8周復合式訓練對中國冰壺國家隊運動員掃冰能力的影響

周開祥 ，劉昊揚 ，郭振向 ，3，包大鵬 *

冰壺運動員的專項能力主要包括投壺能力與掃冰能力。當投壺出手后，冰壺運動員只能通過掃冰融化冰面“顆粒”及時修正冰壺滑行路線從而實現戰術意圖。因此，只有當運動員具備出色的掃冰能力，才有可能彌補比賽中投壺技術的不足。世界重大比賽中冰壺運動員單場掃冰次數平均高達65次，單次掃冰后的最大心率達到180次/分鐘以上（Bradley，2009）。掃冰過程中，冰壺以約2 m/s的速度滑行約30 s，運動員隨冰壺移動并手持冰刷向冰面施加壓力，通過快速推拉交替（平均約4.5 Hz）摩擦冰面形成掃冰動作（Buckingham et al.，2006）。高效的掃冰動作不僅需要冰壺運動員擁有良好的最大力量壓住冰刷，更需要出色的爆發力以在短時間內完成高強度功率輸出。目前，鮮有對冰壺運動員掃冰能力訓練的研究，在一定程度上制約了專項掃冰能力的發展。長期以來，傳統線性周期力量訓練是我國冰壺運動員發展掃冰能力的重要方案（曹東華，2012；李洪臣等，2020；徐懋華，2020）。該訓練方案需要在發展運動員最大力量的基礎上結合冰上掃冰練習，以實現對專項力量的轉換，但有教練員指出，該訓練方案存在效率低、專項適用性不足等問題，導致運動員非冰期與冰期訓練專項能力發展的銜接不暢，無法完全滿足精英冰壺運動員備戰重大比賽發展專項掃冰能力的更高需求。

由于復合式訓練將傳統力量練習與增強式練習（也稱“快速伸縮復合練習”）相結合，形成復合式訓練方案，能同時有效提高運動員的最大力量與爆發力而備受競技訓練青睞（翟華楠等，2020；周彤等，2017），但復合式訓練在冰壺競技運動訓練中的應用卻鮮見報道。有研究表明，復合式訓練方案變量設計、周期安排等問題，還未得到明確的研究結論，教練員多根據自身經驗安排訓練負荷，導致其訓練效應未能最大化（周彤等，2017）。綜上，將復合式訓練應用于中國冰壺國家隊運動員的非冰期與冰期銜接階段中，能否進一步優化中短期線性周期力量訓練的效果，從而幫助精英冰壺運動員解決短期專項能力轉化不足的問題值得探討。考慮到實驗室研究結果對精英運動員競技訓練的外部推廣效度存有局限性（Hopkins et al.，1999），同時精英運動員備戰重大比賽的訓練研究難以實現研究對象的隨機化分組，只能采用自身對照的方式檢驗干預效果，從而提高訓練方案的外部推廣效度。因此，本研究以備戰2022年北京冬奧會的中國冰壺國家隊全體運動員為研究對象，將復合式訓練應用于非冰期與冰期銜接階段的力量訓練實踐中，探討該訓練方案對發展精英冰壺運動員掃冰能力的效果。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為北京冬奧會備戰期間的冰壺國家隊全體20名運動員，其中，男運動員11名，年齡（24.7±3.0）歲，身高（179.3±5.0）cm，體重（76.2±6.5）kg，體脂率（14.5±2.6）%，女運動員9名，年齡（22.9±2.0）歲，身高（164.3±3.4）cm，體重（59.4±5.4）kg，體脂率（22.0±2.7）%。運動員熟練掌握抗阻技術，訓練過程中無重大傷病導致運動員訓練中斷或退出。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗設計

鑒于研究對象為精英冰壺運動員，樣本群體較小，缺乏對照組，難以開展完全隨機對照試驗，本研究運用原始群體，在較為自然的情況下進行實驗處理的研究方法。冰壺國家隊運動員在進行8周常規力量訓練后，受新冠肺炎疫情影響，休假與隔離共計8周（調整周），然后采取8周復合式訓練以匹配常規力量訓練周期。常規力量訓練階段和復合式訓練階段均處于非冰期與冰期的銜接階段。訓練過程中，運動員處于全封閉訓練狀態，并執行嚴格的生活管理（圖1）。

