世界中學生男子跳高冠軍董子昂專項技術診斷

劉嘉偉,苑廷剛,黃健民,周賢朋

(1.國家體育總局 體育科學研究所,北京 100061;2. 清華大學 體育部,北京 100084;3.江蘇省體育局 田徑運動管理中心,江蘇 南京 210024;4.江蘇省常州市體育運動學校,江蘇 常州 213022 )

中國男子跳高紀錄是朱建華于1984年創造的2.39 m,至今38年期間不斷涌現出周忠革(2.33 m)、王宇(2.34 m)和張國偉(2.38 m)等優秀運動員,但近年來該項目國內整體水平和在世界大賽成績不斷下滑,目前有王振、武國彪和董子昂等“00后”新生力量崛起,有望成為該項目的中堅力量。2005年出生的江蘇運動員董子昂,在2021第十四屆全國中學生運動會上以2.24 m的成績取得冠軍,這一成績達到了運動健將水平、打破原賽會紀錄并位列年度排名第4;在2022第十九屆世界中學生運動會上,董子昂以2.09 m的成績突出重圍折桂。年僅17歲的董子昂在身體機能、體能素質、專項技術和心理素質等方面有持續突破的較大空間和可塑性,有望成為中國男子跳高的一顆閃耀新星。

對董子昂運動技術進行個案研究,首先可找出其有待提升之處,對其不足點提出意見,提高訓練的針對性;其次通過持續監測建立個體數據庫,探索其技術特點和風格,提高訓練的個性化;同時為其他運動員的技術分析和訓練優化提供參考,助力該項目整體水平的提升。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以董子昂2021—2022年12個跳次的運動技術作為研究對象,并將其與7名中國優秀運動員9個跳次(對照組)進行對比。

表1 董子昂跳次信息

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

通過中國知網、Web of Science和世界田聯官網等平臺查閱跳高運動技術分析方面的相關文獻。

1.2.2 訪談法

就數據采集方案、技術指標選取、參數分析和運動技術改進等方面問題制定訪談提綱進行專家咨詢,訪談對象共計5人,分別為:苑廷剛(國家體育總局體科所,研究員)、黃健民(中國國家田徑隊,國家級教練員)、周賢朋(江蘇省田徑運動管理中心,王振助理教練)、王振(江蘇省田徑運動管理中心,第十四屆全運會男子跳高冠軍)、董子昂(江蘇省田徑運動管理中心,第十九屆世界中學生男子跳高冠軍)。

1.2.3 視頻拍攝解析法

使用3臺高1.20 m、幀速率50幀/s、質量1080 p的松下相機于跳高架0°、90°和130°位進行拍攝,使用SIMI三維標定框架進行現場標定。使用SIMI Motion 9.2.2對視頻進行三維解析,利用DLT法進行三維坐標轉化、利用截斷頻率7 Hz的Butterworth法進行數據平滑和利用Hanavan模型得出人體質心點[2]。

1.2.4 實地觀察法

于2021年11月以國家男子跳高隊科研人員身份隨黃健民教練組進行訓練輔助和科技助力工作,隨隊期間了解并記錄董子昂的運動技術情況。

1.2.5 數理統計法

使用SPSS23對數據進行正態分析、差異性分析和描述性統計等分析,其中正態檢驗Kolmogorov-Sirnov和Shapiro-Wilk均得出P>0.05,則數據服從正態分布,滿足正態分布的數據使用獨立樣本T檢驗進行差異分析、不滿足的使用Mann-Whitney U檢驗,得出P<0.05時有顯著性差異。

1.2.6 對比分析法

將董子昂與中國優秀運動員進行對比,探究其技術存在的不足和所具備的技術特點;將董子昂成功與失敗跳次進行對比,探索試跳失敗的原因,根據技術不足與失敗原因提出建議。

2 研究結果

2.1 助跑階段技術

根據前人研究,助跑最后2步是銜接助跑與起跳的關鍵技術環節,具有承上啟下的重要影響[3],本研究對助跑最后2步技術進行著重研究。

2.1.1 助跑步長及步速

通過表2數據統計可以看出,董子昂在倒2步相對步長較對照組平均小1.15%,倒1步步長與對照組均呈縮短規律,但相對步長較對照組大1.59%,董子昂在助跑最后2步的步長變化上呈倒1步步長小幅縮短的特點。董子昂在最后2步的速度上均高出對照組(倒2步0.08 m/s、倒1步0.14 m/s),倒1步步速下降但幅度相比對照組小0.84%,董子昂在助跑最后2步的速度上呈步速快且倒1步速度下降幅度小的特點。

