跨項選材視角下散打與拳擊運動員后手直拳擊打效果及相關指標比較

劉 洋，程麗芬，徐益雄，曹 潔，趙起生，李 磊，黃中偉，李海霞，陳 超，張 振，7，馮玉梁，8，易文娟，王德新

（1.上海體育學院體育教育訓練學院，上海200438；2.南昌師范學院體育學院，江西南昌330032；3.上海體育科學研究所，上海200030；4.德宏師范高等專科學校體育學院，云南德宏678400；5.佳木斯大學體育學院，黑龍江佳木斯154007；6.哈爾濱體育學院冰雪體育產業發展（設計）研究中心，黑龍江哈爾濱150008；7.復旦大學體育教學部，上海200433；8.上海公安學院警訓部，上海200137）

運動員選材與培養是國際競技體育成功的重要構成因素，大量運動員通過跨界或跨項在新的運動項目上實現競技水平的快速提升。跨界、跨項選材是指以培養運動員快速達到世界水平為目的，從其他運動項目中選拔已經達到一定訓練或競技水平且具有新項目所需的先天能力或后天經驗（如技能和心理能力）的運動員進入一個新的運動項目，并為這些運動員提供一個有組織的選拔和培養過程。跨項選材有其客觀存在的可能性和合理性。從時效性方面看，跨項選材是一種通過有效借力方式盡快解決一些項目特別是新增奧運競技項目人才儲備短缺的理想方式［1］。我國在競技體育體制、機制改革和奧運備戰形勢緊迫的大背景下，一方面可以通過實施跨項選材為備戰奧運會快速培養高技戰術水平的運動員，另一方面借由跨項選材的實施也可進一步完善我國現有的后備人才選拔與培養體系。

為彌補我國拳擊項目后備人才不足的短板，快速提升拳擊項目整體競賽水平，國家體育總局武術運動管理中心通過跨項選材的方式，將優秀散打隊員充實到拳擊項目中，更廣泛地調動各方面的力量和資源備戰即將到來的東京奧運會。然而，拳擊和散打項目特征區別較大，在選材和銜接訓練過渡期執行策略的實施關系到跨項選材能否取得成功。因此，客觀、準確地評估這2個項目之間關鍵技術方面存在的差異是進行全面跨項選材和過渡銜接訓練的邏輯起點，也可為進行有針對性的指導訓練提供科學依據。鑒于國內外從生物力學視角探討拳擊與散打項目技術差異的相關研究鮮有報道，利用運動生物力學技術比較2個項目運動員后手直拳技術指標的差異，以期為跨項選材、銜接訓練期的訓練策略提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 受試者

從上海體育學院競技體育運動學校拳擊隊、上海市拳擊隊和散打隊招募男子運動員作為測試對象，并按運動專項進行分組。拳擊組納入拳擊運動員11名（反架2名），其中，健將級運動員3名，一級運動員4名，出拳速度和力量較突出的二級運動員4名；散打組納入散打運動員16名，其中，武英級（健將級）運動員1名，一級運動員11名，二級運動員4名。拳擊組運動員平均身高為（175.25±7.81）cm，體質量為（66.06±9.77）kg；散打組運動員平均身高為（175.57±7.18）cm，體質量為（68.714±9.516）kg，與拳擊組間差異均無統計學意義（t=0.927，t=0.552；P＞0.05）。為準確控制試驗條件，要求散打組和拳擊組在役運動員的體質量等級控制無差異。在試驗開始前，2組在役運動員的基礎指標（如身高、體質量等）無顯著性差異。此外，在納入時已篩查組內人員，進行出拳速度和力量的組內同質性檢驗，剔除離群個體，要求組內差異不顯著，組內具有同質性。

1.2 儀器設備

Kistler測力靶（采樣頻率1 000 Hz，瑞士產）1臺，固定于三角架上；固定式Kistler三維測力臺（采樣頻率1 000 Hz，瑞士產）2塊，用于記錄雙下肢力量變化。載有16個攝像頭的Vicon Nexus（版本號：2.6.1）紅外動作捕捉系統，可追蹤、標記受試者的運動力學數據，其中可以反光的標志（mark）球用于標記各個關節。Vicon系統可通過標記右或左（R or L）手（hand）mark點，由系統自帶軟件計算位移后求一階導數得到速度；紅外動作捕捉系統還可通過數模轉化器，將系統自身和Kistler三維測力臺所采集的數字信號轉換成模擬信號，利用同步盒設備進行信號同步。

