跳水是我國競技體育的優(yōu)勢項目，我國跳水項目的運(yùn)動水平一直處于世界領(lǐng)先。但是，這并不足以說明我們的跳水訓(xùn)練科學(xué)化程度也達(dá)到了相應(yīng)水平。與跳臺項目比較，跳板跳水的技術(shù)含量較高，對運(yùn)動員的協(xié)調(diào)能力具有很高的要求。跳板運(yùn)動員要具備出色的彈跳能力，擁有良好的對跳板的“駕馭能力”，即教練員經(jīng)常提到的“合板”能力，這種能力建立在體能和技術(shù)的基礎(chǔ)上，需要通過多年的系統(tǒng)訓(xùn)練形成。跳水運(yùn)動常年系統(tǒng)的訓(xùn)練對其訓(xùn)練方法和效率的創(chuàng)新要求很高。一方面，跳水是表現(xiàn)難美性的競技運(yùn)動，該項目在技術(shù)訓(xùn)練過程中需要重復(fù)某一動作多次，訓(xùn)練過程相對單一、枯燥，長期一成不變的訓(xùn)練容易產(chǎn)生運(yùn)動疲勞和損傷，影響訓(xùn)練效率；另一方面，隨著跳水運(yùn)動的迅猛發(fā)展，國外運(yùn)動員在動作難度和穩(wěn)定性方面不斷提高[1]。面對挑戰(zhàn)，中國跳水隊必須尋求新的突破，提高動作難度和穩(wěn)定性，提升訓(xùn)練效率[2]。

生物反饋(Biofeedback)是采用電子儀器準(zhǔn)確測定神經(jīng)-肌肉和自主神經(jīng)系統(tǒng)的正常和異?；顒訝顩r，并把這些信息選擇性的放大成視覺和聽覺信號反饋給受試者[3]。生物反饋訓(xùn)練則是借助于現(xiàn)代化的儀器把機(jī)體的生理信息傳遞給運(yùn)動員，使其經(jīng)過反復(fù)練習(xí)，學(xué)會調(diào)節(jié)自己的生理機(jī)能和活動狀態(tài)并進(jìn)行控制和矯正[4]。生理、身體和心理之間存在著緊密的聯(lián)系，這是無意識的生理活動置于有意識的意識控制的物質(zhì)基礎(chǔ)[5]。

隨著生物反饋方式方法的逐步增多(聽覺、視覺、觸覺、視聽覺結(jié)合等)，近年來，生物反饋的理論與技術(shù)越來越多地被應(yīng)用于運(yùn)動訓(xùn)練中，人們利用人體大腦中樞所具有的“記憶痕跡”和“環(huán)路信息反饋”功能，運(yùn)用科技手段采集運(yùn)動員和普通人群各技術(shù)動作的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并將其快速實(shí)時地“反饋”給個體和教練員，使其能夠及時了解技術(shù)動作的完成狀況，在技術(shù)動作的實(shí)施過程中或結(jié)束即刻及時調(diào)整和強(qiáng)化訓(xùn)練，以期加快技術(shù)動作的學(xué)習(xí)和掌握過程。國內(nèi)外有關(guān)多種反饋系統(tǒng)在訓(xùn)練中運(yùn)用的研究較為廣泛，主要包括：(1)生物反饋系統(tǒng)提高不同人群健康和康復(fù)的研究[6]。(2)生物反饋系統(tǒng)提高不同項目技術(shù)學(xué)習(xí)[7-9]。(3)生物反饋系統(tǒng)運(yùn)用于提高高水平運(yùn)動員的競技表現(xiàn)。[10]。國內(nèi)學(xué)者熊媛等人將生物反饋技術(shù)應(yīng)用于跳水訓(xùn)練上進(jìn)行研究，分析了跳水訓(xùn)練的存在問題，提出對跳水技術(shù)訓(xùn)練過程的控制問題，認(rèn)為對動作過程的控制是現(xiàn)代運(yùn)動科學(xué)研究和訓(xùn)練科學(xué)化發(fā)展的一個重要趨勢，建議運(yùn)用視頻圖像和傳感器等手段對跳水運(yùn)動員的技術(shù)訓(xùn)練進(jìn)行輔助支持[11]。

