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我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 学位论文独创性声明学位论文独创性声明 本人呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 其他个人已经发表或撰写过的研究成果。 对本文的研究工作做出重要 贡献的个人和集体，均已在文中做了明确说明并表示谢意。 论文作者： 日期： 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校对 本人递交的学位论文保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和电子版， 允许在校内和与学校有协议的部门公布论文并被查阅和 借阅。 本人授权西安体育学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 汇编本学位论文。 论文作者： 导师： 日期： 日期： 我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 i 摘 要 竞走是我国田径运动中的优势项目，也是我国田径项目在奥运会取得金牌 最多和奥运争光计划的重点项目，因此，少年竞走运动员就是我们未来的希望。 正确、协调的技术动作是保证运动员完成比赛的基础，也是运动员取得优异成绩 的保证。本研究以“本溪商业银行杯”2011年全国竞走大奖赛（本溪站）16-17 岁少年组（10km）男、女竞走运动员（女子前6名，男子前5名）共11名作为研究 对象，采用文献资料法、专家访谈法、生物力学测试法、数理统计法，从运动学 角度，对研究对象的竞走技术动作从时间、空间、时空三方面的指标进行分析。 结果得出，在步长、步频方面，少年运动员相对优秀运动员都较小；身体重心位 移方面女子相对于优秀运动员小，男子则偏大；着地瞬间、离地瞬间膝关节角度 相对于优秀运动员没有显著性差异；支撑腿踝角相对于优秀运动员没有明显差 异；肘关节角度各个运动员相差较大；全程平均速度相对于优秀运动员都较小。 本研究结论如下： 1.1.所测 16-17 岁少年竞走运动员的平均步长、步频为：女子 0.98m 和 3.15 步/ 秒，与优秀运动员相比，步长小了 0.11m，步频小了 0.53 步/秒，少年女子运动 员在步长、步频两方面都要提高，男子 1.14m 和 3.13 步/秒，与优秀男子运动员 相比，步长小了 0.06m，步频小了 0.42 步/秒，少年男子运动员需要重点提高步 频；腾空时间平均为：女子 17.75ms，男子 32.92ms；均处于合理的腾空时限之 内，技术动作均符合竞走新规则的要求。 2 2. .所测16-17岁少年竞走运动员身体重心垂直位移平均为：女子5.69cm，与优秀 女子运动员的相比，小了1.61cm，少年女子运动员较小的重心垂直位移更有利于 速度在水平方向的保持，男子6.19cm；与优秀男子运动员的相比，大了0.29cm， 少年男子运动员的重心垂直位移则有些偏大，影响水平方向的速度；膝关节角度 为：女子着地瞬间177.77，离地瞬间146.40，与优秀女子运动员相比，没有 显著性差异，男子着地瞬间177.47，离地瞬间150.59，与优秀男子运动员相 比， 没有显著性差异； 支撑腿踝角为： 女子着地瞬间109.42， 垂直瞬间112.17， 离地瞬间137.69，与优秀女子运动员相比，没有明显差异，男子着地瞬间 108.02，垂直瞬间114.25，离地瞬间134.98，与优秀男子运动员相比，没 有明显差异；肘角为：无论是着地瞬间还是离地瞬间，不同运动员之间的肘角相 差较大，说明不同运动员之间的摆臂动作相差较大。 3 3. .所测 16-17 岁少年竞走运动员的全程平均速度为：女子为 3.15m/s，与优秀女 子竞走运动员的成绩相比，比优秀女子运动员小 0.62m/s；男子为 3.63m/s；， 与优秀男子运动员相比小 0.6m/s，说明所测少年运动员在竞走速度方面还有很 大的空间可以提高。 我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 ii 关键词：关键词：1616- -1717 岁岁少年；少年；竞走；竞走；竞走技术；运动学分析竞走技术；运动学分析 论文类型：论文类型：基础性研究基础性研究 我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 iii abstract walking is the advantageous events of track and their step frequency (3.15steps/sec) is smaller 0.53 steps/sec than excellent