1.3 研究流程

（1）測試前準備。由研究人員向受試者講述試驗流程，說明試驗是在充分熱身環境下進行無任何傷害，告知運動員測試前應無疲勞訓練、損傷、飲酒等行為。所有受試者均簽署知情同意書。

（2）后手直拳測試技術標準。受試者基本姿勢要求：兩腳成前、后斜開立站在左右2個固定式測力臺上，左腳要求稍向內扣，肘置于肋部，兩臂自然彎曲約60°，雙肘放松。在技術發力過程中，后腳掌蹬地發力，前腳上步同時后腿內旋，同側髖關節前送，重心前移，同時腰部迅速轉動，右肩積極前送，前臂內旋，右拳以直線向前發出，擊打目標。

（3）測試要點。受試者首先在跑步機上進行15 min慢跑，然后進行直拳空擊訓練和肌肉拉伸。貼好mark點，根據3點確定1個環節，測量拳速用hand（R or L）點即可，R hand點采用雙面膠貼于拳套背的中間位置并用3M膠固定，用于標記拳的三維坐標位置。受試者佩戴好統一的拳擊手套，雙腳站在左右2個Kistler測力臺上，調整好測力靶的距離，進行后手直拳的測試。當聽見動作開始指令時，受試者須盡自己最大的可能全力擊打。雙下肢CMJ（counter movement jump）的測試標準：雙腳赤足站立在便攜式Kistler測力臺上，雙手叉腰，避免起跳時借用手的慣性，騰空時避免屈膝、屈髖。落地時自然緩沖屈膝、屈髖。

測試地點為上海體育學院運動科學學院實驗大廳和體育教育訓練學院體能訓練中心。研究方案預先得到上海體育學院倫理委員會批準，試驗實施過程中嚴格遵守《赫爾辛基宣言》。

1.4 測試指標

1.4.1 測力靶指標

測力靶指標主要有以下6個：①沖量，定義為自拳接觸測力靶至離開后所形成的力與時間曲線下的面積，數學表達式為“力F（t）對時間t的積分②峰值力量，測力靶力與時間曲線達到的峰值。③（擊打）發力率，拳接觸到測力靶的力量峰值除以相對應的時間。④相對力量。⑤峰值時刻。⑥動作時間。

1.4.2 拳速指標

拳速指標主要有以下3個：①峰值速度，即在位移對時間求導后的速度曲線上的峰值點。②接觸速度，Vicon Nexus和測力靶實行同步，可找到測力靶出現力值時刻（幀）所對應的速度，即為接觸速度。③速度衰減率，計算公式：

1.4.3 下肢發力指標

下肢發力指標主要有以下5種：①峰值力量（Fmax）。②達到峰值力量的時間（Tmax）。③快速發力指數（speed strength index，SSI），即峰值力量/到達峰值力量時間［2?3］。④快速發力指數/體質量，即對快速發力指數進行體質量的標準化，代表啟動力量。⑤峰值力量/體質量。

1.4.4 下肢CMJ指標

下肢CMJ指標共7項，分別為跳躍高度、平均力量、最大力量/體質量倍率、平均速度、平均功率、相對沖量、峰值發力率。

1.5 數據處理

利用Vicon Nexus對標記mark點進行查缺補漏，將缺失點已補齊的數據以.CMO格式導入Visual3D（Visual3D 3.21.0版本，簡稱V3D）軟件進行運動學數據和動力學數據分析。采用V3D建立人體剛體模型后，所有標記的mark點采用低通濾波cut?off頻率（12 Hz）［4］，以減少信號中的噪聲。定義動作開始和結束“事件”標簽，隨后以ASCII格式導出運動學和測力臺數據，以便在Microsoft Excel中進一步分析。利用V3D處理X、Y、Z軸三維地反力的數據，獲得垂直方向、前后方向和內外方向3個支撐反作用力。測力靶的數據通過BioWare（5.3.0.7版）軟件解析Z軸數據，對原始地面支撐反作用力用體質量（body weight，BW）倍率做標準化處理，以消除體質量差異造成的影響［5］，這樣也消除了單位的影響。