國內(nèi)學(xué)者基于運(yùn)動協(xié)調(diào)模型和生物反饋等原理設(shè)計開發(fā)的跳板跳水輔助訓(xùn)練系統(tǒng)，將生物反饋機(jī)理創(chuàng)新性地應(yīng)用于跳水日常訓(xùn)練中，以輔助訓(xùn)練和檢測評價作為基本功能，兼顧數(shù)理統(tǒng)計分析子功能[12]。該生物反饋系統(tǒng)通過對跳板運(yùn)動員起跳關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時、快速的反饋，強(qiáng)化運(yùn)動員對技術(shù)細(xì)節(jié)的理解，縮短神經(jīng)-肌肉的支配環(huán)路，加快運(yùn)動員技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握速度。本研究是在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將生物反饋的理論和技術(shù)應(yīng)用于跳板跳水運(yùn)動員訓(xùn)練中，通過一系列的訓(xùn)練和測試，結(jié)合自身多年隊員和教練的經(jīng)驗，總結(jié)和探討針對跳水運(yùn)動研發(fā)生物反饋系統(tǒng)的可行性和有效性，旨在推進(jìn)跳水運(yùn)動理論研究，同時對于促進(jìn)跳水運(yùn)動和訓(xùn)練探索新的方法提供思路借鑒。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

將20名北京隊青少年跳水運(yùn)動員作為研究對象，通過簡單隨機(jī)分組將運(yùn)動員分為實(shí)驗組和對照組，實(shí)驗對象基本情況見表1。兩組運(yùn)動員各項指標(biāo)均無顯著性差異，運(yùn)動等級水平分配均勻合理(實(shí)驗組和對照組均為4個一級運(yùn)動員和6個運(yùn)動健將)。

表1 實(shí)驗組與對照組的基本情況

1.2 實(shí)驗設(shè)備

(1)跳板生物反饋系統(tǒng)：如圖1所示，跳板跳水輔助訓(xùn)練系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)由一個普通攝像頭、加速度傳感器、光電傳感器、計算機(jī)和音箱、指示燈組成。選用質(zhì)量很小的加速度傳感器以盡可能減小其在跳板振動過程中對跳板動態(tài)特性的影響?？蓽y試指標(biāo)包括：跳板跳水起跳高度、起跳速度、起跳過程中的壓板深度等。

圖1跳板跳水輔助訓(xùn)練系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

Figure1Hardwarestructureofspringboarddivingtrainingaidsystem

(2)三維測力臺：瑞士生產(chǎn)(Kistler 9286A)，測量范圍0～10 kN(豎直)，-2.5～2.5 kN(水平)，分辨閾< 0.05 N，靈敏度20 mV/N(豎直)，40 mV/N(水平)。

1.3 實(shí)驗方案與測試方法

在3個月內(nèi)對北京跳水隊進(jìn)行了3次測試，測試時間分別定在實(shí)驗前、實(shí)驗中和實(shí)驗后，測試內(nèi)容主要可以分為力臺跳躍能力測試(一般彈跳力測試)和生物反饋系統(tǒng)的跳板起跳能力測試(專項彈跳能力測試)。本研究對實(shí)驗組和對照組所有受試運(yùn)動員的訓(xùn)練進(jìn)行了統(tǒng)一設(shè)計和控制，力求在方法、內(nèi)容和負(fù)荷上做到一致，以保證實(shí)驗條件的均等，唯一不同的是在進(jìn)行跳板專項動作和新舊動作的訓(xùn)練和測試過程中，實(shí)驗組運(yùn)用生物反饋系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，而對照組不采用生物反饋系統(tǒng)訓(xùn)練。在實(shí)驗周期內(nèi)，受試運(yùn)動員基本生理狀況和一般彈跳能力基本保持不變，在日常訓(xùn)練中實(shí)驗組和對照組受試運(yùn)動員的訓(xùn)練量保持一致。

