優(yōu)秀速滑運(yùn)動(dòng)員彎道滑跑與陸上模擬肌電特征及其對訓(xùn)練的啟示

吳胡寧，崔性赫，陳月亮

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優(yōu)秀速滑運(yùn)動(dòng)員彎道滑跑與陸上模擬肌電特征及其對訓(xùn)練的啟示

吳胡寧1，崔性赫2，陳月亮3

目的：通過對優(yōu)秀速滑運(yùn)動(dòng)員冰上彎道滑跑和陸上模擬訓(xùn)練肌肉用力特征的對比研究，為提高陸上訓(xùn)練的專項(xiàng)性提供科技支撐。方法：以奧運(yùn)冠軍張虹為研究對象，采用視頻與肌電同步技術(shù)采集冰上與陸上肌電參數(shù)，從做功的主要肌群、肌肉激活強(qiáng)度和肌肉激活順序3個(gè)方面，對彎道滑跑肌肉用力特征及陸上模擬訓(xùn)練的專項(xiàng)性進(jìn)行分析。結(jié)果：張虹脛骨前肌和股前肌群是冰上支撐階段的主要做功肌群；脛骨前肌自收腿起至著冰止，處于持續(xù)發(fā)力狀態(tài)，蹬冰時(shí)滅活；股前肌群著冰前處于激活狀態(tài)，收腿階段滅活；脛骨前肌激活程度屈過程大于伸過程，股前肌群激活程度伸過程大于屈過程；陸上模擬肌肉用力特征與專項(xiàng)有一定差異，但對股前肌群有較好的訓(xùn)練作用。結(jié)論：冰陸間肌電的差異是由于支撐條件與方式不同引起的，根據(jù)專項(xiàng)技術(shù)的特殊需求，對訓(xùn)練器材進(jìn)行適當(dāng)改造和對訓(xùn)練細(xì)節(jié)進(jìn)行完善，可進(jìn)一步加強(qiáng)訓(xùn)練的專項(xiàng)化程度，提高訓(xùn)練效益。

速度滑冰；張虹；肌肉用力特征；表面肌電

在速度滑冰項(xiàng)目上，我國運(yùn)動(dòng)員葉喬波、王曼麗和王北星曾染指獎(jiǎng)牌，但都與金牌擦肩而過。在索契冬奧會(huì)上，張虹以絕對實(shí)力獲得女子1 000 m速滑金牌，以較大優(yōu)勢摘得桂冠，實(shí)現(xiàn)速度滑冰項(xiàng)目歷史性突破，實(shí)現(xiàn)我國幾代速滑人的夢想。就張虹而言，良好的彎道技術(shù)是其較突出的特點(diǎn)，是獲勝的基礎(chǔ)，而且目前業(yè)界已經(jīng)形成共識(shí)，即彎道滑跑是獲勝的重點(diǎn)區(qū)域[1-2]。主要原因在于3個(gè)方面：（1）速度滑冰是依靠冰刀在冰面上進(jìn)行的持器械運(yùn)動(dòng)，支點(diǎn)不穩(wěn)定是其較突出的項(xiàng)目特征，非平衡狀態(tài)下的彎道控制能力是制勝的關(guān)鍵；（2）隨著速度越來越快，全程彎道滑跑所占比重加大（類似于擴(kuò)大了的短道），能否利用彎道離心力實(shí)現(xiàn)加速在很大程度上決定了最終成績；（3）直道入彎道，彎道特殊姿勢和彎道入直道的技術(shù)轉(zhuǎn)換難度較大，彎道滑跑的流暢性和連續(xù)性，決定了技術(shù)的優(yōu)劣。因此，教練員和運(yùn)動(dòng)員都十分重視彎道滑跑質(zhì)量，彎道技術(shù)成為運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練的重中之重。

在速度滑冰年度訓(xùn)練安排上，從準(zhǔn)備期一直到競賽期，陸上模擬彎道牽引都是重要內(nèi)容，該練習(xí)的主要目的是強(qiáng)化彎道力量以及完善彎道技術(shù)。但陸上模擬練習(xí)與冰上滑跑畢竟存在較大差異。因此，本文在研究張虹彎道專項(xiàng)肌肉用力特征的同時(shí)，對陸上彎道模擬牽引的專項(xiàng)性進(jìn)行了對比分析，對兩者的差異，以及差異產(chǎn)生的原因進(jìn)行探討，并從訓(xùn)練學(xué)角度提出改進(jìn)與完善意見。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

我國優(yōu)秀短距離速滑運(yùn)動(dòng)員張虹，曾獲2012年全運(yùn)會(huì)短距離全能冠軍、2013年世界杯1 000 m冠軍和2014年索契冬奧會(huì)1 000 m冠軍。

1.2 試驗(yàn)儀器

芬蘭ΜEGAIN 16導(dǎo)無線遙測肌電采集系統(tǒng)，頻率1 000 Hz，硬件濾波帶通范圍8～500 Hz，增益倍數(shù)305，共模抑制比CΜRR＞110dB，模數(shù)轉(zhuǎn)換14bit。松下高清攝像機(jī)，拍攝頻率50 Hz。

1.3 測試方法

用表面肌電與視頻同步技術(shù)獲取張虹冰上彎道滑跑和陸上模擬牽引數(shù)據(jù)，地點(diǎn)在哈爾濱速滑館。陸上彎道牽引練習(xí)在場地中間完成，正面定點(diǎn)定距拍攝，機(jī)高1.2 m，直線拍攝距離12 m，范圍5 m。冰上滑跑數(shù)據(jù)采集是第一彎道內(nèi)道，直線拍攝距離20 m。

