從生物力學角度分析競走關鍵技術

任 貴，王 林

（1.貴州大學體育學院，貴州 貴陽 550025；2.北京體育大學田徑教研室，北京 100084）

技戰(zhàn)術分析

從生物力學角度分析競走關鍵技術

任 貴1，王 林2

（1.貴州大學體育學院，貴州 貴陽 550025；2.北京體育大學田徑教研室，北京 100084）

本文采用文獻資料法、訪談法等研究方法，從生物力學角度對競走關鍵技術進行分析，總結(jié)概括對競走關鍵技術生物力學分析的3個層次；競走關鍵技術生物力學指標的選取；目前國內(nèi)外對競走技術的研究現(xiàn)狀、競走技術的發(fā)展趨勢。以期為探討競走運動規(guī)律、深入研究競走關鍵技術提供理論參考。

競走技術；生物力學；競走現(xiàn)狀

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

生物力學角度下的競走關鍵技術。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 在北京體育大學圖書館、中國知網(wǎng)，以“生物力學”“競走技術”進行檢索，收集競走技術研究的文獻資料。通過對文獻查閱篩選，了解競走技術的研究現(xiàn)狀、研究內(nèi)容、研究方法，從而確定了研究方向與研究內(nèi)容，為本研究提供理論依據(jù)。

1.2.2 訪談法 在查閱文獻資料的基礎上，對北京體育大學相關專家進行訪談了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、競走技術的發(fā)展趨勢，提煉概括競走關鍵技術生物力學指標的選取。

2 結(jié)果與分析

2.1 競走關鍵技術生物力學研究的3個層次

目前，科研工作者主要通過總體研究、單個技術環(huán)節(jié)研究和實驗研究3個層次對競走技術展開生物力學的研究。研究方法大多采用高速攝影的方法對訓練和比賽實施現(xiàn)場平面或三維拍攝，選擇相關技術參數(shù)導入視頻分析系統(tǒng)對運動員技術動作進行診斷性生物力學研究，研究技術動作是否符合競走規(guī)則，在不同的競走時段身體各角度是否合理、是否經(jīng)濟優(yōu)化。

2.1.1 總體研究 總體研究的目的在于了解當前世界高水平運動員競走技術的總體特征及發(fā)展趨勢，一般選取奧運會、國際田聯(lián)世界錦標賽、國際田聯(lián)世界杯競走賽等重大比賽男子20km、女子20km、男子50km的前幾名運動員作為研究對象，通過對拍攝數(shù)據(jù)的處理、解析對大樣本的技術特征進行總體的描述。

2.1.2 單個技術環(huán)節(jié)研究 單個技術環(huán)節(jié)的研究是指選取比賽、訓練過程中優(yōu)秀運動員某一個或者幾個競走技術環(huán)節(jié)進行研究，探析競走關鍵技術的運動學特征、關鍵技術對運動成績的貢獻率等，為技術訓練的重點指明方向。

2.1.3 實驗研究 實驗研究是指探析某種技術環(huán)節(jié)對完整技術、運動成績的影響，研究這種技術環(huán)節(jié)發(fā)生變化的情況下，運動成績、競走技術如何變化。

2.2 競走關鍵技術生物力學指標的選取

2.2.1 完成比賽的生物力學指標 沒有肉眼可見的騰空、膝關節(jié)不能彎曲是競走裁判員判罰的基本要素，也是科研工作者研究競走技術的主要切入點。研究發(fā)現(xiàn)，裁判員在實際比賽中判罰運動員是否騰空的主要依據(jù)是通過單歩騰空時間的長短、重心起伏的大小、頭頂垂直位移的多少、小腿后撩的高度（單支撐階段兩腿膝關節(jié)在同一個平面時的擺動腿膝關節(jié)角度）4個指標來進行判斷的。對屈腿判罰的主要依據(jù)是通過腳掌仰角、支撐腿膝關節(jié)角2個主要指標來進行判斷的。通過訪談相關技術分析的科研人員，他們對運動員騰空、屈腿的運動學技術分析也大多從以下幾個指標為切入點。（圖1）

圖1 完成比賽的生物力學指標

2.2.2 決定運動成績的生物力學指標在遵守競走規(guī)則，保證沒有肉眼可見的騰空、膝關節(jié)不彎曲，不被裁判判罰犯規(guī)的基礎上，結(jié)合個人特點在比賽中采用經(jīng)濟、實效的競走技術取得比賽的優(yōu)勝至關重要。通過查閱文獻資料、專家訪談，教練和科研人員對決定運動成績的生物力學指標的選取和研究主要以步長、步頻、步速、上肢關節(jié)角度為切入點。（圖2）

