縱跳運動中擺臂的貢獻及訓練

吳肖潔 金江濤

摘 要：縱跳作為多數運動項目的組成部分以及訓練下肢爆發力的有效方法，在體育運動中占據重要地位，其中是否擺臂和擺臂方式對于縱跳成績的影響一直以來都是體育科學研究領域的爭議點。文章采用文獻綜述法，通過檢索近年來國內外研究者在擺臂對跳躍相關運動項目成績的影響，以及對擺臂技術的研究，分析擺臂對縱跳影響的機制，以及不同擺臂策略對縱跳成績的影響，總結更加有利于提升運動成績的訓練方法，為訓練中擺臂方案的優化提供科學依據。

關鍵詞：縱跳 擺臂方案 綜述

中圖分類號：G808.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）11（a）-0050-04

Abstract： As an integral part of most sports and as an effective method to train the explosive power of lower limbs， vertical jump plays an important role in sports. The influence of swing arm and swing arm methods on vertical jump performance has always been a dispute point in sports science research. By retrieving the impact of domestic and foreign researchers in recent years related to the the influence of swing arms to the jump sports scores， and research on swing-arms technology. Analyzing the mechanisms of the swing arms effect to the vertical jump， and the influence of different swing-arm strategies on the vertical jump performance. Then Summarizing the training methods that are more conducive to the improvement of sports performance， and provide a scientific basis for the optimization of the swing-arm program in training.

Key Words： Vertical jump； Swing-arm strategies； Review

縱跳是體育運動中的一項基本動作，可以用來評價人的身體素質，也是許多體育項目技術中重要的組成部分和取得成績的關鍵因素。總所周知，縱跳作為一種多環節的綜合運動，需要各個環節的協同配合，積極的擺臂更是其中必不可少的一部分。人們從20世紀70年代便開始研究擺臂對縱跳的貢獻，但當時對擺臂的規律、原理、階段的研究仍存在較大的局限性。直到現在，關于縱跳擺臂的研究仍然層出不窮，并逐漸向擺臂的時序性、神經肌肉控制等方面發展。文章通過中文關鍵詞“縱跳、擺臂”以及英文關鍵詞“jump/vertical jump，arm/arm swing”檢索國內外數據庫：PubMed、Cnki中國知網，并采用文獻綜述法總結國內外相關研究，為優化縱跳技術以及提高訓練效率提供理論支持。

1 縱跳

縱跳是球類、自由體操、跳水等運動的基礎。例如排球的扣球、攔網、二傳手跳起傳球；籃球技術中的搶籃板球和跳投等；自由體操和跳水的各種空翻或轉體等，這類項目的動作均需要較好的縱跳技術。縱跳亦被用來作為一種訓練手段、評價下肢力量大小以及作為運動員選材的指標。縱跳已被證明可以有效地評價人體的運動能力，如縱跳高度可以反映彈性勢能貯備在人體運動中的所起的作用，評價雙關節肌肉的功能。

縱跳高度是評價肌肉力量的比較直觀的指標，縱跳高度受多種因素影響：肌肉的最大力量，肌肉產生最大力量的速度，以及上下肢神經肌肉的協同能力[1]。研究者利用各種儀器如測力臺、三維攝像技術等得出最大肌力和平均肌力來反映這些因素對縱跳高度的影響[2，3]，縱跳高度也被教練員廣泛應用于評價最大力量。許多研究已經證明縱跳高度的提高可以反映肌力的增強速度[4-6]，但也有報道稱肌力的增強和縱跳高度之間沒有明顯關系[3，7]。

2 縱跳擺臂

當我們學習縱跳時，老師或教練都會讓我們將雙手放在背后，進行無擺臂的縱跳。通過這種簡單的實驗，我們會發現與不擺臂相比，縱跳過程中用力擺動雙臂會增加縱跳高度。兩種不同縱跳方式的示意圖如圖1所示。許多研究發現，大多數人能運用上肢和手臂的擺動來提高縱跳高度，擺臂可以使縱跳高度增加約10%[8]。所以，縱跳擺臂一直是運動生物力學領域的研究熱點，但是擺臂能提高縱跳水平的機制尚存在爭議。

