張曉棟，張興林，吳 飛，肖丹丹，熊金鳳，郭文霞

ZHANG Xiaodong1，ZHANG Xinglin2，WU Fei3，XIAO Dandan4*，XIONG Jinfeng4，GUO Wenxia4

0 前言

中國乒乓球運動近60年來持續(xù)保持世界領先地位。其中以科技支撐為主要手段實現(xiàn)科學化訓練，提高運動員的競技能力，進而在比賽中最大限度地提升運動成績起到了重要的保障性作用（吳煥群等，2009）。乒乓球運動員的競技能力包括技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)、體能、心理和智力水平等方面，并綜合地體現(xiàn)在專項訓練和競技比賽過程中。對于優(yōu)秀乒乓球運動員而言，技、戰(zhàn)術(shù)能力是競技能力的核心，對比賽的勝負起著關鍵作用。

關于乒乓球運動員戰(zhàn)術(shù)能力，前人已通過研究建立了“我國優(yōu)秀乒乓球運動員的戰(zhàn)術(shù)診斷與監(jiān)測系統(tǒng)”（吳煥群等，2009；肖丹丹等，2019；張曉棟等，2018）。目前，國家乒乓球隊對于運動員動作技術(shù)的研究相對薄弱。

乒乓球項目技術(shù)動作結(jié)構(gòu)復雜、種類繁多，總體可分為發(fā)球技術(shù)、進攻技術(shù)和控制技術(shù)。進攻技術(shù)可進一步劃分為攻、拉下旋、拉上旋、擰、挑、撕、帶、拱等技術(shù)。由于乒乓球動作技術(shù)的多樣性與復雜性，即便是世界頂尖運動員，也會存在一些相對薄弱的技術(shù)環(huán)節(jié)。因此，彌補運動員技術(shù)短板是國家乒乓球隊備戰(zhàn)2020年東京奧運會科技保障工作的重要組成部分。

對國家隊和各省、市運動隊的高水平運動員進行技術(shù)分析與監(jiān)測一直是我國體育科研工作者的重要任務，其研究成果為提高運動員訓練水平和運動成績提供了有力的科技保障（田野等，2011）。由于乒乓球項目的動作技術(shù)水平不是以最快速度、最大力量、最遠距離來衡量，而是以力量、速度、旋轉(zhuǎn)、弧線和落點的合理結(jié)合來評估，評價內(nèi)容復雜且多樣，該項目技術(shù)診斷研究與其他周期性動作技術(shù)項目的研究相比更加復雜，因而較為單薄。已有關于乒乓球技術(shù)分析的文獻主要是對個別動作技術(shù)的運動生物力學特征描述或運用運動生物力學原理進行的定性分析（張曉棟等，2017）。在乒乓球訓練實踐中，往往憑借教練員的觀察和主觀經(jīng)驗對運動員動作技術(shù)進行診斷。

項目組在備戰(zhàn)2020年東京奧運會期間，本著簡單易行、快速反饋、注重實效的原則，有效地將多種運動學測試方法和動作技術(shù)診斷方法運用到國家乒乓球隊，建立了乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)，并將該診斷系統(tǒng)運用于國家乒乓球隊的科技服務中。

1 乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)

歷經(jīng)4個周期乒乓球奧運會備戰(zhàn)科研攻關與科技服務工作的不斷摸索和豐富，遵守“從實踐中來到實踐中去”的簡便、高效原則，以為提高運動員的技術(shù)水平提出切實有效的診斷與建議為主要目的，建立乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)（圖1）。該系統(tǒng)將運動生物力學測試方法所獲取的定量分析與科研工作者的知識、經(jīng)驗、直覺思維的定性分析有效結(jié)合，保證技術(shù)診斷結(jié)果的客觀性、有效性（王清等，2003），并確保系統(tǒng)中的每一個環(huán)節(jié)根據(jù)訓練實踐需求的不同呈現(xiàn)動態(tài)變化（張曉蓬等，2004）。

圖1 乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)Figure 1. The Technical Diagnosis System of Table Tennis

1.1 訓練實踐中技術(shù)問題的提出

訓練實踐需求是一切診斷評價活動的驅(qū)動流（張曉蓬等，2004）。提出訓練實踐中的技術(shù)問題是科研與訓練高度結(jié)合的過程，由教練員和科研人員共同提出。對乒乓球技術(shù)診斷的著手點是運動員個人技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)或是針對某一特定對手需提高的技術(shù)。對運動員薄弱技術(shù)環(huán)節(jié)的思考和再認識，保證了運動員動作技術(shù)診斷的準確性和有效性。

