國際優秀女子佩劍運動員進攻決定性動作速度構成和同步性特征的研究

李曉浦，張百鳴，林德佳，阮懷云

1 前言

擊劍被譽為智慧與速度完美結合的，具有對抗性、開放性、預見性、隱蔽性、靈活性、自控性等特點的運動項目［1，6，14］。速度尤其在決定性攻擊和最后的下劍上極為重要［9］，業界提煉的佩劍技術方針“快、準、狠、變”［8］也將速度列在首位。在技術方面而言，決定性動作的“快”不僅要求動作速度大，而且，要求加速度也要大，即所謂的“狠”。隨著技術的發展，技術方針開始傾向于“變”字，要求戰術、節奏、距離、進攻防守方式、假動作等在實戰中快速變化。一種觀點認為，“變”的重要性高于“快”［5］；另一種觀點則認為，“變中求快，快中求變”［7］。誠然，“變”可確立決定性動作優勢和先機，而決定性動作之中，技術本身要求加速和快速，“變”是否影響“快”，如何變？類似的問題困擾著對女子佩劍技術方針的正確認識和理解。要解決這些問題就必須首先深入細致地研究決定性動作的速度構成以及速度形成特點。目前，對決定性動作速度研究多停留在定性和經驗的水平上，研究主要集中在實驗室中，技術動作被限定在無對手的標準規范方式下［4，15，16］，生態性稍顯欠缺，評價實戰性技術動作的說服力略顯不足。本文利用高速攝像機現場獲得了女子世界杯和世界錦標佩劍比賽中的資料，通過運用多種分析方法，探討國際優秀女子佩劍運動員進攻決定性動作的速度構成和同步特點，以期確立進攻決定性動作的手“腳”速度構成及其技術形成的特征，為決定性動作技術的科學訓練提供理論依據和定量參考。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

女子佩劍世界錦標賽2007年圣彼得堡站的冠、亞軍，俄羅斯運動員Netchaeva和中國的譚雪；世界杯比賽2007年天津站的冠、亞、季軍，譚雪、香港精英運動員周梓淇和德國運動員UjdosoAlexandra（表1）。

表1 研究對象基本情況一覽表

2.2 研究方法

1.微轉動定點定焦攝像法與定標。將SONY-DCR攝像機（50fps，1/250s）置于劍道中心線的延長線上，距劍道20多米處，其主光軸指向平行于劍道的垂直面即運動平面，取景范圍7m在左右，拍攝了世界錦標賽決賽（含45次交鋒）以及世界杯決賽（含26次交鋒）和一場半決賽（含34次交鋒）共105次交鋒。為跟蹤在端線的交鋒，攝像機主光軸最大轉動10°左右，在影像解析時，對每次交鋒都進行比例尺數字化，從而保證了每次的交鋒都是定焦定點攝像方式；以劍道的自然標志為比例尺，比例尺的數字化點選在2名運動員持劍腳連線與劍道自然標志線的交點。通過PEAK系統解析獲得102次（世界錦標賽決賽44次交鋒，世界杯決賽26次和半決賽32次）決定性動作的速度、距離和時間等運動學指標。由于佩劍規則要求運動員只可前后不許左右運動，身體以及佩劍護盤的左右動作幅度很小，左右速度較小遠低于水平和垂直速度［16］。本研究不包括劍身劍尖運動。所以，平行于劍道的運動平面基本反映了佩劍技術的絕大部分信息。

2.技術類別的劃分。在進攻決定性動作研究中，動作劃分是以速度為標準進行分類。周繼和［15］延用了訓練界的分類，原地弓步刺、上步和躍步接弓步刺，優點是有利于運動員和教練員的理解和應用，缺點是不利于實戰技術動作的定量比較。例如躍步接弓步刺動作中，其上步數不同速度則可能不同，上步的過程速度趨勢不一定始終增加等，同時，在實戰中也難于將這幾類教學式動作準確地分離出來。為此，李曉浦［3］以重心水平速度和上步的單步數為標準，根據進攻決定性動作開始時刻速度辨別方法，結合佩劍單步數的空間易于識別性，將技術分為對攻、單純進攻、單純防守，其中對對攻再進一步細化分為一步對攻、兩步、三步等對攻，使得技術類別具有了可比性和定量研究的條件。佩劍是一項攻守失衡程度較大的項目，采用進攻為主的方式，在戰略上占有明顯的優勢。所以，比賽中雙方都具有相同的戰略意識，因而多形成對峙對攻的打法。有調查表明，對攻得分比例高達70％～80％［2，12］。因而，對攻在佩劍技術中屬于最大的一類，其速度可比性也最好。