表2 助跑步長和步速數據

將成功與失敗跳次進行對比發現,失敗跳次中倒2步平均步長大6 cm、倒1步大7 cm并且步長變化比率降低0.39%;失敗跳次倒2步平均速度快0.07 m/s、倒1步快0.09 m/s且變化比率小0.19%。數據雖不呈顯著差異性,但存在失敗跳次中步長步速增加且變化比率小的情況。

2.1.2 助跑質心高度

從表3數據統計可以看出,對照組2次質心高度變化均值為-1.77%±1.53%和-2.61%±2.36%,2次質心高度變化為不斷下降且降低幅度增加的特點;董子昂則為2.55%±1.02%和1.04%±1.92%,2次質心高度呈不斷升高但升高幅度減小的變化特點。經過差異性分析,倒2步質心高度董子昂較對照組平均低5 cm,且存在顯著差異性(方差P=0.446、均置P=0.013)。

表3 助跑質心高度數據

對比成功跳次發現,失敗跳次中到2步和倒1步質心高度均平均降低3 cm,但不存在顯著性差異;倒2步～倒1步和倒1步～起跳著地的2次變化比率均值降低分別增加了1.11%和1.01%,并呈顯著差異性(方差P=0.554、0.482、均置P=0.023、0.03),可認為最后2步質心高度的降低和2次質心高度變化比率的顯著增加是導致董子昂試跳失敗的因素之一。

2.1.3 助跑步時與關節角

通過對比成功跳次,發現在失敗跳次中,董子昂倒1步步時較倒2步減少,且步時相對穩定;失敗跳次中倒1步支騰比平均增加0.05,說明支撐時間占比有增加的趨勢,最后2步步時變化比率上較成功跳次平均降低5.74%。在倒1步著地膝角上失敗與成功跳次僅平均相差1.32°,但離地膝角上相差5.21°且呈顯著差異性(方差P=0.795 >0.05、均置P=0.019<0.05),倒1步離地膝角的減小反映的是不充分蹬伸,可認為這是導致其試跳失敗的因素之一。

2.2 起跳騰空階段技術

起跳是將所獲得的水平速度轉化為垂直速度,在較大轉化的同時獲得旋轉動力,以此來銜接騰空過桿動作技術,騰空過桿主要利用起跳離地后質心騰起高度和充分的“背弓”姿勢使身體越過橫桿,本文對起跳和過桿進行著重研究。

2.2.1 質心高度參數

從表5統計數據可以看出,董子昂H0和H1相對高度均值大于對照組(ΔH0大2.68%、ΔH1大1.69%),工作距離和H2上較對照組均值小0.03 m,并且在H0和H1的相對高度以及H0～H1變化比率上呈顯著差異性(方差P=0.189、0.671、0.849、均置P=0.002、0.047、0.029),可認為董子昂較對照組在起跳著地至離地過程中的質心垂直工作距離和H2上存在差距。

表5 起跳騰空質心高度數據

對比成功與失敗跳次發現,董子昂失敗跳次中H0、H1和工作距離較成功跳次均值更小(2 cm、3 cm和1 cm),雖不存在統計學差異,但考慮到質心垂直工作距離是董子昂起跳技術中的不足點和不穩定點,可認為H0、H1和工作距離是導致其試跳失敗的因素之一。董子昂成功跳次H3均值達0.15±0.07 m,遠超對照組0.03±0.02 m,董子昂質心最高點能夠達到2.27 m,但在2.15 m和2.20 m高度出現多次失敗,結合成功跳次HD均值18.47±9.27 cm,可看出董子昂雖能達到較高質心高度,但質心最高點與橫桿在水平面上的間距較大,沒有能夠充分利用最高質心高度來過桿,過桿經濟性與對照組差距明顯、存在很大不足。

