少兒乒乓球運動用臺高度調整的必要性與可行性研究

蔣津君

(天津體育學院，天津 301617)

運動技能的提高需以運動技術的學習為先導，通過運動技術的學習和技術動作的練習來形成和發展相應的運動技能。運動技術實質上就是有效的動作方法，是綜合優秀運動員的共同特征并結合相關理論知識總結出來的一系列規范化的動作模式。由技能的形成規律來看，運動員要參照相應的技術動作標準(規范化的動作模式)進行練習，才能更好地形成有效的技術動作動力定型，從而提高整體技能水平。若運動員長時間練習的技術動作不是標準動作模式，會在整體上延誤運動技能的形成過程，甚至形成錯誤的技術動作動力定型。

有研究表明，少兒正手攻球時常常出現不收前臂、抬肘等錯誤動作。錯誤動作是相對于規范化的動作而言的，而規范化的動作模式很大程度上是以成人在標準高度球臺上的擊球動作模式為標準的。在這一點上，乒乓球與其它項目(如跳遠、網球、投擲等以地面為參照的項目)有較大的不同，球臺高度與身高的比例會很大程度上影響到運動員的技術動作結構。從技能的形成與發展過程來看，運動員從少兒期至成人期始終在同一高度的球臺上進行練習，并非一個有效的技能培養過程。本研究通過對照實驗，對少兒與成人相關技術動作的實測數據進行對比分析，探討適度調整少兒乒乓球運動用臺高度的必要性與可行性，以幫助少兒乒乓球運動員有效形成運動技能。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

成人組選取20名獲國家運動等級的乒乓球運動員，握拍法均為橫握拍，正、反手均為反膠。少兒組選取20名乒乓球少兒體校參訓者(平均每周訓練3—5次，每次90—150分鐘，訓練年限3—5年)，握拍法均為橫握拍，正、反手均為反膠(表1)。因訓練年限不同，雖然少兒組與成人組在整體技能水平上的差距(主要體現在擊球質量和技戰術運用的合理性上)不可避免，但就正、反手近臺攻球這兩項最為基本的技術而言，擁有3年以上基礎訓練的少兒均能熟練掌握。

表1 成人組與少兒組基本資料表

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗儀器及其定位與調試

運用瑞典Qualisys三維運動采集與分析系統、芬蘭產MEGA表面肌電測試系統同步對受試對象的正、反手近臺攻球技術動作進行相關信息采集。三維運動采集系統包括8臺紅外光點攝像機和1臺同步高速視頻攝像機，頻率設為200 Hz，高速視頻攝像機位于球臺左側上方C點位置，距運動中心約3 m左右，高度為2 m左右，以保證能抓拍到球與拍接觸瞬間，a、b分別為正、反手攻球的線路(圖1)；表面肌電的測試頻率為1 000 Hz，按儀器及肌電測試的各項基本要求粘貼電極片。

圖1 擊球線路及高速攝像機位置示意圖

1.2.2 測量部位及指標的設定與定義

紅外三維攝像標志點的位置及其標號見表2和圖2。各關節角度表達式為，∠BCD為持拍手肘關節角度；∠CDM為持拍手肩關節角度；∠DEF、∠MNO為髖關節角度；∠EFG、∠NOP為膝關節角度；B和C的連線與水平面夾角角度為前臂角度。本研究肌電測試的主要目的在于探索成人與少兒在正、反手近臺攻球時肩部三角肌的放電特征，因此只采集持拍手側三角肌的表面肌電數據。

表2 三維攝像標志點編號及其標定位置

圖2 三維攝像標志點位置及關節角度示意圖

1.2.3 運動方式及具體測試要求

測試3組動作。第1組為成人在標準高度球臺上的正手近臺攻球和反手近臺攻球；第2組為少兒在標準高度球臺上的正手近臺攻球和反手近臺攻球；第3組為少兒站在18 cm高的墊臺上的正手近臺攻球。第三組先安排少兒在18 cm高的墊臺上短期試訓后再進行正手近臺攻球測試，其目的是檢驗球臺高度的降低對少兒技術動作結構的影響。因大多數家長和教練擔心經過長時間在高度降低的球臺上訓練，會影響少兒后續不適應標準高度球臺，因此測試時間較短，少兒受試者隔一天試訓1次，共試訓3次，每次1小時左右。

