在整合儀器工藝基礎上游泳運動員在運動訓練中信息空間的新解釋

В.Л.克拉西爾尼科夫 В.В.艾爾利赫 Е.В.米爾戈羅茨卡婭

【專家點評】文章作者來自俄羅斯南烏拉爾大學所屬的競技、旅游和服務學院。 南烏拉爾大學是俄羅斯十強高等學校之一，位于車里雅賓斯克州首府車里雅賓斯克市，是車里雅賓斯克地區教育科學文化中心。文章報道的是一項針對游泳運動員水中訓練的研究，目的是整體性評定運動員的專項技術訓練程度和身體訓練程度。文章中并沒有花大量的篇幅對游泳運動員的技術和身體素質進行理論闡述，而是把重點放在解決教練員訓練中需要確切了解某一名運動員技術和身體素質方面存在的主要問題，而這些問題以往似乎難以通過定量化的方法得到清晰的揭示，從而有針對性地采用一定的手段方法予以解決。同樣值得關注的是，研究中有機組合使用了多種儀器，包括電子測力儀、水壓傳感器和記錄儀等，并選擇一名技能水平比較高（而不是最高）的運動員（候補運動健將）展開示例性的研究，以便通過研究發現他在技術和身體素質方面存在的主要問題，從而證實整項研究的有效性，同時也體現了研究設計方面的合理性。我國許多高等體育院校和研究所目前不僅具備該研究中所使用的儀器設備，而且具有更好的研究條件。閱讀這篇文章想必對今后針對運動訓練實踐的需要開展研究工作會有一定的啟發。

——姚頌平

摘要：“動量”的概念是游泳理論中的另一個問題。本研究的目的是綜合評估游泳選手的專項技術和身體素質。受試者為健將級選手和體校中15~16歲專業游泳選手。研究方法包括使用了電子測力記錄儀來測定游泳選手的劃水動作。游泳選手劃水動作記錄裝置是首次在這些研究中使用。游泳選手在自由完成練習時實施電子測力的平行研究。一名游泳選手系上繩索完成游泳練習，對如下參數進行了分析：力量特征、速度-力量特征、力量耐力、游泳技術（基于協調系數的計算）。根據這些數據的綜合評價結果，確定出游泳選手的身體素質水平。一名選手在不同階段劃水動作的力量和時間特性首次以圖像和表格的形式呈現出來，這是研究外部動力特征和流體動力學的新方法。該研究使人們能夠識別一次劃臂中“動量”的定量指標，而這在競技游泳教科書中還僅是一個理論基礎。在未來的研究中，研究人員還將就更多的細節問題做進一步的研究。

關鍵詞： 運動技術；電子測力儀；沖力；劃水時力的軌道；速度擦α磕土?；十厙恐析?/p>

中圖分類號： G 861.1文章編號：1009783X(2014)03019304文獻標志碼： A

Abstract：The concept of "momentum" is another problem in the swimming theory.The purpose of the present research was the integral assessment of special technical and physical fitness of swimmers.The subjects were swimmers of the categories of candidate masters,masters of sport aged 1516 years of the specialized children's sport school "Yunika" in Chelyabinsk.The research methods included electronic dynamometry and recorder of rowing movements of swimmers.The device recorder of rowing movements of swimmers was applied for the first time in these studies.Swimmer was swimming free.Parallel studies of electronic dynamometry were conducted.A swimmer made swimming movements on a leash.The following parameters were analyzed:strength characteristics,speed瞫trength characteristics,strength endurance,swimming technique (based on the calculation of the coordination coefficient).According to the results of the integrated assessment of the data the level of swimmer's fitness was determined.In the present work quantitative strength and temporal characteristics of a rower were first presented,allocated in phases,combined in the graphical and tabular forms,which is a new approach in the study of external dynamic characteristics,locomotor movementsin the water.The study enabled to identify quantitative indicators of "momentum" in a stroke,while in competitive swimming textbooks this aspect has only a theoretical foundation.In future studies the researchers are going to study the process in more detail.

Keywords：sports technique;electronic dynamometry;momentum;force of stroke direction;speedstrength endurance phase analysis

收稿日期：20140415

作者簡介：В?Л?克拉西爾尼科夫，教育學副博士，教授；В?В?艾爾利赫，生物學副博士，副教授；Е?В?米爾戈羅茨卡婭，教育學副博士，副教授。

作者單位：1憊立南烏拉爾大學競技、旅游和服務學院 車里雅賓斯克;2比說淖刺臨床評定中心車里雅賓斯克

1盨outh Ural State University,Institute of Sport,Tourism and Service;2盋enter for Rapid Assessme nt of Uman Condition,The City of Chelyabinsk,Russia.

