实用简携式节奏训练仪器的开发与应用——以田径跑、跨、跳项目为例

毛旭江,朱伟鸣,陈 翀

(1.浙江体育科学研究所，浙江 杭州 310004；2.浙江体育职业技术学院，浙江 杭州 311231)

实用简携式节奏训练仪器的开发与应用
——以田径跑、跨、跳项目为例

毛旭江1,朱伟鸣2,陈 翀2

(1.浙江体育科学研究所，浙江 杭州 310004；2.浙江体育职业技术学院，浙江 杭州 311231)

通过对以往节奏训练仪器优缺点的分析，结合田径项目节奏特征及实际训练需要，开发了方便快捷、廉价、实用、有效的节奏训练仪器，并提出了一些实际应用的方案。

节奏；训练仪器；应用

0 前 言

“节奏”一词在《汉语词典》中解释为自然界或人文艺术界因变化而丰富进化，在包括高度、宽度、深度、时间等多维空间内的有规律或无规律的阶段性变化。节奏变化为事物发展本原，相对论变化的结果[1]。可见任何事物的运动、发展和变化均离不开节奏。在田径中跑、跳、跨等项目，良好的节奏能使技术动作更经济而有实效，体能分配更合理。如刘翔在训练中采用缩短栏间距来提高栏间节奏；女子优秀400m栏运动员黄潇潇采用美国Beep Coach节奏提示设备来辅助训练全程节奏；在训练中也不难见到教练靠击掌或敲打一些物体发出的声音来辅助运动员以一定的节奏完成某个动作，经一定时间的反复练习，使运动员形成一定的节奏感。所谓“节奏感”，是指在“节奏”这一客体的作用下，大脑皮层产生兴奋，从而引起一系列的心理活动，而后通过神经中枢协调统一支配生理机能——即人的肢体和器官，准确地完成符合节奏律动的肌肉或肢体动作技巧的能力[2]，并在以后的训练或比赛中体现出来。

1 以往节奏辅助训练设备的优点及局限性

表1 以往节奏辅助训练设备的优点及局限性

如表1所列，击掌或敲打器具发出的声音，是教练员凭借对某项目或者某个具体动作的理解，以及对运动现象主观感知敲打而出的，是经验式的。这种节奏(声音的轻重及间隔)完全凭借于敲击者主观的节奏感觉，未必与运动员专项技术动作的节奏相吻合，多次敲打的一致性很难掌控，而且运动员间的节奏又不尽相同。

合理分配体能对中长距离跑非常重要，内部表现为各供能系统的合理、充分利用，外部表现为跑的节奏或称跑速的合理变化。据了解Beep coach 只能提供时间间隔相等的声信号，这在运动员进行匀速跑时，是可行的，而事实上跑项目是非匀速的，即便可通过调整场地非等间隔的标记来实现非匀速跑信号提示，但给实际操作者带来不便。

2 研制方法

2.1摄像测量法

通过定点拍摄、跟踪扫描等结合的摄像方法，捕捉运动过程。剪辑、同步要分析的片段，在软件上进行处理，测出数据。

2.2数理统计法

对所获数据在EXCEL2003上进行整理与统计。

2.3制作过程

2.3.1所需软件。会声会影视频软件；EXCEL2003；合适的音频素材(考虑振幅、波长、时长，如1000-700，就是振幅为1000，频率为700Hz，时长可根据节奏间隔的长短或项目的精确度要求来定，如单步步时一般为0.20s左右，制作步步节奏可选择时长为0.04s的素材，而50m分段的节奏时可采用0.08s、0.12s的音频素材)。

2.3.2 所需硬件。电脑、音频播放器(MP3类)、扩音机，播放器与扩音机的音频连接线。

2.3.3 实现的技术路线。

2.3.3.1 节奏数据源及音频素材源。如图1所示，节奏数据源主要来自两条途径，一是根据教练员的训练目的或计划，设置整个训练过程或者每个练习动作的节奏；二是通过科研人员在运动现场进行摄像测得运动员实际训练或比赛中的动作或者整个运动过程的节奏参数。音频信号源主要是从网上下载一些可供信号提示的音频文件，如汽笛声、哨子声、鼓声等，或者根据需要直接录音。

