毛旭江,朱偉鳴,陳 翀

(1.浙江體育科學研究所，浙江 杭州 310004；2.浙江體育職業(yè)技術(shù)學院，浙江 杭州 311231)

實用簡攜式節(jié)奏訓練儀器的開發(fā)與應用
——以田徑跑、跨、跳項目為例

毛旭江1,朱偉鳴2,陳 翀2

(1.浙江體育科學研究所，浙江 杭州 310004；2.浙江體育職業(yè)技術(shù)學院，浙江 杭州 311231)

通過對以往節(jié)奏訓練儀器優(yōu)缺點的分析，結(jié)合田徑項目節(jié)奏特征及實際訓練需要，開發(fā)了方便快捷、廉價、實用、有效的節(jié)奏訓練儀器，并提出了一些實際應用的方案。

節(jié)奏；訓練儀器；應用

0 前 言

“節(jié)奏”一詞在《漢語詞典》中解釋為自然界或人文藝術(shù)界因變化而豐富進化，在包括高度、寬度、深度、時間等多維空間內(nèi)的有規(guī)律或無規(guī)律的階段性變化。節(jié)奏變化為事物發(fā)展本原，相對論變化的結(jié)果[1]?？梢娙魏问挛锏倪\動、發(fā)展和變化均離不開節(jié)奏。在田徑中跑、跳、跨等項目，良好的節(jié)奏能使技術(shù)動作更經(jīng)濟而有實效，體能分配更合理。如劉翔在訓練中采用縮短欄間距來提高欄間節(jié)奏；女子優(yōu)秀400m欄運動員黃瀟瀟采用美國Beep Coach節(jié)奏提示設備來輔助訓練全程節(jié)奏；在訓練中也不難見到教練靠擊掌或敲打一些物體發(fā)出的聲音來輔助運動員以一定的節(jié)奏完成某個動作，經(jīng)一定時間的反復練習，使運動員形成一定的節(jié)奏感。所謂“節(jié)奏感”，是指在“節(jié)奏”這一客體的作用下，大腦皮層產(chǎn)生興奮，從而引起一系列的心理活動，而后通過神經(jīng)中樞協(xié)調(diào)統(tǒng)一支配生理機能——即人的肢體和器官，準確地完成符合節(jié)奏律動的肌肉或肢體動作技巧的能力[2]，并在以后的訓練或比賽中體現(xiàn)出來。

1 以往節(jié)奏輔助訓練設備的優(yōu)點及局限性

表1 以往節(jié)奏輔助訓練設備的優(yōu)點及局限性

如表1所列，擊掌或敲打器具發(fā)出的聲音，是教練員憑借對某項目或者某個具體動作的理解，以及對運動現(xiàn)象主觀感知敲打而出的，是經(jīng)驗式的。這種節(jié)奏(聲音的輕重及間隔)完全憑借于敲擊者主觀的節(jié)奏感覺，未必與運動員專項技術(shù)動作的節(jié)奏相吻合，多次敲打的一致性很難掌控，而且運動員間的節(jié)奏又不盡相同。

合理分配體能對中長距離跑非常重要，內(nèi)部表現(xiàn)為各供能系統(tǒng)的合理、充分利用，外部表現(xiàn)為跑的節(jié)奏或稱跑速的合理變化。據(jù)了解Beep coach 只能提供時間間隔相等的聲信號，這在運動員進行勻速跑時，是可行的，而事實上跑項目是非勻速的，即便可通過調(diào)整場地非等間隔的標記來實現(xiàn)非勻速跑信號提示，但給實際操作者帶來不便。

2 研制方法

2.1攝像測量法

通過定點拍攝、跟蹤掃描等結(jié)合的攝像方法，捕捉運動過程。剪輯、同步要分析的片段，在軟件上進行處理，測出數(shù)據(jù)。

2.2數(shù)理統(tǒng)計法

對所獲數(shù)據(jù)在EXCEL2003上進行整理與統(tǒng)計。

2.3制作過程

2.3.1所需軟件。會聲會影視頻軟件；EXCEL2003；合適的音頻素材(考慮振幅、波長、時長，如1000-700，就是振幅為1000，頻率為700Hz，時長可根據(jù)節(jié)奏間隔的長短或項目的精確度要求來定，如單步步時一般為0.20s左右，制作步步節(jié)奏可選擇時長為0.04s的素材，而50m分段的節(jié)奏時可采用0.08s、0.12s的音頻素材)。

