100m技術演進的多極化特征——以第29、30屆奧運會100m決賽運動員為分析案例

杜娜娜，杜少武，詹曉梅，劉 紅

Jiangxi Normal University，Nanchang 330027，China.

運動成績的提高伴隨著的都是技術的革新，在人們驚嘆于當今百米成績高度發展的同時，繼而試圖從傳統技術的沿襲中走出，探索引起成績提高的原因。第30屆奧運會男、女100m決賽中出現了整體性的高水平，在男子100m決賽上牙買加運動員博爾特以9.63s的成績打破了奧運會紀錄。決賽中除最后1名運動員10.01s之外，其余運動員全部跑進10s，平均成績達到了9.824s。女子100m決賽中，第8名運動員11.01s，第7名11.00s，其余6名全部跑進11.00s，平均成績達到了10.879s。為了探索百米世界運動員動作結構的內在變化，為半個多世紀以來長期徘徊在世界一流水平之外的我國短跑運動發展提供理論參考，本研究以決定跑速的主要因素——步長與步頻為研究重點，對第29、30屆奧運會男、女100m決賽運動員成績提高的技術發展的內部成因進行探討。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

第29屆奧運會和第30屆奧運會男、女100m決賽前8名運動員，除第30屆奧運會男子100m第8名鮑威爾中途放棄比賽，共31名運動員。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料調研

查閱《中國體育教練員崗位培訓教材》、《田徑教學大綱》、《運動選材學》、《運動生物力學》等教材6部；通過Internet在中國知網、萬方數據庫中查閱有關短跑步頻、步長等方面的文章5篇；從2012年倫敦奧運會官網http：／／www.london2012.com／［1］、國 際 田 聯 官 網 http：／／www.iaaf.org／［2］、網 易 體 育 資 料 庫 http：／／data.sports.163.com／［3］搜集運動員身高數據，為撰寫本研究提供理論依據。

1.2.2 信息技術法

1.資 料 獲 取：通 過 中 國 網 絡 電 視 臺 http：／／2012.cntv.cn／下載第30屆奧運會男子、女子100m決賽視頻；在優酷網下載2008年北京奧運會男子、女子100m決賽視頻，錄像有常速和慢放兩種播放速度。

2.資料處理：利用視頻轉換器將MP4格式的視頻轉換成MPG格式，然后利用Dartfish慢放功能對視頻進行循環播放，逐幀查看并計算運動員的步數。

3.圖片處理：用Office for Windows EXCEL輸入數據制作。

1.2.3 數據處理

平均步長＝100m／步數；平均步頻＝步數／運動員成績；步長指數＝步長／身高；步頻指數＝步頻×身高；余步參照終點線寬度計算，根據參照物的比例測量出運動員最后一步腳尖到終點線后沿的距離。

2 結果與分析

2.1 結果

決定短跑速度的因素是運動員的步長和步頻，這兩個因素都與運動員身高相關［4］。根據動量矩定理M×△t＝I×△ω可知，人體所受的外力矩作用的時間一定時，轉動慣量越大，角速度越小，角速度與轉動慣量呈反比關系［5］。因此，短跑運動員中身材越高大的運動員下肢越長，下肢轉動慣量就越大，跑步時雖步長較大，但勢必影響到下肢轉動的角速度，即影響到步頻的速率；而身材矮小的運動員由于跑時轉動環節半徑小，轉動慣量亦較小，導致下肢轉動的角速度變大，步頻隨之加快。為了客觀地反映步長、步頻與速度的內在聯系，我們采用了兼顧身高因素的步長指數（步長／身高）和步頻指數（步頻×身高）。這兩個指標能夠更加客觀地反映跑速的運動學特征。表1、表2是第29、第30屆奧運會男、女100m決賽運動員的相關成績數據。

