自由式滑雪空中技巧技术诊断体系的研究

王 新,马 毅,郝庆威,李 男

(1.沈阳体育学院,运动人体科学学院,辽宁沈阳 110102;2.沈阳体育学院,院长办公室,辽宁沈阳 110102;3.沈阳体育学院研究生部,辽宁沈阳 110102)

自由式滑雪空中技巧技术诊断体系的研究

王 新1,马 毅2,郝庆威1,李 男3

(1.沈阳体育学院,运动人体科学学院,辽宁沈阳 110102;2.沈阳体育学院,院长办公室,辽宁沈阳 110102;3.沈阳体育学院研究生部,辽宁沈阳 110102)

为了保持我国运动员在自由式滑雪空中技巧项目的领先地位,找出影响运动成绩的关键诊断指标,采用文献资料法对以往该项目技术诊断方面的资料进行研究。发现目前对运动员完成动作的影响因素有了一定的定性和定量描述,但缺乏各影响因素对动作质量完成好坏的统计学评价。在此基础上建立采用常规方法中的评定框架法进行技术诊断,对运动员高质量动作的技术指标进行建模,运用运动生物力学和统计学等方法建立指标与运动成绩之间关系的控制模型,进而形成完善的自由式滑雪空中技巧运动技术监控体系。

自由式滑雪空中技巧;评定指标;技术诊断体系

冬季竞技运动是国际竞技大家族中的重要一员,其比赛成绩的高低直接体现一个国家整体竞技水平的高低。在冬季项目中,自由式滑雪空中技巧是雪上滑行和空中翻腾技巧相结合的雪上运动项目,该项目注重技巧性、柔韧性和灵活性,非常符合中国人的自身运动特点和身体特征,所以自由式滑雪空中技巧一直就是中国选手在冬奥会雪上项目夺金的突破口。运动员通过助滑坡加速,在跳台上起跳,飞起到空中,在空中完成空翻、转体等动作后,在坡度为 37°的着陆坡着陆并滑下至停止区停止。根据空中技巧技术特点,整个运动过程分为助滑、起跳、空中翻腾和着陆四个部分。为了保证高质量地完成动作,每个阶段都有合理的技术特征。对该项目我国优秀运动员专项技术训练进行诊断和监测,找到各阶段技术诊断性指标及诊断重点,有助于保证运动员高质量地完成整个动作,保持我国在该项目上的优势地位。

1 国内外研究现状

1.1 自由式滑雪空中技巧动作技术诊断方法

动作技术诊断方法一般分为运动学数据采集、动力学数据采集和生物学数据采集三类。由于运动学数据采集方法灵活,对运动员无干扰,特别适用于训练和比赛现场数据采集,因此,优秀运动员现场技术诊断研究以运动学数据采集为主,动力学和生物学数据采集仅仅作为辅助手段。王猛[1]在其硕士毕业论文中通过动力学监控方法实验验证了以往研究人员对“漂移”产生的研究结论,并明确提出运动员起跳时由于双脚的压力不对称,因而导致其在出台瞬时产生了横向运动 (漂移)的加速度,最终导致运动员出台后产生沿横轴方向发生位移,即着陆的横向“漂移”。闫红光[2]等人通过动力学监控方法研究,认为自由式滑雪空中技巧运动员躯干肌群的力量是影响运动员空中转体和身体姿态的重要因素。录像测量和摄像测量等方法从速度、角度、动作时空分析和转体技术等方面对季晓欧完成 b lFF水池动作进行了运动学分析。赵朋宇[8]对奥运会亚军李妮娜的 bF型动作时相进行分析,通过对空中技巧运动员李妮娜空中动作的运动学特征的分析描述,揭示了该动作的结构、转体结束时正确的体位姿势和合理翻转时机,并就新规则的变化对该动作的影响进行了分析。闫红光[9]等人运用三台M-9000摄像机同时对徐囡囡的左正侧面、右正侧面以及全程扫描的方式对其进行了腾空过程的重心的运动轨迹特征,即飞行高度、飞行远度、飞行时间以及腾空过程重心的速度变化特点的运动学参数分析。方志军[10]等人对李妮娜作 dF动作时的膝关节角度变化、髋关节角度变化、肩关节角度变化和重心合速度变化进行了运动学分析。