1.4 肌肉選取

雙側(cè)下肢臀大肌（GΜ）、半腱肌（SEΜ）、股二頭肌（BF）、腓腸?。↙G）、股內(nèi)側(cè)?。╒ΜO）、股外側(cè)?。╒LO）、股直?。≧F）和脛骨前肌（TA）共16塊肌肉。

1.5 同步方法

采用外接無線信號(hào)器對肌電和視頻進(jìn)行同步。因肌電采集系統(tǒng)和攝像機(jī)頻率不同，運(yùn)用ΜEGAWIN軟件對肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行0.02 s的數(shù)據(jù)平滑，以實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)影像的一一對應(yīng)，該過程由ΜEGAWIN軟件自動(dòng)完成（見圖1）。

1.6 試驗(yàn)流程

運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備活動(dòng)后進(jìn)行電極片粘貼，首先對皮膚表面進(jìn)行清潔、去脂等處理，然后將電極片貼于所選肌肉的肌腹處，貼好后對電極和導(dǎo)線進(jìn)行固定，檢查同步效果后開始測試。為了保證數(shù)據(jù)對比的可靠性，一次性電極粘貼，連續(xù)完成冰陸2項(xiàng)測試，時(shí)間間隔20 min。先進(jìn)行冰上彎道滑跑測試，運(yùn)動(dòng)員從起跑線開始全力以赴進(jìn)行直道加速，在第1彎道區(qū)域連續(xù)采集5個(gè)復(fù)步視頻和肌電參數(shù)。隨后進(jìn)行陸上模擬，運(yùn)動(dòng)員以個(gè)人最大努力程度完成動(dòng)作，連續(xù)采集6個(gè)復(fù)步視頻和肌電參數(shù)，分別截取3個(gè)完整復(fù)步數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

1.7 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)專家意見，結(jié)合肌電和視頻劃分動(dòng)作階段，從左腳離地（冰）到再次著地（冰）為1個(gè)動(dòng)作周期，包括1個(gè)伸過程和1個(gè)屈過程。運(yùn)用ΜEGAWIN軟件ΜE6000對肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將原始肌電進(jìn)行RΜS轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換周期0.01 s，取RΜS平均值及其對應(yīng)面積iEΜG。以各肌群在3個(gè)動(dòng)作周期中最大動(dòng)態(tài)RΜS肌電為標(biāo)準(zhǔn)，對肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行幅值標(biāo)準(zhǔn)化。

圖1 張虹冰上彎道滑跑與陸上模擬牽引視頻與肌電同步Figure1 Zhang hong video synchronization with electromyography on ice and land

2 研究結(jié)果

在技術(shù)分析過程中，一般從3個(gè)方面來判斷訓(xùn)練方法手段與專項(xiàng)相關(guān)程度[3]：（1）主要做功肌群是否與專項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作一致或接近；（2）主要做功肌群的激活強(qiáng)度是否符合專項(xiàng)技術(shù)要求；（3）主要做功肌群的激活順序是否與專項(xiàng)過程相似或相同。以此為標(biāo)準(zhǔn)，本研究通過對比冰上彎道滑跑和陸上模擬牽引練習(xí)的主要做功肌群、肌肉激活強(qiáng)度和肌肉激活順序3項(xiàng)指標(biāo)，來考證陸上模擬訓(xùn)練的專項(xiàng)化程度，為提高訓(xùn)練效益提供理論支持。

2.1 主要做功肌群

肌肉做功百分比，是反映某塊肌肉在完成動(dòng)作時(shí)在所有參與肌群中相對重要程度的指標(biāo)，一般通過某肌群積分肌電與完成該動(dòng)作所有肌群積分肌電的比值來判定[4-5]。本試驗(yàn)測試肌群是經(jīng)過專家篩選和預(yù)試驗(yàn)以后確定的，無論是從經(jīng)驗(yàn)還是從實(shí)證角度，所測8塊肌群都具有較好的代表性，以貢獻(xiàn)度排序在前50%的為主要做工肌群。左腿屈過程主要肌群排序?yàn)楣赏鈧?cè)?。竟蓛?nèi)側(cè)?。久劰乔凹。竟啥^肌，伸過程主要肌群排序?yàn)楣赏鈧?cè)?。景腚旒。久劰乔凹。竟蓛?nèi)側(cè)?。挥彝惹^程主要肌群排序?yàn)楣赏鈧?cè)?。久劰乔凹。竟蓛?nèi)側(cè)?。竟啥^肌，伸過程主要肌群排序?yàn)楣赏鈧?cè)?。竟蓛?nèi)側(cè)肌＞股直?。倦枘c肌，但腓腸肌的做功比例遠(yuǎn)小于其他3塊肌群（見表1）。

彎道滑跑左右腿屈過程主要用力肌群基本一致，伸過程略有差異，總的趨勢是脛骨前肌和股前肌群比重較大。需要說明的是，雖然上述肌群從肌電角度定位為主要做功肌群，但在不同動(dòng)作模式下，它們的收縮方式是完全不同的，如股前肌群在屈過程是以離心收縮方式做功，在伸過程是以向心收縮方式做功。脛骨前肌在整個(gè)動(dòng)作周期內(nèi)屈伸幅度較小，主要是以等長收縮方式控制冰刀著冰角度和維持踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。從提高訓(xùn)練針對性和效益的角度，在訓(xùn)練過程中必須把這些細(xì)節(jié)問題納入到技術(shù)要求中去。

表1 張虹冰上彎道滑跑左、右腿各肌群做功比例/%Table1 Zhang hong left and right leg muscles work ratio run on the ice/%