2.2.2 起跳相對位置及時間

對照組踏跳時間均值為0.15±0.01 s,相較董子昂平均慢0.02 s,并呈顯著差異性(方差P=0.213、均置P=0.009),說明董子昂具有踏跳用時短的起跳技術。由表6統計數據發現,董子昂踏跳總時間基本穩定,在成功跳次中緩沖占比約50%,但在失敗跳次中緩沖時間占比增加(約占60%)。在著地時刻質心至起跳腳距離上,董子昂失敗跳次平均增加3 cm,但不存在顯著差異性;起跳距離上失敗跳次較成功跳次平均增大15 cm,并呈顯著差異性(方差P=0.909、均置P=0.019),可認為起跳距離增大是導致其試跳失敗的因素之一。

表6 董子昂成功與失敗跳次數據

表7 起跳速度及騰起角數據

表8 董子昂成功與失敗跳次數據

2.2.3 起跳速度及騰起角

對比對照組參數,董子昂騰起角平均小4.17°且呈顯著差異性(方差P=0.327、均置P=0.001);起跳垂直速度平均慢0.35 m/s且呈顯著差異性(方差P=0.053、均置P=0.001);起跳水平速度平均快0.31 m/s、速度轉化率上小3.98%,且均呈顯著差異性(方差P=0.052、0.516、均置P=0.046、0.002),可看出董子昂在踏跳過程中將著地水平速度向離地垂直速度轉化的能力較差(起跳速度較對照組平均慢0.06 m/s)。在著地垂直速度方面,董子昂7個成功跳次均呈正值(0.40±0.18 m/s),表明垂直速度方向向上,而對照組均值為-0.14±0.18 m/s,相差0.54 m/s,數據呈顯著差異性(方差P=0.169、均置P=0.000),可認為起跳著地時刻向上的垂直速度是董子昂自身技術特點。

對照分析成功與失敗跳次數據,董子昂失敗跳次中起跳著地水平速度有所增加(0.30 m/s),垂直速度減小(0.27 m/s),數據均呈顯著差異性(方差P=0.053、0.504、均置P=0.001、0.030),董子昂在加大踏跳著地水平速度的同時弱化了垂直速度。失敗跳次中踏跳離地時刻水平速度較成功跳次平均增加0.12 m/s、垂直速度減少0.17 m/s,速度轉化率降低4.59%且呈顯著差異性(方差P=0.339、均置P=0.006),董子昂失敗跳次中速度轉化效果更差,導致了水平速度無法有效轉化為垂直速度同時影響騰起角(減小1.87°)?？烧J為董子昂踏跳著地時刻保持在0.40 m/s左右的垂直速度是其個性化的技術特點,弱化自身技術特點轉而追求較大的踏跳著地水平速度和踏跳過程中速度轉化效率低是導致其試跳失敗的因素之一。

2.2.4 擺動腿與起跳腿參數

擺動腿技術上,董子昂成功跳次最大擺動角速度均值達763.32 °/s,遠高于對照組474.30°/s±132.60 °/s,呈顯著差異性(方差P=0.374、均置P=0.000)。失敗跳次均值699.98 °/s,仍高出對照組225.68 °/s,對比成功跳次數據呈顯著差異性(方差P=0.623、均置P=0.015),可認為董子昂擺動腿的快速擺動是其突出的技術特點,擺動腿擺速降低是導致其試跳失敗的因素之一。除此之外較成功跳次,失敗跳次擺動腿離地垂直速度平均減少0.09 m/s、離地折疊角增大3.14°和高擺角增加0.10°,結合擺動腿速度的降低可認為失敗跳次中擺動腿存在擺動動作不充分的情況。

在起跳腿技術上,董子昂成功跳次在著地、最大緩沖和離地膝角上均大于對照組(159.22°±3.34°、138.69°±6.39°和164.86°±3.77°),且呈顯著差異性(方差P=0.061、0.746、0.352、均置P=0.005、0.003、0.010),其中最大緩沖時刻差值最明顯(11.79°),較大的支撐膝角有利于其降低身體質心、增加垂直工作距離,以此為起跳蹬伸做好準備,但較大的最大緩沖角度則反映了腿部支撐能力欠佳,不利于蹬伸動作的快速完成。董子昂蹬伸角度(19.69°)較緩沖角度(13.28°)增加了48.24%(6.41°),遠高于對照組的27.41%(5.63°),董子昂充分的蹬伸幅度(較對照組大5.29°)反映其肌肉彈性和超等長收縮能力出色。