6#样品颜色为白色，镜面状，表面光滑，外观较为特殊，经红外光谱检测，该种塑料快递包裹袋表面存在聚对苯二甲酸乙二醇酯成分，如图4所示。

2.3.3.2 数据源和信号的筛选、及节奏信号的生成。选取运动员取得较好成绩时的节奏参数，在EXCEL2003上进行累计统计；同时也对音频素材进行筛选，选取运动员比较容易接受、而且清晰的音频源作为素材，在会声会影软件中的音频轨道(含时间线)进行制作，将所要的音频素材拖动到时间线上一定的位置，生成音频节奏信号。注意会9中秒后面的单位以帧数来计算，在Pal 制式中每秒为25帧，每播放一帧时间加上0.04s。

2.3.3.3 节奏信号的输入、输出。将制作成的节奏信号输入到节奏提示设备(MP3和扩音器)，释放节奏信号，提示运动员训练，经长期训练，形成良好的节奏感；有些项目，如中长距离跑，亦可在原有节奏的基础上，相对应按比例地缩短各分段时间，运动员若能跟上这种渐进式加快的节奏，那么成绩就会有所提高。此时再使用设摄像测量，对运动员是否形成稳定的节奏感进行诊断反馈，如此反复强化。

图1 应用的模式

3 可供应用的若干参考方案

3.1中跑、跨项目的若干训练方案

3.1.1 等距等时的设置。训练运动员保持匀速跑的能力。根据训练的要求，计算运动员需要的跑速，如要进行有氧训练，则可先进行乳酸测试，推算运动员合理的跑速，制作等时间间隔的音频节奏，在场地上放置等距离标志点，运动员按节奏来跑，并根据节奏信号和自身跑的位置进行调整。若有不同节奏的多名运动员一起训练时，可设置不同素材的节奏音频，并整合在一起使用，见图2，A、B、C为3种不同音频素材，分别对应给A、B、C三名运动员一起使用，每名运动员只要能够辨认自己的音频信号就可以实现一起训练。要注意的是在选取音频素材时，素材之间要容易区分。

图2 多名运动员不同节奏同时训练

3.1.2 等距不等时的设置。典型例子是400m跨栏栏间、200m多组跑训练，运动员在实际跑的分栏或分段时间是不等的，因此可以根据摄像测量运动员实际跑的分段时间，来设定音频节奏。假设运动员以6.3、6.5、6.7、6.1s的50m分段时间跑完两个200m为例，可进行如图3设计：

图3 制作多组跑训练节奏音频示意图

先根据要设置的分段时间、组与组时间间隔，计算出累计时刻点，将相应的出发令、节奏素材、运动员上道提示音频等依时间的先后拖至会声会影时间线，最后分享生成音频文件。在制作的过程中，可以先进行制作含有发令和时间间隔的音频的单元1，并将其生成一个文件；单元2的制作可以单元1为素材，在单元1前加入运动员上道前提示音频，如提前10s上道，生成一个文件；单元3的制作则以单元2为素材，前加一段除去上道前提示时间的空白，生成一个文件；这样只要间歇时间不变、各组内容一样，进行N组训练时，只要单元1+(N-1)个单元3就可以了。

出发令可以录制真实发令，亦可自定义，如两个长的哨音加一个出发音，后接节奏信号音；在训练要完成很多组的情况下，如间歇训练，需要严格控制间歇时间，通过设置组与组之间的间隔时间(音频文件中为无声，而在下一组前几秒提示运动员进行下一组训练)，从而实现对训练科学地监控。