female walking racers. therefore, it is necessary to increase the both. however, the average step size of the juvenile male (1.14m) is shorter 0.06m than excellent male walking racers; and their step frequency (3.13steps/sec) is smaller 0.42 steps/sec than excellent male walking racers. so, their step frequency is more needed. the average flight time of juvenile female (17.75ms) and male (32.92ms) walking racers is reasonable, technical movement is meet the requirement of new race rules. 2.the average vertical displacement of the gravity of body of 16-17 year-old juvenile female walking racers (5.69cm) is shorter 1.61cm than excellent female walking racers, so it is more beneficial to maintain horizontal speed. however, the average vertical displacement of the gravity of body of juvenile male (6.19cm) is 我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 iv longer 0.29cm than excellent male walking racers, it is relatively great, and has influence on horizontal velocity. it has no significant difference on the angle of knee joint (at the moment of touching ground and the moment of leaving ground) and ankle joint angle of the supporting leg between juvenile and excellent walking racers. there is great difference on elbow angle between juvenile walking racers and excellent female walking racers both sexes. 3.the average velocity in the whole course of 16-17 year-old juvenile female walking racers (3.15m/s) is shorter 0.62m/s than excellent female walking racers. the average step size of the juvenile male (3.63m/s) is shorter 0.6m/s than excellent male walking racers; there is a lot of space can be improved on the speed of juvenile walking racers key word：16-17 years young ；walking；race walking technique； kinematics analysis type of thesis：research basis 我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 i 目 录 1 前言 . 1 1.1 选题依据及研究意义 . 1 1.2 研究现状 . 3 1.2.1 国内研究现状 . 3 1.2.2 国外研究现状 . 6 1.3 本研究涉及到的相关定义 . 7 2.研究对象与方法 . 8 2.1 研究对象 . 8 2.2 研究方法 . 9 2.2.1 文献资料法 . 9 2.2.2 专家访谈法 . 9 2.2.3 生物力学测试法 . 9 2.2.4 数理统计法 . 11 3.测试结果与分析 . 11 3.1 对所测 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的时间特征指标分析 . 