(1)運(yùn)用力臺檢測所有跳水運(yùn)動員的跳躍能力，根據(jù)教練以往慣例和跳水運(yùn)動員的力量結(jié)構(gòu)，對7種跳躍做了檢測，選擇符合跳水腿部力量要求的訓(xùn)練內(nèi)容(雙腿縱跳、左右單腿跳、走板踏步跳、20 cm、40 cm、60 cm跳深測試)，每個動作跳3次取最佳值。著重研究運(yùn)動員在陸地上的跳躍能力。

(2)運(yùn)用跳板生物反饋系統(tǒng)檢測受試者跳板起跳高度。分為運(yùn)動員跳板專項素質(zhì)能力測試和新、舊競技水平動作測試。

1.3.1 運(yùn)動員跳板專項素質(zhì)能力測試

運(yùn)動員專項素質(zhì)能力指標(biāo)是本選題各項測試指標(biāo)中的核心部分，所取得的指標(biāo)用了衡量運(yùn)動員個人競技水平。

測試指標(biāo)：101B、201B、301B、401B、5 331D是所有受試者規(guī)定動作。(1～4組的半周屈體、3組轉(zhuǎn)體半周翻騰1周半)105B、205C、305C、405C、533 5D是有著一定的難度系數(shù)但所有受試者都會跳的自選動作(1～5組的兩周半，除105B是屈體外2～4組都是抱膝，5組是反身轉(zhuǎn)體2周半翻騰1周半)。

1.3.2 競技水平動作測試

隊員在3個月中對新動作(107C)、舊動作(305C)利用生物反饋系統(tǒng)對實(shí)驗組和對照組的起跳高度進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)提取并分析相關(guān)性與差異性。在3個月中對隊員利用生物反饋系統(tǒng)輔助學(xué)習(xí)和鞏固新、舊動作的過程進(jìn)行跟蹤。

2 結(jié)果

2.1 一般彈跳能力

本小節(jié)分析了使用三維力臺對運(yùn)動員7種典型的跳躍動作(雙腿縱跳、左單腿跳、右單腿跳、踏步跳、20 cm跳深、40 cm跳深、60 cm跳深)進(jìn)行測試，對實(shí)驗組和對照組7種跳躍動作在實(shí)驗前、中、后的測試結(jié)果采用重復(fù)測量方差分析(2×7×3)。

數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，測試時間(前、中、后)無顯著性差異(P>0.05，F(xiàn)=0.001，η2<0.01)；主體間效應(yīng)不顯著(P>0.05，F(xiàn)=0.879，η2=0.047)，表明不同組別(實(shí)驗組和對照組)無顯著差異。不同組別、縱跳類型和測試時間交互作用不顯著(P>0.05，F(xiàn)=1.488，η2=0.076)。通過成對比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗組和對照組在前測、中測和后測均無顯著性差異(P>0.05；P>0.05；P>0.05)。

2.2 生物反饋訓(xùn)練方法有效性分析

2.2.1 跳板專項跳板起跳能力

利用水上3m跳板生物反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，讓受試者用標(biāo)準(zhǔn)的走板和立定起跳進(jìn)行1、2、3、4、曲體半周和5 331D 3組轉(zhuǎn)體半周翻騰1周半。再進(jìn)行1組翻騰2周半曲體、2、3、4組兩周半抱膝和5 335D 3組翻騰1周半轉(zhuǎn)體兩周半，共10個動作各跳1次。測試根據(jù)教練安排的訓(xùn)練計劃擇機(jī)進(jìn)行。將測試結(jié)果運(yùn)用2(實(shí)驗組和對照組)×10(10個動作)×3(前中后3次測試)的重復(fù)測量方差分析，結(jié)果表明，主體內(nèi)效應(yīng)分析表明，測試時間的主效應(yīng)顯著(P<0.01，F(xiàn)=156.225，η2=0.897)即不同測試時間的起跳高度差異性顯著；主體間效應(yīng)檢驗發(fā)現(xiàn)，組別的主效應(yīng)顯著(P<0.05，F(xiàn)=7.830，η2=0.303)即實(shí)驗組和對照組的起跳高度差異性顯著；不同測試時間和不同組別的交互作用顯著(P<0.01，F(xiàn)=78.371，η2=0.813)；不同組別和不同起跳動作的交互作用顯著(P<0.05，F(xiàn)=2.376，η2=0.117)。不同組別、不同起跳動作和不同測試時間的交互作用顯著(P<0.05，F(xiàn)=2.380，η2=0.117)。進(jìn)一步簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗前兩組被試無顯著差異(P<0.05，F(xiàn)=1.896，η2=0.095)，實(shí)驗中兩組被試差異性顯著(P<0.05，F(xiàn)=6.629，η2=0.269)，實(shí)驗后第3次測試兩組被試差異更加顯著(P<0.05，F(xiàn)=17.457，η2=0.492)(如圖2所示)。