2.3.2 所需硬件。電腦、音頻播放器(MP3類)、擴音機，播放器與擴音機的音頻連接線。

2.3.3 實現(xiàn)的技術(shù)路線。

2.3.3.1 節(jié)奏數(shù)據(jù)源及音頻素材源。如圖1所示，節(jié)奏數(shù)據(jù)源主要來自兩條途徑，一是根據(jù)教練員的訓練目的或計劃，設置整個訓練過程或者每個練習動作的節(jié)奏；二是通過科研人員在運動現(xiàn)場進行攝像測得運動員實際訓練或比賽中的動作或者整個運動過程的節(jié)奏參數(shù)。音頻信號源主要是從網(wǎng)上下載一些可供信號提示的音頻文件，如汽笛聲、哨子聲、鼓聲等，或者根據(jù)需要直接錄音。

6#樣品顏色為白色，鏡面狀，表面光滑，外觀較為特殊，經(jīng)紅外光譜檢測，該種塑料快遞包裹袋表面存在聚對苯二甲酸乙二醇酯成分，如圖4所示。

2.3.3.2 數(shù)據(jù)源和信號的篩選、及節(jié)奏信號的生成。選取運動員取得較好成績時的節(jié)奏參數(shù)，在EXCEL2003上進行累計統(tǒng)計；同時也對音頻素材進行篩選，選取運動員比較容易接受、而且清晰的音頻源作為素材，在會聲會影軟件中的音頻軌道(含時間線)進行制作，將所要的音頻素材拖動到時間線上一定的位置，生成音頻節(jié)奏信號。注意會9中秒后面的單位以幀數(shù)來計算，在Pal 制式中每秒為25幀，每播放一幀時間加上0.04s。

2.3.3.3 節(jié)奏信號的輸入、輸出。將制作成的節(jié)奏信號輸入到節(jié)奏提示設備(MP3和擴音器)，釋放節(jié)奏信號，提示運動員訓練，經(jīng)長期訓練，形成良好的節(jié)奏感；有些項目，如中長距離跑，亦可在原有節(jié)奏的基礎上，相對應按比例地縮短各分段時間，運動員若能跟上這種漸進式加快的節(jié)奏，那么成績就會有所提高。此時再使用設攝像測量，對運動員是否形成穩(wěn)定的節(jié)奏感進行診斷反饋，如此反復強化。

圖1 應用的模式

3 可供應用的若干參考方案

3.1中跑、跨項目的若干訓練方案

3.1.1 等距等時的設置。訓練運動員保持勻速跑的能力。根據(jù)訓練的要求，計算運動員需要的跑速，如要進行有氧訓練，則可先進行乳酸測試，推算運動員合理的跑速，制作等時間間隔的音頻節(jié)奏，在場地上放置等距離標志點，運動員按節(jié)奏來跑，并根據(jù)節(jié)奏信號和自身跑的位置進行調(diào)整。若有不同節(jié)奏的多名運動員一起訓練時，可設置不同素材的節(jié)奏音頻，并整合在一起使用，見圖2，A、B、C為3種不同音頻素材，分別對應給A、B、C三名運動員一起使用，每名運動員只要能夠辨認自己的音頻信號就可以實現(xiàn)一起訓練。要注意的是在選取音頻素材時，素材之間要容易區(qū)分。

圖2 多名運動員不同節(jié)奏同時訓練

3.1.2 等距不等時的設置。典型例子是400m跨欄欄間、200m多組跑訓練，運動員在實際跑的分欄或分段時間是不等的，因此可以根據(jù)攝像測量運動員實際跑的分段時間，來設定音頻節(jié)奏。假設運動員以6.3、6.5、6.7、6.1s的50m分段時間跑完兩個200m為例，可進行如圖3設計：

圖3 制作多組跑訓練節(jié)奏音頻示意圖

先根據(jù)要設置的分段時間、組與組時間間隔，計算出累計時刻點，將相應的出發(fā)令、節(jié)奏素材、運動員上道提示音頻等依時間的先后拖至會聲會影時間線，最后分享生成音頻文件。在制作的過程中，可以先進行制作含有發(fā)令和時間間隔的音頻的單元1，并將其生成一個文件；單元2的制作可以單元1為素材，在單元1前加入運動員上道前提示音頻，如提前10s上道，生成一個文件；單元3的制作則以單元2為素材，前加一段除去上道前提示時間的空白，生成一個文件；這樣只要間歇時間不變、各組內(nèi)容一樣，進行N組訓練時，只要單元1+(N-1)個單元3就可以了。

出發(fā)令可以錄制真實發(fā)令，亦可自定義，如兩個長的哨音加一個出發(fā)音，后接節(jié)奏信號音；在訓練要完成很多組的情況下，如間歇訓練，需要嚴格控制間歇時間，通過設置組與組之間的間隔時間(音頻文件中為無聲，而在下一組前幾秒提示運動員進行下一組訓練)，從而實現(xiàn)對訓練科學地監(jiān)控。

