振動訓練對改善高水平游泳運動員出發、轉身效果的研究

王志軍，周正榮，陸強毅

(1.南京體育學院 運動系，江蘇 南京 210014;2.江蘇省游泳隊，江蘇 南京 210014)

振動力量訓練法為當下較流行的一種力量訓練方法。振動力量訓練將常規力量訓練和電刺激的優點有機結合在一起，已經在力量訓練方面顯示了極大的優勢和潛力。根據國內外研究結果表明，振動訓練區別于其他力量訓練方法的最大特點是能夠以相對較小的附加負荷有效地提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力［1］。在當今游泳運動高速發展的時代，短距離游泳項目的世界記錄已經幾乎接近了人體的極限能力，要挖掘更大的潛力，各項技術的完善都將起到關鍵作用。出發是比賽的開始，對優秀游泳運動員來說，能起到搶先占優的心理效果，尤其是在百分之一秒決定勝負的比賽中至關重要。轉身是比賽過程中的重要組成部分，15 m 的轉身技術與途中游是緊密相關的，它直接影響運動成績的提高［2］。由于游泳出發、轉身蹬壁動作屬于典型的爆發性動作，為了提高肌肉的收縮效率就必須改善運動單位的募集性和神經發放沖動的頻率，從而達到提高肌肉爆發力的目的。但是，鑒于競爭等方面的原因，國外高水平游泳運動員采用的各種振動力量訓練方法和手段尚無法獲得。因此，本研究旨在及時跟蹤國際最新力量訓練理論和技術，從游泳運動員體能訓練的視角，探索在常規的陸上體能訓練過程中增加振動訓練是否可以在短期內有效提高游泳運動員的出發以及轉身效果，探討力量訓練方法的新思路，為游泳運動員進行科學的專項力量訓練提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究的研究對象為在高水平游泳運動員力量訓練過程中施加振動訓練對提高運動員出發、轉身效果的影響。測試對象為江蘇省游泳運動員14 名，其中6名女運動員，8 名男運動員，且均為健將級以上運動員。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

為深入了解和掌握本領域的研究成果及最新動態，查閱了中國期刊全文數據庫及相關官方網站，檢索了有關振動力量訓練相關文獻資料，為本研究奠定理論基礎。

1.2.2 影像解析

拍攝速度25fps，采用Dart fish 軟件進行影像解析，數據精度0.02 s。

1.2.3 數理統計

統計學處理應用SPSS17.O 軟件包進行統計分析，結果用均數±標準差表示(M±SD)。組內數據比較采用配對T 檢驗分析;組間樣本采用單因素協方差分析(前測數據不具有差異性)和均差值T 檢驗進行統計處理(前測數據具有差異性)。統計學顯著性水平為P ＜0.05，P ＜0.01 為非常顯著。

1.2.4 實驗研究

1.2.4.1 時間和地點

時間:2012.10—2012.12，共9 周。

地點:南京體育學院體能康復實驗中心，省游泳隊訓練館。

1.2.4.2 實驗對象

表1 實驗對象基本情況(M±SD)

本實驗選取了江蘇省游泳隊現役專業游泳運動員為實驗對象，樣本含量為14，8 名男生，6 名女生(見表1);運動等級均為國家健將級以上運動員。隨機分為2 組，每組7 人，兩組受試者的基本情況不具有明顯差異(P ＞0.05)，具有可比性。一組為對照組，采用傳統力量訓練方式;另一組為實驗組，采用傳統力量訓練附加振動力量訓練。

1.2.4.3 儀器設備與測試指標

實驗儀器:

(1)采用振動訓練臺(Power Plate，United States)對實驗組進行全身振動訓練;

(2)測試評價運動員下肢爆發力水平的測力臺(smart speed，Australia);

(3)游泳運動員出發電子計時系統(Keluoduola，United States)。

(4)采用攝像機(SONY，Japan)跟蹤拍攝出發、轉身全程并判斷出發15m 時間。

測試內容及指標:

(1)反應時(reaction time，RT)測試:受試者站在裝有電子計時系統(Keluoduola，United States)的出發臺上聽到信號后到腳趾離臺，測試出發的反應時，3 次測量取最好成績。

(2)出發效率(start efficiency，SE):測試運動員的出發技術的綜合能力，利用攝像機拍攝受試者站在出發臺上聽到信號開始至運動員頭部到達15 m 距離的錄像，根據錄像判斷所用時間，時間快者為優。3 次測量取最好成績作為測試結果。

(3)縱跳的測試:是用來評價下肢的爆發力(Boscoetal.1983)。測試是在一個可接觸的平臺上進行的(smart speed，Australia)，它可以顯示出受試者在空中的時間，可精確到千分之一秒。獲得的騰飛的時間(t)用來算出在縱跳過程中身體重心(h)升高的高度，也就是h=gt2/2，這里g=9.81m s－2m。3 次測量的平均值作為測試得分。

(4)水中蹬壁滑行:水中蹬壁滑行主要測試運動員在水中轉身后蹬腿的啟動力量和最大力量，滑行遠者為佳。

1.2.4.4 實驗內容

兩組訓練過程均采用循環訓練法，根據受試者的具體情況設計訓練方案(表2)。實驗期間，兩組受試者均嚴格按照實驗設計內容進行訓練，持續9 周，訓練頻率為3 次/周;其中，對照組的下肢力量訓練在平地上進行，實驗組的下肢力量訓練在振動訓練臺上進行。每次凈訓練的時間為1 ～1.5 小時左右，包括熱身練習，休息時間和放松練習，運用心率控制訓練負荷，負荷強度為HRmax70%～90%，實時監控受試者心率，確保兩組訓練強度趨于一致。

表2 訓練內容與負荷

1.2.4.5 實驗干預

本實驗選取江蘇省一線專業游泳運動員為實驗對象，經過對其年齡、身體健康狀況、訓練年限等信息的調查及部分初始數據的分析結果，最終選定14 人為實驗對象。在本實驗中，為使實驗過程得以順利進行，筆者對除施加因素以外的其它訓練條件進行干預，以便較準確的觀察施加因素對實驗結果的影響。在訓練負荷方面受試者在同一訓練周期內保持重點鍛煉部位相同，運用心率控制負荷強度，組間盡量保持一致。同組受試者的訓練內容、負荷、進程等相同。在訓練組織方面，實驗組和對照組均由同一教練執訓。

2 實驗結果與分析

游泳比賽是由出發、途中游、轉身、終點沖刺和到邊技術5 個環節組成。游泳出發技術作為第一個環節十分重要，這是因為在1/100 s 決定勝負的比賽中，出發技術有時直接影響著名次和成績，在50 m 和100 m短距離沖刺項目上尤其明顯［3］(表3)。同樣轉身作為游泳比賽技術的一部分，轉身技術對比賽成績的影響也是舉足輕重的。

表3 游泳比賽出發、轉身距離占比賽距離的百分比

2.1 振動力量訓練對游泳運動員出發反應時(RT)及出發效率(SE)的影響分析

表4 振動力量訓練前、后出發反應時(RT)及出發效率(SE)的變化N=7

現有游泳出發技術的研究一般從運動學和動力學方面選用參數開展實驗室研究，并且出于實驗條件的考慮，較多采用運動學參數。如張銘等總結了前人所采用的運動學參數，主要包括29 種變量，8 種是時間，7 種是角度，14 種是速度［4］。目前，較為公認的是以到達15 m 測試距離的時間作為衡量出發效率(start efficiency，SE)的指標。本研究將出發技術效果的評價主要從兩個方面進行，包括出發的反應時(reaction time，RT)以及出發效率(start efficiency，SE)。

