程泓人，苑廷剛

(1.武漢體育學(xué)院 研究生院，武漢 430079；2.國家體育總局體育科學(xué)研究所，北京 100061)

男子跳高是我國田徑的優(yōu)勢項(xiàng)目，曾涌現(xiàn)出倪志欽、朱建華、張樹峰、黃海強(qiáng)、張國偉等一批在世界大賽上取得過優(yōu)異成績的運(yùn)動(dòng)員。而目前，我國男子跳高的領(lǐng)軍人物是王宇。王宇出生于1991年，身高1.90 m，體重67 kg，個(gè)人最好成績?yōu)?.34 m。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全年賽季中我國男子跳高運(yùn)動(dòng)員中只有王宇一人跳出過2.27 m(國際健將)以上的成績[1]，且1年內(nèi)共9次在比賽中躍過該高度，足以證明王宇是當(dāng)前我國男子跳高項(xiàng)目上唯一具備世界級(jí)水平的運(yùn)動(dòng)員。此前有不少國內(nèi)學(xué)者通過對比我國男子跳高運(yùn)動(dòng)員與國外優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)差異，尋找共性特征[2-4]，或是對個(gè)別運(yùn)動(dòng)員在某一場賽事的技術(shù)表現(xiàn)進(jìn)行研究[5-6]。然而針對某一重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員全年賽事的技術(shù)表現(xiàn)進(jìn)行跟蹤研究的文獻(xiàn)很少。為此，本研究采集了王宇在2019年參加過的5項(xiàng)重大賽事的比賽視頻，對其中有代表性的9跳進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)視頻解析，深入剖析王宇現(xiàn)階段的技術(shù)特點(diǎn)，并通過對比世界級(jí)優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題并提出訓(xùn)練建議，為王宇和我國其他運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練提供新的思路和借鑒。

1 研究對象與研究方法

1.1 研究對象

本文以我國優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員王宇的關(guān)鍵技術(shù)為主要研究對象，以王宇在2019年參加過的重大賽事中關(guān)鍵跳次的技術(shù)參數(shù)為研究內(nèi)容(表1)。并以在世界大賽中跳出過2.31 m以上成績的世界級(jí)優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員(以下簡稱“世界級(jí)組”)為對比研究對象(表2)。2.31 m的成績可以讓運(yùn)動(dòng)員在近幾屆世界大賽中登上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，也是王宇在2019年的最好成績，具有研究意義。

表1 王宇2019年比賽跳次解析信息情況一覽表

表2 世界級(jí)組運(yùn)動(dòng)員基本信息情況一覽表

1.2 研究方法

1.2.1 運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場拍攝法

本研究中有關(guān)王宇的運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)均為現(xiàn)場實(shí)地拍攝后，利用視頻圖像解析技術(shù)得出。采用3臺(tái)Sony攝像機(jī)，型號(hào)為DCR-TRV75E，拍攝頻率為50幀/s，進(jìn)行三維立體定點(diǎn)定焦拍攝。比賽現(xiàn)場相機(jī)放置情況如圖1所示，攝像機(jī)①平行于跳高橫桿并正對運(yùn)動(dòng)員起跳正側(cè)面，相機(jī)位置距離拍攝區(qū)域約為20 m；攝像機(jī)②垂直于跳高橫桿并正對運(yùn)動(dòng)員起跳正前方平面，相機(jī)位置距離拍攝區(qū)域約為35 m，攝像機(jī)①和②的主光軸夾角為90°；攝像機(jī)③位于跳高運(yùn)動(dòng)員起跳區(qū)域斜側(cè)面，相機(jī)位置距離拍攝區(qū)域約為50 m，攝像機(jī)①和③的主光軸夾角為150°，攝像機(jī)②和③的主光軸夾角為60°。拍攝區(qū)域是以跳高運(yùn)動(dòng)員起跳點(diǎn)為中心約15 m×10 m的范圍。由于目前國內(nèi)男子跳高運(yùn)動(dòng)員中絕大多數(shù)為左腿起跳，因此在國內(nèi)比賽中不采集右腿起跳運(yùn)動(dòng)員的視頻。在2019年國際田聯(lián)鉆石聯(lián)賽上海站和2019年國際田聯(lián)世界挑戰(zhàn)賽南京站的兩場比賽中，考慮到賽事轉(zhuǎn)播以及國外選手的參加，攝像機(jī)①和②改置于看臺(tái)的最前排，攝像機(jī)位置距離拍攝區(qū)域約35 m和50 m。此外，在比賽前后均使用Peak三維輻射型標(biāo)定框架進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定，作為視頻校準(zhǔn)圖像。