各組擊球都要求受試者進行斜線擊球。測量前先進行試練，讓陪練者(同一名乒乓球一級運動員)與受試者都有一個適應過程。測試時，陪練者采用發多球的形式連續發定點上旋球，受試者以較大力量連續進行正手近臺攻球和反手近臺攻球，保證每名受試者每項技術動作測試都至少有3個連續的完整動作，檢查并確保各項數據的有效性和完整性后，再準備下一組測試。

1.2.4 動作階段的劃分與定義

連續的擊球動作可劃分為引拍→揮拍擊球→隨揮→還原這四個時期的循環[1-2]，每一個時期與下一個時期的轉換中都會有一個節點。將正手近臺攻球技術動作分為：①引拍結束時刻，即引拍至最后時刻，可通過紅外三維線路確定；②擊球時刻，即球撞拍瞬間，可通過高速視頻攝像確定；③隨揮結束時刻，即隨揮至最左時刻；④還原時刻，即球拍還原至腹部高度時刻。將反手近臺攻球技術動作分為：①引拍結束時刻；②擊球時刻；③隨揮結束時刻，隨揮至最左的第一拐點時刻；④還原時刻，成人球拍還原至腹前髖高位置附近，少兒還原至胸前附近。

2 結果與分析

2.1 標準高度球臺上少兒與成人正手近臺攻球技術動作的差異性分析

2.1.1 正手近臺攻球技術動作外部結構的差異性分析

少兒與成人同在標準高度球臺的正手近臺攻球技術動作的相關數據見表3。

表3 少兒與成人正手近臺攻球擊球瞬間持拍手側相關參數統計

由表3可知，擊球瞬間，少兒肘關節角速度的均值明顯小于成人。部分少兒在正手近臺攻球時不僅沒有收肘，反而還有明顯的伸肘動作，即肘關節的角速度為正值。擊球瞬間，少兒肩關節角度(大臂抬起幅度)明顯大于成人，而肘關節角度又明顯小于成人，擊球時不僅抬起大臂還舉起前臂。為檢驗少兒與成人的擊球動作在以上環節上的差異是否具有顯著性，分別進行分組獨立樣本t檢驗(表4)。

表4 少兒與成人正手近臺攻球擊球瞬間相關參數差異性檢驗統計表

圖3 少兒(左)與成人(右)正手近臺攻球擊球瞬間動作結構對比圖

擊球瞬間，少兒與成人在肘關節角度、肩關節角度、前臂角度以及肘關節角速度這4項指標上具有非常顯著性差異(P<0.01)。通過三維攝像截圖可看出，少兒與成人擊球動作外部結構的差異同樣表現較為明顯(圖3)。

擊球瞬間成人與少兒球拍頂點的平均高度分別為98 cm和100 cm(表3)，即擊球點分別高于球臺臺面22 cm和24 cm，相差2 cm左右。實際上，少兒擊球時拍頭都稍向上，擊球點的實際高度會稍低于拍頭。由此，成人與少兒在回擊同一類來球時的擊球點高度幾乎相同(均在98 cm附近)，成人擊球瞬間持拍手側肩高的平均值為128 cm，而少兒肩高的平均值為101 cm，高度相差27 cm，明顯低于成人。少兒擊球時球拍與肩部、肘部以及身體重心的“高度比”均與成人有著明顯區別，少兒擊球瞬間球拍的高度明顯高于肘部，幾乎與肩部同高，而成人擊球瞬間球拍的高度則略低于肘部。

2.1.2 正手近臺攻球擊球過程中肌肉放電特征的差異性分析

肩部三角肌中束和前束是向前上方揮動大臂的主要發力肌[3]。為了比較少兒與成人擊球過程中大臂揮動時三角肌的發力特征，研究對1名少兒(身高131 cm)和1名成人(身高177 cm)連續3次正手近臺攻球動作進行三角肌放電測試(圖4和圖5)，并分別統計20名少兒和20名成人在3個動作周期中三角肌前束和三角肌中束放電持續時間與動作總時間比值的平均值(表5)。動作總時間指連續3次正手或反手近臺攻球的動作時間。

注：左為三角肌前束，右為三角肌中束。下同

圖5 成人正手近臺攻球三角肌放電特征示意圖

表5 正手近臺攻球三角肌放電持續時間與動作總時間的比值統計表

正手近臺攻球時少兒與成人三角肌緊張與放松的持續時間和發力節奏明顯不同，少兒在擊球過程中三角肌前束和中束的持續放電時間明顯較長，這與上述少兒在擊球過程中大臂需要持續保持抬起狀態有直接關系。