表1 兩屆奧運會男子100m決賽運動員成績數據一覽表Table 1 Data of Man’s 100mFinal Athletes

表2 兩屆奧運會女子100m決賽運動員成績數據一覽表Table 2 Data of Women’s 100mFinal Athletes

2.2 分析

2.2.1 男子、女子100m衛冕冠軍技術的多極化特征

第30屆奧運會男子100m決賽中，牙買加運動員博爾特以9.63s的成績衛冕冠軍，以0.06s的成績差打破了他在第29屆創造的9.69s的奧運會紀錄（表1）。表1可見，博爾特第30屆較29屆顯示出步數減少，平均步頻加快，平均步長加大的技術特征。這是博爾特打破奧運會紀錄的主要技術演進成因。兩屆奧運會均顯示出博爾特的平均步頻均為最低，平均步長為最大，體現出步長大、步頻低的技術特點［6］。

女子100m衛冕冠軍同樣由牙買加運動員費雷澤獲得，第30屆奧運會上，她以10.75s的成績將她在第29屆10.78s的成績提高了0.03s（表2）。第30屆100m決賽費雷澤平均步頻4.701步／s，是決賽運動員中最快的，平均步 頻 4.701步／s，較 29 屆 4.514 步／s大 幅 提 高 了0.187步／s。但平均步長1.979m，較29屆奧運會2.055m平均每步減少了0.076m。費雷澤成績提高體現出：步數增加，平均步頻加快，平均步長減小的技術特征。這也是費雷澤在第30屆奧運會上成績提高的技術成因。

博爾特為步長大、步頻慢的技術類型，費雷澤屬步長小、步頻快的技術類型。兩位世界頂級水平運動員技術特征截然不同，卻都創造了優異的成績并成功衛冕兩屆奧運冠軍。他們成績提高在技術上表現出的多極化特征，向我們提示了不能用一個技術模式來統一所有運動員，結合個人特點并創造優異成績的動作模式，才是運動員的個人技術。

2.2.2 100m整體水平提高的多極化特征

2.2.2.1 男子100m水平提高的技術特征

圖1、圖2清晰地反映出步長和步頻是一對矛盾的統一體，即步長大了步頻就慢，步頻快了步長就小，兩者形成鮮明的制約性對應。

圖1可見，第30屆男子100m決賽平均步長趨勢線在29屆之上，表明第30屆平均步長較29屆有上升的趨勢。第30屆男子100m決賽平均步頻趨勢線在29屆之下，表明第30屆平均步長較29屆有下降的趨勢。第30屆男子100m決賽平均步頻和平均步長的振幅均較29屆小，表明第30屆男子100m決賽運動員實力更接近、競爭更加激烈。“總體成績提高，平均步長、步長指數、步頻指數提高、平均步頻降低”是第30屆奧運會男子百米整體水平提高的主要原因。

表1反映出男子100m第1名成績提高，步數減少，平均步頻提高，平均步長提高。男子前8名平均成績均提高，步數減少，平均步頻減少，平均步長提高。由此可見，男子100m運動員取得優異成績的技術成因不同。第1名運動員是通過步長和步頻同時提高實現“奪冠”夙愿，前8名運動員整體成績提高正朝著加大步長的方向發展。

2.2.2.2 女子100m水平提高的技術特征

圖2趨勢線顯示了第30屆女子100m決賽名次與平均步頻呈正比，與平均步長呈反比的趨勢。第29屆奧運會平均步頻與名次不相關，平均步長與名次有正相關的趨勢。第29、30屆奧運會平均步頻和平均步長趨勢線重疊交叉，無明顯規律（表2）。第30屆奧運會女子100m前3名運動員均值體現出成績提高、步數增加、平均步頻提高和平均步長下降的現象。表2還可見，女子前8名運動員平均成績提高，步數減少，平均步頻和平均步長均提高，這種技術模式與博爾特相同。說明運動員步頻和步長同時增加是第30屆奧運會女子100m總體成績提高的主要原因。

圖1 男子100m決賽運動員平均步長與平均步頻圖Figure 1. Average Stride Length and Stride Frequency of Man’s 100mFinal Athletes

圖2 女子100m決賽運動員平均步長與平均步頻圖Figure 2. Average Stride Length and Stride Frequency of Woman’s 100mFinal Athletes