張虹陸上模擬牽引練習(xí)下肢各肌群的做功百分比表明：左腿支撐階段屈過程主要用力肌群排序?yàn)楣蓛?nèi)側(cè)?。竟赏鈧?cè)?。竟啥^?。竟芍奔?，但股直肌的比例小于其他3塊肌群；左腿蹬伸過程是股內(nèi)側(cè)?。竟赏鈧?cè)?。景腚旒。久劰乔凹?，但脛骨股前肌的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他3塊肌群；右腿支撐階段屈過程的主要用力肌群排序?yàn)楣赏鈧?cè)?。竟蓛?nèi)側(cè)肌＞股直?。久劰乔凹。爝^程與屈過程相同（見表2）?？梢?，股前肌群是陸上彎道牽引的主要做功肌群，且股內(nèi)、外側(cè)肌群的做功比例遠(yuǎn)大于其他肌群，脛骨前肌在2腿間存在較大差異。與冰上專項(xiàng)過程相比，陸上練習(xí)對雙側(cè)下肢的股前肌群有較大鍛煉價(jià)值，但對脛骨前肌的刺激不明顯。

表2 張虹陸上彎道牽引左、右腿各肌群做功比例/%Table2 Zhang hong left and right leg muscles work ratio on land traction/%

2.2 肌肉激活強(qiáng)度

肌肉激活強(qiáng)度是顯示肌肉在特定動(dòng)作中參與程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，某一肌群在類似的周期性重復(fù)動(dòng)作中，應(yīng)該表現(xiàn)出相同趨勢，如果差異較大則表明兩者之間不具有同質(zhì)性。均方根振幅代表某肌群的募集、同步化和激活強(qiáng)度[6-8]，本研究采用此項(xiàng)指標(biāo)來對比研究冰上滑跑與陸上牽引訓(xùn)練的相似程度。為了使運(yùn)動(dòng)員間同一肌群均方根振幅具有可比性，必須對不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。靜態(tài)ΜVC肌電曾經(jīng)是過去標(biāo)準(zhǔn)化常用的參照指標(biāo)，但CLARYS[9]、YANG[10]和BOER[11]等的研究發(fā)現(xiàn)，用運(yùn)動(dòng)中肌電峰值代替靜態(tài)ΜVC肌電更簡單實(shí)用，本研究采用了這一方法，用試驗(yàn)中的肌電峰值分別對不同肌群進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

羅強(qiáng)烈認(rèn)為，《邊城》等作品構(gòu)建的湘西是一個(gè)鄉(xiāng)土原型，這種鄉(xiāng)土原型作為現(xiàn)代文明的對立面存在，其中折射的人與人的關(guān)系屬于作者的理想重構(gòu)，人與自然的關(guān)系則是相互滲透、相互轉(zhuǎn)化、相互依存的。羅強(qiáng)烈進(jìn)一步指出，鄉(xiāng)土原型使作家形成了獨(dú)特的敘事模式，比如沈從文筆下的人物或多或少地類型化了，許多人物是人格化的湘西[20]?！班l(xiāng)土”這一原型概念的提出是否合理還有待商榷，稱之為“還鄉(xiāng)原型”或許更為貼切。所謂“還鄉(xiāng)原型”，指作者離開故鄉(xiāng)后根據(jù)對故鄉(xiāng)的記憶和印象在文學(xué)作品中重構(gòu)的故鄉(xiāng)，從而從精神上實(shí)現(xiàn)對故鄉(xiāng)的回歸。

張虹冰上彎道滑跑下肢肌群屈伸過程標(biāo)準(zhǔn)化均方根振幅顯示：左腿支撐時(shí)，脛骨前肌和股內(nèi)側(cè)肌在屈過程的激活程度大于伸過程；右腿支撐時(shí)，脛骨前肌、股二頭肌和半腱肌的屈過程大于伸過程（見表3）。相關(guān)資料顯示[12]，2屆世錦賽冠軍于靜也呈現(xiàn)同一趨勢，可以判斷冰上彎道滑跑下肢肌群做功在優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員群體中具有較好的一致性。脛骨前肌在屈過程中動(dòng)員程度更大，其他肌群雖然不完全一致，但整體趨勢是伸過程的激活強(qiáng)度更大。說明，從收腿開始直到擺動(dòng)腿著冰承接體重，脛骨前肌一直處于強(qiáng)烈收縮狀態(tài)，其他肌群與之不同，是在蹬伸階段表現(xiàn)出強(qiáng)烈收縮。

表3 張虹冰上彎道滑跑左、右腿各肌群準(zhǔn)化均方根振幅/%Table3 Zhang hong left and right leg muscles mean-square-root amplitude on the ice/%

張虹陸上模擬牽引兩腿各肌群標(biāo)準(zhǔn)化均方根肌電振幅顯示：左腿支撐階段，脛骨前肌、股內(nèi)側(cè)肌、股直肌和股二頭肌屈過程激活程度大于伸過程；右腿支撐階段，脛骨前肌、股內(nèi)側(cè)肌、股直肌、股二頭肌和半腱肌屈過程激活程度大于伸過程（見表4）?？梢?，陸上彎道牽引兩腿各肌群屈伸間肌電變化具有較好的一致性，但與冰上專項(xiàng)用力過程相比，股內(nèi)側(cè)肌、股直肌和股二頭肌的肌電變化差異較大。

表4 張虹陸上彎道牽引左、右腿各肌群準(zhǔn)化均方根振幅/%Table4 Zhang hong left and right leg muscles mean-square-root amplitude on land traction/%