所謂單步數的空間易于識別性，是指技術中無論有多少種步法及步法的組合，皆可比較容易地辨識運動員在移動身體時所運用的單步次數，以全腳掌離地瞬間的次數記錄單步數，其中，由于彈跳步為雙腳同時離地，記為一次單步。所謂決定性動作開始時刻速度辨別方法，是指根據決定性動作的身體重心水平速度曲線是一個階梯趨勢的波浪上升過程的假設理論、速度曲線波浪數基本對應單步數的前期研究結果，用速度曲線波浪數確定進攻決定性動作的單步數進行技術分類，則分類后的身體重心水平速度曲線的最小值可作為進攻決定性動作的開始時刻的時間辨識點。換言之，決定性動作中，動作具有不可逆性，動作只包含速度趨勢的上升過程，即每個單步過程中身體重心最小速度明顯大于前一單步過程中身體重心最小速度。那么，有幾個連續的單步身體重心速度上升周期，決定性動作中就包括幾個單步，如果是對攻動作，則可確定其屬于相應單步數對攻技術的類別。

本研究在采用李曉浦的技術分類基礎上，添加非規范動作技術類別一項，以補充其分類的不完備性。1）對攻：雙方都發動進攻的技術動作，包括反攻、防守反擊、準備行動上進攻等，將對攻又分為一步對攻和多步對攻。一步對攻，前腳向前一步形成弓步劈刺或跨步劈刺；多步對攻，采用連續流暢的兩單步或兩單步以上步法進行進攻的技術動作。2）單純進攻：連續前進多單步的進攻，同時對方僅有防守性動作的技術動作。3）單純防守：只有防御性動作，且伴隨有大步幅單步后退或連續多單步后退的技術動作。4）非規范動作：重心速度為負或零，同時，手無較大進攻速度的技術動作，技巧性進攻如后拉開點手、對方己方失誤時的技術動作等。

3.數據處理。采用相關、獨立樣本t檢驗分析方法，運用SPSS13.0軟件進行數據統計處理。

3 結果與分析

3.1 進攻動作盤最大合速率與盤最大水平速度、盤最大垂直速度的關系

由表2時間相位差可見，盤最大垂直速度超前盤最大合速率，單樣本t檢驗P值最大為0.26、最小為0.00，顯示盤最大垂直速度出現在最后一單步半周期中即同步階段，說明“劈”的動作速度在“刺”的動作速度達到最大之前就開始減小了，如此可使最大水平速度盡可能的大而使此刻的垂直速度最小，以保證獲得可能最大的縱深的速度。盤水平速率最大值與其合速率最大值兩者時間相位差值小于1/500s，其所有的P幾乎都等于1，顯示女子佩劍盤的水平速率最大值與其合速率最大值兩者幾乎同時刻出現，兩者最大值幾乎相等，而且，決定性動作合速率與水平速率的整個過程也基本重合（圖1），說明縱深速度在動作速度構成中占有絕大部分的信息量。同時，縱深的速度也是運動員獲勝的速度保證。因此，水平速度用于進攻技術分析時，可減少研究工作量，縮短訓練反饋時間，是專業人員重點選用的指標。

表2 本研究國際優秀女子佩劍運動員進攻動作盤最大合速率（Vmax）、盤最大水平速率（Vhmax）和盤最大垂直速率（Vvmax）平均值及時間相位差列一覽表（±SD）

表2 本研究國際優秀女子佩劍運動員進攻動作盤最大合速率（Vmax）、盤最大水平速率（Vhmax）和盤最大垂直速率（Vvmax）平均值及時間相位差列一覽表（±SD）

