影響我國高水平游泳運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身效果的因素分析

李美慧，劉 卉，高 捷

LI Meihui，LIU Hui*，GAO Jie

競技游泳由出發(fā)、途中游、轉(zhuǎn)身和沖刺到邊4個部分組成，轉(zhuǎn)身技術(shù)效果對成績有重要影響，水下技術(shù)動作的優(yōu)勢對運(yùn)動員取得優(yōu)異成績有很大幫助，尤其在自由泳轉(zhuǎn)身翻滾動作結(jié)束后至15 m處階段的優(yōu)勢可以減少速度上的損失（Connaboy，2016；Veiga et al.，2014）。自由泳轉(zhuǎn)身距離在100 m比賽中占14%～15%，200 m占21%，400 m占24%以上（房海蛟，2003；鄭毅賢，1994），而1 500 m自由泳長池比賽需要做29次轉(zhuǎn)身動作（沈潛，1979，1978），與轉(zhuǎn)身有關(guān)的距離達(dá)到435 m，占總距離的29%，并且在短池游泳比賽中，轉(zhuǎn)身對成績的影響更大，可見優(yōu)化轉(zhuǎn)身技術(shù)對于高水平游泳運(yùn)動員至關(guān)重要（林洪等，2015；張丹霞 等，2013；張躍 等，2013；趙清源，2002）。

轉(zhuǎn)身技術(shù)的優(yōu)化可幫助運(yùn)動員提高成績，在長距離項(xiàng)目中可幫助運(yùn)動員節(jié)省體能。合理運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)方法分析運(yùn)動技術(shù)，對提高運(yùn)動成績和預(yù)防運(yùn)動損傷具有重要意義（劉宇，2017）。目前，國內(nèi)對游泳項(xiàng)目采用運(yùn)動生物學(xué)方法手段分析技術(shù)動作的研究相對較少。相關(guān)研究對不同等級的運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)動作進(jìn)行分析，通過相關(guān)以及多元回歸的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析不同階段對自由泳轉(zhuǎn)身效果的影響（Puel et al.，2010），使用水下肌電、可穿戴定位陀螺儀進(jìn)行自由泳轉(zhuǎn)身水下技術(shù)動作的監(jiān)測（Pereira et al.，2015；Vannozzi G et al.，2010），運(yùn)用生物力學(xué)技術(shù)檢測對自由泳轉(zhuǎn)身不同階段的動作技術(shù)進(jìn)行分析（Araujo et al.，2010；Connaboy，2016）。本研究旨在通過運(yùn)動生物力學(xué)的技術(shù)監(jiān)測方法對我國高水平游泳運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身動作進(jìn)行分析，了解影響自由泳轉(zhuǎn)身效果的技術(shù)和下肢力量因素。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

受試者為18名我國國家游泳隊(duì)現(xiàn)役運(yùn)動員，主項(xiàng)泳姿均為自由泳，運(yùn)動等級均為國際健將。男運(yùn)動員8名，身高183.6±3.7 cm，體重81.1±7.7 kg。女運(yùn)動員10名，身高174.9±4.6 cm，體重63.2±4.6 kg。

1.2 數(shù)據(jù)采集

采用GoPro HERO4 Silver運(yùn)動攝像機(jī)進(jìn)行水下拍攝，拍攝頻率為50 HZ。鏡頭距拍攝平面5 m，距水面0.7 m，距離轉(zhuǎn)身池壁2.5 m。測試泳道為第2泳道，受試者從距池邊15 m處全力游進(jìn)，按照自己的習(xí)慣技術(shù)形式完成轉(zhuǎn)身動作后再全力游至15 m處。獲取受試者轉(zhuǎn)身前游進(jìn)5 m和轉(zhuǎn)身后游出去5 m視頻，每名運(yùn)動員共拍攝3次轉(zhuǎn)身技術(shù)，選取轉(zhuǎn)身10 m時間最快1次（圖1）。

圖1 水下拍攝示意圖Figure 1. Underwater Shooting

使用三維測力臺對18名運(yùn)動員下蹲縱跳（CMJ）動作進(jìn)行測試，獲得縱跳高度及最大瞬時力。測試時，運(yùn)動員雙手叉腰，雙腳與肩同寬站立于測力臺上，聽到儀器提示音后，快速下蹲后立即向上全力縱跳，縱跳后雙腳落于原地，雙腿微屈進(jìn)行緩沖，測試結(jié)果通過軟件處理得到運(yùn)動員的縱跳高度及瞬時最大力，每名運(yùn)動員進(jìn)行3次測試，選取最大值進(jìn)行分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用瑞士Dartfish運(yùn)動視頻技戰(zhàn)術(shù)分析系統(tǒng)進(jìn)行視頻圖像分析，以泳道中間位置的池底標(biāo)志物進(jìn)行長度標(biāo)定。依據(jù)相關(guān)研究中對于轉(zhuǎn)身技術(shù)較常用的運(yùn)動學(xué)參數(shù)的歸納（王麗等，2011），截取運(yùn)動員在距池壁5 m范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)身共10 m距離內(nèi)的運(yùn)動為轉(zhuǎn)身階段。以頭距池壁5 m、最后一次劃臂結(jié)束、腳觸壁、腳離壁和轉(zhuǎn)身后頭距池壁5 m共5個特征時刻，將轉(zhuǎn)身階段劃分為游進(jìn)階段、翻滾階段、蹬壁階段、蹬離游出階段，并計(jì)算各動作階段時間、運(yùn)動員速度、和距離等運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)。

