姚曉靜
中圖分類號:G633.96 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2014)15-0109-02
水平仰泳運動員技術特征運動學研究現在主要有五個大的方向:1.水中阻力和仰泳技術;2.水中推進力和仰泳技術;3.動作對水方向;4.動作對水攻角;5.動作速度。下面從五個方面進行闡述。
一、仰泳技術
競技仰泳作為僅次于自由泳的古老項目,從第二屆奧運會開始就正式進入競技游泳的舞臺,但是早在18世紀就已有關于仰泳技術的記載。最初的仰泳是在游泳中仰臥漂浮作為水中休息,后來發展到利用兩臂同時在體側向后劃水,兩腿做蛙泳的蹬夾水的動作,亦稱為“蛙式仰泳”或“反蛙泳”。自1902年出現爬泳技術后,就開始有人在游仰泳時,采用類似爬泳的兩臂輪流向后劃水的技術,然后再發展為將兩腿改為上下踢水的技術。在此期間,雙臂仰泳、蛙腿蹬夾水,仍在比賽中使用。
直到1912年第五屆奧運會,美國運動員赫布湟爾采用爬式仰泳獲得100米冠軍,證實了爬式仰泳技術的優越性。其他姿勢的仰泳才逐漸從競技游泳中消失,成為實用游泳姿勢來使用。以后,仰泳技術不斷發展,經歷了水下直臂劃水到曲臂劃水,不轉肩到轉肩。1986年民主德國運動員馬特斯,采用大屈臂、深劃水、強有力打腿、動作伸展、身體平而高、講究流線型的技術,獲男子100米仰泳冠軍,并以58.7成績破1分鐘大關,成為仰泳技術發展的轉折。由此,奠定了現代仰泳技術的基礎。
二、流體力學原理在游泳中的運用
凡涉及水環境的運動項目,參與者都不可忽視水的一條最為重要的自然屬性——水是可以產生力的一種流體。人在水中游泳時所受的垂直方向的力,有向下的重力和水作用于人體的向上的力。這種向上的力,可以看成是兩部分組成:靜水浮力與動水升力。如人體在靜水中不動,只有靜水浮力,人在水中游進時,既有靜水浮力,又有動水升力。
在學習游泳技術的初期,我們首先要掌握的就是人體在水中的漂浮能力,也就是要學會利用水具有浮力的這一特性。根據人體密度平均值0.96~1.05克/厘米,可以得知我們人體的密度與水的密度是非常接近的。當身體的密度低于或等于水密度的時候,人可以很輕松的漂浮在水面上;而當身體的密度高于水密度的時候,人雖不能輕松實現漂浮,但可以通過肺呼吸來控制身體體積的變化,以影響自身的身體密度,實現漂浮;但仍有部分人是因為身體密度高于常人,所以即使充分吸氣也無法使身體漂起。可是這也并不表示這一類人群就無法學習游泳技術,這時就需要利用動水升力,通過四肢稍作適當的動作,產生動水升力,再加上肺呼吸的配合,也可以使身體實現漂浮。
三、水中阻力與仰泳技術
在水中移動的任何物體都要受到水的阻礙作用,這個阻礙物體移動的力稱為阻力。影響游泳運動成績的阻力有三種,分別是形狀阻力、波浪阻力和摩擦阻力。
形狀阻力是游泳運動員在水中前進時身體形狀引起的阻力。波浪阻力是水面的湍流引起的。人在游進時能夠產生弓形波,這些弓形波向后推身體,使前進速度下降。摩擦阻力也稱“附著力”。即游泳時粘附表體的水分子與相鄰水層摩擦而產生遞減身體運動的力。
四、世界游泳技術研究的現狀
CFD計算流體力學(computational fluid dynamics),是一項流體力學研究的新技術,通過計算機仿真技術實現對流動的精細、定量、動態的研究和診斷。根據資料顯示,目前在美國、德國、日本、法國、澳大利亞等國家都已大量使用了CFD技術展開了對游泳技術的模擬仿真研究,以便能夠更深入地了解游泳流動過程及其產生的運動效果。
在配合游泳技術發展的同時,一些對游泳技術有較大幫助的游泳新技術設備也被發明和改進。20世紀末美國等國家已經在使用水中步測器(Aquapacer,類似于電子節拍器)、Matrix速度解析系統(解析比賽和技術動作等)和游泳之星反劃水掌等設備來作為輔助運動提高運動成績的工具。澳大利亞也被認為是目前世界上最重視應用新科技手段幫助運動員訓練的國家,如“鯊魚皮泳裝”的問世,帶動和推進了游泳運動成績的快速提高。澳大利亞體育學院下設的生物力學、物理療法和按摩、生理、運動心理、運動醫學、運動營養和選材部門都配備了高水平的專家進行體育科學研究,他們的運動生物力學還利用“計算機驅動分析系統”為澳大利亞高水平運動員提供技術幫助。
進入21世紀,人們對體育科學理論知識和各種科學手段以提高游泳專項成績的探索開展了更加廣泛的研究。現在,游泳運動已經從對營養補劑在體育運動中的關注點又擴大到了對運動技術方面的革新上,同時,緊密設備的開發與研究也進入到能夠操控記錄運動訓練的數據庫系統并進行統一規劃的水平。
五、我國游泳技術研究的現狀
我國在開展游泳技術的理論研究方面起步較晚,20世紀80年代前,幾乎沒有系統地開展過這方面的實驗性研究。80年代初,我國游泳界開始進行了一系列的游泳政策改革措施,通過“走出去,請進來”,引進國外最新的游泳技術研究方法和理論,初步形成了新的游泳訓練指導思想,并總結了游泳訓練的基本原則,從而帶動我國游泳運動成績的飛躍。
90年代以后,我國科研人員開始利用自行研制的儀器設備,對游泳運動員進行水下技術拍攝和輔助技術訓練工作,近幾年還跨行業與清華大學、北京航空航天大學合作,從生物動力學、流體動力學以及計算機流體力學和運動訓練學等不同領域對游泳相關技術的力學原理展開深入的研究。
2002年以后,我國科研人員和清華大學以及北京航空航天大學計算機流體力學專家一道,對游泳運動員游進過程中減少阻力、增大推進力等方面逐步開展了實驗性研究。
通過對文獻資料的查找與閱讀,發現我國關于仰泳技術研究的文獻較少,并且大部分都是以少兒為主,有關高水平仰泳運動員技術研究的文獻更是微乎其微。因此,對于高水平仰泳運動員的技術研究需要加強。在對資料書籍的閱讀過程中發現,仰泳劃水技術分為深劃水和淺劃水,推水技術分為寬推水與窄推水,雖然大部分文獻都強調深劃水與寬推水的技術會較好,可是個人認為,還是需要因人而議。深劃水需要較好的柔韌性,同時還要具有較大的力量,而寬推水需要的則是核心力量,也與個人的動作習慣有關。另外,由于游泳規則對于仰泳出發進行了改動,也使得仰泳的出發技術發生很大的變化,今后的研究也可以向這個方向進行延伸。隨著計算機領域與競技體育之間的相互合作,現在的體育科學研究已經離不開計算機的幫助,因此如何開發出更加先進,并且適合我國游泳技術研究的軟件及儀器設備,也是一項重大課題。
參考文獻:
[1]全國體育院校教材委員會審定.游泳運動[M]. 北京: 人民體育出版社,2001,10:22-83.
[2]董若允. 游泳力學[M].北京: 清華大學出版社,1982,3:1.
(責任編輯 劉凌芝)