中圖分類號(hào):G808 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1008-2808(2025)04 -0016-08
Abstract: This study aims to scientifically investigate the key factors influencing the competitive performance of Chinese luge athletes, precisely identify and effectively address core issues such as deficiencies in starting performance and sliding form control that hinder performance improvement,and establish critical indicators for sport - specific physical fitness centered on athletes’body morphology,physiological function,and athletic capabilities.The Delphi method was employed to screen sport - specific physical fitness indicators for Chinese luge athletes. Based on the data requirements of the Sobol global sensitivity analysis model, test data from 25 national luge team athletes—including sport - specific physical fitness indicators as input variables and track performance as the output variable—were analyzed to evaluate the sensitivity and interaction of these indicators relative to sliding performance, thereby constructing a framework of key physical fitness indicators. The results shows body weight,backward medicine ball throw,neck strength,pull - push composite strength,flat - ice paddling,ice ramp sliding,and anaerobic power (Si)gt;0.01 ,(STi) gt;0.05 , demonstrating robust sensitivity and significant interactive effects between the key physical fitness indicators and sliding performance.
Key words:Luge athlete; Specific physical fitness; Key indictor; Sobol
雪撬(Luge)作為滑行類運(yùn)動(dòng)(SlidingSports)的重要項(xiàng)目之一,是在特制人工制冷賽道上進(jìn)行的競(jìng)速運(yùn)動(dòng)。其比賽過程主要由啟動(dòng)出發(fā)與滑行兩個(gè)關(guān)鍵階段構(gòu)成。運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技表現(xiàn)以滑行總用時(shí)來(lái)衡量,用時(shí)最短者獲勝,勝負(fù)常取決于毫秒級(jí)的差距。
當(dāng)前,我國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)在國(guó)際賽事中的整體水平仍處于追趕階段,特別是在出發(fā)表現(xiàn)與滑行姿態(tài)穩(wěn)定性等方面,相較世界頂尖隊(duì)伍存在明顯差距。因此,提升運(yùn)動(dòng)員啟動(dòng)能力與優(yōu)化滑行姿態(tài)是縮小與國(guó)際高水平運(yùn)動(dòng)員差距的關(guān)鍵所在。然而,國(guó)內(nèi)外針對(duì)雪撬運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技表現(xiàn)與其專項(xiàng)體能水平關(guān)聯(lián)性的研究較少。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要探討了身高、體重、臂展、手臂長(zhǎng)度、肩寬、上肢及軀干力量等指標(biāo)對(duì)出發(fā)成績(jī)的影響[1-3]。這些研究存在一定局限:體能指標(biāo)選取多依賴教練經(jīng)驗(yàn),缺乏系統(tǒng)性量化支撐;研究視角集中于出發(fā)階段,忽略了對(duì)滑行全程所需關(guān)鍵專項(xiàng)體能指標(biāo)的探究;尚未建立起統(tǒng)一、科學(xué)的雪撬專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)系。為持續(xù)提升我國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技成績(jī),亟需深入探究與雪撬項(xiàng)目比賽成績(jī)高度相關(guān)的專項(xiàng)體能指標(biāo)。本研究將為科學(xué)制定米蘭奧運(yùn)周期夏訓(xùn)方案、提升訓(xùn)練效益、夯實(shí)冬訓(xùn)賽道滑行能力提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
