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  上海体育学院学报  2017, Vol. 41 Issue (2): 83-90  DOI: 10.16099/j.sus.2017.02.014
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引用本文 

徐开胜, 徐开娟. 赛艇技术研究进展[J]. 上海体育学院学报, 2017, 41(2): 83-90. DOI: 10.16099/j.sus.2017.02.014.
XU Kaisheng, XU Kaijuan. [J]. Journal of Shanghai University of Sport, 2017, 41(2): 83-90. DOI: 10.16099/j.sus.2017.02.014. .

基金项目

上海体育学院研究生教育创新基金资助项目(XSXR2013009)

第一作者简介

徐开胜 (1983-), 男, 山东莱阳人, 上海体育学院博士研究生, 青岛科技大学讲师; Tel.:(0532)88958956, E-mail:lengkusheng@163.com

通信作者简介

徐开娟 (1986-), 女, 山东莱阳人, 上海体育学院教师; Tel.:(021)51253308, E-mail:qdxkj@126.com

文章历史

收稿日期: 2016-09-12
修回日期: 2016-12-26
赛艇技术研究进展
徐开胜1, 徐开娟2     
1. 上海体育学院 体育教育训练学院,上海 200438;
2. 上海体育学院 体育产业发展研究院,上海 200438
摘要: 采用文献资料法,以时间为序对赛艇运动的基本原理解构、实船测试系统研发应用和赛艇技术 (能力) 的诊断与评价三大热点研究内容集群进行梳理。结果显示:拉力是赛艇的主要动力,升力仅在拉桨后半段的较短时间段作为赛艇驱动力,对驱动力的测量和驾驭研究缺乏,这可能会成为赛艇技术实现跨越发展的突破口;实船测试系统在技术测试中居绝对主导地位,但其可操控性并不理想,难以实现随时随地监测,故研发操作简易的实船测试仪器具有非常重要的现实意义;赛艇技术的生物力学模型搭建、诊断和评价体系构建,是当前赛艇技术研究的热点和难点,需要运用多学科知识解决。
关键词: 赛艇技术    驱动力    实船测试    技术诊断与评价    研究进展    
The Research Progress of Rowing Techniques
XU Kaisheng1, XU Kaijuan2     
1. School of Physical Education and Training, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China;
2. Institute of Sports Industry, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China
Abstract: The paper reviewed the previous literature about rowing and sorted them in time sequence into three groups according to their research focuses, including the deconstruction of basic principles of rowing, R&D and application of full-scale measurement system, as well as the diagnosis and evaluation of rowing techniques. The result shows that the tension is the main driving force of rowing; while the lift only provides force forward in a relatively short time during the second half course. There are few researches on the measurement and control of driving forces which can be a breakthrough for the development of rowing techniques. Full-scale measurement system plays a leading role in technique testing, but, due to its unsatisfactory performance in control, the system cannot yet be used for monitoring whenever and wherever possible. Therefore, it is of great practical significance to research and develop full-scale measurement instruments with good performance. The focuses and difficulties in studying rowing techniques lie in building a biomechanical model and a diagnosis and evaluation system, which call for the application of multidisciplinary knowledge.
Key words: rowing technique    driving force    full-scale measurement    technique diagnosis and evaluation    research progress    

赛艇是奥运会、亚运会、全运会的正式比赛项目, 也是国家体育总局“119工程”的重点“潜优势项目”。从竞技能力主导因素看, 虽然赛艇属于体能类主导竞速类项目, 但是由于运动员与桨之间、桨与船体之间的链接关系, 以及船体在水中划行受流体力学的作用, 既增加了赛艇运动的复杂性, 也使其技术能力表现出与跑、游、骑、滑等其他竞速类项目较大差异的专项化特征。德国著名赛艇专家Hartmann曾说过:“如果没有赛艇技术, 超乎常人的身体能力和完美的身体形态也毫无用处。”运动技术是将身体素质、体能转化为专项能力的载体。在运动员身体机能未出现可预见性的大幅度提高的情况下, 专项运动水平的提高主要取决于技术的不断改进和完善。