圖1 本研究實驗設計Figure 1. Experimental Design

1.2.2 負荷方案

常規力量訓練和復合式訓練均按照力量訓練分期理論采取線性周期力量訓練的負荷安排（Bompa et al.，2017）。其中，階段一每周2次力量訓練課，階段二和階段三均為每周3次力量訓練課。常規力量訓練課以臥推、深蹲、硬拉、引體向上等大肌肉群結構性練習為主，并結合前臂、手指等輔助練習，而復合式訓練課則在常規力量訓練結構性練習的基礎上組內加入增強式練習，包括上肢快速震動桿擊、掌俯臥撐、彈力帶快速反向引體向上、Keiser氣阻力快速推拉、跳箱等練習。在訓練手段的選擇上，采用2個動作模式相似的訓練手段組合形成雙復合組（complex pair）練習模式，常規力量訓練與增強式訓練間間歇0～30 s。例如，1RM臥推練習后30 s隨即進行5～10次的快速前推藥球練習。復合式訓練周期中，增強式訓練手段根據運動員力量水平的提高逐步增加難度。例如，階段二中上肢增強式訓練手段選擇以2～4磅（約0.91～1.81 kg）輕負荷上肢快速震動桿擊的練習，階段三中選擇以連續擊掌俯臥撐等大負荷訓練手段。具體訓練周期與負荷設計詳見表1。運動員保持每周2次中低強度的有氧運動、運動損傷防護訓練、投壺練習。

表1 線性周期力量訓練負荷方案Table 1 Linear Period Strength Training Programme

1.2.3 評價指標

基礎力量評價指標：1RM臥推重量、引體向上次數、1RM深蹲重量。掃冰專項能力評價指標：掃冰推出壓力（均值/峰值）、掃冰拉回壓力（均值/峰值）、掃冰頻率（均值/峰值）、掃冰績效值。

1.2.4 基礎力量測試

根據美國體能協會（National Strength&Conditioning Association，NSCA）體能測試流程對運動員訓練前后的力量水平進行測試（Miller，2018）。力量素質測試（臥推、深蹲、引體向上）前運動員進行10 min有氧自行車騎行，并采用動態拉伸練習完成上、下肢肌肉的一般性熱身。1RM臥推和深蹲力量測試前，指導運動員輕松完成5～10RM的重量熱身練習，休息1 min后以臥推練習增加4～9 kg，深蹲練習增加14～18 kg的原則，完成3～5RM的熱身重量，休息2 min后按照以上原則增加負重，完成2～3RM接近最大重量的負重，休息2～4 min后再次按照以上原則增加負重，指示運動員試舉1RM重量。如果成功，休息2～4 min，繼續按照負重增加原則，增加負重進行1RM負重試舉。如果失敗，休息2～4 min，再以臥推練習減少2～4 kg，深蹲練習減少7～9 kg后再次試舉，直到可以正確完成1次反復動作，被測試者需要在6次以內完成最大力量的測試，測出1RM重量。引體向上測試中，受試者在一般性熱身結束后，直接開始引體向上測試，要求引體向上動作完成過程中下頜超過握把記為1次，下落至最低處時雙臂不能出現明顯的屈曲現象，身體不能出現明顯的擺動，記錄引體向上次數。

1.2.5 掃冰能力測試

采用智能掃冰儀（Smartbroom PT2，加拿大）測試訓練前后運動員的掃冰專項能力。目前，智能掃冰儀是量化冰壺運動員掃冰能力的“金標準”測試，它能有效測量運動員的掃冰推拉力量、掃冰推拉頻率以及掃冰績效值。掃冰測試前運動員進行10 min有氧自行車騎行，并采用動態拉伸練習完成上下肢肌肉的一般性熱身，然后在冰面上進行原地30 s不帶鞋套的掃冰測試（圖2）。

