投擲項群技術動作軌跡重疊區域遷移對技能的干擾

陳劍昌 劉連山

（韶關學院體育學院，廣東韶關 512005）

1 投擲項群關鍵技術環節詮釋

1.1 投擲項群技術做功能量傳遞方式

投擲項目的鏈球、鉛球、鐵餅、標槍、手榴彈、壘球等器械輕重雖然不一樣，但是他們之間的基本技術與做功原理是相同，尤其是最后用力以及動作緩沖均存在相同的技術要領，只是因器械重量關系，緩沖動作稍有區別。為了解投擲項群錯綜復雜的動作技術，擬定圖1 作為能量（用力）做功傳遞路徑圖。圖1 中數字6、7、8、9 作為右手投擲臂，10、11、12、13 作為左手投擲臂。

圖1 能量（發力）傳遞示意圖

1.2 投擲項群最后用力環節

最后用力環節是投擲技術難點，做功效率決定成績的高低。就投擲項群而言，用力與發力是有差異，發力是建立在用力的基礎上，發力出現在器械即將出手瞬間的再次加速時段。以右手擲標槍為例，從左腳著地至標槍出手的最后用力時間在0.10s～0.12s 之間，因此能否合理科學的用力是發力強弱的直觀體現[1]。發力時間短于用力時間，發力是決定能量爆發大小的先決條件，最后用力是總能量在鞭體末梢的爆發過程，亦稱為最后用力環節，較多學者和研究人員認為最后用力技術是從投擲步最后一步左腳著地時開始的至器械離手時結束[2]。器械出手瞬間產生了多關節鏈鞭體和杠桿式兩種力量傳導方式，最后產生極大的能量爆發，由前面各階段產生和傳遞的能量在鞭體末梢爆發耗盡。產能、儲能的鞭體質量越大，在越小的鞭體末端爆發的能量越大，爆發的速度也越大，作用在器械上的能量越大，器械飛行的初速度也越大，飛行的時間、距離越長。最后用力來源于蹬伸、旋轉動作，指支撐腿接觸地面瞬間，蹬伸腿產生再次加速（加大力量）開始至器械離開鞭體末梢的極短時間內所完成的用力技術動作。

1.3 投擲項群緩沖技術環節

出手后的緩沖技術動作質量要求較高，是界定投擲成績是否有效的關鍵環節。由于最后用力動作完成，仍然保持一個較大的慣性動作，投擲者開始是下肢和髖主動發力，然后是較大的肌肉群和小肌肉群按順序發力，力的作用迫使投擲者出現“懸崖勒馬”的制動動作[3]。緩沖動作千奇百態，技術風格各有千秋，但器械出手后緩沖技術較普遍的有兩種，一是快速地降低身體重心做墊步緩沖，一種是出手后右側蹬伸腿代替支撐腿站位，身體圍繞垂直軸做1800轉動慣性的旋轉形式，重心偏向圓心移動，形成穩固平衡站立姿勢。背向滑步推鉛球緩沖動作以第二次內扣動作的退讓性形式，旋轉式的推鉛球代表瑞安·克魯瑟（Ryan Crouser）交換步旋轉方式；標槍緩沖技術以低重心收縮或前撲方式，如我國標槍運動員趙慶剛（Zhao Qinggang）撲跌形式，擲鐵餅、擲鏈球多以單支撐原地旋轉形式作為緩沖技術。

2 投擲項群最后用力技術軌跡重疊區域的網絡交替

2.1 推鉛球最后用力能量傳遞的重疊網絡區域軌跡

支撐腿落地瞬間，由于慣性運動與身體制動原因，人體質點與鉛球質點瞬間產生突停之時，蹬伸腿踝關節對地面再次蹬地用力產生了第二能量包E2，踝關節的再次用力與地面反作用力作用，使能量繼續通過脛骨杠桿到達第二站點的膝關節；同樣原理經過股骨杠桿鞭體快速傳遞至髖關節部，產生了第三能量包E3，E3急速形成更大的能量包E1、E2，此時會出現一個能量包在水平上的平移狀況，則從支撐腿則髖部移動到蹬伸腿側髖部，其能量的增加有多大；E3通過脊柱多關節鞭體快速傳遞到肩關節部形成E4，由于人體重心作用，E4主要聚集在蹬伸腿側的投擲臂肩關節處，對稱側只是起平衡作用；E4繼續通過肱骨杠桿快速上傳至肘關節部形成E5，能量的傳遞都是以矢線方向運行，E5的成敗可取決于肘關節瞬間狀態，肘關節位置起決定性作用（遷移），同時也為最后末端能力做足準備；以橈骨、尺骨為杠桿極急傳遞到末端腕關節處構成最大能量包于鞭體末端的E6圖1 示，被壓縮到最小部位成為密度最大的能量包，呈“犬”字型爆發把鉛球振飛出去。（圖1 中沒有E 的相關指示）

