蹦床成套動作騰空高度的時空協同及其訓練對策研究

朱禮金

競技體育運動中，規則是項目比賽的指揮棒，是運動技術發展的風向標。2011年實施的最新國際蹦床評分規則中增添了飛行時間評分指標，同時在難度算法上也做了修訂，如3周、4周空翻難度由1.5分、2.0分分別增加為1.6分、2.2分，這意味著新規則不僅要求運動員要有更高的騰空，而且還要完成多周空翻的高難度動作，即完成的成套動作既要“高”又要“難”。這兩點看似矛盾，其實不然，只有足夠的騰起高度，才有充足的時間去展示優美的身體姿態，控制動作的節奏，完成高難動作。所以，騰空高度的專門性訓練顯得尤為重要。

時間和空間是運動項目存在的基本形式。不同運動項目基于其場地、方法、規則等的不同，在時間和空間的表現上也有所不同。有些項目以爭奪時間為重點，有些項目則以空間的表現為重點，而大多運動項目需要注重時間和空間的協同運用。蹦床運動中運動員空中完成動作就是時間和空間協同運用的結果。新規則的“飛行時間分”既是對所有騰空動作飛行時間的計算，又是對成套動作騰起高度的空間衡量，是蹦床運動中時空協同作用的標準結果。本研究運用時空相關理論，分析影響成套動作高度及高度一致性的時空因素，并有針對性地提出訓練方法，為適應新規則的要求，把握技術發展提供參考。

1 蹦床成套動作騰空高度時空要素的組成結構

在眾多體育運動項目中，時間和空間的表現形式和辨正關系在蹦床運動中體現得尤為明顯，貫穿于蹦床成套動作的每個技術環節。蹦床運動在某種意義上說就是合理利用時間、控制空間、實現“人-網”和諧統一的運動。

1.1 蹦床成套動作騰空高度的空間要素

1.1.1 蹦床成套動作騰空高度的空間特征

空間是三維的，即任何一個物質都具有一定的長度、寬度和高度[4]。蹦床成套動作騰空高度的空間特征主要表現為蹦床器械屬性的變化、人體運動的軌跡及影響人體合理運動的因素。根據項目的特點，為便于研究，在此，以人體活動作為動作騰空高度空間特征研究的主體。

根據運動項目的特點，理想的蹦床運動，人體重心的運動軌跡應在網面中心點的垂直方向上運動。但由于蹦床器械的特點以及蹦床動作所特有的表現形式（空中繞橫軸的向前、向后空翻和繞縱軸的轉體），決定了完成每個動作時人體質心運動軌跡呈拋物線，即會發生水平方向和縱向的位移，這也就是平時所說的水平位移和騰起的垂直高度（圖1、圖2）。

圖1 水平位移示意圖

圖2 網上彈跳重心高度模擬圖

圖1代表運動員一次騰空落網的水平位移情況，A點為起跳點，B點為騰空后落點，虛線框代表蹦床網面，箭頭方向是運動員動作方向，AC為運動員水平前后位移，BC為水平左右位移；圖2代表運動員完成一次騰空后的縱向位移情況，A點與B點之間的垂直距離為縱向位移。由此可以看出，人體完成一次騰空的運動空間特征主要表現為水平位移和縱向位移，水平位移包括網面上前后位移和左右位移；縱向位移主要指完成動作時人體的騰空高度及成套動作騰空高度一致性（高度損失）。根據能量守恒，人體離網后的能量總量應是人體獲得的勢能與水平獲得的動能的總和，即人體縱向與水平方向做功的總和。所以，要想獲得單個騰空動作更高的騰起高度，就必須盡可能的減少水平方向的位移。

1.1.2 蹦床動作的騰空高度應是位移控制條件下的“高”