11 3.1.1 步长、步频变化结果与分析 . 11 3.1.2 腾空时间变化结果与分析 . 16 3.2 对所测 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的空间特征指标分析 . 21 3.2.1 身体重心垂直位移变化结果与分析 . 21 3.2.2 膝关节角度变化结果与分析 . 25 3.2.3 支撑腿踝角的变化结果与分析 . 32 3.2.4 肘角变化结果与分析 . 38 3.3 对所测 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的时空特征指标分析 . 44 3.3.1 全程平均速度的变化结果与分析 . 44 4.结论与建议 . 47 4.1 结论 . 47 4.2 建议 . 48 5.致 谢 . 49 6.参考文献 . 50 7.攻读学位期间取得的研究成果 . 53 8.承 诺 书 . 54 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 1 1 前言 1.1 选题依据及研究意义 竞走运动是我国田径运动上的优势项目， 同时也是我国田径运动历史上在奥 运会取得金牌最多，并且被列入奥运争光计划。从第 25 届奥运会到第 29 届奥运 会，竞走项目共获得了 2 金 2 铜的骄人成绩，为我国田径运动做出了巨大贡献。 我国竞走运动曾一度达到了世界领先水平，但近些年来竞走运动水平整体下滑， 现在与美欧运动强国相比，已经有了不小的差距。 在 92 年的巴塞罗那奥运会上， 中国女将陈跃玲夺得了女子竞走 10 公里的金 牌，2000 年的悉尼奥运会上中国运动员王丽萍获得了女子竞走 20 公里金牌，在 2004 年 3 月举行的全国竞走锦标赛上，男子运动员韩玉成以 3：39：10 的好成 绩打破了 50 公里的亚洲记录，成为当时世界最好成绩。然而，我国竞走运动员， 近些年以来总是被一种称之为：“大赛失常症”的一种现象所困扰，运动员们经常 在我们国内举办的比赛中，发挥出国际领先水平，但是到了国际重大比赛，运动 员们会集体出现发挥失常这样的现象，几乎拿不到奖牌。2008 年奥运会，竞走 这个具有夺金实力的项目，却让国人大失所望无缘奖牌。比如说：在 04 年 3 月 的全国竞走锦标赛上，韩玉成的成绩为：3:39:10，破了当时这个项目的亚洲最好 纪录，这个成绩就是放在当时全世界来讲，也是位列首位的，但是在同年的世界 锦标赛上，我们国家共派出 7 名运动员 8 人次分别参加了男、女项目的比赛，最 终结果为：8 人次中竟出现了 5 人次被裁判罚下，没有罚下的，得到的最好成绩 为第 13 名；同年的雅典奥运会赛场上，我国运动员朱红军成绩为：1:21:40，获 得了男子 20 公里竞走的第 6 名；在 07 在深圳举办的国际田联竞走锦标赛上，我 们国家的运动健儿，取得了 2 金 3 银的傲人成绩；可是同年在日本大阪举行的田 径世界锦标赛上，我们国家的竞走运动员又一次集体成绩失常，在男子 20 公里 这个项目上，仅以李高波 1:25:30 的成绩，排在第 13 名；在男子 50 公里这个项 目，刑树材没有参加比赛，虞朝鸿和赵成良 2 人因为技术被裁判判罚技术犯规， 罚出了赛场；只有孙超走出了 3:55:43 的成绩，排在第 7 名，达到 a 标。我们国 家的竞走健儿们，每逢国际大赛必然被裁判罚下， 这说明他们自身的技术与国际 田联规定所规定的技术定义是有一定的差距和不同。 在田径诸多项目中，竞走项目是具有特殊技术要求的一种运动，是属于技战 术与耐力相结合，典型的周期性竞速项目，是技能主导类耐力项群，它的特点在 于对走的技术结构有着非常严格的限定。技术限定主要有两个方面：首先，不允 许运动员在行走过程中出现腾空现象； 其次则要求运动员在垂直瞬间支撑腿必须 完全伸直，不能弯曲。通过数年的认真总结，竞走界的专家和教练提出了“体能 是基础、技术是生命、战术是保障、心理是关键”的训练指导方针。竞走技术是 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 2 决定运动员获得比赛成绩的最主要因素。运动技术是说：运动员能充分发挥自身 的身体能力，并且合理、有效地完成技术动作的方法。“合理”体现在运动员能遵 循人体运动的自然规律，并且符合运动生物力学的原理、方法；“有效”体现在运 动员可以较大限度的发挥人体的运动潜能，让它表现在成绩上。奥运冠军王丽萍 说过：“中国竞走最缺的，还是过硬的技术。中国选手屡次被罚下，虽然有客观 原因的影响，但主观原因占主导。客观上，我国选手与西方国家选手在身材上差 异性十分明显，国外选手身高腿长，竞走步幅大；我国选手身材则与之相反，容 易使裁判员产生犯规的错觉，相比之下，中国选手更易挨罚。”一旦被罚下，再 好的运动成绩也等于是零， 为了有效的运动成绩， 我们更应该在技术上苦下功夫。 