黃達(dá)武，陳月亮，吳 瑛，李 稚

(1.上海體育學(xué)院研究生處，上海 200438;2.臺州學(xué)院體育學(xué)院，浙江 臨海 317000;3.湖北理工學(xué)院體育部，湖北 黃石 435003;)

笛卡兒曾說過，最有用的知識是關(guān)于方法的知識。對科學(xué)研究而言更是如此，研究方法的先進性和合理性對研究結(jié)果的新穎性和可靠性有重要影響。回顧人類科學(xué)研究的歷史長廊我們不難發(fā)現(xiàn)，重大研究進展大都建立在研究方法上的突破，研究方法是制約和促進科學(xué)研究長足發(fā)展的關(guān)鍵因素。速度節(jié)奏對體能類競速項目運動成績有重要影響，優(yōu)秀運動員的全程速度節(jié)奏變化是一種戰(zhàn)術(shù)選擇，也是重要的參賽能力［1］。自上個世紀(jì)中后期，國外就展開了針對各競速項目速度節(jié)奏的系統(tǒng)研究，取得了豐富卓越的研究成果，對推動體能類基礎(chǔ)項目的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。國內(nèi)對速度節(jié)奏的研究相對薄弱，且體能類競速項目的滯后一直是制約競技體育實現(xiàn)整體發(fā)展的瓶頸。因此，本文旨在研究和總結(jié)國內(nèi)外成熟的研究方法，為我們將來開展類似的系統(tǒng)研究提供借鑒和啟示，為體能類基礎(chǔ)性項目的發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

1 分段成績與總成績的相關(guān)分析

將全程人為的分為若干段，分析各段的平均速度或分段成績與總成績的關(guān)系是進行速度節(jié)奏研究最常用的方法。Koning JJ等［2］對1988年冬奧會500m速度滑冰男、女運動員分段成績的研究發(fā)現(xiàn)，前100m成績與總成績的相關(guān)系數(shù)為0.88。此后他對1998年自行車世錦賽1 000m前8名分段成績的研究顯示，第一圈的成績與最終成績的相關(guān)系數(shù)是0.71，而最后一圈的成績與最終成績相關(guān)系數(shù)只有0.06［3］。Thomas Muehlbauer等［4］對2007-2008 賽季速度滑冰世界杯5站比賽(34位女運動員和31位男運動員)的分段成績(200m、400m和400m)進行回歸分析，發(fā)現(xiàn)后程比賽成績對1 000m總成績的影響更大，用較短的時間完成后程比賽更容易獲得好成績。此外，Thomas Muehlbauer等［5］對2007-2008 賽季速度滑冰世界杯加拿大站(53位女運動員和61位男運動員)1 500m分段成績(300m，400m，400m和400m)的研究獲得了同樣結(jié)果。我國體育科研工作者也在此方面展開了廣泛研究，例如趙凱豐和夏崇德［6］以100m為分段對27名世界優(yōu)秀男子400m運動運動員的分段成績進行了回歸分析并建立了回歸方程;戴勇［7］對第6屆、第7屆世界田徑錦標(biāo)賽女子400 m決賽前8名運動員的成績進行了相關(guān)和回歸分析，獲得了各分段與總成績的相關(guān)系數(shù)和女子400m跑成績的回歸方程，并在方程的基礎(chǔ)上建立各水平運動員分段應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。此外，任文君等［8］對200m和李風(fēng)雷等［9］對100m都進行了分段時間與總時間的相關(guān)分析。這樣的研究能幫助我們從感性上認(rèn)識某運動項目的制勝特征，且對運動訓(xùn)練實踐具有一定的指導(dǎo)意義。但是，需要注意的是在進行相關(guān)分析時，樣本必須具有同質(zhì)性，如果樣本間的差異較大(文獻(xiàn)［6］中運動員的成績從43.8秒到48秒)，研究結(jié)果就失去了意義。在對相關(guān)系數(shù)進行解釋時必須謹(jǐn)慎，相關(guān)系數(shù)高說明兩者間的趨勢接近，相關(guān)系數(shù)低并不一定代表某分段成績不重要。如果大家在某分段的成績非常接近，或大家在該分段的成績雜亂無章，都會出現(xiàn)該分段與總成績的相關(guān)系數(shù)較低。前一種情況說明大家在該分段已經(jīng)做得很好，而后一種情況說明該段具有較大的訓(xùn)練可塑性。此外，相關(guān)系數(shù)只有經(jīng)過顯著性檢驗才具有較高的推斷性，遺憾的是很少有研究者給出相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計量。