1.2 選擇診斷方法

動作技術(shù)診斷的基礎是找到可靠的評定指標框架和標準，找到可比對的診斷模板和方法。通常診斷模板有優(yōu)秀運動員模板、自身優(yōu)秀技術(shù)模板、小樣本技術(shù)診斷、無參照個體技術(shù)診斷、數(shù)學物理模型、動力學普遍定力模型等（王清等，2003）。在國家隊進行動作技術(shù)診斷時，主要采用優(yōu)秀運動員模板和自身優(yōu)秀技術(shù)模板，主要原因是其簡單易行，且教練員和運動員接受度較高。

1.2.1 優(yōu)秀運動員模板法

我國優(yōu)秀乒乓球運動員也多為世界頂尖運動員，其動作技術(shù)可以作為優(yōu)秀的動作技術(shù)模板。比如：樊振東、張繼科、周雨、梁靖崑的反手拉下旋技術(shù)、反手拉上旋技術(shù)等，運動員A的正手拉上旋、正手拉下旋技術(shù)等可以說是世界上非常優(yōu)秀、合理的技術(shù)。運用該方法時，在找到優(yōu)秀動作技術(shù)模板的基礎上，需綜合考慮運動員自身的打法、體能、身體形態(tài)、站位等個性化特點，最終提出符合運動員自身特點的動作技術(shù)診斷結(jié)果與建議，以便形成適合該運動員的最佳動作技術(shù)。

1.2.2 自身優(yōu)秀技術(shù)模板法

優(yōu)秀乒乓球運動員在訓練或比賽過程中，時常出現(xiàn)某項技術(shù)發(fā)揮不穩(wěn)定的現(xiàn)象，同一技術(shù)有時能夠高質(zhì)量完成并獲取比賽優(yōu)勢，有時容易產(chǎn)生失誤。自身優(yōu)劣對比法是指為了保證某項動作技術(shù)有效、穩(wěn)定發(fā)揮，通過測試捕捉該項動作技術(shù)優(yōu)劣效果動作的視頻，分析兩者之間的差異并提出改進方向，進而采取有效訓練手段穩(wěn)定動作技術(shù)模式，以達到保證最優(yōu)效果穩(wěn)定發(fā)揮的診斷過程。比如，針對王××發(fā)短球不穩(wěn)定現(xiàn)象，可將其質(zhì)量高的發(fā)球作為優(yōu)秀動作技術(shù)模板，將發(fā)出的下網(wǎng)球和出臺球的動作技術(shù)結(jié)構(gòu)與其進行對比，找出差異，分析原因，提出改進的辦法。運用該方法的優(yōu)點是由于是自身技術(shù)對比，分析和診斷時無需考慮打法、體能、身體形態(tài)、站位等個性化特點，但其缺點是不易吸收其他優(yōu)秀運動員的技術(shù)動作特點。

1.3 確定測試方法

目前對國家乒乓球隊的動作技術(shù)測試中，所使用的測試方法主要有肉眼觀察、常速二維拍攝、紅外光點三維拍攝、高速三維拍攝（表1）。對乒乓球動作技術(shù)進行三維運動學測試，在國家隊或京外封閉訓練基地乒乓球訓練館，運用兩臺高速攝像機（拍攝頻率為100 Hz）進行三維運動學測試，一臺攝像機置于運動員擊球區(qū)域的右前方，另一臺攝像機置于正前方，兩臺攝像機主光軸的拍攝角度約為75°，其他的拍攝條件符合運動學的測試要求（劉國兵 等，2015）。

表1 4種動作技術(shù)運動學測試方法比較Table 1 Comparison of Kinematics Testing Methods of Four Motion Techniques

1.4 控制實驗條件

實驗條件的控制是進行技術(shù)診斷的前提。乒乓球項目屬于隔網(wǎng)對抗類項目，每一板球包括速度、旋轉(zhuǎn)、力量、落點、弧線5個物理要素（吳煥群等，2009）。在進行運動學測試過程中，為保證不同運動員和多次擊球技術(shù)的一致性，對擊球線路、用力以及站位提出明確要求。

