三人板鞋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

摘 要：通過二維定點(diǎn)攝像，從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度對(duì)廣東省大學(xué)生板鞋男女代表隊(duì)進(jìn)行動(dòng)作技術(shù)分析，結(jié)果顯示：1)大多數(shù)板鞋代表隊(duì)采用腰式搭配是合理的，因?yàn)檠酱钆溆欣凇叭撕弦唬秸{(diào)一致”；2)男子板鞋代表隊(duì)的起跑技術(shù)效果好，正式起動(dòng)前身體處于微動(dòng)狀態(tài)，女子代表隊(duì)的起跑動(dòng)作不利于成績(jī)的提高，需要改善；3)男女100 m的全程跑速度分配規(guī)律均較合理，經(jīng)濟(jì)高效，但女子60 m的速度分配不合理，建議女子運(yùn)動(dòng)員改變60 m跑加速策略；4)女子在跑動(dòng)過程中，身體重心高，蹬地角度大，造成人板系統(tǒng)重心上下起伏幅度較大，影響跑進(jìn)速度。

關(guān)鍵詞：民族傳統(tǒng)體育；板鞋運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)學(xué)

中圖分類號(hào)：G804.62；G899文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-7116(2008)08-0100-06

Kinetic characteristics of the board-shoe game played by three persons

CAI Chun-hua，F(xiàn)ENG Dao-guang，ZHANG Xiu-li，ZHOU Wei

（School of Physical Education，South China Normal University，Guangzhou 510631，China）

Abstract: By means of fixed point 2D photography， the authors performed a technical move analysis on male and female college student board-shoe representative teams of Guangdong province from the perspective of biodynamics， and revealed the following findings: 1) it is rational for most board-shoe representative teams to adopt the dumbbell style combination， because it is conducive to the “harmonious integration of three players”; 2) the take-off technique of male board-shoe representative teams achieved a good effect， and the body of the male players was in a ready condition before official take-off， while the take-off move of female representative teams was not conducive to enhancing performance， thus should be improved; 3) the speed for men’s and women’s full course 100m run was distributed rationally， highly efficient， but the speed for women’s 60m run was not distributed rationally， so it is suggested that female players change their strategy for acceleration in the 60m run; 4) during running female players had a high center of brevity of the body and a big striding angle， which results in a big fluctuation of the center of gravity of the board-player system， thus affecting running speed.

Key words: national traditional sports；board-shoe game；Kinematics

板鞋運(yùn)動(dòng)作為少數(shù)民族的傳統(tǒng)體育項(xiàng)目在云南、廣西、廣東等地一直有較強(qiáng)生命力。但前幾年，只能在各省的少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上一展風(fēng)采，一直沒有得到廣泛推廣。自板鞋確定為第8屆全國(guó)少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)的正式比賽項(xiàng)目后，全國(guó)各地近20多個(gè)省組織了板鞋運(yùn)動(dòng)隊(duì)，標(biāo)志著板鞋運(yùn)動(dòng)的開展已進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段。

板鞋運(yùn)動(dòng)有三人板鞋、板鞋舞蹈、板鞋拳術(shù)、龍鳳板鞋等多種形式，競(jìng)賽項(xiàng)目最常見的是三人板鞋。2007年11月，在廣州第八屆少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上亮相的就是三人板鞋。它與短跑項(xiàng)目相似，發(fā)令員發(fā)令后，最先達(dá)到終點(diǎn)者為勝；不同的是它要求3人雙腳分別套在左右兩塊長(zhǎng)1 m、寬0.09 m、厚0.03 m的木板鞋上。

板鞋最早是作為多人默契配合的一種訓(xùn)練方法，但競(jìng)技比賽中，同隊(duì)的3人若想在激烈的比賽中獲勝，除了在思想、行動(dòng)上的默契外，3人如何排位、以何種形式連成一個(gè)統(tǒng)一體、起跑與全程跑各階段的特征等一系列問題，則需要進(jìn)行動(dòng)作技術(shù)分析。因此，本研究從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度對(duì)廣東省大學(xué)生板鞋的全程跑技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行研究，為發(fā)展和提高板鞋的運(yùn)動(dòng)成績(jī)提供依據(jù)。

1研究對(duì)象及方法

1)測(cè)試對(duì)象：參加第8屆全國(guó)少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)的廣東省板鞋代表隊(duì)成員(男3人，女3人)。

2)調(diào)查對(duì)象：2007年11月第8屆全國(guó)少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)期間，給到會(huì)的所有省、市隊(duì)運(yùn)動(dòng)員、教練員發(fā)放問卷并進(jìn)行訪談。