研究對(duì)象與方法
1. 1 研究對(duì)象
本研究以中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)為研究對(duì)象。
1.2 研究方法
1.2.1 文獻(xiàn)資料法在Webof science,PUB,Google Scholar等外文數(shù)據(jù)庫(kù)中,以“l(fā)uge”“physi-cal fitness”“ strength and conditioning”“ physilogcialfactor”“physical indicator”“ physical predicator”等關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索,在中國(guó)知網(wǎng)等中文數(shù)據(jù)庫(kù)以“雪撬”“體能”為關(guān)鍵詞搜集有關(guān)雪撬運(yùn)動(dòng)、雪撬訓(xùn)練以及專項(xiàng)體能指標(biāo)構(gòu)建等方面的文獻(xiàn),為本研究專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)選取、構(gòu)建提供依據(jù)。
1.2.2 專家訪談法 以面談、電話、郵件等形式,對(duì)國(guó)際雪撬強(qiáng)國(guó)國(guó)家隊(duì)教練員、體能訓(xùn)練專家、冰雪運(yùn)動(dòng)專家等進(jìn)行訪談,了解雪撬運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)體能需求、體能測(cè)試指標(biāo)、指標(biāo)篩選與保留建議等問題,為本研究指標(biāo)的構(gòu)建提供實(shí)踐基礎(chǔ)與理論支持。
1.2.3德爾菲法根據(jù)文獻(xiàn)資料及專家訪談的結(jié)果,設(shè)計(jì)了《中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)構(gòu)建專家調(diào)查問卷》。根據(jù)本研究的實(shí)際需求和現(xiàn)實(shí)條件,共選取了15位雪撬項(xiàng)目訓(xùn)練、體能訓(xùn)練等相關(guān)領(lǐng)域的專家,包括了9名高級(jí)職稱專家和6名具有雪撬國(guó)家隊(duì)執(zhí)教背景的國(guó)內(nèi)外教練員。3輪專家調(diào)查問卷回收率均為 100% ,說明專家積極性較高。在問卷設(shè)計(jì)上,專家對(duì)問卷內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、整體效度三個(gè)方面的主觀打分, 96.5% 的專家認(rèn)為問卷設(shè)計(jì)有效。
1.2.4Sobol指數(shù)法本研究中的全局敏感性分析旨在量化各專項(xiàng)體能指標(biāo)對(duì)雪撬運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技表現(xiàn)的貢獻(xiàn)程度與交互效應(yīng),分析變動(dòng)對(duì)于整體競(jìng)技表現(xiàn)的影響程度?!坝绊懗潭取奔礊樵搶m?xiàng)體能指標(biāo)的敏感性系數(shù),敏感性系數(shù)越大說明該能力指標(biāo)對(duì)競(jìng)技表現(xiàn)的影響越大。Sobol指數(shù)法能從指標(biāo)輸入的主效應(yīng)、交互效應(yīng)等多方面分析對(duì)模型以及輸出的影響。
采用Sobol指數(shù)法進(jìn)行全局敏感性分析,首先需要將模型分解為單個(gè)專項(xiàng)體能指標(biāo)與多個(gè)體能指標(biāo)之間相互組合的函數(shù),計(jì)算分析輸入方差對(duì)總輸出方差的影響,以此對(duì)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技表現(xiàn)指標(biāo)的敏感性以及專項(xiàng)體能指標(biāo)之間的交互效應(yīng)進(jìn)行分析,可以看出Sobol指數(shù)法的核心是對(duì)方差進(jìn)行分解[4-5] 。
設(shè) 為運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技表現(xiàn)函數(shù), Xi 代表影響競(jìng)技表現(xiàn)的某個(gè)專項(xiàng)體能指標(biāo)因素。由 ΔSXTi 和 Sxi 的意義可知,與
相比, SXTi 描述了所有與 ΔXi 有關(guān)的專項(xiàng)體能指標(biāo)效應(yīng)對(duì)競(jìng)技能力方差的貢獻(xiàn),因此Sobol指數(shù)法不僅能分析單個(gè)專項(xiàng)體能指標(biāo)輸人的主效應(yīng)、多個(gè)專項(xiàng)體能指標(biāo)輸入的交互效應(yīng)對(duì)模型輸出的影響,而且還能分析成組輸入因素對(duì)輸出的影響,具有較好的適應(yīng)性。
2 研究結(jié)果
2.1中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)初選
