑運動員，這符合其項目特點，即短跑動作頻率快，而長跑對動作頻率要求較低。二線組中，女運動員也有相同表現，女子短跑運動員指頻高于長跑運動員，男子運動員只表現相同趨勢，其差異無統計學意義。這可能是目前二線運動員運動水平不高，不一定都能成為高水平運動員，從而導致選擇偏倚，因此對于二線組還需跟蹤研究進一步驗證。

圖1 短距離跑和長距離跑運動員指頻比較

2.2 短跑和長跑運動員反應時比較及其與指頻之間的關系

圖2 短距離跑和長距離跑運動員反應時比較

運動生理學認為，動作頻率快慢主要與協調性、肌肉類型、神經過程的靈活性三個因素有關。神經過程的靈活性包括大腦皮層運動中樞興奮與抑制的轉換速度以及神經沖動的傳遞快慢［6］，神經沖動傳遞的快慢就是反應速度的快慢，因此反應速度也是影響動作頻率的一項因素。從圖2可見，優秀組男子短跑運動員反應時為201.1±35.4毫秒，顯著快于長跑運動員（231.6±32.6毫秒，P < 0.05）；優秀組女子運動員也有相同表現，短跑運動員反應時（188.7±24.4毫秒）顯著快于長跑運動員（244.3±44.7毫秒，P < 0.05）。此結果表明短跑和長跑的反應時有明顯項目特征，反映了優秀短跑運動員神經沖動傳導速度明顯快于優秀長跑運動員。二線組短跑和長跑項目男女運動員的反應時表現相同趨勢，但差異無統計學意義，其原因與前述二線組指頻分析相同。

反應時遺傳度達到75%［7］，是運動員選材學中應用較多的一項指標。從圖3、圖4可見，優秀組男運動員指頻與反應時呈中度負相關（r = －0.7009，P < 0.01），優秀組女運動員指頻與反應時也呈中度負相關（r = － 0.6325，P < 0.01）。

圖3 優秀組男運動員指頻與反應時的相關

圖4 優秀組女運動員指頻與反應時的相關

2.3 指頻評價徑賽運動員動作頻率可行性及優勢的探討

長期以來，在運動員選材及運動訓練中，主要采用下肢踏蹬頻率（即步頻）反映運動員動作頻率。此法雖較直接，但有諸多不足。原地測量步頻時要求踏蹬動作標準化，就是抬腿幅度一致性，才能真實反映動作頻率快慢。但抬腿幅度受肌力大小、大腿自身重量、柔韌性、協調性等因素的影響［8］，未受專業訓練的測試者較難達到測試要求，從而影響測試結果的可靠性。通過跑動方式測試步頻也受專業訓練的影響，初次測試者的測試結果難以反映其真實水平。而且，跑動測試步頻往往只適用于徑賽項目運動員，對其它項目并不適用，如羽毛球等。

本研究中，小樣本優秀組實驗結果顯示，短跑和長跑運動員指頻有明顯項目特征，且指頻與反應時呈中度負相關，故通過手指擺動頻率反映運動員動作頻率存在可行性，可以彌補以步頻反映動作頻率的不足。運動生理學認為動作頻率快慢與運動控制中樞協調性有關，中樞神經協調性越好，各協同肌群及對抗肌群協同的工作效果越好，因對抗肌群緊張而產生的阻力也越低，從而有利于加快運動頻率［8］。本研究中，控制食指上下擺動的屈肌群和伸肌群遠少于控制下肢上下蹬踏動作的屈肌群和伸肌群，因此食指上下擺動動作受中樞協調性影響較少；此外，食指自身重量的個體差異性可忽略不計，其肌力、柔韌性受專業訓練的影響也不大，故理論上通過指頻反映運動員動作頻率可最大限度地排除外界影響，相對于步頻，可以更好反映動作頻率的先天遺傳因素。另外，指頻測試儀器具有便捷、靈敏、便宜等特點，適于在基層選材中推廣。但本研究中優秀運動員樣本較少，且未對二線運動員進行追蹤研究，故今后可進一步擴大樣本量，以驗證指頻與不同項目運動員動作頻率的關聯性，并在基層選材實踐中進行追蹤研究，為指頻應用于運動員選材提供更多參考依據。

3 總結

本實驗結果顯示，優秀徑賽運動員指頻有明顯項目特征，且指頻與反應時呈負相關關系，提示指頻應用于評判徑賽運動員動作頻率選材存在可行性，但仍需在選材實踐中通過追蹤研究加以證實。

［1］ 王林，劉江南. 短跑步頻與肌纖維神經類型之間的關系. 廣州體育學院學報，1996，16（2）：33-39.

［2］ 馮敦壽. 中國男女短跑優秀運動員百米跑成績進展與速度、步頻、步幅追蹤分析. 體育科學，1986，6（3）：73-76.

［3］ 傅志忠. 智能化腳踏頻率測定儀的研制及應用. 福建體育科技，1995，14（1）：49-51.

［4］ 張家正. 跑的速度、步幅、步頻及支撐時間的同步測定.天津體育學院學報，1983，3（2）：5-12.

［5］ 馮美云，馮煒權，林文弢，等. 運動生物化學. 北京：人民體育出版社，1999. 105-106.

［6］ 運動生理學教材小組. 運動生理學. 北京：人民體育出版社，1990. 224-225.

［7］ 曾凡輝，王路德，邢文華. 運動員科學選材. 北京：人民體育出版社，1992. 21-25.

［8］ 林木生. 步頻因素與遺傳、變異. 江漢大學學報（自然科學），1984，12（1）：132-137.