我国的赛艇训练在经历了重体能轻技术、重身体姿态和生理功能轻运动感觉的发展阶段之后, 逐步回归到体能与技术并重的道路上。人们对赛艇技术的研究和探讨持续不断, 有共识, 也有争论和疑问。本文拟通过检索中国知网、维普中文期刊、Ebsco数据库、国外赛艇专家的个人网站, 筛选出有关赛艇技术研究的中文文献91篇 (表 1), 外文文献63篇。通过对这些现有成果的分析, 发现赛艇技术研究相关内容主要集中在3个方面:赛艇技术的基本原理解构;实船测试系统研发及应用;赛艇技术 (能力) 的诊断与评价。本文拟对这些研究热点进行总结梳理, 以期为推动赛艇技术的科学研究提供参考。

表 1 国内赛艇技术研究成果统计 (1961—2016年) Table 1 Number of research papers on rowing techniques in China
1 赛艇技术的基本原理解构

赛艇运动是人—船—桨系统在桨叶的推动下向前运动的水上运动项目。其速度由桨叶的推进功率和效率决定, 而桨叶的推进效率取决于赛艇技术, 故在对赛艇技术原理进行解构前, 有必要先对赛艇驱动力进行分析。

1.1 赛艇的驱动力

从赛艇项目开设以来, 拉力即被认为是赛艇前进的主要推动力。对此, 人们毫不怀疑。因此, 研究重心不在于探讨拉力是不是主要推动力的问题上, 而是在于如何提高力的做功效率、能力和方法上。拉力在桨与船体垂直时刻最大, 对艇的推进效率最高。拉力与相对速度的平方成正比, 船艇阻力与船速的平方成正比, 阻力做功与船速的立方成正比[1]。同一条船艇、同样的运动员以不同的速度通过相同的距离, 匀速运动时受到的阻力最小 (假设不同速度下的阻力系数相同); 因此, 应通过保持艇速稳定减少动力损失。实践中, 除了肉眼观察船艇行进的流畅性之外, 借鉴实船测试引入很多观测指标, 如艇速标准差、船艇加速度 (正加、负加)、质心稳定性、动力消失速率等[2-5]

赛艇器材的几何学特征决定了在人—桨—艇整体运动过程中必须间歇性地产生推动力, 推动船艇节律性前进。桨手在滑座上移动时, 人体质心动量变化产生的力在回桨和拉桨2个阶段都会各自交替产生动力和阻力, 拉桨前期产生阻力, 后期产生动力, 回桨时则相反。黄胜初等[6]用SF2船速桨频测量仪采集赛艇水上划桨动力学参数, 依据动量原理建立赛艇运动技术模式及动力学数学模型, 并用影片解析法进行检验校正。赛艇动力模型的建立具有一定的创新意义, 但存在两大致命缺陷:①在一个划桨周期中, 艇速的上升和下降交替, 人体质心移动的惯性力未被考虑其中, 而这个力对赛艇速度产生极大的正、负影响; ②动力方程只对拉桨和桨叶出水2个阶段进行描述, 缺少回桨阶段的动力学分析。即承认在人—船—桨共同组成的整体质点系中外力始终变化存在, 且对方程的科学性产生影响, 选择将其模糊化处理, 致使无法解释回桨阶段赛的加速现象。此后, 黄胜初[7]借用“系统内力均衡”和“系统内力转移”理论, 将回桨期间的加速原因归为系统内力在系统内部各物体之间的转移传递, 并且认为这种传递并未影响人—船—桨系统的总动量, 只是由于人体在滑轨上移动所产生的冲量转移到艇上, 使艇运动速度增快或减慢。后期的研究发现, 该研究忽略了一个很重要的力, 即升力。实际上, 早期研究已推测出流体力学中的升力或许对艇速产生显著作用, 但都是通过现象推论, 而不是直接测量所得。还有一些学者认为:在拉桨第1阶段的正向滑动过程中, 船艇前进的动力是桨叶产生的推进升力。