在文獻(xiàn)研究和專家訪談的基礎(chǔ)上,深入剖析雪撬項(xiàng)目特征,以“解決當(dāng)前發(fā)展階段制約成績(jī)提升的首要問題”為出發(fā)點(diǎn),以體能結(jié)構(gòu)要素為依據(jù),以指標(biāo)的可操作性、實(shí)用性等為原則,通過系統(tǒng)梳理與匯總,構(gòu)建了覆蓋雪撬運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)、滑行與整體控制能力等多個(gè)環(huán)節(jié)的體能指標(biāo)池。初選結(jié)果共包括3個(gè)一級(jí)指標(biāo)、14個(gè)二級(jí)指標(biāo)和46個(gè)三級(jí)指標(biāo),形成了較為全面的中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能雪撬運(yùn)動(dòng)員指標(biāo)池(見表1)。
2.2中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)復(fù)選
在初選指標(biāo)基礎(chǔ)上,本研究采用李克特五分量表法設(shè)計(jì)首輪專家調(diào)查問卷,按5個(gè)等級(jí)對(duì)指標(biāo)打分賦值。同時(shí),收集專家自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)指標(biāo)篩選的具體建議,保留平均 ?4.0 ,變異系數(shù) ?2 的指標(biāo)。同時(shí)對(duì)有關(guān)專家進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化訪談?wù)髟儗<覍?duì)問卷的調(diào)整意見,形成第二輪專家問卷;按照上述流程共完成3輪咨詢,得到趨于一致性的結(jié)果,得到中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo):3項(xiàng)一級(jí)指標(biāo),8項(xiàng)二級(jí)指標(biāo),11項(xiàng)三級(jí)指標(biāo)(見表2)。
2.3基于Sobol全局敏感性分析構(gòu)建中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)
2.3.1Sobol全局敏感性分析Sobol敏感性分析是一種全局敏感性分析方法,主要用于評(píng)估復(fù)雜數(shù)學(xué)模型中各輸入?yún)?shù)對(duì)輸出結(jié)果的影響程度。它基于方差分解的思想,能夠量化單個(gè)參數(shù)及其交互作用對(duì)輸出不確定性的貢獻(xiàn),適用于非線性、非單調(diào)且存在參數(shù)交互的模型[6]
(1)Sobol敏感性分析理論公式。
設(shè)有一個(gè)模型 Y=f(x1,x2,…,xD) ,其中 Xi 是輸入變量,(Y)是模型輸出。Sobol敏感性分析的目標(biāo)是通過分解輸出(Y)的方差來(lái)量化各個(gè)輸入變量 Xi 對(duì)(Y)的影響。
模型輸出的方差V(Y)可以通過以下公式分解:
其中: Vi 是單個(gè)輸入變量的方差貢獻(xiàn)。 ΔVij 是輸人變量 xi 和 xj 的交互作用的方差貢獻(xiàn)。 ΔVijk 是輸入變量 Xi?Xj 和 Xk 的交互作用的方差貢獻(xiàn)。V1,2,…,D 是所有輸人變量的高階交互作用的方差貢獻(xiàn)。
(2)Sobol指數(shù)的定義。
第一階敏感性指數(shù) ΔSi :衡量單個(gè)輸入變量對(duì)輸出方差的貢獻(xiàn):
其中, Vi=Var[E(Y|Xi)] 0
總敏感性指數(shù) STi :
衡量輸人變量 Xi 及其所有交互作用對(duì)輸出方
差的總貢獻(xiàn):
其中, Vi 是除 xi 以外的所有輸入變量的方差貢獻(xiàn)。
(3)Sobol指數(shù)的計(jì)算
Sobol指數(shù)的計(jì)算通常使用蒙特卡羅模擬方法。生成樣本矩陣:生成兩個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)樣本矩陣(A)和(B),每個(gè)矩陣的大小為( (n×D) ,其中(n)是樣本數(shù),(D)是輸入變量的維數(shù);構(gòu)造組合樣本矩陣:構(gòu)造矩陣(A)和(B)的組合矩陣 ,該矩陣是由矩陣(A)中的所有列和矩陣(B)中的第(i)列組成。
計(jì)算模型輸出:對(duì)于每個(gè)樣本矩陣,計(jì)算模型輸出 YA,YB 和 。
估計(jì)敏感性指數(shù):通過以下公式估計(jì)第一階敏感性指數(shù)和總敏感性指數(shù)。
第一階敏感性指數(shù) Si :
總敏感性指數(shù): ΔSTi :
其中: n 是樣本數(shù)量。 YA(j) 是在樣本(j)上,基于矩陣(A)的模型輸出。 YAB(j)(j) 是在樣本(j)上,用矩陣(B)中的第(i)列替換矩陣(A)中的第(i)列得到的組合矩陣 AB(i) 的模型輸出。YA是基于矩陣(A)的模型輸出的均值。 是基于組合矩陣
的模型輸出的均值。V(Y)是模型輸出(Y)的方差。
2.3.2基于Sobol指數(shù)確定中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)Sobol全局敏感性分析能夠量化單個(gè)變量如何影響整體變化,既全面量化各個(gè)專項(xiàng)體能指標(biāo)對(duì)雪撬運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技表現(xiàn)的貢獻(xiàn)度,又考慮了多因素之間的交互作用。基于該方法在“關(guān)注輸入?yún)?shù)的微小變化對(duì)輸出結(jié)果的敏感程度,可以精確發(fā)現(xiàn)指標(biāo)重要性方面的優(yōu)勢(shì)”,研究者以Sobol指數(shù)進(jìn)行分析確定中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)。