圖2實(shí)驗組和對照組3次測試平均起跳高度

(注：*表示P<0.05，**表示P<0.01)

Figure2Thetendencychartoftheaverageheightofthethreetake-offtestsoftheexperimentalgroupandthecontrolgroup

2.2.2 學(xué)習(xí)跳水新技術(shù)動作(107C)

新動作學(xué)習(xí)效果評價采用的方法是起跳高度和整體專項技術(shù)評分兩方面。在實(shí)驗開始初期安排實(shí)驗組和對照組運(yùn)動員同時學(xué)習(xí)107C，實(shí)驗組使用跳板生物反饋系統(tǒng)，而對照組不使用跳板生物反饋系統(tǒng)，其他訓(xùn)練過程和訓(xùn)練量兩組保持一致。分別在實(shí)驗初、中、后對兩個組的運(yùn)動員進(jìn)行起跳高度的測試和專項技術(shù)的評分。

(1)跳板生物反饋系統(tǒng)對跳水新動作起跳高度的訓(xùn)練和測試。測試方法：對實(shí)驗組和對照組運(yùn)動員訓(xùn)練計劃中所有107C動作的起跳高度進(jìn)行測試，測量結(jié)果取3次測試的平均值。運(yùn)用重復(fù)測量方差分析對實(shí)驗前、中、后測試結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明，測試時間主效應(yīng)顯著(P<0.01，F(xiàn)=258.979，η2=0.935)。測試時間和組別有交互作用(P<0.01，F(xiàn)=28.621，η2=0.614)。進(jìn)一步簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗前測試和實(shí)驗中測試的兩組被試均無顯著差異(P>0.05)，干預(yù)后第3次測試實(shí)驗組和對照組呈邊緣化顯著(P=0.067)。

在實(shí)驗周期內(nèi)實(shí)驗組運(yùn)動員起跳高度的提升幅度普遍高于對照組運(yùn)動員的起跳高度(見圖3)。

圖3實(shí)驗組和對照組3次測試107c動作起跳高度

Figure3Theheighttrendchartofthethreetestof107coftheexperimentalgroupandthecontrolgroup

(2)跳板生物反饋系統(tǒng)對跳水新動作整體技術(shù)訓(xùn)練的效果。測試方法：實(shí)驗中期和后期對所有受試運(yùn)動員應(yīng)用整體技術(shù)打分的方法對訓(xùn)練效果進(jìn)行評估。參與打分的裁判員共有5名，其中1名國際A級裁判，4名國家A級裁判。打分測試中，運(yùn)動員經(jīng)過充分熱身后，依次完成規(guī)定動作，裁判針對運(yùn)動員技術(shù)動作的質(zhì)量打分。運(yùn)動員得分計算方法為：5名裁判的分?jǐn)?shù)中去掉1個最高分、1個最低分，剩下3個有效分的平均分即為最后得分。

對兩組隊員107C動作兩次測試裁判打分情況進(jìn)行多元方差分析，結(jié)果顯示，實(shí)驗中期兩組受試整體技術(shù)打分無顯著差異(P>0.05，F(xiàn)=0.111，η2=0.006)，實(shí)驗后期兩組受試得分有顯著性差異(P<0.05，F(xiàn)=4.838，η2=0.212)(成對比較結(jié)果如表2所示)。