注：方括號內的數字為樣本含量，下同；時間相位差負值表示超前盤最大合速率。

2007年世界錦標賽決賽2007年世界杯決賽2007年世界杯半決賽Netchaeva［31］ 譚雪［27］ 譚雪［20］ 周梓淇［20］ 周梓淇［25］ Alexandra［23］ Vmax（m/s） 6.65±1.17 5.70±0.87 5.41±0.84 5.89±1.58 5.87±1.32 5.32±0.77 Vhmax（m/s） 6.51±1.21 5.56±0.90 5.29±0.82 5.41±1.61 5.65±1.32 5.24±0.79 Vmax與Vhmax速率時間相位差（0.02×s） 0.0±0.4 0.1±0.4 0.1±0.4 0.1±0.5 0.1±0.4 0.1±0.5 Vvmax（m/s） 2.08±1.11 1.87±0.65 1.58±0.67 2.31±0.74 2.31±0.51 1.31±0.55 Vmax與Vvmax時間相位差（0.02×s） -4.7±7.5 -4.7±5.3 -1.0±3.9 -0.3±1.2 -2.5±4.6 -1.9±3.3

圖1 譚雪典型的三單步對攻劍護盤水平、垂直以及合速度曲線圖

對攻和單純進攻類別統計（表2）結果顯示，贏得比賽的運動員，其盤合速度、水平與垂直速度平均值基本大于對手，周梓淇與譚雪的決賽例外，原因是周梓淇的技術和身高都低于對手，其多依賴于速度進攻，僅得6分也是依賴于高速獲得的，特別在單純進攻中，最高盤水平速度達到10.12m/s，因而提高了速度統計平均值。另外，單純進攻中的單步數較多，可比性較差。如果用可比性較強的對攻類別技術進行統計（表3），結果顯示，贏得比賽的運動員其盤最大水平速度平均值均大于對手，周梓淇與譚雪的決賽中，周梓淇與譚雪的最大合速度相當，周梓淇的盤水平最大速度卻小于譚雪，原因是垂直最大速度與盤水平最大速度出現時間太相近，相差（0.4±1.12）×0.02s，即“劈”與“刺”動作基本同步，造成了縱深速度的減小。以上數據說明，若要贏得比賽，就必須發揮出高于對手的速度，特別是縱深的速度；“劈”動作須超前“刺”動作一定時間，技術好有利于速度能力的充分發揮（譚雪兩場比賽數據Vhmax：5.30m/s＞5.15m/s，P＜0.41；Vmax：5.70m/s＞5.41m/s，P＜0.25），反之，則會限制速度能力的發揮（周梓淇兩場比賽數據Vhmax：5.10m/s＞4.76m/s，P＜0.17），根據國際劍聯女子佩劍個人排名順序，本文研究對象技術優劣依次為譚雪［10］、Netchaeva、周梓淇和Alexandra。

3.2 水平方向盤最大速度（Vhmax）的結構構成比例關系

根據擊劍的專項速度特點將進攻動作結構分為“腳”與“手”兩結構模型，重心速度代表“腳”的速度，盤相對重心的速度代表“手”的速度，則水平方向盤最大速度（Vhmax）由此刻的重心速度（CVh）與“手”相對速度（HVh）之和構成：Vhmax=CVh+HVh，兩者的構成比例R％=CVh/Vhmax，反映了運動員重心速度和“手”相對速度對佩劍速度的貢獻率，＞50％表明重心速度占優，反之“手”相對速度占優。表4數據顯示，單步對攻，手的相對速度貢獻率較大，多步對攻重心速度略占優或兩者相當，單純進攻重心速度明顯大于手的速度（圖2）。

表3 本研究國際優秀女子佩劍運動員對攻動作間盤最大合速率（Vmax）與盤最大水平速率（Vhmax）對比一覽表 （±SD）

表3 本研究國際優秀女子佩劍運動員對攻動作間盤最大合速率（Vmax）與盤最大水平速率（Vhmax）對比一覽表 （±SD）

2007年世界錦標賽決賽2007年世界杯決賽2007年世界杯半決賽Netchaeva［20］ 譚雪［19］ 譚雪［17］ 周梓淇［15］ 周梓淇［18］ Alexandra［17］ Vmax（m/s） 6.02±0.91 5.46±0.63 5.27±0.78 5.29±0.80 5.32±0.75 5.01±0.57 P 0.04 0.94 0.18 Vhmax（m/s） 5.87±0.96 5.30±0.63 5.15±0.75 4.76±0.62 5.10±0.76 4.92±0.61 P 0.03 0.11 0.47 Vvmax（m/s） 1.84±0.94 1.88±0.72 1.46±0.61 2.37±0.71 2.23±0.49 1.33±0.52