應(yīng)用Dartfish軟件分析計(jì)算運(yùn)動員處于5個特征時刻頭頂點(diǎn)距池壁的距離和游進(jìn)速度。并分析計(jì)算轉(zhuǎn)身10 m時間和4個階段的時間。本研究中，轉(zhuǎn)身10 m時間是指從運(yùn)動員游進(jìn)時頭距離池壁5 m開始，至轉(zhuǎn)身結(jié)束后游出階段頭到5 m處時間；游進(jìn)5 m時間指運(yùn)動員頭距池壁5 m到腳觸壁的時間，是本研究中游進(jìn)階段和翻滾階段的時間之和。以運(yùn)動員頭頂運(yùn)動速度代表游進(jìn)速度。翻滾階段距離指最后一次劃臂結(jié)束時頭頂?shù)匠乇诘木嚯x。

1.4 數(shù)據(jù)分析

以轉(zhuǎn)身10 m的時間作為評價轉(zhuǎn)身效果的指標(biāo)，以其作為因變量，應(yīng)用皮爾森相關(guān)分析，以縱跳成績、各動作階段時間、速度參數(shù)作為自變量，分析運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)數(shù)據(jù)和下肢蹬伸能力與轉(zhuǎn)身效果的相關(guān)性，探索高水平運(yùn)動員轉(zhuǎn)身技術(shù)的特點(diǎn)及影響轉(zhuǎn)身速度的下肢力量因素和技術(shù)因素。所有統(tǒng)計(jì)分析用IBM SPSS Statistics 24軟件完成，顯著性水平定為一類誤差不大于0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 各階段指標(biāo)與轉(zhuǎn)身10 m時間的關(guān)系

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，我國高水平女子運(yùn)動員轉(zhuǎn)身10 m時間與游進(jìn)階段時間、翻滾時間、游進(jìn)5 m時間呈顯著正相關(guān)，與最后一次劃臂結(jié)束時速度呈顯著負(fù)相關(guān)，與蹬壁時間、游出5 m時間、游進(jìn)階段速度、蹬壁速度、第一次水下腿速度和翻滾階段距離的相關(guān)性不顯著。我國高水平男子游泳運(yùn)動員轉(zhuǎn)身10 m時間只與游進(jìn)5 m時間呈顯著相關(guān)，與距池壁5 m時的速度負(fù)相關(guān)關(guān)系顯著，與其他各階段時間和各時刻速度相關(guān)關(guān)系不顯著（表1）。

表1 自由泳轉(zhuǎn)身時間、速度、距離與轉(zhuǎn)身10 m時間相關(guān)結(jié)果Table 1 Relevant Results of Flip Turn Time，Speed，Distance and Turn-Around 10 Meters Time

2.2 各階段指標(biāo)之間的關(guān)系

我國高水平女子游泳運(yùn)動員完成自由泳轉(zhuǎn)身的過程中，各個階段的時間之間均不存在顯著性相關(guān)關(guān)系。但男子運(yùn)動員游進(jìn)階段時間和蹬壁階段時間負(fù)相關(guān)關(guān)系顯著，表現(xiàn)為游進(jìn)階段時間越短，蹬壁過程時間越長（表2）。

表2 運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身各階段時間的相關(guān)關(guān)系Table 2 The Correlation betweenAthletes'Flip Turn and the Various Stages of Time

運(yùn)動員在距池壁5 m時的速度、最后一次劃臂結(jié)束時的速度、腳蹬離池壁時的速度和第一次打海豚腿時的速度之間不存在顯著相關(guān)關(guān)系（表3）。

從本研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，翻滾階段距離，也就是最后一次劃水結(jié)束時頭到池壁的距離與腳蹬離池壁時的速度有負(fù)相關(guān)的趨勢。女子運(yùn)動員翻滾階段距離與轉(zhuǎn)身后第一次水下打腿時的速度呈顯著負(fù)相關(guān)（表4）。

表3 運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身各階段速度的相關(guān)關(guān)系Table 3 The Correlation between the Speed ofAthletes'Flip Turn and the Speed of Each Stage