圖1 比賽現(xiàn)場相機(jī)布置示意圖

1.2.2 視頻圖像解析法

使用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)三維視頻解析系統(tǒng)Peak Motus 9.0對采集到的運(yùn)動(dòng)視頻圖像進(jìn)行數(shù)字化處理，采用直接線性DLT轉(zhuǎn)換獲得運(yùn)動(dòng)員關(guān)節(jié)點(diǎn)和身體質(zhì)心的空間三維坐標(biāo)。人體參數(shù)模型使用日本的松井秀治人體模型，并對跳高架的4個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化標(biāo)定以利于計(jì)算高度參數(shù)。為了提高數(shù)據(jù)處理的精確度，避免平滑處理對始末端數(shù)據(jù)的影響，截取跳高運(yùn)動(dòng)員比賽中助跑倒數(shù)第2步著地前4幀至身體落墊后4幀的視頻圖像進(jìn)行解析和數(shù)字化處理。原始數(shù)據(jù)使用 Butterworth低通濾波進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑處理，截?cái)囝l率為6 Hz。

1.2.3 專家訪談法

根據(jù)研究需要，就跳高項(xiàng)目各階段的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)技術(shù)參數(shù)：助跑最后2步步長、步速、助跑速度損失率、起跳階段的水平速度和垂直速度、起跳角度、起跳腿支撐角度、3H高度、過桿姿態(tài)等方面進(jìn)行了專家咨詢。訪談專家為國內(nèi)外優(yōu)秀跳高教練員(表3)。

表3 訪談專家基本信息表

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析法

采用Excel2007和SPSS23.0統(tǒng)計(jì)軟件對解析出的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最大值(max)、最小值(min)、平均值(Aver)和標(biāo)準(zhǔn)差(SD)、百分比，被用來對研究對象進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)。單樣本K-S檢驗(yàn)正態(tài)分布，連續(xù)性數(shù)據(jù)采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)和U檢驗(yàn)，用雙變量相關(guān)分析比較組間差異。參數(shù)間的顯著性差異定為：p<0.05為顯著性差異，p<0.01為極其顯著性差異。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 助跑最后2步步長與步速的特征

國內(nèi)外眾多文獻(xiàn)認(rèn)為，助跑的最后2步是背越式跳高中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)[9-11]。在最后2步的步長特征上，許多學(xué)者認(rèn)為助跑倒1步的步長要盡可能大，以便起跳腿后蹬和擺動(dòng)腿前群肌肉拉長，前移身體重心[12]。由表4可知，王宇的倒2步步長為2.16±0.06 m，倒1步步長為1.95±0.04 m，均略低于世界級(jí)組(2.20±0.11 m；2.01±0.10 m)；王宇的步長差值為0.21±0.05 m，略大于世界級(jí)組(0.19±0.06 m)。步長數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)王宇助跑最后2步相對來說步長較小，但步長參數(shù)受身高、下肢長度等因素影響較大，不能單純用來評判一個(gè)跳高運(yùn)動(dòng)員技術(shù)的好壞。但通過縱向?qū)Ρ韧跤钤诓煌叨壬系募夹g(shù)表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)其在沖擊2.30 m及以上高度時(shí)，倒2步步長均在2.20 m以上，倒1步步長均不足2 m，步長差值較大。跳高運(yùn)動(dòng)員在挑戰(zhàn)較高高度時(shí)，往往會(huì)加大步長以力求創(chuàng)造更大的水平速度，但水平速度過大會(huì)增加起跳時(shí)保持身體姿態(tài)穩(wěn)定性的難度，因此很多運(yùn)動(dòng)員會(huì)在倒1步再有意減小步長，減小的過多就會(huì)影響擺動(dòng)腿前肌群肌肉的拉長和起跳腿后蹬的力量。與世界級(jí)組相比，王宇在助跑最后2步的步長調(diào)整過多，容易影響速度節(jié)奏。