對照成功跳次發現,失敗跳次膝角在著地、緩沖和離地時刻均有所降低(3.25°、8.01°和8.88°),并且蹬伸角度較緩沖角度僅提高4.36%(0.79°),較成功跳次平均下降43.89% (5.62°),數據呈顯著差異性(方差P=0.098、0.625、0.374、均置P=0.047、0.037、0.021);此外髖角著地和離地角度較成功跳次平均減小4.82°和7.20°,數據呈顯著差異性(方差P=0.485、0.091、均置P=0.017、0.002)?？烧J為髖、膝關節及周圍肌肉剛度降低導致支撐角度的減小和緩沖不充分以及關節伸展和肌肉發力不足導致蹬伸不充分是造成試跳失敗的因素之一。

3 分析與討論

3.1 董子昂運動技術特點

董子昂在助跑最后2步中步長呈倒2步至倒1步小幅縮短(約-2.37%)的特點,步速呈速度快(約7.55 m/s)且倒1步速度保持能力強(下降約-2.27%)的特點, 較高的助跑速度有助于其利用腿部主動退讓快速平衡外部載荷,達到起跳中良好的起跳腿著地緩沖效果,并使起跳腿蹬伸速度快、力量大和幅度充分[4]。同時董子昂具備快速起跳(約0.13 s)的特點。董子昂最后2步助跑至踏跳著地過程中有質心高度不斷提高(倒2～倒1約2.55%、倒1～H0約1.04%)的特點,且H0和H1保持在較高位置(相對高度約49.86%和68.91%)。

除助跑速度快外,董子昂能具備起跳階段高質心、快起跳的特點來源于以下幾個方面:(1)起跳腿著地姿態積極充分(著地膝角約163.74°),腿部肌肉彈性和超等長收縮能力出色,能夠做到大幅度蹬伸(約增加48.24%,6.41°)和離地時關節充分伸展(約170.15°);(2)擺動腿的快速擺動能力,董子昂平均達763.32°/s的擺動腿最大角速度能夠減少起跳腿著地時刻制動力和促進起跳腿快速、充分的蹬伸,對起跳完整技術有重要影響[5];(3)起跳著地時刻已獲取約0.40 m/s向上的垂直速度,這也是擺動腿擺動速度快減少起跳腿著地制動力的體現,著地時刻向上的垂直速度有助于起跳腿在緩沖時充分拉長肌肉,使腿部肌肉在牽張反射中儲存更多彈性勢能,結合主動用力發揮更大的做功功率。

3.2 董子昂技術不足之處

目前存在最為主要的三大不足之處在于:(1)起跳腿支撐能力差,在最大緩沖時膝角平均約150.45°,這是由于起跳腿無法承受地面所施加的反作用力從而增加膝關節緩沖的角度,這對后續快速、有力的完成蹬伸動作產生不利影響[6]。(2)起跳階段速度轉化率低(約60.34%),董子昂在起跳離地時刻水平速度過大(約4.56 m/s)但合速度(約6.26 m/s)和垂直速度(約4.32 m/s)慢,這將首先影響其騰起角度(約43.48°),較小的騰起角會使身體向前和向上的沖量受到影響[7];其次導致其起跳階段身體質心垂直工作距離短(約0.36 m),使身體質心的移動效率降低。(3)騰空過桿經濟性差,董子昂H3均值為0.15 m、HD為18.47 cm,表明其能夠達到較高的身體質心最高點但未能準確出現在桿上,H4越大則身體質心通過橫桿正上方的高度越低,H2的高度利用率越低,失敗的可能性隨之增加[8]。