要从根本上解决问题，就得从少年抓起，因为少年时期正是技术形成动力定型的 关键时期，在这一时期，错误的动力定型一旦形成，就不易改正，所以我们必须 从小培养少年竞走运动员，使其具备良好、过硬的竞走技术。在现今社会中，由 于竞争激烈，教练员为了取得良好的运动成绩，过早的给少年竞走运动员过量的 体能训练，由于竞走项目属技术主导类耐力项群，增加运动员体能方面的训练， 必然会导致运动成绩的提高，但是这种提高是暂时的。在少年身体发育阶段，各 器官、系统正处于生长发育的关键时期。通过科学的、循序渐进的运动训练，使 少年运动员的各项机能获得明显的发展和提高，以此适应竞走运动的身体需要。 所以， 教练员应该让少年运动员在完善技术的基础上科学的发展体能，这样最后 才能获得理想的运动成绩。 我们国家的竞走运动员因为受到：身体形态、身体机能、身体素质等自身条 件特点的局限，逐步形成了符合我们自身特点的“高步频、小步幅”的技术风格。 这样风格技术的优点为： 单腿支撑时间比较短， 身体重心向前移动速度相对较快， 动作的经济性较好，效率比较高，可是由于这样风格的技术在比赛过程中使运动 员身体重心在位移中总是处于相对较高的位置上，这样使运动员的腾空时间加 长，还有动作的不规范，特别易导致裁判判罚腾空犯规，还有后蹬时向下用力较 大， 这样导致运动员身体重心和头顶位移上下差值过大，同时步频较高容易导致 前摆腿在脚在着地瞬间时处于弯曲状态，被判罚屈腿犯规。上面是查阅大量文献 资料得出的我国成年竞走运动员在竞走技术上广泛存在的问题。 虽然关于我国竞走技术的研究比较常见，但是大多数都是对成人的研究，而 针对少年竞走运动员的研究少之又少， 所以到目前为止对我国少年竞走运动员的 技术水平和存在问题并不太清楚。本文旨在按照竞走新规则的要求，通过对我国 优秀少年运动员竞走技术的运动学特性研究， 分析我国少年竞走运动员运动学特 征的特点及原因， 使我们从总体上把握我国少年运动员竞走技术上所存在的缺点 和不足，以便于尽快的纠正和完善他们的技术动作，为今后取得更好的运动成绩 打好基础。本研究的理论意义在于：可以丰富我国少年竞走运动员的运动学研究 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 3 以及科学评价理论；实践意义在于：提供我国少年竞走运动员技术方面存在的问 题和不足以及改进的意见，为我国少年竞走运动员的科学训练提供理论依据。 1.2 研究现状 1.2.11.2.1 国内研究现状 1.2.1.1关于竞走技术的研究关于竞走技术的研究 自 1989 年以来，我国开始对优秀竞走运动员的运动技术进行科学研究，科 研人员采用的方法主要是以高速摄影(录像)法对运动员训练、比赛进行现场监 测。学者张德荣、魏统朋在我国优秀女子竞走运动员身体重心运动轨迹的生物 力学研究一文中，在研究上采用摄影机和摄像机两种仪器，在不同距离对运动 员运动的矢状面进行定点拍摄。学者陆宗芳在王丽萍、刘宏宇参加 27 届奥运 会赛前的竞走技术分析中，作者分别从运动员运动方向的正面和侧面，从这两 个面定点拍摄，从而获得两个平面的不同数据，这对于更加全面地了解竞走技术 结构，起到了积极的作用1。聂东风、高中玲等以我国第四届城市运动会中男子 20 公里项目中的 12 运动员为研究对象，采用高速摄影法、影片解析法、查阅文 献资料法、专家访谈法、数理统计法对研究对象进行研究，结果表明：我们国家 的优秀竞走运动员，在重心速度回升的方式上具有明显不同；在高速走时候，较 高质量的摆腿动作相对于蹬地时用力程度来讲，显得更为重要；还建议运动员们 要对髋关节肌群力量训练给予足够的重视2。李泽龙等人在中外优秀女子竞走 运动员技术参数的对比分析一文中，他认为在竞走技术的前摆阶段，我国运动 员摆动腿膝角相对比国外选手小近 10 左右，这样对减小摆动半径有利，可是对 小腿的自然前伸、落地是不利的，这将会影响运动员脚着地时刻膝关节的伸直动 作，容易被裁判员判断为屈膝犯规3。宗华敬以世界冠军刘宏宇、亚军王妍为研 究对象，主要采用技术动作摄影法、技术动作录像解析法对研究对象进行研究， 结果表明：这两名优秀运动员在支撑阶段、支撑腿着地阶段、腾空时限等方面均 符合竞走的定义8。蔡锡元、张德容以优秀女子运动员王妍、谷燕为例，采用定 点高速拍摄、影象解析、专家访谈等研究方法对所选对象进行研究，结果表明： 人类眼睛的视觉，物体留存时限仅为 1/24s，约等于 42ms，这时规则允许的合理 腾空时限， 本文作者将腾空现象划分为三类： 小于 42ms 的合理时限、 在 4270ms 之间的称为是模糊时限、在 70ms 之上的被称为是犯规时限4。