青年籃球運動員變向能力與直線速度、力量、爆發力的相關研究

陳 偉，袁 鵬，2，許貽林，王 然

變向（Change Of Direction，COD）是指運動員迅速改變運動方向、速度和動作模式所需的技術和能力[1]，變向的發展為靈敏素質提供了體能與技術基礎[2]。 傳統上常使用5-0-5測試[2-3]、折返靈敏測試（PRO Agility Shuttle Test）[4-7]、T形 跑（T-Test）[8]測 試以及伊利若斯靈敏測試（Illinois Agility Test）[7,9]評價運動員的變向能力，這些測試中包含了線性的加速、減速、制動、再加速等元素，評價指標均為完成測試所需的時間。

Young等[10]指出變向能力的影響因素包括移動技術、直線速度、下肢肌肉功能（如力量、爆發力、反應力量等）和人體測量學指標等，該研究中受試者以不同角度（20°、40°、60°等）完成8 m變向測試，將測試總時間與不同因素進行相關分析，隨后一些學者在進行關于變向能力影響因素研究時基本沿用此邏輯。然而，有研究指出各種變向測試完成時間與直線沖刺速度高度相關[1,11-12]，也有研究認為如果變向測試的持續時間較長，則該測試更多強調的是無氧能力和直線速度能力，而非變向能力[7]，因此有學者[4]提出使用 “變向赤字 （Change of Direction Deficit，CODD）”這一指標來評價變向能力，該指標最大程度上消除了各種測試中可能存在的直線速度和無氧能力等混淆因素的影響。所謂變向赤字，是指在完成相同的跑動距離時，直線沖刺與變向測試所需時間的差值。由于變向赤字不受運動員無氧能力和直線沖刺能力的影響[4,13-15]，而且不受跑動距離、變向角度及變向次數的限制[4,13,16-18]，因此適用于不同項目運動員的變向能力測試，現有研究也支持并建議可將變向赤字作為一個獨立指標來評價變向能力[4,13-14]。

籃球是一項間歇性的場地集體球類項目[19]，包含了進攻和防守之間連續快速轉換以及各種頻繁變化的技術動作[20]，在比賽中，高強度的運動中穿插著中低強度的運動，這些運動的動作模式（例如跑、跳、滑步）、強度、距離、頻率和持續時間都是不同的[8]。優秀籃球運動員在一場比賽中要完成911 m的高強度移動，包括40~60次的高強度跳躍以及50~60次的變速及變向[20-21]。重復變向能力對于籃球運動員而言非常重要，且已經納入籃球專項體能測試當中[22-23]。了解變向能力的影響因素，對運動員變向能力訓練有著積極的指導意義。然而目前國際上基于變向赤字分析變向能力影響因素的相關研究較少，國內亦尚未公開發表此類研究。

因此，本研究的主要目的在于分析5-0-5變向測試時間及5-0-5變向赤字時間與運動員下肢爆發力、下肢力量、直線速度之間的關系，以及男子和女子青年運動員之間的性別差異，探究青年籃球運動員變向能力的影響因素，為青年籃球運動員的變向能力訓練提供理論指導。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本文以江蘇省U19年齡組的17名男子籃球運動員以及14名女子籃球運動員的變向能力和體能素質能力為研究對象，受試運動員信息詳見表1。

表1 受試運動員基本情況（X±SD）Table1 Demographic characteristics of the participants（X±SD）

1.2 研究方法

1.2.1 實驗法

男子、女子籃球運動員所有測試均在同一天內完成，且測試設備、測試人員、測試要求等均一致。

1.2.1 .1直線速度及變向測試

采用電子光門計時系統 （Speedlight Timing System，Swift，澳大利亞）進行測試；APP預先設置好20 m跑及5-0-5測試路徑。所有測試開始前向運動員講解并示范測試要求及要點，并組織運動員進行集體熱身以及次最大努力程度的跑動練習。

直線速度測試：如圖1所示擺放3對測速光門。運動員在起點前30 cm[24]處采用統一的站立式起跑（前腳踩在30 cm處），測速光門綠燈亮起，示意運動員可以準備起跑；運動員跑過起點光門時開始計時，依次通過10 m處及20 m處；系統自動顯示0~10 m和10~20 m分段時間，精確到小數點后2位。每名運動員進行2次測試，取最佳時間，間隔時間3 min。