2.3 肌肉激活順序

任何技術(shù)動(dòng)作的完成都會(huì)涉及多個(gè)肌群協(xié)同發(fā)力，包括主動(dòng)肌和對抗肌，優(yōu)美流暢的技術(shù)表現(xiàn)是肌群間高度協(xié)調(diào)配合的結(jié)果。完成某一動(dòng)作時(shí)，即使參與做功的肌群完全相同，如果激活的順序不一致，展示出的動(dòng)作形式和效果也會(huì)千差萬別。從生理學(xué)角度，肌電測試顯示的激活與滅活次序?qū)嶋H上是中樞神經(jīng)支配各肌群在特定時(shí)空范圍內(nèi)交替興奮與抑制的結(jié)果。在競技比賽過程中，一般選手動(dòng)作表現(xiàn)緊張別扭，僵硬冗余，而優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員則舒展大方，富有節(jié)奏和張力，是由于運(yùn)動(dòng)員肌肉控制能力不同引起的，在肌電上體現(xiàn)為肌肉的激活與滅活順序不同。在其他項(xiàng)目的研究中，有關(guān)這方面的成果對各自專項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)都起到了積極的促進(jìn)作用[13-14]。

通過冰陸間肌肉激活順序的對比研究，對速度滑冰項(xiàng)目來說具有重要作用：（1）有利于對技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行定量診斷，從更深層面認(rèn)識(shí)專項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作的本質(zhì)特征；（2）可以更加科學(xué)地選擇和設(shè)計(jì)專項(xiàng)練習(xí)手段，通過對模擬練習(xí)與專項(xiàng)本身的比較和分析，模擬手段的專項(xiàng)性便清晰可見。這對訓(xùn)練方法手段的選擇，以及練習(xí)動(dòng)作細(xì)節(jié)的完善與優(yōu)化都具有積極的意義。均方根肌電圖直觀地標(biāo)記了肌肉發(fā)力的起止點(diǎn)，能較清晰地判斷肌肉的激活順序[15]，本研究采用此方法來研究冰陸不同狀態(tài)下的肌肉激活順序。

張虹冰上彎道滑跑過程左右腿支撐階段各肌群均方根肌電圖顯示，圖中包括3個(gè)動(dòng)作周期，可以看出每一動(dòng)作周期的均方根肌電均具有明顯的節(jié)奏性，說明運(yùn)動(dòng)員在完成周期性動(dòng)作時(shí)肌肉激活順序具有較強(qiáng)的規(guī)律性（見圖2～圖3）。脛骨前肌從擺動(dòng)期開始就持續(xù)性發(fā)力，且激活周期較長；股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌在著冰前呈預(yù)激活狀態(tài)，在支撐期振幅達(dá)到高峰；股直肌和半腱肌在蹬冰時(shí)激活；除半腱肌外，其他肌群在離冰時(shí)逐漸失活（見圖2）。由于腓腸肌和臀大肌在整個(gè)支撐階段電位活動(dòng)一直處于較低水平，所以沒有對其進(jìn)行激活與滅活排序。

張虹右腿冰上彎道滑跑脛骨前肌與左腿相似，著冰前處于持續(xù)緊張狀態(tài)，蹬冰階段略有下降并逐漸滅活；股前肌群和股二頭肌在著冰前預(yù)激活，但股二頭肌在蹬冰前就滅活，股前群肌在離冰時(shí)滅活；腓腸肌和半腱肌在整個(gè)支撐過程中未出現(xiàn)明顯電位活動(dòng)（見圖3）。

圖2 張虹彎道左腿各肌群均方根振幅示意圖Figure2 Zhang hong left leg muscles mean-square-root amplitude diagram on the ice

圖3 張虹彎道右腿各肌群均方根振幅示意圖Figure3 Zhang hong right leg muscles mean-square-root amplitude diagram on the ice

對比冰上彎道滑跑左右腿肌電圖可以發(fā)現(xiàn)，在重復(fù)性周期動(dòng)作中2腿具有共同點(diǎn)：脛骨前肌從收腿起至擺動(dòng)腿著冰止一直處于緊張性收縮狀態(tài)，而蹬冰時(shí)減弱直至滅活；股前群肌和部分股后肌群在著冰前出現(xiàn)預(yù)激活，離冰時(shí)滅活；半腱肌、腓腸肌和臀大肌在整個(gè)支撐期處于非活躍狀態(tài)。

圖4 張虹陸上彎道牽引左腿各肌群均方根振幅示意圖Figure4 Zhang hong left leg muscles mean-square-root amplitude diagram on land traction

圖5 張虹陸上彎道牽引右腿各肌群均方根振幅示意圖Figure5 Zhang hong right leg muscles mean-square-root amplitude diagram on land traction

與冰上專項(xiàng)滑跑過程相比，作為主要做功肌群的脛骨前肌和股直肌在陸上牽引中沒有得到足夠刺激，它們的激活強(qiáng)度遠(yuǎn)比冰上滑跑低。盡管腓腸肌和臀大肌的電位活動(dòng)在冰上滑跑時(shí)較脛骨前肌和股前肌群小，但在支撐階段仍能看到一定的電位變化，這與陸上牽引也有較大差異，陸上牽引這2個(gè)肌群基本沒有明顯的電位活動(dòng)。