3)測(cè)試程序：測(cè)試于2007年10月16、17日下午，在華南師范大學(xué)廣州大學(xué)城校區(qū)田徑場(chǎng)進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)員做準(zhǔn)備活動(dòng)期間，經(jīng)過培訓(xùn)的測(cè)試人員在跑道一側(cè)從起點(diǎn)至終點(diǎn)每間隔10 m設(shè)置一架常速攝像機(jī)，拍攝頻率為25 Hz，調(diào)試結(jié)束后，對(duì)女子60 m、男子100 m分別進(jìn)行3次拍攝，取效果最好的一次進(jìn)行分析。

坐標(biāo)方向：X軸正方向指向前進(jìn)終點(diǎn)方向，即水平方向；Y軸正方向垂直地面向上，即垂直方向。

單步：左(右)板著(離)地至右(左)板著(離)地在跑進(jìn)方向上的直線距離，本文中是從左板著地至右板著地。

騰空時(shí)間：左(右)側(cè)板離地到對(duì)側(cè)板著地的時(shí)間。

支撐時(shí)間：從左(右)側(cè)板著地至左(右)側(cè)板離地的時(shí)間，本文是右側(cè)支撐時(shí)間。

2研究結(jié)果及分析

2.1三人板鞋的排位及搭配形式

從參加第8屆全國(guó)少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)的情況來看，一個(gè)代表隊(duì)的3名板鞋運(yùn)動(dòng)員有高有矮、有胖有瘦，參差不齊，排位順序差異性也較大。按身高來說，90%的代表隊(duì)最高和最矮的相差5 cm左右，相差最大的達(dá)10 cm，只有2個(gè)隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員身高完全相同；按體重來講，1/4的代表隊(duì)體重相差達(dá)10 kg以上，3/4代表隊(duì)相差在8 kg左右。3人的排位順序，有按身高降序的，有按身高升序的，也有最高或最矮在中間的；有按體重降序的，有按體重升序的，同樣也有最重和最輕在中間的。總之，無(wú)論是從所有參賽代表隊(duì)還是取得前8名的代表隊(duì)，都沒有形成一定的排位及搭配的主流形式。

目前運(yùn)動(dòng)員手的搭配方式有兩種：一種是最前面的運(yùn)動(dòng)員雙手自由擺動(dòng)，中間及最后的運(yùn)動(dòng)員均將雙手置于前一人的腰部?jī)蓚?cè)髂嵴位，4指并攏，拇指張開，虎口朝上(簡(jiǎn)稱腰式)；另一種是最前面的運(yùn)動(dòng)員雙手自由擺動(dòng)，中間及最后面的運(yùn)動(dòng)員均將雙手置于前一人的肩部?jī)蓚?cè)，4指并攏，拇指張開，虎口朝內(nèi)(簡(jiǎn)稱肩式)。調(diào)查結(jié)果顯示，第8屆少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上，全國(guó)20多個(gè)男女代表隊(duì)，采用第一種方式的達(dá)90%以上，僅個(gè)別運(yùn)動(dòng)隊(duì)采用肩式。其實(shí)從肩式向腰式轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象在前幾年的地方性民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上就已出現(xiàn)，開始肩式與腰式的比例相差不多，后來腰式明顯增多，肩式逐漸減少，這次全國(guó)性運(yùn)動(dòng)會(huì)上各省、市隊(duì)以腰式為主。

2.2三人板鞋起跑的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

1)起跑過程中人板系統(tǒng)重心軌跡變化規(guī)律。

圖1~2分別是板鞋起跑過程中，男、女人板系統(tǒng)重心在X、Y方向上的移動(dòng)軌跡。圖1(a)中男子的X坐標(biāo)第1幀為男子起跑前身體有微小移動(dòng)的畫面，圖1(b)中女子的X坐標(biāo)第1幀為發(fā)令槍出煙之前的0.2 s畫面。因?yàn)橥ㄟ^視頻仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)男女起跑時(shí)特征不同，男子在發(fā)令槍出煙之前人板在X方向上有微小位移，而女子沒有。

從圖1~2可知，起跑過程中人板重心的移動(dòng)有以下特點(diǎn)：

(1)在X方向上運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示，無(wú)論男女，形狀基本相同，重心位移隨著時(shí)間的增加呈指數(shù)增加，尤其是女子運(yùn)動(dòng)員60 m及100 m的運(yùn)動(dòng)軌跡幾乎完全重合。

(2)在Y方向上的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示，男子人板重心在Y方向上的起伏平緩，且幅度較小，僅有0.09 m，為平均身高的5%；而女子則相反，有明顯的波峰，且幅度較大，達(dá)到0.14 m，為平均身高的9%。

