我國男子400m個人混合泳運動員分段成績和體能分配特征研究

崔延卿，潘慧炬，朱厚偉，鄭 哲，郭海英，劉功聚，潘 旭，卜祥瑞，鄭煊琛

(1.浙江師范大學 體育與健康科學學院，浙江 金華 321004；2.浙江體育職業技術學院，浙江 杭州 311231)

在萬眾矚目的2021年東京奧運會中，男子400m個人混合泳項目決賽組中沒有我國的運動員，比如汪順雖然在200m個人混合泳項目中奪得金牌，但在400m個人混合泳中未進入決賽，可見我國400m個人混合泳運動員在世界級比賽上沒有優勢。然而研究我國男子400m個人混合泳運動員的分段成績和體能分配特征較少，且國外賽事較多。為了提高我國運動員在此項目的優勢，有文獻指出總游程中運動員分段成績的分配很重要[1]，合理的體能分配有助于保持較好的體能，從而后程可達到較高的速度[2]?；诖?，本研究從我國男子400m個人混合泳運動員的分段成績變化、對總成績的貢獻率以及對分段名次的聚類集群出發，以期揭示運動員的分段成績特征和體能分配特征，以便提高其比賽成績。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

以第14屆全運會男子400m個人混合泳決賽組的8名運動員為研究對象(表1)。

表1 第14屆全運會男子400m個人混合泳決賽組的8名運動員比賽信息一覽表(s)

1.2 研究方法

通過對2021年第14屆全運會的比賽視頻的反復觀看以及對官方網站發布的數據進行收集，對所獲得的原始數據采用Excel和SPSS25.0統計軟件進行主成分分析、差異性分析、聚類分析等統計學分析與處理。主成分分析是為了得到各分段成績對總成績的貢獻率以及建立主成分的數學表達式，探索運動員分段成績特征；聚類分析是為各分段成績的名次進行群集分析，反映不同類型運動員的體能分配特征。

2 研究結果

2.1 我國男子400m個人混合泳運動員分段成績特征結果

男子400m個人混合泳比賽按蝶泳、仰泳、蛙泳和自由泳依次進行的順序，每個泳姿各為100m距離。本研究將全程分為8段，每50m為1段，分為第1(蝶泳1)、2(蝶泳2)、3(仰泳1)、4(仰泳2)、5(蛙泳1)、6(蛙泳2)、7(自由泳1)、8(自由泳2)段。

對于我國男子400m個人混合泳運動員的全程分段成績變化的結果。第1名除第8段外，都比前3、8名速度快；前3名第8段比第1名速度快，比前8名的全程速度都快。從總體的分段成績的變化看，按速度快慢依次為第1、8、7、2、4、3、5、6段。第1段為時間最短的階段；第6段為時間最長的階段；全程有2段加速階段，分別為第4、8段。第4段是第1次加速階段，其中第1名在此階段加速更明顯；第8段是第2次加速階段(圖1)。

圖1 第14屆全運會男子400m個人混合泳運動員分段成績

對于我國男子400m個人混合泳運動員分段成績的主成分分析的結果。運用主成分分析法，利用降維方法把原來多個指標轉換成較少幾個互不相關的綜合指標，最大限度的保留原有信息[3]。將全程的8段分別用X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8表示，對分段成績的變量進行主成分分析，用來探索各分段成績對比賽成績的貢獻率大小，按特征值大于1,選出了3個主成分，第1主成分方差貢獻率為60.257%，第二主成分方差貢獻率為16.747%，第三主成分方差貢獻率為14.043%，三個主成分累計貢獻率為91.047%,所選取的三個主成分提供的信息充足有效(表2)。

通過計算分析得到主成分分析矩陣(表3)，主成分數學表達式需先計算出特征向量，利用“主成分相應特征根的平方根與特征向量乘積為因子載荷量”來得到特征向量，通過計算轉化得到。

第1主成分表達式：

F1=0.273X1+0.361X2+0.399X3+0.403X4-0.332X5+0.400X6+0.398X7-0.213X8

第2主成分表達式：

F2=-0.379X1-0.419X2+0.134X3-0.175X4+0.146X5+0.207X6-0.050X7+0.752X8

第3主成分表達式：

F3=0.621X1-0.236X2+0.070X3-0.110X4+0.545X5-0.242X6-0.425X7+0.076X8

第1主成分以X3、X4、X7為代表，其特征向量值為0.399、0.403、0.398，其中第4段貢獻最大；第2主成分以X8代表，其特征向量為0.752，第3主成分以X1為代表，其特征向量為0.621。