从运动控制的生物力学视角对升力作为赛艇动力的原理进行分析发现:在回桨阶段, 当产生升力的物理长轴与水流的运动方向呈适当的仰角时, 在桨叶的一侧产生升力, 升力在前进方向的分力成为赛艇的主要动力来源[8]。这很好地补充了黄胜初团队的赛艇动力学方程。虽然理论上确定升力在桨叶滑动的某个时刻产生赛艇动力, 但是在实际测量和评价中, 经常忽略不计, 原因是升力本身不易测量。因此, 人们经常采用“合力”分析赛艇动力, 即包含所有力在内, 又不需要将每个力单独测试出来, 在某些研究中还是比较实用的。赛艇运动员可以通过增加桨叶表面积、增大抓水角度、优化抓水时间的方式, 获得更稳定的水上支撑[9]

关于赛艇动力目前已达成共识:拉力是船艇前进的最主要动力, 升力在划桨过程的某个阶段 (1993年之前认为在拉桨阶段; 1993年之后认为在回桨阶段) 作为船艇动力。但是, 对升力的测量和利用研究不多见, 这或许会成为以后赛艇研究的一个突破口。

1.2 赛艇的划桨技术原理

(1) 一般将划桨周期分为桨叶入水、划桨、桨叶出水、回桨 (还有2种提法:一是提桨、拉桨、按桨和推桨; 二是前转换、后转换、拉桨、推桨)4个技术阶段。从运动大周期划分, 也可将划桨周期简单分为水中拉桨和空中回桨2个阶段。拉桨阶段是桨叶在水中用力驱动艇前进的过程。回桨阶段指的是桨叶出水后, 运动员从拉桨用力状态恢复至下一个抓水动作的过程。抓水是桨叶入水的过程, 是回桨阶段与拉桨阶段之间的衔接[9]。“出水”指桨叶离开水面, 一般将前转桨入水和后按桨出水看作是技术动作的转换阶段。

(2) 在周期阶段划分的基础上, 根据赛艇技术的用力特征将世界范围的赛艇技术类型进行对比分析, 具体参照韩炜等[10]和杨银儿[11]的研究。从运动生物力学视角, 通过运动影像解析可将赛艇动作分为四大技术链, 即划桨启动的下肢技术链、节奏控制的躯干技术链、上肢技术链和划桨技术链[12]

(3) 对各技术阶段的技术细节进行量化研究。如技术阶段的转换、人体重心移动的理想状态、腿和手臂的发力特征、手脚配合的时机掌握[13]; 桨叶的移动轨迹、桨力曲线、划桨技术与舟艇速度关系研究[5]; 基于力学分析的划桨用力结构公式、人与艇相对运动的力学方程等。以上研究很好地阐释了人与艇的互动理论与规律。遗憾的是, 这些研究是从理论上进行推论和演算, 未能与桨叶的推进效率相结合。郑伟涛[14]对影响赛艇桨叶推进效率多项参数进行了全面地数值模拟和实验研究, 很好地解决了理论与实践相脱节的问题; 邹克宁等[15]从桨频、桨叶深度、划桨幅度等指标入手, 研究其对桨叶推进性能的影响, 为以后赛艇技术诊断和评估体系构建做出了有益尝试。

综上, 根据研究对象的差异, 对赛艇技术原理的探讨大致可分为2种:一是从宏观意义上的描述, 如拉桨阶段的动作特征、用力顺序等; 二是对具体某一个技术细节的深入挖掘, 如桨叶的深度、划桨幅度、转桨角度等。

2 赛艇技术的实船测试 2.1 实船测试系统的研发与应用

运用实船测试对赛艇技术进行分析和评价被认为是赛艇技术研究最理想的方法 (虽有研究[16]表明conceptII测功仪与实船测试结果非常相近)。它能识别限制赛艇成绩提高的因素, 使技术能向积极的方面改进。信息的反馈还能帮助教练员和运动员探索高效的技术模式。

德国是世界上最早进行实船动力学仪器研发和应用的国家, 但由于其大部分先进技术对外保密, 故其他国家并未得到很多借鉴。目前, 国外相对成熟的赛艇技术测试系统有Powerline、Varely、Weba和MMS2000, 主要集中在手柄力量的各项指标测试。在国内, 武汉体育学院、中国科学院合肥物理智能机械研究所、清华大学等先后自行研制了类似的测试系统, 并将其应用到了国家赛艇、皮划艇队技术诊断当中。从信息反馈看, 中科院的实船测试系统所获得的评价相对较高。