從表4 可知，通過9 周的訓練，實驗組“出發反應時(RT)”的增幅雖然達到1.98%，對照組的增幅1.39%，兩組間無顯著性差異(P=0.407 ＞0.05)由以上分析可知，實驗組運動員的反應速度在實驗后雖然有所增長，但與對照組相比無顯著差異。主要原因:反應速度素質的特性限制了該素質的大幅度提高。“反應時”在心理學研究領域認為是一項經常使用的反映運動員心理活動能力的指標。游泳運動項目中的“出發反應時”是指運動員在出發臺上對出發信號這個外界刺激做出反應并以最快速度蹬離出發臺所需的時間。反應時越短，說明機體對外界刺激的反應越迅速［6］。反應速度是作為衡量個體反應快慢最常用的指標，也是反映身體素質方面的一個影響因素。而游泳比賽的“出發反應時(start reaction，SR)”其實就是運動員對出發信號的反應速度時和完成蹬離出發臺的動作速度時的總和［5］。反應速度以神經過程的反應時(其中包括感覺時間、思維判別時間和動作始動時間)為基礎。反應時受遺傳的因素影響較大，遺傳率高達75%以上。短時間內的訓練不易顯現效果。另外，反應時的長短與刺激信號的強度和注意的集中程度與指向有關。反應速度素質不能無限增長，并且其發展受身體素質增長敏感期影響較大。本實驗中實驗對象平均年齡19 歲左右，平均專業運動年限為6 年左右，由于技能動力定型基本形成，運動員技術動作的空間時間特征的發展空間有限。綜上所述，振動訓練對游泳運動員出發反應速度素質的影響，與傳統力量訓練相比差異不顯著。

出發效率是評價游泳運動員出發技術效果的常用指標，從表4 可知，實驗組“出發效率(SE)”的增幅為3.41%，對照組增值增幅為0.74%，實驗組與對照組的增值存在顯著性差異(P ＜0.05)。游泳運動員“出發效率(SE)”取決于入水速度及入水后水下滑行打腿速度，從游泳技術上講，決定速度的主要因素在于打腿頻率與劃水效果，其中打腿頻率的好壞對速度有重大的影響，打腿頻率是單位時間內完成的打腿次數，取決于神經興奮與抑制間的快速交替及神經間協調的能力。因此，從實驗結果看，振動力量訓練對提高神經系統傳導的效率可產生較高的運動頻率，從而提高運動員的出發效率。筆者認為產生以上效果的原因，振動使神經中樞功能加強，導致更多的肌纖維參與運動。在“振動訓練系統”中練習的實驗對象，由于振動負荷的變化即振動導致神經系統功能加強，肌肉在主動收縮的前提下，其振動刺激能使潛在的運動單位進一步激活，振動傳遞活化了更多的運動單位參與運動，使其達到了最佳的運動效果［7］。其次，改善神經中樞的協調性。Christophe Delecluse，等的研究得出，振動刺激導致中樞神經系統的適應性調整，振動使身體感官機能進一步加強，在振動力量訓練刺激中負荷強度在時刻發生變化，神經系統也要隨時進行自身的調節來適應振動負荷的需要，長時間承受類似的振動刺激，增加了主動肌和協同肌的協調性和同步性，提高了實驗對象中樞神經系統調節的反應能力、協調性和靈活性［8］。由此可見，振動力量訓練對提高游泳運動員出發效率有很大幫助，與傳統力量訓練相比差異顯著。

2.2 振動力量訓練對游泳運動員縱跳高度及水中蹬壁滑行的影響分析

轉身作為游泳比賽的重要技術環節(見表3)，也是好多運動員的薄弱環節，提高轉身技術動作效果一個主要因素就是加強腿部的基礎力量，這基礎力量則由快速力量、爆發力量、最大力量和啟動力量所構成［9］。為了操作方便，縱跳高度常用以評價下肢的爆發力指標(Boscoetal.1983)，爆發力對于游泳運動員的出發、轉身意義重大。