將相關數據導入SPSS 24.0進行獨立樣本t檢驗分析，所有數據進行單樣本K?S（Kolmogorov?Smirnov）檢驗，驗證是否服從正態分布。由于樣本數較小，以K?S結果為準，P＞0.05，服從正態分布，可采用參數檢驗。描述性統計量采用平均數±標準差呈現，顯著性水平設置為0.05，雙邊檢驗。

2 結果與分析

2.1 測力靶指標結果

如圖1所示，在運動員后手直拳的測力靶一級指標中選取了沖量、峰值力量、相對力量、峰值（發力）時刻、發力率、動作時間等6項二級指標進行數據呈現和比較分析。有4項指標在拳擊組和散打組之間差異有統計學意義，拳擊組均高于散打組，分別是沖量［（27.61±8.07）N·ms對（13.88±2.24）N·ms，P＜0.001］、峰值力量［（1 882.05±448.01）N對（939.71±259.99）N，P＜0.001］、相對力量［（26.54±6.16）N·kg?1對（13.547±2.668）N·kg?1，P＜0.001］，發 力 率［（138.00±35.44）N·ms?1對（64.44±25.57）N·ms?1，P＜0.001］；另2項指標在拳擊組與散打組之間無顯著性差異，分別是動作時間［（40.89±7.46）ms對（38.86±2.96）ms，P＞0.05］和峰 值時刻［（13.78±1.39）ms對（15.00±2.45）ms，P＞0.05］。

圖1 測力靶指標統計學分析結果Figure 1 Statistical analysis of force target indicators

2.2 拳速指標結果

由表1可見，拳擊組運動員后手直拳的峰值速度和接觸速度均快于散打組（P＜0.05，P＜0.001），速度衰減率（峰值速度與接觸速度之差除以峰值速度）則小于散打組（P＜0.001）。此外，拳擊組衰減率波動幅度（12%～19%）較小，而散打組衰減率波動幅度（18%～42%）較大；而且2組優秀運動員后手直拳的峰值速度和接觸速度均表現為最高值，如拳擊組健將級運動員峰值速度和接觸速度分別為9.30 m·s?1和7.78 m·s?1，散打組健將級運動員的峰值速度和接觸速度分別為7.99 m·s?1和6.08 m·s?1。

表1 速度指標結果Table 1 List of speed indicators

2.3 下肢指標結果

2.3.1 雙下肢發力指標結果

圖2顯示了2組運動員雙下肢5項發力指標（峰值力、峰值力/體質量、達到峰值時間、快速發力指數、快速發力指數/體質量）的分析結果。5項后腿發力指標在拳擊組與散打組之間差異有統計學意義，其中4項拳擊組高于散打組，分別是峰值力［（923.87±122.19）N對（731.73±91.48）N，P＜0.050］、峰 值 力/體 質 量［（13.04±2.45）N·kg?1對（10.679±0.745）N·kg?1，P＜0.050］、快速發力指數［（4.93±1.91）N·ms?1對（2.60±0.89）N·ms?1，P＜0.050］、快速發力指數/體質量［（7.10±3.47）%N·ms?1·kg?1對（3.77±1.11）%N·ms?1·kg?1，P＜0.05］，但拳擊組達到峰值時間少于散打組［（198.75±33.34）ms對（301.43±93.00）ms，P＜0.050］。在前腿5項發力指標中，僅2項在拳擊組與散打組之間差異有統計學意義，拳擊組均高于散打組，分別為峰值力［（737.39±107.00）N對（544.01±198.00）N，P＜0.050］和快速發力指 數［（3.48±1.46）N·ms?1對（1.88±0.70）N·ms?1，P＜0.050］，其他3項指標在2組間差異均無統計學意義，分別為峰值力/體質量［（10.44±2.24）N·kg?1對（7.95±2.65）N·kg?1，P＞0.050］、快速發力指數/體質量［（5.02±2.63）%N·ms?1·kg?1對（2.75±0.94）%N·ms?1·kg?1，P＞0.050］、達到峰值時間［（228.75±46.73）ms對（294.29±46.14）ms，P＞0.050］。從總體看，拳擊組和散打組后腿積極發力指標差異顯著，前腿發力差異僅表現在個別指標上。