2 模型構(gòu)建

為什么運動員在短距離項目喜歡采用全沖節(jié)奏而長距離項目運動員傾向于消極節(jié)奏，優(yōu)秀運動員獲勝的典型速度節(jié)奏背后有什么原因，類似的相關(guān)問題是體育科研工作者樂于思考并致力研究的問題。對運動員分段速度的相關(guān)研究只能告訴我們“是什么”的問題，而從理論上進行數(shù)學(xué)建模則可以告訴我們“為什么”的問題。速度節(jié)奏的外在表現(xiàn)是速度快慢的變化，而影響它的根本原因是能量輸出功率的改變。因此，理論模型的構(gòu)建也大都以能量的產(chǎn)生和分配為基礎(chǔ)。早在1906年，Kennelly就通過數(shù)學(xué)建模研究發(fā)現(xiàn)，在最短時間完成固定距離比賽的最佳方案是勻速節(jié)奏(even pace)，20年后Sargen和Hill的研究結(jié)果也支持了這一觀點［10］。為了解釋1988年冬奧會500m速度滑冰起始加速階段與最后成績的高度相關(guān)，Koning JJ［11］等構(gòu)建了一速度滑冰功率模型。研究的基本思路是，將蹬冰的總能量分為克服外周阻力F1和使重心速度產(chǎn)生變化的F2做功。外周阻力包括冰面的摩擦力和空氣阻力，由相關(guān)公式計算，F(xiàn)2可以通過重心速度的變化算出，所以總的能量輸出減去冰面摩擦力和空氣阻力等于重心速度的變化。將13位優(yōu)秀速滑運動員(參加過1988年冬奧會或1989年和1990年的世錦賽)自行車實驗的數(shù)據(jù)代入方程求解相關(guān)參數(shù)得到總的能量輸出模型?？偟哪芰枯敵鲇捎醒踝龉蜔o氧做功組成，這樣就可以對比有氧做功和無氧做功對每位運動員最終成績的影響。模型的預(yù)測結(jié)果是無氧能量的分配對短距離項目成績起重要作用，無氧做功相同時，前半程比例大的易獲得更好的成績。因此，作者認(rèn)為500m項目應(yīng)采用全沖型速度節(jié)奏，這與比賽的實際情況也較吻合。根據(jù)模型作者進一步指出，第一秒的加速能力與100m和500m成績高度相關(guān)，高水平運動員間微小差異的絕大部分可由第一秒的加速能力解釋。此外，無氧功率的最大值與500m速滑高度相關(guān)，其平均值與最終成績不具顯著性相關(guān)。這就意味著高水平運動員競技水平主要取決于無氧功率的最大值，而與其平均做功能力相關(guān)性小。G.J.Van Ingen［12］等同樣從能量輸出的角度用自行車實驗?zāi)M了速度滑冰的功率模型。在無氧做功總量不變調(diào)整其前后比例的基礎(chǔ)上，作者預(yù)測了500m、1 000m、1 500m、5 000m和10 000m 5個項目速度滑冰的成績，并與1988年冬奧會各項目的平均成績進行了對比。結(jié)果顯示，模型預(yù)測的成績與實際的比賽成績非常接近，誤差不超過1.6%;對于500m和1 000m短距離項目，起始階段的輸出功率比總的做功量對成績的影響更大，優(yōu)秀運動員的磷酸肌酸(CP)儲存量并不比一般選手大，而是在開始幾秒鐘的降解能力更好;對于長距離項目運動員應(yīng)采取積加速后接勻速節(jié)奏，以減小空氣阻力的影響。隨后，G.J.Van Ingen等［13］采用同樣的方法對1 000m和4 000m自行車的能量輸出構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型，且對模型的預(yù)測值與1990年世錦賽的實際比賽結(jié)果進行了比對。結(jié)果是模型的預(yù)測效度較高，1 000m成績?nèi)Q于最初階段的能量輸出功率，而4 000m比賽應(yīng)采用積加速接勻速節(jié)奏。

此外，還有大量類似的研究，例如 Sabino Padilla［14］等對 1 小時自行車計時賽、Joyner MJ 等［15］對馬拉松、Di Prampero PE 等［16］和 Olds TS［17］等對自行車的理論模型研究。可以說模型的構(gòu)建極大地提高了速度節(jié)奏研究的科學(xué)性，通過模型預(yù)測能有效提高運動訓(xùn)練的實效性和經(jīng)濟性。但是這些模型的數(shù)據(jù)大都以實驗室的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，即使考慮了外界阻力對能量效率的影響，但疲勞、代謝累積、技術(shù)和外界環(huán)境對能量產(chǎn)生和效率的影響是未來理論模型研究必須考慮的問題，這也是為什么模型對短距離項目的預(yù)測效度要高于長距離項目［13］。