武恩钧、李建臣 以国外和国内优秀男子运动员为研究对象，本文主要研究的是，关于运动员各关 节角度，主要研究的是：身体的躯干角、下肢中的膝关节角、上肢中的肘关节角 度等，它们一个竞走周期上，处在不同时相时其角度的变化，结果表明：运动员 躯干角的变化范围为 2.05.0 ；对于膝关节角度变化的研究，膝关节在直腿期 间不会大于 180 ；本文在踝关节角度的研究中是以蹬伸时刻、离地瞬间以及着 地瞬间，在这些时刻运动员跖屈角度的大小变化并加以分析的，得出：我国男子 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 4 竞走运动员在着地瞬间跖屈角度是：71.43 7.4 ，蹬伸瞬间的角度是：58 2 5。 葛长钰在竞走定义变化对技术的影响及杨金田，张殿亮，杨银田对竞走技 术中腾空犯规临界值的生物力学研究对步长、步频、单步时间的研究结果为： 男子步长 116.67 2.52cm，步频为 216 7.21 步/min：女子步长为 107.13 3.79cm， 步频为 212 3.4 步/min6。朗雪梅在我国优秀女子竞走运动员竞走技术的生物 力学分析 ，和蔡锡元，宗华敬在王丽萍竞走关键技术研究中中指出：竞走 的速度是对运动员竞走技术研究中最为主要的一项研究， 这最终是周期类竞速运 动都要解决的最根本问题7。查阅资料得到有些结果，主要有：中外 20km 竞走 运动员在步幅上，中国比国外小 79cm；在平均速度上，中国比国外低 0.100.50m/s 上下9；世界优秀男子 20km 的运动员，在竞走的平均速度上大概 是 4.3m/s，优秀女子 20km 运动员的大概是 3.89m/s。 从以上文章可以看出， 对于竞走技术的研究，学者都是普遍采用了高速摄像 法和图像解析法，研究了规则定义的修改对我国竞走技术的冲击， 在具体研究了 很多运动学指标，例如：步长、步频、单步时间、支撑时间、腾空时间、躯干角、 膝角、踝角等。但是，对优秀少年竞走运动员竞走技术的研究较少。 1.2.1.2关于我国竞走运动现状、对策及世界竞走发展趋势的研究关于我国竞走运动现状、对策及世界竞走发展趋势的研究 这类研究或者是从纵向上研究我国竞走项目的近些年来的发展规律， 或者是 从横向上比较我国竞走项目的现状，并试图找寻它未来的发展对策，为竞走项目 的长期发展提供丰富的理论指导。例如，在 2003 年，曹军等在19902008 年 世界及中国竞走成绩发展态势及预测研究中认为：“中国与世界在整体上存在 差距，男子项目差距相对比较明显”10；在 2005 年，王林、沈信生在我国竞走 备战 2008 北京奥运会实力分析中得出：“我国竞走教练员，大部分都认为我们 的竞走运动员的技术动作与世界优秀运动员的技术有较大差异，在 2008 年奥运 会时，我国竞走运动员在男子 20km、50km 和女子 20km 项目上，都是可以达到 奥运冠军的成绩，但是我们获得冠军的把握性几乎没有，究其原因主要是，我国 竞走运动员的整体水平和国外运动员还是存在不小的差距， 我国竞走教练员大多 数认为我国运动员技术训练的重点应该是：改进步长、蹬摆配合及上下肢配合等 结论”11； 2006 年王君侠等在我国竞走技术现状与北京奥运会的对策研究 一文中提出备战北京奥运会的对策有让世界认识我国的技术风格， 加强竞走技术 与训练的科学研究等建议12；2007 年陈亮、孙晋海在19902004 年中外男子 竞走项目发展态势及 2008 年成绩预测研究一文中对中外竞走运动成绩发展趋 势进行比较研究，认为：“整体上我国男子竞走项目在近 15 年的发展过程中呈现 出较为明显的奥运和全运周期性， 即奥运会年和全运会年成绩相对较为突出”13。 1.2.1.3对竞走比赛规则、裁判法及犯规控制的研究对竞走比赛规则、裁判法及犯规控制的研究 竞走运动是田径项目中唯一由裁判员主观判罚的项目， 裁判员有权对违反竞 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 5 走定义的运动员进行警告和取消比赛资格。竞走规则对竞走技术有严格的要求， 竞走运动员在比赛时犯规被罚下的事情也常有发生。所以，研究比赛规则和裁判 方法，找寻犯规的规律，把握最新规则的要领也成为竞走研究的热点。 2001 年陶于、李文辉在竞走定义规则演变与竞走运动现状关系的研究 中对竞走规则演变和随之出现的问题进行了分析，结果表明：“竞走定义规则中 屈膝这个技术限制，成为了使裁判判罚具有争议性的最根本因素，在竞走比赛 中，裁判员判罚不使用任何设备、仪器，它纯粹是个人的主观判断，这也是使判 罚结果争议加大的次主要因素， 该文章作者竟然提出了让国际田联在竞走规则中 取消“屈膝”犯规这样的建议14；2002 年，李强在试析影响竞走裁判员准确判 罚的客观因素中对比赛中容易影响竞走裁判员准确判罚的客观因素(运动员集 团队形、视线角度等)进行了分析15；2002 年李东河、王新娜在对我国 20km 优秀竞走运动员犯规曲线分析中认为：“男女运动员犯规的高峰期均在比赛前 50min”16；2003 年，李东河、申健民等在对第 9 届全运会男子 50km 竞走比 赛中运动员技术犯规情况的调查中认为：“屈膝性质犯规是困扰我国 50km 竞 走运动员技术犯规的主要问题”17；杨琳、王林等在2007 国际田联竞走挑战赛 暨全国竞走锦标赛男子 50km 竞走犯规分析中指出：“男子 50km 竞走裁判对运 动员犯规判罚的总次数高峰期主要集中在比赛开始后 1040min 之间，平均达 18.75 次/10min”18；2007 年学者李东河和李文学在十运会与雅典奥运会女子 20km 竞走犯规分析一文中指出：“腾空性质犯规仍是我国运动员技术犯规的主 要问题，但屈膝性质犯规所占比例明显增多，犯规高峰期出现早，我国运动员的 技术不稳定19。” 