大學(xué)生五人制足球教學(xué)比賽負(fù)荷特征研究

謝軍　莊巍　金少楠　毛萬麗　彭召方　張恒亮

摘 要：采取可穿戴心率傳感器和GPS定位系統(tǒng)采集10名大學(xué)生五人制足球運(yùn)動(dòng)員在3場(chǎng)教學(xué)比賽中的心率指標(biāo)和跑動(dòng)相關(guān)指標(biāo)，用以量化運(yùn)動(dòng)員的內(nèi)部和外部比賽負(fù)荷。結(jié)果顯示：運(yùn)動(dòng)員比賽平均心率為（171.6±10.7）次/min，68.6%的比賽時(shí)間處于中高強(qiáng)度以上心率區(qū)間（>160次/min），在比賽時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)（90.9±7.6） m/min，其中高強(qiáng)度（速度>15 km/h）跑動(dòng)距離為6.5 m（占7.1%），步行和慢跑（速度<8 km/h）距離為53.9 m（占59.3%），高強(qiáng)度的加速（>2 m/s2）和減速（<-2 m/s2）跑動(dòng)距離分別為4.7和3.4 m，運(yùn)動(dòng)員在比賽中的最大跑動(dòng)速度為（22±2.2） km/h。研究結(jié)果說明大學(xué)生五人制比賽是以中高強(qiáng)度負(fù)荷進(jìn)行的間歇性有氧和無氧混合運(yùn)動(dòng)。

關(guān) 鍵 詞：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練；內(nèi)部負(fù)荷；外部負(fù)荷；心率；跑動(dòng)距離；五人制足球；比賽表現(xiàn)

中圖分類號(hào)：G808.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-7116（2018）04-0129-05

Abstract： By using wearable heart rate sensors and a GPS， the authors collected the heart rate index and running related indexes of 10 collegiate futsal players in 3 teaching competitions， used these indexes to quantify the players internal and external loads， and revealed the following findings： the players competition average heart rate was （171.6±10.7） beats/min， during 68.6% of the competition time， the players were in the heart rate zone above medium high intensity （>160 beats/min）， during competition time， the players ran at a speed of （90.9±7.6） m/min， in which their high intensity （speed >15km/h） running distance was 6.5 m （7.1%）， their walking and jogging （speed <8 km/h） distance was 53.9 m （59.3%）， their high intensity acceleration （>2 m/s2） and deceleration （<2 m/s2） running distances were respectively 4.7 m and 3.4 m， during the competitions， the players maximum running speed was （22±2.2） km/h. The said findings indicate that collegiate futsal competition is an aerobic and anaerobic mixed exercise done in a medium high intensity load condition.

Key words： sports training；internal load；external load；heart rate；running distance；futsal；competition performance

我國在2003年舉辦了首屆全國大學(xué)生五人制足球聯(lián)賽，目前大學(xué)生五人制足球聯(lián)賽作為年度賽事，其比賽覆蓋率和受歡迎程度都越來越高。但是，大多數(shù)高校五人制足球運(yùn)動(dòng)員來自于校十一人制足球隊(duì)，雖然在技戰(zhàn)術(shù)水平上有一定基礎(chǔ)，但缺乏科學(xué)合理的五人制足球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練，這勢(shì)必會(huì)阻礙五人制足球的進(jìn)一步發(fā)展。

負(fù)荷是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的核心因素[1]。因此，要開展科學(xué)合理的五人制足球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練，首先必須科學(xué)地設(shè)計(jì)五人制足球的訓(xùn)練負(fù)荷。最科學(xué)的訓(xùn)練負(fù)荷必須以比賽負(fù)荷為依據(jù)[2]，因而，對(duì)五人制足球比賽負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)量化則顯得極其重要。

本研究旨在通過先進(jìn)的可穿戴電子設(shè)備對(duì)大學(xué)生五人制足球教學(xué)比賽中的運(yùn)動(dòng)員負(fù)荷進(jìn)行量化研究?；诖髮W(xué)生五人制足球運(yùn)動(dòng)員大多來自十一人制足球運(yùn)動(dòng)隊(duì)的現(xiàn)狀，本研究還探討了十一人制足球運(yùn)動(dòng)隊(duì)中的中前場(chǎng)與中后場(chǎng)運(yùn)動(dòng)員、有無五人制足球比賽經(jīng)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員在五人制足球教學(xué)比賽中的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷特征的差異，以期為大學(xué)生五人制足球的科學(xué)訓(xùn)練與科學(xué)選材提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 比賽測(cè)試