2.1 機制

擺臂能夠有效提高縱跳高度，這一點以及毋庸置疑，其機制至今仍有爭議。國內外研究者提出了多種假說，包括力的傳遞說、蹬伸時間延長說、動量增加說、拖拽說、關節力矩增大說，這些理論假說分別從不同的角度對擺臂提高縱跳成績這一現象進行了解釋[10]。從運動生物力學的角度，縱跳時擺臂比不擺臂跳得高，原因有二：一是擺臂使騰空時的身體重心高度上升[3]，二是擺臂使騰空時身體重心的垂直速度增加[8]。研究表明，身體重心垂直高度的上升使縱跳高度增加了28%～54%，而身體重心垂直速度的增加可以使縱跳高度增加46%～72%[3，8]。

縱跳時雙臂上擺使整個身體的重心上移，從而達到更大的騰空高度。前人的研究將縱跳高度定義為騰空后身體重心的最大位移大小，即使還未離地時重心便已升高，但擺臂縱跳的高度仍然大于不擺臂的縱跳[8]。

至今，研究者們已經提出了兩個不同的理論來解釋擺臂使身體重心垂直速度增加的機制：（1）拉動理論（“pull” theory）[3]或能量傳遞理論（“impart energy”theory）[11]指出了在整個擺臂縱跳的過程中肩膀發力的重要性，肩膀產生的力占了由于擺臂額外增加的力的30%～50%[12，13]。（2）關節力矩增大理論（“joint torque augmentation”theory），許多研究發現擺臂縱跳時髖關節做功大于不擺臂縱跳[3，8，13]。有的研究指出縱跳擺臂時膝關節做功減少[14]，有的卻說增加，還有的得出膝關節做功并沒有改變[3]。大部分研究都得出踝關節在擺臂時做功增加，少數研究得出沒有改變。關于擺臂縱跳時髖關節做功增加，不同的研究有不同的說法，一些人指出在縱跳擺臂過程中，髖關節力矩并未發生改變，而關節的活動范圍增加[13]。也有些研究表明手臂的擺動限制了髖關節的外展，因此，髖關節外展肌產生的力將會更大[3]。Domire等指出肩關節產生的力矩額外增加了對軀干的阻力，從而使髖關節的外展減慢，所以髖關節外展肌力增強[12]。Lees等卻有不同的解釋，他們認為擺臂縱跳時重心的垂直速度增加是由于髖關節能量的貯存并傳遞[3]。

2.2 擺臂時序性

縱跳是用來評價人的身體素質和運動技能的重要指標，許多研究也已經證明了身體素質對縱跳表現的影響，但是作為一種運動技能，縱跳卻總被忽視[14]。然而，越來越多的研究通過測量峰值肌力和能量等與肌肉力量身體素質相關的參數，得出這些指標在高水平運動員和普通運動員之間并無明顯差異[15]。更有研究指出，一些與技能相關的時序性的運動學和動力學指標，在不同水平的運動員身上都表現出了明顯的不同。Garhammer等發現高水平跳躍項目運動員跳躍時的地面反作用力明顯低于普通運動員，但沖量卻更大[16]。Vanezis等研究發現不同水平運動員縱跳時髖、膝、踝關節峰值出現的時刻并無統計學意義，但定性地來看，不同環節運動的時序性出現了明顯不同[4]。