表4 本研究國際優秀女子佩劍運動員水平方向重心最大速度（CVh）與盤最大速度（Vhmax）構成比例（R％）一覽表 （±SD）

表4 本研究國際優秀女子佩劍運動員水平方向重心最大速度（CVh）與盤最大速度（Vhmax）構成比例（R％）一覽表 （±SD）

2007年世界錦標賽決賽2007年世界杯決賽2007年世界杯半決賽Netchaeva 譚 雪 譚 雪 周梓淇 周梓淇 Alexandra單步對攻 38±13［5］ 38±20［11］ 42±10［12］ 56±12［12］ 54±12［13］ 40±11［6］多步對攻 49±7［15］ 53±5［8］ 52±13［5］ 56±11［3］ 61±6［5］ 50±9［11］單純進攻 52±2［11］ 56±4［8］ 58±8［3］ 53±11［5］ 57±7［7］ 52±4［6］

圖2 世界錦標賽決賽中譚雪各類進攻技術水平方向盤最大速度時所對應重心、手相對重心速度值示意圖

圖3 譚雪典型的三單步對攻水平方向劍護盤、手相對重心、重心速度曲線以及相應的趨勢示意圖

本文所研究對象手相對重心的速度曲線形狀與盤的速度曲線形狀非常地相似，手相對重心速度曲線圍繞其趨勢直線的振幅明顯大于重心速度曲線圍繞其趨勢直線的振幅，而重心速度曲線的趨勢直線斜率明顯大于手相對重心速度曲線直線斜率（圖3），說明手的速度曲線變化決定佩劍速度曲線變化，重心速度決定佩劍基礎速度的大小。

3.3 非同步時間相位差與速度損失的關系

進攻決定性動作的最后一步中，由于重心與手的速度不同步，使得在實戰中所發揮出的兩者最大速度不完全表現在盤的速度上，與同步時的速度存在差值即速度損失Vloss=（CVhmax+HVhmax）-Vhmax。

其中，Vloss為水平方向盤速度損失量，CVhmax代表水平方向重心最大速度，HVhmax代表水平方向手相對重心的最大速度，Vhmax代表實戰中水平方向盤的最大速度。由理論可知，時間相位差越大，速度損失越大。表5顯示，“手”和重心的不同步時間相位差絕對值與盤的實戰速度損失呈高度正相關。表明，無論是超前或是滯后的不同步，只要其時間相位差越大，盤的實際速度損失就越大，這與理論分析一致；同時說明，運用手相對重心的最大速度和重心最大速度時間相位差指標反映進攻動作同步特性客觀有效性很高。

表5 本研究國際優秀女子佩劍運動員進攻動作水平方向“手”和重心最大速度的時間相位差絕對值與盤速度損失相關關系一覽表

3.4 “手”超前和滯后重心速度方式的速度特征

進攻決定性動作的速度不同步包括“手”超前和滯后重心速度兩種方式，就同步特性而言，速度的大小受制于不同步時間相位差和不同步的方式，本研究設定時間相位差的正、負表示“手”相對重心最大速度滯后、超前重心最大速度。表6顯示，分別在各種進攻類別技術中，“手”和重心的不同步相位時間差與盤的最大速度基本均呈正相關，說明手超前重心同步方式所獲盤速度小于手滯后方式（圖4），在所有進攻技術中，盤的最大速度擬合的趨勢直線斜率均為正，同樣說明上述觀點。

圖4 世界錦標決賽中譚雪各類進攻技術水平方向盤最大速度和所對應重心、手相對重心速度最大值時間相位差示意圖

3.5 本文各類技術動作次數構成

本研究中（表7）不可解析動作的次數不包含非規范動作，非規范動作在所有技術類別中所占比例最小，且其又包括技巧性進攻動作、失誤性動作，說明本研究運動員依賴于非高速的交鋒次數很少。