按照全局敏感性分析模型的數(shù)據(jù)設(shè)置要求,將25名國(guó)家雪撬集訓(xùn)隊(duì)11名男子運(yùn)動(dòng)員和14名女子運(yùn)動(dòng)員的體重、后拋實(shí)心球、 30m 跑、 1rm 臥拉、頸部力量、仰臥起坐、坡面冰滑行、平面冰耙冰、拉推復(fù)合力量、無(wú)氧功的測(cè)試結(jié)果共計(jì)200個(gè)數(shù)據(jù)作為輸入變量,400次賽道滑行成績(jī)?yōu)檩敵鲎兞浚茨凶?、女子運(yùn)動(dòng)員各200次,共計(jì)進(jìn)行兩次運(yùn)算。建立 200×12 的矩陣,前11列代表自變量,最后一列代表因變量。本文選取的訓(xùn)練樣本、測(cè)試樣本均為固定數(shù)據(jù),保證了模型評(píng)價(jià)的穩(wěn)定性。
第一階敏感性指數(shù)(S),用于確定輸人變量對(duì)輸出變量的影響程度。如果 Silt;0.01 (即該變量對(duì)輸出方差的貢獻(xiàn)小于 1% ),可以認(rèn)為該變量對(duì)模型輸出的直接影響很小。
總效應(yīng)指數(shù)(ST),顯示由每個(gè)輸入變量的方差及與其他輸入變量的相互作用而產(chǎn)生的因變量的方差。其中因變量對(duì)具有最高總效應(yīng)指數(shù)ST的輸人變量最敏感。如果 STilt;0.05 (即該變量及其交互作用對(duì)輸出方差的總貢獻(xiàn)小于 5% ),可以認(rèn)為該變量對(duì)模型輸出的總影響很小。
中國(guó)男子、女子雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能指標(biāo)中體重(0.0348,0.0409)、平面冰耙冰(0.0279,0.041)頸部力量(0.0160,0.019)坡面冰滑行(0.0332,0.0159)、拉推復(fù)合力量(0.0343,0.02863)后拋實(shí)心球(0.041,0.0214)、無(wú)氧功(0.0156,0.0167)的第一階敏感性指數(shù)均對(duì)滑行成績(jī)具有敏感性(見表3)。
中國(guó)男子、女子雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能指標(biāo)中體重(0.082,0.0803)、平面冰耙冰(0.079,0.075)頸部力量(0.065,0.0611)、坡面冰滑行時(shí)間(0.083,0.0671)、拉推復(fù)合力量(0.090,0.0729)后拋實(shí)心球(0.057,0.081)無(wú)氧功(0.079,0.0699)的總效應(yīng)指數(shù)均對(duì)比賽成績(jī)具有較強(qiáng)的交互作用。
從分析結(jié)果看,基于Sobol指數(shù)在分析運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能指標(biāo)與滑行成績(jī)表現(xiàn)關(guān)系時(shí),表明體重、拉推復(fù)合力量、后拋實(shí)心球、頸部力量、平面冰耙冰、坡面冰滑行、無(wú)氧功等7個(gè)指標(biāo)對(duì)滑行成績(jī)影響較大。
3 中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)的分析與討論
3.1 體重
雪撬是一項(xiàng)依托重力勢(shì)能進(jìn)行滑行的高速競(jìng)速項(xiàng)目,由啟動(dòng)出發(fā)和滑行兩個(gè)階段組成。由于運(yùn)動(dòng)員與雪撬器材的總質(zhì)量直接影響其加速度、滑行穩(wěn)定性及末端速度,國(guó)際雪撬聯(lián)合會(huì)(FIL)將體重列為檢控與裁判懲罰的重要參數(shù)之一。
在身體形態(tài)變量與啟動(dòng)出發(fā)最大速度的關(guān)系中,體重是影響啟動(dòng)出發(fā)最大速度的重要因素之一,其影響可通過沖量一動(dòng)量關(guān)系來(lái)解釋。力一時(shí)間積除以系統(tǒng)(運(yùn)動(dòng)員與雪撬)質(zhì)量等于相關(guān)動(dòng)作序列結(jié)束時(shí)的速度。如果兩名雪撬運(yùn)動(dòng)員的相對(duì)力量相同但體重不同,則體重較大的運(yùn)動(dòng)員具有優(yōu)勢(shì),因?yàn)槠溲┣耍ㄋ袇①愓叩难┣司鶠?23kg )相對(duì)于其體重更輕。體重較輕的運(yùn)動(dòng)員通過增加額外配重增加總重量,影響其在啟動(dòng)階段達(dá)到較高的最大速度。
體重也是影響滑行成績(jī)的一項(xiàng)關(guān)鍵身體形態(tài)指標(biāo)。雪撬運(yùn)動(dòng)員滑行時(shí)作用在滑行物體上的力分別為:重力、坡面向上的反作用力以及沿著坡面向上的摩擦力,這些力會(huì)減緩滑行速度。這三種力都與物體的質(zhì)量成正比。實(shí)際比賽中,重力的增強(qiáng)會(huì)被更大的摩擦力抵消,滑行加速度保持不變。在雪橇滑行階段,雪撬某一時(shí)刻的速度 ΔVΩt=VΩ0+ (gsinα-μgcosα-F 阻 'm )t( ΔV0 為初速度, g 為重力加速度, ∝ 為斜坡角度, μ 為動(dòng)摩擦因數(shù),F(xiàn)阻為空氣阻力, m 為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)總質(zhì)量),增加運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重量或降低風(fēng)阻能夠提高滑行速度??諝庾枇εc物體的質(zhì)量無(wú)關(guān),只與其形狀和速度有關(guān),阻力隨著速度的平方增加。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的總重量包括雪撬重量、裝備重量、運(yùn)動(dòng)員體重以及配重,除體重外,其他都是近乎一致的重量。