2.2 擲鏈球最后用力能量傳遞的重疊網絡軌跡

當人體旋轉至最后一圈時，左側支撐腿觸地后，鏈球仍然還在繼續進行加速運動，直到肩軸逆時針扭轉同髖軸呈“Х”狀態的瞬間，右側蹬伸腿爆發式的蹬地用力，同樣在穩固的雙支撐前提下，支撐腿強有力地上頂，把左側髖部保持相對向前上方位置。蹬伸腿以前腳掌為原始支點踝關節兼有轉蹬混合動作，形成踝關節腳掌→膝關節脛骨→髖關節股骨→肩關節肩胛崗→肘關節肱骨→腕關節尺骨、橈骨→手掌末端處爆發，使鏈球向左前上方飛出。鏈球和其他幾項投擲的不同點是，左側支撐腿一直都作為轉動軸和支撐腿，雙臂同時合力共同完成一系列復雜技術動作，肩軸與髖軸扭轉交替幅度受到一定限制，但是由于雙臂合力作用結果，導致產生更大的能量，最后于鞭體末端的E6上呈“＞”型爆發。

2.3 擲鐵餅最后用力能量傳遞的重疊網絡軌跡

以右手投擲為例，左側支撐腿通過空中劃弧加速至直徑左邊時，左腿快速以點觸形式落地，這時的髖關節及下肢已基本上垂直投擲方向矢狀線，而上體軀干仍保留著背向投擲方向，上下肢以髖部為扭轉交匯點，人體形成肩軸與髖軸的麻花扭轉姿勢呈“Х”型，即形成了拉滿的弓，鐵餅好似弦上的箭，成一觸即發的緊張狀態。就支撐腿觸地的同時，右側蹬伸腿在轉動慣量儲能作用下，快速、積極、猛力蹬地推髖，在穩固有力的雙支撐基礎下，把能量上傳至鞭體末梢。擲鐵餅最后用力的能量傳遞相對要比背向滑步推鉛球復雜，包含了三個面和方向的做功和傳遞方式：首先是矢狀面上的杠桿式傳遞方式，即腳掌為原始支點，使踝關節蹬地時能量通過脛骨杠桿，之后以膝關節為節點再通過股骨杠桿快速上傳至髖關節大肌群處的兩關節鏈的鞭體杠桿形式，視為腳掌→脛骨→股骨；其次是垂直面（稍有傾斜面）上的轉動慣量做工形式，根據轉動慣量定律不難發現，由于能量不是在髖部爆發，迫使能量急劇擴散，因人體形成肩軸與髖軸的麻花扭轉姿勢呈“Х”型，且人體繼續旋轉運動，能量再以軀干脊柱為導體路徑呈鞭打形式上傳到肩關節，左側為平衡臂，吸收的能量較小，但由于左臂要保持人體平衡，小能量作離心完成制動，會產生較大的能量通過肩軸輸送至右側肩部，匯成一股更大的能量包；第三是冠狀面做功形式，即軀干與肩軸垂直矢狀面或即將垂直矢狀面時，左側平衡臂立即制動，能量壓縮包快速通過以肱骨、尺骨、橈骨、手腕的杠桿復合鞭體肩軸→肱骨→尺骨、橈骨→掌骨傳至手掌鞭體末梢處，能量壓縮包在此處呈“大”字型爆發，把鐵餅擲出的形式。

