系統科學視角下的優秀散打運動員體能系統運行機制及訓練控制的研究

周維方，趙光圣，石 萌

(1．上海體育學院武術學院，上海 200438;2．上海體育學院，上海 200438;3．山東師范大學體育學院，山東 濟南 250014)

體能是散打運動員競技能力系統的核心要素之一，它的發展和保持情況直接影響到運動員比賽中表現。從體能發展的階段特征來說，優秀散打運動員體能一般都處于個人最佳水平階段，并存在下降趨勢。因此，只有提高訓練的科學化水平，通過對訓練過程進行精確的、高效的控制才能夠最大限度地挖掘或保持優秀散打運動員體能水平。要實現對訓練過程精確的、高效的控制了解體能系統的結構和運行機制是關鍵，同時也只有在此基礎上發展起來的體能才能夠更好地滿足高水平散打比賽的需要。

1 優秀散打運動員體能系統的結構及運行規律

系統結構指的是組分或要素相互結合而形成的架構，關注的是結合方式及其形成的整個框架或構成［1］。結構是系統特性和運行的基礎，決定了系統的功能。優秀散打運動員體能是指訓練或比賽中運動員機體所表現出的運動能力，運動能力即是運動員體能系統的功能，它受到運動員體能系統結構的制約。系統結構千差萬別，根據研究需要從優秀散打運動員體能系統實際出發可建立體能系統的框架結構和運行結構，這兩種結構既符合優秀散打運動員體能存在的實際也能滿足對其運行機制和訓練控制進行研究的需要。框架結構反映的是體能系統組分之間的連接方式，運行結構反映的是體能系統運行過程中組分之間互動方式。

圖1 優秀散打運動員體能系統框架結構

由圖1可知，優秀散打運動員體能系統由身體形態、身體機能和運動素質構成了第一層級;身體形態包括上肢、下肢、軀干和頭部形態，身體機能包括呼吸系統、循環系統和神經系統等機能，運動素質包括上肢、下肢、軀干和頭部等全身各部位運動素質，它們共同構成了體能系統第三層級;第四層級在該結構中分化到了要素層面，身體形態子系統和運動素質子系統包括四肢、軀干、頭部的長度、圍度、充實度、體成分和力量、速度、耐力、靈敏、柔韌、協調等，身體機能則包括肺活量、最大攝氧量、心率、心功能指數、反應時、穩定性、協調能力等。在優秀散打運動員體能系統中神經子系統的控制能力、協調能力及運動素質子系統中的速度耐力、速度和力量等要素對專項體能至關重要。

優秀散打運動員體能系統的框架結構反映的是體能系統各組分之間連接方式，體現體能系統組分的層級結構。體能系統運行時同一層級內各組分之間相互聯系、相互作用、相互促進、相互制約，不同層級組分或要素之間不會發生聯系，體能系統功能實現是一個由低層級向高層級即由第四層級向第一層級的逐級整合過程，每一層級都會表現出其他層級所不具有的功能和特性。優秀散打運動員體能系統運行結構是體能系統運行中建立起來的組分間互動方式，如圖2所示，其中A區代表體能系統、B區代表身體形態子系統、C區代表身體機能子系統、D區代表運動素質子系統，E區是BCD區的重合區，代表運動員體能系統運行中第二層級組分建立起的有效協同關系，訓練或比賽中表現為運動員的體能水平。第二層級作為優秀散打運動員體能系統功能實現的最直接層級，各組分之間關系及協同效率直接決定運動員的體能水平。對優秀散打運動員來說，體能訓練應該圍繞第二層級進行，注重神經子系統對其他子系統的控制與協調能力的訓練，通過子系統間協同作用的提高來發展運動員的體能，而不是對運動員體能要素的逐一發展。

圖2 優秀散打運動員體能系統運行結構圖

2 散打運動員體能系統的運行機制

2．1 適應是體能系統演化和發展的根源

“從生物學角度說，適應是生物體調整自己以適合環境的過程”［2］。體能是由人體各主要運動器官和組織構成的體能系統的整體涌現，運動員體能發展是在訓練過程中機體通過與外界不斷進行物質、能量、信息交換而產生的對訓練負荷的適應性反應。因此，體能系統又是一個復雜適應系統。運動訓練過程中的適應包括體能系統對訓練負荷的適應、體能系統各構成要素之間的相互適應以及體能子系統與競技能力系統其它子系統之間的適應。

適應是主體在與環境交互作用中能夠根據環境的特殊要求而修改自己的行為規則，以便更好地與環境產生良性互動。優秀散打運動員體能能夠很好地滿足訓練或比賽的需要，就是因為通過長期系統訓練體能系統能夠根據實際需要而改變自身的結構和組分之間協同關系。優秀散打運動員體能系統在運動訓練過程中不斷地學習、積累技能和經驗，并能夠通過訓練及根據已獲得的能力靈活改變自身的結構和行為方式，優秀散打運動員體能系統就是在這樣一個不斷適應新負荷的過程中演變和發展。