在競技游泳技術領域中已有足夠大量有意義的研究。這些研究主要針對揭示運動動作外部特征的運動學特點，但是在運動學中也包含了動力學（外部和內部）特征。例如在科學和教學文獻中對游泳運動員技術的外部動力學特征主要是從運動力與水流相互作用的理論依據出發進行研究。在研究中也采用了儀器方法，但它們僅僅間接地有助于為運動體與水流之間的外部動力學特征的相互作用提供依據。已經證實：缺乏與能用形式單位（kg、mg）反映的用力有關的信息，這用力表現在游泳運動員劃水弧度的各個部分。雖然已經知道，教練員彩導工作者都希望了解運動員的劃水是否有效，要是不十分有效，那么“失敗”在哪里，游泳運動員在哪一個時相失去了支撐？

在游泳理論中還有一個問題，與“沖力”概念有關。在競技游泳教科書中對沖力做了理論闡述，但是沒有獲得實踐的證實。例如：沖力表現在哪里，在劃水的哪一個部分？帶這樣的力，在哪一個時間段？在這一時刻運動體通過怎樣的距離、它的速度和加速度如何？

我們的研究有助于清晰了解這些問題。

1研究目的

整體評定游泳運動員的專項技術訓練程度和身體訓練┏潭?。?/p>

2研究方法和組織

在研究中，我們評定了自由泳運動員（Ⅰ級，候補運動健將）的專項身體訓練程度和技術訓練程度，使用了系列儀器，其中包括：1）固定在手掌上的水壓傳感器（ДДВ），安置在運動員身上的水壓記錄器（РДВ）[12]（透水儀器，運動員在自由的游泳中完成作業）；2）電子測力儀（ЭД）[3]。運動員在被繩索拴住的情況下完成游泳作業，僅借助于腿完成10 s最大用力制式作業；僅借助于手同樣完成10 s最大用力制式作業；最后在手腿充分協調的制式中完成30 s作業。運動員通過繩索展開的力量傳導到電子測力儀的存儲器中。

3研究結果和討論

討論研究結果時采用分解滄酆系奶度。

3.1測力

研究了僅借助于手Fр、腿Fн和手腿充分協調Fк下游泳的力量指標，速度擦α磕土和協調系數K。

ИK=（Fк獸н（0.5）+Fр-1）±100%И

正百分比越高，就越好。

為了解釋研究結果，以游泳運動員А.阿拉波夫（候補運動健將）的ЭД和ДДВ指標為例，他完成了自由泳的所有作業。

A．借助于腿游泳，10 s；B．借助于手游泳，10 s；C．手腿充分協調下游泳，10 s；D．手腿充分協調下游泳，30 s

圖 1游泳運動員A的速度擦α刻氐愕那線

お

表1中出示的是游泳運動員A的速度擦α刻氐愫圖際躚盜煩潭鵲畝量指標。

正如期待的，借助于手游泳的力量指標較大程度高于借助于腿的指標。在腿的工作中出現了明顯的快速疲勞癥狀：1)用力急劇下降（從28 kg下降至5 kg）；2)稍有提高（5~10 kg）地繼續堅持工作，然后重新出現下降?？傮w上速度擦α磕土Γ10 s）占據了34%，獸平均值為9.4 kg。

把自由泳運動員稱為“手工勞動者”是因為他們的運動主要依靠手。在這種情況下，游泳運動員A（曲線圖 A）的雙手做出了較大用力，達到41 kg，但是沒有保持這樣的用力，急劇地失去緊張，在7 s內僅維持了16~18 kg負荷。速度擦α磕土φ季萘39%。在曲線圖B中可以明顯地看到，各個循環內出現力量擺動（5~6 kg）?？梢钥吹竭\動員沒有很好地掌握“黏附水”的技術，即一只手結束劃水平后及時提起，而另一只手開始劃水，劃水時盡可能完成爆發式的動作。速度擦α磕土接近40%，獸平均值為16 kg。

在競技游泳理論中證實，在自由泳運動員的行進中，在充分協調的情況下，腿的參與成分占20%~30%，取決于距離的大小。下面來看運動員在10 s和30 s（圖1C和D）制式充分協調下游泳時是如何實現動作的協同性的？

1）10 s工作制式。開始時力量為47 kg，維持了1 s，急劇下降到19 kg，在8 s內波浪型地保持，帶明顯的力量擺動，從18~25 kg，獸平均值為20 kg。耐力占據43%，獸平均值下獽系數為+5%。