2.3.2 下肢CMJ指標結果

由圖3可知，拳擊組與散打組運動員之間的下肢跳躍高度、平均力量、平均速度、平均功率、相對沖量和峰值發力率差異均無統計學意義（均P＞0.050），分別為（39.6±4.9）cm對（37.1±7.7）cm、（1 403.34±246.35）N對（1 275.07±260.95）N、（1.68±0.08）m·s?1對（1.67±0.20）m·s?1、（2165.81±421.66）W對（1936.98±420.54）W、（3.49±0.22）N·ms?1·kg?1對（3.28±0.36）N·ms?1·kg?1、（9.62±0.47）N·ms?1對（11.84±0.66）N·ms?1。此外，拳擊組和散打組之間的最大力量/體質量倍率差異也無統計學意義（P＞0.050），為（243.84±20.22）%BW對（279.11±65.40）%BW。

圖3 下肢CMJ指標統計分析結果Figure 3 Statistical analysis of CMJindicators of lower limb

3討論

3.1 跨項運動員應提升出拳速度

在拳擊比賽中，要求運動員上肢連續、不停地以快速度力量擊打［6］從而獲得有效拳，因此比對手更快地命中合法部位是獲得比賽優勢的前提，出拳速度的重要性不言而喻。出拳的爆發力依賴于下肢、軀干、上肢等環節發力的快速、準確，各個肌群間的精確協調。從動量定理相關變量等式可以看出，其中的變量關乎后手直拳擊打效果：

式（1）（2）中，m代表有效質量，F代表力，t代表時間，v代表拳的速度。由動量定理可知：在擊打質量一定的情況下，接觸速度是“因”，擊打力量、測力靶所受的沖量是“果”，可見，速度是影響測力靶動量和沖量的重要因素之一。其中接觸速度是影響沖量［7］的一個重要指標。根據動量定理，沖量和接觸速度呈正相關，在擊打質量一定的情況下，接觸速度越快，產生的動能越大。測試結果顯示，拳擊組運動員后手直拳的峰值速度（P＜0.050）、接觸速度均快于散打組，（P＜0.001），其沖量值也同時高于散打組（P＜0.001）；接觸速度又受拳的峰值速度影響，優秀運動員表現為更高的峰值速度；拳擊組速度衰減率波動較小，而散打組衰減率波動較大。另外，從測力靶沖量?時間曲線即擊打效果的發力率指標看，拳擊組和散打組之間也差異顯著（P＜0.001），拳擊組表現為線性斜率大、線性坡度陡峭。

故此，對于轉項拳擊的散打隊員而言，應設計專項力量抗阻訓練，如上肢復合式抗阻訓練、末端釋放訓練、快速伸縮式抗阻訓練等以提升拳速。有研究［8］表明，對拳擊運動員進行6周（n=10，每周3次）的彈性專項力量抗阻訓練（elastic resistance training），可以顯著提升拳速（6%～11%，P＜0.010）。因此，在跨項選材時，鑒于散打運動員在出拳速度上的劣勢，應盡量選取出拳速度較快的隊員，且在轉項后的過渡銜接訓練期提升運動員出拳的峰值拳速和接觸拳速。

3.2 跨項運動員應提升擊打的“有效質量”