從表4中也可以發(fā)現(xiàn)，王宇助跑倒2步步速為7.63±0.16 m/s與世界級(jí)組相近，而助跑倒1步步速為7.51±0.17 m/s略低于世界級(jí)組(7.60±0.31 m/s)；倒1步損失率為1.54±2.17%大于世界級(jí)組(0.26±1.82%)，這很大程度上與倒1步步長減小過多有關(guān)。在相關(guān)性上，成績與倒1步的步長和倒1步損失率呈顯著正相關(guān)(p<0.05)，王宇在2019年五棵松街頭賽上3次沖擊2.33 m高度失敗，其中第3跳倒1步的步長較倒2步縮短了0.25 m，嚴(yán)重影響了助跑節(jié)奏導(dǎo)致過桿失敗(詳見表4中王宇9)。在起跳前為了創(chuàng)造穩(wěn)定的身體姿態(tài)而有意“倒小步”，會(huì)對速度節(jié)奏產(chǎn)生負(fù)面影響。

表4 王宇與世界級(jí)組運(yùn)動(dòng)員助跑技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)表

2.2 起跳速度與助跑速度轉(zhuǎn)化率的特征

背越式跳高需要運(yùn)動(dòng)員盡可能多地將助跑階段創(chuàng)造的水平速度轉(zhuǎn)化為起跳離地時(shí)的垂直速度，為順利過桿創(chuàng)造動(dòng)力。起跳著地瞬間及起跳離地瞬間的水平速度和垂直速度是評價(jià)起跳技術(shù)的重要指標(biāo)[13-14]。由表5可知，王宇起跳著地瞬間的水平速度為7.68±0.18 m/s，明顯高于世界級(jí)組7.32±0.29 m/s(p<0.05)，起跳離地瞬間的垂直速度為4.72±0.17 m/s，明顯低于世界級(jí)組4.88±0.11 m/s(p<0.05)。跳高成績與起跳離地瞬間的垂直速度呈極其顯著性正相關(guān)(r=0.736，p<0.01)，與著地瞬間水平速度無顯著性相關(guān)關(guān)系，證明起跳離地垂直速度是影響成績最重要的指標(biāo)。

表5 王宇與世界級(jí)組運(yùn)動(dòng)員起跳速度數(shù)據(jù)表

助跑速度轉(zhuǎn)化率的計(jì)算方式為起跳離地瞬間的垂直速度/起跳著地瞬間的水平速度[15]。助跑速度轉(zhuǎn)化率與成績之間呈顯著性正相關(guān)(r=0.735，p<0.01)。王宇的助跑速度轉(zhuǎn)化率為61.50±2.0%明顯低于世界級(jí)組66.74±3.53%(p<0.01)，說明王宇在轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)水平速度損失較大，速度轉(zhuǎn)化能力有待提高。

2.3 起跳階段身體質(zhì)心高度的變化特征

起跳階段的身體質(zhì)心高度是跳高項(xiàng)目技術(shù)研究中重要的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)。為了研究需要，在該部分研究中做以下定義：H0表示起跳著地瞬間的身體質(zhì)心高度；H1表示起跳離地瞬間身體質(zhì)心高度；△H表示二者之間的差值[16-17]。

如表6所示，起跳階段身體質(zhì)心高度的變化，兩組之間均存在顯著性差異(p<0.05)。其中王宇H0的平均值為0.89±0.01 m，小于世界級(jí)組(0.92±0.03 m)。研究發(fā)現(xiàn)跳高運(yùn)動(dòng)員H0的值在0.85—1.15 m之間[18]，且與自身的身高有很大關(guān)系[19]，王宇的身高比世界級(jí)組的運(yùn)動(dòng)員都要低，H0占身高的百分比為47.07±0.56%，與世界級(jí)組(47.43±2.26%)接近。在質(zhì)心高度參數(shù)中，成績與H1之間呈極顯著正相關(guān)(r=0.683，p<0.01)，與△H呈顯著正相關(guān)(r=0.551，p<0.05)。王宇的H1值(1.28±0.02 m)和△H值(0.38±0.02 m)均明顯小于世界級(jí)組(1.33±0.05 m；0.41±0.03 m)。相比于世界級(jí)組，王宇在起跳階段身體質(zhì)心上升較少，導(dǎo)致質(zhì)心加速的垂直距離較短，H1高度偏低，起跳垂直速度偏小。這樣的問題可能由以下原因?qū)е拢阂皇窍轮派觳怀浞?，表現(xiàn)在快速起跳能力上的欠缺，也就是快速伸縮能力上的缺陷；二是助跑與起跳的銜接效果較差，起跳距離的選擇不合理。