卢德明等[17]最早将多项运动学和动力学参数相结合, 研发了赛艇技术多参数实船测试系统, 但局限于当时国内计算机和其他数据转换软件的落后, 该系统未得到专业赛艇队认可。郑伟涛团队[18-20]依据赛艇项目特征, 从人、船、桨、水4个不同视角对动力产生与保护、拉桨和回桨阶段的技术异同进行全方位理论探讨和实践跟进, 研发成功赛艇运动技术的实船测试系统, 并在赛艇、皮划艇国家队、省队得到推广使用。付永吉等[21]尝试运用GPS (Global positioning system) 分析赛艇技术, 但由于GPS采样频率较低 (最高精码精度为10 m), 在描述宏观速度方面勉强可用, 但测量船艇的瞬时速度时精准度不高, 达不到技术分析的要求, 因而未受到重视。

实船测试系统被广泛应用于赛艇技术测试的各个环节, 如划桨力量的监测[22-23]、桨力指标参数的测量、运动技术的诊断与评价[24]、多人配艇[25]等研究中。另外, 机械工程方面的知识、摄像技术的应用都为赛艇成绩的提高做出了巨大的贡献; 但是这个促进过程也受到一定的限制, 即在测量瞬时艇速过程中不能精确量化个体和团体技术的各个细节因素。这在一定程度上妨碍了教练员在艇速和技术之间建立明确的联系[26]

2.2 桨频、划桨节奏与节奏策略

运动员每分钟的划桨次数称为桨频 (桨/min)。每一个划桨周期, 都可以笼统地分为拉桨和推 (回) 桨2个阶段。一桨周期中推桨时间和拉桨时间的比值, 被称为“推拉比”“划桨节奏”或“拉桨节奏”。“划桨节奏”随桨频的变化而变化, 并在一定范围内呈现一定的规律性。通常把桨频视为最重要、最基础的赛艇技战术研究起点。“节奏策略”是指运动过程中机体有意识或无意识地对能量代谢或功率输出的调控模式。“节奏策略”与“划桨节奏”的有效配合是取得好成绩的关键环节。

运用现代高科技手段建立赛艇中、低桨频与高桨频之间的对应关系是近年来赛艇领域的一项重要科技成果。该成果可以间接监测中、低桨频的训练质量, 从纵向上对同一名运动员不同桨频下的技术效果进行比较和评价, 也可以阶段性评价运动员划船技术的变化, 对赛艇训练意义重大。高桨频保持能力一直被看作是考量运动员技术能力的一个重要指标。不同桨频的组合也是赛艇战术展开的最简易方法。对训练负荷的安排、氧利用能力的练习 (低、中、高桨频)、划桨技术的巩固等均需要桨频这一指标调控。起航、转航、途中、冲刺等不同阶段桨频不同, 起航桨频最高, 转航和冲刺居中, 途中划最低。运动员体能、技术差异最终在技术能力上体现。运动员最有效桨频因人而异, 尤其是在多人艇项目中, 如何将不同桨手的组合优势发挥到极致, 对共同桨频的选用尤为关键。

桨频与艇速呈高度相关, 可用回归方程预测赛艇桨频和成绩。在一定范围内, 桨频与拉桨时间、回桨时间和拉推比呈负相关, 与拉桨时间在划桨周期当中所占的比例呈正相关。随着桨频的增加, 划桨周期中的拉桨和回桨时间都会减少, 但是回桨阶段的时间减少比例会更高。转桨角度和拉桨幅度呈减少趋势, 拉桨力量下降。最大正、负加速度绝对值均有所增加, 但负加速度的持续时间和在整个划桨周期中所占比例均降低[27-28]。低桨频下划桨节奏的变化幅度为30%~40%, 高桨频下划桨节奏的浮动范围上升到50%~60%[16]。从赛艇功率的分布特征看, “船速波动功率比”随桨频的升高呈显著性降低 (P < 0.0001), 而平均船速、平均功率和“桨叶推进功率比”随桨频的升高而升高 (P < 0.0001), 桨频与上述4个指标均值均呈显著性线性关系 (P < 0.05)[29]。因此, 在高桨频练习时, 应保证每一桨的划船效果。赛艇竞速的最直接指标是艇速, 高桨频并不意味着高艇速, 但高艇速必须达到一定的桨频。桨频和每桨划距是艇速的2个变量, 两者的组合决定艇速的变化[30]。即使桨频与艇速呈无限正比关系, 也需要考虑高桨频带来的体能消耗过快, 以及全程体力分配问题。而且, 高桨频对技术动作的规范、经济、科学性带来很大挑战[31]。因此, 运动员追求的是符合个人或团队整体需要的最优桨频以确保艇速的平均值达到最大。当然, 最理想的是能持续保持高桨频和高稳艇速。