1.1.2.1 影響水平方向前后位移的空間因素

根據運動生物力學原理，當人體處于騰空階段，如果不計空氣阻力，則人體僅受重力作用，那么，人體在空中的運動軌跡是由離網瞬時獲得的運動參數所決定。由于蹦床運動員在空中要完成翻轉動作，需要動量矩存在，而動量矩的形成主要是通過起跳時身體前傾或后仰使網面對人體產生偏心力實現，這就決定了騰空后人體重心的軌跡為拋物線。根據拋物線的軌道方程，重心沿水平方向所飛行的距離為：Xmax=v20sin2α/g。可見，在蹦床運動中，運動員網上前后水平移動的距離（若不計空氣阻力），主要取決于騰空瞬間的重心速度和方向[3]。也就是說，在人體離網瞬時初速度大小一定的情況下，起網角（運動方向與水平方向的夾角）對水平方向前后位移有直接關系。如圖3所示，蹦床成套動作一般是按照向前類翻轉動作+向后類翻轉動作+向前類翻轉動作的模式編排的，角α與角γ分別是向前類翻轉動作和向后類翻轉動作的起網角，角α一般在87°～88°之間，而角γ一般在97°～103°范圍內[1]。也就是說，整套動作中就是這兩個空間段的角度在交替變化，控制著人體騰空飛行的運動軌跡。

圖3 蹦床單個空翻動作作用力示意圖

1.1.2.2 影響水平方向左右位移的空間因素

著網時，為了增加與網面的接觸面積和增大受力面積，運動員多采用兩腳開立式壓網，在此前提下，如果兩腳力量不一樣或兩腳長度不一樣就會造成起網瞬時身體擰轉[2]，從而造成重心運動軌跡的偏移。另外，為了完成空翻轉體動作，起網時身體需要前（后）傾和盤旋，使網面對人體產生偏心力[5]，形成力矩。前面分析了身體前（后）傾會造成水平方向前后位移，而身體的盤旋則會造成左右位移，特別是多周空翻轉體早轉動作，運動員往往在起網瞬間就開始轉體，這樣就會造成重心方向發生偏移。從成套動作的連接方面來看，由于前驅動作的轉動慣量不足或剩余，身體著網前需要調整身體姿勢從而使腳與網面產生約束反作用力以消除不利因素，這樣也會使落點發生偏差，也會造成左右位移。綜上可以看出，著網和離網時的身體姿勢是造成水平方向左右位移的主要空間因素。

1.2 蹦床成套動作騰空高度時間要素

1.2.1 蹦床成套動作飛行時間及成績的表達

為了體現蹦床比賽公平、公正、公開的精神，國際蹦床技術委員會經過多次的討論和征求各方面的意見，決定將飛行時間這一客觀指標引入蹦床比賽評分領域，并從2011年1月開始實施，同時，規定了飛行時間是指運動員實際完成單個動作的騰空時間之和，不包括壓網和起網的時間。為了準確記錄和表達運動員的飛行時間，國際蹦床技術委員會專門推出了飛行時間計時設備，該設備只對運動員網面之上完成的動作進行計時，并將各單個動作的時間進行相加得出總的飛行時間。另外，規定飛行時間以秒來計算，精確到千分位，對于飛行時間成績的表達則是按照5/1 000的原則直接將“秒數”轉化為“分數”[9]，如兩名運動員的飛行時間分別是17.889 s和17.753 s，那他們的成績分別為17.885分和17.750分。由此可以看出，要想獲得成套動作較長的飛行時間就必須保證每一單個動作的騰空高度，騰空高度越高，人體在空中停留的時間越久，飛行時間成績就越好。

1.2.2 蹦床成套動作的壓網和起網時間

雖然在國際體操聯合會關于飛行時間的定義描述里沒有成套動作壓網和起網時間的計算要素，但并不說明這兩個要素不重要，恰恰相反，壓網和起網時間對騰空的時間有決定性的意義。根據運動生物力學原理，騰空后人體的翻轉動作是不會改變整體運動軌跡和運動時間的，所以，正是通過壓網和起網過程中人體與網面相互作用決定了人體空中飛行的時間。

通過以上分析可知，蹦床運動中單個動作路線是一個拋物線的軌跡，人體沿著拋物線飛行的時間取決于人體被拋起瞬時的初速度，根據動量定理 FT=MV，人體離網瞬時的速度又取決于網面對人體的作用力和作用時間。具體講，就是人體從網面下沉最低點到人體離網瞬時網的彈力對人體的時間積累，而這個時間又決定于人體壓網的深度，壓網越深，網面對人體的作用力時間越長，人體獲得的沖量就越大，拋起的高度也就越高。壓網的過程包括2個時間段：第1個時間段為著網后人體的沖量迫使網面下沉，又叫等待階段；第2階段為下沉速度為零的瞬刻開始人體蹬伸網面使網面繼續下沉，也叫蹬伸階段。所以，為了獲得網面最大下沉深度，從而達到對人體最長時間的沖量，運動員必須充分利用等待階段，準確把握蹬伸時機。

