女子冰球運動員滑行技術運動學分析及訓練對策研究

朱寶峰 李雙玲 陶永純 谷化錚 李剛 李勇 聶子琛 張成剛

摘 要：滑行技術是冰球運動的基礎，也是完成運球、射門、對抗的重要保障。采用視頻錄制和Dartfish技戰術視頻分析方法，對我國女子冰球運動員的滑行技術進行運動學分析。發現我國優秀女子冰球運動員支撐腳外展角度大，導致力量出現損耗，支撐側大腿小腿之間的角度、髖關節與大腿之間的角度大，導致下蹲不充分，蹬冰腿側向蹬冰不充分，從而影響了運動員的蹬冰幅度；連續多次滑行時身體重心不穩定，導致力量出現損耗。建議女子冰球運動員在訓練過程中，應加強青少年時期滑行技術動作的規范性訓練，注重互為拮抗肌之間的力的平衡，減少不必要的力量損耗；充分的側向蹬冰、擺臂、轉移重心、降低重心以及動作回收，提高滑行速度和運動表現；結合冰球項目和女子身體素質特征，完善女子基礎體能訓練、專項功能體能訓練及滑行技術的評價手段。

關鍵詞：女子冰球運動員；滑行技術；運動學；體能訓練

中圖分類號：G862.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1002-3488（2023）05-0006-07

Research on Kinematics Analysis and Training Strategy on Sliding Techniques of Female Ice Hockey Athletes

ZHU Baofeng1， LI Shuangling2， TAO Yongchun1， GU Huazheng1， LI Gang1， LI Yong1， NIE Zichen1， ZHANG Chenggang1

（1. Department of Sports， Harbin Institute of Technology， Harbin 150001， China; 2. Higher Education Research and Evaluation Center， Harbin Sport University， Harbin 150008， China）

Abstract： Skating technique is the foundation of ice hockey and an important guarantee for finishing dribbling， shooting and confrontation. This paper has carried out a kinematic analysis on the sliding techniques of Chinese female ice hockey athletes by using the methods of video recording and Dartfish technical and tactical video analysis. It is found that Chinese excellent female ice hockey players' support foot abduction angle is large， which leads to the loss of power; the angle between the thigh and calf on the support side and the angle between the hip joint and the thigh is large， which leads to the inadequate squatting and the inadequate lateral stirring of the stirring leg， which affects the stirring amplitude of the athletes; and the center of gravity is unstable in the successive multiple skating， which leads to the loss of power. It is suggested that female ice hockey players should strengthen the standardized training of skating technical movements in adolescence during the training process， pay attention to the balance of force between mutually antagonistic muscles， and reduce the unnecessary loss of power. Sufficient lateral stirrups， arm swing， transfer of the center of gravity， lowering of the center of gravity， and recovery of movements to improve the skating speed and athletic performance; Combing with the ice hockey program and womens physical quality characteristics， improve women's basic physical training， specialized functional physical training and skating technology evaluation means.

Key words： female ice hockey players; sliding techniques; Kinematics; physical exercise

女子冰球運動始于20世紀80年代，隨著女子冰球世界杯、奧運會女子冰球比賽以及各地區性和國際性女子冰球錦標賽的持續開展，女子冰球運動在全球范圍內得到迅速發展和普及。目前，女子冰球運動打法動作趨向男性化特征，逐漸呈現出比賽節奏快、時間長、負荷大等特點，技術要求呈現出多元化、對稱性和組合變異的特點[1]，這些對女子冰球運動員的訓練方法和效果提出了更高的要求。

滑行技術是冰球運動中其他技術的基本運動模式，嫻熟、高質量的滑行技術可以幫助運動員在冰上快速、準確地移動，順利有效地爭奪冰球的控球權，也能在比賽中完成技戰術配合。雖然冰球訓練中強調良好的滑行技術，但由于其技術動作繁多、體能要求高，教練員通常傾向于對身體部位和關節運動進行主觀視覺分析和解釋，并提出提高運動員滑行表現的訓練干預措施。本研究針對我國優秀女子冰球運動員的滑行技術進行運動學分析，通過計算不同的肢體角度對滑行速度的影響，提出相應的訓練對策。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取18名現役國家女子青年隊冰球運動員（平均年齡17.3±0.63歲，不含守門員），平均訓練年限為6.3±2.25年。其中有14名運動健將，4名國家一級運動員，平均身高167.61±8.34 cm，平均體重60.96±9.46 kg。