表2 實(shí)驗中和實(shí)驗后兩組受試打分結(jié)果的描述統(tǒng)計和差異性分析

注：*表示均值差值在0.5級別上較顯著。(1代表實(shí)驗組，2代表對照組)

2.2.3 鞏固舊的技術(shù)動作(305C)

采用跳板生物反饋系統(tǒng)對實(shí)驗組鞏固舊動作(305C)進(jìn)行訓(xùn)練和測試，兩組運(yùn)動員305C動作3次起跳高度測試的描述統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。

表3 305C動作起跳高度測試結(jié)果的描述統(tǒng)計 (單位：m)

通過重復(fù)測量方差分析對不同組別3次測試結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：不同測試時間的主體內(nèi)效應(yīng)顯著(P<0.01，F(xiàn)=265.149，η2=0.936)；不同組別的組間效應(yīng)顯著(P<0.01，F(xiàn)=0.644，η2=0.999)；組別和測試時間的交互作用顯著(P<0.01，F(xiàn)=50.802，η2=0.738)。進(jìn)一步簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)：第1次測試和第2次測試，實(shí)驗組和對照組的起跳高度均無顯著性差異(P=0.163；P=0.750)，而第3次測試兩組之間有非常顯著性差異(P=0.01，F(xiàn)=8.271，η2=0.315)。

3 討論

隨著計算機(jī)科學(xué)的迅猛發(fā)展，面向運(yùn)動訓(xùn)練的輔助技術(shù)研究也取得很大的進(jìn)步[6, 13-16]。國內(nèi)學(xué)者陳小平等人認(rèn)為，跳水科研攻關(guān)項目主要分為四大方面：(1)技術(shù)訓(xùn)練的檢測與評定；(2)專項力量素質(zhì)的訓(xùn)練；(3)運(yùn)動員的營養(yǎng)與體重監(jiān)控；(4)優(yōu)秀運(yùn)動員的賽前心理訓(xùn)練。技術(shù)訓(xùn)練的檢測和評定主要包含：技術(shù)訓(xùn)練輔助系統(tǒng)的研究、技術(shù)訓(xùn)練質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的研究、技術(shù)訓(xùn)練手段的研究以及技術(shù)訓(xùn)練信息管理及模擬仿真系統(tǒng)的研究[17]。對于跳水運(yùn)動來說，跳板跳水技術(shù)主要是由運(yùn)動員的合板能力、空中動作的控制能力和入水的壓水花等能力組成，起跳高度在整個技術(shù)動作中起到重要作用，擁有較高的起跳高度運(yùn)動員才能完成空中動作和入水動作。

從生物反饋系統(tǒng)運(yùn)用于跳水運(yùn)動的角度來分析，機(jī)體會進(jìn)行某項動作的預(yù)期準(zhǔn)備，即選定了行為目標(biāo)后，首先需要調(diào)用大腦中所存儲的運(yùn)動記憶，再結(jié)合當(dāng)前的運(yùn)動條件，如身體狀況、體能狀況等，以及外界環(huán)境，如跳水運(yùn)動中的跳板、跳臺、水面等因素進(jìn)行編程，設(shè)計出最佳的運(yùn)動序列。大腦編程能力因人而異，表現(xiàn)為不同人編制的運(yùn)動序列，其優(yōu)化程度各不相同。越是優(yōu)秀的運(yùn)動員越能夠設(shè)計出有效的運(yùn)動序列達(dá)到運(yùn)動目標(biāo)。在運(yùn)動開始后，大腦與小腦協(xié)同工作，將興奮指令沿脊髓前角α神經(jīng)元傳送至肌纖維中的運(yùn)動單位，支配肌肉收縮以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動目標(biāo)。在神經(jīng)支配肌肉運(yùn)動的過程中，往往會受到一定的干擾，使運(yùn)動效果偏離預(yù)期目標(biāo)。這些干擾既包括外在因素，如運(yùn)動負(fù)荷、機(jī)械阻礙、機(jī)體極限等，也包括內(nèi)在因素，如傳輸延遲、失真，或運(yùn)動序列的復(fù)雜程度超越了神經(jīng)系統(tǒng)的支配能力導(dǎo)致沖動丟失等。通過不斷的訓(xùn)練，機(jī)體克服外在干擾和增強(qiáng)神經(jīng)支配的能力都能得到提高，其運(yùn)動序列也就越能夠精確的得到實(shí)現(xiàn)。在運(yùn)動序列完成以后，如果在運(yùn)動序列記憶尚未消失前將運(yùn)動效果反饋回大腦，大腦便可以將其與運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行比較分析，并對運(yùn)動序列進(jìn)行修正，再將修正后的運(yùn)動序列儲存回記憶中，以便下一次運(yùn)動時再次調(diào)用。如此反復(fù)，完成運(yùn)動協(xié)調(diào)的循環(huán)[18]。從這一原理出發(fā)，我們可以認(rèn)為，將生物反饋系統(tǒng)運(yùn)用于跳水這一項目中能夠大大改善訓(xùn)練效率，優(yōu)化訓(xùn)練方法，創(chuàng)新訓(xùn)練方式，提高運(yùn)動員訓(xùn)練的興趣和積極性，但是其運(yùn)用的實(shí)際效果需要進(jìn)一步驗證。