3 對照實驗

對照實驗是指控制比賽的全程或某部分，使其按既定的節(jié)奏進行，探討以不同節(jié)奏完成控制部分對運動成績和生理指標(biāo)的影響。這也是速度節(jié)奏研究的常用方法，是理論向?qū)嵺`過渡的橋梁，其研究成果具有較高的應(yīng)用價值。Robinson是第一個采用對照實驗對速度節(jié)奏進行系統(tǒng)研究的先驅(qū)，研究對象是3名優(yōu)秀男子運動員，分別以3種不同的速度節(jié)奏(前快后慢，平穩(wěn)，前慢后快)完成同樣距離的跑臺實驗，完成實驗的總時間相同，且快速和慢速在相應(yīng)實驗中所占的比例也一樣，目的是探討總的氧耗(包括運動后過量氧耗)、血乳酸水平和自我疲勞感(RPE)在不同節(jié)奏競賽下的差異，結(jié)果是前快后慢速度節(jié)奏的3個指標(biāo)都是最高的。因此，他建議中長距離的比賽應(yīng)將最大努力過程盡可能的放到比賽的最后階段［6］。Foster等［18］的對照實驗曾產(chǎn)生較大影響，使大家對速度節(jié)奏的重要性有了全新認(rèn)識，他們的研究結(jié)果顯示不同速度節(jié)奏下運動成績的差異足以區(qū)分國際重要比賽前10名的競技水平。C.O.Mattern等［19］為了探討20km自行車啟動階段的合理節(jié)奏，通過全程自選節(jié)奏和遞增負(fù)荷實驗分別獲得了平均輸出功率和最大攝氧量、乳酸閾等指標(biāo)。然后進行2個對照實驗，控制前4分鐘的運動強度，使其分別低于和高于平均輸出功率的15%，后續(xù)實驗的要求是盡快完成比賽，對比完成時間和生理指標(biāo)間的差異。結(jié)果是低于平均輸出功率15%的實驗成績顯著高于對照實驗，且其運動后血乳酸水平顯著低于對照實驗和自選節(jié)奏實驗。P J.Saraslanidis等［20］研究了前200m速度對400m跑的影響，控制前200m使其速度分別為200m速度最大值的98%、95%和93%，觀察400m成績的變化和相應(yīng)的運動學(xué)和生理學(xué)指標(biāo)。結(jié)果顯示，93%節(jié)奏的運動成績最好，運動后血乳酸值最低，380m處運動技術(shù)變化小，前后200m差異小。為了了解三項全能中10km跑最初階段速度對10km跑的運動成績的影響，Christophe Hausswirth等［21］通過自選節(jié)奏和遞增負(fù)荷實驗獲得最大攝氧量和平均速度后，分別以+5%、-5%、和-10%平均速度3種節(jié)奏完成前1km，后9km的要求是盡快完成比賽。結(jié)果表明，以低于平均速度5%的節(jié)奏完成前1km的實驗成績顯著高于+5%和-10%兩種節(jié)奏。因此，作者認(rèn)為從自行車轉(zhuǎn)換到跑的時候，以低于平均速度5%的節(jié)奏進行過渡有利于獲得好成績。此外，David Bishop［22］等對功率皮艇和 K.G.Thompson［23］等對游泳的對照實驗都是非常成功的實驗設(shè)計，他們的研究思路、實驗控制和指標(biāo)篩選對我們有較大的借鑒意義。

4 群體和個體節(jié)奏特征及其比較研究

優(yōu)秀運動員的群體節(jié)奏特征在很大程度上反映著該項目的制勝規(guī)律，對其進行深入研究不僅能使我們認(rèn)識和把握這一規(guī)律，還可以對其發(fā)展趨勢做出科學(xué)的預(yù)測和推斷，提高理論研究的導(dǎo)向意義。戴勇［24］對雅典世錦賽男女子直道欄決賽運動員的速度、時間參數(shù)的統(tǒng)計分析表明，最大欄間速度是決定成績的關(guān)鍵因素，只有當(dāng)最大欄間速度達(dá)到更高水平，保持速度的能力才更有意義。因此，提高最大欄間速度是優(yōu)秀直道欄運動員訓(xùn)練的首要目標(biāo)。申偉華和吳斗雷［25］對世界優(yōu)秀短跑運動員100 m比賽分段速度、最大速度和比賽成績等相關(guān)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，前50 m各分段的最大速度利用率對最大速度有顯著的負(fù)面影響，提示該階段的過度加速對競賽整體不利，前程加速方式應(yīng)采取平滑而穩(wěn)定的加速模式，避免加速過程的起伏不定。黃達(dá)武等［26］對2010全國競走錦標(biāo)賽成年女子20km競走優(yōu)秀運動員的群體節(jié)奏特征進行了研究，總結(jié)前6名選手呈現(xiàn)出的速度節(jié)奏是加速—調(diào)整—再加速—降速—沖刺，并發(fā)現(xiàn)年輕選手的戰(zhàn)術(shù)選擇存在較大問題，表現(xiàn)得不夠自信，缺乏對個體競技能力和競賽環(huán)境的正確認(rèn)識和把握。