圖1 20 m跑測試示意圖Figure1 20 m sprint test

傳統5-0-5測試：該測試需要運動員分別利用左右腿進行變向測試。如圖2所示擺放1對測速光門。運動員在起跑點線前30 cm處準備；當測速光門綠燈亮起時，運動員從起跑線啟動加速10 m，全力加速跑過計時處自動開始計時，并在折返線按照要求（左腳或右腳踩線）進行180°變向再反跑沖過計時處，系統自動顯示2×5 m折返跑段落時間，精確到小數點后2位。記錄每位運動員不同方向變向時間（其中左右腿變向分別記為5-0-5L、5-0-5R）。如果運動員在折返線處放錯腳或是未踩線，本次測試無效，休息調整等待下次測試。每名運動員左右腿分別進行2次測試，取最佳時間，間隔時間3 min。

圖2 5-0-5測試示意圖Figure2 5-0-5 test

1.2.1 .2下肢最大力量測試[25]

杠鈴深蹲：指導運動員以小負荷（輕松蹲起5~10次的重量）進行熱身，間歇1 min；增加15~20 kg負重，使運動員能完成3~5次重復深蹲，休息2 min；繼續增加15~20 kg負重，保守估計可以完成2~3次反復的次最大重量深蹲，休息3 min；增加15~20 kg重量，指導運動員嘗試最大重量深蹲；如果成功，休息3 min，繼續增加5~10 kg嘗試最大重量深蹲；如果失敗，適當降低負重，休息3 min，然后繼續嘗試最大重量深蹲。測試全程運動員相互之間進行保護，所有運動員在5組內得出自己的深蹲最大重量。對于無法直接完成深蹲1RM測試的運動員，根據預測公式“1RM（kg）=RepWt/（1-0.02RTF）”（RepWt為多次重復的負重；RTF為做到力竭的重復次數）進行1RM換算[26]。李山等[26]研究指出該公式預測的上（臥推）、下肢（下蹲）最大力量與實測結果更為接近，同時指出采用RTF測試的方式預測最大力量適用于青年、女性等人群。本研究中的運動員均處于青春期后期，且具備了4~6年的力量訓練經驗，因此采用該公式對部分運動員的最大力量進行換算。

1.2.1 .3下肢爆發力測試

設備：公制摸高架（Swift，澳大利亞）。

站立位摸高：公制摸高架放置平穩，根據全隊身高預設好摸高支架初始高度。運動員站在摸高架滑片下方，雙腳腳跟不能離地，然后采用慣用側直臂上舉指尖撥動滑片，滑片讀數＋初始高度即為站立位摸高高度。

垂直縱跳：預估運動員縱跳高度后預設初始高度，運動員在摸高架下方迅速擺臂深蹲起跳，跳起后采用慣用手撥動滑片，初始高度+滑片讀數即為運動員垂直縱跳高度，垂直縱跳凈高度=垂直縱跳高度-站立位摸高高度。每名運動員測量2次，取最好成績。

助跑摸高：預估運動員摸高高度后預設初始高度，運動員起跳方向根據個人習慣自行設定。運動員采用站立式起跑方式然后加速跑向摸高架，起跳后采用慣用手撥動滑片，初始高度＋滑片讀數即為運動員助跑摸高高度。助跑摸高凈高度=助跑摸高高度-站立位摸高高度。每名運動員測量2次，取最好成績。

1.2.2 指標選取

基于變向赤字的概念以及運動員測試時初速度的一致性，在本研究中5-0-5變向赤字=5-0-5測試時間-10~20 m分段時間[27]，其中左右腿測試的變向赤字分別記為5-0-5LCODD、5-0-5RCODD。

1.3 統計方法

所有數據采用SPSS26.0進行統計分析，數據結果采用平均數±標準差（X±SD）表示。采用獨立樣本T檢驗對男子、女子籃球運動員各項數據進行差異性分析；采用Pearson相關系數來檢驗變向測試時間、變向赤字與直線速度、力量及爆發力相互之間的相關關系。顯著性差異水平定位0.05，相關系數|r|在0~0.3為低相關，0.31~0.49為中度相關，0.5~0.69為高度相關，0.7~0.89為非常高度相關，0.9~1為近似線性相關[28]。