2 蹦床成套動作騰空高度的時空協同

協同論（Synergetics）亦稱協同學，源于古希臘文，意思是合作的科學。古希臘哲學家亞里士多德用“整體大于部分之和”的論斷來評價協同的作用。隨著系統科學的迅猛發展，建立在信息論、控制論、突變論等現代科學理論基礎上的協同論更是得到人們的普遍重視。它以大量子系統組成的系統為研究對象，提出了開放系統，在系統內、外兩方面的復雜非線性相互作用下，系統內部某些要素便自發地組織起來，形成具有一定功能的自組織結構，在宏觀上便產生了時間結構，或空間結構，或時間-空間結構，也就是達到了新的有序狀態[7]。因此，體育運動中的時間因素和空間因素不僅能獨立地影響體育活動的效益，同時，還是通過協同獲得1+1＞2的協同效應。從協同理論的角度分析蹦床成套動作騰空的時間與空間相互關系，科學運籌動作騰起的時空因素，對提高整套動作騰起高度的時空效益有重要意義。

2.1 蹦床騰空動作時空一體化

理論上，蹦床運動中每個動作軌跡應該是直上直下的，但由于項目的特點和完成動作的要求，單個動作軌跡實際上是一個拋物線。那么，根據前空翻類動作與后空翻類動作交叉編排成套動作的原則，整套動作路線就可以看作是連續的兩個拋物線軌跡的重復（圖3）。每個騰空動作的空間和時間是相互統一的，騰空的時間（飛行時間）越長，騰空的高度就越高，但水平方向的位移也就越大。規則要求騰空動作要“高”、“飄”，但又要求水平位移不能太大，這是一個矛盾，而解決這一矛盾達到時空一體的關鍵就是要把握好起網初速度。這個初速度包括2個方面：一是，初速度的大小，越大就能保證騰空的高度和時間；二是，初速度的方向（起網角），根據動作要求，選取適當的起網角（如接向前類翻轉動作盡量增大起網角，接向后類翻轉動作要盡量小的起網角），這兩者結合起來有利于騰空動作的時空統一。另外，規則既是運動項目的指揮棒，更是該項目發展規律的體現，蹦床舊規則（2005-2009）[8]雖沒有騰空高度這一評分指標，但在動作完成質量的評分里含有騰空高度這一因素；新規則（2010）特別增加了成套動作騰空高度這一評分指標，且衡量的單位不是高度而是時間，這更說明了蹦床騰空動作時空的一體化。如何把握騰空動作時空一體，增加飛行時間，是今后訓練的一個切入點。

圖4 蹦床下落、壓網階段作用力示意圖

2.2 蹦床騰空動作的時空交叉

兩個或兩個以上的物體運動路線交叉的現象稱之為時空交叉。在蹦床運動中，無時無刻不發生著人與網的時空交叉，而正是人與網的這種時空交叉的相互作用，人體才能被拋至空中完成要求的翻轉動作。這一點在壓網階段體現得尤為明顯。人體能不能被拋起的更高，動作飛行的時間能不能更長，關鍵看壓網過程中人與網的相互作用，而這一相互作用的關鍵就在此過程中時空交叉的那個點，即最佳蹬伸時刻，這一時刻也代表著人網合一，即“合網”（圖4中2號時刻）。由于前驅動作勢能的存在，人體著網后隨著網面的下沉做減速運動，正確的做法是等到人體下沉的速度大小為0時人體做上端固定的蹬伸動作，同時配合向上擺臂，迫使網面繼續下沉以儲存更多的彈性勢能，同時保持這個姿勢等待網面的回復（圖4中3號時刻），這里將人體下沉速度大小為0的時刻稱為最佳蹬伸時刻。此時算是“合上網了”，如果過早的蹬伸，就不能最大程度地發揮人體的力量，如果蹬伸過晚則會造成網的彈力與人體的蹬伸力量的對抗，損失網的彈性勢能。所以，把握壓網過程最佳蹬伸時刻是提高騰空高度的關鍵點。