2.4 擲標槍最后用力能量傳遞的重疊網絡軌跡

以右手投擲為例，當投擲者左腳支撐落地瞬間，同時配合右側蹬伸腿做功，因為標槍幾何重心在槍握把處上，遠離了身體投影點，這時必須要有一個非常完美的技術動作組合即最后發力。支撐腿觸底，蹬伸腿充分后蹬，在后蹬的同時產生轉動，蹬轉的角度與動作幅度大小跟技術有關，幅度與角度呈正比關系。蹬伸腿蹬地轉體的同時，支撐腿配合蹬伸腿猛力前上蹬直，能夠有效地提高出手高度，左側腿發力從觸地腳掌為原始力點，通過踝關節支點以脛骨杠桿再通過膝關節支點以股骨杠桿傳遞到左側髖關節。右腿有蹬轉動作，所以原始力點是在前半腳掌處，再以腳掌為鞭體通過踝關節支點，以脛骨杠桿傳遞到膝關節支點，最后以股骨杠桿傳遞到右側髖關節處。蹬伸腿與支撐腿用順序一樣，但用力的方向矢量不同，左側基本上呈直線“↑”（射線），右側腿則呈折線“ㄑ”路徑傳遞形式。下肢產生的能量上傳到髖部匯聚第一能量壓縮包E1；再以軀干脊柱為多關節鏈鞭體，快速上傳到右側肩部（引槍原因）形成第二能量壓縮包E2；又以肩關節為轉動支點，肱骨為杠桿傳遞到過度關節為支點的肘關節，在此處不形成能量壓縮包，只是快速過度，就肘關節支點仍以尺骨、橈骨為杠桿把能量傳遞并形成了第三能量壓縮包E3，僅在投擲臂即有三關節鏈鞭體，手掌為鞭體末梢，是能量壓縮包爆發的場所。力量和能量的產生與傳遞順序為：腳掌踝關節（雙側）→脛骨膝關節（雙側）→髖關節部大肌群→脊柱肩關節→肱骨肘關節→尺骨、橈骨腕關節→手掌末端爆發→標槍離手射出，能量壓縮包E1﹤E2﹤E3，大肌群（大關節）產生的能量較大，但由于能量的積累壓縮，最后在小肌群（小關節）末端爆發，其能量達到最大并呈“滅”字型爆發，由此可知，最后用力技術優劣決定了投擲器械的遠近。

2.5 投擲項群綜合技術動作軌跡重疊區域

通過圖2 質點等距滑行軌跡尋找項群用力過程、能量形成、傳遞形式等規律發現，握持器械方面沒有相似技術，不存在技術遷移和干擾。助跑過程標槍沒有干擾，但鏈球旋轉技術L 與鉛球旋轉技術C、鐵餅旋轉技術D 等距滑行加速技術有較多的技術意識重疊。鏈球的旋轉節奏稍快于旋轉擲鐵餅和推鉛球，田徑投擲項目中都存在動作節奏問題，鏈球與其他投擲項目相似，但運動員之間投擲速度節奏的個體差異大[4]，即相互之間有一定的遷移和干擾。旋轉式推鉛球與旋轉式擲鐵餅自旋轉動作開始，直到器械出手動作軌跡均存在重疊，旋轉式推鉛球與旋轉式擲鐵餅技術重疊區域比較多，技術遷移和動作技能干擾也較大。

圖2 等距滑行軌跡示意圖

如圖2 所示，自器械離開身體開始至器械出手瞬間，A、B 出手軌跡重疊較多，就單純器械出手而言，A、B 與L、C、D 之間無重疊區域，而L、C、D 三者之間軌跡重疊卻較多。器械出手環節，標槍是由后右側或后直線向前上方鞭打，標槍最后從中指末端撥打槍縱軸，這個出手動作會受投籃動作的干擾，標槍出手對于投籃形成正遷移影響，但投籃出手動作則對標槍出手形成負遷移，會對標槍技能造成一定干擾。鉛球出手動作是推撥A，手掌向前上方右外側推撥主要力點有無名指、中指、食指承擔。標槍出手動作是手掌朝正前上方鞭打B，最后力點由中指承擔，一是前上，一是前右外，都是腕關節為鏈接支點的爆發形式，即從肱骨杠桿肘關節→尺骨、橈骨杠桿腕關節→鞭體手掌能量傳遞開始出現軌跡重疊，兩者有較多軌跡重疊區域，沒有經過系統訓練者，易形成A、B 不分，技術產生負遷移，技能發揮相互干擾較大。