第30屆奧運會100m整體成績提高幅度較大，成績提高的技術模式差異較大。與29屆比較成績提高的模式見表3。

表3 第30屆奧運會100m整體成績提高的技術模式一覽表Table 3 Technical Model of Performance Improvement of 100mRunning in the 30th Olympic Games

綜上所述，男子100m決賽運動員在第30屆奧運會上注重步長的提高，平均步頻除第1、2、7名比第29屆提高外，其他運動員均出現下降的情況。加大步長、降低步頻是男子百米運動員技術演進的主流趨勢。女子100m決賽運動員在技術上注重步頻的提高，除第4、5、8名平均步頻下降外，其余運動員均有所提高。同時，平均步長的主流趨勢呈下降的態勢，與平均步頻相反，除第4、5、8名上升外，其余運動員平均步長均下降。降低步長、提高步頻是女子百米運動員技術演進的主流趨勢。男、女100m運動員提高成績的技術模式相反，以及分名次段運動員提高成績的不同技術模式，反映出當今百米運動技術水平提高的多極化特征。

2.2.3 步長指數與步頻指數的多極化特征

圖3顯示，第30屆奧運會男子100m前8名運動員的步長、步頻指數表現出不同的特征。其中，既有步長指數較大、步頻指數較小的運動員，如第3名加特林，也有步長指數較小、步頻指數較大的運動員，如第2名布雷克和第5名貝利。還有步長、步頻指數相對適中的運動員，如冠軍博爾特、第4名蓋伊和第7名湯普森。不同技術類型的運動員都取得了高水平的運動成績。

圖3 第30屆奧運會男子100m前8名運動員步長、步頻指數曲線圖Figure 3. Diagram of Stride Length and Frequency of Man’s Top 8 100mAthletes in the 30th Olympic Games

圖3還可見，第30屆奧運會男子100m決賽名次與指數的關系為：步頻指數和步長指數趨勢線統一向右下，說明男子短跑運動員的步頻、步長能力有同步發展的趨勢。男子運動員要取得好的成績，應同時加大步頻指數和步長指數，身材高大的尖子運動員尤應注重發展步頻。

圖4 第30屆奧運會女子100m前8名運動員步長、步頻指數曲線圖Figure 4. Diagram of Stride Length and Frequency of Woman’s Top 8 100mAthletes in the 30th Olympic Games

圖4可知，第30屆奧運會女子100m第1名費雷澤的步頻指數較低，步長指數較高。前8名運動員的步長指數中，除冠軍費雷澤1.302的步長指數和第5名艾莉森1.305的步長指數外，其他6名運動員的步長指數均為1.20左右，說明費雷澤的身高與步長之比較大。費雷澤在步頻指數較低的情況下取得了100m冠軍，可見，突出的步長指數是費雷澤奪冠的主要因素。兩位奧運會冠軍不同特征的步頻、步長指數卻都贏得了比賽，說明不同技術風格的運動員都有機會贏得比賽。

圖4還可見，第30屆奧運會女子100m決賽名次與指數的關系為：步長指數趨勢線向右下、步頻指數趨勢線向右上，與男子步頻指數、步長指數的趨勢線截然不同，表明女子短跑運動員要取得好的成績，應適當加大步長指數和縮小步頻指數，身材矮小的尖子運動員尤應注重發展步長。

2.2.4 世界一流短跑運動員身高的多極化特征

一直以來對短跑運動員的身高標準都有專著論述。權威論述：男子100m、200m運動員身高為175±5cm；女子100m、200m運動員為165±5cm①段世杰.中國體育教練員崗位培訓教材［M］.北京：人民體育出版社，1998：559.。傳統選材學理論表明，世界一流的短跑運動員身高應該在1.80m左右，因為只有這個身高，人的步頻和步幅才能達到一個理想的結合，人體的協調性也只有在這個身高才能發揮到極限。低于這個身高，步長會受影響，高于這個身高，協調性和步頻會受影響。在亞洲，短跑運動員的身高甚至被進一步降低，認為1.77m或許更符合亞洲人的特點②http：／／lining.sina.com.cn／irun／book／runlesson.php id＝1049“專業跑步全書”.。第30屆奧運會上，男子100m決賽的運動員平均身高為1.86m，女子平均身高為1.66m。按照這個身高，女子100m決賽運動員的身高特征基本符合選材標準，而男子100m決賽運動員的平均身高明顯高于選材標準，尤其是兩屆衛冕冠軍博爾特1.96m的身高，遠遠高于選材標準。而女子100m兩屆衛冕冠軍費雷澤的身高僅為1.52m，遠遠低于選材標準。依據選材學理論，兩位衛冕冠軍均不適宜從事短跑運動，但事實上他們兩人是當今世界上跑得最快的運動員。