(3)綜合運(yùn)動(dòng)員的條件及圖2可知，男子運(yùn)動(dòng)員平均身高比女子高，但其在起跑過程中身體重心卻較女子運(yùn)動(dòng)員低（坐標(biāo)原點(diǎn)在地面，Y方向的坐標(biāo)即為人板系統(tǒng)重心高度），說明在起跑過程中，男子運(yùn)動(dòng)員蹬地及緩沖時(shí)的蹬地角度相對(duì)較小，而女子較大。

(4)結(jié)合視頻及重心在X、Y方向上的軌跡來看，在起跑過程中，男子一直將重心壓得較低，起動(dòng)瞬間身體前移，而且在左板離地以后，右板著地時(shí)的緩沖幅度較大，重心進(jìn)一步降低；而女子則不同，在起動(dòng)的一瞬間首先身體不是前移，而是明顯上抬，使重心升高，而后每一次蹬地都使重心進(jìn)一步升高。

2)起跑過程中速度變化規(guī)律。

(1)起跑過程中速度在X方向上的變化規(guī)律：起跑過程中男、女速度在X方向上的變化規(guī)律表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，如圖3所示。

從圖3可見：

第1，無(wú)論是60還是100 m起跑，在發(fā)令槍出煙時(shí)刻男子人板系統(tǒng)重心速度均達(dá)到0.3 m/s以上，而女子沒有，兩次起跑均是發(fā)令槍出煙后身體才移動(dòng)，出煙時(shí)刻人板系統(tǒng)重心的速度幾乎為零。

第2，從起跑一個(gè)復(fù)步的速度曲線來看，男女運(yùn)動(dòng)員60、100 m起跑在X方向上速度增加均有起伏，但男子比較平緩，3個(gè)波峰不明顯，而女子運(yùn)動(dòng)員則有明顯的3個(gè)波峰。

第3，男子的速度“小丘”出現(xiàn)在出煙時(shí)刻和每次蹬地后的0.28 s左右，而女子的速度波峰則出現(xiàn)在蹬地瞬間。

第4，對(duì)男子起跑的視頻觀察分析可知，60 m起跑時(shí)槍煙出現(xiàn)前0.20 s運(yùn)動(dòng)員身體開始有微小位移，槍煙后0.48 s左板離地；100 m起跑時(shí)0.64 s前身體就開始移動(dòng)，0.28 s后左板就離地，相對(duì)來說，男子100 m起跑時(shí)身體移動(dòng)較早，但速度、位移較小。

第5，對(duì)比槍出煙及槍出煙后1 s的速度可知，男子60 m起跑時(shí)雖然在發(fā)令槍出煙時(shí)向前的速度較大，但1 s后增加的速度并沒有100 m起跑時(shí)大，可見，100 m起跑的效果好。

第6，與男子相比，女子兩項(xiàng)起跑過程中速度在X方向上的變化規(guī)律基本相同。(見表1)

(2)起跑過程中速度在Y方向上的變化規(guī)律。

從圖4~5可見：起跑過程中，重心速度在Y方向上的變化有以下特點(diǎn)：

第1，相對(duì)于速度在X方向上的變化來說，男女運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)速度在Y方向上的起伏變化更明顯，不同的是，在X方向上速度有起伏，也逐漸增大，而在Y方向上速度一直在零附近振蕩（圖4）。

第2，對(duì)比速度在X、Y方向的變化曲線可知，男、女運(yùn)動(dòng)員速度在X、Y方向上的變化有較強(qiáng)的同步性，在Y方向上的變化先于在X方向上的變化達(dá)到波峰或波谷（圖5）。

2.3三人板鞋全程跑的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)

1)全程跑速度分配特點(diǎn)。

男女60、100 m全程速度分配情況如圖6所示。

從圖6可見：第1，60 m跑，男女表現(xiàn)出明顯的性別差異。男女運(yùn)動(dòng)員在起跑段速度相差不多，男子的速度稍好于女子，但從10 m至終點(diǎn)，男子只有一個(gè)速度波峰，出現(xiàn)在30 m，而后全力保持至終點(diǎn)；女子出現(xiàn)2次速度波峰，一個(gè)在10 m處，一個(gè)在50 m處。第2，100 m跑全程速度的分配規(guī)律基本相同，都是逐漸加速，然后保持。男子在40 m處達(dá)最大值6.71 m/s，女子在30 m處達(dá)最大值5.34 m/s，在以后的路程中雖全力保持，但還是有所下降，終點(diǎn)時(shí)最低，男子6.20 m/s，女子4.63 m/s，從下降的幅度來看，男子運(yùn)動(dòng)員保持速度的能力更強(qiáng)一些。