为追求动作技术的稳定和协调, 保持重心平稳移动, 通常要求快速拉桨, 匀速回桨, 拉桨用力而回桨时放松。运用统计学方法研究推拉比与最佳船速的关系后发现, 当推拉比为2时, 可以获得最佳船艇前进速度。然而, 实船测试所呈现的推拉比范围是0.9~1.7[29, 31-33], 远低于2。原因可能是在进行统计学分析时, 忽略了影响艇速各因素之间复杂关系的某个 (些) 方面。进一步将单人艇训练与多人配艇训练当中的技术差异进行比较研究发现, 2种训练方式拉桨用力模式差异较大。多人配艇时, 高桨频拉桨节奏偏高, 中低桨频拉桨节奏偏低[34]。多人艇对所有桨手的回桨一致性要求非常高。在实际训练中, 为了保护赛艇动力, 推拉比应保持在一定范围内, 不能随意缩短推、拉桨时间, 盲目提高桨频[7]。Garland[35]对悉尼奥运会和赛艇世锦赛公开级赛艇运动员的节奏策略研究发现, 尽管不同性别运动员在比赛成绩上存在显著性差异, 但是几乎所有的运动员均采取了反“J”型抛物线型。运动训练对赛艇运动员节奏策略的实施影响显著[36]。不同训练水平的赛艇运动员采取的节奏策略存在显著性差异[37], 训练水平越高, 运动员的节奏策略越呈现匀速化。不同级别运动员在形态结构、生理机能、素质水平以及比赛成绩[38]方面存在较大差异, 但是, 并没有研究成果证明运动员体能差异对节奏策略的选取产生显著影响[39]

目前对桨频和节奏策略的研究主要集中在对高水平 (奥运会、世锦赛、世界杯) 比赛冠军艇、优秀艇[10, 20-21, 30, 33-34]的分析上。研究的一般逻辑是将2 km赛程平均分成若干段, 分析每段航程的桨频和节奏特点。研究结论最终指向往往是运动员体能不足, 技术不稳定, 划桨效率低等方面。类似研究的问题在于:以桨频为基础指标的视频分析仅能从纯数据角度进行统计比较, 而对问题出现的原因大多情况下依靠主观臆测, 缺乏实船测试数据的支持。由于研究对象的特殊性 (顶级运动员), 很难获取其完整的技术和能力指标, 因此在总结规律及解释某些现象产生原因时不能从整体考量。科学证据的系统性缺陷致使研究结论的宏观构想较多, 而深入的微观层面分析较少。

3 赛艇技术的诊断与评价

赛艇是典型的动作周期性重复运动项目。运动员每一个划桨动作的细微不同会在多次重复中被无限放大。因此, 划桨技术是决定赛艇成绩的关键因素。对赛艇技术的优劣进行诊断与评价是技术改进的基本前提。

3.1 赛艇技术诊断

良好的技术不仅表现在动作外形上, 更重要的是体现在动作的内在感觉上。正确的动作外形只能反映运动技术外在的合理性, 而动作的“内在力度”才是决定技术优劣的关键。大多数“内在力度”是人类肉眼无法识别的, 必须借助一定的科学测试工具, 运用正确的测试方法才能获得。

3.1.1 研发赛艇技术智能诊断系统

科学家们花了很多年时间用于研发能准确测量和评价水上划桨技术的器械, 然后与教练员共同确定决定运动成绩的主要指标, 并将其整合成具有实际应用价值的模式, 再用这种模式评估和优化赛艇技术。