經(jīng)調(diào)查分析,奧地利的男性雪撬運(yùn)動(dòng)員與我國(guó)運(yùn)動(dòng)員具有相似的體重( 82.4± 8.9kg : 82.4± 5.8kg ),顯示出在身體形態(tài)特征上的趨同性。各國(guó)高水平運(yùn)動(dòng)員體重雖然在數(shù)值方面普遍較大,但在形態(tài)表現(xiàn)上因各自的訓(xùn)練情況各有差異,一些國(guó)家的運(yùn)動(dòng)員體脂率較高,在滑行過程中,運(yùn)動(dòng)員與撬體貼合更密切,且較高的體脂能夠在運(yùn)動(dòng)員重心與雪撬之間形成緩沖層,減少滑行過程中因顛簸而產(chǎn)生的擾流,進(jìn)而提升滑行速度。因此,雪撬運(yùn)動(dòng)員體重反映出的形態(tài)表現(xiàn)不能夠單純追求增加瘦體重,而忽視運(yùn)動(dòng)員的體脂情況,而是應(yīng)充分重視運(yùn)動(dòng)員具備的絕對(duì)力量。然而,運(yùn)動(dòng)員的體重也不是越重越好,還要充分考慮到滑行過程中的空氣動(dòng)力學(xué)因素。
3.2 后拋實(shí)心球
雪撬運(yùn)動(dòng)員在啟動(dòng)出發(fā)階段需要從下肢一軀干一上肢形成完整的力量傳導(dǎo),產(chǎn)生強(qiáng)大的力量和輸出功率,獲取最大的啟動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)員需具備良好的爆發(fā)力和協(xié)調(diào)能力。
前期研究表明,后拋實(shí)心球是一種簡(jiǎn)便、實(shí)用的檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員爆發(fā)力水平的方法。后拋實(shí)心球在測(cè)量爆發(fā)力時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。測(cè)試不僅涉及下肢的力量,還整合了上肢和軀干的力量,可以全面評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的爆發(fā)力,更符合實(shí)際運(yùn)動(dòng)中身體各部位協(xié)同工作的特點(diǎn),相比傳統(tǒng)的單一維度測(cè)試方法,該指標(biāo)能夠更準(zhǔn)確地反映運(yùn)動(dòng)員的真實(shí)爆發(fā)力水平[]
后拋實(shí)心球在動(dòng)力鏈結(jié)構(gòu)上與雪撬啟動(dòng)過程具有高度相似性。發(fā)力過程共同體現(xiàn)出“下肢蹬伸一髖部驅(qū)動(dòng)一核心穩(wěn)定一上肢協(xié)同”動(dòng)力鏈特征,通過髖關(guān)節(jié)(伸髖功率)和軀干旋轉(zhuǎn)速度(角動(dòng)量)提升整體動(dòng)能。參與完成拋實(shí)心球動(dòng)作主要包括了胸大肌、三角肌、背闊肌、腹直肌、斜方肌以及股四頭肌和腘繩肌等大肌群,還有手指手腕力量和良好的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍。雪撬啟動(dòng)出發(fā)過程中,這些肌肉群是產(chǎn)生力量的關(guān)鍵,它們?cè)凇暗拧⒗?、推”出發(fā)手柄及完成連續(xù)耙冰動(dòng)作中發(fā)揮著重要作用。
偉等人在前期研究中,以中國(guó)雪撬國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員作為測(cè)試對(duì)象,探討力量訓(xùn)練對(duì)啟動(dòng)出發(fā)競(jìng)技表現(xiàn)的影響。研究證明,后拋實(shí)心球與 0~2m 段出發(fā)時(shí)長(zhǎng)存在較強(qiáng)的相關(guān)性( rgt;0.7 ),這也驗(yàn)證了后拋實(shí)心球作為專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)所發(fā)揮的重要作用[8]
3.3 拉推復(fù)合力量
拉推復(fù)合力量是指在啟動(dòng)出發(fā)動(dòng)作模擬設(shè)備上完成啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)的最大力量。已有研究表明1rm 臥推與臥拉和雪撬運(yùn)動(dòng)員出發(fā)表現(xiàn)有顯著相關(guān)[9]。這一指標(biāo)要求運(yùn)動(dòng)員在合理動(dòng)作結(jié)構(gòu)下完成,重點(diǎn)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員在啟動(dòng)出發(fā)階段的力量輸出和爆發(fā)力。這種手段通過模擬雪撬啟動(dòng)的實(shí)際力學(xué)環(huán)境,骨杠桿與關(guān)節(jié)活動(dòng)角度與實(shí)際出發(fā)高度一致,能夠最大限度地在陸地上模擬出發(fā)動(dòng)作肌肉發(fā)力順序,幫助運(yùn)動(dòng)員提高啟動(dòng)出發(fā)階段中全身肌肉協(xié)調(diào)發(fā)力能力,從而優(yōu)化運(yùn)動(dòng)員在比賽中的出發(fā)表現(xiàn)。在與國(guó)際雪撬教練員訪談中,啟動(dòng)出發(fā)階段中,“拉一推”環(huán)節(jié)對(duì)出發(fā)成績(jī)貢獻(xiàn)率最大,是獲取最大速度的重要階段(見圖1)。