3.3 董子昂失敗跳次分析

試跳失敗的原因來源于幾個方面:(1)助跑速度過快超出自身可控范圍,在失敗跳次中助跑速度提升約0.08 m/s且變化比率降低0.19%。助跑速度過快會導致起跳腿蹬伸速度慢、幅度小和力度差現象[9],董子昂倒1步離地膝角不充分蹬伸(約小5.21°)導致起跳階段擺動腿所受牽張反射作用減小而延緩最大擺動速度(約63.32°/s);助跑和起跳質心高度降低(約2.75 cm),過快的水平速度和較低的質心高度導致起跳著地時刻制動力增加(垂直速度減小約0.27 m/s)和踏跳緩沖時間占比增加(約占60%)。(2)助跑節奏和助跑點位發生改變,董子昂助跑最后2步步長平均增加6.5 cm,較大的步長應使運動員起跳點更加貼近橫桿方面,但董子昂起跳距離卻平均增加約15 cm,說明其最后助跑階段的助跑節奏和點位已經發生了較大的改變,步長過大會使得起跳階段身體質心處在過低位置,延長起跳時間和速度,不利于水平速度向垂直速度轉化;同時著地時刻質心至起跳腳距離增加約3 cm,說明董子昂在助跑過程中身體姿態發生改變,起跳著地時刻質心位置的落后將會帶來較大的制動力和增加起跳緩沖時間[10]。(3)起跳階段速度轉化能力的進一步下降(約4.59%),著地水平速度的增加(約0.30 m/s),離地垂直速度得減小(約0.17 m/s),影響跳高成績主要因素中的起跳合速度和騰起角均受到起跳垂直速度的制約,董子昂失敗跳次騰起角度減小約4.17°。(4)起跳腿和擺動腿動作不充分、不到位,董子昂失敗跳次中擺動腿不僅最大擺動速度降低明顯,其離地時刻折疊角和高擺角增加(約3.14°、0.10°),說明其折疊程度和擺動高度不充分,這不僅影響擺動腿離地垂直速度(減少約0.09 m/s),同時也對起跳腿的緩沖和蹬伸造成干擾,完整技術節奏和效果受到消極影響;其次起跳腿膝角和髖角在著地(約3.25°、4.82°)、最大緩沖(約8.01°)和離地時刻(約8.88°、7.20°)角度減小,膝關節蹬伸角度變化幅度小(約4.36%)、角度增加小(約0.79°),均表現出膝關節和髖關節不充分蹬伸的現象,這將會導致起跳前擺速度降低、力量減小,水平速度不能有效的轉化為垂直速度。

4 結論與建議

4.1 結 論

(1)董子昂技術特點有:助跑最后2步步長穩定,步速快(約7.55 m/s)且保持速度能力強,助跑至起跳過程中質心不斷升高;起跳過程中H0與H1相對高度較高(約49.86%和68.91%),起跳著地時刻已獲得約0.40 m/s向上的垂直速度,起跳時間短(約0.13 s);起跳腿著地膝角較大,腿部肌肉彈性和超等長收縮能力出色;擺動腿快速擺動能力強,平均最大角速度約763.32 °/s。

(2)董子昂技術不足有:助跑速度、節奏和點位不穩定;起跳腿支撐能力差,主要體現于起跳最大緩沖時刻(膝角約150.45°);起跳階段速度轉化率低(約60.34%),垂直速度慢(約4.32 m/s)、騰起角小(約43.48°)和質心垂直工作距離短(約0.36 m);過桿經濟性差,H2的高度利用率低,H3均值為0.15 m、HD為18.47 cm。

(3)董子昂失敗跳次成因有:助跑速度過快超出自身可控范圍(倒2步約7.71 m/s,倒1步約7.55 m/s);助跑節奏和助跑點位發生改變,步長增加約6.5 cm,起跳距離同步增加約15 cm;起跳階段速度轉化能力降低(約55.75%),水平速度增加約0.30 m/s而垂直減小約0.17 m/s和騰起角度減小約4.17°;擺動腿最大擺動速度降低(約63.32°/s),離地時刻折疊程度(增大約3.14°)和制動高度不充分(高擺角增加約0.10°);起跳腿膝關節蹬伸幅度小(約4.36%),離地時刻髖關節(約168.49°)和膝關節(約161.27°)未能充分伸展。

4.2 建 議

(1)青少年跳高運動員助跑階段訓練中,首先在提高助跑速度前應先評定運動員起跳階段速度轉化能力,速度轉化能力差的基礎上發展助跑速度將適得其反;其次在提高助跑速度的同時注重助跑節奏及點位,訓練運動員在不同試跳高度下助跑速度和節奏的穩定發揮;同時關注髖關節在助跑過程中的相對位置,避免出現髖關節滯后的不利情況。

(2)青少年跳高運動員起跳階段訓練中,除訓練運動員起跳腿支撐能力和蹬伸能力、擺動腿的快速擺動和高擺制動能力外,加強雙腿蹬擺配合技術的一致性、連貫性和穩定性,以此提高速度轉化能力;此外通過運動員身體最高點與橫桿水平間距(HD)作為修正起跳距離的依據,減小HD值以提高過桿經濟性和H2利用率。