2 研究結果

2.1 男子、女子籃球運動員各項體能測試指標對比

如表2所示，男子籃球運動員在5-0-5測試左側變向時間（P=0.042）、右側變向時間（P=0.044）、杠鈴深蹲（P＜0.001）、垂直縱跳凈高度（P＜0.001）、助跑摸 高 凈 高 度 （P＜0.001）、0~10 m跑 （P＜0.001）、10~20 m跑（P＜0.001）等測試成績與女子籃球運動員存在顯著性差異；男子、女子運動員杠鈴深蹲體重比之間無顯著性差異（P=0.240）。

表2 男子、女子籃球運動員各項測試成績（X±SD）Table2 Test results of male and female basketball players（X±SD）

如表3所示，男子籃球運動員在5-0-5測試左側變向赤字（P=0.534）、右側變向赤字（P=0.425）與女子籃球運動員之間無顯著性差異。男子籃球運動員的5-0-5測試左側變向赤字時間（P=0.002）、右側變向赤字時間（P＜0.001）占5-0-5測試總時間比例與女子籃球運動員之間存在顯著性差異。

表3 男子、女子籃球變向赤字及時間占比情況（X±SD）Table3 Male and female basketball players′change of direction deficit and time proportions（X±SD）

2.2 5-0-5測試時間、變向赤字和直線沖刺時間相關分析

如表4所示，男子籃球運動員5-0-5L測試時間與5-0-5LCODD呈 近 似 線 性 相 關 （r=0.934）、與5-0-5RCODD呈高度正相關（r=0.788）；5-0-5R測試時 間 與5-0-5LCODD呈 高 度 相 關 （r=0.668），與5-0-5RCODD呈近似線性相關（r=0.936）；女 子 籃球運動員5-0-5L測試時間與5-0-5LCODD呈高度正相關（r=0.851），與5-0-5RCODD無顯著性相關；5-0-5R測試時間與5-0-5RCODD呈高度正相關（r=0.894），與5-0-5LCODD無顯著性相關。

表4 運動員5-0-5測試時間與變向赤字時間相關關系Table4 Correlation analysis of athletes'5-0-5 test time and the time of change of deficit

如表5所示，男子籃球運動員5-0-5L測試時間與0~10 m跑時間呈高度正相關（r=0.697），5-0-5R測試時間與0~10 m跑時間呈非常高度正相關（r=0.717）；5-0-5LCODD與0~10 m跑時間呈中度正相關（r=0.487），5-0-5RCODD與0~10m跑時間呈高度正相關（r=0.532）；女子籃球運動員5-0-5左右測試時間及變向赤字與0~10 m跑時間均無顯著性相關（P＞0.05）。

表5 運動員5-0-5測試時間、變向赤字與0~10 m跑時間相關關系Table5 Correlation analysis of athletes'5-0-5 test time,change of direction deficit and 0~10 m running time

2.3 5-0-5測試、變向赤字與力量和爆發力素質相關分析

如表6所示，男子籃球運動員5-0-5L、5-0-5R時間與體重呈高度正相關（r=0.661，r=0.580），與深蹲體重比（r=-0.617，r=0.648）、垂直縱跳凈高度（r=-0.666，r=-0.668）均呈高度負相關，與助跑摸高凈高度呈高度負相關（r=-0.804，r=-0.820）；5-0-5LCODD與體重呈高度正相關（r=0.503），與垂直縱跳凈高度（r=-0.524）、助跑摸高凈高度 （r=-0.589）呈高度負相關；5-0-5RCODD與體重呈中度正相關（r=0.492），與深蹲體重比（r=-0.502）、垂直縱跳凈高度（r=-0.556）、助跑摸高凈高度（r=-0.638）呈高度負相關；5-0-5L、5-0-5R、5-0-5LCODD、5-0-5RCODD與杠鈴深蹲重量均無顯著性相關（P＞0.05）。

表6 男子籃球運動員5-0-5測試、變向赤字與各項體能素質相關關系Table6 Correlation analysis of male basketball players'changing direction test,change of direction deficit and various physical fitness