2.2 標準高度球臺少兒與成人反手近臺攻球技術動作的差異性分析

2.2.1 反手近臺攻球技術動作外部結構的差異性分析

反手近臺攻球時，少兒抬大臂動作表現得較為明顯。圖6、圖7分別為身高131 cm的少兒和身高177 cm的成人反手攻球時的三維截圖，可以明顯看出，相對于成人的擊球動作，無論是在引拍結束時刻還是在擊球瞬間，少兒的大臂抬高都較為明顯，而且少兒擊球瞬間球拍的高度幾乎與面部相當。究其原因是在回擊相同高度的來球時，少兒的整體身高相對較低，其大臂相對于軀干需要舉得更高才能達到擊球點的高度。少兒與成人的身高差距越大，以上動作結構的差異性會體現得越明顯。

注：左為引拍結束時刻，右為擊球時刻。下同

圖7 成人反手近臺攻球動作結構示意圖

2.2.2 反手近臺攻球擊球過程中肌肉放電特征的差異性分析

對身高131 cm的少兒和身高177 cm的成人連續3次反手近臺攻球動作進行三角前束和中束放電測試(圖8、圖9)。統計20名少兒和20名成人在3個動作周期中三角肌前束和中束放電持續時間與動作總時間比值的平均值(表6)。

注：左為三角肌前束，右為三角肌中束。下同

圖9 成人反手近臺攻球三角肌放電特征示意圖

表6 反手近臺攻球三角肌放電持續時間與動作總時間的比值統計表

由圖8—9及表6可看出，少兒與成人反手近臺攻球時三角肌緊張與放松的持續時間和發力節奏明顯不同。整個反手擊球過程中，少兒三角肌前束和中束幾乎持續保持放電狀態，其放電持續時間明顯要長于成人，反手攻球比正手攻球體現得更明顯。這印證了少兒在擊球過程中大臂需要更長時間保持抬起狀態的動作結構特征。

綜上，少兒在標準高度球臺上的正、反手近臺攻球技術動作模式，無論是在外部結構上還是在相關部位的發力特征上都與成人的技術動作模式有較大差異。

2.3 球臺高度降低后少兒正手近臺攻球技術動作結構的變化趨勢分析

對不同高度球臺少兒與成人正手近臺攻球動作相關部位的角度、角速度等數據進行統計(表7)，少兒1組別為少兒在標準高度球臺上擊球的動作數據，少兒2組別為少兒在降低高度球臺上擊球的動作數據，成人組別為成年運動員在標準高度球臺上擊球的動作數據。

表7 試訓前、后少兒與成人正手近臺攻球動作相關參數統計表

由表7可見，少兒在降低高度球臺正手近臺攻球擊球瞬間的肘關節角度有所增大，即前臂上舉的幅度減小；肩關節角度減小，即大臂抬起的幅度減小；前臂角度負值增大，即拍頭與肘部的高度差減小，前臂更接近水平；最為關鍵的是肘關節角速度負值明顯減小，即擊球時前臂的收縮更明顯。結合成人相關數據來看，少兒在降低高度球臺上的擊球動作結構核心指標明顯有著更為接近成人的變化趨勢。

3 討論

3.1 少兒與其成年后技術動作差異的必然性

以正手近臺攻球為例(反手同理)，由于少兒與成人的肩高與球臺高的“高度比”不同，他們擊球時的肩、肘、拍及球臺的空間位置有以下幾種情形(圖10)。圖10-1為成人正手近臺攻球擊球時肩、肘、拍和球臺的相對空間位置，圖10-2、10-3、10-4分別為身高較低的少兒在回擊相同高度的來球時可能出現的肩、肘、拍和球臺的相對空間位置。圖10中，X、Z分別為立體空間的水平軸和垂直軸，Q為球臺左邊線與端線的交點，H為球臺右邊線與端線的交點，M為非持拍手的肩峰端，D為持拍手的肩峰端，C為肘關節連接點，A為拍頭頂點，α為∠MDC，虛線箭頭為球拍的揮動方向。