人们最初的设想是将智能计算机与赛艇技术相结合, 用数据库作为知识输出的基础, 建立赛艇技术专家诊断系统, 依靠数据库的不断更新和计算机的逐步升级达到可持续使用的效果[39], 并在数据库基础上搭建赛艇技术评价的理论模型[40]。胡一平等[41]认为, 赛艇技术诊断专家系统 (简称RTDS) 未解决好知识获取的瓶颈问题, 因此对专家系统进行了改进, 用人机智能 (人机分工合作) 代替完全的计算机智能, 研制了一套赛艇技术诊断人机智能决策支持系统。之后, 再没有发现有关此方面的研究。

建立赛艇技术智能诊断系统的设想是伴随着计算机和互联网的流行而提出的。它的初衷是用计算机智能代替手工劳动, 为技术诊断提供便利。但是, 经过多次尝试后发现, 这种想法的实现似乎并不容易。无论是专家智能诊断体系、计算机智能诊断体系, 还是介于二者之间半自动技术诊断体系都存在如何解决信息标准化的问题。系统的动态发展应以源源不断的大量技术指标数据为基础, 需要定期对这些基础数据进行更新和筛检, 这本身就是很困难的事情。再加上其他的非结构性因素 (风、水、温度等) 无法统一控制, 系统本身的立足之本并不牢固, 这或许也是专家诊断系统研发停滞的主要原因之一。而且, 运动员运动等级的差异、划桨类型的不同、桨位的不同导致在数据细分时困难很大。再加上智能诊断系统对研究样本的质量和数量都有严格要求, 所以从系统诞生之时就不被看好。随着科学技术的进步, 建立智能诊断系统的硬件设施已经具备, 而缺少的是对样本量技术测试的严格控制。具有普适性的智能诊断系统并不容易搭建, 但是如果在某一固定水域, 相似的外界环境, 对足够多的相同等级运动员进行技术测试 (最好是测功仪), 将所得结果进行归一化处理, 建立针对某类人群、某支队伍或某一个人的智能诊断系统是比较现实的。

3.1.2 赛艇技术发力模式诊断

拉桨阶段的发力特征是赛艇技术诊断研究的基础内容之一, 也是考察运动员技术能力的有效途径。卢德明等[4, 42]运用赛艇多参数遥测分析系统配合IPL高速摄像对单人双桨技术进行研究发现:“平缓力型”技术动力学效率最高, 其拉桨效率比“爆发力型”平均高6.72%。“单峰型”好于“双峰型”, 并建立了桨力有效冲量与平均艇速、艇速波动的关系式和桨叶入水角优化的目标函数式。周秀华等[20]、曹景伟等[43]运用自行研制的测试系统对国家队双人单桨项目进行测试, 认为多人艇、双人艇的领桨手倾向于采用A型 (强调拉桨开始阶段发力), 1号桨位倾向于B型 (强调拉桨中段发力) 划桨技术。在不同桨频下, 桨力—时间曲线的类型一般不会发生变化, 但是其外形会发生变化。不同桨频下的桨力—时间曲线特征可作为训练效果的评估依据, 低桨频训练必须保持合理的拉桨速度和力量。

实际上, 专家针对哪一种用力模式最合理并未达成统一意见。如彼得施万尼茨[44]和沃尔特罗恩[45]均赞同类型A, 因为他们从流体力学、肌肉能量代谢、肌群协调发力等视角, 通过实验论证了平均船速与拉桨开始阶段的桨力呈高度正相关, 而与拉桨结束阶段桨力的增加并无明显关联。从世界范围看, 大多数国外优秀运动员采用前A型发力模式。这种模式得到大多数赛艇生物力学专家和教练员的认可, 这种发力模式的优点主要有2个:一是力量传递从下肢大肌群开始到上肢小肌群结束, 符合人体运动规律; 二是可以更好地调动蹬腿和躯干力量, 挖掘这两大肌肉群的潜能。世界优秀赛艇运动员下肢、躯干和上肢对划桨力的贡献率分别为46.40%、30.90%、22.7%, 而这3个主要部位肌肉功能的使用率分别为75%、55%、95%[1], 说明赛艇划桨力量的潜力挖掘应为从躯干和下肢开始, 上肢的使用率已经达到95%, 增长空间很小。卢德明等[42]、Stephen[46]倾向于类型B, 原因是他们认为拉桨中段 (70°~110°) 运动员的平均做功效率最高, 所产生的乳酸最少, 有利于持续高强度运动。然而并未发现关于类型C的学术文献, 建议拥有强大上肢力量的运动员可以尝试这种划桨类型。需要说明的是:国内外多数专家、教练员认为, 没有最好的划桨技术, 只有最合适的划桨技术, 技术类型的选择因人而异, 因桨位而异。