3.4 平面冰耙冰
平面冰耙冰指標(biāo)是指 15m 耙冰用時(shí)/耙冰次數(shù)。耙冰是運(yùn)動(dòng)員在“拉一推”啟動(dòng)后緊密銜接的重要環(huán)節(jié),是保持或減緩最大速度降低的重要階段(見圖2)。運(yùn)動(dòng)員的耙冰能力水平?jīng)Q定了出發(fā)成績(jī)的高低[1]。意大利雪撬國(guó)家隊(duì)教練在訪談中強(qiáng)調(diào),無(wú)論是在訓(xùn)練還是比賽,要高度重視運(yùn)動(dòng)員的耙冰訓(xùn)練效果,需不斷強(qiáng)化平面冰的耙冰能力。耙冰還可以反映出運(yùn)動(dòng)員軀干穩(wěn)定性、雙臂發(fā)力的均衡性和一致性、身體柔韌性以及上肢肌肉的快速力量等重要專項(xiàng)所需運(yùn)動(dòng)素質(zhì)。同時(shí),教練員還強(qiáng)調(diào)耙冰頻率和耙冰距離關(guān)系,這是因?yàn)椴煌╇?chǎng)地的出發(fā)賽道的長(zhǎng)度和坡度有所不同。有研究顯示,出發(fā)段坡度小,應(yīng)更加關(guān)注耙冰距離的訓(xùn)練;而坡度大,則應(yīng)注重耙冰頻率。鑒于耙冰環(huán)節(jié)在啟動(dòng)出發(fā)階段的重要作用,平面冰耙冰指標(biāo)作為專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo)將有助于運(yùn)動(dòng)員出發(fā)成績(jī)的提高。耙冰用時(shí)與耙冰次數(shù)比值能夠較好地反映出運(yùn)動(dòng)員耙冰距離和耙冰頻率之間的關(guān)系。
3.5 坡面冰滑行
坡面冰滑行指標(biāo)是指運(yùn)動(dòng)員在室內(nèi)出發(fā)賽道上進(jìn)行的啟動(dòng)出發(fā)并銜接人撬滑行過程。該指標(biāo)強(qiáng)調(diào)了啟動(dòng)出發(fā)與滑行姿態(tài)轉(zhuǎn)換的流暢度,反映出運(yùn)動(dòng)員所需的專項(xiàng)平衡能力和肌肉控制能力。與平面冰相比,出發(fā)坡面的角度與比賽場(chǎng)景更具相似性。運(yùn)動(dòng)員要完成從拉推啟動(dòng)一耙冰銜接一姿態(tài)轉(zhuǎn)換的全過程。為更好地驗(yàn)證坡面冰滑行指標(biāo)的重要性,學(xué)者VeronikaFedotova等人[1]在坡面冰與競(jìng)賽出發(fā)全環(huán)節(jié)要素對(duì)比研究中顯示,高水平運(yùn)動(dòng)員在兩個(gè)場(chǎng)地環(huán)境下的出發(fā)表現(xiàn)未存在顯著差異,而其他運(yùn)動(dòng)員存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著差異的原因是來(lái)自運(yùn)動(dòng)員在耙冰幅度距離的完整度、軀干穩(wěn)定度、上肢力量平衡度和入撬姿態(tài)轉(zhuǎn)換流暢度不足等因素。
滑行過程中的重力利用和摩擦力控制,增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)員對(duì)坡度和滑行狀態(tài)下的身體姿態(tài)控制能力。通過在坡面冰面上滑行,運(yùn)動(dòng)員能夠提高在實(shí)際比賽中應(yīng)對(duì)不同賽道出發(fā)坡面啟動(dòng)出發(fā)與入彎銜接,減少因姿態(tài)不穩(wěn)定或滑行效率低下帶來(lái)的能量損失,從而提升比賽成績(jī)。坡面冰滑行指標(biāo)還可以檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員核心肌群以及上肢肌群的協(xié)調(diào)性。特別是核心肌肉在坡面冰滑行中需要持續(xù)發(fā)揮作用,以維持滑行穩(wěn)定和動(dòng)力輸出。通過這種訓(xùn)練,運(yùn)動(dòng)員能夠提高核心肌群的穩(wěn)定性,有效改善運(yùn)動(dòng)員在比賽中的力量傳遞和姿態(tài)控制能力。通過在訓(xùn)練中進(jìn)行坡面冰滑行,運(yùn)動(dòng)員能夠提高對(duì)滑行速度和姿態(tài)控制的敏感性,減少因滑行條件變化帶來(lái)的波動(dòng),提高運(yùn)動(dòng)員的滑行效率,增強(qiáng)肌肉協(xié)調(diào)性、靈敏與協(xié)調(diào)平衡。
3.6頸部刀量