1）測(cè)試對(duì)象。

本研究選取的測(cè)試對(duì)象為五人制足球隊(duì)的10名大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員：年齡（22.3±1.7）歲，身高（176.1±5.1） cm，體重（68.1±5.9） kg，其中未包含守門員，該10名運(yùn)動(dòng)員同時(shí)為校十一人制足球隊(duì)運(yùn)動(dòng)員。該五人制足球隊(duì)的最好成績(jī)?yōu)槭〈髮W(xué)生五人制足球聯(lián)賽亞軍。測(cè)試的潛在風(fēng)險(xiǎn)在測(cè)試之前已告知測(cè)試對(duì)象，并獲得了測(cè)試對(duì)象以及球隊(duì)教練員的口頭同意。

2）測(cè)試時(shí)間。

測(cè)試安排在2016年3—4月進(jìn)行，共跟蹤測(cè)試了3場(chǎng)教學(xué)比賽（3場(chǎng)比賽的對(duì)手皆相同，為當(dāng)?shù)氐囊恢О肼殬I(yè)五人制足球運(yùn)動(dòng)隊(duì)，3場(chǎng)比賽的最終比分分別為3∶4、5∶4和5∶5，說明比賽雙方水平相當(dāng)。累積測(cè)得29組比賽數(shù)據(jù)（每名運(yùn)動(dòng)員3組數(shù)據(jù)，第3場(chǎng)比賽由于其中一名運(yùn)動(dòng)員受傷未參賽，因此缺失了1組）。為了盡可能地保證測(cè)試的客觀性，測(cè)試人員完全不干涉或更改教練員的比賽計(jì)劃。

3）測(cè)試工具與變量。

足球運(yùn)動(dòng)員的比賽負(fù)荷主要包括內(nèi)部負(fù)荷和外部負(fù)荷兩部分，內(nèi)部負(fù)荷主要通過運(yùn)動(dòng)員的比賽心率來量化，而外部負(fù)荷則通過運(yùn)動(dòng)員在比賽中的跑動(dòng)距離、跑動(dòng)速度和加速度指標(biāo)來量化[1]。本研究采取Polar Team2心率傳感器（芬蘭）和Catapult Optimeye S5 GPS定位設(shè)備（澳大利亞）來采集運(yùn)動(dòng)員在比賽中的心率指標(biāo)和跑動(dòng)相關(guān)指標(biāo)。兩種設(shè)備均被前人的研究證實(shí)能夠準(zhǔn)確地采集運(yùn)動(dòng)員的實(shí)時(shí)心率和實(shí)時(shí)移動(dòng)位置及速度信息[3]。每場(chǎng)比賽開始前25 min，測(cè)試人員幫助被測(cè)試運(yùn)動(dòng)員佩戴并激活心率傳感器和GPS定位設(shè)備，比賽結(jié)束后的10 min內(nèi)，測(cè)試人員則幫忙解除運(yùn)動(dòng)員佩戴的電子設(shè)備。心率傳感器和GPS定位設(shè)備的數(shù)據(jù)都被導(dǎo)出至計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。

參照前人的研究成果[2，4-8]，本研究選取了以下相關(guān)變量進(jìn)行分析：平均心率/（次/min）：運(yùn)動(dòng)員在上場(chǎng)比賽時(shí)間內(nèi)的平均心率；低強(qiáng)度心率區(qū)間/%：心率<120次/min運(yùn)動(dòng)時(shí)間占總比賽時(shí)間的百分比；中等強(qiáng)度心率區(qū)間/%：心率120～159次/min運(yùn)動(dòng)時(shí)間占總比賽時(shí)間的百分比；中高強(qiáng)度心率區(qū)間/%：心率160～180次/min運(yùn)動(dòng)時(shí)間占總比賽時(shí)間的百分比；高強(qiáng)度心率區(qū)間/%：心率>180次/min運(yùn)動(dòng)時(shí)間占總比賽時(shí)間的百分比；跑動(dòng)總距離/m：運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)總距離；步行距離/m：運(yùn)動(dòng)員以0～5.9 km/h的速度移動(dòng)的距離；慢跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以6.0～7.9 km/h的速度跑動(dòng)的距離；低速跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以8.0～11.9 km/h的速度跑動(dòng)的距離；中速跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以12.0～14.9 km/h的速度跑動(dòng)的距離；高速跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以15.0～18.0 km/h的速度跑動(dòng)的距離；沖刺跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以>18.0 km/h的速度跑動(dòng)的距離；最大跑動(dòng)速度/（km/h）：運(yùn)動(dòng)員最大瞬時(shí)跑動(dòng)速度；高強(qiáng)度減速跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以<-2 m/s2的加速度跑動(dòng)的距離；低強(qiáng)度減速跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以-2～0 m/s2的加速度跑動(dòng)的距離；高強(qiáng)度加速跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以>2 m/s2的加速度跑動(dòng)的距離；低強(qiáng)度加速跑距離/m：運(yùn)動(dòng)員以0～2 m/s2的加速度跑動(dòng)的距離；加速度負(fù)荷（ ）：