3 分析與討論

速度滑冰雖然是在冰上進(jìn)行的競技運(yùn)動(dòng)，但其專項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)與體能水平的提高，多數(shù)是通過陸上訓(xùn)練獲得的。一方面是受到訓(xùn)練條件的限制，不得已而為之；另一方面，陸上可采用的方法手段較為豐富，是一種積極的主動(dòng)行為，因?yàn)殛懮嫌?xùn)練無論是對技術(shù)的改進(jìn)，還是負(fù)荷的控制，都易于操作和實(shí)施。從追求效益的角度，陸上訓(xùn)練的專項(xiàng)化程度成為制約和影響訓(xùn)練效果的重要因素。多年來，由于受到客觀條件的限制，陸上訓(xùn)練只能從動(dòng)作的外在形式上盡量模擬專項(xiàng)，而對其內(nèi)在機(jī)制上是否真正符合專項(xiàng)力學(xué)特征無從知曉。表面肌電與視頻同步測試技術(shù)的引進(jìn)，為從更深層面地認(rèn)識(shí)和解決該問題提供了技術(shù)支持。

3.1 冰陸肌電特征對比分析

從張虹冰上彎道滑跑下肢肌電參數(shù)看到，脛骨前肌是主要用力肌群，在滑跑全程中幾乎處于持續(xù)性發(fā)力狀態(tài)，并且屈過程激活強(qiáng)度大于伸過程，而陸上模擬牽引訓(xùn)練脛骨前肌用力不明顯，也就是說，陸上牽引對脛骨前肌的訓(xùn)練效果不顯著。脛骨前肌在冰上滑跑過程中表現(xiàn)出的這種突出性特征，在過去文獻(xiàn)中較少提及，由于條件限制，過去的研究多數(shù)是基于經(jīng)驗(yàn)式的主觀判斷，定性多，定量少，在技術(shù)分析過程中更多關(guān)注點(diǎn)在動(dòng)作的外在形式上。以下肢蹬伸為主要?jiǎng)恿碓春偷桶亩浊藙荩讶藗兊哪抗庵饕蛄藢ο轮派旒∪杭捌鋮f(xié)同肌群（腓腸肌、股前肌群、股后肌群和臀大?。┑难芯?。這些肌群的發(fā)力形式和訓(xùn)練方法成為關(guān)注的焦點(diǎn)，從我國速滑運(yùn)動(dòng)員的群體形態(tài)特征也能反映出來，下肢粗壯、臀部凸起成為典型特征。

冰上肌電測試數(shù)據(jù)結(jié)合技術(shù)分析，為深入了解速度滑冰的力學(xué)特征提供了新的技術(shù)手段。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于器材的限制，冰上專項(xiàng)和陸上模擬雖然動(dòng)作外在模式相似，但內(nèi)在力學(xué)條件卻發(fā)生了極大變化。冰上滑跑對脛骨前肌發(fā)力提出特殊要求[16]。陸上訓(xùn)練時(shí)支撐面是全腳掌，穿刀后支撐面變?yōu)楠M窄的刀刃（2 mm左右），由“面支撐”到“刃支撐”對踝關(guān)節(jié)力量提出更高的要求，為了保證踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，關(guān)節(jié)周圍力量必須被動(dòng)性加強(qiáng)。脛骨前肌是控制踝關(guān)節(jié)的主要肌群，試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在冰上滑跑時(shí)脛骨前肌處于持續(xù)性等張收縮，主要目的就是保證踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和控制好著冰方向。冰上滑跑對股前肌群力量要求顯著提高，對比陸地訓(xùn)練可見，冰刀高度大于鞋底的高度（3～5 cm左右），在完成相同動(dòng)作時(shí)，穿冰刀后下肢蹬伸阻力臂明顯增加。也就是說，在輸出力量保持不變的情況下，冰上持刀蹬伸速度要小于陸上模擬訓(xùn)練。所以，要保證冰上蹬伸速度不降低，陸上力量訓(xùn)練負(fù)荷必須要大于冰上。

冰上滑跑與陸上牽引腓腸肌發(fā)力不充分，CLAP[17-18]冰刀的發(fā)明對速度滑冰成績提高起到了革命性的促進(jìn)作用，其主要貢獻(xiàn)就是釋放了踝關(guān)節(jié)的靈活性，為腓腸肌充分伸展創(chuàng)造了條件。黃達(dá)武[12]研究顯示，王北星、于靜等優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在蹬冰末期這一點(diǎn)體現(xiàn)的較為明顯，但對比張虹冰上滑跑腓腸肌發(fā)力情況發(fā)現(xiàn)，這一優(yōu)勢沒有展示出來。張虹青少年時(shí)期曾經(jīng)從事了10多年的短道訓(xùn)練，由于短道冰刀鞋跟無法與冰刀脫離，在技術(shù)上大大地限制了腓腸肌發(fā)力。從外在表現(xiàn)來看，張虹的彎道滑跑踩冰實(shí)、發(fā)力充分、流暢性好是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)，也是其制勝的法寶，但從肌電特征和技術(shù)分析來看，她還是存在技術(shù)缺陷。不僅是在冰上，即使在陸上模擬牽引情況下，盡管沒有專項(xiàng)器材的限制，張虹腓腸肌發(fā)力依然消極。這種表現(xiàn)是由于短道訓(xùn)練階段固有動(dòng)力定型引起的，還是彎道滑跑本身具有這種特殊要求有待進(jìn)一步探討。