頸部力量指標(biāo)是在雪撬運(yùn)動(dòng)員陸地模擬滑行姿態(tài)下對(duì)頭部負(fù)重進(jìn)行測(cè)量和訓(xùn)練的。頸部力量的提升有助于提升頭部的穩(wěn)定性,進(jìn)而減少由頭部擺動(dòng)引起的額外空氣阻力,確保運(yùn)動(dòng)員能以最小的能量損失獲得最大的推進(jìn)力。頸部力量的提高能夠優(yōu)化雪撬運(yùn)動(dòng)員的滑行姿態(tài)?;凶藨B(tài)的改變能夠影響到運(yùn)動(dòng)員滑行過程中的風(fēng)阻系數(shù)[12]。前期研究表明,雪撬運(yùn)動(dòng)員在滑行階段的風(fēng)阻力特性對(duì)競(jìng)技成績(jī)有重要影響。運(yùn)動(dòng)員抬頭調(diào)整滑行線路時(shí),風(fēng)阻力將增加 16% ,而將頭部?jī)A斜有利于減小風(fēng)阻系數(shù),減小風(fēng)阻的不利影響,風(fēng)阻力僅增加10% [13]。此外,雪撬運(yùn)動(dòng)員在高速滑行中需要保持頭部穩(wěn)定。頭部不穩(wěn)定處于晃動(dòng)狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)亂流,擺動(dòng)亂流是指在流體中的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一種特殊流動(dòng)現(xiàn)象[14]。在擺動(dòng)亂流中,由于物體的擺動(dòng),流體會(huì)在物體表面發(fā)生流動(dòng)分離,形成渦旋。這些渦旋的生成和脫落對(duì)流動(dòng)特性有重要影響,它們可以導(dǎo)致流動(dòng)的不穩(wěn)定和能量的耗散[15]。并且這些漩渦影響了運(yùn)動(dòng)員體表的空氣流動(dòng)方向,影響了空氣流動(dòng)產(chǎn)生的下壓力,下壓力有助于增加雪撬與冰面的摩擦力,提高抓冰力和穩(wěn)定性,幫助運(yùn)動(dòng)員保持平衡[16]。穩(wěn)定的頭部姿態(tài)還能夠增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員在滑行過程中的方向感知和協(xié)調(diào)能力,從而在比賽中提高操控精度。特別是在高速滑行時(shí),頸部肌肉的穩(wěn)定性直接影響到上體的控制和運(yùn)動(dòng)效率,尤其是在彎道和復(fù)雜賽道環(huán)境中,有效減少不必要的頭部運(yùn)動(dòng)和由此產(chǎn)生的能量損耗。因此,運(yùn)動(dòng)員應(yīng)盡量保持頭部穩(wěn)定以低風(fēng)阻姿態(tài)滑行。但物體作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)有離心趨勢(shì),即慣性作用,需要有外力(向心力)介入才能順利過彎。雪撬運(yùn)動(dòng)員過彎時(shí)受到的向心力為賽道的支持力,支持力直接作用到撬體,撬體作用到運(yùn)動(dòng)員軀干,運(yùn)動(dòng)員腿部和頭部沒有撬體支撐處于懸空狀態(tài),需要運(yùn)動(dòng)員頸部以及核心肌群提供足夠大的向心力,不然會(huì)撞擊賽道。在極限條件下運(yùn)動(dòng)員頭部甚至需要承受 5g 過載重量,已有研究表明頸部力量不足,不僅會(huì)改變滑行姿態(tài),更會(huì)使頭部碰撞地面導(dǎo)致頭部損傷[16]。因此,雪撬運(yùn)動(dòng)員需要較強(qiáng)的頸部肌肉力量,頸部肌肉力量是雪撬運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練與評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。通過強(qiáng)化頸部肌肉,運(yùn)動(dòng)員能夠更好地適應(yīng)賽道的高強(qiáng)度挑戰(zhàn),維持較高的滑行速度和穩(wěn)定性。
3.7 無(wú)氧功
無(wú)氧功指標(biāo)越高反映機(jī)體無(wú)氧供能能力越強(qiáng)。而該指標(biāo)取決于ATP、CP和肌糖原儲(chǔ)存的數(shù)量,肌酸激酶的活性等多方面因素。機(jī)體無(wú)氧功的提高是機(jī)體對(duì)訓(xùn)練產(chǎn)生良好適應(yīng)的表現(xiàn),也是以無(wú)氧代謝為主的體能類項(xiàng)目訓(xùn)練所追求的共同目標(biāo)。在雪撬啟動(dòng)出發(fā)過程中,主要由上肢的肌群做功且要求運(yùn)動(dòng)員在出發(fā)階段中迅速產(chǎn)生極高的加速度。這需要無(wú)氧供能主導(dǎo),以支持快速的力量輸出。無(wú)氧功是評(píng)估運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間內(nèi)高強(qiáng)度輸出能力的重要體能指標(biāo),主要受肌肉力量與肌纖維類型構(gòu)成的影響。較高的無(wú)氧功通常與更多的快肌纖維(TypeⅡ纖維)相關(guān),這些肌纖維在進(jìn)行短時(shí)間、高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的力量和速度。對(duì)于雪撬項(xiàng)目而言,啟動(dòng)階段與初速加速階段對(duì)快速推冰、爆發(fā)推力的依賴極高。強(qiáng)化快肌纖維可以提高運(yùn)動(dòng)員在啟動(dòng)和快速耙冰加速中的表現(xiàn),從而提高雪撬啟動(dòng)速度。運(yùn)動(dòng)員的肌肉力量和力量密度直接決定無(wú)氧功表現(xiàn),從而影響比賽成績(jī)。無(wú)氧功對(duì)運(yùn)動(dòng)員的生理適應(yīng)能力具有重要影響,較高的無(wú)氧功表明運(yùn)動(dòng)員能夠在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中有效地利用肌肉力量,增加瞬時(shí)功率輸出。無(wú)氧功的提高與肌肉的代謝能力、能量?jī)?chǔ)備密切相關(guān)。通過訓(xùn)練提高無(wú)氧功,運(yùn)動(dòng)員可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的功率輸出,在啟動(dòng)和加速階段,較高的無(wú)氧功能夠幫助運(yùn)動(dòng)員快速產(chǎn)生推力,提升雪撬的啟動(dòng)速度和加速性能。