比較國內(nèi)外優(yōu)秀運動員群體節(jié)奏的差異，可以使我們抓住主要問題，對推進某個項目或項群的發(fā)展具有重要意義。王曉澄［27］通過對中外優(yōu)秀男子100米跑運動員的速度結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征進行分析認(rèn)為，最大速度是制約我國男子100米跑的關(guān)鍵因素，而加速距離短是影響最大速度的主要因子，且我國男子短跑運動員保持最大速度的能力差及最大速度出現(xiàn)的時機不合理。傅莉和裘藝［28］分析了世界大賽國外主要對手在WK-500m比賽中的速度結(jié)構(gòu)和專項體能特點，認(rèn)為世界大賽中強隊的主要戰(zhàn)術(shù)為全力劃，我們與國外主要對手的差異為起動加速能力和途中耐酸能力的不足。鐘紅燕［29］對我國女子皮艇500 m速度結(jié)構(gòu)的研究表明，女子皮艇選手存在快速力量或爆發(fā)力量不足，造成啟航速度不夠;途中劃習(xí)慣用高槳頻來縮短與對手差距，卻忽視了一槳效果，造成體力不支;有氧耐力差;劃槳動作不經(jīng)濟;不懂得比賽過程中的戰(zhàn)術(shù)安排等問題。

在競技水平高度發(fā)展的今天，頂級選手的差別往往只會體現(xiàn)在某些細(xì)節(jié)上。因此，對優(yōu)秀選手個體速度節(jié)奏的研究可以使我們在微觀層面了解問題的所在，以提高訓(xùn)練的針對性和實效性。戴勇［30］通過對黃瀟瀟與世界優(yōu)秀女子運動員400 m欄數(shù)據(jù)的比較分析，發(fā)現(xiàn)黃瀟瀟在自身速度儲備不足的情況下，第1、2分段速度偏快，造成第3、4分段速度下降率過大，全程速度節(jié)奏不合理等，為此提出黃瀟瀟應(yīng)加強速度訓(xùn)練，提高最大速度能力，增加速度儲備和保持速度能力等建議。羅力書等［31］對我國男子100m跑運動員陳文忠與世界優(yōu)秀男子100m跑運動員的速度特征進行了對比，發(fā)現(xiàn)我國男子100m跑的主要問題在于加速能力和步頻步幅協(xié)調(diào)能力不強，以及維持高速度的能力不足方面。因而建議在訓(xùn)練中應(yīng)強化對體能的訓(xùn)練，提高專項力量和快跑中的放松能力。黃達(dá)武等［32］對于靜與國內(nèi)外優(yōu)秀運動員的速度節(jié)奏進行了對比分析，研究結(jié)果表明于靜在第一彎道技術(shù)、最大速度和速度耐力能力有待于進一步提高。

從上述研究中我們可以看到，不論是群體特征還是個體特征，研究的手段主要是分段時間、平均速度、最大速度、步(槳)頻和百分速度等指標(biāo)。這些指標(biāo)都是速度節(jié)奏的外在表現(xiàn)，很少與運動員的人體測量學(xué)和生理學(xué)指標(biāo)相結(jié)合，因而在理論分析和借鑒時必須時刻注意我國運動員的種族特點。因身體條件的原因，有些時候國外優(yōu)秀運動員的節(jié)奏特點并不完全適合我們，因此在指導(dǎo)應(yīng)用時不能盲目的全盤接受。我國的短跑訓(xùn)練就曾經(jīng)受到過類似的誤導(dǎo)。

5 小結(jié)

速度節(jié)奏是影響體能類競速項目競賽成績的重要因素，上世紀(jì)中后期國內(nèi)外學(xué)者采用了各種方法對其進行了研究。通過總結(jié)可發(fā)現(xiàn)，速度節(jié)奏研究的常用方法主要有分段成績與總成績的相關(guān)分析、模型構(gòu)建、對照實驗及群體和個體節(jié)奏特征研究。根據(jù)各研究方法的應(yīng)用情況建議:相關(guān)分析中應(yīng)注意樣本的同質(zhì)性和相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗;疲勞、代謝累積、技術(shù)變化和外界環(huán)境對能量產(chǎn)生和效率的影響是未來理論模型研究必須考慮的問題;國外成功的實驗設(shè)計、研究思路、實驗控制和指標(biāo)篩選具有較大借鑒意義;在借鑒優(yōu)秀運動員的群體節(jié)奏特征時必須注意我國運動員的生物學(xué)特點。

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