其中，F(xiàn)WD為前后加速度，SIDE為左右加速度，UP為垂直加速度，t為時(shí)間，i=0，0.001，0.002，…，n

1.2 數(shù)據(jù)分析

五人制足球的換人較為頻繁，每名運(yùn)動(dòng)員在每場(chǎng)比賽的出場(chǎng)時(shí)間都不一樣，（27±10） min，最少9 min，最多51 min，為了方便對(duì)比，本研究通過Excel軟件將跑動(dòng)總距離、步行距離、慢跑距離、低速跑距離、中速跑距離、高速跑距離、沖刺跑距離、高強(qiáng)度減速跑距離、低強(qiáng)度減速跑距離、高強(qiáng)度加速跑距離、低強(qiáng)度加速跑距離和加速度負(fù)荷12個(gè)絕對(duì)值變量標(biāo)準(zhǔn)化為每分鐘的距離/負(fù)荷，而平均心率、低強(qiáng)度心率區(qū)間、中等強(qiáng)度心率區(qū)間、中高強(qiáng)度心率區(qū)間、高強(qiáng)度心率區(qū)間和最大跑動(dòng)速度6個(gè)相對(duì)值變量則保留原始值。標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)被導(dǎo)入到SPSS（v20.0）軟件中進(jìn)行進(jìn)一步分析：首先，將所有運(yùn)動(dòng)員在3場(chǎng)比賽中的每一項(xiàng)變量進(jìn)行描述性分析，得出大學(xué)生五人制足球教學(xué)比賽中運(yùn)動(dòng)員負(fù)荷的總體特征；其次，根據(jù)每名運(yùn)動(dòng)員在十一人制足球隊(duì)中的場(chǎng)上位置，將其分為兩個(gè)組即中后場(chǎng)隊(duì)員（包括后衛(wèi)和防守型中場(chǎng)，5人，15次出場(chǎng)）和中前場(chǎng)隊(duì)員（包括前鋒和進(jìn)攻型中場(chǎng)，5人，14次出場(chǎng)），采取獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，對(duì)比兩組運(yùn)動(dòng)員在每一項(xiàng)負(fù)荷變量的均值差異；最后，將運(yùn)動(dòng)員分為有五人制足球比賽經(jīng)驗(yàn)組（至少參加過一屆省級(jí)以上大學(xué)生或中學(xué)生五人制足球聯(lián)賽的運(yùn)動(dòng)員，以下簡(jiǎn)稱有經(jīng)驗(yàn)隊(duì)員，4人，11次出場(chǎng)）和無五人制足球比賽經(jīng)驗(yàn)組（從未參加過省級(jí)以上大學(xué)生或中學(xué)生五人制足球聯(lián)賽的運(yùn)動(dòng)員，以下簡(jiǎn)稱無經(jīng)驗(yàn)隊(duì)員，6人，18次出場(chǎng)），采取獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，對(duì)比兩組運(yùn)動(dòng)員在每一項(xiàng)負(fù)荷變量的均值差異。在兩次均值差異對(duì)比中，P<0.05被認(rèn)定為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 五人制足球教學(xué)比賽中運(yùn)動(dòng)員負(fù)荷的總體特征

由表1可見，大學(xué)生五人制足球教學(xué)比賽中，運(yùn)動(dòng)員的平均心率為（171.6±10.7）次/min，68.6%的比賽時(shí)間處于中高強(qiáng)度以上心率區(qū)間（>160次/min）。通過采取“220-年齡”來估算最大心率，則可得出大學(xué)生五人制運(yùn)動(dòng)員在比賽中的平均心率約為最大心率的86.4%，而160次/min的心率約為81%最大心率，即大學(xué)生五人制足球比賽中有68.6%的比賽時(shí)間運(yùn)動(dòng)員是處于自身最大心率的81%以上心率區(qū)間的。Barbero-Alvarez等[9]的研究顯示，在西班牙五人制職業(yè)足球比賽中，運(yùn)動(dòng)員的平均心率約為174次/min，占最大心率的90%，且超過70%的比賽時(shí)間都處于170次/min以上的心率區(qū)間內(nèi)。Makaje等[8]對(duì)泰國的五人制足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了研究，結(jié)果認(rèn)為泰國五人制職業(yè)足球運(yùn)動(dòng)員在比賽中的平均心率為175次/min，占最大心率的89.8%，而泰國大學(xué)生五人制足球運(yùn)動(dòng)員的比賽平均心率為170次/min，占最大心率的86.2%。Alexandre等[10]的文獻(xiàn)綜述顯示，在十一人制足球比賽中，無論是友誼賽還是正式比賽，青年和成年運(yùn)動(dòng)員的平均心率介于165～175次/min，占最大心率的80%～89%。由此可見，正式的五人制足球賽的內(nèi)部負(fù)荷要高于十一人制足球比賽，而五人制教學(xué)賽和友誼賽的內(nèi)部負(fù)荷則與十一人制足球比賽相接近。

