手指摆动频率应用于径赛运动员选材探讨

蔡广 沈勋章 许汪宇 余竹生

1 上海体育科学研究所（上海 200030） 2 上海体育学院

动作频率是许多项目运动员重要的运动素质之一，也是常用的一项训练指标和选材指标［1，2］。目前在径赛运动中，主要通过下肢运动频率——步频来评判动作频率，其测试方法简繁各异，简单方法主要包括秒表计时和人工计数，但其测试值精确度不高；复杂的主要通过相关测试仪器，如测力平台、特制的步频测试仪进行，其测试值较精确，但器材昂贵，操作较复杂，不利于普及［3，4］。本研究通过测试比较不同速度类项目径赛运动员手指摆动频率（以下简称指频）特征，探寻通过指频评判径赛运动员动作频率的可行性。

1 对象与方法

1.1 研究对象

表1 研究对象分组基本信息

研究对象根据其运动等级分为优秀组和二线组。优秀组包括上海市田径队短跑和长跑运动员，以及2008年全国田径锦标赛部分短跑和长跑参赛运动员，运动等级为健将级和一级。二线组取样于2008年上海市优秀二线后备人才库中田径短跑和长跑项目运动员，运动等级为二级及以下。在上海市进行测试时，以项目为编组，每个项目在同一天测试；在全国田径比赛中测试时，以运动队为编组，每队测试在一天内完成。各组项目分布、人数及年龄见表1。

1.2 研究方法

1.2.1 测试仪器

测试仪器为通过国家专利申请的“手指摆动频率测试仪”（专利号：ZL 2004 1 0017340.1），其采用红外光电传感器检测手指摆动频率，精度达千分之一秒，检测所获信号经串口输入计算机，通过软件控制和记录，指频结果显示在电脑屏幕上，最终存入Excel数据库。

1.2.2 测试方法和实验质控

测试前在软件中设置统一的测试时间。在高强度快节奏运动中，能量供应系统主要以磷酸原和糖酵解供能为主，其持续时间大约8秒左右［5］，为减少疲劳对食指摆动速度的影响，本实验将测试时间设为8秒。开始时受试者戴好耳机，听到耳机中发令枪响，立即开始尽力上下摆动优势手的食指。先让受试者练习1次，然后进行正式测试。

测试过程中要求运动员注意力高度集中。仪器会自动识别测试过程中的食指提早摆动或者摆动不到位，需重新测试。因受试对象食指长短有个体差异，达到相同摆动幅度时，其摆动角度不一，为减少此对测试结果的影响，受试者均统一套上8厘米长的轻质延长器以调整食指长度，使其食指摆动幅度和角度一致。

测试记录指标有8秒内的指频和反应时间（听到发令枪响到食指开始摆动的时间）两项。

1.3 统计学分析

所有数据采用SAS6.12统计软件进行分析，结果用均数±标准差表示，采用独立样本t检验比较指频、反应时的组间差异，采用Person分析指频与反应时之间的相关关系，显著性水平为P < 0.05，高度显著性水平为P < 0.01。

2 结果与分析

2.1 不同运动水平短跑和长跑运动员指频特征比较

图1显示，优秀组男、女短跑运动员指频分别为97.6±6.6次/8秒和90.8±9.1次/8秒，均显著高于相同性别长跑运动员（男：79.6±10.7次/8秒，女：75.6±10.5次/8秒，P < 0.01）。二线组中，男子短跑运动员指频（82.2±12.6次/8秒）高于长跑运动员（79.1±10.2次/8秒），但无显著性差异（P>0.05）；女子短跑运动员指频（79.9±9.1次/8秒）显著高于长跑运动员（71.9±10.6次/8秒，P < 0.01）。

以上结果表明，高水平运动员指频有明显的项目特征，短跑运动员指频显著高于长跑运动员，这符合其项目特点，即短跑动作频率快，而长跑对动作频率要求较低。二线组中，女运动员也有相同表现，女子短跑运动员指频高于长跑运动员，男子运动员只表现相同趋势，其差异无统计学意义。这可能是目前二线运动员运动水平不高，不一定都能成为高水平运动员，从而导致选择偏倚，因此对于二线组还需跟踪研究进一步验证。