盡管出拳速度和準確性是有效擊打的必要條件［9］，但力［10］和動量的傳遞是至關重要的制勝因素。從生物力學角度，拳的擊打過程屬于打擊體和被打擊體碰撞過程，其實質是一個動量的傳遞過程，即上臂環節的動量傳遞給測力靶的過程。根據動量定理，當速度一定時，打擊體有效質量越大，打擊體給予測力靶的傳遞動量越大。有效質量指標即動量方程式中的m。有效質量是在打擊過程中考慮了人體影響后的打擊體參與動量轉移的質量［11?12］。僅僅將上臂環節的質量作為擊打時的有效質量是不夠的。有效質量不僅僅取決于各環節參與的質量，如打擊質量的增大源于人體肩、胸，甚至腰的質量向手臂的轉移［13］，還取決于在擊打瞬間各個環節剛性連接的固定程度。本文結果顯示，相比散打組，拳擊組能夠給測力靶輸出更大的沖量（P＜0.001），其原因可能是高水平拳擊運動員創造了更多的“有效質量”。

已有研究［14］觀察到，為了創造快速的動作和施以非常大的打擊力，沖拳時出現肌肉激活的“二次脈沖”：拳快要接觸對方時突然制動，肌電圖顯示肌肉活動呈現“雙峰”，并認為這會增加各環節的“剛度”和“穩定性”，從而產生更大的有效質量。此外，Pain等［15］發現，出拳手臂位移和“二次脈沖”減少了打擊過程中的能量損失并增加了有效質量。技術因素如碰撞前彎曲手腕，已被證明可減少有效質量傳遞，造成動力鏈環節中的“泄力”［16］。

在拳擊比賽過程中誰的拳頭“重”，誰更具有比賽優勢。在規則方面，裁判員在判定有效拳或得點時更傾向于那些能給予對手清晰、有力、無遮擋的重拳。在拳擊比賽中拳“重”似乎是贏得比賽的關鍵。無論是職業還是業余拳擊比賽，拳手出拳越重越會給對手造成身體和心理上的負擔。因此，了解散打運動員與拳擊運動員擊打力量差異對于跨項選材至關重要。肌肉收縮時的力量和硬度都會增加［14］，但相應的剛度會抑制肌肉形狀和關節改變的速度。鑒于“二次脈沖”產生更大的沖擊力的證據，拳頭在打擊最高速時，上臂、軀干、下肢在擊打一瞬間可形成擊打的剛性連接結構［13，17］，增加了有效擊打質量，從而提高擊打效果。

本文對運動員后手直拳峰值力量［18?19］、相對力量指標進行分析，發現拳擊組和散打組峰值力量與國外文獻［16，20?22］報道差異較大。且國外文獻中的樣本選擇包括奧運會運動員、地區運動員、初學者和職業運動員等，也受到體質量級別的影響。因此，為了消除體質量的影響，將每位受試者的最大峰值力量除以其體質量得到標準化相對力量［23］，將峰值力量除以體質量得到相對力量（relative punch force）［7］，以此評價不同運動員的力量素質可能更有意義。本文發現，拳擊組運動員的相對力量［（27.61±8.067）N·kg?1］不僅顯著高于散打組運動員［（13.88±2.241）N·kg?1］，也顯著高于Bu?ko等［24］報道的拳擊運動員的相對力量［（19.19±5.02）N·kg?1］。

鑒于散打運動員在擊打效果方面存在的差異，在選材時應該挑選出拳技術相對較好的運動員。此外，在進行銜接訓練階段，應有針對性地提高運動員的有效擊打質量，從而提升拳的動量，最終提高擊打效果。

3.3 跨項運動員應提升后腿積極發力能力

幾乎所有的上肢運動，力量源都來自下肢，需要由下至上的動力鏈傳遞過程［4，25?26］，下肢在參與上肢擊打過程中扮演重要角色［27］。拳擊技術要求“后發力、前支撐”［28］。下肢CMJ、DJ（drop jump）指標是評價運動員下肢快速力量、爆發力的重要指標。有文獻報道，拳擊運動員的下肢CMJ指標與出拳擊打的力量呈正相關［29］，相關系數在0.67～0.85［30］。宋兆銘等［31］利用Kistler測力臺采集30名拳擊運動員后手直拳出拳時身體各環節生物力學數據并進行多元逐步回歸分析，發現后手直拳最大出拳速度與后腳最大水平蹬地力（Y軸）呈顯著正相關。Akutagawa等［32］研究了14名男性網球運動員的反手擊球特點，發現受試者反手擊打網球時垂直GRF比水平GRF大得多。