3.2跳躍項目節(jié)奏的訓練

3.2.1 攝像測量運動員高水平競技狀態(tài)時助跑或跳的節(jié)奏數(shù)據(jù)，進行節(jié)奏音頻制作，讓運動員經(jīng)常性按該節(jié)奏訓練，長期訓練形成較為穩(wěn)定的助跑和起跳的節(jié)奏。

3.2.2 跳深跳遠、單腳跳、跨步跳等輔助跳的練習時，輔以節(jié)奏音頻，可根據(jù)需要進行加快或減慢節(jié)奏。

3.2.3 可針對某一動作環(huán)節(jié)來進行節(jié)奏信號設置，如訓練跳高起跳動作時，根據(jù)運動技術(shù)的分析，可設置認為合理的緩沖和蹬伸的時間，分別設置不同音頻素材的節(jié)奏信號，即蹬伸與緩沖的提示聲音是不同的。

4 結(jié) 論

4.1該節(jié)奏訓練儀器的優(yōu)點

4.1.1 信號間隔精確量化并可按需求任意設定。根據(jù)運動員在大賽中取得好成績時的節(jié)奏，制作節(jié)奏音頻，讓運動員體驗取得好成績時的節(jié)奏。也可設置較為合理的跑、跳、跨的節(jié)奏，輔助訓練。這對運動員的比賽、訓練，以及表象訓練都具有一定的理論和實踐意義。

4.1.2 實現(xiàn)個性化制作。由于可任意設定節(jié)奏的優(yōu)點，進行個性化節(jié)奏制作，滿足每個項目不同運動員的需要。

4.1.3 實現(xiàn)統(tǒng)籌使用。可將多種類型的節(jié)奏整合在一起，供不同水平的運動員同時使用。方法是將不同節(jié)奏的運動員進行分類，同一節(jié)奏類型的運動員采用同一種音頻素材。這樣在許多運動員一起訓練的情況下，可大大減少教練員掐秒表計時的工作量，并可對運動員的跑速進行有效和科學的監(jiān)控。

4.1.4 使用簡單、攜帶方便。①制作成wma格式音頻文件小(約156kb/min)，便于存儲和傳輸；②設備本身體積、重量較小，便于攜帶；③無需外接電源，室外400m場訓練使用功率300W的DORIMI 8602型音響就可滿足需要。室內(nèi)館訓練可用功率和體積更小的擴音設備；④制作有規(guī)律的節(jié)奏，可以靈活復制生成，還可以根據(jù)需要在軟件中進行無級調(diào)速，調(diào)節(jié)節(jié)奏播放的速度；⑤操作簡單，教練員可以實現(xiàn)自己控制。

4.2該節(jié)奏訓練儀器的局限性

4.2.1 在大范圍訓練空間使用時，需考慮聲波在空氣中傳播的時間，盡可能將儀器放在訓練場地的幾何中心；并根據(jù)擺放位置計算聲音傳播時間產(chǎn)生的誤差，加以校正。如有體積較小的多向傳播的擴音機將可減小誤差。

4.2.2 在節(jié)奏非?？斓那闆r下，制作時只能精確到0.04s的精度，即只能是0.04s的倍數(shù)的時刻才能制作，當節(jié)奏的時間間隔不是0.04s的倍數(shù)時，需要通過換算，并在軟件中進行按比例的調(diào)整播放速度。

[1] http://baike.baidu.com/view/3007.htm.

[2] http://zhidao.baidu.com/question/13183570.html?si=1.

[3] 李廣文.1994年～2004年100m運動員速度特征研究(綜述)[J].首都體育學院學報,2005,17(2).

[4] 苑廷剛,宋帥.我國優(yōu)秀女子400米欄運動員黃瀟瀟全程跑節(jié)奏技術(shù)的研究[C].第八屆全國體育科學大會論文摘要匯編(一), 2007.

[5] 許以誠,米衛(wèi)國,張蒙漢. 劉翔110m欄跨欄的欄間跑節(jié)奏分析與診斷[J].體育科研,2005, 26 (5).

DevelopmentandApplicationofthePracticalPortableRhythmTrainingEquipment

MAO Xu-jiang1,ZHU Wei-ming2,CHEN Chong2

(1.Zhejiang Research Institute of Sports Science,Hangzhou 310004,China;2.Zhejiang College of Sports,Hangzhou 311231,China)

Through analyzing the strengths and weaknesses on traditional rhythm training equipment, a kind of new rhythm trainer was opened up and some corresponding training methods were put forward by the authors in this paper concerning the rhythm in field and track events and the actual training needs. This was an effective one with the characteristics of low-cost, convenient and efficient that can meet training needs on many occasions.

rhythm；training equipment；application

2010-07-05

毛旭江(1980-)，男，浙江浦江人，碩士，研究方向為運動生物力學.

1004-3624(2011)05-0110-03

G818.3

A