圖10 成人與少兒正手近臺攻球擊球時肩部與手臂各部位空間位置示意圖

結合上文成人正手近臺攻球的實測數據來看(表3)，成人在擊球瞬間前臂幾乎水平(L的平均值為3°，拍頭略低于肘)，此時揮拍的方向是以前上方為主(如圖10-1中虛線箭頭所示)，擊球效果較好。而身高還處于較低時期的少兒在回擊相同高度的來球時，其大臂與前臂的動作結構則會出現以下3種情況：①抬起大臂且肩關節和肘關節的角度增大(圖10-2)，此時雖然能夠保持揮拍方向主要為前上方，但大臂抬起過高、肘關節角度過大的動作方式明顯不合理，也不是少兒成年后最終形成的動作結構。②肩關節角度幾乎與成人相近，沒有明顯的抬大臂，但需要舉起前臂，以達到相應的擊球點高度，使前臂遠離水平面(圖10-3)。這使前臂在擊球瞬間的收縮方向是橫向揮動，容易將球打“飄”。③為達到擊球點的高度，身高過低的少兒在抬起大臂的同時也舉起前臂(圖10-4)。此時少兒正手擊球動作不僅是抬著大臂，也基本不可能做收前臂的動作，只可能是橫向揮動前臂。實測數據顯示，少兒在正手近臺攻球時都會不同程度地抬大臂，同時在擊球瞬間伸前臂，而合理的擊球動作是收前臂[4]。因為他們在抬高大臂后要使球拍在擊球瞬間還能向前上方揮動，就必須伸前臂，這會造成肘關節角度增大。

由此可見，在擊球點的高度相近，而肩部、肘部以及身體重心位置的高度明顯較低的情況下，參訓者在少兒時期與其成年后的動作結構存在較大差異，參訓者無法在少兒時期做到其成年后所要求的標準動作模式。因此，合理降低少兒乒乓球運動用臺的高度是最直接有效的方法。

3.2 調整少兒乒乓球運動用臺高度的必要性分析

3.2.1 對少兒技術動作動力定型過程的影響

少兒從5—6歲開始訓練直至成年，要經歷10多年的時間，而單個乒乓球技術動作一般通過1—2年的專門練習，基本就會形成一個較為固定的技術動作定型。隨著身高的不斷增長，少兒參訓者在不同階段可能還會形成新的技術動作定型。應用標準高度球臺的訓練方式，一定程度上延長了正確技術動作動力定型形成的過程，也很可能對其成年后形成正確的技術動作動力定型產生不良影響[5-7]。合理降低少兒乒乓球運動用臺高度后，少兒在訓練初期能更好地形成合理的技術動作動力定型，達到目標技術動作標準。

3.2.2 對少兒肩部運動損傷發生率的影響

Pintore E和Maffulli N的研究表明，乒乓球運動員患肩關節剝離性軟骨炎極有可能是由于運動員在年少時肩關節長期反復受到肩部旋轉時的壓力所致[8]。持續抬大臂過程中三角肌中束幾乎一直保持收縮狀態，增加肩窩交接處的壓力和摩擦。相對于大臂自然下垂的狀態，持續抬起大臂前后揮拍的運動形式更容易使肩部組織產生磨損，提高肩部損傷的發生率。合理降低少兒乒乓球運動用臺的高度能減小其擊球時抬起大臂的幅度，一定程度上減少這種損傷。

3.2.3 對少兒技戰術訓練進程的影響

少兒在五六歲就開始啟蒙訓練，練習內容主要為正、反手近臺攻球技術[4,9]。正常情況下，練習2年后完全可以進行搓、擺、挑等一系列的技術練習[4,9]，但使用標準高度的球臺進行練習，7—9歲這個年齡段的少兒因身高較低，幾乎無法有效練習正手搓和臺內挑技術，這會在一定程度上推遲技戰術訓練的整體進程。此外，少兒在標準高度的球臺上訓練，還面臨許多非技術類問題。如正手小角短球，身高較低的少兒幾乎無法較好地進行回擊；而大角度的底線球，在奔跑“夠球”過程中需要舉起大臂，而此時手臂已沒有再向上揮拍的余地，擊球時很難再發上力。

乒乓球運動可以理解為人、球臺、球等構成的一個系統[10]。對于少兒，尤其是年齡較小的少兒，使用標準高度的球臺進行訓練，易造成其“人—臺”不協調，影響其訓練效率、健康和舒適體驗等。上述問題通過適度降低球臺高度可得到較大程度地解決。