另外，蹬伸時間與網面下沉的深度關系對騰起的高度影響也較大，蹬伸時間越長網面下沉的深度也就越大，網的彈性勢能儲備也就越大，最終起網的初速度也就越大，所以人體可能被拋的更高。而蹬伸時間又取決于運動員下肢力量，因為，蹬伸動作時下肢力量克服網的彈性迫使網面做退讓性工作，下肢力量越大，克服網面做的功也就越大，網面下沉的深度也就增加了。所以，加強運動員下肢力量素質的練習對提高騰空高度有很大作用。

2.3 蹦床騰空動作的時空互換

時空互換也稱時空轉換，是指時間和空間的相互轉換性，時間可以換取空間，而空間也可以換取時間，這是時空協同的重要內容。2011年實施的蹦床新規則中增加的飛行時間這一評分指標，主要評價運動員整套動作的空中飛行時間，即10個單個動作空中飛行的時間總和，每個動作的時間為運動員離網瞬時至完成動作著網瞬時的時段。為了獲得此項更高的得分，一方面，可以通過獲得更高的空間以換取更長的飛行時間，即盡可能的增大起網初速度并選擇適宜的起網角，使人體騰起足夠高的高度。根據拋物線原理，騰空高度越高，空中飛行的時間也就越長，這一點在時空一體性中有分析，在此不再贅述。另一方面，通過調整空中的身體姿勢增大騰空的空間以延遲著網時間，從而相對增加了飛行時間，即在著網前選擇恰當的身體姿勢著網。空中翻轉動作結束后要保持直體下落，這既是蹦床動作的要求，也是技術評分的一個要點。但如果直體姿勢一直保持到壓網過程中，勢必會阻礙蹬伸動作，減少人體內力對網做功，影響下一個動作的騰空高度。正確的做法應是在直體下落至網面瞬刻前采用屈髖屈膝固定身體的姿勢著網（圖4中1號時刻），并經過短暫固定身體下沉壓網后再蹬伸。其目的有二：一是，在直體姿勢基礎上屈髖屈膝縮小了人體的空間占積，增加了身體重心距網面的空間，相當于延長了著網的時間，即增加了人體空中飛行時間；二是，這種姿勢能使身體作為一個剛體壓網，對網面產生最大沖量，使人體勢能充分轉換為網的彈性勢能，同時，這一姿勢有利于壓網后半程蹬伸動作的完成。但值得注意的是，屈髖屈膝的時機要把握好，太早影響動作完成質量，太晚則起不到良好效果。

3 蹦床動作騰空高度訓練的幾點建議

3.1 增強下肢力量，提高運動員“空跳”高度

空跳也叫垂直跳，只是單一的起跳，要求垂直，沒有翻轉，也沒有力矩存在的起跳動作。其是人體在中樞神經系統的控制下，依靠身體各環節的協調配合，發揮下肢肌群最大爆發力，充分結合蹦床彈力，使運動員自身體能與網的彈性相結合，以達到最佳縱向起跳效果的技術動作。所以，垂直跳技術是蹦床運動的基礎技術之一，是成套動作騰空高度的決定性因素。

提高運動員垂直跳技術的關鍵是要增強下肢力量。研究表明，運動員下肢的蹬伸力量與騰起的高度呈正相關，在訓練課前、后分別安排空跳練習不但能加強運動員下肢力量，而且能使運動員熟悉網性，體會與網相互作用的各個環節原理。所以，在訓練中可以考慮提高下肢力量與空跳練習結合進行。