如表7所示，女子籃球運動員5-0-5L時間與垂直縱跳凈高度呈高度負相關（r=-0.682）、與助跑摸高凈高度呈非常高度負相關（r=-0.830），與其他指標無顯著性相關（P＞0.05）；5-0-5R時間與各項指標均無相關（P＞0.05）；5-0-5LCODD與助跑摸高凈高度呈非常高度負相關（r=-0.706），與其它指標無顯著性相關（P＞0.05）；5-0-5RCODD與各項指標均無顯著性相關（P＞0.05）。

表7 女子籃球運動員5-0-5測試、變向赤字與各項體能素質相關關系Table7 Correlation analysis of female basketball players'changing direction test,change of direction deficit and physical fitness

3 分析與討論

本研究主要探討青年籃球運動員變向能力與直線速度、力量和爆發力之間的相關性以及性別差異。本研究主要結果為女子籃球運動員變向赤字占比顯著高于男子籃球運動員；男子、女子籃球運動員5-0-5測試時間與變向赤字均有相關；男子籃球運動員5-0-5測試、變向赤字與體重呈正相關，與下肢相對力量、垂直縱跳及助跑摸高凈高度呈負相關；女子籃球運動員僅5-0-5L時間、5-0-5LCODD與助跑摸高凈高度呈負相關。這些結果表明男子、女子籃球運動員之間的變向赤字特征以及變向能力影響因素方面不完全一致，因此變向能力評價方法要有所區別。

3.1 男子、女子籃球運動員體能測試指標對比

5-0-5測試被廣泛應用于橄欖球[29]、籃球[27,30-31]、壘球[11]等項目，該測試完成僅需2~3 s，因此可能更強調變向的能力[13]。本研究選取5-0-5這一操作性強且適用范圍廣的測試作為了解運動員變向能力的方法。運動員體重用于了解運動員相對力量水平，屬于可訓練因素，因此納入分析，而身高、臂展等身體形態指標屬于自然生長發育的結果，不屬于可訓練因素，因此不納入分析。

女子籃球運動員在5-0-5測試、下肢爆發力、下肢力量及直線速度等體能測試成績均顯著低于男子籃球運動員，其中女子籃球運動員的下肢相對力量與男子籃球運動員下肢相對力量并沒有顯著性差異，但是在體現爆發力水平的跳躍方面卻存在顯著性的差異。在變向赤字方面，女子籃球運動員均值稍小于男子籃球運動員，但并未呈現顯著性差異，Thomas等[32]人在其研究中指出室內英式籃球女子運動員變向赤字小于男子運動員，由此表明性別差異對于變向能力可能存在潛在的影響，但需要進行更多的研究來支持這一觀點。在變向赤字占比方面，男子、女子籃球運動員之間有顯著的差異性，由表3可知男子、女子籃球運動員在變向上花費的時間均占到了全程時間的40%以上，而Nimphius等[4]的研究指出美式橄欖球運動員5-0-5測試中變向花費時間僅占31%。相比較而言，本研究中籃球運動員的整體變向能力較為一般。

本研究中男子籃球運動員的5-0-5左右側時間分別為（2.36±0.17）s、（2.36±0.16）s，變向赤字分別為（1.08±0.14）s、（1.07±0.11）s，而Thomas等[32]的研究指出同年齡段男子籃球運動員5-0-5左右側時間為（2.49±0.16）s、（2.43±0.13）s，變向赤字分別為（0.64±0.14）s、（0.58±0.14）s。相比較而言，江蘇U19男子籃球運動員在5-0-5測試完成時間上相對較短，但變向赤字相對較大，表明本研究男子籃球運動員的變向能力是多方向移動能力的限制因素之一。