圖2 決定運動成績的生物力學指標

2.3 競走關鍵技術生物力學研究現(xiàn)狀

2.3.1 國外研究現(xiàn)狀 韋伯爾兄弟早在1836年就出版了《競走力學》一書，可見國外對競走技術的研究較早。20世紀70年代后，國外對競走技術的研究主要集中在運用平面定點攝像對運動員的競走技術進行定點拍攝、對拍攝資料進行解析，使運動員盡可能規(guī)避在比賽中犯規(guī)。20世紀90年代初，伴隨著科研方法的創(chuàng)新，國外研究人員開始運用三維攝像法對競走進行研究，選取更多的運動學指標進行分析研究，研究分析更加細致深入，彌補了平面定點拍攝的不足。英國利茲大都市大學卡耐基體育運動和教育學院體育和運動生物力學高級講師布萊恩·漢利（2013年）在《第25屆國際田聯(lián)世界杯競走賽生物力學技術分析》一文中對2012年在俄羅斯薩蘭斯克市舉行的世界杯競走比賽中所有5個比賽項目（包括青年）的15名獎牌獲得者的運動技術特征進行運動生物力學研究和分析。采用2臺同一型號的數(shù)字攝像機放置在比賽場地的同側(cè)進行同步錄像，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的運動員在落地瞬間，腿部都是接近彎曲伸直或者有某種程度的彎曲，屬于可視閾值范圍內(nèi)的直腿技術。15名獎牌獲得者運動技術環(huán)節(jié)中的下肢髖關節(jié)和膝關節(jié)角度變化的技術結(jié)構(gòu)基本相同，差異很小；而在上肢的肩關節(jié)和肘關節(jié)角度變化上有很大的差異。建議教練員和運動員應重視整體技術結(jié)構(gòu)特征，而不僅僅限于下肢等的技術，從而避免那些錯誤的和無效的技術動作，糾正和培養(yǎng)正確的技術動作，以更加經(jīng)濟性和節(jié)省化的正確技術來完成比賽，一定能夠取得理想的成績。

2.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國對競走技術的研究相對較晚，20世紀80年代之前，國內(nèi)對競走項目的研究沒有明確的方向且研究成果并不突出，對我國競走運動員技術的診斷、評價、改進僅僅依靠教練員的執(zhí)教經(jīng)驗判斷和對國外優(yōu)秀運動員技術外形的簡單對比、模仿，是一種感性經(jīng)驗的認識。20世紀90年代左右，國內(nèi)科研人員利用高速攝影、錄像等手段對優(yōu)秀運動員的訓練、比賽進行實時現(xiàn)場監(jiān)控，開啟了對我國優(yōu)秀運動員競走技術的早期研究，研究成果主要集中在對技術犯規(guī)的控制方面。大批研究成果的問世，對我國運動員競走技術的改進和提高大有裨益。隨著科技的發(fā)展，視頻影像媒介的出現(xiàn)和多學科的滲透交融為有關競走技術分析的研究帶來了新的方向和突破口，研究結(jié)果日趨成熟。

（1）王林在《我國高水平20km競走運動員技術的研究》一文中對參加2005年5月中國慈溪國際田聯(lián)競走挑戰(zhàn)賽男子20km競走比賽前6名選手的配速、步頻和步長等運動學指標進行生物力學分析，在運動學層面上說明目前我國競走運動員在技術上存在的主要問題。研究發(fā)現(xiàn)，我國優(yōu)秀男子20km競走運動員在競走專項運動成績上已經(jīng)達到或接近世界先進水平。通過與國外優(yōu)秀運動員競走技術的對比發(fā)現(xiàn)，我國競走運動員目前仍屬于“小步高頻”的競走技術風格；我國高水平男子20km競走運動員步頻明顯高過國外運動員，步長差距很大。在國際大賽中，中外運動員同場較量并行過程中，由于技術風格的明顯差異，很容易被國際裁判對比并盯上，判罰犯規(guī)。

（2）敬龍軍等在《中、外優(yōu)秀20km競走運動員運動技術分析》（2011年）一文對參加2009年無錫國際競走挑戰(zhàn)賽男子、女子20km項目優(yōu)秀競走運動員的競走技術運用三維定點拍攝和影像解析等方法進行運動生物力學分析，其中包括2008年北京奧運會和2009年柏林世界錦標賽男子、女子20km項目冠軍博爾欽和卡尼斯金娜的競走技術與我國目前最優(yōu)秀的男子20km競走運動員王浩、女子20km競走運動員劉虹的技術進行運動生物力學對比分析。研究結(jié)果表明，目前中外頂級競走運動員在騰空時間的運動學指標上差異并不明顯，然而在頭頂起伏距離、身體重心、離地瞬間膝關節(jié)角度等技術運動學指標上中外優(yōu)秀運動員有顯著性差異，主要表現(xiàn)在我國運動員競走技術缺乏實效性，頭頂起伏過大、離地瞬間擺動腿膝關節(jié)角太小；從步長和步頻的對比分析來看，中國優(yōu)秀競走運動員的“小步高頻”技術風格有了很大的改變，其中我國競走運動員步長同俄羅斯運動員比較差異不是很明顯，但是步頻上還存在一定的差距。