3.2 增強肩關節力量，提高運動員壓網和擺臂的協調性

壓網的目的就是使網面發生最大的形變，產生盡可能大的彈性勢能。與壓網協調配和的擺臂動作主要是在壓網結束前兩臂經體側上擺至上舉，并保持這一姿勢到結束離網開始做動作。其作用有三：一是，維持身體的平衡，避免身體過早的傾斜，減少位移；二是，協調全身有效肌肉群運動，完成壓網動作，為起網做準備；三是，進一步增加壓網的力量，使身體彈起得更高。實驗研究也表明，運動員在起跳過程中手臂上擺有利于運動員增加騰起高度，并且，在排除下肢力量與網性起作用的情況下，運動員肩關節力量與騰起高度存在正相關關系，相關度的大小決定于每個運動員肩關節力量的大小和肩關節的利用率。所以，訓練過程中應重視運動員肩關節力量練習，尤其是根據每個運動員的特點，找出提高肩關節利用率的方法，以利于壓網和擺臂協調性的提高。

3.3 準確選擇成套動作的起網角

起網角的大小直接影響到人體騰起后的運動軌跡，是騰起高度的重要指標因素。選擇適宜的起網角要考慮三個方面：一是，要完成動作的類型；二是，運動員的動作習慣；三是，蹦床器械調整后網性的練習。首先，在連接向前類空翻和向后類空翻時的起網角是不同的，即前小后大，而目前成套動作一般是按照向前類翻轉動作-向后類翻轉動作-向前類翻轉動作的規律進行編排。所以，準確把握10個動作的起網角是非常重要的。訓練時可以運用垂直跳+向前（后）類難度動作、向前（后）類難度動作+向后（前）類難度動作的模式強化運動員對不同類型動作起網角的把握。其次，在符合規則要求的前提下，運動員的個體特點，如肌肉力量、身高體重、神經類型等不同決定了完成動作的特點不同，所以，選擇起網角的方式也會有所區別，教練員強化運動員起網角選擇時應充分考慮這一點。最后，隨著新規則的修改，蹦床器械規格也進行了調整，運動員網性的好壞對起網角的判斷有很大的影響。

3.4 加強連接技術的訓練

成套動作騰空高度問題不僅表現在單個動作的高度上，更重要的體現在10個動作的高度一致性上，運動員普遍存在一套動作騰起高度前高后低的現象，改變這一現狀除了解決體能分配問題外，更重要的要加強運動員連接技術的訓練[6]。對于單個動作來講，通過提高運動員的連接技術水平，從而在一定程度上解決了高度不足的問題；對于成套動作來講，連接技術的提高可以使10個動作的高度保持相對一致，從一定程度上解決高度損失問題。訓練方法可以采用單周1個動作的連接，也可以過渡到2個動作、3個動作或更多動作的連接；練習分段動作的時候，可以在最后一個動作之后連接一個起跳動作。另外，不同身體姿態的動作連接技術有一定的區別，如團身、屈體動作完成后有一個展體的過程，展體過程會給連接下一個動作提供動力，而直體動作不存在展體，所以，要求直體盡可能早的完成動作。

4 結論

1.蹦床成套動作騰空高度的空間特征表現在水平方向的位移和縱向位移，影響水平方向位移的空間因素主要有起網角、入網角的選擇和離網瞬時的身體姿勢。

2.蹦床成套動作騰空高度的時間特征表現在10個騰空動作的飛行時間，這也是最新評分規則對騰空高度進行評價的一個技術指標，壓網和起網的時間是影響成套動作騰空高度的時間因素。

3.蹦床騰空動作的時空協同主要表現在時空一體化、時空的交叉性和時空互換3個方面，起網的初速度、最佳蹬伸時刻、著網的身體姿勢以及肩關節和下肢的力量是影響騰空高度的主要因素。

4.通過空跳練習、壓網與擺臂協調性練習、起網角的選擇以及連接技術練習等幾個方面加強蹦床成套動作騰空高度的訓練。

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[5]汪映川，季汝元，胡繼剛.競技蹦床騰空階段矛盾體的生物力學分析[J].合肥工業大學學報，2009，32（9）：1422-1425.

[6]朱禮金.蹦床網上成套動作連接技術的運動學分析及診斷[J].山東體育學院學報，2011，27（4）：65-69.

[7]張英波.體能主導類快速力量性項群運動員競技能力狀態轉移的時空協同理論[J].體育科學，2000，20（4）：24-28.

[8]2005—2008年國際蹦床評分規則[S].北京：國家體育總局體操運動管理中心，2004.

[9]FIG.Code of Points Trampoline Gymnastics[S].2010.