圖5 女子100m前8名運動員身高與成績關系曲線圖Figure 5. Relationship between Body Height and Performance of Woman’s Top8 100mAthletes

從兩屆奧運會男、女100m共4項決賽看，運動員身高與成績、名次的關聯度并不高（表1、表2），但在第30屆奧運會女子100m決賽運動員身高與成績、名次又有一定的關聯度，出現了身高與成績、名次呈負相關的現象（圖5），筆者認為這完全是一種巧合。綜上所述，運動員跑速與他們的身體形態有一定的關聯度，但不必過于拘泥于選材上，而使具有短跑天賦的運動員排斥在短跑運動之外。無論是身材高大的運動員，還是身材矮小的運動員，都有可能達到世界頂尖水平。僅僅依靠書本上的理論而動，“運動天才”將可能被扼殺。現代短跑運動員身高的多極化特征揭示了選材理論的缺陷，同時也向我們提示，用統一的身高模式來要求不同種族、年齡、身體訓練水平、肌肉類型、神經類型、技術風格的運動員是不合時宜的。

3 結論

1.男子100m衛冕冠軍博爾特在第30屆奧運會上打破奧運紀錄的主要技術成因為：平均步頻加快，平均步長加大。女子100m衛冕冠軍費雷澤的平均步頻加快、平均步長減小是其在第30屆奧運會上成績提高的主要技術成因。第30屆奧運會男、女100m冠軍成績的提高，在技術上表現出的多極化特征，向我們提示了結合個人特點并創造優異成績的動作模式才是運動員的個人技術。

2.平均步長提高、平均步頻降低，是第30屆奧運會男子百米整體水平提高的主要原因。平均步頻和平均步長同時提高是第30屆奧運會女子100m總體成績提高的主要原因。男、女100m運動員提高成績的相反模式，以及分名次段運動員提高成績的不同模式，反映出當今百米運動技術水平提高的多極化特征。

3.第30屆奧運會男子100m決賽名次與指數的關系表明，男子短跑運動員要取得好的成績，應適當加大步頻指數和步長指數，身材高大的尖子運動員尤應注重發展步頻。女子短跑運動員要取得好的成績，應適當加大步長指數和縮小步頻指數，身材矮小的尖子運動員尤應注重發展步長。

4.依據當今選材標準，男、女100m衛冕冠軍博爾特和費雷澤均不適宜從事短跑運動。不可否認，跑速與身體形態有一定的關聯度，但博爾特和費雷澤是當今世界上百米跑得最快的人。如果我們只是按照書本教條辦事，“運動天才”將可能被扼殺。現代短跑運動員身高的多極化特征揭示了選材理論的缺陷，用統一的身高模式來要求不同種族、年齡、身體訓練水平、肌肉類型、神經類型、技術風格的運動員是不合時宜的。

［1］倫敦奧運會官方網站http：／／www.london2012.com／.

［2］國際田聯官網http：／／www.iaaf.org／.

［3］網易體育資料庫http：／／data.sports.163.com／.

［4］徐開春，李盛珍，李寅.對短跑運動員步長與步頻要素及成因的研究［J］.沈陽體育學院學報，2003，22（2）：93－94.

［5］運動生物力學編寫組.運動生物力學［M］.北京：高等教育出版社，2000

［6］鄒虹，詹曉梅.博爾特成功因素探析——從第29屆奧運會男子100m決賽談起［J］.軍事體育進修學院學報，2009，（2）：38－41.