2．2 標識機制

復雜系統的演變過程是系統構成要素按照某種特殊機制發生聚集行為的過程，系統科學把這種機制定義為標識。聚集是復雜系統演化、發展中的一種特性，聚集行為既是系統要素發展和功能實現的手段又是簡化復雜系統的一種標準方法;標識是供系統與環境、子系統之間、系統構成要素之間相互識別和選擇時使用。“聚集不是簡單的合并，也不是消滅個體的吞并，而是新的類型的、更高層次上的個體的實現;原來的個體不僅沒有消失，而是在新的更適宜自己生存的環境中得到了發展”［4］。因此，標識機制是系統演化、發展和功能實現的一種重要機制。

對優秀散打運動員體能系統來說，標識作用主要產生于大腦皮質記憶中樞和運動中樞，在發展體能和體能系統運行過程中都離不開它的作用。首先，在體能發展過程中，標識的作用主要體現在物質、能量和信息交流時，尤其是在信息交流中。對優秀散打運動員來說，發展體能不再主要是對身體機能和運動素質的單純發展，而是注重各子系統之間的協同效應的訓練，特別是神經子系統對其他子系統的控制與協同作用。運動員體能在發展過程中蘊含著大量的信息交流，信息的準確性、精煉性和匹配性受到運動員大腦皮質記憶中樞和運動中樞的直接影響，它們在體能發展過程中為體能構成要素提供了搜索和接收信息的具體方法，使體能系統構成要素之間協同效率和協同程度大幅提高，實踐中主要表現為雖然運動員的運動素質沒有提高但是運動員的體能仍然能夠很好地適應比賽需要。其次，在體能系統運行過程中也離不開標識的作用。體能系統與外界環境存在著一個交互作用的過程，體能發展過程中標識的作用在于使機體對外界環境給予的刺激產生適應，提高了體能系統各構成要素之間的協同效率和協同程度;在散打運動員體能系統運行過程中標識的作用在于保證機體與外界順利地進行信息交換、加工和利用，并對體能各構成要素進行有效地、最佳地協同，實現體能系統整體涌現。實踐中表現為很多優秀散打運動員的耐力、爆發力和最大力量不一定非常優秀但是比賽中卻能夠表現出很好的速度耐力、速度和力量素質，這些素質對優秀散打運動員來說都特別重要。

2．3 響應機制

在有外界干預的情況下響應與控制相對應，沒有外界干預僅是系統內子系統之間協同時，響應表現為子系統之間的應答性反應。在有外界干預時需要系統對干預產生積極響應，沒有系統的積極響應即使是再好的計劃和方案也無法實現;在沒有外界干預時，同樣也存在響應，只是這種響應不是系統對外界干預的響應而是系統內各子系統或要素之間的響應。現實中完全不與外界發生任何聯系的系統不可能存在，只是那種干預對系統的演變、發展僅起間接作用。

優秀散打運動員體能系統無論是在訓練還是在比賽中都存在著響應機制作用的痕跡，這種響應也是神經系統控制的結果。在體能訓練過程中，教練員按照訓練計劃或方案對運動員實施訓練控制，運動員則按照教練員的要求進行相關內容練習，這時運動員體能系統存在兩種響應方式，一種是運動員以行為方式進行響應，表現為運動員按照控制指令進行相應的內容練習;另一種方式是運動員體能系統各構成要素對訓練行為的響應，結果使體能系統各子系統之間應答程度和協同效率提高。在比賽中，優秀散打運動員體能系統的響應機制發揮的作用明顯大于一般水平散打運動員，突出地表現在前者能夠比后者更高效地利用自己的體能，而后者比賽中所表現的體能和平時訓練中相距甚遠，有的甚至出現體能“相對過剩”現象。優秀散打運動員機體通過與外界進行各種信息交換、處理和利用，體能系統對標識機制提供的信息產生積極的響應，體能系統根據需要表現出相應的整體涌現性。

2．4 積木機制

系統科學中的積木亦稱構件(building blocks)，它與物理學中的積木既有聯系又有區別，聯系在于它利用了物理學中積木在搭建中的可重復使用和按照某種規定性進行組合的特征;區別在于它并不是有型的積木，而只是應用了積木的功能原理。通常來說，復雜系統都是由一些相對簡單的構件按照某種規定性組成，系統的復雜性不是由構件的大小和多少決定，而是由構件組合方式的多樣性決定。積木機制要求在對系統進行考察時主要把注意力放在組分之間的相互作用和影響上，組分間的積木效應是系統整體起決定性作用的主導因素。