縱跳動作技能的組成包括兩個方面：關節和環節的時序性運動，以及擺臂的影。縱跳運動采用由近至遠的動作模式，即髖的運動在先，其次是膝和踝的運動。縱跳時要采用由近至遠的順序，是因為通過優化各個環節運動的時序來使身體重心的垂直速度最大化，以及使從近端到遠端的能量傳遞更加有效。然而，這種由近至遠的縱跳策略，與所有關節同時運動的縱跳策略相比，哪種更佳仍存在爭議。Aragon-Vargas等研究指出膝關節相相對髖關節制動時間的延遲與縱跳的高度并無明顯關聯，但這個研究存在潛在的局限性[17]。第一，髖關節的轉動被局限性地定義為大腿的轉動，而在由近至遠的縱跳方式中，也有可能是骨盆的運動帶動了大腿的運動，而且骨盆的轉動更能代表縱跳時近固定的運動形式。第二，實驗只對髖、膝關節之間的絕對時間進行了研究，現實生活中人們可以在任何時間進行縱跳，研究整個縱跳過程中關節的相對延時會更加有意義[18]。

縱跳分擺臂和不擺臂兩種，手臂的擺動能增加縱跳高度。擺臂影響了骨盆的運動學表現，以及髖關節從屈曲到伸展的過渡[8，19]，所以正確地擺臂可以增強各關節由近至遠的時序性。然而，現在還缺少對縱跳時擺臂的精確技術的研究，從文獻中可以發現，大部分的研究都是采用“同時擺臂”，即預蹲的同時手臂上擺。也有另外一部分研究采取了“優先擺臂”的策略，即預蹲之前手臂先上擺，如圖2所示。從生物力學的角度看，“同時擺臂”技術在下蹲時手臂上擺使整個人體的重心上升，這就延緩了身體重心的下降和地面反作用力的降低。“優先擺臂”技術在預蹲之前便已把重心抬高，然后在下蹲時手臂下擺使重心再次降低，因此增加了重心向下的速度[20]。這樣做在下蹲之前便可以增加地面反作用力，并在垂直加速度產生之前便產生肌張力，這也是“優先擺臂”技術的優勢之處。

2.3 負重擺臂訓練

在田徑跑跳運動項目的訓練中，教練員通常會采用背沙袋跑跳等負重訓練來增加運動負荷，這是為了提高運動員的速度力量。但是，背負沙袋跑、跳是把重心加在軀干上，由于跑的技術要盡量減少身體總重心的上下起伏，因此，它僅僅作為一個附加重量加在軀干上，并沒有增加腿蹬地時的動支撐反作用力，不能反射的增加每一次后蹬腿的蹬地力量，而是訓練擺動腿的向前擺動的力量。有專家提出擺臂加重訓練法，此訓練法是把負荷固定在擺動臂上，以增加擺動臂的負重。擺臂可以增加地面對人體的反作用力，當手臂向下擺動時動支撐反作用力減少，當手臂上擺時動支撐反作用力增加。曲峰等的研究發現負重對于大部分運動員來說對原地縱跳摸高成績影響較大，所以在訓練期間負重，可以增加其上肢肌群的肌力，從而達到負重訓練的目的。而對于運動成績好、上肢力量強的運動員，訓練時需加大負重量，以達到負重訓練的目的[21]。陳安平等人得出在擺動臂上適宜負重可增強人體的最大擺臂能力，并激發出人體的潛能，從而對不負重時人體原地縱跳產生積極的影響[22]。

3 結語

隨著體育科研水平的發展，研究人員們對縱跳中擺臂的作用的研究越來越深入，縱跳是多關節多肌肉協同參與的綜合運動，需要運用整體的思想去分析把握。對于擺臂能加強縱跳表現的機制至今沒有定論，需要更多的研究去證實。縱跳作為一種必不可少的運動技能，不僅需要下肢速度力量，更重要的是各個環節的協同配合，才能完善縱跳技能，并應用于各種運動項目中，并最終取得更好的成績。因此，今后的研究應著重于對縱跳時擺臂技術，如時序性的研究，總結出一套既省力又有效的擺臂方案。

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