从上可以看出，专家和学者们对犯规的次数、时间和犯规性质等进行了深入 探讨，并得出了许多重要结论。 1.2.1.4于竞走运动的生理生化及运动员身体形态等的研究于竞走运动的生理生化及运动员身体形态等的研究 竞走运动的生理生化及形态研究，对运动员选材和训练监测具有重要意义。 1988 年田庆年等在102 名竞走运动员贫血的调查 中对竞走运动员运动性贫血 情况进行研究后得出： “竞走运动员贫血的发生与竞走运动似无明显关系”等结论 20；1989 年邹亮畴等在我国男子竞走运动员形态特征的研究中得出：“我国 男子竞走运动员的形态特点与中长跑、马拉松运动员的基本一致，跟键长/大转 子高这一形态指标起到主要的作用”的结论21；1992 年吴纪饶等人在竞走运动 员运动性疲劳诊断的研究中认为：“无氧阈功率和 iemg(积分肌电)可以作为竞 走运动员慢性疲劳诊断的有效指标”22；1993 年窦文浩等在竞走运动员阈 值速度的研究中发现：“运动员血乳酸浓度总体达到 3mmol/l 左右时，出现非 线性临界点，达临界点时的阈值速度与运动成绩、比赛速度呈高度相关，临 界点时的平均心率为 162 次/分”23；1997 年刘岩在优秀女子 5000 米竞走运动 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 6 员心肺功能与专项运动素质综合发展水平的研究中建立了检查优秀女子 5000 米竞走运动员心肺功能与专项运动素质综合发展水平的测试模型和评定标准 24； 2000 年王丽萍等在 运动对优秀竞走运动员尿电解排泄的影响 中发现： “运 动后尿钾、磷排泄量增加，而尿钠排泄量有显著下降，钙与镁排泄量无明显变 化”25。 通过上述研究可以看出， 我国学者对竞走运动的生理生化及形态研究取得了 许多成果， 为我国竞走训练生理生化各项指标的监测和运动员选材提供了理论依 据。 1.2.1.5关于少年竞走运动员的研究关于少年竞走运动员的研究 竞走要想更好更快的发展，必须在少年竞走运动员身上打好基础，缺少少年 竞走后背人才，对竞走的长远发展是不利的，所以对少年竞走运动员的研究是很 有必要的。2004 年綦振寰在对我国优秀少年女子运动员竞走技术的运动学研 究中指出：“我国优秀少年女子前 8 名竞走运动员中有 3 三名运动员腾空时间 超过了合理的腾空时限，其他 5 名运动员的腾空时间在合理腾空时限内；运动员 头顶和重心起伏较明显，躯干前倾后仰及躯干左右摇摆程度大，容易被判技术犯 规； 运动员足触底角小， 应加强踝关节柔韧性的训练及大腿后部肌群柔韧性练习； 运动员较成人步频较低”26；2008 年华力在我国优秀青少年女子竞走运动员身 体形态特征及评价模式研究一文中：得出了我国优秀的青少年竞走运动员，在 身体形态综合评分标准和运动成绩、等级之间的相关性是很大的，这样近一步证 明了青少年运动员身体形态指标的筛选，对成绩的提高是具有效性的，以及构建 模型的可靠性27。2004 年赵俊龙在对我国优秀少年女子竞走运动员主要技术 特征的运动学分析一文中：作者以 2002 年“海尔斯”杯全国竞走锦标赛暨亚运 会选拔赛少年女子 5000 米场地赛前三名运动员为研究对象，通过研究得出：两 名运动员的腾空时间超过了合理的腾空时限； 所研究运动员重心垂直位移以及头 顶垂直位移都偏大； 躯干的前倾角度和后仰角度都偏大； 膝关节的技术动作很好， 与竞走定义相吻合；足掌触底角较小的结论28。 通过大量的阅读文献， 发现我国的学者对少年竞走运动员的研究多是以女子 运动员为研究对象的，很多学者也取得了很多研究成果，可是相对于培养少年竞 走运动员的重要性来讲，这些成果是远远不够的，还需要我们继续丰富这方面的 理论研究。 1.2.2 国外研究现状 国外对竞走研究的时间相对国内是特别长的。 苏联科学家伯恩斯坦在竞走技 术研究方面做出了令世人瞩目的巨大贡献，他使用摄影法，根据力学特点将竞走 的一个周期分成了几个阶段，并且得到了主要的几个运动关节的速度以及加速 度，还获得了竞走的几个不同阶段中步长的值与垂直速度29。苏联科学家萨洛 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 7 夫与伏罗克托夫，在 1972 年通过摄影的方式来研究竞走技术，他们分析了在不 同的速度时双支撑时间变化，并且得出相应结论：必须存在一个双脚支撑时间为 零，这是由竞走向跑转变的临界标准。