圖2 智能掃冰儀掃冰測試Figure 2. Smartbroom Sweeping Test

1.2.6 數理統計

數據以平均數±標準差（M±SD）表示，采用Excel 2019編輯函數公式計算掃冰績效值，掃冰績效值=（推出壓力均值＋拉回壓力均值）×0.5×頻率均值掃冰時間（s）

采用Shapiro-wilk檢驗和PP圖綜合判定各組數據的正態分布情況（張文彤，2017）。考慮到運動員基線能力水平（前測）可能會對訓練效果造成影響，對滿足正態分布（含近似正態分布）的數據，采用協方差分析判斷組間訓練效果的差異，并利用Psychometrica效應量計算器（Lenhard et al.，2016），轉化計算組間效應量（Cohen’d），評定標準為：d≤0.5為小效應，0.5＜d≤0.8為中等效應，d＞0.8為大效應（Cohen，1988）。對不滿足正太分布的數據，則采用非參數檢驗（Wilcoxon符號秩檢驗）判斷不同訓練效果的差異。顯著性水平選擇P＜0.05，95%置信區間（95%CI）。統計軟件為IBM SPSS Statistics 25.0（美國）。

2 研究結果

2.1 復合式訓練對運動員力量素質的影響

復合式訓練與常規力量訓練后冰壺國家隊運動員組間深蹲力量存在統計學差異，且組間效應量為大效應量（男，F=23.5，P＜0.001，95%CI：9.3～23.4，d=2.2；女，F=11.3，P=0.004，95%CI：2.8～12.6，d=1.7）。相比之下，復合式訓練提高冰壺國家隊運動員臥推、引體向上力量的效果與常規力量訓練之間無統計學差異（P＞0.05），組間效應量較小（d=0.1～0.6）（表2）。

表2 中國冰壺國家隊運動員力量素質變化Table 2 Strength Changes ofAthletes

2.2 復合式訓練對運動員掃冰能力的影響

復合式訓練與常規力量訓練相比，運動員掃冰推出壓力峰值（男，F=18.8，P＜0.001，95%CI：10.5～30.0；女，F=29.6，P＜0.001，95%CI：8.7～19.9，）與拉回壓力均值（男，F=7.0，P=0.02，95%CI：0.7～6.2；女，F=5.9，P=0.03，95%CI：0.5～8.3）均存在組間統計學差異，且d為大效應量。男運動員組間拉回壓力峰值也存在統計學差異（F=22.3，P＜0.001，95%CI：4.2～10.7），d為大效應量。相反，男、女運動員組間推出壓力均值不存在統計學差異（P＞0.05），d為小效應量。同時，女運動員的組間拉回壓力峰值也不存在統計學差異（F=2.9，P=0.11），但d為大效應量（圖3）。

圖3 中國冰壺國家隊運動員掃冰力量變化情況Figure 3. Changes of Sweeping Strength ofAthletes

復合式訓練與常規力量訓練相比，運動員組間頻率峰值均存在統計學差異（男，F=15.2，P=0.001，95%CI：0.1～0.4；女，F=16.6，P=0.001，95%CI：0.1～0.3），且d為大效應量。雖然，只有女運動員組間掃冰頻率均值存在統計學差異（F=18.8，P=0.001，95%CI：0.2～0.6），但男運動員組間掃冰頻率均值存在大效應量（d=1.0）（圖4）。

圖4 中國冰壺國家隊運動員掃冰頻率變化情況Figure 4. Changes of Sweeping Frequency ofAthletes

復合式訓練與常規力量訓練相比，女運動員的組間掃冰績效值存在統計學差異（F=19.4，P=0.001，95%CI：591.2～1701.1），且d為大效應量。雖然，男運動員的組間掃冰績效值不存在統計學差異（F=3.9，P=0.064，95%CI：-85.2～2 722.9），但男運動員組間掃冰績效值增長效果為大效應量（d=0.9）（圖5）。