2)一個(gè)單步的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。

板鞋一個(gè)單步主要的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)如表2所示，由此可知，第1，女子在途中跑的支撐時(shí)間、騰空時(shí)間均較男子長(zhǎng)；第2，運(yùn)動(dòng)員在途中跑的重心起伏幅度與起跑時(shí)的特征相似，男子較小，女子較大；第3，女子途中跑的步長(zhǎng)較男子小。

從單步的前兩項(xiàng)時(shí)間指標(biāo)來看，在地面反作用力一定的情況下，女子支撐時(shí)間長(zhǎng)可產(chǎn)生較大的沖量，使人板系統(tǒng)獲得較大的動(dòng)量和速度；騰空時(shí)間長(zhǎng)為獲得較大的步長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。但再結(jié)合男女在X、Y方向的重心速度、步長(zhǎng)等參數(shù)可知，女子時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)沒有達(dá)到預(yù)期目的，即在X方向上既沒有較大的速度，也沒有較大的步長(zhǎng)，而在Y方向上的速度和起伏幅度都較大。測(cè)試數(shù)據(jù)證明造成這種現(xiàn)象的主要原因是，女子跑動(dòng)過程中的身體重心較高、蹬地角大。

3討論

1)板鞋是一個(gè)新興的比賽項(xiàng)目，對(duì)于3個(gè)人的前后位置及搭配方式，各省、市隊(duì)教練、運(yùn)動(dòng)員都進(jìn)行了各種探索。排位順序最主要的參考因素是身高和體重。雖然現(xiàn)在尚未有較好的模式，但結(jié)合板鞋的特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理，筆者認(rèn)為3人的排位應(yīng)遵循以下原則：

(1)如果3個(gè)人身高相同，體重大、力量大的隊(duì)員排在最前面。3個(gè)人身高相同，尤其是下肢長(zhǎng)相同是最好的選擇，3個(gè)人同時(shí)蹬擺時(shí)，髖、膝、踝角度相同，力量同時(shí)達(dá)到最大或最小，可避免相互拖后腿的不良影響。

(2)身高不同時(shí)，身高、體重、力量較大的隊(duì)員排在最前面，以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。身高的人下肢一般也較長(zhǎng)，排在前面心理無(wú)障礙，可盡最大努力蹬、擺增大步幅，而排在后面下肢較短的隊(duì)員，相對(duì)來說受到影響也較小。

腰式搭配是主流，從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度來講，確實(shí)有它的合理性：

(1)板鞋競(jìng)速的實(shí)質(zhì)就是跑，無(wú)論是起跑、加速跑、途中跑，還是沖刺跑階段降低重心可以減小蹬地角度，有利于速度的提高。相對(duì)來說，后面的人把手放在前面人的腰上，有利于降低身體重心，減小蹬地角度，提高在X方向上的速度，提高成績(jī)。

(2)與跑不同的是板鞋是3個(gè)人一起跑，“三人合一、步調(diào)一致”是板鞋競(jìng)速追求的目標(biāo)。在跑動(dòng)過程中，雙臂的擺動(dòng)有利于獲得較大的前進(jìn)動(dòng)力，擺動(dòng)幅度大，相應(yīng)肩的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度也較大，又由于3個(gè)人不可能步調(diào)一致的各自擺臂，必須靠手臂連成“一個(gè)人”，因此，后面的人將手搭在前面人的肩上，不僅影響前面人的擺動(dòng)幅度，而且也不利于形成穩(wěn)定的人板系統(tǒng)；腰部為髖與肩的轉(zhuǎn)動(dòng)提供支撐點(diǎn)，相對(duì)肩部來說比較穩(wěn)定，因此，腰式更有利于3個(gè)人形成一個(gè)緊湊、穩(wěn)固的整體，“三人如一”，便于動(dòng)作的協(xié)調(diào)一致。

(3)從姿態(tài)角度來看，腰式搭配使后面隊(duì)員的兩臂在肘關(guān)節(jié)處彎曲，放在前面隊(duì)員的兩側(cè)髂嵴位，而肩式則要求后面的隊(duì)員兩臂在肩關(guān)節(jié)處彎曲，放在前面隊(duì)員的肩上，相比較而言，腰式更省力、自然。