2）30 s工作制式。開始時力量42.5 kg，急劇下降到19.5 kg。在25 s時間內運動員保持了18 kg的用力，在循環間和循環內帶有明顯的力量擺動。速度擦α磕土Υτ32%~35%的水平上，獸平均值為14 kg。協調系數為負，在獸平均值下獽值為-26%。

表 1游泳運動員A的速度擦α亢圖際跆氐愣量指標

10 s制式工作

獸最大值獸平均值耐力/%

借助于ね/kg借助于な/kg協調制な/kg獽/%借助于ね/kg借助于な/kg協調制な/kg獽/%借助于ね/kg借助于な/kg協調制な/kg

284147-159.41620+5343943

充分協調下30 s制式工作

獸最大值獸平均值耐力，%

充分協調下/kg獽/%充分協調下/kg獽/%充分協調下/kg

42.5-2314-2633.4

我們在實際評價范圍內對以上所述歸納如下：1)可以對借助于手和腿的游泳中的力量特征給予肯定性評價；2)借助于手和腿的游泳中的速度-力量耐力比較低；3)根據循環間的力量擺動來判斷，手臂工作的技術缺乏有效性；4)在充分協調下游泳時在不同時間制式下的速度-力量性工作具有差異：①在10 s工作中運動員的速度擦α磕土和技術訓練程度處于合格水平；②在完成更長時間（30 s）的工作中牽引力出現下降，明顯增加了循環間和循環內的力量擺動脈沖。顯然，這與出現疲勞和在此基礎上技術變形有關。協調系數獽出現負值證明了這一點。不能把上述意見歸于技術的個人特點，因為任何不遵循水動力規律的現象都將導致破壞運動動作。

3.2水壓傳感器（ДДВ）和水壓記錄儀（РДВ）

為了解決在工作中提出的整體性評定游泳運動員的技術訓練程度和身體訓練程度的任務，以下將討論借助于ДДВ和РДВ所獲得的結果。

研究了每一次劃水（時相）對手掌的水壓力指標，這些力的作用時間和沖力。

這一方法使得能獲得關于在最快速度制式中自由泳劃水動作的一整套信息。圖2和表2出示的是自由泳運動員А?阿拉波夫（候補運動健將）用手劃水的力和時間的特點。

圖 2游泳運動員A自由泳劃水各循環間、循環內和速度擦α刻氐闈線

お

表 2游泳運動員A劃水的時間和力的特點

時相循環1循環2

玊/s獸/kg玊/s獸/kg

1）插入0.05—0.05—

2）抓水0.20-60.259-8-9；9-8；8-9

3）牽拉0.256-250.259-20

4）蹬水0.2525.5-18-190.3820-21；21-15；15-16；16-0

5）伸出0.08—0.07—

6）移動0.33—0.38—

∑17.13∑16.13

3.3結果解釋（各循環的一般特點）

所有3個循環（如圖2所示）在力和時間特點方面是不同的。第1循環具有最大的力的幅度，為25.5 kg，劃水持續時間0.83 s，整個循環時間1.13 s。第2循環最大的力的幅度為21 kg，劃水持續時間0.93 s，整個循環時間1.31 s。第3個循環相應為23 kg，0.75 s和1.30 s。

結論是一致的：運動員的劃水不穩定。

在每一劃中時間和力的參數的改變應當直接與水流中手腕位置（即安置ДДВ的手掌位置）的改變有關。

當把手腕轉動到運動員身體背后，在某一時刻手腕就改變了動作方向，改變了箭形角度和俯仰角，由此改變了水壓（阻力）。在某一個路段中，手腕與水流發生了相互作用，試圖達到較大的壓力，或者相反。在按時相評定沖力時，可以評價個體的“劃水時力的軌道”（СРГ）。組成的СРГ越高，就越好；因為運動體更有效地與水流發生相互作用，意味著技術的外部動力特點就越好。俄羅斯教練員沒有類似的儀器，只能用眼睛，按運動員是否有效地前進、按節奏、按步驟或按其他簡單方法來評定。

3.3.1按時相評定СРГ

以第2循環（如圖2和表2）的指標為例。運動員在0.05 s（時相A）里平穩地，帶不大的壓力把手插入水中，從總體上可以認為是正常的。然后在圖中可以明顯地看到，運動員開始積極地劃水（抓水時相B），力量指標提升到9 kg，可是該時相后半部分，在整個力的軌道上出現了變化：力量指標下降至8 kg，然后重新回升到9 kg。引起力量指標回升可能有2個原因：運動員降低了速度-力量性緊張；由于改變了箭形角度和俯仰角，失去了對水流的正向支撐反應。在任何情況下時相的目標完全沒有達成。