4結(jié)論
本研究圍繞中國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)體能構(gòu)成,探索和構(gòu)建雪撬運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能關(guān)鍵指標(biāo),為科學(xué)制訂訓(xùn)練計(jì)劃、提升運(yùn)動(dòng)能力提供了理論支撐與實(shí)證依據(jù)。基于Sobol全局敏感性分析發(fā)現(xiàn),體重、后拋實(shí)心球、拉推復(fù)合力量、平面冰耙冰、坡面冰滑行、頸部力量和無(wú)氧功7項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)我國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技表現(xiàn)有重要影響,關(guān)鍵指標(biāo)不單與成績(jī)有較強(qiáng)的敏感性,還體現(xiàn)了關(guān)鍵指標(biāo)之間具有較強(qiáng)的交互作用。因此,在訓(xùn)練中應(yīng)以關(guān)鍵指標(biāo)為依據(jù),制定專項(xiàng)體能訓(xùn)練方案以更好地解決啟動(dòng)出發(fā)成績(jī)不佳和滑行過程頭部位置過高的實(shí)際問題,推動(dòng)訓(xùn)練方法的科學(xué)化與個(gè)性化,持續(xù)提升我國(guó)雪撬運(yùn)動(dòng)員的體能水平與國(guó)際競(jìng)賽競(jìng)爭(zhēng)力,持續(xù)助力中國(guó)雪撬隊(duì)在米蘭冬奧會(huì)周期整體體能水平和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的提升。
參考文獻(xiàn):
[1]Platzer,H. -P.,Raschner,C.,Patterson, C. Performance - determining physiological factors in the luge start[J]. Journal of Sports Sciences,2009,27(3) :221.
[2]Crossland,BW,Hartman,JE,Lon Kilgore, J,Hartman,MJ,and Kaus,JM. Upper - body anthropometric and strength measures and their relationship to start time in elite luge athletes[J] . Journal of Strength and Conditioning Research,2011,25(10) : 2639 -2644.
[3]Franz Konstantin Fuss. The infuence of the mass on the finish time in skeleton and luge competitions and the fairness of rules and regulations[J]. Sports Engineering,2023,26 (21) :1-14.
[4]Borgoaone. Sensitivity analysis: An introduction for the management scientist[M]. Cham : Springer International Publishing,2O17: 93 -100.
[5]劉歡,吳瓊莉.不同抽樣算法對(duì) Sobol敏感性 分析影響的研究[J].數(shù)學(xué)物理學(xué)報(bào),2018, 38(2) : 372 -384.
[6]Oladyshkins,Baposfpjd,Nowakw. Global sensitivity analysis: A flexible and efficient framework with an example from stochastic hydrogeology[J]. Advances in Water Resources ,2012 (37):10 -22.
[7]Barry,Stockbrugger,Robert,Haennel. Validity and reliability of a medicine ball explosive power test[J]. Journal of Strength and Conditioning Research,2001,15(4) :431 -438.
[8]偉,宿元,朱志強(qiáng).大強(qiáng)度負(fù)荷抗阻訓(xùn)練 對(duì)雪撬運(yùn)動(dòng)員上肢和軀干力量素質(zhì)及出發(fā) 環(huán)節(jié)競(jìng)技表現(xiàn)的影響[J].首都體育學(xué)院學(xué) 報(bào),2019,31(6) :549-552.
[9]Elena Sorina Grigore.Determining the relation level of the general and specific motricity indices to develop strategies for improving performance in luge events[J]. Journal of Physical Education and Sport,2024,24(7) :1761 -1766.
哈爾濱體育學(xué)院學(xué)報(bào)2025年4期