表6 王宇與世界級(jí)組運(yùn)動(dòng)員身體質(zhì)心高度數(shù)據(jù)表 m

2.4 起跳階段膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)角度變化特征

跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳時(shí)要改變運(yùn)動(dòng)方向，并使水平速度盡可能多地轉(zhuǎn)化為垂直速度以保證有充足的動(dòng)力越過橫桿。起跳時(shí)因水平方向上的制動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員的支撐腿要承受600—800 kg的沖擊力[20]，這對起跳腿各關(guān)節(jié)的力量提出了很高的要求，起跳時(shí)下肢各關(guān)節(jié)需要保持合理的角度。由表7可知，王宇在起跳著地時(shí)踝關(guān)節(jié)最大緩沖角度(115.11±2.15°)明顯大于世界級(jí)組的105.0±3.83°(p<0.05)。著地后適當(dāng)屈膝、屈踝進(jìn)行緩沖可以激發(fā)牽張反射，利用肌肉的彈性勢能以及激活更強(qiáng)的中樞神經(jīng)反射，加強(qiáng)對應(yīng)肌肉的收縮能力，提高收縮效果，但是緩沖幅度太大，則會(huì)起到相反的效果，如彈性能量丟失或是關(guān)節(jié)失去最佳發(fā)力角度等。王宇在起跳離地時(shí)膝關(guān)節(jié)的角度為165.78±3.19°，明顯小于世界級(jí)組的172.75±3.59°(p<0.05)，反映出膝關(guān)節(jié)蹬伸幅度不夠充分。跳高運(yùn)動(dòng)員為了提高H1的高度，在起跳離地時(shí)需要最大程度地伸膝伸踝，從離地時(shí)起跳腿膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的角度指標(biāo)上推斷，與世界級(jí)優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員相比，王宇起跳腿的伸膝力量略顯薄弱。2019年五棵松街頭賽2.33 m失敗的第3跳中王宇在起跳離地時(shí)起跳腿膝關(guān)節(jié)角度只有161°，踝關(guān)節(jié)角度為140°，蹬伸效果很不理想，最終導(dǎo)致過桿失敗(詳見表7中王宇9)。

表7 起跳階段王宇與世界級(jí)組運(yùn)動(dòng)員起跳腿關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)表 (°)

2.5 騰起速度和騰起角度特征

背越式跳高在起跳時(shí)，一定要遵循拋物體上升的高度公式：H=(V02sin2α)/2g。在這里V0為騰起速度，α為騰起角度，g為重力加速度。那么騰起速度和騰起角度就是一對非常重要的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，過多地增加騰起速度V0可能會(huì)使騰起角度α降低，限制助跑水平速度的發(fā)揮[21]。在研究起跳技術(shù)時(shí)，要辯證看待運(yùn)動(dòng)員的起跳技術(shù)特點(diǎn)，不能一味追求助跑速度而忽視騰起角度。從表8可知，王宇的起跳距離為1.20±0.24 m，明顯小于世界級(jí)組的1.22±0.03 m(p<0.05)，而且標(biāo)準(zhǔn)差較大，說明起跳點(diǎn)不是很穩(wěn)定。騰起角度為48.79±1.86°與世界級(jí)組(48.69±2.68°)相近；騰起初速度為6.33±0.21 m/s略低于世界級(jí)組(6.51±0.26 m/s)。在與成績的相關(guān)性上，騰起初速度與成績呈正相關(guān)(r=0.628，p<0.05)，而騰起初速度與騰起角度呈負(fù)相關(guān)(r=-0.507，p<0.05)。王宇在起跳角度的選擇上比較合理，符合世界頂級(jí)水平的技術(shù)特點(diǎn)，現(xiàn)階段需要提升騰起初速度，除了加強(qiáng)起跳腿蹬伸能力外，可以嘗試適當(dāng)降低騰起角度以提高騰起初速度。