臀大肌無論是在冰上滑跑還是陸上模擬牽引訓(xùn)練，參與程度和所起作用都較小，這與過去的判斷存在較大出入。一直以來，發(fā)達(dá)的臀大肌是優(yōu)秀速滑運(yùn)動(dòng)員的標(biāo)志性特征，以杠鈴為代表的各類蹲屈訓(xùn)練是速滑運(yùn)動(dòng)員發(fā)展股前肌群和臀大肌的必修課。但本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，速滑運(yùn)動(dòng)員臀大肌在專項(xiàng)中所起作用并沒有想象的明顯，也就是說，它并不是過去傳統(tǒng)所認(rèn)為的主要做功肌群。受田徑訓(xùn)練的影響，一直認(rèn)為以下肢屈伸為主的項(xiàng)目，發(fā)達(dá)的臀部力量是主要的動(dòng)力來源，因?yàn)闊o論是跑還是跳躍，臀大肌在專項(xiàng)中都起到?jīng)Q定性作用[5，19-20]。沿著這樣一條思路，以蹬伸為主的速度滑冰自然也會(huì)成為一種慣性思維。當(dāng)然，這也是由于過去沒有條件深入分析速度滑冰的力學(xué)特征引起的。跑和跳躍多數(shù)是在水平面或垂直面上的縱向發(fā)力，且縱向屈伸的幅度不受外界條件限制，動(dòng)作越舒展效果越好。而速度滑冰雖然也是以下肢屈伸為動(dòng)力來源，但低矮的蹲屈姿勢限制了髖部的縱向伸展幅度，它在髖部主要是矢狀面內(nèi)的橫向發(fā)力。伸髖是臀大肌的主要功能，田徑項(xiàng)目中髖部的伸展幅度和力量在專項(xiàng)中起決定性作用。但速度滑冰的側(cè)蹬冰技術(shù)，強(qiáng)調(diào)的是髖部的外展和內(nèi)收，縱向伸展作用不大，這是臀大肌在速滑項(xiàng)目上發(fā)力不明顯的主要原因。這一現(xiàn)象給專項(xiàng)訓(xùn)練帶來一個(gè)重要啟示，速度滑冰髖部訓(xùn)練在具備一定屈伸力量的基礎(chǔ)上，要把更多的精力放在外展和內(nèi)收肌群的提高上，這是未來速度滑冰訓(xùn)練需要改進(jìn)的一個(gè)方向性問題。

股二頭肌和半腱肌屬于股后肌群，前后群肌力平衡是創(chuàng)造優(yōu)異成績和防止肌肉損傷的前提，在競技體育項(xiàng)目中這是得到公認(rèn)的基本原理。但從張虹的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，下肢前后肌群參與程度是不平衡的，股后肌群激活強(qiáng)度明顯較弱。本研究認(rèn)為，這是由于專項(xiàng)技術(shù)特殊性引起的，原因在于2方面：（1）特殊的蹲屈姿勢限制了股后肌群的充分伸展；（2）蹬伸時(shí)需要的是瞬間爆發(fā)式蹬冰，而收腿時(shí)由于有一個(gè)由雙腿支撐和單腿支撐組成的自由滑行階段，動(dòng)作完成時(shí)間相對延長，無需短時(shí)間爆發(fā)式收縮。這也提示，下肢前后肌群收縮模式具有本質(zhì)上的不同，在訓(xùn)練時(shí)要區(qū)別對待，一味追求前后肌力平衡所付出的代價(jià)，從訓(xùn)練效益角度可能是不經(jīng)濟(jì)的。這一點(diǎn)從傷病調(diào)查結(jié)果也能得到佐證，速度滑冰肌肉拉傷主要集中在髖部內(nèi)收肌群，股后肌群拉傷現(xiàn)象幾乎沒有。

人體若干環(huán)節(jié)借助關(guān)節(jié)使之按一定順序銜接起來，稱為“運(yùn)動(dòng)鏈”，在運(yùn)動(dòng)過程中，組成“運(yùn)動(dòng)鏈”的各關(guān)節(jié)力量不可能是均衡的。某些關(guān)節(jié)由于肌肉力量較弱（多數(shù)屬于末端關(guān)節(jié)）而不能充分發(fā)揮作用，致使力的傳導(dǎo)大打折扣，形成所謂的“弱鏈接”，從而降低運(yùn)動(dòng)的效益。也就是說，僅單一關(guān)節(jié)力量的加強(qiáng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，弱鏈存在會(huì)導(dǎo)致力的傳導(dǎo)“泄露”，致使整個(gè)動(dòng)力鏈不能表現(xiàn)出外在的優(yōu)勢。就速度滑冰下肢蹬伸而言，髖、膝、踝3關(guān)節(jié)，無論從解剖結(jié)構(gòu)與功能的角度，還是從訓(xùn)練精力投入的角度，毫無疑問踝關(guān)節(jié)都是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。黃達(dá)武[21]通過力臺(tái)測試發(fā)現(xiàn)，持刀狀態(tài)下肢蹬伸所展示出的力值只有非持刀狀態(tài)的80%。對比這2種狀態(tài)的差異，主要是由于踝關(guān)節(jié)部位支撐條件不同引起的。（1）持刀狀態(tài)踝關(guān)節(jié)至支撐面的距離增加，重心升高；（2）持刀狀態(tài)下支撐面積大幅減小，這2個(gè)因素共同導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)支撐穩(wěn)定性下降。在這種非穩(wěn)定狀態(tài)下，為了避免踝關(guān)節(jié)扭傷，人體先天具有的自我保護(hù)性機(jī)制啟動(dòng)，致使髖、膝部位力量不能全部發(fā)揮出來。在過去的訓(xùn)練實(shí)踐過程中，髖、膝力量一直是備受矚目的焦點(diǎn)，而踝關(guān)節(jié)力量沒有得到足夠的重視。盡管Clap冰刀發(fā)明后人們意識(shí)到踝關(guān)節(jié)力量的重要性，但訓(xùn)練中強(qiáng)調(diào)更多的是縱向屈伸力量，對橫向的內(nèi)、外翻肌群力量沒有給予足夠重視。冰上彎道滑跑測試中，脛骨前肌的強(qiáng)烈表現(xiàn)主要是為了保證踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性避免力的傳導(dǎo)損失?？梢?，踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)固程度成為下肢力量是否能夠充分發(fā)揮的限制性因素，加強(qiáng)踝關(guān)節(jié)周圍力量應(yīng)成為速度滑冰項(xiàng)目訓(xùn)練的重要內(nèi)容。