3.2 5-0-5測試時間、變向赤字和直線沖刺時間相關分析

男子、女子籃球運動員的5-0-5時間均與各自的變向赤字有相關性（r=0.668~0.936），這與Nimphius等[13]、Dos'Santos等[17]的 研究 結果 相一致。這 種相關可能是由于5-0-5測試總的完成時間是2段5 m直線跑時間與一個180°變向時間的總和。該解釋在表5得到了驗證，因為男子籃球運動員5-0-5測試時間與0~10 m跑時間呈高度到非常高度正相關，因此對于男子籃球運動員而言，變向能力和直線沖刺能力都會影響運動員在測試全程的表現。這也是目前5-0-5測試作為變向能力測試方法被質疑的主要原因，即運動員在5-0-5測試中表現出的時間有可能是得益于出色的直線速度能力而沒有真正反映其變向能力的優劣。本研究結果提示5-0-5測試可能無法全面反映男子籃球運動員的變向能力。然而，女子籃球運動員的測試結果與男子籃球運動員并不一致，其5-0-5測試時間與0~10 m跑時間并無顯著性相關（表5），因此對于女子籃球運動員來說變向能力才是影響5-0-5測試總時間的主要因素。同時女子籃球運動員的變向赤字也與0~10 m沖刺時間無顯著性相關，這與Nimphius等[13]的研究結果相一致，對于青年女子籃球運動員來說，5-0-5變向測試和變向赤字都可以作為變向能力的評價指標，可以在日常訓練或測試中結合使用。

男子、女子籃球運動員5-0-5左右側的時間與各自方向的變向赤字有更高的相關系數（表4），意味著變向赤字可能存在方向上的特異性。結合日常訓練觀察認為這種特異性可能與運動員下肢優、劣勢側或是下肢力量、爆發力水平發展不均衡有關，但是本研究未對單腿力量、爆發力等進行測試，因此該發現有待進一步實驗研究證實。而且該結果的相關系數比前人研究的相關系數高，男子、女子籃球運動員變向消耗的時間占比更大，對總的測試時間產生了更多的影響，因此相關更高。

男子籃球運動員變向赤字與0~10 m跑均呈正相關，但是研究普遍認為直線速度和變向速度是兩種不同的能力[7,33-34]，這個統計結果與目前大多數研究結果不一致，一些研究指出變向赤字與直線沖刺時間無相關[4,13,35]，另外一些研究指出變向赤字與直線沖刺時間呈負相關[17]，即那些直線速度上更快的運動員反而變向效率相對較低，而本研究結果表明0~10 m跑速度慢的運動員變向速度也慢，完成變向花費的時間更長。因為沖刺速度取決于運動員在極短時間內產生極大力量的能力[36-37]，因此0~10 m跑速度更快的運動員具備更好的力量與爆發力水平，反之那些速度慢的運動員力量和爆發力水平相對較差，而這種能力又是變向環節的所需特質，這種整體力量水平的不足可能會對減速、制動或者再加速的某個環節產生消極影響，增加了觸地時間，從而導致變向赤字增大。這種分析僅局限于本研究中現階段青年籃球運動員進行的5-0-5測試，因為下肢肌肉的離心、向心、等長收縮能力是動態變化的，它們三者之間貢獻率的差異會對5-0-5測試產生不同的影響[30]。

3.3 5-0-5測試、變向赤字與力量和爆發力素質相關分析

男子、女子籃球運動員的5-0-5測試、變向赤字與體能素質的相關差異性較大。男子籃球運動員的5-0-5測試時間和變向赤字與體重存均在正相關，即運動員的體重越大，5-0-5測試總時間越長，變向上消耗的時間越多。但女子籃球運動員的變向測試時間和變向赤字與體重無顯著性相關，這與Nimphius等[11]研究中指出5-0-5時間與體重高度相關（r=0.73~0.85）的結論不一致。