就拳擊項目而言，多數研究［2，33?35］認為拳擊擊打的發力源是下肢。下肢快速發力指數（峰值力量/發力時間）是快速力量與發力速度的評價指標［3］。張春合等［36］研究發現，優秀跳高運動員起跳瞬間快速力量指數與離地速度之間的相關系數高達0.965。蘇彥炬等［37］利用2塊Kistler測力臺研究優秀男子拳擊運動員后手擺拳全力擊打固定目標過程中的力學特點，發現其后腳發力指數/體質量與出拳速度相關系數達0.882，提出提高雙腳積極發力階段蹬地最大力量有助于提升出拳速度。此外，他們還證實雙腳最大力量峰值/體質量和快速力量指數/體質量均與拳速呈正相關［2?3，37］，認為在一定范圍內，縮短下肢發力時間、快速發力可以增加拳速［37］。Bouhlel等［38］研究發現，在國家級標槍運動員中，運動員的成績與運動員在力量速度測試中腿部產生的最大無氧功率（r=0.76，P＜0.010）和最大速度（r=0.83，P＜0.001）密切相關。

本文測試的結果顯示，拳擊組運動員雙下肢蹬伸（后腿）的峰值力、快速發力指數、快速發力指數/體質量指標均優于散打組（P＜0.050），說明散打組運動員沒有很好地運用后腳積極啟動力量；但拳擊組雙下肢CMJ指標與散打組無顯著性差異（P＞0.050），說明2組受試者下肢爆發力相當。多數文獻證明下肢CMJ指標會顯著影響擊打效果，然而拳擊組出拳的速度、力量指標均優于散打組（P＜0.001），由此可推斷散打隊員運用上下肢協調發力的能力有所欠缺。可能有兩方面因素：①從項目技術要求看，散打要求運動員不僅上肢能有力擊打，而且要求其具備下肢踢打和抱摔等能力，經常“拳腳并用”，這往往導致散打運動員出拳不規范。②從比賽制勝規則看，在散打競技比賽中相對于腿法、摔法，出拳得分不占優勢，要滿足出拳擊中對方且必須使對手有明顯的位移才能被判定得1分，近距離雙方同時出拳互擊對方不得分（近距離雙方出拳同時擊中對方概率較大），而近距離的有效抱摔可得2分，故散打隊員在近距離時會選擇抱摔技術。在散打比賽中還常使用“遠踢近摔”戰術，近距離作戰“抱腰摔”優于“出拳”。

因此，散打運動員普遍出拳不規范，若面臨轉項，應重點提升其出拳技術和擊打效果。鑒于后腳積極發力是影響運動員出拳擊打效果的關鍵，在跨項運動員銜接訓練期，提高其上下肢出拳協調發力能力［39］是教練員的重要任務，應專門設計專項技術訓練并提升運動員后腿水平方向的積極發力能力。因拳擊和散打同屬于技戰術主導類同場對抗性項群，從跨項角度看，改變散打運動員上下肢發力協調能力和出拳效果并不難，各項技術容易遷移，跨項選材的可操作性強。

4 結論與建議

4.1 結論

拳擊組與散打組的測力靶指標和速度指標表現出較大的差異，拳擊組在擊打的力量和速度方面優于散打組，在下肢爆發力（CMJ指標）測試中，2組水平相當。在雙腳發力指標中，拳擊組后腳積極發力指標顯著優于散打組。因此，散打運動員如面臨轉項，應注重彌補技術短板。

4.2 建議

在進行跨項選材時應評測、篩選出拳技術動作效果較出色的散打運動員。在轉項后的過渡銜接訓練期，應重點規范運動員的出拳技術動作和上下肢協調發力能力，提升后腿水平方向的驅動力，增加后腿蹬伸的爆發力，縮短發力時間方能提高擊打速度、力量，同時應更加注重環節依次制動的剛性連接。在訓練實踐中，可設計上、下肢以及核心區域的復合式抗阻訓練、末端釋放訓練、快速伸縮抗阻訓練以提升運動員的擊打運動表現。