3.2跳跃项目节奏的训练

3.2.1 摄像测量运动员高水平竞技状态时助跑或跳的节奏数据，进行节奏音频制作，让运动员经常性按该节奏训练，长期训练形成较为稳定的助跑和起跳的节奏。

3.2.2 跳深跳远、单脚跳、跨步跳等辅助跳的练习时，辅以节奏音频，可根据需要进行加快或减慢节奏。

3.2.3 可针对某一动作环节来进行节奏信号设置，如训练跳高起跳动作时，根据运动技术的分析，可设置认为合理的缓冲和蹬伸的时间，分别设置不同音频素材的节奏信号，即蹬伸与缓冲的提示声音是不同的。

4 结 论

4.1该节奏训练仪器的优点

4.1.1 信号间隔精确量化并可按需求任意设定。根据运动员在大赛中取得好成绩时的节奏，制作节奏音频，让运动员体验取得好成绩时的节奏。也可设置较为合理的跑、跳、跨的节奏，辅助训练。这对运动员的比赛、训练，以及表象训练都具有一定的理论和实践意义。

4.1.2 实现个性化制作。由于可任意设定节奏的优点，进行个性化节奏制作，满足每个项目不同运动员的需要。

4.1.3 实现统筹使用。可将多种类型的节奏整合在一起，供不同水平的运动员同时使用。方法是将不同节奏的运动员进行分类，同一节奏类型的运动员采用同一种音频素材。这样在许多运动员一起训练的情况下，可大大减少教练员掐秒表计时的工作量，并可对运动员的跑速进行有效和科学的监控。

4.1.4 使用简单、携带方便。①制作成wma格式音频文件小(约156kb/min)，便于存储和传输；②设备本身体积、重量较小，便于携带；③无需外接电源，室外400m场训练使用功率300W的DORIMI 8602型音响就可满足需要。室内馆训练可用功率和体积更小的扩音设备；④制作有规律的节奏，可以灵活复制生成，还可以根据需要在软件中进行无级调速，调节节奏播放的速度；⑤操作简单，教练员可以实现自己控制。

4.2该节奏训练仪器的局限性

4.2.1 在大范围训练空间使用时，需考虑声波在空气中传播的时间，尽可能将仪器放在训练场地的几何中心；并根据摆放位置计算声音传播时间产生的误差，加以校正。如有体积较小的多向传播的扩音机将可减小误差。

4.2.2 在节奏非常快的情况下，制作时只能精确到0.04s的精度，即只能是0.04s的倍数的时刻才能制作，当节奏的时间间隔不是0.04s的倍数时，需要通过换算，并在软件中进行按比例的调整播放速度。

[1] http://baike.baidu.com/view/3007.htm.

[2] http://zhidao.baidu.com/question/13183570.html?si=1.

[3] 李广文.1994年～2004年100m运动员速度特征研究(综述)[J].首都体育学院学报,2005,17(2).

[4] 苑廷刚,宋帅.我国优秀女子400米栏运动员黄潇潇全程跑节奏技术的研究[C].第八届全国体育科学大会论文摘要汇编(一), 2007.

[5] 许以诚,米卫国,张蒙汉. 刘翔110m栏跨栏的栏间跑节奏分析与诊断[J].体育科研,2005, 26 (5).

DevelopmentandApplicationofthePracticalPortableRhythmTrainingEquipment

MAO Xu-jiang1,ZHU Wei-ming2,CHEN Chong2

(1.Zhejiang Research Institute of Sports Science,Hangzhou 310004,China;2.Zhejiang College of Sports,Hangzhou 311231,China)

Through analyzing the strengths and weaknesses on traditional rhythm training equipment, a kind of new rhythm trainer was opened up and some corresponding training methods were put forward by the authors in this paper concerning the rhythm in field and track events and the actual training needs. This was an effective one with the characteristics of low-cost, convenient and efficient that can meet training needs on many occasions.

rhythm；training equipment；application

2010-07-05

毛旭江(1980-)，男，浙江浦江人，硕士，研究方向为运动生物力学.

1004-3624(2011)05-0110-03

G818.3

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