3.3 調整少兒乒乓球運動用臺高度的可行性分析及方案

3.3.1 少兒乒乓球運動用臺高度調整的可行性分析

無論運動項目的規則如何改變，其宗旨和根本目的是不會變的，即要有效促進該項目的良好發展[11]。調整少兒乒乓球運動用臺高度，不僅可以提高整個技能訓練過程的科學性，還能增強運動的娛樂性和健康性。目前沒有正式的國際性少兒比賽和小學比賽，即便是世界性的青少年比賽，其參賽者的身高也基本已達到成年人的高度。調整少兒乒乓球運動用臺高度，不存在與后續參加比賽的銜接矛盾。

3.3.2 少兒乒乓球運動用臺高度調整的計算方法

擁有正確的外部形態是技術動作擁有合理的內部機制的必要條件[12]。要使少兒的動作結構與成人的相近，必須要滿足以下兩個比例條件：①成人擊球瞬間肩峰高/成人直立肩峰高=少兒擊球瞬間肩峰高/少兒直立肩峰高；②成人擊球點高/成人擊球瞬間肩峰高=少兒擊球點高/少兒擊球瞬間肩峰高

成人與少兒擊球點的高度大多在98 cm附近，而標準球臺的高度為76 cm，可以得出多數球的擊球點高度在臺面以上22 cm附近。結合人體生長發育規律，6歲至成人的“頭長”均值在25—30 cm之間。

設不同身高段少兒適合的球臺高度為X(擊球點的高度則為X+22 cm附近)，成人標準身高為H，成人標準平均頭長為TL，成人標準直立肩高為JH1，成人標準擊球瞬間肩高為JH2。各身高段少兒的身高中值為Hn，不同身高段少兒平均頭長為TLn，不同身高段少兒直立肩高為JHn1，不同身高段少兒擊球瞬間肩高為JHn2。

根據上述①和②這兩個必要條件的要求，有以下各等式成立：

JH2/JH1=JHn2/JHn1；

98/JH2=(X+22)/JHn2；

JH1=H-TL；JHn1=Hn-TLn

最終通過各項數值的轉換可以得出X：

X=98(Hn-TLn)/(H-TL)-22

本研究推導出的公式可為不同身高的少兒選擇相應的球臺高度提供參考。

3.3.3 少兒乒乓球運動用臺高度調整方案

少兒成長中的身高是不斷變化的，如何依據少兒身高變化調節用臺高度更為合理？身高與球臺高度的比例變化只要保持在一個相對合理的范圍內，少兒技術動作動力定型的主體結構就不會發生太大的變化。因此，少兒訓練可以依據不同的“身高段”來調整乒乓球運動用臺的高度，而對于比賽用臺高度則需要有一個統一的高度標準。

少兒階段主要對應小學階段，解決了小學階段的球臺高度問題也就解決了少兒乒乓球運動用臺高度問題。根據乒乓球運動的特點，前期(6—9歲階段)訓練是以球感及正手攻、反手攻、搓球等各項基本技術的定點定線練習為主，擊球的線路相對固定。因此，在起步訓練的前3—4年，可以結合參訓者的身高特征來選擇相應的球臺高度。隨著對各項技術及戰術掌握的不斷成熟，10歲后基本可以有效參加小學乒乓球比賽。當前，我國10—12歲這一年齡段少兒的身高均值為140—160 cm，可以參照這一年齡段少兒的身高特征來設計小學階段的比賽用臺高度。

3.3.4 可能遇到的問題和解決辦法

針對實際中存在的成人陪練和不同身高段少兒之間的對練等問題，一是可以設計相應高度的墊板，二是將球臺支架設計為高度可調節模式，三是將墊板和球臺調節組合起來使用。例如，可將球臺高度設計為四檔可調(76 cm、70 cm、64 cm、58 cm)，并設計長、寬、高分別為300 cm、250 cm、6 cm的墊板，墊板可以平鋪疊加使用。相近身高段的少兒對練時，可將球臺高度調節至相應檔位；成人作為陪練時，可在另一端的地面上放置相應高度的墊板，讓少兒站在墊板上練習，相當于降低了用臺高度；不同身高段的少兒對練時，同樣可以通過調節球臺檔位高度和鋪設墊板的組合方式解決。