5H理論視角下我國精英撐竿跳高運動員成績構成分量及失敗跳次原因分析
——以2020年全國田徑錦標賽為例

2021-11-11 02:44:52許占鳴李泓辰

當代體育科技 2021年28期

許占鳴李泓辰

(1.西安體育學院游泳教研室陜西西安 710068;2.北京體育大學中國田徑運動學院北京 100084)

撐竿跳高成績構成分量反映了運動成績各部分的特征，而且各分量占比適宜與否，直接關乎著試跳成敗。近年來，廣為沿用的成績構成分量4H理論已無法滿足實際研究的需求，5H理論作為最新理論更切實地反映了運動實際。隨著撐竿跳高運動技術的不斷改進，我國的撐竿跳高項目取得了一定的成績，其中較為典型的是李玲成為亞洲紀錄保持者[1]。但是，此項目成績仍與世界紀錄有較大差距[2]。為了更好地做好智能化訓練反饋科技服務保障，有規劃地進行田徑項目國家隊科技助力工作，該文以5H理論為視角，協以項目特點，搜集大量國內外相關數據，探尋我國精英撐竿跳高運動員各成績構成分量特征以及與國外高水平運動員的差距，以期提高運動員成績，豐富5H理論數據庫，全力保障國家隊備戰大型國際賽事。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以我國精英撐竿跳高運動員成績構成分量及失敗跳次原因為研究對象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

圍繞該研究的重點，分別在中國知網、萬方等平臺以“5H理論”“撐竿跳高成績構成分量”“Pole Vault”“Technical principle”等關鍵詞進行相關檢索，仔細閱讀、篩選、分析檢索到的中英文文獻，同時積極查閱國際田聯、中國田徑協會官網相關信息，了解世界運動員成績發展態勢，為撰寫該文奠定理論基礎。

1.2.2 對比分析法

將我國撐竿跳高精英隊員的相關指標同國外高水平撐竿跳高隊員對比，分析我國精英隊員與其在5H成績構成分量的差距，找出我國精英運動員存在的技術問題。該文國外數據取自2015年世界田徑錦標賽撐竿跳高項目男女子前12名均值[3]。

1.2.3 運動生物力學攝影法

（1）影片拍攝

競賽拍攝時間和地點：2020年9月17日和9月18日在浙江省杭州市上虞體育中心分別對男、女子撐竿跳高比賽進行拍攝。

拍攝儀器：4臺JVC高速攝像機、2臺SONY（FDRAX700）高速攝像機、6個三腳架、一套輻射型三維標定框架。

拍攝流程：項目組使用6臺高速攝像機進行拍攝，其中2臺SONY高速攝像機分別位于運動員跑進方向左側和正對跑道的看臺上，用于三維拍攝，攝像機的拍攝頻率為60Hz，曝光時間為1/1000s。其余4臺為JVC高速攝像機，拍攝頻率為50 Hz，曝光時間為1/1000s。6臺攝像機的具體機位如圖1所示。S1號相機用于拍攝三維畫面的正面，拍攝主光軸正對運動平面，與運動員跑進方向相對，攝像機距撐竿跳高架約30m；S2號相機用于拍攝三維畫面的側面；J1號相機用于拍攝運動員助跑后四步；J2號相機用于拍攝的拍攝范圍為運動員起跳騰空至過桿落墊；J3號相機用于拍攝運動員全程助跑；J4號相機通過掃描跟蹤的方式拍攝運動員的全程助跑，拍攝主光軸均垂直于運動平面，機身高度為1.20m。除J1號攝像機在看臺下，其余攝像機均位于看臺上[4]。

比例尺的設置，主要包括平面規定和三維標定。平面標定：如圖1所示，分別在0m (穴斗底端)、3m、5m處放置橫桿作為橫向比例尺，利用橫桿固定長度(4.50m)和橫桿上固有的標志點作為縱向標尺。三維標定：將三維標定框架在穴斗處高舉至空中，在比賽前和比賽后均進行3次標定。標定過程中，以在S1和S2相機處觀察框架上的各桿互不重合為成功的1次標定。