本研究中采用運動員垂直縱跳和助跑摸高的凈高度來反映運動員實際的爆發力水平。男子籃球運動員的5-0-5測試時間和變向赤字與2種跳躍的凈高度均呈負相關，即跳躍高度越高的運動員在5-0-5測試中有更好的表現，在變向中花費更少的時間。變向能力與變向角度[38]及進入變向前的初速度[39]有關，當變向角度增加，運動員觸地時間通常也會增加，為力的生成提供了時間[9]。5-0-5測試中的180°變向平均觸地時間約420~470 ms[31]，與反向跳躍（CMJ）觸地時間在500 ms左右[40]相近，二者在執行過程中下肢肌肉都是以拉長縮短循環的形式進行，從觸地時間上分類同屬于慢速拉長縮短周期（觸地時間≥250 ms）[41]，因此那些跳躍高度更高的運動員可能具備更好的下肢反應能力，從而能夠在變向能力上的表現更加的突出。女子籃球運動員僅5-0-5L時間與跳躍凈高度有負相關，5-0-5LCODD與助跑摸高凈高度有負相關。右腿變向與跳躍能力無相關，可能與運動員雙下肢力量的不平衡或慣用側肢體發力協調能力不一致有關，仍需進一步的研究驗證。然而從整體來看，男子、女子籃球運動員的助跑摸高凈高度與5-0-5測試及變向赤字的相關系數更高，可能是因為二者在測試過程中都包含一段距離的加速跑，較快的初速度使運動員在制動時下肢獲得了更多的彈性勢能用于再次加速或起跳。

男子籃球運動員5-0-5測試時間、變向赤字與下肢最大力量無顯著性相關，與Papla等[16]研究結果相一致，而且Papla等采用的是總距離20 m跑并分為90°及135° 2種變向角度的測試，意味著下肢最大力量并不是影響變向能力的直接因素，但是5-0-5測試、變向赤字與下肢的相對力量呈負相關，該結果與Nimphius等[11]研究結果一致。這樣的結果也提示在對青年籃球運動員進行力量訓練的同時需要關注體重的變化，相對力量可能是更合理的評價運動員下肢力量水平的方式。

女子籃球運動員5-0-5測試、變向赤字與深蹲重量、下肢相對力量均無顯著性相關，該結果與Spiteri等[31]的研究結果相反，其研究指出單一的下肢力量測試（深蹲）無法提供反映下肢力量特征足夠的信息，變向過程包含了肌肉的離心收縮、等長收縮、向心收縮等，其中更大的離心負荷承受能力才是運動員變向能力的關鍵因素。這樣的解釋也與本研究中男子、女子籃球運動員日常的力量訓練相符合，因為大量的杠鈴深蹲更多是發展了運動員下肢肌肉向心收縮的能力，而離心訓練并未受到重視，因此運動員離心力量普遍發展不足，在變向前的急停過程中下肢無法很好地承受離心負荷導致的觸地時間過長，拉長了變向耗費的時間。因此，在全面發展運動員基礎力量的同時要確保離心力量、等長力量得到均衡發展。其次，有研究指出肌肉對變向時的貢獻是隨著變向次數與變向角度的增加而增加的[10]，本研究中的5-0-5測試僅做了一次180°變向，可能未能完全體現下肢肌肉的潛力，因此上述統計結果僅適用于在單次180°變向的前提下，不適合廣泛使用。雖然女子籃球運動員現階段的變向能力在統計學方面與下肢力量、直線速度均無顯著性相關，但并不意味著在改善變向能力的訓練方面有所放棄，因為肌肉力量（爆發力）和變向能力之間的關系只能解釋一部分的變量，或是隨著運動員的不斷發展而改變[42]。最后，應該考慮到運動員通過訓練所增加的身體能力與其在實際運動表現中該能力的改善之間存在延遲時間[42-43]。正如Nimphius等[13]所指出的，在研究運動員的變向能力時不能忽略運動員的發展狀況，身體能力的發展需要與變向技能的發展相結合，且在不同的發展階段將更加強調身體能力的發展而非技能的發展上。

4 結論與展望

4.1 結論

青年男子籃球運動員變向能力與體重呈正相關，與下肢相對力量、下肢爆發力呈負相關，而青年女子籃球運動員變向能力僅與下肢爆發力呈負相關，且呈現出左右側肢體差異。此外，對于青年男子籃球運動員來說，僅用5-0-5測試可能無法準確評價其變向能力，推薦使用變向赤字作為其變向能力的評價方法；對青年女子籃球運動員來說，5-0-5測試與變向赤字均可以作為其變向能力的評價方法。

4.2 展望

本研究并未進行PRO動作靈敏測試、T形跑等其他經典變向測試，因此無法全面反映青年籃球運動員在不同變向角度、變向次數與變向動作模式中的特征差異，未來研究應進行更多的運動能力測試，以全面了解青年籃球運動員變向能力的影響因素。