表5 振動力量訓練前、后縱跳高度及水中蹬壁滑行距離變化N=7

表5 我們可以看出，訓練后，實驗組縱跳高度比訓練前提升8.27%，提升幅度顯著(P ＜0.05)，與對照組相比，也呈顯著性差異(P ＜0.05)。對照組的縱跳成績也有提高(2.85%)，但在組內、組間均無顯著性差異(P ＞0.05)。全身振動刺激能夠在相對較小的訓練負荷下有效的提高肌肉的最大力量。有學者認為振動刺激能提高肌肉力量主要受兩個因素影響。其一，是由于振動刺激加速度的作用，根據牛頓第二定律:加速度能產生的“超重”和“失重”現象，在“超重”階段運動員所承受的負荷量遠遠大于實際負荷的重量。根據力量增長的超負荷原則，因此能夠在相對較小的運動負荷下使肌力得到較高的增長。其次，可能是由于神經調節機能的改善。振動刺激作為一種外界刺激，能激活肌梭特別是初級傳入纖維的興奮性，反射地引起梭外肌纖維收縮。在肌肉主動收縮的前提下，可以最大限度的募集運動單位參與活動，從而有效的提高肌肉的最大力量［10］。由此可見，在日常力量訓練中加以振動訓練對提高運動員的爆發力效果顯著。

水中蹬壁滑行是游泳運動員轉身技術的最后一個環節，腿部力量、身體位置、身體形態等因素決定滑行距離，在身體位置、身體形態相對固定的情況下，提高腿部的最大力量和啟動力量就成了提高滑行距離最有效手段。表5 可見，實驗組通過振動力量訓練后，滑行距離比訓練前提升了6.26%，提升幅度顯著(P ＜0.05)，與對照組相比，也呈顯著性差異(P ＜0.05)。雖然對照組成績也提高了1.88%，但組間無顯著性差異。從生理學角度分析原因，振動刺激作為一種附載的外界刺激，能刺激肌肉的本體感受器，尤其是改變肌梭傳入纖維末梢的興奮性振動刺激的低頻波由遠及近在肌肉傳導，激活了大量肌梭Iα 傳入纖維使其興奮，其產生的動作電位經過單突觸和多突觸途徑影響位于脊髓前角的α－運動神經元活動［11］。若在肌肉主動收縮的前提下，附加振動刺激能使潛在的運動單位進一步激活，從而使肌肉在克服特定負荷的前提下，動員更多甚至全部運動單位參加活動，增大肌肉的力量在肌肉主動收縮過程中附加振動刺激可動員更多的運動單位參加活動，增加肌肉力量［11］。綜上所述，振動力量訓練對游泳運動員水中蹬壁滑行的影響，與傳統力量訓練相比呈顯著性差異。

3 結論與建議

3.1 結論

3.1.1 振動力量訓練對游泳運動員出發反應速度素質的影響，與傳統力量訓練相比差異并不顯著，但對提高游泳運動員出發效率具有較大的幫助。

3.1.2 從評價高水平游泳運動員的出發、轉身爆發力指標上看，實驗組訓練前后增幅與對照組增幅相比呈顯著性差異，振動力量訓練可以通過提高游泳運動員的爆發力從而有效改善比賽中的出發及轉身效果。

3.2 建議

3.2.1 本研究中的振動訓練內容沒有特意針對游泳出發、轉身技術動作訓練而設計，按照正常訓練計劃設計加入了振動訓練手段。出發、轉身技術的訓練還需要陸上力量訓練與水中訓練相結合。

3.2.2 振動訓練相對來說還是比較高端的訓練器材，本實驗對象為高水平游泳運動員，筆者認為振動訓練僅適合高水平運動員的訓練，在運動員訓練遇到瓶頸時為有效的提高肌肉力量并且避免運動損傷的產生時，可以通過振動訓練來進行突破。但是否可以通過長期振動訓練來提高運動成績還有待進一步研究。

3.2.3 在游泳運動員的振動力量訓練中，不能僅單純的練習肌肉力量，應從提高神經系統興奮性、靈活性、協調性和肌肉練習等幾個方面共同發展來提高肌肉的總力量。振動力量訓練內容的設計要根據游泳專項特征以及個人特長設計練習方法。做到靜力性練習與動力性練習相結合。

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