圖1 拍攝位置示意圖

（2）圖像解析

采用銳動科技公司開發的fastmove三維錄像解析系統進行解析，解析頻率為60Hz，截斷頻率為10Hz，選取21個關節位置及橫桿和撐竿兩端的四點，逐幀點點后進行平滑處理，之后導入DLT標定框架融合，合成完整棍狀圖及相關數據。

2 結果與分析

2.1 我國精英撐竿跳高運動員成績構成分量分析

握竿高度在運動成績中占有首要地位，握竿高度的提升將很大程度提高運動成績[5]。由表1、表2可知，我國精英男子運動員的握竿高度接近國外高水平運動員，而女子運動員相差較多，尤其是陳巧鈴，低于國外高水平運動員近20cm，說明繼續加強重點運動員的握竿高度，改進整體技術水平，是我國精英運動員提高成績應該努力的方向。同時，運動成績對握竿高度的依賴性取決于運動員的整體技術水平，在所有成功跳次中，張偉的H1占總成績的89.62%，李玲為95.35%，陳巧鈴甚至高達98.16%，國外高水平男子為83.45%，女子為88.72%，通過對比可發現，我國精英運動員對H1的依賴性大于國外選手，并且女子運動員的運動成績更依賴于H1。

撐竿跳高成績由握竿高度和騰躍高度構成，H2和H3占騰躍高度的大部分。良好的竿上技術和推竿后對身體的控制能力有利于騰躍高度的提高[6]。由表1、表2可知，我國精英男女子運動員的騰躍高度均顯著低于國外水平，相差近30cm之多，相比于握竿高度，我國精英隊員的騰躍高度與之差距更大。通過騰躍高度H2、H3互相比較發現，H2大于H3都超過40cm，說明我國精英和國外高水平運動員的騰躍高度更依賴H2，尤其是女子運動員；分別對比國內外男女子運動員的騰躍高度發現，我國精英男子運動員與國外運動員在H2和H3上差距接近，而我國女子精英運動員與國外高水平運動員在H2相差30cm，在H3上僅僅相差3cm，說明我國精英運動員在騰躍高度上的差距更多在H2上。研究表明，提高助跑速度可有效提高H2的高度，所以進一步提高助跑速度是縮小我國運動員與國外高水平運動員成績差距的可行之徑[7，8]。

H4、H5是騰躍高度的一小部分，不僅能反映對H2和H3的利用率，還能反映過桿技術的好壞。過桿技術越好，H4與H5之和越小，對騰躍高度的利用率就越高，反之也成立。試跳失敗的跳次不涉及H4和H5，所以此分量上只分析成功跳次。由表1、表2可知，在H4、H5方面，除了我國精英女子運動員在H5上與國外接近外，其余全大于國外，并且我國女子在H4方面明顯大于國外高水平女子均值，說明我國精英隊員重心利用率較差，且我國精英女子隊員在H4上對利用率的影響較大。另外，張偉的重心利用率為95.15%，李玲、陳巧鈴最好跳次的利用率分別為93.07%、91.89%，國外高水平男、女子重心利用率分別為96.96%、95.52%，通過對比可發現，在重心利用率方面，國外男子＞國外女子＞張偉＞李玲＞陳巧鈴，并且國外高水平運動員在重心利用率方面整體大于我國精英運動員，進一步說明我國精英運動員對騰躍高度的利用率較差。此外，男子運動員重心利用率大于女子，也可說明男子過桿技術好于女子。

表1 我國精英男子撐竿跳高運動員成績構成分量情況

表2 我國精英女子撐竿跳高運動員成績構成分量情況

2.2 我國精英撐竿跳高運動員成績構成分量的占比

由圖2可知，不管是我國精英隊員，還是國外高水平選手，H1、H2、H3的占比都為H1＞H2＞H3，H1遠大于其他兩個分量的比值，說明握竿高度是撐竿跳高運動成績的核心，是運動員奪取優勝的法寶。而在H2、H3中，H2占有絕大部分，H3最多僅為2.75%，我國精英女子運動員甚至為0，說明在騰躍高度當中，撐桿的彈性力量更多作用到運動員伸展轉體，促進運動員推桿的伸展性，而并非推竿后的重心騰起高度。除此之外，男子選手在H2和H3的占比上均大于女子選手，說明男子選手的竿上技術要好于女子，能夠更好地利用撐桿的彈性力量，將人體騰躍到更高的高度。

