競技帆板運動員體能訓練的研究

1 緒論

競技帆板運動，是一項以海風為主要動力，要求運動員在帆板板體上調整身體姿勢來維持平衡并保持帆面處于最佳的受風狀態，以保證在各航段在最佳速度下行駛，力求在最短的時間內完成規定航程的競技運動。

訓練前后檢測運動員身體生理生化指標，是衡量運動員體質的主要手段，但忽略訓練中對運動員機體反應的監測，是目前我國競技帆板體能訓練缺少科學性和系統性的主要原因之一。

表面肌電系統能夠實時采集受試者的肌肉電信號，通過合理的分析能夠得到其肌肉激活程度、發力順序、疲勞等指標。表面肌電監測的加入，能夠增加帆板體能訓練的科學性，豐富體能訓練評價的多樣性，完善帆板體能訓練的系統性，幫助運動員了解自身問題，幫助教練員改進訓練方案，達到保護運動員、提高運動員競技水平、延長運動員競技壽命的目的。

2競技帆板體能訓練研究進展

競技帆板運動的體能訓練既是其專項技能的基礎也是運動員取得優異成績的關鍵。因此，世界各國競技體育訓練學界都對體能訓練研究表現出了很高的關注。王樹杰等（2005）?[1]探討了搖帆訓練對運動員攝氧量和心率等的影響，指出在比賽中允許搖帆對運動員地身體功能提出了更高的要求，并通過研究發現，在進行搖帆訓練后，運動員地能量消耗及心肺反應相比正常的體能訓練提高了近3倍。建議除了進行海上訓練之外，陸上的模擬搖帆訓練同樣不可缺少，以此來加強專項技能和拔高體能，同時根據搖帆模擬器械的阻力調整功能以及運動員地生理生化參數（心率、最大攝氧量等）制訂科學的訓練計劃，并建議按照運動員最大吸氧量的百分比對陸上模擬搖帆訓練內容進行分化。

鄭偉濤等（2008）?[2]提出要加強理論研究，實用性與科學性并行，最小化不可控因素，以對比或相對性指標研究的手段逐漸實現訓練過程中不可控因素的量化，進而完善訓練水平評價指標，從而達到主動把控運動員競技狀態的目標；賴寒等（2008）?[3]指出，目前的帆板力量訓練方法和評價指標大多依賴教練員的經驗或其它運動項目的理論，存在專項力量訓練不能統一、力量訓練評價指標不能定量的問題。并提出，利用最大功率百分比來評價和控制訓練強度，相對于傳統的以最大重量百分比為指標，能夠更加準確地反映出運動員的消耗。

楊洪志等（2009）?[4]在對我國女子帆板國家隊進行跟蹤研究后指出，專項力量、絕對力量、速度力量以及高強度有氧耐力應該成為其體能訓練的重點；鄭偉濤等（2011）?[5]強調我國傳統的帆板力量訓練存在時數少，方法簡單，缺少科學性系統性等問題；陳文波等（2012）?[6]指出傳統的帆板力量訓練已經不能滿足日前競速體育項目的要求，而在核心穩定性力量方面，我國存在著起步晚、方式簡的問題，因此大力發展核心穩定力量訓練是迫在眉睫的。

3 表面肌電在體能訓練方面的應用

表面肌電圖（sEMG）是一種用于評價神經肌肉功能的圖形，可反映出生物電信號隨時間持續變化的趨勢。Matsumoto等（2002）?[7]通過實驗確定肌電疲勞域的值與受試者的通氣無氧閾的值存在明顯統計關系，并因此認為應用sEMG可以對機體運動產生的疲勞閾值作出準確的檢測。JarekMaestu對9名國家級水平男性賽艇運動員的實驗提示我們，sEMG可以用來預測運動員尤其是高水平運動員的耐力機能。

表面肌電的時域、頻域特征變化與局部肌肉收縮力和疲勞狀態之間存在著較好的線性關系，因而可以用于競技項目運動員運動技術合理性分析和局部肌肉用力情況的測評。張秀麗等（2007）?[8]利用表面肌電遙測系統對國家射箭隊男、女各12名運動員的舉弓、開弓、固勢至撒放、撒放時刻及撒放后2s內暫留階段的肌電特點進行分析；孫有平等（2010）?[9]基于表面肌電對男子鉛球運動員旋轉推球單支撐階段的用力特征進行了研究；王猛（2013）?[10]通過表面肌電測試儀對核心力量訓練干預前后的受試人群和對照人群的豎脊肌進行表面肌電信號測試，探究核心力量對大學生腰肌勞損患者的腰背部肌肉的影響。

李志遠等（2012）?[11]指出，肌電信號在生物學領域中主要被用來作為肌肉開始激活的指標，同時作為肌肉收縮產生力量以及肌肉內部產生疲勞的指標等。“肌肉激活”、“肌肉激活程度”、“肌肉激活時間”、“肌肉激活數量”以及“肌肉疲勞”，這五類問題是表面肌電信號能夠解讀的。李圓圓等（2014）?[12]表面肌電能夠對“肌肉是否參與運動”、“運動的強弱”、“運動的時長”以及“肌肉間的協調模式”等。陳漢青等（2014）?[13]指出表面肌電能夠幫助科技服務人員和教練員從全新的角度認識神經與肌肉，能夠解決競技體育訓練理論中最基礎的問題——時間，從而更好地服務競技體育。

高成成（2014）?[14]利用表面肌電圖對拉丁舞倫巴基本前進走步過程中的主要肌群進行了全程分析；宋倩等（2017）?[15]對8名專業跨欄運動員下肢的完整步態、站立相、擺動相等幾種不同的姿態進行了肌電特征分析；此外，全身或主要發力肌群的表面肌電分析也廣泛應用在鐵餅、拳擊、抓舉、網球、賽艇、速滑等項目，其分析結果對運動員的訓練方式及訓練評價等有一定的促進。