表2 主成分分析特征值與方差貢獻率解釋

表3 主成分分析矩陣

2.2 我國男子400m個人混合泳運動員的體能分配特征結果

由分段成績/總成績的百分比來研究不同分段成績對總成績的影響(表4)，其組間和組內方差為0.02和0.00(P<0.05)，可知不同分段成績對總成績存在顯著性差異，說明體能分配類型會對總成績造成影響。

表4 不同分段對總成績的差異性分析

既然體能分配類型對總成績有顯著性差異，那么筆者通過對各運動員各分段成績的名次進行聚類分析，對前8名運動員所屬群集分為3類(表5,圖2)。

第1類(第1、2、4名)：呈W型，均衡且速度較快，每一段波動不大，名次變化不大。主要是2、3、4、6、7段發力，也就是蝶泳2、仰泳、蛙泳2、自由泳1分段發力。

第2類(第5、6、7、8名)：呈M型，均衡速度較慢，每段變化平緩，前三段名次向后緩慢變化，3到8段波動較小，雖然前段發力但與另兩類比名次落后，后段名次也相較落后。主要是第1、5、8段發力，也就是蝶泳1、蛙泳1、自由泳2發力。

第3類(第3名)：前慢后快，1、2到3段之間波動大，蝶泳到仰泳的排名波動較小，名次稍微提升，3段到7段名次波動較小，7到8段名次向前變化，可以看出使用前跟隨后用力的策略，前慢后快的節奏。主要是第3到8段發力，也就是仰泳、蛙泳、自由泳分段發力。

那么總成績較優秀的運動員(前4名)采用第1、3類體能分配策略，其中第1、2、4名采用第1類，第3名采用第3類；總成績較差一些的運動員(后4名)，采用第2類體能分配策略。

表5 運動員分段名次聚類分析

圖2 群集的3種體能分配(分段名次變化)類型

3 分析討論

3.1 我國男子400m個人混合泳運動員分段成績特征分析

對于我國男子400m個人混合泳運動員全程分段成績變化分析。運動員之間的不同段成績(泳姿)存在明顯差異和共同點[4]，第1名全程每段處于較快的速度，具有絕對的領先優勢；前3名比前8名的全程速度都快，只有第8段比第1名速度快，說明獎牌選手比非獎牌選手第8段自由泳的沖刺能力強。從總體的分段成績的變化看，按第1段為速度最快，其原因有，①在此階段的體能最好;②出發15m速度較快[2];③由本身的泳姿決定。第6段為速度最慢階段，其原因有，①比賽在后半程，運動員體能消耗過多，導致機體疲勞；②運動員保持體能，調整疲勞狀態和激勵自己，準備后程的沖刺[5]；③由本身的蛙泳泳姿所決定的速度慢。全程有2段加速階段，分別為第4、8段。第4段在第3段的調整后，比如有節奏的呼吸改善氧供應，使得在此階段有了第1次加速。第8段是第2次加速階段，另外前面提到的獎牌選手的沖刺能力強是取的獎牌的關鍵。因此，應重視第4、8段的“1加”、“2加”階段。

對于我國男子400m個人混合泳運動員分段成績的主成分分析。第1主成分是第3段(仰泳1)、第4段(仰泳2)、7段(自由泳1)，仰泳1、2段和自由泳1段是途中游階段，代表途中的速度耐力和途中前、后程的加速能力。第 3、4 段的動作技術結構相同，但第3段的速度較慢給了第4段加速的空間[5]，有研究表明仰泳與總成績時間的相關性最高[6]，說明仰泳階段用時會影響最終成績的好壞，反映了男子400m混合泳的第3、4階段的速度分配很重要。第7段是蛙泳階段后開始進入沖刺階段的加速階段。

第2主成分是第8段(自由泳2)，自由泳2段是全程的最后一階段，代表終點沖刺能力。第8段是最后沖刺能力，運動員在此階段用盡全力保持速度最佳。第8段是全程最后50m，是自由泳的第2階段，也是速度較快的階段，在最后的階段更能反映出運動員的體能情況。

第3主成分是第1段(蝶泳1)，蝶泳1段是全程開始的第一階段，代表出發速度控制能力。對于經驗不足的選手容易在此階段體能消耗控制不好；如果第1段體能分配過大，雖然能夠容易利于體能充足優勢來獲取更快的速度，可能使得對手造成心理壓力以至于其影響其節奏，但影響之后的體能分配，要結合運動員的實力調整此段的速度。有文獻表明蝶泳1段體能消耗的制約第 2、3 段的體能分配和速度節奏，第1段應根據運動員體能狀態而定[7]。因此，控制第1段速度是對全程速度把控以及體能分配的基礎。