圖2 我國精英男、女子撐竿跳高運動員成績構成分量占比示意圖

2.3 我國精英撐竿跳高運動員與國外高水平運動員差距分析

由圖3可知，我國精英男子撐竿跳高運動員與國外高水平運動員的差距主要在H2和H3上，且張偉在H3上的差距更大，丁邦超在H2上的差距更大。我國精英女子運動員則與男子不同，其與國外高水平女子運動員的差距更多地體現在H1和H2上，李玲的差距主要在H2上，陳巧鈴的差距主要在H1上。

圖3 我國精英男、女子撐竿跳高運動員與國外高水平運動員差距示意圖

2.4 我國精英撐竿跳高運動員失敗跳次原因分析

對我國精英男子隊員的構成分量情況進行分析可知，丁邦超在橫桿高度為5.30m的3個跳次均失敗，3個跳次的重心最高點平均為5.53m，張偉在5.30m高度上的成功跳次的重心高度為5.57m，二者僅相差4cm，張偉和丁邦超的重心最高點高度均超過橫桿，況且張偉在越過5.30m的高度時，有將近27cm的高度未被利用，說明丁邦超有足夠的重心高度越過橫桿，但由于竿上技術動作不合理，使肢體某環節碰掉橫桿，導致試跳失敗。對于張偉，5.50m的跳次均失敗，相比于5.30m成功跳次的成績分量，騰躍高度的值均有增加，且都高于橫桿高度，但5.30m的跳次中H4、H5的值也可反映張偉的過桿技術不佳，所以在增加橫桿高度的情況下，需要更高的重心高度，才可成功越過橫桿，或者在重心高度不變的情況下，合理設置預設架距進而減小H4、H5的值，增加重心利用率，也可順利過桿。通過以上分析可知，張偉和丁邦超跳失敗的主要原因為過桿技術不佳或者預設架距不合理，建議今后多加磨煉過桿技術，從而為騰躍更高的高度提供可能。

對我國精英女子運動員的構成分量情況進行分析發現，運動員的H3均為0cm，說明李玲和陳巧鈴的騰躍高度全部由H2構成。由圖4、圖5可看出，李玲和陳巧鈴的重心最高點出現在推竿環節上握手臂尚未伸直的過程中，而不是出現在推竿后的某一瞬間，具有先騰躍橫桿、再推竿的現象。因此，運動員推在竿后，重心呈現下降的趨勢，而不是升高，這也合理解釋了我國精英女子隊員H2值低和H3值為0的現象。基于上述現象不難看出李玲和陳巧鈴試跳失敗的原因。李玲在4.40m的失敗跳次中，重心最高點及H2值平均為4.48m和0.23m，明顯低于4.30m成功跳次的值，況且重心最高點才超越橫桿高度8cm，通過前文分析得知我國精英女子運動員的重心利用率較差，所以沒有絕對的重心最高點很難成功越過橫桿，再加上李玲為先過桿再推竿，兩失敗跳次推竿時H1與H2之和均低于橫桿高度，所以造成李玲在4.40m的高度試跳失敗。前文已說明陳巧鈴的重心利用率最差，為91.89%，要想越過4.30m的高度，重心最高點應達4.68m，而3次失敗跳次的重心最高點均低于此值，這是她在4.30m高度3次試跳均失敗的一個原因。另外，根據陳巧鈴先越桿后推竿的特點，她在橫桿高度4.30m的第一和第三次失敗跳次中，推離撐竿瞬間H1與H2之和小于或幾乎接近橫桿高度，是這2個跳次失敗的主要原因。在4.30m第二跳次中，與李玲在4.30m的撐竿跳次相比，雖然其具有較高的H2，但由于李玲有握竿高度優勢，所以二者重心最高點相差無幾，但由于李玲的重心利用率高于陳巧鈴，所以李玲在此高度上試跳成功，而陳巧鈴試跳失敗。良好的上肢力量可為推竿過程保持良好姿態提供穩定支撐[9]。通過以上分析可知，李玲試跳失敗的主要原因出現在推竿瞬間身體重心的高度較橫桿高度低，今后要加強上肢力量以及推竿過程身體的伸展程度；而陳巧鈴試跳失敗的主要原因為重心利用率較低，建議今后著重加強過桿技術。