1.2 研究方法

本實驗采用Hockey Development Center Skatemill測試系統錄制女子冰球運動員滑行技術運動視頻并進行視頻分析。在數據收集過程中，每個滑冰者進行了10～15次向前全速滑行。從視頻記錄中，為每個測試者選擇了3個連續的步幅（左右腳各滑1步為一個步幅），對一個完整的步幅進行Dartfish視頻分析，并將視頻分析所得數據進行數據建模，以期了解以下情況：1、后腿擺角對前進的影響力大小；2、重心側向偏移產生的作用力（力偶）大小；3、前腳（冰刀軸線）與前進方向存在夾角時對前進作用力的大小。

1.3 數據處理

為簡化計算，本研究作如下假設：將整個問題視為平面問題，分別從側面、正面的平面受力情況討論3個待求解量；不計空氣阻力；假設人體各部分為剛體，忽略其由于運動產生的微小變形；假設每個時刻人體重心的位置函數已知，且其對時間的二階導數為0；假設人體各個關節可簡化為鉸支約束；假設各個時刻人體處于受力平衡狀態；由于通過后腿發力來獲取動力前行，相比于其對地面的蹬力，其余阻力較小，故將其忽略。

2 測試結果與數學建模

2.1 女子冰球運動員滑行技術測試結果

為了測試冰球運動員在滑行時蹬冰是否產生了最好的效果，通過Dartfish技戰術視頻分析軟件對女子冰球運動員的滑行技術圖像進行滑行時肢體各角度的分析（表1）。通過解剖學特征及關節角度分析，可以對比標準值（標準值來自Hockey Development Center系統大數據計算所得）得出動作完成程度。

由表1可知，女子冰球運動員在滑行技術中，蹬冰腳與支撐腳的關節角度區間與標準值均存在一定差距，其中蹬冰腿側蹬冰角度小于標準值，蹬冰腿腳踝屈、伸展角度均大于標準值，這些都說明運動員側蹬冰不夠充分；支撐腿大腿與小腿夾角大于標準值，說明運動員下蹲的角度不夠，身體重心高；10次蹬冰滑行效率低于標準值，說明運動員在滑行過程中身體重心出現上下起伏，不夠穩定。

2.2 女子冰球運動員滑行技術正面受力分析

2.2.1 雙腳支撐時受力分析

為了進一步明確不同的角度對運動員滑行力量的損耗，本研究對女子冰球運動員的滑行技術進行正向受力分析，在分析時只考慮各個力在豎直面內的分量，其受力簡圖，見圖1。

假設任意時刻，W為重力，重心距離左右腳著地點的水平距離分別為a與b，由剛體平衡條件，得到方程組：

∑Y＝0，即-W＋FRC0＋FRD0＝0

∑MC（F）＝0，即-W·a＋FRD0·（a＋b）＝0

解得： ?FRD0＝W·a/（a＋b）

FRC0＝W·b/（a＋b）

未偏移時，設： ?a＝a0

b＝b0

則代入后，得到： ?FRD0＝W·a0/（a0＋b0）

FRC0＝W·b0/（a0＋b0）

2.2.2 單腳支撐時受力分析

運動員向前滑行時主要是依靠一腳支撐、一腳向側蹬冰來推動其滑行，所以單腳支撐時假設重心向右偏移的水平距離為d，見圖2。

則此時有： ?a1＝a0＋d

b1＝b0－d

代入方程組后，得到：

FRD1＝W·（a0＋d）/（a0＋b0）

FRC1＝W·（b0－d）/（a0＋b0）

將偏移以及未偏移時的各力相減，得到：

△FRD＝W·d/（a0＋b0）

△FRC＝W·（-d）/（a0＋b0）

二者分別為C（左腳）與D（右腳）支持力的增量，若為負值，則說明支持力減小。繼之，可以將二個變量合并后得到一個力偶矩：M側＝△FRD·（a0＋b0）＝W·d。若重心向右偏移，則M側為順時針方向，類似于上述姿態的受力情況，見圖3。

分析可知，此時重心偏離造成的附加力矩依舊為：M側＝△FRD·（a0＋b0） ＝W·d，在圖3中，若重心向右偏移，則M側為順時針方向。想要持續獲得側蹬冰的力就需要在滑行時快速地轉移身體重心，以防止身體因重心不穩而發生旋轉，導致力量的進一步損耗。

2.3 女子冰球運動員滑行技術側面受力分析

當后腳即將離地的瞬間，其受力情況，見圖4。

其中：重力可由W＝m·g計算得出，l1為前腳著地點至重心的水平距離，以重心在前為正；l2為后腳著地點至重心的水平距離，以重心在前為正。α、β分別為前腳、后腳與水平地面的夾角，θ為前腳與前進方向所成的夾角。由牛頓第三定律可知，地面反作用力F2與蹬力在數值上滿足F2＝F蹬，由受力平衡條件可得：