3.1 一般彈跳能力的測試和專項跳板起跳能力

經(jīng)過3個月訓(xùn)練，兩組運(yùn)動員7種基本能力在實(shí)驗初、中、末期跳躍高度均無顯著性差異說明所有受試運(yùn)動員在整個實(shí)驗過程中一般跳躍能力變化趨勢一致。在實(shí)驗周期內(nèi)，受試運(yùn)動員基本生理狀況、訓(xùn)練方法和一般彈跳能力基本保持不變的情況下，可以排除非技術(shù)因素對于運(yùn)動成績的影響，因此受試運(yùn)動員運(yùn)動成績的提高主要決定于技術(shù)因素。對于跳板的專項起跳能力測試，實(shí)驗結(jié)果表明：實(shí)驗前測試中兩組被試無顯著差異，實(shí)驗中兩組被試差異顯著，實(shí)驗后第三次測試兩組被試差異更為明顯。這說明，生物反饋法輔助跳水起跳系統(tǒng)運(yùn)用于提高運(yùn)動員專項跳板起跳能力的效果明顯。起跳技術(shù)是否合理直接影響動作表現(xiàn)和結(jié)果[19]，而起跳高度又是起跳技術(shù)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此生物反饋系統(tǒng)可以幫助運(yùn)動員提高起跳高度，改善起跳技術(shù)。

3.2 跳板生物反饋系統(tǒng)對于新舊動作技術(shù)動作的有效性

對于跳板生物反饋系統(tǒng)對于新動作技術(shù)動作有效性的分析，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗前測試和實(shí)驗中測試的兩組被試起跳高度均無顯著差異。實(shí)驗組和對照組干預(yù)后起跳高度結(jié)果呈邊緣顯著效果，可能是因為該技術(shù)從某種程度上提高了實(shí)驗組的起跳高度，但由于新動作的學(xué)習(xí)要經(jīng)過泛化、分化、自動化的過程，所以可能由于新動作學(xué)習(xí)時間不夠長而導(dǎo)致起跳高度的不穩(wěn)定。從測試中的分?jǐn)?shù)可以明顯看出，經(jīng)過一段時間訓(xùn)練實(shí)驗組運(yùn)動員整體技術(shù)水平和運(yùn)動表現(xiàn)相比較對照組運(yùn)動員有顯著提高。一方面說明起跳高度是跳板跳水項目的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，是運(yùn)動員獲得優(yōu)異運(yùn)動成績的必要條件，提高運(yùn)動員的起跳技術(shù)水平是提高運(yùn)動員整體技術(shù)水平的重要途徑；另一方面，生物反饋法輔助訓(xùn)練的技術(shù)能夠通過幫助運(yùn)動員提高起跳技術(shù)的訓(xùn)練效率進(jìn)而提高運(yùn)動員整體技術(shù)的訓(xùn)練效率。