由表1可見，運(yùn)動(dòng)員在比賽時(shí)間內(nèi)平均每分鐘跑動(dòng)（90.9±7.6） m，其中高強(qiáng)度跑動(dòng)距離為6.5 m（占7.1%），步行和慢跑距離為53.9 m（占59.3%），高強(qiáng)度的加速和減速跑動(dòng)距離分別為4.7和3.4 m，運(yùn)動(dòng)員在比賽中的最大跑動(dòng)速度平均為（22.0±2.2） km/h。前人的研究結(jié)果顯示：澳大利亞國家級(jí)別五人制足球聯(lián)賽運(yùn)動(dòng)員在比賽中每分鐘跑動(dòng)距離約138 m，地區(qū)聯(lián)賽運(yùn)動(dòng)員每分鐘跑動(dòng)距離約130 m[11]；泰國職業(yè)五人制足球運(yùn)動(dòng)員在比賽中跑動(dòng)總距離達(dá)到5 087 m，大學(xué)生五人制足球運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)總距離為4 528 m，但研究人員并未給出出場(chǎng)時(shí)間[8]；西班牙職業(yè)五人制足球運(yùn)動(dòng)員在比賽中每分鐘跑動(dòng)距離有兩個(gè)研究結(jié)果，一為117 m[9]，另一為121 m[7]；巴西職業(yè)五人制足球運(yùn)動(dòng)員在正式比賽中每分鐘跑動(dòng)距離為104 m，熱身賽中每分鐘跑動(dòng)距離約為94 m[2，6]。本研究設(shè)定的跑動(dòng)速度劃分標(biāo)準(zhǔn)與后兩個(gè)研究[2，6]接近，巴西職業(yè)五人制足球運(yùn)動(dòng)員在比賽中的跑動(dòng)距離15%為高強(qiáng)度跑動(dòng)，57%為步行和慢跑，最大跑動(dòng)速度為28 km/h。Makaje等[8]對(duì)泰國五人制足球運(yùn)動(dòng)員的研究將18 km/h以上速度的跑動(dòng)劃分為高強(qiáng)度跑動(dòng)（高于本研究的標(biāo)準(zhǔn)），將8 km/h以下速度的跑動(dòng)劃分為步行與慢跑（與本研究相同），結(jié)果顯示泰國大學(xué)生五人制足球運(yùn)動(dòng)員在比賽中的跑動(dòng)距離有13.3%為高強(qiáng)度跑，51.9%為步行和慢跑。由上述結(jié)果可見，我國大學(xué)生五人制足球運(yùn)動(dòng)員在比賽中的跑動(dòng)距離和高強(qiáng)度跑動(dòng)偏低，低強(qiáng)度跑動(dòng)偏高，比賽節(jié)奏偏慢。

2.2 十一人制足球位置對(duì)五人制足球比賽負(fù)荷的影響

如表2所示，十一人制足球隊(duì)中后場(chǎng)隊(duì)員與中前場(chǎng)隊(duì)員在五人制足球比賽中的平均心率、低強(qiáng)度心率區(qū)間、中等強(qiáng)度心率區(qū)間和高強(qiáng)度心率區(qū)間4個(gè)內(nèi)部負(fù)荷變量都不體現(xiàn)出顯著性差異，雖然在中高強(qiáng)度心率區(qū)間這一變量出現(xiàn)顯著性差異，但可以看到這幾項(xiàng)變量的標(biāo)準(zhǔn)差都非常大，即無法明確判斷兩類隊(duì)員在比賽中內(nèi)部負(fù)荷的差異性。

在外部負(fù)荷方面，中前場(chǎng)隊(duì)員比中后場(chǎng)隊(duì)員出現(xiàn)更多的低速跑（P=0.001）、中速跑（P=0.03）和沖刺跑（P=0.043），與此同時(shí)，與加速度相關(guān)的所有外部負(fù)荷變量中，中前場(chǎng)隊(duì)員均比中后場(chǎng)隊(duì)員的數(shù)值要高（P值介于0.000與0.035）。