2)評(píng)價(jià)起跑技術(shù)優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)是起跑的快慢(聽到槍聲到起動(dòng)所用的時(shí)間)及起跑結(jié)束時(shí)達(dá)到的速度大小。從研究結(jié)果可知，男子運(yùn)動(dòng)員在聽到預(yù)備的口令后，不僅心理上做好了準(zhǔn)備，而且全身肌肉也處于“激活”狀態(tài)，身體微微向前移動(dòng)。這種技術(shù)有利于成績(jī)的提高體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：第1，使人板系統(tǒng)具有一定的初速度，可使起跑后在相同的時(shí)間內(nèi)獲得更大的速度；第2，起跑是由靜到動(dòng)，打破平衡的動(dòng)作，身體前移使穩(wěn)定角逐漸減小，有利于快速起動(dòng)；第3，肌肉處于激活狀態(tài)可縮短動(dòng)作的潛伏期，減少起跑時(shí)間，提高成績(jī)。因此，相對(duì)來說，男子板鞋運(yùn)動(dòng)員的起跑技術(shù)更合理。除此之外，由于起跑之后是加速度跑階段，女子過早、主動(dòng)抬高身體重心不僅使前期獲得的水平速度降低，而且消耗額外的能量。

3)從60 m跑各段的速度分配規(guī)律來看，男女運(yùn)動(dòng)員采用的是不同的策略。男子采取逐漸加速至最大而后保持的策略；而女子則是全力以赴的策略，從起跑就全力加速，10 m處就接近最大值。

任何物體速度的改變都需要有外力的作用，板鞋競(jìng)速運(yùn)動(dòng)過程中，人板系統(tǒng)速度的改變同樣需要有外力的作用。一般物體速度的改變外力來自其他物體，與自身無(wú)關(guān)，板鞋競(jìng)速運(yùn)動(dòng)過程中，外力來自于地面，但地面的力不是主動(dòng)施加的，而是人體肌肉收縮先產(chǎn)生內(nèi)力作用于地面，地面才產(chǎn)生反作用力施加于人板系統(tǒng)，引起人板系統(tǒng)重心速度的改變。所以，人板系統(tǒng)速度的改變歸根揭底是靠消耗生理能完成的，因此對(duì)于人體來說，在運(yùn)動(dòng)過程中保持勻速是最省力的。也就是說，起跑后應(yīng)該逐漸加速，在前半程加到最大，然后一直保持至終點(diǎn)才是比較合理的；至于應(yīng)該在何處加到最大，應(yīng)視運(yùn)動(dòng)員的體能而定。由上述分析可知，女子板鞋60 m跑后的加速過快，體能供應(yīng)不足，以至于在10~30 m段的速度無(wú)法保持，出現(xiàn)速度低谷，第二次再加速出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象，欲速則不達(dá)。盲目地全力加速，不僅達(dá)不到提高成績(jī)的目的，而且會(huì)造成額外的體能消耗，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員過早疲勞，影響訓(xùn)練效果。相對(duì)來說，男女100 m的速度分配較合理，都是在前半程達(dá)到最高速度，后半程始終保持起伏不大，但女子可能是由于無(wú)氧耐力較差的原因，最后20 m的速度下降幅度較男子大。

水平速度的大小不是評(píng)價(jià)途中跑技術(shù)動(dòng)作的唯一標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)性原則，即跑動(dòng)過程中重心在Y方向上起伏的幅度大小。

跑動(dòng)過程中，人板重心上下起伏是不可避免的，但幅度應(yīng)盡量減小。運(yùn)動(dòng)員向后下方蹬地，獲得的反作用力可分解為兩個(gè)力的作用，一個(gè)向前的反作用力使在X方向上的速度逐漸增加，另一個(gè)向上的反作用力使人板系統(tǒng)獲得向上的加速度，使人板系統(tǒng)向上的速度逐漸增加，但由于重力的作用，速度的增加越來越慢，直至在人板系統(tǒng)向上移動(dòng)的過程中達(dá)到最大再逐漸減少，人板重心達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，向上的速度數(shù)值為零，然后在重力作用下，人板系統(tǒng)重心向下逐漸加速至最大，在最低點(diǎn)時(shí)速度再次為零。如此循環(huán)往復(fù)，使人板系統(tǒng)重心在Y方向上的速度在零附近左右振蕩。向上的反作用力越大，獲得的向上加速度越大，人板系統(tǒng)騰起的高度就越高，落回地面時(shí)的速度就越大。由于女運(yùn)動(dòng)員在起跑過程中，人板系統(tǒng)重心相對(duì)較高，蹬地角較大，致使向上的反作用力較大，使人板系統(tǒng)在Y方向上的起伏幅度大，造成不必要的能量損失。

因此，無(wú)論是從獲得速度的大小來看，還是從經(jīng)濟(jì)原則來講，男子起跑的效率更高，更合理。

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[編輯：周威]