4 討論

決定性動作開始之后可變項少，其相應變化量受到一定的限制。佩劍比賽的動態性決定了技術方針的“變化”，由于比賽局面、對手以及自身都是動態變化的，比賽中技術、體能、智慧、心理等會隨著比賽局面的變化而變化，同時，運動員也必須依靠自身主動地調整和變化使比賽局面能夠向著自己所能掌控的方向發展［5］。所以，戰術、節奏、距離、進攻防守方式、假動作等可變項及其變化量越大，獲勝的可能性就越大。在決定性動作開始之前，運動員在主客觀各個方面能夠變化的項目較多，即可變項多，且相應的變化量也大，如本研究中同一種進攻技術類別運動員最多連續采用2次；而決定性動作開始之后，研究認為，國內、外男女優秀運動員的技術表現為縱深大速度快［7，11，13］。若要速度高于對手，特別是縱深水平速度，就須達到自身的極限最大速度，這限制了決定性動作開始之后的“變化”。本研究認為，“變化”中可能的變項有多單步進攻的步幅、同步方式、“手”和重心的速度貢獻率、“手”所決定的進攻速度曲線形狀，而且，每次出劍能變化的項和變化幅度有限，否則有損運動員動作基本結構、扭曲個性技術風格，達不到獲得自身極限速度的目的。所以，在決定性動作開始之前，技術方針是以變為主，多變大變、“決定”在變，智慧在閃，“快”只是“變”的其中一種；決定性動作開始之后，以快為主，以變為輔，適度微調，保證“準”確。決定性動作開始之前和之后的關系是相輔相成的，之前“變”決定了之后的技術的充分發揮，優良的技術有助于速度的提升和準確性的提高，“變”中包含了高速威懾對方和顯示自身具備高速+加速能力以及隨時能夠運用這種能力進行進攻的能力。決定性動作開始之后的高速準確進攻則決定了之前“變”的目的和效果，掌握主動，控制局面。

表6 本研究國際優秀女子佩劍運動員進攻類別技術水平方向“手”和重心最大速度的時間相位差與盤最大速度相關關系一覽表

表7 本研究國際優秀女子佩劍運動員各類技術動作次數構成一覽表

隨佩劍速度的提高，重心速度對佩劍速度的貢獻率提高。單步對攻相當于教學中的原地刺或劈，運動時間較短，重心速度從零或接近零開始加速，速度提升不會太大，技術上要求手超前重心速度，相對重心手的運動幅度較大，因而手的速度貢獻率高。多步對攻運動中，一方面，相對單步對攻，下肢的運動時間增加，下肢助力能力強于上肢；另一方面，受到對方技術上的限制，出現了手與重心速度貢獻率各有千秋或重心略占優的局面。單純進攻中，技術上幾乎成為了變形的自然側身跑，核心力量得以充分發揮，擺臂助力和腿的后蹬力量都增加，手的運動幅度沒變化則速度增加有限，重心運動時間和距離大幅增加，因而速度增加量較大，形成了佩劍速度越大，重心速度貢獻越大的速度構成。同時，本研究認為，手與重心最大速度的結構構成比例能夠較好地反映運動員動作結構的速度分配合理性。

手超前重心同步方式所獲佩劍護盤速度較小的可能原因。重心速度曲線與手相對重心的速度曲線和佩劍護盤速度曲線呈反對稱（圖3），即重心加速度增加的同時手的加速度減小，形成了髖和手的相向運動，類似于自然側身非交叉步跑動的動作。手的超前同步，就是在沒有完全完成擺臂助力動作條件下進行的同步，擺臂旨在增加腿后蹬力量，腿后蹬力量的增量不足，重心加速度增加就不足，則重心速度就相對較低，從而造成了佩劍速度的相對較低。

5 結論

1.速度矢量構成表現為優秀的技術有助于佩劍速度的發揮，反之亦然，但要保證比賽的勝利就必須保證速度的占優，特別是水平縱深的速度；垂直方向劈的動作須超前于縱深最大速度值一定時間，以保證縱深方向獲得最大的速度。

2.速度水平分量結構構成表現為手的速度曲線變化決定佩劍速度曲線變化，重心速度決定佩劍基礎速度的大小；重心與手的速度結構構成比例能夠較好地反映運動員動作結構的速度分配合理性，其在進攻技術類別中表現不同，單步對攻時手的相對速度貢獻率較大，多步對攻時重心速度略占優或兩者相當，單純進攻重心速度明顯大于手的速度。

3.手相對重心的最大速度和重心最大速度時間相位差可以客觀有效地反映決定性進攻動作同步特性；國際優秀女子佩劍運動員的速度同步方式表現為手超前重心所獲佩劍護盤速度小于手滯后方式。

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