（3）全勝在《中外優(yōu)秀男子20km競走運動員競走技術運動學特征的對比分析》一文中通過高速攝像機三維拍攝對參加2007年深圳國際競走挑戰(zhàn)賽的中外優(yōu)秀男子20km競走運動員的競走技術進行拍攝和影像解析處理，應用視頻解析法、數(shù)理統(tǒng)計法等方法對中外男子20km競走技術的運動學特征進行了對比分析，并采用灰色關聯(lián)分析法找出了影響競走運動技術結(jié)構(gòu)的相關因素。研究結(jié)論為，競走運動員在前支撐階段對動作速度起主要貢獻的指標依次是：前支撐距離、后擺膝關節(jié)平均速度、著地瞬間膝關節(jié)角度、后擺階段膝關節(jié)平均速度；垂直支撐階段的影響因素是：垂直瞬間膝關節(jié)角度、垂直瞬間左肘關節(jié)角度、垂直瞬間右肘關節(jié)角度；后支撐階段影響因素是：后支撐階段膝關節(jié)蹬伸時間、離地瞬間踝關節(jié)角度、前擺膝關節(jié)速度、前擺膝關節(jié)速度、離地瞬間膝關節(jié)角度。

（4）王君俠在《我國男子競走運動員的技術特征及生物力學分析》一文中對1995年北京世界杯競走賽男子20km前8名進行拍攝，分析我國男子競走運動員的技術特征。在競走規(guī)則和定義未修改之前，我國男子競走運動員逐漸形成了“小步幅、高頻率”的技術風格。通過生物力學分析發(fā)現(xiàn)：髖的水平速度與擺動時間呈高度相關，適當增加髖關節(jié)圍繞身體垂直軸轉(zhuǎn)動的速度，對提高步長有積極效果。

2.4 競走技術發(fā)展趨勢

研究表明，正確的競走技術，應根據(jù)運動員的個人特點，“取人之長，補己之短”，尋找出適合于自身優(yōu)化的個人技術風格，同時得到國際裁判的認可，只有掌握正確的競走技術，才能放心大膽地參賽，消除擔心判罰的心理負擔，靈活運用訓練儲存的體能。目前世界競走技術發(fā)展趨勢為：保持合理步頻的情況下，根據(jù)運動員身體形態(tài)和運動素質(zhì)適當增加步長，髖關節(jié)轉(zhuǎn)動明顯，同時保持規(guī)范、清晰、穩(wěn)定的競走步態(tài)。

3 結(jié) 語

目前，科研工作者主要通過總體研究、單個技術環(huán)節(jié)研究、實驗研究3個層次對競走技術展開生物力學的研究。國內(nèi)外科研工作者主要利用高速攝影、錄像等手段對優(yōu)秀運動員的訓練、比賽進行實時現(xiàn)場監(jiān)控。相關的科研成果也對我國競走運動員技術的改進和提高大有裨益。隨著科技的發(fā)展，視頻影像媒介的出現(xiàn)和多學科的滲透交融為有關競走技術分析的研究帶來了新的方向和突破口，研究結(jié)果日趨成熟；目前世界競走技術發(fā)展趨勢為：保持合理步頻的情況下，根據(jù)運動員身體形態(tài)和運動素質(zhì)適當增加步長，髖關節(jié)轉(zhuǎn)動明顯，同時保持規(guī)范、清晰、穩(wěn)定的競走步態(tài)。

[ 1 ]王林. 我國高水平20km競走運動員技術的研究[ J ].北京體育大學學報，2007（7）：980.

[ 2 ]吳玲敏，李建臣.我國優(yōu)秀女子20km競走運動員后半程競走技術的運動學研究[ J ].四川體育科技，2008（4）.

[ 3 ]劉濤，張世浩.我國優(yōu)秀女子20km競走運動員競走技術三維攝像解析與研究[ J ].廣州體育學院學報，2009（1）.

[ 4 ]李厚林.“復合鐘擺”運動生物力學原理在競走技術創(chuàng)新中的研究[ J ].西安體育學院學報，2013（2）.

[ 5 ]敬龍軍，王鵬，苑廷剛，等.中、外優(yōu)秀20km競走運動員運動技術分析[ J ].中國體育科技，2011（1）：22-28.

G82

A

1674-151X（2016）12-011-03

10.3969/j.issn.1674-151x.2016.23.006

投稿日期：2016-11-14

任貴（1989—），助教，碩士。研究方向：體育教育訓練學。

王林，教授，博士研究生導師。研究方向：體育教育訓練學。