图1 短距离跑和长距离跑运动员指频比较

2.2 短跑和长跑运动员反应时比较及其与指频之间的关系

图2 短距离跑和长距离跑运动员反应时比较

运动生理学认为，动作频率快慢主要与协调性、肌肉类型、神经过程的灵活性三个因素有关。神经过程的灵活性包括大脑皮层运动中枢兴奋与抑制的转换速度以及神经冲动的传递快慢［6］，神经冲动传递的快慢就是反应速度的快慢，因此反应速度也是影响动作频率的一项因素。从图2可见，优秀组男子短跑运动员反应时为201.1±35.4毫秒，显著快于长跑运动员（231.6±32.6毫秒，P < 0.05）；优秀组女子运动员也有相同表现，短跑运动员反应时（188.7±24.4毫秒）显著快于长跑运动员（244.3±44.7毫秒，P < 0.05）。此结果表明短跑和长跑的反应时有明显项目特征，反映了优秀短跑运动员神经冲动传导速度明显快于优秀长跑运动员。二线组短跑和长跑项目男女运动员的反应时表现相同趋势，但差异无统计学意义，其原因与前述二线组指频分析相同。

反应时遗传度达到75%［7］，是运动员选材学中应用较多的一项指标。从图3、图4可见，优秀组男运动员指频与反应时呈中度负相关（r = －0.7009，P < 0.01），优秀组女运动员指频与反应时也呈中度负相关（r = － 0.6325，P < 0.01）。

图3 优秀组男运动员指频与反应时的相关

图4 优秀组女运动员指频与反应时的相关

2.3 指频评价径赛运动员动作频率可行性及优势的探讨

长期以来，在运动员选材及运动训练中，主要采用下肢踏蹬频率（即步频）反映运动员动作频率。此法虽较直接，但有诸多不足。原地测量步频时要求踏蹬动作标准化，就是抬腿幅度一致性，才能真实反映动作频率快慢。但抬腿幅度受肌力大小、大腿自身重量、柔韧性、协调性等因素的影响［8］，未受专业训练的测试者较难达到测试要求，从而影响测试结果的可靠性。通过跑动方式测试步频也受专业训练的影响，初次测试者的测试结果难以反映其真实水平。而且，跑动测试步频往往只适用于径赛项目运动员，对其它项目并不适用，如羽毛球等。

本研究中，小样本优秀组实验结果显示，短跑和长跑运动员指频有明显项目特征，且指频与反应时呈中度负相关，故通过手指摆动频率反映运动员动作频率存在可行性，可以弥补以步频反映动作频率的不足。运动生理学认为动作频率快慢与运动控制中枢协调性有关，中枢神经协调性越好，各协同肌群及对抗肌群协同的工作效果越好，因对抗肌群紧张而产生的阻力也越低，从而有利于加快运动频率［8］。本研究中，控制食指上下摆动的屈肌群和伸肌群远少于控制下肢上下蹬踏动作的屈肌群和伸肌群，因此食指上下摆动动作受中枢协调性影响较少；此外，食指自身重量的个体差异性可忽略不计，其肌力、柔韧性受专业训练的影响也不大，故理论上通过指频反映运动员动作频率可最大限度地排除外界影响，相对于步频，可以更好反映动作频率的先天遗传因素。另外，指频测试仪器具有便捷、灵敏、便宜等特点，适于在基层选材中推广。但本研究中优秀运动员样本较少，且未对二线运动员进行追踪研究，故今后可进一步扩大样本量，以验证指频与不同项目运动员动作频率的关联性，并在基层选材实践中进行追踪研究，为指频应用于运动员选材提供更多参考依据。

3 总结

本实验结果显示，优秀径赛运动员指频有明显项目特征，且指频与反应时呈负相关关系，提示指频应用于评判径赛运动员动作频率选材存在可行性，但仍需在选材实践中通过追踪研究加以证实。

［1］ 王林，刘江南. 短跑步频与肌纤维神经类型之间的关系. 广州体育学院学报，1996，16（2）：33-39.

［2］ 冯敦寿. 中国男女短跑优秀运动员百米跑成绩进展与速度、步频、步幅追踪分析. 体育科学，1986，6（3）：73-76.

［3］ 傅志忠. 智能化脚踏频率测定仪的研制及应用. 福建体育科技，1995，14（1）：49-51.

［4］ 张家正. 跑的速度、步幅、步频及支撑时间的同步测定.天津体育学院学报，1983，3（2）：5-12.

［5］ 冯美云，冯炜权，林文弢，等. 运动生物化学. 北京：人民体育出版社，1999. 105-106.

［6］ 运动生理学教材小组. 运动生理学. 北京：人民体育出版社，1990. 224-225.

［7］ 曾凡辉，王路德，邢文华. 运动员科学选材. 北京：人民体育出版社，1992. 21-25.

［8］ 林木生. 步频因素与遗传、变异. 江汉大学学报（自然科学），1984，12（1）：132-137.