綜上，應重視加強第3、4(1加)、7段速度耐力訓練、第8段(2加)沖刺能力和第1段速度控制能力。

3.2 我國男子400m個人混合泳運動員的體能分配特征分析

結合圖2以及不同分段成績分配類型特征研究結果，那么總成績較優秀的運動員(前4名)采用第1、3類體能分配策略，其中第1、2、4名采用第1類，第3名采用第3類；總成績較差一些的運動員(后4名)，采用第2類體能分配策略。第1類節奏均衡且速度較快，節奏波動小有利于體能發揮和速度提升。第3類前慢后快的節奏有利于保存體能和后程加速。第1、3類相比第2類主要是第3到8段發力，在仰泳、蛙泳、自由泳分段都控制在排名較前的名次，這兩類的第1段與自身比控制在較后的名次；第2類分配策略主要是第1、5、8段發力，在第1段與全程比起來體能消耗較大，影響后面的體能分配和節奏，導致之后的速度提不上來。

對于不建議蝶泳階段發力，關于比賽戰術，在蝶泳進行呼吸練習，吸入足夠氧氣。尤其是在400m個人混合泳中，以避免在第一節中強度的小幅度增加導致疲勞過程的早期出現[6]。有研究發現較差的運動員由于蝶泳階段的速度過快造成后程發力不足[8,9]，優秀的運動員應在不影響后程的情況下對前程控制發力[10]，這與本研究觀點相似。

對于建議仰泳、蛙泳、自由泳階段發力，有研究表明成績好的運動員采用蝶泳、仰泳階段不發力，蛙泳和自由泳階段發力，發力的階段其速度比成績差的運動員快；成績差的運動員蝶泳和仰泳階段發力，后程落后[11,12]；其蝶泳控制節奏,蛙泳、自由泳發力與本文研究相似，但仰泳不同，本研究認為仰泳發力的體能分配有利于好成績的取得，其一，由于優秀的男子400m個人混合泳運動員在蝶泳階段控制體能，在仰泳階段有較好的體能維持，從而導致了第4段的 “1加”階段；其二，第3、4段是主成分F1中的代表，特征值大，對總成績的貢獻率大，仰泳階段是途中耐力和加速能力的體現；其三，在此場比賽中第3、4段與總成績的相關性分別為0.895(P<0.01)、0.872(P<0.01),第3段是各段中相關性最大的，其次第4段是各段中相關性較大排在第2，可見仰泳階段的成績好壞對總成績的影響程度大；因此，仰泳階段發力是男子400m個人混合泳運動員取得較好成績的最重要的方式。目前優秀男子400m個人混合泳運動員取得較好成績的特點，一是采用積極的配速策略(前慢后快)，有研究成績較好的采用積極加速的節奏策略來獲取優異成績[8,9]，前面發力適當且保存體能，后面發力沖刺獲得較好的名次；二是節奏穩定[13],這與本研究的第1、3類策略較吻合，其中對于第1類策略不僅節奏穩定，而且保持較前的名次，這與運動員的絕對實力也是息息相關的。

因此，對于我國男子400m個人運動員，建議采用第1類和第3類體能分配策略，其共同特點是仰泳、蛙泳、自由泳階段發力，控制蝶泳階段發力；不建議采用第2類體能分配策略，其特點是在蝶泳階段發力明顯。

4 結 論

4.1 第1段(蝶泳1)為全程游速最快階段，第6段(蛙泳2)為全程游速最慢階段，第4、8段是全程的2個加速階段；主成分分析表明第1主成分由X3、X4、X7組成，代表途中的速度耐力和途中前、后程的加速能力，第2主成分由X8組成，代表終點沖刺能力，第3主成分由X1組成，代表出發速度控制能力；應重視加強第3、4、7段速度耐力訓練、第8段沖刺能力和第1段速度控制能力。

4.2 總成績較優秀的運動員采用第1、3類體能分配策略，建議優先采用這兩類策略，其共同特點是仰泳、蛙泳、自由泳階段發力，控制蝶泳階段發力；總成績較差一些的運動員采用第2類體能分配策略，不建議使用此策略，其特點是在蝶泳階段發力明顯。