表4 翻滾階段距離與轉(zhuǎn)身各階段技術(shù)指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系Table 4 Correlation between the Rolling Phase Distance and the Technical Indicators of Each Stage of Turning

2.3 轉(zhuǎn)身技術(shù)數(shù)據(jù)與CMJ高度的關(guān)系

我國高水平女子游泳運(yùn)動員原地CMJ高度為39.22±3.57 cm，男子為52.45±6.02 cm。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，我國高水平女子游泳運(yùn)動員CMJ高度與轉(zhuǎn)身技術(shù)各階段時間和速度的關(guān)系均不顯著，而男運(yùn)動員CMJ高度與游進(jìn)階段時間和距池壁5 m時的速度有顯著相關(guān)關(guān)系，CMJ高度越高的運(yùn)動員距池壁5 m時速度越快，游進(jìn)階段時間越短。不論男女運(yùn)動員，CMJ高度與蹬壁階段時間和腳蹬離池壁時的速度均無顯著性相關(guān)關(guān)系，與轉(zhuǎn)身10 m時間也沒有顯著相關(guān)關(guān)系（表5）。

表5 運(yùn)動員下蹲縱跳高度與轉(zhuǎn)身各階段技術(shù)指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系Table 5 Correlation between the Vertical Jump Height of Athletes and the Technical Indicators of Each Stage of Turning

3 討論

本研究結(jié)果表明，影響我國男女高水平游泳運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身效果的因素略有不同。影響女運(yùn)動員轉(zhuǎn)身效果的因素包括游進(jìn)階段時間、翻滾動作時間、游進(jìn)5 m時間以及最后一次劃臂結(jié)束時的速度，影響男運(yùn)動員轉(zhuǎn)身效果的因素為游進(jìn)5 m的時間和距池壁5 m時的速度。游進(jìn)5 m時間是指從頭距池壁5 m到腳觸壁的時間，包括游進(jìn)階段時間和翻滾動作時間。游進(jìn)5 m時間是影響運(yùn)動員專項(xiàng)效果的共同因素。對女運(yùn)動員來說，游進(jìn)階段時間和翻滾動作時間都各自分別影響轉(zhuǎn)身10 m時間，但男運(yùn)動員的游進(jìn)5 m時間和翻滾動作時間沒有分別影響轉(zhuǎn)身效果。有研究對15名國內(nèi)外優(yōu)秀自由泳運(yùn)動員測定的指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)與回歸分析得出，影響自由泳轉(zhuǎn)身效果的主要因素有游進(jìn)5 m線至兩腳觸壁的時間、蹬出時髓關(guān)節(jié)角度、蹬出速度、腳觸壁至蹬出頭到2 m線的時間（朱泰昌等，1992）。本研究部分支持前人研究結(jié)果，本研究中蹬離池壁時的速度和蹬離后游出5 m的時間并不影響運(yùn)動員轉(zhuǎn)身效果。

本研究結(jié)果表明，提高觸壁前游進(jìn)和翻滾速度，縮短觸壁前動作時間將有利于提高轉(zhuǎn)身效果。因此，我國高水平游泳運(yùn)動員在做自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)練習(xí)時，應(yīng)注重提高游進(jìn)階段的速度，轉(zhuǎn)身前應(yīng)避免頭部上抬、通過眼睛的觀察來判斷轉(zhuǎn)身距離，或在轉(zhuǎn)身前換氣過多，更要避免通過滑行調(diào)整轉(zhuǎn)身距離，從而減少游進(jìn)階段的時間，提高自由泳轉(zhuǎn)身效果。

翻滾階段時間顯著影響女運(yùn)動員轉(zhuǎn)身效果，雖然縮短翻滾階段時間不獨(dú)立影響男運(yùn)動員轉(zhuǎn)身效果，但由于其是組成觸壁前時間的重要部分，因此本研究結(jié)果可以說明，無論男女運(yùn)動員在轉(zhuǎn)身時均應(yīng)積極快速完成翻滾動作，縮短觸壁前時間，以提高轉(zhuǎn)身效果。翻滾類的轉(zhuǎn)身距離與運(yùn)動員的身高、體重、下肢長度密切相關(guān)，且轉(zhuǎn)身距離對轉(zhuǎn)身時的動作姿勢有一定影響（Blanksby et al.，2004）。本研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動員開始翻滾時的位置會在一定程度上影響蹬離池壁時的速度，且對女運(yùn)動員來說，會進(jìn)一步影響水下滑行的速度。開始翻滾的位置距池壁越近，運(yùn)動員翻滾時身體團(tuán)的越緊，越有利于加快翻滾時間。同時，翻滾距離近還會增加運(yùn)動員腳觸壁時膝關(guān)節(jié)屈角。有國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，我國部分運(yùn)動員在自由泳項(xiàng)目中轉(zhuǎn)身過早導(dǎo)致轉(zhuǎn)身距離較遠(yuǎn)，膝關(guān)節(jié)角度較大影響了腿部蹬伸的效果，自由泳轉(zhuǎn)身翻滾前的距離的對轉(zhuǎn)身時翻滾動作有很大的影響（時昌松，2010）。有國外學(xué)者對34名運(yùn)動員的自由泳轉(zhuǎn)身技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)蹬壁時膝關(guān)節(jié)屈角在100°～120°會提供更大的峰值力和沖量（Connaboy，2016）。