時相的時間段落為0.25 s，完全處于標準參數范圍內。

抓水時相最為復雜，并且是劃水的重要部分。手腕沿著復雜的弧度移動：開始時在下后方移動，達到40~45 cm 深度，然后重新向上提起，向后（對于運動員的身體）向內轉動，指向運動員身體的縱軸。

在這一時期，也就是0.2~0.25 s期間，運動員在不降低壓力的情況下應當最大程度感受到對水的支撐。

牽引時相（C）是“加快速度”時相。運動員應當努力集成最快的手的動作速度：在與水流很好相互作用的情況下，力的軌道應當急速提升，該游泳運動員很好地掌握這一作業。劃水力量從9 kg提升到20 kg，時相的持續時間為0.25 s，在正常范┪內。

蹬水時相（D）效果的特點是提高了運動體的壓力并在所有時間內維持這些成分。在本案例中，蹬水時相反映出相反的特點。一方面力量提升到21 kg，然后急劇下降至15 kg，而壓力重新提升至16~17 kg。運動員明顯沒有維持集成性的最大┝α?。?/p>

我們以沖力為例來討論這種情況。

3.3.2沖力

把沖力單獨劃分為段不是偶然的，因為在競技游泳中這一成分被視為首要因素。它是牽引時相和“蹬水”時相的聯系環節，應當反映為在最短時間內的最大用力；但這完全不是說運動體（即手腕）應當在最短距離中移動，相反，應當把最大用力、時間間隔和距離的協同性看做是有價值的。在短時間內，在最大壓力下手腕克服的距離越長，就越好，蹬水（結束劃水）時相就越有效。在本研究中沒有使用水下攝像，所以無法評價手腕經過的弧度的空間特點和長度。按照時間和力的指標對沖力進行評定，同時也用這些指標對手腕的移動距離做間接評定。

再一次回到圖中劃水的后半部分。一開始運動員展開了最大力量，達到21 kg，并保持了0.05 s，同時整個時相持續了0.35 s，占據了整個劃水的39%?？梢约僭O在0.05 s內手腕移動了最長的距離，然后出現了用力下降和重新提升壓力，但已經低于前者（15~16 kg），這種情況延續了0.08~0.09 s。

獲得了2個沖力，間隔時間約為0.08 s，在力度和持續時間方面都有所不同。我們的看法，這遠不是劃水基本部分的好┓槳浮＊

可以假設，手腕在水流中沿著游泳運動員身體縱軸方向從一側轉向另一側，這不能使運動員在一個沖力上集中用力。考慮到在短距離（100 m）上游泳運動員約完成50個以內的動作循環，那么在整體性受到破壞的情況下，在移動速度中失去的沖力是比較多的。

3.3.3整體上評價游泳運動員A的專項身體訓練程度和技術訓練程度

1)在測力儀10 s最大制式上牽引力平均指標達到16 kg。

2)在水壓傳感器（ДДВ）上用手劃水的力量指標為16.14 kg。

這提供了依據可以說電子測力儀（ЭД）和水壓傳感器（ДДВ）結果的一致性，以及它們在研究工作中的有效使用。在測力儀30 s制式上的速度擦α磕土ξ35%。

對各循環內力量指標的解釋：

1)在借助于手游泳時，在測力儀制式上的力量擺動為5~6 kg。

2)在劃水基本部分結束時，在水壓傳感器（ДДВ）上沖力表現出雙峰緊張型的特點。用力下降5~6 kg。在短距離自由泳中各循環間和循環內出現急劇的力量性擺動是不允許的。

對游泳運動員技術的解釋：

1)在測力儀10 s制式中游泳的協調系數較低，獽=5%；而在30 s制式中獽=-24%，這只能作出不利的解釋。

2)分析借助于水壓傳感器（ДДВ）資料發現在劃水基本部分中沖力出現“間隔”。運動員的劃水不是很有效，“劃水時水的軌道”（СРГ）包含了4個沖力。

3)對借助于電子測力儀（ЭД）和水壓傳感器（ДДВ）獲得的結果做出結論：在劃水技術和整個動作協調中存在缺陷。

4結論

在研究計劃中使用電子測力儀和水壓記錄儀的綜合方法使得能充分地研究游泳運動員的專項身體訓練程度和技術訓練程度，并對其作出客觀評價。

進一步收集資料可以獲得依據被研究運動員的年齡、技能水平和性別特點的規范指標。

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（姚頌平翻譯）