∑X＝0，即F2·cosβ＋F1·cosα－FX＝0

∑Y＝0，即W－F1·sinα－F2·sinβ＝0

∑MA（F）＝0，即M＋F1·sinα·（l2－l1） －W·l2＝0

解得： ?F1＝（W－F2·sinβ）/sinα

FX＝F2·（cosβ－sinβ/tanα）＋W/tanα

M＝W·l2－（l2－l1）·（W－F2·sinβ）

對上述變量進行分解，得到：

M＝W·l2－（l2－l1）·（W－F2·sinβ）

F后＝F2·cosβ

其中，M為重心前后偏移造成的分力偶，F后為后腿蹬冰對前進方向貢獻的力，為求解前腳偏離前進方向造成的影響力，因此只需單獨分析其前腳的受力情況。由于豎直方向與前進方向（水平）保持正交關系，故只需求其各力在水平面內的分量，見圖5。

假設其與前進方向的夾角大小為θ（0°≤θ＜90°），其中，FX已在前面部分得出，由三角函數關系：F前＝FX·tanθ，聯立方程消去中間變量，得到：F前＝[F2·（cosβ－sinβ/tanα）＋W/tanα]·tanθ。其中，單腳著地時，取F2＝0即可（程序中取蹬冰力為0），由此得到：F前＝W/tanα·tanθ，其方向垂直于前進方向，其力量損失的相對百分比為：ζ＝F前/F合·100%＝sinθ·100%。由此可知，冰球運動員前腳偏離的角度越大，其損失的前進力越大，二者呈正相關。從中不難看出，冰球運動員滑行速度是由蹬冰力的水平分量和支撐腿的角度所決定的。

3 分析與討論

3.1 下肢各關節的角度對運動員滑行速度的影響

冰球運動員在進行直線向前滑行時需要經過三個階段：蹬冰階段、滑行階段、收腿階段。其中運動員依靠蹬冰腿的髖、膝關節快速向側后方蹬冰，蹬至最大幅度后，獲得向前滑行的力量。同時，運動員的冰刀經歷了從外刃到平刃再到內刃的變刃支撐過程后便進入滑行階段，此時運動員主要依靠支撐腿的髖、膝關節支撐使身體保持靜態滑行姿勢，之后冰刀離開地面做收腿動作。通過我國女子冰球運動員滑行技術運動學的分析結果發現，我國優秀女子冰球運動員在滑行時支撐腿屈髖、屈膝以及屈踝的角度相對于國外優秀女子冰球運動員都較大，導致我國運動員在滑行時下蹲的角度過大，身體重心過高，支撐腳向外翻；同時蹬冰腿側向蹬冰不夠充分，身體重心上下起伏比較明顯，這一系列滑行技術的不規范導致蹬冰力量出現損耗，從而影響冰球運動員的滑行速度。

影響冰球運動員滑行速度的因素主要包括蹬冰的頻率和步幅。其中，步幅就是運動員側向蹬冰的幅度，步頻是在單位時間內蹬冰的次數。步幅的大小由運動員蹬冰腿的臀部、大腿、小腿和腳向側后方蹬冰的幅度來決定[2]，通過對高水平和低水平運動員滑行時的動力學分析可知，在進行快速起動時，優秀冰球運動員比低水平冰球運動員表現出更大的足底屈肌活動，髖關節更快伸展；當滑行進入穩定滑行狀態時，則表現出更大的髖關節運動范圍[3]。特別是當冰球運動員滑行到第3步時，加速起動技術向滑行階段轉移，此時表現出較大的膝蓋彎曲幅度，運動員的身體重心更低[4]。這是因為冰球運動員穿著的冰刀刀刃與冰面的接觸長度僅有2 mm，而且刀刃與冰面的摩擦系數非常小，所以快速起動時只有迅速地向側后方蹬出才能形成連貫動作，獲得較快的滑行速度及進入滑行階段。Upjohn[5]等人研究了在滑行機上的不同水平冰球運動員之間的三維下肢運動學差異，發現高水平冰球運動員的步幅和各關節活動范圍更大。除了髖關節的變化外，膝關節運動學也發生了顯著變化，根據Lafontaine[6]（2007）的研究，在滑行階段，下肢各關節屈曲幅度與其滑冰速度存在必然的聯系，特別是膝關節伸肌力量決定著滑行速度。因此，后續訓練中增加的膝關節伸肌活動可以提供更大的關節伸展速度。此外，冰球運動員要想獲得更快的移動速度，還需要充分利用體重。特別是在滑行階段，運動員的身體重心必須盡快轉移并全部放在支撐腿上，同時要顯著降低重心，以保持蹬冰腿的充分延展。