圖5 中國冰壺國家隊運動員掃冰績效值變化情況Figure 5. Changes of Key Performance Index ofAthletes

3 討論

本研究主要發現復合式訓練相對于傳統常規力量訓練，在提高國家隊冰壺運動員掃冰能力上具備發展掃冰頻率與拉回壓力的優勢。雖然，復合式訓練并不能顯著性地提升所有的掃冰指標，但考慮到復合式訓練提高運動員掃冰推出壓力峰值、掃冰拉回壓力均值/峰值、掃冰頻率、掃冰績效值的效果較常規力量訓練均為大效應量（d＞0.8），可以確定復合式訓練對改善精英冰壺運動員專項掃冰能力具有積極作用。

根據力量-速度曲線原理，復合式訓練不僅采取較大的負荷（75%1RM以上）增強曲線中的高力量部分，同時采用低負荷（50%1RM以下）快速動作的練習促進曲線中高速度區域的發展（Haff et al.，2013）。復合式訓練充分利用了大負荷慢速力量訓練與低負荷快速增強式練習的特征，使整個力量-速度曲線得到更全面的適應性變化，其訓練效果優于單純的大重量常規力量訓練。復合式訓練符合掃冰專項適用性需求的潛在生理學機制在于其利用了后激活增強效應（post-activation potentiation，PAP），運動員在大負荷抗阻刺激后肌球蛋白輕鏈的磷酸化增加，使肌絲對鈣更敏感，減少突觸前抑制，增加橫橋的數量，使肌肉收縮增強，同時力量向肌腱傳送的過程會使肌腱與肌纖維的夾角“羽狀角”變小，以提高機械傳遞效率，整個過程激活了更多的運動單元，募集更多的快肌纖維，提高了隨后增強式練習的功率輸出（梁美富等，2019；劉敏等，2019；王安利 等，2014；周彤 等，2017）。此外，復合式訓練可以充分利用增強式練習中的拉長-縮短周期（SSC）提高運動員由肌肉離心收縮階段向向心收縮階段的快速轉化能力（郝磊 等，2019；王銀暉，2020 ；Matthews et al.，2010），以上能力與掃冰過程中運動員的肌肉收縮機制相關，這也是復合式訓練能提高精英冰壺運動員掃冰頻率的重要原因。由于常規力量訓練手段（如臥推、深蹲、硬拉等）中肌肉等張收縮速度較慢，且肌肉離心收縮與向心收縮之間的轉化時間較長（Padulo et al.，2012）。Jovanovi?等（2014）研究顯示，在完成12RM以內的臥推力量訓練中平均向心收縮速度不會超過0.5 m/s。Weakley等（2021）針對多項最大力量訓練中不同水平受試者（包括舉重運動員）單組臥推練習完成時的速度分析發現，臥推動作速度約0.17 m/s。顯然，肌肉收縮速度較慢的力量練習手段無法滿足精英冰壺運動員高頻率的掃冰推拉需求。Marmo等（2006）更是指出，增加掃冰頻率是提高掃冰能力的最佳策略，而復合式訓練則可以彌補常規力量訓練發展掃冰頻率的局限性。