闫红光[6]等人通过动量矩守恒原理,分析无论人体是绕横轴翻转,还是绕纵轴旋转,均可通过改变转动惯量达到改变转动角速度的目的,根据对运动员大量的空中动作测量结果进行分析并发现,无论是哪类动作,腾空阶段的速度在水平方向上和垂直方向上均呈现由规律的变化。闫红光[11]在对鸥晓涛、邱森 bdFFF动作的时空特征分析中对两人空中动作的时空分布特征、转动角速度等因素比较分析,得出结论:空中的转体动作是角速度相差很大的非匀速过程,可从转体速度较小处入手,挖掘提高转体速度的可能性。

1.5 落地动作的技术诊断研究

佟永典[12-13]等人认为影响自由式滑雪空中技巧运动员落地稳定性的主要因素有两点:一是落地稳定性调整时人体躯干角速度、大腿角速度、小腿角速度、臂角速度。着陆的成功与否直接影响着成绩,另外着陆水平对保证运动员安全起着关键的作用。保持直立姿势至着陆前是非常重要的,因恐惧心理的影响,着陆时常有过早动作或屈膝弯腰的现象,着陆瞬间大小腿,躯干与大腿的角度为 90°最好。徐囡囡[14]等人通过对运动员腿部力量大小及落地体位角的研究,认为落地阶段在运动员腿部力量很好的条件下,落地成功与否主要由运动员落地时的体位角决定,因为这时运动员身体还有剩余动量矩。佟永典[12-13]等人研究发现落地的稳定性主要是由人体落地时剩余动量矩和人体落地倾角及人体重心高低来决定。并研究总结了落地失败的几种原因:人体剩余动量矩过大及人体落地时躯干倾角过大,应调整下次助滑后翻转速;人体剩余动量矩过小,人体落地时躯干倾角过小。属后翻转动不足,应调整下次助滑使后翻转速提高;不是上述原因而是落地后运动技术不当,应使用落地后快速下蹲技术增加自我克服剩余动量矩的能力。

2 当前研究存在的问题与不足

通过对自由式滑雪空中技巧的相关文献的整理研究发现,目前已经对运动员完成动作的影响因素有了定性和定量的描述,但缺乏各影响因素对动作质量完成好坏的统计学评价,仍然没有从根本上解决落地站不稳的现象,而稳定的着陆技术是运动员完成动作的标志,也是各个动作环节技术准确性的见证。分析其原因主要在于虽然找到了影响成绩的因素,但没有对各指标因素进行相关影响因子分析,即没有除上述学者采用动力学方法监控外,目前国内外对自由式滑雪空中技巧项目的动作技术诊断方法主要采用运动学监控方法。

1.2 助滑技术诊断研究

马毅[3]等人对此进行了细致全面的研究,认为:助滑速度的主要影响因素有场地因素、环境因素和动作因素。国内外助滑坡度范围在 20°-27°之间,坡度越大,摩擦力越小,下滑速度越快。不同环境的风速、风向对下滑速度影响较大。不同的下滑动作姿势对空中阻力不同对下滑速度也产生影响;孟述[4]等人认为:在助滑过程中,加速是依靠蹬滑步、屈膝加力来实现的,当感知到速度过大时,可以通过“犁式”来减速并接低姿蹲踞式助滑,有利于在助滑阶段获得与所要跳跃动作相适宜的速度和为起跳做好准备。

郑凯[5]等人通过对运动员助滑速度与助滑距离的关系,以及根据运动生物力学和空气动力学相关公式概念建立了助滑距离与速度控制模型,该模型的建立从根本上改变了一直以来自由式滑雪空中技巧项目运动员完全依靠教练员凭借经验决定助滑高度,再经反复多次试跳才能最后确定的状态。

1.3 起跳技术诊断研究

起跳是自由式滑雪空中技巧技术动作的最关键环节,起跳不仅影响空中动作的质量,而且对着陆的成败有一定的影响,而且也是发展动作难度的基础环节。自由式滑雪空中技巧起跳技术在手册上的表述是:评定起跳运动员进入过度区瞬间开始,至双板尾离开跳台时止。空中的实际动作在雪板离开跳台之前并未开始,身体需充分伸展。腾空起跳的影响因素主要是出台速度和体位角度。马毅[3]等人从运动学角度对起跳环节进行全面的研究并得出:自由式滑雪空中技巧动作的出台阶段速度分别有向前飞行的水平速度和向上腾空的垂直速度这两个速度合成。出台的垂直速度的大小决定了腾空的高度,出台后的水平速度和垂直速度共同决定了落点的远近。出台体位角度减小降低速度的垂直分量,而使腾空高度降低。

闫红光[6]等人通过研究,认为对于“带臂式”起跳技术相对上举式起跳技术而言相对比较合理、先进。因为由力学原理可知,由后经前、从上至下的摆臂增加了地面对身体的反作用力,有利于腾空高度的增加。