3.2 影響冰球運動員滑行速度的其他因素分析

由于冰球運動員在冰上訓練的時間有限，因此采用必要的陸地訓練或在其他設備上進行訓練，成為提高運動員滑行能力的關鍵。從20世紀70年代起，國外的冰球訓練機構研制了滑行機（skatemill or treadmill），作為學習和糾正運動員滑行技術、提高其運動素質的設備，很多國外的優秀運動員常常利用非賽季進行滑行機訓練，通過糾正其滑行技術和進行體能訓練，為其后續的比賽打下良好的基礎[7]。Kari Jo Guttomson[8]通過滑行機對運動員的滑行技術進行肌電圖分析后得出，影響運動員滑行速度的肌群主要是股直肌、股二頭肌、內收肌長肌、臀大肌、腹直肌和豎脊肌，其中蹬冰腿側向蹬冰時髖關節對其滑行速度的影響相對較小，內收肌收縮速度的快慢會影響滑行速度。

冰球運動員滑行時不僅需要具有良好的腿部和腰背肌力量，踝關節的力量也是決定其滑行速度的另一個關鍵因素。這是因為冰球鞋在整個滑行過程中使運動員的踝關節保持背屈，在向外推的過程中需要踝關節充分外翻。而踝關節由于受到冰球鞋的限制，其活動范圍受到一定的影響，因此在平時的訓練中也要多關注踝關節力量的提升。

3.3 提升女子冰球運動員滑行能力的訓練對策

通過上述分析可以發現，我國女子冰球運動員的滑行技術與世界優秀標準存在差距。一般來說，較大的髖關節彎曲角度、較小的膝關節彎曲角度和穩定的踝關節，有益于冰球運動員獲得較快的滑行速度。為進一步完善女子冰球運動員的滑行技術，提高運動員的體能水平，本研究結合測試結果和以往訓練中存在的不足，提出幾點訓練對策。

3.3.1 完善女子基礎體能訓練

在冰球運動中體能是基礎，良好的體能是完成技術和戰術的關鍵[9]。當前，針對我國冰球運動員的體能訓練方法主要有傳統體能訓練中的力量、耐力和速度訓練，而且訓練方案的制定缺乏針對女性特征的內容。因此建議在今后的訓練中應根據冰球運動的高強度沖撞對抗特征，在力量訓練中要重視多項循環快速力量，強化運動員的力量耐力訓練；抓住冰球運動制勝的關鍵能力，在體能訓練中注重運動員的速度和速度耐力，進而通過力量、速度和耐力三種訓練方法的緊密結合，更好地完成技術動作和適應激烈的比賽情境。

與陸地同類對抗性項目相比，冰球項目對運動員的力量、速度、耐力和靈敏性要求較高，尤其滑行速度是決定運動員能否快速擺脫防守、進行進攻的關鍵因素。滑行技術是建立在運動員平衡能力、身體靈活能力以及腿部支撐能力等基礎之上，要提高冰球運動員滑行能力就需要同時對以上各項能力進行訓練，才能最終實現滑行技術的提高和改善[10]。冰球運動員側向蹬冰時需要髖關節充分伸展，依靠大收肌收縮發力完成快速的蹬冰與回收，因此在全面發展女子冰球運動員各項運動素質的基礎上，應進一步加強滑行速度的訓練，同時強調運動員的平衡控制能力以及各項能力的有效結合。在訓練中加強相對力量的訓練和陸地各種跳躍訓練，才能改善和提高運動員的速度、力量和靈敏素質[11]，可以增加對髖關節柔韌性的訓練和下肢大收肌的訓練；并重視拮抗肌群的練習，平衡下肢肌力，提高運動員的平衡能力[12]。另外，冰球運動員所穿著的冰鞋腳踝部分異常堅硬，雖然對踝關節提供了足夠的保護作用，但也限制了腳踝的活動范圍。由于滑行時冰球運動員的踝關節也需要充分地伸展，所以在平時的訓練中需要不斷提高踝關節的力量，對此可以采用各種不同形式的提踵練習。

綜上，在今后的訓練過程中，從女子冰球運動員體能訓練的整體性來看，可以多進行快速伸縮復合訓練。這種訓練不僅可以在冰上進行，也可以在陸地體能訓練中進行，以達到快速提高運動員爆發力的目的。同時，教練員也應該鼓勵運動員進行更多形式的核心肌群（即臀大肌、髖外展肌、內收肌、髖部屈肌、腹肌和下背肌）的訓練，這不僅可以提高核心肌群的穩定性，還可以預防傷病的發生。