在十一人制足球比賽中，中后場(chǎng)隊(duì)員的沖刺跑動(dòng)距離要顯著性低于中前場(chǎng)隊(duì)員，而低強(qiáng)度加速跑動(dòng)距離則顯著高于中前場(chǎng)隊(duì)員，而其他速度段和其他加速段下的跑動(dòng)距離，中后場(chǎng)隊(duì)員與中前場(chǎng)隊(duì)員呈現(xiàn)出顯著性差異[12]。由此可見，五人制足球的專項(xiàng)體能并非是十一人制足球?qū)ｍ?xiàng)體能的簡(jiǎn)單遷移，但十一人制足球中的中前場(chǎng)隊(duì)員在五人制足球比賽中比中后場(chǎng)隊(duì)員會(huì)完成更多的加速和急停動(dòng)作。

2.3 五人制足球比賽經(jīng)驗(yàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員比賽負(fù)荷的影響

由表3可見，有五人制足球比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員與無五人制比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員在內(nèi)部負(fù)荷相關(guān)變量皆不體現(xiàn)出顯著性差異，而大多數(shù)的外部負(fù)荷相關(guān)變量出現(xiàn)顯著性差異。無比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員在比賽中的跑動(dòng)總距離，慢跑、低速跑、中速跑、高速跑、高強(qiáng)度減速跑、高強(qiáng)度加速跑和低強(qiáng)度加速跑距離以及加速度負(fù)荷都顯著性低于有比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員（P值介于0.000和0.011），而在步行距離這一項(xiàng)指標(biāo)上則顯著性高于有比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員（P=0.041）。對(duì)于這一研究結(jié)果的出現(xiàn)，可能的解釋有兩種：一是有五人制足球比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員更加熟悉比賽節(jié)奏，能在比賽中更合理地分配自己的體能，以較小的消耗完成比賽任務(wù)，而無經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員則恰恰相反，因?yàn)椴皇煜け荣惞?jié)奏，導(dǎo)致體能消耗偏大；二是可能無比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員在比賽中表現(xiàn)得更加積極主動(dòng)，試圖在教學(xué)比賽中給教練員留下更好的印象，爭(zhēng)取更多的上場(chǎng)機(jī)會(huì)。

3 結(jié)論與建議

大學(xué)生五人制足球教學(xué)比賽中，運(yùn)動(dòng)員的內(nèi)部負(fù)荷特征表現(xiàn)為：賽時(shí)平均心率處在中高強(qiáng)度心率區(qū)間，70%的比賽時(shí)間處于中高強(qiáng)度以上心率區(qū)間；運(yùn)動(dòng)員的外部負(fù)荷特征表現(xiàn)為：跑動(dòng)距離和高強(qiáng)度跑動(dòng)距離偏低，低強(qiáng)度跑動(dòng)距離偏高，比賽節(jié)奏偏慢。十一人制足球的中前場(chǎng)隊(duì)員比中后場(chǎng)隊(duì)員在五人制足球比賽中出現(xiàn)更多的低速跑、中速跑和沖刺跑，與此同時(shí)，中前場(chǎng)隊(duì)員在加速度相關(guān)的所有外部負(fù)荷變量中均比中后場(chǎng)隊(duì)員的數(shù)值要高。有五人制足球比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員與無五人制比賽經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員在內(nèi)部負(fù)荷相關(guān)變量皆不體現(xiàn)出顯著性差異，而在大多數(shù)的外部負(fù)荷相關(guān)變量都出現(xiàn)顯著性差異。

本研究的數(shù)據(jù)結(jié)果還可以為大學(xué)生五人制足球的科學(xué)選材提供一定的理論依據(jù)。但是，需要指出的是，運(yùn)動(dòng)員在足球比賽中的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷受比賽隊(duì)伍的實(shí)力差距、技戰(zhàn)術(shù)和比賽的性質(zhì)影響較大，本研究只是以一支足球隊(duì)作為研究樣本，研究結(jié)果的普遍性受到一定的限制，將來的研究應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量與取樣范圍，以獲得更加科學(xué)精確的研究結(jié)果。

本研究由廣東普省通高校青年創(chuàng)新人才類項(xiàng)目（2016WQNCX015）資助完成。上海灝江貿(mào)易有限公司（澳大利亞Catapult Innovation公司在中國大陸的優(yōu)先供應(yīng)商）對(duì)本研究提供設(shè)備支持，在此表示衷心感謝！

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