3 投擲項群技術遷移對技能發揮的干擾

3.1 旋轉加速過程技術對技能的干擾

有研究表明，當兩項任務之間有共同的產生式或產生式的重疊時，遷移就會發生，遷移的產生不僅與共同因素的存在有關，而且也與學生在第一次學習時對該因素的掌握程度有關[4]。技能是技術的體現，是直觀反映運動成績，當運動員身體素質在同一水平狀態下，技術越好越能體現出運動成績，即運動技能與運動技術呈正比關系。要避免技能干擾，首先要清楚技術干擾動作的源頭，實施教學或訓練過程方能對癥下藥。依人體質點與器械運動等距滑行的軌跡重復區域圖2 可知，在最后用力技術環節至器械于末端鞭體爆發離手止，首先是旋轉加速的遷移干擾：鏈球的旋轉加速受向心力影響，左側支撐腿一直是身體的轉動支軸，為了保持人體平衡與穩定，支撐腿屈膝頂撐，由于鏈球張力作用，身體相對后傾，在軀干角姿勢鏈球、旋轉式推鉛球、旋轉式擲鐵餅存在遷移，對技能有干擾，同標槍項目不發生遷移，技能零干擾，但由于鏈球項目的穩固特性原因，鏈球運動員極少參加其余三個投擲項目。旋轉式擲鐵餅和旋轉式推鉛球的旋轉預備開始時，蹬伸腿沒有蹬離地面，身體基本保持接近垂直狀態。蹬伸腿推鉛球旋轉上體軀干部扭轉幅度相對擲鐵餅較小（如圖3 所示），主要發力源仍是保證下肢雙支撐穩固的轉髖蹬地加速，蹬離地面的蹬伸腿在空中繞垂直軸向左轉動時，鉛球比較低，幅度比較小，軀干傾角約在56.25°-65°，旋轉半徑較短；鐵餅離地面的高度較高，擺幅較大，軀干傾斜角約在67.50°-78.75°，旋轉半徑較長。蹬伸腿落地軌跡基本重合，但沒有技能干擾，支撐腿與蹬伸腿交換落地后的，繼續旋轉至器械出手前，支撐腿落地點有重復干擾，推鉛球支撐腿靠近直徑附近積極上頂，擲鐵餅稍遠離投擲矢狀線繼續積極偏左的上頂動作。兩者蹬伸腿亦有干擾，推鉛球蹬伸腿有明顯的推（蹬）拉動作，鐵餅則積極快速蹬離動作，支撐腿受到用力方向與身體傾角干擾，鐵餅主項推鉛球、鉛球主項擲鐵餅在技能上容易出現越界犯規現象。

圖3 投擲軀干旋轉傾角示意圖

3.2 最后用力過程技術對技能的干擾

最后用力是大腦記憶最強節點，最大負荷用力時，為了動員更多的運動單位參于工作，大腦皮質運動中樞發放強而集中的高頻率神經沖動，并在此產生“強烈用力”的痕跡，為接下來的爆發用力準備好強大的動力勢能，極容易受到技術干擾影響技能發揮[5]。圖2 顯示，最后用力技術加速環節中背向滑步推鉛球與標槍兩者之間有重疊區域，表現在支撐腿腳掌位置及方向：推鉛球支撐腿微向左（俯身）側斜插，腳掌接近投擲失線方向，隨著身體的轉動變成向左側遠離投擲失線位置，這是身體重心速度與鉛球重心速度的差值越大，就越有利于形成合理的發力姿勢[5]。從最后一步左腳著地瞬間至標槍出手瞬間這一過程作為最后用力分析，標槍支撐腿從微屈極速成直立頂撐，腳尖稍微離開投擲失線完成前扒地撐頂動作，所以標槍主項推鉛球容易出現觸碰或踩上抵趾板的犯規動作[7]。鉛球主項擲標槍則由于左側支撐腿定性原因，出手后身體向左側或左前方傾倒，致使出界犯規，對技能造成了干擾。旋轉式擲鏈球最后用力(第4 雙支撐期)、旋轉式推鉛球與旋轉式擲鐵餅存在多重重疊軌跡，即加速技術動作存在負遷移，對技能發揮有一定干擾：擲鐵餅加速與推鉛球加速受到器械質點同投影點旋轉半徑影響，因此，下肢擺動腿（蹬伸腿）重復區域甚多，易存在技術遷移和技能干擾。但由于髖橫軸領先于肩橫軸則肩髖扭轉角為正值，反映出軀干的扭緊程度，正值越大，說明軀干的扭緊程度越緊，運動員超越器械的效果越好[8]。 圖3 顯示（實線鉛球臂、虛線鐵餅、鏈球臂），在軀干旋轉傾角環節也存在軌跡重疊區域。鐵餅主項推鉛球的擺動腿幅度大，重心高，身體穩固性相對較差，鉛球容易偏離投擲區，鉛球主項擲鐵餅則因為穩固性占主導地位，投擲臂通常帶有微屈肘關節，縮短了旋轉半徑，成為保守式的加速用力，致使鐵餅出手后在空中滑翔時間縮短，提前落地，影響投擲器械飛行遠度。