3.3.2 提高滑行技術的規范性

Shawn[13]的研究表明，高水平運動員在側向蹬冰時比低水平運動員表現出更多的髖關節伸展及向外旋轉膝蓋，并在整個滑行過程中髖關節和踝關節充分屈曲，因此冰球運動員滑行時要想獲得足夠快的滑行速度，就需要注意其滑行時身體姿勢的控制和技術的規范性。冰球運動員的各種滑行技術都是在不穩定狀態下完成的，良好的姿勢控制能力可讓運動員在作出起動加速、制動或變向動作時身體關節角度得到有效的控制，達到技術最合理、能耗最經濟，從而提高運動表現[14]。同時，冰球運動員的滑行姿勢控制能力得到改善后，有利于在滑行過程中髖部、脊柱、肩部各關節的協調用力，在行進中保持平衡穩定。所以在訓練中，教練員一定要通過糾正冰球運動員滑行過程中的身體姿勢來強化其對身體的控制能力。

國外的研究表明，在仿真冰上進行的滑行訓練與在真冰上的訓練動作節奏和規范性非常相似，所以可以借助仿真冰進行日常的滑行技術糾正訓練。近年來輪滑球運動逐漸興起，這也是一種以滑行技術和桿上技術為基礎的集體項目，其技戰術與冰球運動基本相似[15]，故也可以利用輪滑球提高冰球運動員滑行技術的規范性。這幾種訓練方法都可以作為冰球運動員提升其滑行技術規范性的輔助訓練方式，而且這些手段不受冰場和時間的限制，還可以提高冰球運動員練習滑行的積極性、趣味性。

3.3.3 增加功能性體能訓練及評價手段

雖然冰球運動員的訓練分為冰上和陸地兩種形式，但訓練模式相對單一，且針對性較差，缺乏針對女子冰球運動員的訓練計劃。但近年來提出的功能性體能訓練正成為運動訓練領域的熱點內容，該方法更加強調各項運動素質的整體性和目的性，體現運動員對身體穩定性和機動性的動態控制[16]。當前冰球運動員已經采用的功能性體能訓練，包括懸吊訓練法、振動力量訓練和繩梯訓練法等，可以用來提高各項運動素質[17]。有研究還提出了高強度間歇訓練（HIIT）和板塊周期訓練的新型體能訓練方法[18]。然而以上的體能訓練方法對于改善冰球運動員身體和體能素質效果方面的研究還較少，是否符合我國女子冰球運動員的機體狀態和身體素質仍需進一步探討。

在冰球技能評價手段方面，Schwesig[19]等提出了專門化的冰球專項測試（IHCT），在評估冰球運動員所需各項能力基礎上，結合比賽情境設置了間歇性負荷和體力恢復。這一專項測試不僅能測量冰球運動員所需具備的多項能力，并且能給教練員和運動員提供量化的技術指標，為日常訓練提供參考。我國女子冰球運動員的訓練評價手段也可參考這一標準并進行本土化和專項性的改良，以便針對女子的身體特征進行訓練評價。

4 結論與建議

4.1 結論

1. 通過對我國女子冰球運動員滑行技術方面的視頻分析：運動員蹬冰腿的側向蹬冰角度小于標準值，蹬冰腿踝關節屈、伸展角度均大于標準值，說明運動員側向蹬冰不夠充分；支撐側的大腿與小腿夾角大于標準值，說明運動員下蹲的角度不夠，身體重心高；10次蹬冰滑行效率低于標準值，說明運動員在滑行過程中身體重心出現上下起伏，不穩定，整體來看我國女子冰球運動員的滑行技術不規范。

2. 通過對我國優秀女子冰球運動員滑行技術方面的生物力學分析：運動員前腳偏離的角度越大，其損失的前進力越大，二者呈正相關。冰球運動員滑行速度是由蹬冰力的水平分量和支撐腿的角度所決定的。

4.2 建議

1. 目前我國女子冰球運動員的滑行技術與國際優秀冰球運動員仍存在差異，改善滑行技術、提高滑行速度是提高運動表現的重要內容之一。

2. 今后冰球運動員在進行滑行訓練時，一定要強調滑行技術的規范性，要充分地側向蹬冰、擺臂、轉移重心、降低重心以及動作回收。

3. 針對冰球運動專項特點和女性運動員的體能特征，進一步完善女子基礎體能訓練、專項功能體能訓練及滑行技術的評價手段。

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