優秀散打運動員體能系統不管在訓練還是在比賽中都離不開積木機制的作用，訓練是體能系統在利用積木效應的同時去發展積木效應;比賽則是通過積木效應去彌補體能系統中的短板，達到揚長避短的效果。體能系統運行中積木機制是以同一層級內組分或要素活動為基礎，優秀散打運動員體能系統運行中受到運動員記憶中樞和運動中樞即標識機制的作用;積木機制對優秀散打運動員的意義在于降低了體能系統中短板的影響程度，實現了對體能系統的非衡補償。另外，很多優秀散打運動員其體能構成要素并不是非常突出，然而卻能夠滿足高水平比賽的需要，這正是積木機制作用的結果。很多一般水平散打運動員的體能構成要素要好于優秀散打運動員，然而比賽中卻不能夠像優秀散打運動員那樣高效地利用自己的體能，原因就在于優秀散打運動員經過長期系統訓練，體能系統中適應個人打法和專項需要的要素獲得有機整合，欠發達要素也通過整合降低了對體能整體水平的影響，這種整合就是一種積木機制。

3 優秀散打運動員體能訓練控制

3．1 優秀散打運動員體能訓練控制任務

由于遺傳、訓練等效應造成了運動員體能系統組分間關系和結構的復雜性，優秀散打運動員體能往往呈現出鮮明的個體化特征，所以用量化指標形式表述優秀散打運動員體能訓練控制任務不實際也不科學。因此，研究中在對控制任務定位時采用的是定性描述方式，教練員在實際訓練中需要根據運動員個人特征來確定控制任務，并建立相應的量化指標。

教練員在對運動員進行體能訓練之前首先要制定訓練計劃，在訓練大綱中會把一個周期或一個階段的主要練習內容、方法、手段、負荷等確定下來，在課時訓練計劃中則要把練習內容和練習負荷細化到具體練什么、練多少組、每組練習的量和強度等。在組織與實施體能訓練時，教練員按照訓練計劃的量化指標對運動員進行相應訓練控制，從對控制任務的分類來說這種控制屬于定值控制。定值控制作為一種最簡單、最明確的控制任務通過調查在優秀散打運動員體能訓練中最為常用，它解決的是訓練中負荷控制問題，是實現訓練科學化的重要手段之一。運動員體能發展的階段性特征決定了對優秀散打運動員進行體能訓練時應該注重提高體能對高水平散打比賽的有效性以及適應性。體能系統有自己的結構特征和運行規律，只有依據這種結構特征安排練習內容并按照體能系統的運行規律執行練習過程所發展起來的體能才是一種有效的體能;另外，每一名優秀散打運動員都有自己習慣的打法，有時候還要根據比賽任務、比賽對手來安排戰術打法，不同的戰術打法也需要有相應的體能與之相適應。因此，在體能訓練中依據體能系統的結構特征、運行規律和現實需要來安排體能訓練程序，充分利用體能運行的結構效應對體能訓練進行程序控制，這樣發展起來的體能才具有個人適應性。在訓練實踐中，教練員會根據運動員體能的現實情況而設計一個理想模式即訓練目標，根據這個目標執行體能訓練控制。首先，當目標為體能系統能夠最有效地適應訓練控制時，它屬于系統科學中的最優控制，訓練實踐中體現為教練員的訓與運動員的練高度適應，訓的指令輸入表現為最佳的練的效果輸出;其次，還要將體能訓練控制系統運行的結果即所發展起來的運動員體能與競技能力大系統其他系統之間能夠高效協同作為目標，它同樣也是一種最優控制。前一個是從訓與練的適應程度角度構建的訓練控制目標，后一個則是從體能系統在比賽中轉化效率角度構建的訓練控制目標，從優秀散打運動員實際需要出發后一個目標意義更大。

綜上所述，優秀散打運動員體能訓練的控制任務是根據運動員體能水平、個體打法特征以及比賽需要來制定訓練大綱和訓練計劃，訓練內容、練習方法、訓練負荷和練習程序的安排要能夠改善運動員神經子系統對其他子系統的控制及協同效果;通過合理的訓練程序控制提高運動員體能的有效性和個人適應性;通過提高訓與練的適應程度使運動員的體能系統與競技能力大系統其他系統間建立最佳協同。