1.4.1 測試進攻和控制技術(shù)實驗條件的控制方法

按照運動員的站位習慣，選定合理的擊球區(qū)域，由同一教練員發(fā)多球到固定點，要求運動員以最大力量擊打來球，擊球線路根據(jù)研究需要，選擇大角斜線或底線直線長球，通過教練員和運動員自身評價，結(jié)合多次錄像分析，選擇連續(xù)高質(zhì)量的10次擊球作為待分析的擊球動作（肖丹丹等，2017）。

1.4.2 測試發(fā)球技術(shù)實驗條件的控制方法

按照運動員的站位習慣，選擇一種發(fā)球技術(shù)進行高質(zhì)量、連續(xù)發(fā)球，發(fā)球落點包括正手位短球、長球，反手位短球、長球，中路短球、長球等。通過教練員與運動員評價，并結(jié)合錄像分析，分別遴選出10次高質(zhì)量和低質(zhì)量發(fā)球技術(shù)動作作為分析素材。

1.5 選取敏感指標

本著簡明、直觀，便于說明問題的原則，經(jīng)過反復技術(shù)診斷反饋與修改，結(jié)合圖片、曲棍圖和數(shù)據(jù)，將整個動作分為4個動作階段、5個特征時刻值，以及乒乓球動作技術(shù)在4個動作階段、5個特征時刻時的運動學敏感指標，重點分析引拍階段、揮拍擊球階段、隨勢揮拍階段3個階段（肖丹丹等，2016）。運動學敏感指標包括：肘角、肩角（肩髖角、肩臂角、肩姿態(tài)角）、腕角、上肢各關節(jié)的速度、上肢發(fā)力順序、軀干的運動（軀干前傾角、軀干側(cè)傾角、軀干扭轉(zhuǎn)角）、髖角、膝角、下肢關節(jié)速度、下肢發(fā)力順序、重心的移動、球拍速度、球拍運動距離等。在具體應用時根據(jù)拍攝的方法、不同的動作技術(shù)及不同的運動員有所側(cè)重與篩選。

1.6 選擇解析方法

選用Dartfish動作技術(shù)分析軟件進行解析，雖然數(shù)據(jù)只是二維數(shù)據(jù)，且只是估計值，但進行兩個運動員動作技術(shù)對比時，由于拍攝角度相同，可反映出數(shù)值上的差異，符合快速反饋的實踐需求（表2）。

1.7 撰寫診斷報告

診斷報告的撰寫要遵循定性與定量分析相結(jié)合的原則（吳飛等，2017），按照引拍、揮拍擊球、隨揮3個動作階段依次撰寫診斷報告。診斷結(jié)果與建議要結(jié)合運動員的個性特點，辯證地提出自身的不足和需要改進的地方。如在對運動員A反手技術(shù)進行診斷時，要考慮到他與樊振東、張繼科等運動員的不同打法特點、站位特點、身高、臂長、腕力等，不能只是簡單地模仿優(yōu)秀運動員的技術(shù)模板，這樣易對自身正手特長技術(shù)造成影響。故對于優(yōu)秀、成熟的運動員進行技術(shù)診斷時，找到最為關鍵、讓優(yōu)秀運動員信服的技術(shù)環(huán)節(jié)，從而進行微調(diào)最為重要。

表2 3種動作技術(shù)解析方法比較Table 2 Comparison ofAnalytical Methods of Three Action Techniques

1.8 反饋和評價診斷結(jié)果

反饋環(huán)節(jié)是技術(shù)診斷的重要組成部分，科研人員完成診斷報告后，應即對反饋，技術(shù)測試后1周內(nèi)需完成診斷報告。先由該運動員的主管教練員對診斷報告的可行性、客觀性等進行全方位的評價，如能達到預期技術(shù)診斷目的，及時與運動員溝通。反之，再次進行技術(shù)診斷。

反饋的方式包括紙質(zhì)版文字資料、PPT多媒體匯報、視頻動畫等。注重與教練員和運動員反饋語言的使用，尤其是要將運動生物力學、運動學等專業(yè)理論的概念、學術(shù)詞匯轉(zhuǎn)化為能被教練員、運動員理解的乒乓球?qū)I(yè)術(shù)語，形成高效溝通。