3.3 瞬間出手過程技術對技能的干擾

器械出手動作是從最后用力完成至人體從背向（鉛球、鐵餅、鏈球）或側向（標槍）旋轉向正面瞬間開始，在標槍教學訓練中，教師應掌握技能遷移的規律，實現技能遷移,防止技能干擾[9]。背向滑步推鉛球與投擲標槍出手存在較大的技術遷移干擾，標槍的出手動作是肩關節帶動肘關節，肘關節帶動腕關節的多關節鏈鞭體向正前上方揮臂鞭打，力點呈長弧弧線飛行。推鉛球的出手動作有比較明顯杠桿折疊形式，形成蹬轉結合的帶動身體向投擲方向轉動，從而將不斷匯集的巨大動量傳遞給上肢，運動員最終通過投擲臂的快速爆發式用力將球推出[10]。朝著正前上方推撥（頂）動作，力點呈射線飛行。所以標槍主項推鉛球時，出手動作帶有蓋帽式的變異鞭打動作，鉛球主項投擲標槍的出手動作兼有推槍、送槍的變異動作，因此在田徑教學不會把標槍、鉛球安排在同一學期。擲鐵餅的出手動作比較復雜，不僅僅是身體軀干帶動用力，還有投擲臂對鐵餅的牽拉用力形式，即鐵餅是呈牽拉出手的鞭打動作。從軌跡重疊顯示分析，旋轉式推鉛球與擲鐵餅的出手存在技術遷移和技能干擾：也就是說在鐵餅最后用力階段的前半部分，鐵餅的運動方向是向投擲反的方向運動，而且是向低點運動的，在鐵餅最后用力階段的后半部分，鐵餅的運動方向是向前上方的[8]。擲鐵餅出手的投擲臂幾乎保持筆直，掌心朝下，因此出手瞬間在數軸上的第一象限劃弧。旋轉擲鏈球與擲鐵餅肩軸與器械的夾角在出手過程容易受到干擾，肩軸與鏈球軸夾角偏大，會導致器械旋轉半徑減小，影響器械運行軌跡，不能使器械更好的加速[3]。鉛球則需要擺脫杠桿折疊形式，出手過程中前臂會無意識地產生旋轉，使到投擲臂會出現向前上左側方向的“舀湯”推撥動作，產生了擲鐵餅出手的變形動作。

3.4 鞭體末端能量爆發技術對技能的干擾

根據能量爆發形式及器械不同特點，旋轉式推鉛球與旋轉式擲鐵餅的末端能量爆發腕關節手掌動作存在技能干擾。鐵擲餅的能量爆發是末端鞭體手掌掌心向左、向上、向前鞭打，腕關節放松，剛勁有力；旋轉式推鉛球末端鞭體手掌是掌心向前、向上推撥爆發，基本上不形成明顯的向左推撥動作。所以擲鐵餅對于旋轉式推鉛球產生負遷移的技能干擾，鉛球推撥動作受到鐵餅鞭打動作的影響，導致鉛球容易向左上方側砍動作，主要原因是腕關節放松旋轉，出現勺子舀湯動作，使鉛球旋下，提前落地，影響飛行遠度。鉛球主項練習容易干擾標槍副項練習，標槍在能量爆發時，由于受鉛球推撥動作影響，離手后的標槍軌跡飛向右外側，成撇槍形式的低質量動作。亦然，標槍主項在推鉛球出手時的鉛球軌跡成蓋腕拍打的高壓下落形式，技能受到干擾使得推鉛球變成擲鉛球的動作變形，此外，還與其他因素有關。

4 結論

4.1 從等距滑行的質點軌跡分析，擲鏈球具有嚴謹的維穩體系，旋轉加速過程較長，蹬伸腿用力半徑較短，旋轉半徑最大特性，對標槍、鉛球、鐵餅沒有技術遷移和技能干擾。

4.2 旋轉推鉛球、擲鐵餅完整過程存在技術遷移和技能干擾、投擲標槍與背向滑步推鉛球動作在最后出手瞬間環節，投擲臂做功存在技術遷移和技能干擾。

4.3 根據投擲項群特性，只有從助跑后獲得加速度至最后用力技術環節才會存在一定的動作軌跡重疊區域，這一環節直到器械離手、最后緩沖維持身體平衡都存在遷移干擾。

4.4 技術遷移和技能干擾直接受到心理定勢行為的影響，所以在投擲項群需根據項目不同，在主副項運動競賽訓練需要重點考慮計劃的擬定，尤其是主項訓練技術動作，盡可能避免出現同場安排，以防技術遷移和技能干擾。