3.2 冰陸肌電特征對訓(xùn)練的啟示

從主要做功肌群角度，冰上滑跑和陸上模擬盡管存在一定差異，但總的趨勢是一致的，尤其是對股前肌群鍛煉價(jià)值尤為突出。從激活強(qiáng)度角度，陸上模擬明顯弱于冰上專項(xiàng)，李芙蓉[22]發(fā)現(xiàn)其他運(yùn)動(dòng)員也存在相似現(xiàn)象。本文認(rèn)為，這是由于陸上模擬訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度不足，沒有募集更多肌纖維參與做功導(dǎo)致的，加大牽引力量增加對抗阻力，動(dòng)員更多的肌纖維參與做功，能進(jìn)一步加強(qiáng)陸上模擬訓(xùn)練的專項(xiàng)性。從激活順序角度，冰陸間差異體現(xiàn)在脛骨前肌和股前肌群上。冰上滑跑為了保證踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和控制著冰方向，踝關(guān)節(jié)背屈，脛骨前肌持續(xù)性發(fā)力；陸上模擬不存在這一特殊要求，所以，脛骨前肌發(fā)力不明顯。股前肌群在冰上滑跑時(shí)表現(xiàn)出明顯的預(yù)激活，而在陸上模擬時(shí)這一現(xiàn)象減弱。原因可能有3：（1）支撐條件不同——持刀與穿鞋；（2）阻力來源不同——離心力與牽引力；（3）動(dòng)作節(jié)奏不同——冰上快，陸上慢?？梢?，模擬訓(xùn)練的靶肌群與專項(xiàng)做功肌群在動(dòng)作模式上的一致性并不能保證訓(xùn)練效果的有效性，影響肌肉發(fā)力的因素眾多，即使是細(xì)節(jié)上的不同，也可能導(dǎo)致內(nèi)部機(jī)制背道而馳。由于肌肉間具有“代償現(xiàn)象”，一般情況下很難從動(dòng)作外在表現(xiàn)形式上發(fā)現(xiàn)這些問題。所以，要不斷利用高科技手段深刻揭示項(xiàng)目特征，以專項(xiàng)要求的肌肉工作方式和條件，修正和完善練習(xí)手段，不斷滿足競技水平發(fā)展的需要。盡管從技術(shù)和肌電分析中發(fā)現(xiàn)了眾多差異，但在速度滑冰項(xiàng)目上，模擬牽引還是培養(yǎng)彎道能力無可替代的最佳方法和手段。如何根據(jù)技術(shù)的特殊要求提高訓(xùn)練的專項(xiàng)化程度，成為下一步訓(xùn)練中需要重點(diǎn)考慮的問題。

冰上與陸上肌電測試的不同帶來若干啟示，本研究認(rèn)為可在如下細(xì)節(jié)進(jìn)行完善與改進(jìn)。（1）彎道離心力作用于整個(gè)人體，不僅僅是一個(gè)點(diǎn)，模擬練習(xí)時(shí)牽引帶作用于人體的受力面積應(yīng)盡量擴(kuò)大，而不能僅是腰部或臀部的某一個(gè)點(diǎn)；（2）牽引練習(xí)時(shí)右手不應(yīng)緊握牽引帶，要解放出來模擬冰上動(dòng)作進(jìn)行單擺臂練習(xí)；（3）陸上動(dòng)作節(jié)奏要盡量與冰上相同，目前的問題是陸上單步周期慢于冰上[23]，同一動(dòng)作完成的速度不同，長此以往會(huì)形成負(fù)遷移[24]；（4）陸上穿鞋與冰上持刀練習(xí)支撐方式不同，要盡量模擬出冰上技術(shù)特點(diǎn)，在腳掌著地部位（前腳掌、全腳掌還是腳跟，是內(nèi)測、外側(cè)還是滾動(dòng)著地）和著地方向（水平方向還是略有角度）上保持穿冰刀時(shí)的感覺；（5）2腳交替著地的距離大小，每組練習(xí)重復(fù)次數(shù)（冰上滑跑內(nèi)彎道5～6步，外彎道7～8步），身體傾斜角度，臂的擺動(dòng)方向、角度和用力程度，牽引路線（直線還是斜線），牽引者姿勢的高低（決定力的方向來源）等方面都要提出明確要求。在評(píng)價(jià)輔助訓(xùn)練對專項(xiàng)的作用時(shí)，練習(xí)動(dòng)作與專項(xiàng)各個(gè)要素相似程度越高，訓(xùn)練遷移效果就越好，這是公認(rèn)的基本標(biāo)準(zhǔn)，否則就是“形似而神不似”，勞神費(fèi)力做無用功。陸上訓(xùn)練方法手段的選擇及其要求的重點(diǎn)在于專項(xiàng)化程度，也就是訓(xùn)練手段與專項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作間的相似程度。