1.9 訓練實施

在將技術(shù)診斷結(jié)果進行訓練實施過程中，訓練實踐中的技術(shù)診斷需求將不斷發(fā)生變化，可根據(jù)乒乓球運動實踐的需求，及時修改診斷方法，或重新開始診斷（王清等，2003）。在重新進行乒乓球技術(shù)診斷時，可在原有技術(shù)診斷結(jié)果的基礎上進行，找到技術(shù)的關鍵環(huán)節(jié)，提出切實可行的訓練改進辦法。

2 乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)的應用實例

根據(jù)乒乓球訓練實踐中的需要，應用乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)對部分國家隊主力運動員的技術(shù)進行了技術(shù)診斷，為中國乒乓球隊備戰(zhàn)2020年東京奧運會提高技術(shù)水平提供了一定的技術(shù)保障。以對國家隊主力運動員A反手撕技術(shù)診斷為例，闡述乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)在國家乒乓球隊的應用。

“反手得勢，正手得分”是乒乓球訓練理念新要求，均衡正反手技術(shù)能力是關鍵。運動員A擁有出色的正手技術(shù)，但反手技術(shù)相對薄弱。教練組認為，運動員A反手撕技術(shù)前沖不夠、易被對手反拉。因此，基于乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)，采用三維高速錄像測試方法，選擇張繼科反手撕技術(shù)為優(yōu)秀運動員模板，運用Dartfish軟件進行解析，通過運動員A的反手撕技術(shù)與張繼科的反手撕技術(shù)進行對比分析，結(jié)合運動員A的自身特點，對運動員A反手撕技術(shù)進行分析與診斷。

2.1 引拍階段

1）手腕運動：運動員A手腕的動作，向內(nèi)的幅度大于張繼科；2）肘關節(jié)角度：在引拍結(jié)束時刻，運動員A肘關節(jié)的角度約127°，張繼科約92°，該角度運動員A大于張繼科；3）肩關節(jié)角度：運動員A的肩關節(jié)角度（肩肘連線與肩髖連線的夾角）約34°，張繼科約18°（表3），該角度運動員A大于張繼科；4）球拍的位置：在引拍結(jié)束時刻，運動員A引拍的位置略低于球臺，而張繼科略高于球臺，運動員A引拍的位置低于張繼科。

表3 國家隊主力運動員A與張繼科引拍結(jié)束時刻對比Table 3 Comparison of the End Moment of Swimg Racket Backward between Ma Long and Zhang Jike

2.2 揮拍擊球階段

1）肘關節(jié)運動：在擊球時刻，運動員A肘角約129°，張繼科約116°，此時該角度運動員A略大于張繼科。從引拍結(jié)束時刻到擊球時刻肘關節(jié)角度的變化幅度方面，運動員A肘關節(jié)角度變化幅度很小，而張繼科的肘關節(jié)角度變化幅度約24°。從錄像上看，運動員A前臂旋外動作較多，而前伸動作較少，而張繼科與之相反，前臂在旋外的同時有明顯的前伸動作。故而運動員A的肘關節(jié)角度變化幅度較?。?）肩關節(jié)運動：在擊球時刻，從右側(cè)面看，運動員A肩角約80°，張繼科約56°。運動員A手臂離身體比張繼科遠，擊球點離身體較遠，擊球時會造成肩部僵硬，擊球時刻的穩(wěn)定支撐不夠，發(fā)力不集中；3）觸球部位：連續(xù)擊球時，運動員A觸球部位多在球拍的下部，且位置不固定。張繼科均固定在球拍的中心位置；4）發(fā)力方式：該階段，張繼科肩關節(jié)一直是頂著向前用力，給予前臂和手腕發(fā)力時以穩(wěn)定的支撐，以前臂發(fā)力為主，直接由后向前發(fā)力，發(fā)力實、有寸勁、發(fā)力集中、揮拍速度快。與張繼科相比，運動員A引拍位置較低，從下往上繼而再向前，包球發(fā)力，摩擦球相對較多，手腕帶動前臂發(fā)力的成分相對較多；5）擊球時機：運動員A比張繼科略晚，張繼科在高點前期擊球，運動員A在高點后期擊球。這與運動員A引拍的位置低于張繼科且手腕內(nèi)擰的幅度大、揮拍擊球時前臂和手腕移動的距離比張繼科遠有關?？梢酝茰y，當對方來球的球速較快和旋轉(zhuǎn)較強時，易造成頂板的現(xiàn)象；6）重心：張繼科身體向前頂?shù)枚?，重心較穩(wěn)。而運動員A重心上下起伏較大，向前頂?shù)貌粔颍ū?）。