3．2 優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統結構及組分構成

圖3 優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統

優秀散打運動員體能訓練是一個由教練員、科研人員、管理人員等組成的教練員團隊按照訓練計劃對運動員實施訓練控制以及運動員按照教練員團隊的指令對自己身體施加相應運動負荷控制的過程。系統觀下的優秀散打運動員體能訓練是個包含多種控制內容的復雜系統，根據需要主要包括運動員狀態診斷、訓練計劃制定、訓練計劃組織與實施、訓練負荷監控、運動員損傷預防與康復、運動員訓練管理等，控制內容不同參與控制的人員和控制目標都會不同。依據黑箱理論，在優秀散打運動員體能訓練中將訓練的現實成果與體能發展目標進行比較，形成誤差，然后根據誤差的性質和程度修改體能訓練控制方案，通過再執行體能訓練控制逐步實現體能訓練目標。在這種理念指導下構建了如圖3所示的優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統，系統主要由控制器、執行機構、受控對象和反饋裝置幾個組分構成，每個組分又因為體能訓練的控制內容不同由不同要素組成。

優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統各組分構成情況如下:

3．2．1 控制器的組成。從體能訓練控制系統的任務需要出發，控制器主要由教練員、運動員、科研人員和管理人員等組成。與其他階段散打運動員體能訓練相比，優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統控制器的一個顯著特點是組成人員比較全面，業務水平高;另外，在執行訓練控制時通常需要所有人員積極參與，并高效協同。

3．2．2 執行機構的組成。優秀散打運動員體能訓練系統要進行的控制內容很多，所以體能訓練控制系統的執行機構構成也很復雜。由圖3可知，執行機構也是由教練員、運動員、科研人員、管理人員組成。執行任務不同執行機構的構成也不同，例如在體能訓練計劃組織與實施過程中，執行機構主要由教練員、科研人員和運動員組成。

3．2．3 受控對象的組成。優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統受控對象包括運動員狀態診斷、訓練計劃制定、訓練計劃組織與實施、訓練負荷監控、訓練反饋、運動員損傷預防與康復、運動員營養與恢復、訓練管理。受控對象在系統運行中既有同步性也有非同步性，受控對象運行秩序受優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統的功能發展需要的制約。

3．2．4 反饋裝置的組成。反饋裝置基本構成包括信息采集、信息分析處理、信息儲存、信息傳遞和信息接收幾個部分，在優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統中主要是由教練員、運動員、科研人員、管理人員和測試儀器、分析儀器構成。根據反饋內容反饋裝置又可分為體能狀態診斷反饋裝置、訓練計劃組織與實施反饋裝置、運動損傷預防與康復反饋裝置、運動員管理反饋裝置等。

3．2．5 擾動因素的組成。擾動因素客觀存在于優秀散打運動員體能訓練反饋控制過程中，主要包括運動員的認識、隊友的行為、比賽對手情況、所處訓練環境、自身技術特征和戰術發展需要的心理暗示等。

3．3 優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統運行方式

建立優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統只是為體能訓練反饋控制提供了可能，要想實現真正的反饋控制必須掌握正確的運行方式。優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統控制內容雖然多樣但是運行方式基本相同，下面以訓練計劃的組織與實施為例對進行運行方式進行闡析。

在執行訓練計劃的組織與實施反饋控制時，首先是由以教練員為主的訓練控制者對運動員發出體能訓練控制指令，同時訓練控制者還要負責對訓練過程實施監控;其次是運動員中樞神經系統根據訓練指令對自己的身體進行相應的訓練控制;最后是在組、課或階段訓練結束時由教練員、運動員和科研人員等組成的團隊對訓練過程和訓練結果進行監控、分析，形成反饋信息，并根據這些反饋信息修正訓練控制方案，并按新方案進行下一輪的訓練控制。

這種方式下運行的優秀散打運動員體能訓練反饋控制系統不但適應于階段控制還可以作為每次訓練課或每組訓練的控制方式，在具體實施過程中會根據實際需要選取相應的反饋指標。

4 結論

優秀散打運動員所處階段的特殊性及體能對專項的重要性要求必須提高體能訓練的科學化水平，進一步挖掘或保持運動員的體能。正確了解運動員體能系統的構成和運行機制才能夠確定訓練控制任務，根據控制任務選擇最合理的控制方式。適應是優秀散打運動員體能系統演化和發展的根源，通過標識、響應和積木機制的作用體能系統各構成要素的協同效率提高，運動員的體能更加高效。因此，優秀散打運動員體能訓練的重點是改善體能系統構成要素之間的協同作用，主要采用反饋控制的方式進行體能訓練。

［1］苗東升．系統科學大講稿［M］．北京:中國人民大學出版社，2007:28．

［2］約翰·H·霍蘭．隱秩序:適應性造就復雜性［M］．周曉牧，等譯．上海:上海科技教育出版社，2000:9．

［3］許國志，等．系統科學［M］．上海:上海科技教育出版社，2000:244．

［4］周小青，張冬琴．核心力量訓練對提高散打運動員速度力量的實驗研究［J］．山東體育學院學報，2010，26(5):66 －68．