除了從訓(xùn)練學(xué)角度完善之外，器材改進(jìn)與創(chuàng)新是值得思考的另一個(gè)方面。（1）彎道牽引帶的改進(jìn)。過去使用較多的是帶有彈性的皮筋，這種彈性力與蹬冰所需的爆發(fā)力有一定差異，改用無彈性的牽引帶效果應(yīng)該更好。為了加大受力面積，設(shè)計(jì)一個(gè)牽引背心更符合專項(xiàng)需求。（2）運(yùn)動(dòng)鞋的改進(jìn)。速滑鞋和陸上訓(xùn)練穿著的運(yùn)動(dòng)鞋有本質(zhì)的不同，陸上穿著的運(yùn)動(dòng)鞋舒適度較好，腳弓自然放松，腳趾呈張開狀態(tài)，而冰上穿著的速滑鞋，腳趾和腳弓呈內(nèi)收屈曲狀態(tài)。速滑鞋的鞋底是剛體的，無論是前后還是左右運(yùn)動(dòng)，發(fā)力形式都類似于“杠桿支撐”，而運(yùn)動(dòng)鞋是軟體的，運(yùn)動(dòng)形式類似于“滾動(dòng)支撐”，2種支撐條件下所訓(xùn)練出來的肌肉力量必然有所不同。所以，加大鞋底的硬度和控制好鞋內(nèi)空間的松緊度是值得考慮的一個(gè)問題。（3）冰刀的改進(jìn)。踝關(guān)節(jié)之所以成為傳導(dǎo)鏈的薄弱環(huán)節(jié)，主要原因是它的穩(wěn)定性較低。適當(dāng)加高鞋幫高度加大對踝關(guān)節(jié)的包裹度，降低刀刃的高度提高穩(wěn)定性，是值得考慮的有效途徑之一。競技體育是突破極限的過程，創(chuàng)新是訓(xùn)練中一個(gè)永恒的主題，只有創(chuàng)新才能有所突破，才能不斷解決遇到的困難和問題。

4 結(jié)論

（1）張虹冰上彎道滑跑肌肉用力特征是：脛骨前肌和股前肌群是主要做功肌群；脛骨前肌從收腿起至著冰止處于持續(xù)性收縮狀態(tài)，蹬伸時(shí)滅活；股前肌群著冰前預(yù)激活，離冰時(shí)滅活；脛骨前肌屈過程的激活強(qiáng)度大于伸過程，股前肌群伸過程激活強(qiáng)度大于屈過程，腓腸肌、半腱肌和臀大肌全程肌電活動(dòng)不明顯。

（2）不論是主要做功肌群，肌肉激活強(qiáng)度，還是激活順序，陸冰間均存在一定差異。主要做功肌群上，陸上彎道牽引脛骨前肌參與不足；激活強(qiáng)度上，陸上相關(guān)肌群屈伸間強(qiáng)度變化與冰上不一致；激活順序上，冰上相關(guān)肌群在陸上未激活或肌電活動(dòng)偏弱。盡管陸上模擬用力特征與專項(xiàng)有一定差異，但對股前肌群力量訓(xùn)練具有較高價(jià)值。

（3）冰上與陸上的差異是由于外界力學(xué)條件不同造成的，陸上訓(xùn)練是“面支撐”，冰上專項(xiàng)是“刃支撐”，支撐面減小；陸上訓(xùn)練著地方式是“滾動(dòng)支撐”，冰上專項(xiàng)是“杠桿支撐”，支撐方式改變；持刀滑跑重心提高，阻力臂加長，支撐穩(wěn)定性下降。針對上述差異對訓(xùn)練細(xì)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化和對器材適當(dāng)改造可進(jìn)一步提高陸上訓(xùn)練的專項(xiàng)化程度。

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EMGCharacteristicsinCurveSkatingandLandSimulationofExcellentSpeedSkatingAthlete

WU Huning1，CUI Xinghe2，CHEN Yueliang3
（1.Dept.of PE，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.School of PE，Jiamusi University，Jiamusi 154007，China；3.Dept.of PE，Hubei Polytechnic University，Huangshi 435003，China）

Objective：Through a comparative study on speed skating athlete's characteristics of muscle working in curve skating on ice and land simulated training，this article aims to provide scientific support for enhancing the specialty of land training.Methods：Based on the research object，Olympic champion Zhang Hong，her EMG parameter in ice and land training was collected with the methods of synchronizing video and EMG.Meanwhile，it analyzed her characteristics of exerting muscles in curve skating and in specialty of simulated land training from three dimensions，that is，from major working muscles，muscle activation intensity and muscle activation order.Results：Anterior tibia and quadriceps femoris was the major working muscle groups；Tibialis anterior muscle was constantly in power before landing on ice and inactivated when pushing；Quadriceps femoris was activate in advance before landing and inactivated when off ice；The activation level of tibialis anterior muscle is greater in flexion，while the quadriceps femoris is in extension.And there were some differences between ice training and land training in characteristics of special muscle force，but the curve drawing had very high training value for quadriceps.Conclusions：EMG differences between ice training and land training resulted from different supportive conditions and supportive means.To cater for special requirement of specific technique，the specialty of training can be further intensified through improving training equipment and perfecting details in training.Hence the training efficiency can be greatly improved.

speed skating；Zhang Hong；characteristics of special muscle force；surface EMG

G 804.6

：A

：1005-0000（2015）02-115-06

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2015.02.005

2014-11-02；

2015-02-17；錄用日期：2015-02-18

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2009BAK57B05）；黑龍江自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：G201125）

吳胡寧（1978-），男，黑龍江哈爾濱人，講師，研究方向?yàn)轶w育教育訓(xùn)練學(xué)；通信作者：崔性赫（1972-），男，黑龍江佳木斯人，副教授，研究方向?yàn)轶w育教育訓(xùn)練學(xué)。

1.江南大學(xué)體育部，江蘇無錫214122；2.佳木斯大學(xué)體育學(xué)院，黑龍江佳木斯154007；3.湖北理工學(xué)院體育部，湖北黃石435003。