表4 國家隊主力運動員A與張繼科引拍結(jié)束時刻對比Table 4 Comparison of the End Moment of Swimg Racket Toward and Hitting the Ball between Ma Long and Zhang Jike

2.3 隨勢揮拍階段

隨勢揮拍階段是擊球發(fā)力后的延續(xù)和還原，身體和手臂隨著發(fā)力的方向繼續(xù)做減速運動，直至隨揮結(jié)束時刻。該階段可間接反映發(fā)力的方向和還原的速度。

1）右臂的位置：在隨勢揮拍結(jié)束時刻，運動員A的前臂向上隨揮較多，而張繼科向前隨揮較多。2）左臂的運動（非持拍手）：張繼科左臂運動幅度小，左側(cè)身體相對固定，給予持拍手穩(wěn)定的支撐，有利于擊球時向前發(fā)力，雙臂的運動是反向運動，利于胸部擴胸發(fā)力。而運動員A的雙臂稍有些同向運動。究其原因，張繼科的左側(cè)是主動發(fā)力，而運動員A的左側(cè)是被動發(fā)力，這可能與運動員A正手更有優(yōu)勢，兩側(cè)肌肉力量不均衡，右側(cè)強、左側(cè)弱有關（表5）。

表5 國家隊主力運動員A與張繼科引拍結(jié)束時刻對比Table 5 Comparison of the End Moment of Swimg Racket Toward between Ma Long and Zhang Jike

2.4 運動員A反手撕技術(shù)診斷結(jié)果及訓練建議

與張繼科反手撕技術(shù)相比，運動員A反手撕斜線技術(shù)主要存在的問題：1）動作幅度比張繼科大，重心上下起伏大，向前頂?shù)蒙伲?）在擊球過程中，觸球部位偏下，擊球時機略晚，發(fā)力方式以手腕發(fā)力帶動前臂發(fā)力為主，發(fā)力方向向上較多，摩擦球較多；3）在擊球和隨勢還原階段，雙臂稍有些同向運動，非持拍手隨持拍手運動幅度偏大。

結(jié)合運動員A的個性特點，對運動員A反手撕技術(shù)的訓練建議為：1）在不影響正手發(fā)力的基礎上，對反手撕技術(shù)進行微調(diào)；2）適當減小反手撕技術(shù)動作幅度；3）在擊球階段和隨勢揮拍階段，相對固定非持拍手和軀干的運動；4）適當增加左側(cè)肌肉力量。

2.5 運動員A反手撕技術(shù)診斷的效果

對運動員A反手撕技術(shù)診斷的結(jié)果得到了運動員A主管教練和運動員A本人的充分認可。教練組根據(jù)診斷結(jié)果對運動員A反手技術(shù)體系動作進行了微調(diào)，并對運動員A使用的膠皮進行了改變——使用硬度更大的中國“狂飆”海綿。應用效果顯著，運動員A在反手旋轉(zhuǎn)上有所加強，化劣勢為優(yōu)勢。該診斷不但為運動員A在2019年部分比賽中奪冠起到了一定的科技支撐作用，同時為年輕運動員的技術(shù)打法體系建立了新的發(fā)展模式。

3 結(jié)論與建議

1）本著簡單易行、快速反饋、注重實效的原則，備戰(zhàn)2020年東京奧運會乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)由訓練實踐中技術(shù)問題的提出、選擇診斷方法、確定測試方法、控制實驗條件、選取敏感指標、選擇解析方法、撰寫診斷報告、反饋和評價診斷結(jié)果、訓練實施9部分構(gòu)成。

2）乒乓球技術(shù)診斷系統(tǒng)已經(jīng)應用于備戰(zhàn)2020年東京奧運會期間主力運動員的技術(shù)診斷中，為運動員薄弱技術(shù)的改進和提高提供了有力的科技支撐。

3）建議國家乒乓球隊引入動作技術(shù)無標記點快速捕捉與分析、擊球線路落點實時采集、大屏幕實時顯示等為一體的智能技術(shù)訓練監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)技術(shù)訓練監(jiān)控的實時反饋。

4）建議將國家乒乓球隊運動員動作技術(shù)診斷系統(tǒng)進一步推廣并運用于省、市乒乓球隊，青少年運動員及乒乓球愛好者乒乓球技術(shù)的提高中。