本研究相關(guān)分析結(jié)果顯示，女運(yùn)動員最后一次劃臂結(jié)束時的游速越快，轉(zhuǎn)身10 m時間越短，而男運(yùn)動員距池壁5 m時速度越快，轉(zhuǎn)身10 m時間越短。這說明，對于女運(yùn)動員來說，最后一次劃臂所產(chǎn)生的速度顯著影響轉(zhuǎn)身效果，最有一次劃臂要堅(jiān)決和充分，確保在翻滾前不降速。而男運(yùn)動員轉(zhuǎn)身效果受途中游速度影響，途中游速度越快，轉(zhuǎn)身時間越短，男運(yùn)動員在距離池壁5 m時不能由于準(zhǔn)備轉(zhuǎn)身而降速。本研究還發(fā)現(xiàn)，蹬壁階段時間、蹬離時的速度、游出5 m的時間和第一次打水下腿的速度均與轉(zhuǎn)身10 m時間無顯著相關(guān)。這說明，目前影響我國優(yōu)秀游泳運(yùn)動員轉(zhuǎn)身效果的主要因素在于游進(jìn)階段和翻滾階段，即腳觸壁前各動作的時間和速度。

18名高水平運(yùn)動員CMJ高度對轉(zhuǎn)身10 m時間、蹬離階段時間、蹬離池壁時速度、以及轉(zhuǎn)身后第一次水下腿速度均無影響，這說明，運(yùn)動員下肢爆發(fā)力或彈跳能力的強(qiáng)弱并不影響自由泳轉(zhuǎn)身蹬離池壁的速度和之后的游速。在日常訓(xùn)練中所用的下肢訓(xùn)練動作是否能夠真的提高自由泳轉(zhuǎn)身蹬離池壁的速度需要通過實(shí)驗(yàn)得到進(jìn)一步的證實(shí)（Cronin et al.，2007）。Maglischo在著作《游得最快》中提到自由泳轉(zhuǎn)身蹬離池壁時，雙腿在伸展時應(yīng)逐漸加速。關(guān)于這個說法已有研究證實(shí)，其原理是逐漸增加速度和力量會使運(yùn)動員在獲得最大速度時保持流線型的姿勢，從而減少蹬離池壁時帶來的阻力，使運(yùn)動員可以通過更少的能量消耗獲得更大的速度（Maglischo，2016）。我國教練員也認(rèn)為，游泳運(yùn)動員的出發(fā)和轉(zhuǎn)身更多需要下肢最大力量，故下肢彈跳類或爆發(fā)力動作的訓(xùn)練并不適用于提高自由泳轉(zhuǎn)身蹬離池壁的效果（何新中，2003）。但從本研究結(jié)果可以看出，我國優(yōu)秀男子運(yùn)動員下肢爆發(fā)力與距池壁5 m時的速度和游進(jìn)階段時間有關(guān)，也就是說，下肢爆發(fā)力越好游進(jìn)速度越快。出現(xiàn)這一結(jié)果可能是因?yàn)楸緶y試從距池壁15 m開始全力游進(jìn)，因此爆發(fā)力與游進(jìn)速度有關(guān)。建議在日常訓(xùn)練中適當(dāng)增強(qiáng)運(yùn)動員的下肢最大力量，以提高游泳運(yùn)動員的轉(zhuǎn)身專項(xiàng)力量，提高自由泳轉(zhuǎn)身蹬離池壁時的速度。

4 結(jié)論與建議

通過水下二維平面拍攝和技術(shù)數(shù)據(jù)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，我國高水平女運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身速度主要取決于游進(jìn)階段和轉(zhuǎn)身翻滾動作的時間，以及最后一次劃臂結(jié)束時的速度。我國高水平男游泳運(yùn)動員自由泳轉(zhuǎn)身速度主要取決于游進(jìn)階段加翻滾階段的時間，以及轉(zhuǎn)身前的游速。因此，建議我國優(yōu)秀游泳運(yùn)動員在接近池壁時要避免各種可能導(dǎo)致降速的問題，開始翻滾的距離可以短一些。游泳運(yùn)動員下肢爆發(fā)力或彈跳能力并不影響自由泳轉(zhuǎn)身蹬離池壁的速度和滑行的時間。