3.2 赛艇技术评价 3.2.1 赛艇技术评价内容

在技术评价环节, 对拉桨阶段各技术参数的探讨远多于回桨阶段, 这与赛艇技术研究的总体规律一致, 这也说明对拉桨阶段的重视程度远远大于回桨阶段。实际上, 高桨频的潜力挖掘应从回桨阶段开始。一个典型的诊断和评价过程包括拉桨力量峰值评估、拉桨长度、每桨做功、船速以及一些时间特征的变化等[23]。一般认为, 拉桨阶段应重视赛艇动力的产生, 而回桨阶段更加重视动力的保护。动力产生主要涉及的内容有:入水激发速度、拉桨力量、拉桨速度、桨力峰值保持、拉桨幅度、船体加速度等。动力保护主要涉及内容有回桨匀速、重心移动平稳、腿与手臂的协调用力、不同运动员之间的动作一致性等[47-49]

赛艇技术的液压测试平台让陆上赛艇动作的模拟仿真成为现实, 并且可以从力量、角度、功率等多项指标对赛艇专项力量进行拆解和评估。赛艇实船测试系统的应用让同时监测多名运动员技术细节成为现实, 对加速度、桨力曲线、拉桨角度等技术指标的研究, 可以即时对赛艇技术进行诊断评价, 并在训练中有针对性地进行练习和完善。生理学为赛艇运动提供能量, 而生物力学决定赛艇运动中的能量利用问题。生物力学理论和方法的应用不仅可以对技术的优劣进行诊断和分析, 而且其反馈系统可以通过大脑的运动控制重心直接控制肌肉, 通过控制大脑的运动单元实现实时的动作技术优选。

高桨频并不意味着高艇速, 艇速的增加不完全依赖桨频的升高, 不能以牺牲桨幅为代价而无限追求高桨频, 也不能为了在高桨频下保持划桨幅度而过度前倾或后仰身体。在一定范围内, 上肢拉力随着桨频增加而增加, 而下肢力量变化不大。国内队员的平均躯干倾斜度 (104.10°) 明显高于国外运动员 (100.55°), 而且不同桨频下的力量分配均明显差于国外赛艇队员[50]。借鉴国外优秀运动员中高桨频、高稳速的划法, 并始终保证规范的划桨技术动作和合理的划桨节奏, 利用不同层次单项群桨频与划距的回归方程以及艇速与桨频方程诊断划桨技术, 将理想的桨频与划距搭配改进划桨技术训练[30]是很多学者经过对比分析国内外运动员技术特征达成的共识。

在拉桨阶段, 不同的桨频对运动员肢体间协调方式并未产生影响, 而在回桨阶段, 随着桨频升高, 肌肉间的协调方式整合性提高。赛艇运动技术核心在于手脚配合协调发力, 它的实现须建立在良好的躯干传动基础上, (手、脚) 左右两边的力量—时间曲线应同步或相似, 避免两侧力量不均造成的船体摇晃[51]。也有学者 (McBride, Sanderson and Ellrott) 比较推崇经典位置的专门技术理论, 通过实验证明相同或类似的队员组合到一起, 并不一定成绩最优。东德赛艇生物力学专家Peter Schwanitz将生理学和生物力学作为一个整体进行研究, 发现赛艇双人单桨项目领桨手的拉桨时间早于跟桨手, 拉桨的幅度大于跟桨手[23]

3.2.2 赛艇技术 (能力) 评价体系构建

赛艇技术动作在动态平衡状态下完成周期重复。由于技术评价指标众多, 指标的科学筛选和体系搭建成为科学诊断和评价技术的关键。建立一套评价赛艇技术的标准体系是非常有意义的事情, 学者们也进行了一些有益的尝试。