1.4 空中动作技术诊断研究

从运动学的观点进行空中翻腾技术动作分析,自由式滑雪空中技巧动作的腾空阶段是由两个运动合成,一个是人体的抛物运动,一个是人体的翻转运动。马毅[3]等人通过对近年来的比赛和训练实践的分析,认为动作的远度不是越远越好,适当的远度最有利于运动员成功完成动作。远度不够容易落在平台区,出现伤害事故;远度过大着陆冲击力增加,不利于成功着陆。一般来说,着陆点的斜坡距离与台前距的长短相近较为合理。郝庆威[7]等人认为腾空阶段完成的条件及翻腾动作的技术水平决定着腾空阶段的动作质量,并运用明确指明诊断指标和该指标对运动成绩的影响情况。

在空中技巧技术诊断指标建立中缺少通过对优秀运动员高质量动作的技术指标进行建模,并同失败动作进行对比,筛选出动作监控的敏感性指标,并对各指标的变化而带来的影响进行诊断和评价,运用运动生物力学和统计学等方法建立指标之间关系的控制模型,进一步完善自由式滑雪空中技巧运动技术监控体系的研究。

3 空中技巧技术指标诊断体系的建立

根据目前自由式滑雪空中技巧项目的研究现状和存在问题提出该项目的技术诊断体系如下:

3.1 研究过程与方法

课题组在国家级运动员在吉林省北大湖集训期间和国际级自由滑雪空中技巧比赛过程集中安排动作拍摄。考虑空中技巧项目各阶段运动速度不是很快,但运动员腾起高度较高,无法进行三维影像拍摄,所以录像采用平面定点测量的方式,使用两台 SONY牌 PMW-EX1R型号摄像机分别对起跳、落地的侧面进行定点拍摄,通过拍摄获得运动员在训练和比赛中的运动影像资料,然后运用美国艾里尔 (Ariel Dynamics)公司产 the APAS System运动图像解析系统进行动作解析,得到运动员动作的力学指标和参数。第三台机器对动作进行跟踪扫描动作完成质量。同时记录现场显示的助滑速度和风速。

对分析出的指标采用常规方法中的评定框架法进行技术诊断,最后建立较为可靠的评价指标框架和标准。最终目标是通过对运动过程中一些与优劣标准差异较大的评定指标进行统计学相关系数分析,进而建立出多级关系标准,确定诊断指标。找到对空中技巧运动技术发挥效果起确定性影响的要素。采用统计学方法筛选技术敏感指标,按照运动效果量对样本分组,做参量的单因素方差检验,根据差异水平对技术参数排序。求出诊断重点的评定指标与技术参数的相关系数,在差异显著性排序基础上,按照相关系数的大小进行二级排序。将有显著性差异的因素列为待选参量,对待选参量进行比较,将有类似物理意义的参量合并,保留的参量就是基本诊断指标。

3.2 基本指标体系

技术评定指标就是对整体和局部运动效果距离“设定标准”或理想目标的远近程度的描述。优秀运动员数据库和运动技术原理是建立评定标准的基础。评定标准分为两部分,即优劣标准和关系标准。通过指标分析指明影响动作优劣的重要因素,以及各因素之间的相互关系。通过对文献进行总结归纳和课题组的研究建立出完整的空中技巧项目的整体技术评定基本指标体系。由图 1可以清晰看出影响空中技巧动作成绩的一级因素有四个,分别为助滑技术、起跳技术、空中技术和落地技术。这四个因素又受各自的子因素所影响。其中助滑技术受环境因素和动作因素的影响,环境因素包括空气阻力、跳台高度、雪质等因素,动作因素中包括手臂姿势、髋关节角度、髋关节角速度等多种因素。

图 1 自由式滑雪空中技巧项目技术评定基本指标体系

起跳技术受出台速度、体位角度和足底压力三个方面因素影响。其中出台速度包括重心水平速度、重心垂直速度、重心合速度等;体位角度包括髋关节角度、躯干倾角、手臂姿势等。足底压力是指人体处于静止或运动状态时,在其自身所受的重力作用下,足底在垂直方向上受到一个地面的反作用力,即足底压力。足底压力对空中技巧起跳技术的影响包括左右脚压力和人体重心偏移。