目前表面肌電的應用還存在一些不完善的地方。王篤明等（2003）?[16]分析了表面肌電實驗室結論在現場分析中的局限，在動態工作中肌電（EMG）振幅及功率譜的變化不僅與疲勞程度有關，而且還和肌力大小有關；李圓圓等（2014）?[12]提出關于肌電與肌力之間的關系探討依然沒有定性和定量認識，這可能與現有的技術有一定關系，表面電極經常會因為噪音的干擾而產生串擾，且因為信號的微弱，對于深層肌肉或小肌肉的信號記錄也很困難；林萍等（2016）?[17]對運動性肌肉疲勞的主觀感受與表面肌電客觀變化的一致性進行了研究，指出目前缺乏結合疲勞感受、肌電指標變化等的局部肌肉疲勞度評價模型。

4 表面肌電系統在帆板體能訓練中的應用分析

目前，表面肌電遙測系統已經在賽艇、拳擊、鉛球、鐵餅、抓舉、網球、舞蹈等運動項目的體能訓練中得到了廣泛的應用，進一步完善了其體能訓練的指導，得到了運動員、教練員的認可。這也為表面肌電與帆板體能訓練的結合提供了很多可借鑒的地方。

在長期的帆船帆板運動隊服務中，通過觀察以及與教練員、運動員的交流發現，目前地方訓練隊以及國家集訓隊在指導帆板體能訓練的過程中，一般采用1）統一訓練；2）運動員根據自身主觀判斷向教練提出體能訓練修改建議；3）教練員根據運動員自身特點安排訓練；4）教練員通過對運動員生理生化（血紅蛋白、線粒體、疲勞度等）指標的分析結果指導運動員訓練。

這一整套訓練與分析指導以運動員主觀感受為基礎，借助生理生化指標檢測，通過教練員多年的經驗或借鑒其它項目的相關理論來實現，能夠在集訓期內有效地提高運動員體能水平及競技水平，但過分依賴運動員、教練員的主觀感受，且訓練計劃的改進及生理生化的指標的采集均發生在體能訓練前后，但訓練過程中運動員的身體反應、肌肉發力順序、貢獻度等指標，仍然無法監測，致使運動員無法從科學的角度發現自身體能臨界點，也不能幫助教練員糾正運動員的動作。

帆板項目日常訓練中，測功儀訓練和搖帆模擬訓練是兩項非常重要的內容。利用表面肌電系統可以在運動員進行測功儀訓練及搖帆模擬訓練時監測肌肉激活程度、發力順序、疲勞等指標。通過對表面肌電系統采集的數據進行分析可以發現：測功儀訓練的一個動作周期中，肱二頭肌和三角肌用力比較大，其次是股四頭肌、脛骨前肌，最后是豎脊肌和背闊肌，運動員發力動作中的肌肉激活程度指標，可以有效反映出運動員的肌肉力量水平，再通過運動員自身的縱向對比以及運動員間的橫向對比，教練員可以得到運動員自身的力量特點，并根據對比結果對運動員的訓練內容、訓練量進行調整與改進。

測功儀完整動作周期的發力順序為：脛骨前肌>股四頭肌>豎脊肌>背闊肌>三角肌>肱二頭肌，運動員發力動作中的肌肉激活時間指標，有效反映了其動作協調性及肌肉控制能力。帆板運動是一項有多種肌肉參與的全身性運動，良好的協調性肌肉控制能力，能夠幫助運動員在進行控帆、收帆、搖帆等操作時，對板與帆進行精準的控制。測功儀訓練能夠有效反映運動員的速度素質水平、力量素質水平以及耐力素質水平以及柔韌素質水平，通過對肌電信號進行平均功率頻率（MPF）和中位頻率（MF）的頻譜分析，可以判斷出運動員的肌肉疲勞域；搖帆過程中，上肢肌肉在航行操作中負擔更大，其次是軀干肌和下肢有關肌肉，通過表面肌電對肌肉激活程度、發力順序、疲勞3個指標進行分析，可以規范運動員的搖帆動作，強化運動員的目標肌肉，使其保持高競爭力。教練員可以通過結果分析與對比對運動員上述幾種運動素質進行評價并安排相應的訓練計劃。

表面肌電監測的加入，能夠增加帆板體能訓練的科學性，豐富體能訓練評價的多樣性，完善帆板體能訓練的系統性，幫助運動員了解自身問題，幫助教練員改進訓練方案，達到保護運動員、提高運動員競技水平、延長運動員競技壽命的目的。

5 結論

（1）目前的帆板體能訓練缺乏科學性與系統性，與表面肌電監測系統的結合可以有效增加體能訓練方法，對體能訓練的完善起到積極作用。

（2）表面肌電等生物力學、運動學、動力學軟硬件的應用，能夠使運動員對自身問題獲得全面的了解；使教練員對運動員的訓練動作、訓練量、訓練缺陷獲得系統的認識；在有效提高運動員競技水平的同時也可以有效避免發力過程中由于肌力不足或肌肉疲勞導致的動作變形造成的肌肉損傷，從而保護運動員，延長競技壽命。

（3）表面肌電的肌肉激活程度指標、肌肉激活數量指標以及肌肉激活時間指標，能夠很好地與帆板體能訓練結合，但由于目前對肌肉疲勞程度指標的表面肌電信號分析存在肌力信號干擾、噪聲干擾等問題，對肌肉疲勞程度指標的分析還需要與生理生化指標結合，才能對運動員的機體狀態有一個完整的把控。

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