對于舊動作(305C)的鞏固練習(xí)結(jié)果來看，第1和第2次測試中，實(shí)驗組和對照組的起跳高度均無顯著性差異，而第3次測試兩組之間有非常顯著性差異(P<0.05，F(xiàn)=8.271，η2=0.315)。說明生物反饋系統(tǒng)對于跳水動作的鞏固也起到積極作用。生物反饋系統(tǒng)對跳水運(yùn)動員新動作(107C)的學(xué)習(xí)和舊動作的鞏固(305C)都具有明顯的效果。Konttinen等人[8]在追加聽覺反饋對于步槍射擊任務(wù)的運(yùn)動表現(xiàn)研究中，將運(yùn)動員分為即時聽覺反饋組、結(jié)果反饋組和對照組進(jìn)行4周的訓(xùn)練，受試者進(jìn)行前測、實(shí)驗后測以及無反饋的效果保持階段的測試。結(jié)果表明，運(yùn)動員的射擊成績可以通過4周聽覺反饋訓(xùn)練提高。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)即時的聽覺反饋相比較每個階段結(jié)束后的結(jié)果反饋組和無反饋組效果最好。這一結(jié)果對本研究運(yùn)用聽覺的、即時的生物反饋法輔助跳水起跳技術(shù)來說是一個有力的支持。

另外，在技術(shù)保持方面，Konttinen等人對聽覺反饋訓(xùn)練結(jié)束后的10和30天訓(xùn)練效果保持進(jìn)行驗證發(fā)現(xiàn)，受試者在步槍技能獲取方面的提高并非是臨時的效應(yīng)，而是相對穩(wěn)定的技術(shù)提高。本研究雖然未對干預(yù)后生物反饋系統(tǒng)對于跳水起跳技術(shù)效果影響的保持情況進(jìn)行進(jìn)一步追蹤，但究其原因和機(jī)制，生物反饋技術(shù)的原理(見圖4)可以有效支持這一結(jié)論[3]。圖7的上半部分是受大腦皮質(zhì)與腦脊髓控制的意識與隨意活動領(lǐng)域，下半部分是受皮質(zhì)下和植物神經(jīng)系統(tǒng)控制的無意識和不隨意活動領(lǐng)域。人對外界緊張刺激的感知，通過①—②—③—④引起了應(yīng)激生理反應(yīng)，通過反饋系統(tǒng)⑤使人間接的感知了這一體內(nèi)的變化，經(jīng)過有意識的控制⑥，形成了⑦—③—④新的變化，達(dá)到了對應(yīng)激反應(yīng)的修正。這一控制環(huán)路在隨意控制下維護(hù)了體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)平衡。傳統(tǒng)的刺激感知則是沿著⑦—③—④—⑨—⑩—⑦的環(huán)路進(jìn)行的。雖然也是在控制下維護(hù)了穩(wěn)態(tài)平衡，但是由于是單憑對體內(nèi)信息的直接知覺來體驗體內(nèi)的變化，因而其敏感性遠(yuǎn)不如生物反饋法。從圖4還可以看出生物反饋是通過兩條控制環(huán)路進(jìn)行的，所以其效果優(yōu)于其中任何一種單獨(dú)的方法。隨著生物反饋的反復(fù)應(yīng)用，加深了機(jī)體對體內(nèi)信息的直接感知，提高了敏感度，使間接感知轉(zhuǎn)化為直接感知，因此不再采用生物反饋儀，仍然可以取得較好的效果。利用生物反饋儀進(jìn)行訓(xùn)練，主要是通過提高自我感受的敏感程度來加強(qiáng)訓(xùn)練的效果[20-21]。

圖4生物反饋的作用原理

Figure4Theprincipleofbiofeedback

3.3 生物反饋系統(tǒng)輔助跳水起跳技術(shù)