落地技术受身体姿态和平衡能力因素影响。其中身体姿态的影响因素包括躯干与着陆坡垂直方向夹角、手臂与躯干夹角等;平衡能力是由腰腹力量所决定的。

空中技巧技术指标诊断体系的建立不仅可用于教练员在对运动员技术训练过程中具有专门针对性,也可以用于评价运动成绩好坏的参考依据和明确指明诊断指标和该指标对运动成绩的影响情况。该体系的建立将有助于教练员对运动员的技术进行科学合理的诊断,有针对性地进行专项练习,从而提高运动员的技术水平。

4 小结

我国的自由式滑雪空中技巧技术指标诊断体系在构建上正趋于完整,越来越多的研究者正不断地填补我国空中技巧项目国际研究成果的空白。本课题通过对优秀运动员高质量动作的技术指标进行建模,并同失败动作进行对比,筛选出动作监控的敏感性指标,并对各指标的变化而带来的影响进行诊断和评价,运用运动生物力学和统计学等方法建立指标之间关系的控制模型,进而进一步完善自由式滑雪空中技巧运动技术监控体系,为提高运动成绩提供科技保障和支持。

[1]王 猛.自由式滑雪空中技巧运动员起跳与着陆足底压力变化特征的研究[D].沈阳:沈阳体育学院,2010.

[2]闫红光,王艳玲.国家优秀男子自由式滑雪空中技巧运动员躯干肌力特征及与静态平衡能力的关系探讨[J].沈阳体育学院学报,2009,28(6):55-58.

[3]马 毅,闫红光,吴志海,等.影响自由式滑雪空中技巧动作难度的相关因素分析[J].沈阳体育学院学报,2010,29(1):8-16.

[4]孟 述,郭云清,欧晓涛.自由式滑雪空中技巧运动员助滑技术的分析[J].冰雪运动,2001,12(4):35-37.

[5]郑 凯,郑 非.自由式滑雪空中技巧项目助滑距离与速度控制研究[J].沈阳体育学院学报,2006,25(5):118-119.

[6]闫红光,娄彦涛,吴松林.自由式滑雪空中技巧动作技术的运动生物力学原理探析[J].沈阳体育学院学报,2010,29(1):12-16.

[7]郝庆威,门传胜,佟永典,等.季晓鸥自由式滑雪空中技巧 blFF水池动作的运动学研究[J].沈阳体育学院学报,2003(6):18-21.

[8]赵朋宇.自由式滑雪空中技巧李妮娜 bF型动作时相运动学分析[D].长春:东北师范大学,2008,5.

[9]闫红光,佟永典,刘 平,等.国家自由式滑雪空中技巧运动员徐囡囡 bdFF水池动作的运动学分析 [J].辽宁体育科技,2002,24(5):1-3.

[10]方志军,付春明.李妮娜自由式滑雪空中技巧 bdFF动作的运动学分析[G].第十一届全国冬季运动会科学大会论文集,2008:393-395.

[11]闫红光.自由式滑雪空中技巧运动员鸥晓涛、邱森 bdFFF动作的时空特征分析[J].沈阳体育学院学报,2005,24(1):49-51.

[12]佟永典,侯永民.对自由式滑雪空中技巧落地稳定性的实验研究[J].冰雪运动,1994(3):44-49.

[13]佟永典,闫红光,刘 平,等.自由式滑雪空中技巧运动员落地稳定性主要影响因素的研究[J].沈阳体育学院学报,2003,22(4):15-17.

[14]徐囡囡,王 猛.我国自由式滑雪空中技巧运动员 3周动作着陆成功率的影响因素[J].冰雪运动,2009,31(6):35-37.

Technique Diagnoses System of Freestyle Skiing Aerials

WANG Xin1,MA Y i2,HAO Qingwei1,L IN an3
(1.School of Hum an Sports Science,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China;2.Director’s Office,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China;3.Graduate Department,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China)

In order to keep ahead on the performance of freestyle skiing aerial,and seek the key factors that influence the performance,based on the method of literature reviews,this article found out that there were quantitative and qualitative descriptions about influence facto rs of performance for athletes.B u t it lacks of statistical evaluation about the influence factors to the quality of performance.According to the investigation,we adopt assessment frame method which belongs to routine method to technique diagnosis.Through biomechanics and statistical methods the authors suggest setting up a model of technical index of high quality action and a control mode of the relationship between index and performance in order to form a perfection technique diagnoses system of freestyle skiing aerials.

freestyle skiing aerials;evaluation index;technique diagnosis system

G863.1

A

1004-0560(2011)02-0004-04

2011-01-03;

2011-02-15

国家科技部科技支撑计划课题(课题编号为 2009BAK57B00)。

王 新 (1974-),女,副教授,博士研究生,主要研究方向为运动生物力学。

责任编辑:乔艳春

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