当时的苏联科学家提出了这样一个标准： 当运动员的竞走速度将要达到 3.5m/s 的时候，腾空现象就已经出现了30。在国 际田径联合会编辑、出版的现代田径运动技术一书中，利安 霍普金斯这位 英格兰籍的竞走专家提出了竞走与跑的本质区别， 他指出走时前腿和地面的接触 是在重心之前， 支撑腿在脚踵着地瞬间直至脚趾蹬离地面之前应该一直呈现出完 全伸直状态， 因此他不主张以“与地面保持不间断接触”这一特点作为竞走技术的 基本特征，而主张将走与跑的不同点找出来，从根本上区别走、跑的技术。国际 田径联合会出版的运动技术生物力学一书中，明确的给出了竞走技术动作与 竞走速度之间的相关临界值， 阐述了应该尽可能的将双支撑时间降低到将要出现 腾空临界点为止， 换句话说就是当运动员身体重心向前的速度使运动员双支撑的 连续时间将要达到零的时侯，这时就是竞走最高速度临界标准。70 年之后，国 外研究竞走的方向主要是：怎么样控制运动员的技术犯规，比较常用的手段是， 运用高速摄影、解析影像的方法对运动员的技术动作进行定点拍摄。90 年左右， 科学家开始使用三维摄像法对竞走技术进行更为深入和细致的研究。 1.3 本研究涉及到的相关定义31 全程平均速度：指受试运动员，比赛全程距离与完成比赛时间的比值。 复步： 竞走技术动作的一个周期被称为一个复步， 一条腿的动作结构表现为： 脚跟着地再到这只脚跟着地的连续动作；另一条腿的动作结构表现为：脚掌离地 再到这只脚掌离地的连续动作。 后摆阶段： 指受试运动员从后脚脚趾蹬离地面时开始算起到后脚摆动至垂直 位置时结束。 前摆阶段： 指受试运动员摆动腿的踝关节和支撑腿的踝关节重合的时刻算起 到前摆腿脚跟着地的时刻为止。 前支撑阶段：指受试运动员从脚跟着地瞬间开始， 到身体重心移动到与垂直 投影点相重合为止。 后支撑阶段：指收拾运动员从支撑腿垂直位置为起始，以支撑腿的脚尖将要 蹬离地面为结束。 双支撑阶段：指受试运动员从后支撑阶段结束时刻起， 直至另一只脚前支撑 阶段开始前结束。 垂直支撑阶段：指受试运动员从前支撑阶段结束瞬间为起始， 直至身体重心 的投影点与支撑腿相重合为止。 步长：指受试运动员所走的一步，具体描述为：一只脚的脚尖与另一只脚的 脚尖的距离。 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 8 步频：指受试运动员单位时间内所能走的单步总和。 两腿最大夹角度：指受试运动员的一个单步中，两条腿髋膝连线最大角度。 单步腾空时间： 指受试运动员从一条腿脚尖离地瞬间时刻算起到另一条腿脚 跟着地瞬间时刻为结束，这之间所用时间。 身体重心垂直位移： 指受试运动员在一个复步中身体重心在垂直方向上出现 的最高点与最低点之间的差。 膝角： 指受试运动员的踝关节中心点与膝关节中心点的连线与膝关节中点与 髋关节中心点的连线所形成的后夹角。 踝角： 指受试运动员的脚掌中心点与踝关节中心点的连线与踝关节中心点与 膝关节中心点的连线所形成的前夹角。 肘关节角度： 指受试运动员的腕关节中心点和肘关节中心点的连线与肘关节 中心点和肩关节中心点的连线所形成的前夹角。 摆臂角：指受试运动员的肩肘连线与腕肘连线之间所构成的夹角，前摆为最 大前摆时的摆臂角；垂直为身体处于垂直时相的摆臂角；后摆为最大后摆时的摆 臂角。 躯干：指受试运动员的第七颈椎和会阴点的连线。 2.研究对象与方法 2.1 研究对象 本文以“本溪商业银行杯”2011 年全国竞走大奖赛（本溪站）16-17 岁少年组 （10km）男、女竞走运动员（女子前 6 名，男子前 5 名）作为研究对象。 表1 研究对象基本情况 姓名 性别 年龄 名次 比赛成绩 运动等级 受训年限 罗兴彩 女 16 1 50：04 国家一级 三年 毛 杰 女 17 2 50：27 国家一级 四年 徐 璐 女 16 3 52：27 国家一级 四年 刘白洁 女 17 4 53：48 国家一级 三年 张 桦 女 16 5 55：25 国家一级 四年 乔新悦 女 16 6 55：50 国家一级 四年 刘 旭 男 16 1 42：50 国家一级 三年 耿玉东 男 16 2 45：42 国家一级 四年 李 帅 男 17 3 46：10 国家一级 四年 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 9 朱佐鹏 男 16 4 47：34 国家一级 三年 陈 龙 男 16 5 47：38 国家一级 四年 2.2 研究方法 2.2.1 文献资料法 通过搜索中国期刊全文数据库 、 中国硕博论文数据库获得相关学术文 章和手工查阅相关文献资料， 收集了 1990 年至 2010 年间有关竞走运动员竞走技 术动作的研究现状及理论知识，并对其进行分类整理。对于与本文的研究目的、 任务、方法和手段有关的信息作了较为详尽的归纳和综合。 