表8 王宇與世界級(jí)組運(yùn)動(dòng)員騰起

2.6 背弓姿態(tài)及過桿速度特征

背弓的程度很難用身體某一個(gè)關(guān)節(jié)的角度表示，本研究選擇運(yùn)動(dòng)員在騰起時(shí)身體質(zhì)心最高點(diǎn)時(shí)相上，頭頸、胸腹和膝關(guān)節(jié)角度。由表9可知，2019年多哈世錦賽男子跳高冠軍巴希姆的頭頸角度為135°、胸腹角度為127°、膝關(guān)節(jié)角度為140°。頭頸角度小印證了國內(nèi)教練常說的頭往桿下“鉆”的技術(shù)特點(diǎn)，胸腹角度小可保持住身體質(zhì)心高度，但膝關(guān)節(jié)角度不宜過小是為了避免小腿觸碰橫桿，這是一種很好的背弓姿態(tài)。王宇的頭頸角度為158.33±3.84°較巴希姆偏大，胸腹角度129.67±3.04°和膝關(guān)節(jié)角度140.78±6.76°與巴希姆接近，同屬于“大背弓”的過桿姿態(tài)。王宇在質(zhì)心最高點(diǎn)時(shí)的速度為4.11±0.12 m/s，質(zhì)心速度偏低，“大背弓”的過桿姿態(tài)可以保持桿上的質(zhì)心高度緩慢下降，但這對過桿技術(shù)都有很高的要求，動(dòng)作稍不到位就會(huì)有觸桿的風(fēng)險(xiǎn)。例如2019年五棵松街頭賽2.33 m失敗的第3跳，王宇過桿時(shí)的頭頸角度162°、胸腹角度為134°、膝關(guān)節(jié)角度148°，3個(gè)角度較成功跳次的平均值都略大，最后的結(jié)果是身體觸桿。事實(shí)上，過桿技術(shù)并不能單純地用背弓姿態(tài)來評價(jià)，通過訪談多位國家級(jí)優(yōu)秀跳高教練員得到的普遍反饋是，背弓程度要適合過桿速度。對于過桿速度快的運(yùn)動(dòng)員不宜參用“大背弓”的過桿姿態(tài)，更宜采用“快倒肩，快放腿，高挺髖”，降低背弓程度以提高過桿速度。

表9 王宇與世界級(jí)組運(yùn)動(dòng)員過桿技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)表

3 研究結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

(1)與世界優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員相比，王宇助跑速度較快，助跑倒1步步長較短，速度損失率高，降速明顯。

(2)王宇起跳離地時(shí)的垂直速度偏慢，起跳騰起初速度偏慢，離地時(shí)的質(zhì)心高度H1較低，質(zhì)心上升高度ΔH較低；采用“大背弓”的過桿姿態(tài)，過桿技術(shù)較好。

(3)現(xiàn)階段王宇在起跳技術(shù)、助跑速度的轉(zhuǎn)化、起跳腿蹬伸力量、垂直彈跳等方面的技術(shù)和能力需要提升。

(4)王宇起跳腿蹬伸能力不足導(dǎo)致身體質(zhì)心上升高度ΔH較低，導(dǎo)致質(zhì)心加速距離短，造成起跳離地垂直速度較慢。

3.2 建議

(1)王宇有很好的助跑速度，但倒1步降速較為明顯，建議訓(xùn)練中嘗試改變固有的步長模式，在弧線跑4—6步過桿練習(xí)中，利用外暗示標(biāo)記物拉大最后1步步長，并探究不同步長區(qū)間范圍內(nèi)所對應(yīng)的步速和助跑速度轉(zhuǎn)化率以提升助跑技術(shù)。

(2)建議王宇加強(qiáng)起跳離地時(shí)身體的伸展能力，特別是起跳腿的伸膝能力，可通過相應(yīng)的拉伸方式來提高腘繩肌的柔韌性，采用負(fù)重深蹲、跳深練習(xí)等方法來提高股四頭肌群的力量以改善該方面的能力。

(3)王宇的過桿速度不快，每次依靠“大背弓”的過桿姿態(tài)保證桿上的質(zhì)心高度，這種技術(shù)動(dòng)作對騰空后身體姿態(tài)的控制及核心力量都有很高的要求，空中接近橫桿時(shí)挺髖速度稍慢就會(huì)有觸桿的風(fēng)險(xiǎn)，而且容易造成腰腹和背部肌肉的損傷。日常專項(xiàng)訓(xùn)練要加強(qiáng)對腰背肌的保護(hù)，力求適當(dāng)提升過桿速度。