曹景伟等[52]、马祖长[53]在筛选皮艇运动员专项技术核心要素 (动力学、运动学指标) 的基础上, 率先提出建立皮艇专项竞技能力的评价标准体系的研究设想。后来, 王敬志等[54]在借鉴曹景伟和马祖长研究成果的基础上提出了基于实测桨力和船体加速度信息的皮艇专项竞技能力评价指标体系的建立方法, 并指出这种指标体系也同样适用赛艇项目。

刘建等[3]首先以桨力、桨角等生物力学指标的测试数据为依据, 结合文献研究和专家访谈建立赛艇专项技术的评价指标体系, 再运用累进评分法建立桨力激发速度、最大力量、一桨做功3个技术指标的单项评分表和等级评价表。也有研究以赛艇运动生物力学信息采集系统获取的桨和滑座的运动学和动力学指标为基础数据, 运用路径分析 (Amos Graphics18.0)、因子分析 (PASW Statistics18)、标准百分法 (T=50±25(X-X)/S) 等统计方法构建了包含艇速、划桨效率、躯干手臂驱动、时间、桨力五大类指标的MH2—划桨技术指标体系。

综上, 技术评价指标体系的建立, 均运用了基于实船测试数据的运动学、动力学和运动生物力学测试指标。对于赛艇项目而言, 很难寻找出一个完美的结构模型。皮艇专项竞技能力评价体系的构建从逻辑层面而言非常完整。首先由马祖长等提供了基本理论依据和30项指标的计算方法。再由曹景伟、马祖长从运动学、动力学视角提出构建专项竞技能力评价体系的设想。最后, 王敬志在以上研究基础上, 通过丰富指标和降维的方法构建皮艇专项竞技能力评价指标体系。需要指出的是, 如果前面两步基础研究稍有失误, 将直接影响指标体系的可信度。笔者曾尝试运用相同的方法建立赛艇的专项竞技能力评价体系, 发现以上方法并不可行。原因是皮艇项目是500 m直道竞速, 大多采用全力划战术, 因此勉强可计算桨力衰减因子, 而赛艇项目航道长度为2 km, 运用全力划战术不现实, 无法计算桨力衰减因子。

4 研究结论与展望

(1) 划桨技术的基础理论研究方面。学者们对赛艇驱动力的研究较为成熟, 拉力作为赛艇驱动的主要动力已达成共识。对升力作为驱动力的探讨主要论证了3个问题:升力能不能成为赛艇驱动力; 为什么能成为驱动力; 怎样成为赛艇动力。对升力的测量和利用方面的研究鲜见, 因此如何把握升力作用规律, 科学驾驭或许可以成为以后研究的突破口。

(2) 赛艇技术的实船测试方面。国内对实船测试仪器的研发基本上处在停滞状态, 在继武汉体育学院、中国科学院和清华大学自主研发的赛艇实船测试系统之后, 未见此方面的研究成果。实船测试的技术指标仍高度集中在上肢部位, 而下肢以及躯干部位的技术指标太少。测试的实验设计、过程控制、指标选取、后期数据处理等方面要求非常严格, 导致测试的即时性和连续性难以实现。因此, 简单实用的实船测试仪器的研发具有非常实际的应用价值。

(3) 赛艇技术诊断和评价方面。基于实船测试的运动学、动力学、生物力学测试的广泛应用, 各种技术指标的获取变得更加容易, 但是出现了新的问题, 即技术指标过多导致的指标选用困难。目前对划桨技术诊断和评价指标的科学筛选研究成果很少 (仅2篇), 因此, 对划桨技术诊断关键指标选取方面的研究将成为赛艇技术研究的主要方向之一。学者们对人与艇的互动理论、划桨技术特征分析较多, 但是这些研究主要集中于理论上的推论和演算, 而与桨叶的推进效率相结合的较少。而且, 从划桨技术角度对多人配艇的支持、多人艇运动员技术特点、技术比较研究很少, 因此, 结合桨叶的推进效率对多人配艇的特点、方法、体系进行研究具有非常重要的理论和现实意义。

5 结束语

对赛艇技术的研究是一个长期的过程。在进行运动学、动力学、运动生物力学指标分析时, 须充分尊重运动员的个体差异, 密切关注划桨效率, 系统、辩证地思考测试数据所呈现的各项特点, 挖掘数字背后隐藏的运动规律, 促进赛艇技术的提高。

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