2.2.2 专家访谈法 为了使研究的竞走技术指标更具有代表性和参考性， 在查阅文献资料的前提 下，对一些从事竞走训练、从事竞走教学方面的教练员、专家学者和运动生物力 学方面的专家进行咨询和访谈， 听取各位专家对我国少年竞走运动员竞走技术的 认识， 咨询专家对本研究的建议及相关理论问题，并利用国家竞走奥林匹克高水 平后备人才训练营的学习机会和资源，通过旁听教练员课程、专家座谈会和访问 等多种多样形式对国家知名教练、各基地普通教练都进行了多次访谈。 2.2.3 生物力学测试法 （1）测试目的测试目的 通过高速摄像机对 2011 年“本溪商业银行杯”全国竞走大奖赛（本溪站）进 行定点拍摄，获得本研究研究对象的影像资料，采用美国艾里尔运动生物力学分 析系统 apas（ariel performance analysis system）对影像资料进行解析，获取相 关数据并进行处理分析， 从而得出我国 16-17 岁少年运动员竞走技术动作的现状 并分析成因，给出运动员今后在训练中的建议。 （2）测试仪器及拍摄步骤测试仪器及拍摄步骤 拍摄仪器拍摄仪器 利用一台 sony 摄像机(50 帧/s)，进行比赛现场的二维定点拍摄。 拍摄步骤拍摄步骤 1.在比赛前，将摄像机置与运动方向的的右侧位，摄像机镜头主光轴垂直于 运动平面，拍摄频率为 50hz，机高 1.1m，拍摄距离为 8m。 2.进行调试光圈、焦距，使拍摄图像达到最佳效果. 3.在运动员比赛开始前启动影像采集软件，拍摄运动员走到 2km、4km、 6km 处一个完整复步技术动作， 4.赛后拍摄比例尺，比例尺长为 1m。 拍摄时间：2011 年 6 月 17 日。 拍摄地点；辽宁省本溪市滨河北路。 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 10 图1 摄像机的摆放和跑道位置关系的简略图 （3）图像数据化）图像数据化 采用美国艾里尔运动生物力学分析系统 apas（ariel performance analysis system）对研究对象的影像资料进行解析。在解析时采用的是：日本松井秀治人 体模型，按照模型关节点和附加点的方式进行图像处理，采用低通数字滤波法对 原始数据进行平滑处理， 平滑系数为 8， 获取有关技术环节的运动学参数数据组； 获取相关的参数。 通过查阅文献资料和专家访谈， 结合本文的研究目的及个人对竞走技术的理 解，图像数据化以下指标32： 表2 竞走技术相关指标的分类 我国少年竞走运动员竞 走技术的运动学特征 时间特征 步频（步长） 、腾空时间 空间 特征 重心起伏距离、膝关节角度、支撑腿踝角、 肘角 时空特征 重心平均速度 （4）注意事项）注意事项 1.在影像采集之前，要选择好定点拍摄的地点，选择地点要求视角好，无遮 挡物；检查摄像机设备的工作状态是否良好，空的录影带是否足够，摄像机电源 是否充足等。 2.开始拍摄影像时，要求整个过程不关机不碰机，以保证影像的连续性和清 晰度。 3.在影像解析的过程中，要选择能代表竞走技术的指标进行解析，要求每张 图片上所打的人体模型关节点位置准确，以保证图像数据化过程后，得到的数据 真实有效。 运动方向 摄像机 运动员 8m 我国我国 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析岁少年竞走运动员竞走技术的运动学分析 11 2.2.4 数理统计法 将运动生物力学测试法测试所获取的数据用 excel2003 和 spss11.0 进行 平均数、标准差、双样本等（异）方差 t 检验等常用的统计学方法进行处理， 通过绘制柱形图或两轴线-柱图，更为清晰明了的表现我国少年竞走运动员竞走 技术的现状。 3.测试结果与分析 3.1 对所测 16-17 岁少年竞走运动员竞走技术的时间特征指标分析 3.1.1 步长、步频变化结果与分析 竞走成绩的好坏最终的评定指标是速度，竞走速度是步长与步频的乘积，因 此步长和步频是反应成绩好坏的最重要的因素， 但是这二个指标既是矛盾又是统 一的，竞走技术动作结构是否稳定依于步长和步频的稳定。 我们可以理解为竞走 技术的两个关键是：首先合理稳定的步长，其次符合定义的动作结构。步频指的 是合理并且稳定的步长在单位时间内的重复次数，如果步长是合理且稳定的，步 频是不会导致正确的竞走技术动作结构产生变化的， 能改变只是合理且正确技术 动作的反复次数。有以上可以看出，固定运动员合理、稳定步长的情况下，加快 运动员步频是当代竞走技术的主流发展方向。 我国运动员因为受到自身身体形态 等条件的制约， 在身材上没有国外运动员高大，因此我们更要不懈的寻找符合自 己身体特点的竞走技术来补足我们的短处。我国运动员身材虽然不高大，但是相 对欧美运动员灵活，这也能体现竞技能力结构的非衡性补偿效应33。 提高竞走速度可以用：保持步频不变的同时增加步长、保持步长不变的同时 增加步频又或者同时增大步长和提高步频，这都能使竞走速度得到提升。但是我 们也明白，如果只是片面的增大步长，这样导致的后果是步频