掃冰的實質是冰刷在冰面上摩擦，其摩擦力的大小為f=μ×N（μ為摩擦系數，N為垂直壓力）。由于冰面的摩擦系數隨著掃冰逐漸降低，影響掃冰力量大小的核心因素在于掃冰過程中的垂直壓力。精英級別的冰壺運動員冰刷掃冰長度達11 cm，而最大垂直壓力發生在冰刷離運動員身體重心垂直線最近的距離（Bradley，2009）。在快速掃冰過程中，運動員若能將冰刷拉近身體重心垂直點，并快速推出（瞬間加速）則可以最大限度地發揮上肢力量，這需要運動員的肌肉具備出色的向心收縮加速能力。Bogdanis等（2018）研究發現，復合式訓練能有效提高肌肉的向心收縮速度，從而提高力的增長率（RFD）。當運動員掃冰拉回收縮RFD增加，冰刷就更容易靠近身體重心垂直點，造成冰刷桿與冰面的垂直角度增大，掃冰壓力增大。研究發現，掃冰推出壓力峰值和拉回壓力峰值的顯著性增長，也說明運動員在高頻率掃冰拉回瞬間，冰刷離身體重心垂直點的距離可能進一步縮短。相反在掃冰推出過程中，冰刷桿與冰面的垂直角度變小，運動員無法有效發揮上肢最大垂直推出力量。遺憾的是本研究未發現復合式訓練具備發展冰壺國家隊運動員上肢推出力量的優勢，其可能原因是冰壺運動員長期重視上肢臥推力量的發展，導致上肢力量水平的增長幅度減小，組間推出壓力均值不顯著。即使推出壓力均值對提高精英冰壺運動員的掃冰績效值極其重要，但這一項子能力的提高空間相對較小。此外，研究表明，肌肉產生最大肌力所需的最小時間窗約為300 ms（Taber et al.，2016）。然而，高頻率掃冰導致冰壺運動員無法在短時間內有效發揮出最大推出力量水平，這意味著傳統以發展上肢最大推出力量為導向的臥推等常規力量訓練效益不足。相比較，冰壺運動員長期相對忽視下肢力量訓練，導致下肢深蹲力量水平較低。本研究發現，冰壺國家隊運動員前測深蹲力量水平均低于自身體重的1.5倍也充分說明了該問題。前人研究表明，下肢力量訓練有助于提升運動員的上肢乃至全身功率輸出（Hermassi et al.，2011）。那么，同理下肢深蹲訓練可能對提高精英冰壺運動員的上肢掃冰功率輸出也起到了積極作用。

本研究的復合式訓練采取了線性周期力量訓練的安排模式，在傳統的力量訓練理念中，復合式訓練往往被安排在周期力量訓練的后期，如爆發力發展階段。當運動員需要具備出色的最大力量水平（如上肢力量達到0.8～1.2倍體重，下肢力量達到1.5倍體重）后開展實施復合式訓練（Baechle et al.，2011）。而本研究則采用了循序漸進的方式，將增強式訓練內容提前融入各訓練階段中，形成線性周期復合式訓練方案。根據運動員不同訓練階段的能力循序漸進地遞增增強式練習的次數，同一練習部位的增強式練習次數分別為18～40次（階段一），30～80次（階段二），30～80次（階段三）。總體增強式練習負荷量的增加參考了美國體能協會所推薦的安全負荷范圍（Baechle et al.，2011）。同時，本研究訓練方案遵從復合式訓練頻率為每周1～3次為宜的建議，針對同一肌群的需要應安排48～72 h恢復時間（Ebben et al.，1998；Hamid et al.，2014）。由于復合式訓練中大負荷力量訓練與增強式練習的間歇時間也是影響訓練效果的重要因素。Ebben等（1998）研究認為，大負荷力量訓練后0～30 s進行增強式練習可以利用力量訓練導致神經激活效應從而提高效訓練效果，但Jensen等（2003）卻認為最小休息間歇10～15 s可能降低后續爆發力。而本研究采用0～30 s的間歇時進行復合式訓練，目的在于提高峰值功率的同時促進爆發力耐力的增長。從復合式訓練提高國家隊冰壺運動員的掃冰績效值可以發現，縮短大負荷力量訓練與增強式練習的銜接時間更有利于精英冰壺運動員持續掃冰能力的發展。鄭麗等（2017）研究指出，對訓練的效果探討不能僅停留在訓練手段層面，而應該體現出訓練手段的時序變化以及同期化訓練內容的搭配組合，同時專項化訓練也不意味著對常規力量訓練手段的拋棄。本研究為進一步提高精英冰壺運動員基礎力量轉化為專項力量的能力，在常規力量訓練手段的基礎上加入了上肢震動桿推拉、上肢KEISER氣阻力推拉、下肢跳箱等增強式練習形成線性周期復合式訓練，彌補了常規力量訓練手段肌肉收縮速度不足的短板，強化了肌肉離心-向心收縮轉化的能力。因此，線性周期負荷結構的復合式訓練是一種發展精英冰壺運動員掃冰能力的優化手段。

4 結論

復合式訓練比常規力量訓練更有利于提高我國精英冰壺運動員的最大掃冰推出壓力、掃冰拉回壓力以及掃冰頻率，從而優化掃冰績效值。