從跳水運(yùn)動的特點(diǎn)、訓(xùn)練模式和跳水運(yùn)動員技術(shù)訓(xùn)練等方面來看，跳板跳水的生物反饋系統(tǒng)解決了以下幾個方面問題：(1)利用跳板生物反饋系統(tǒng)細(xì)化訓(xùn)練過程。在跳水訓(xùn)練中，不同運(yùn)動員間存在著個體差異。利用該系統(tǒng)可以提供起跳速度、起跳高度、壓板深度等，明確不同運(yùn)動員的體能狀況，為運(yùn)動員制定一套適合自己運(yùn)動規(guī)律的計劃，使訓(xùn)練計劃的制定更有針對性。(2)實(shí)現(xiàn)從定性評估到定量評估的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的跳水訓(xùn)練效果評價中缺乏客觀數(shù)據(jù)作為參考，教練員給運(yùn)動員的評定方式只能靠主觀經(jīng)驗。由于大部分跳水運(yùn)動員年齡較小，直觀想象能力強(qiáng)，抽象思維能力弱，對教練員語言表述的理解能力有限，利用跳板生物反饋訓(xùn)練系統(tǒng)精確的給出每個動作的客觀測量結(jié)果，這些定量結(jié)果可以作為傳統(tǒng)定性評估有力的補(bǔ)充，增加評估結(jié)果的準(zhǔn)確度與說服力。(3)縮短運(yùn)動員成長周期。對于運(yùn)動技能的學(xué)習(xí)來說，在練習(xí)過程中提供生物反饋，可以使個體更快地掌握這些技能或者是表現(xiàn)出更高水平。在跳板生物反饋系統(tǒng)的輔助下，跳水運(yùn)動員將可以在更短的時間內(nèi)達(dá)到更高的運(yùn)動水平，縮短訓(xùn)練周期，降低訓(xùn)練強(qiáng)度。(4)訓(xùn)練質(zhì)量監(jiān)控。生物反饋儀器運(yùn)用訓(xùn)練實(shí)時監(jiān)測功能解決了訓(xùn)練質(zhì)量的問題。根據(jù)被監(jiān)測運(yùn)動員的訓(xùn)練水平，為其設(shè)定一個基準(zhǔn)的起跳高度和所要完成的次數(shù)，系統(tǒng)會為運(yùn)動員自動計入有效次數(shù)，運(yùn)用智能的手段完成運(yùn)動員簡單動作時訓(xùn)練的進(jìn)度，在一定程度上對訓(xùn)練數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。

此外，跳板生物反饋儀器作為一項輔助儀器，它的作用與影響能否發(fā)揮到最大，受以下原因的影響：首先是運(yùn)動員主觀心理傾向。一般而言，在運(yùn)動員完成了一個較好的動作之后，他們愿意接受生物反饋的再一次強(qiáng)化刺激，而在運(yùn)動員完成一個不成功的動作后，他們往往會回避接受生物反饋的再一次刺激。其次，將跳板生物反饋?zhàn)饔冒l(fā)揮到最大，還需要與其他訓(xùn)練手段相結(jié)合。雖然各種生物反饋手段原理是相同的，但隨著各種有效輔助手段的方法和運(yùn)用，各種技術(shù)的結(jié)合都會增大生物反饋的功效(如視頻反饋系統(tǒng)、視聽反饋系統(tǒng)、人機(jī)交互等)。另外，需要指出的是，跳板生物反饋法也有缺陷，如操作的便利性、運(yùn)行的穩(wěn)定性、儀器的精確性以及運(yùn)行的安全性需要加強(qiáng)，無法充分地展現(xiàn)動作完成的質(zhì)量等。

4 結(jié)論

(1)在一般彈跳能力不變的情況下，生物反饋方法輔助跳水訓(xùn)練有效提高了運(yùn)動員專項起跳高度，對運(yùn)動員較好完成起跳動作有積極作用。

(2)生物反饋方法使跳水運(yùn)動員學(xué)習(xí)新動作的起跳高度有所提高，運(yùn)動表現(xiàn)有顯著提高。生物反饋方法對跳水運(yùn)動員舊動作的鞏固發(fā)揮了顯著作用，尤其是使用該設(shè)備的后期效果更為明顯。

(3)跳板跳水的生物反饋系統(tǒng)提高了跳水的訓(xùn)練效率，但其使用效果也受其他多方面因素的影響。

參 考 文 獻(xiàn)

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