从生物力学角度分析竞走关键技术

任 贵，王 林

（1.贵州大学体育学院，贵州 贵阳 550025；2.北京体育大学田径教研室，北京 100084）

技战术分析

从生物力学角度分析竞走关键技术

任 贵1，王 林2

（1.贵州大学体育学院，贵州 贵阳 550025；2.北京体育大学田径教研室，北京 100084）

本文采用文献资料法、访谈法等研究方法，从生物力学角度对竞走关键技术进行分析，总结概括对竞走关键技术生物力学分析的3个层次；竞走关键技术生物力学指标的选取；目前国内外对竞走技术的研究现状、竞走技术的发展趋势。以期为探讨竞走运动规律、深入研究竞走关键技术提供理论参考。

竞走技术；生物力学；竞走现状

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

生物力学角度下的竞走关键技术。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 在北京体育大学图书馆、中国知网，以“生物力学”“竞走技术”进行检索，收集竞走技术研究的文献资料。通过对文献查阅筛选，了解竞走技术的研究现状、研究内容、研究方法，从而确定了研究方向与研究内容，为本研究提供理论依据。

1.2.2 访谈法 在查阅文献资料的基础上，对北京体育大学相关专家进行访谈了解国内外研究现状、竞走技术的发展趋势，提炼概括竞走关键技术生物力学指标的选取。

2 结果与分析

2.1 竞走关键技术生物力学研究的3个层次

目前，科研工作者主要通过总体研究、单个技术环节研究和实验研究3个层次对竞走技术展开生物力学的研究。研究方法大多采用高速摄影的方法对训练和比赛实施现场平面或三维拍摄，选择相关技术参数导入视频分析系统对运动员技术动作进行诊断性生物力学研究，研究技术动作是否符合竞走规则，在不同的竞走时段身体各角度是否合理、是否经济优化。

2.1.1 总体研究 总体研究的目的在于了解当前世界高水平运动员竞走技术的总体特征及发展趋势，一般选取奥运会、国际田联世界锦标赛、国际田联世界杯竞走赛等重大比赛男子20km、女子20km、男子50km的前几名运动员作为研究对象，通过对拍摄数据的处理、解析对大样本的技术特征进行总体的描述。

2.1.2 单个技术环节研究 单个技术环节的研究是指选取比赛、训练过程中优秀运动员某一个或者几个竞走技术环节进行研究，探析竞走关键技术的运动学特征、关键技术对运动成绩的贡献率等，为技术训练的重点指明方向。

2.1.3 实验研究 实验研究是指探析某种技术环节对完整技术、运动成绩的影响，研究这种技术环节发生变化的情况下，运动成绩、竞走技术如何变化。

2.2 竞走关键技术生物力学指标的选取

2.2.1 完成比赛的生物力学指标 没有肉眼可见的腾空、膝关节不能弯曲是竞走裁判员判罚的基本要素，也是科研工作者研究竞走技术的主要切入点。研究发现，裁判员在实际比赛中判罚运动员是否腾空的主要依据是通过单歩腾空时间的长短、重心起伏的大小、头顶垂直位移的多少、小腿后撩的高度（单支撑阶段两腿膝关节在同一个平面时的摆动腿膝关节角度）4个指标来进行判断的。对屈腿判罚的主要依据是通过脚掌仰角、支撑腿膝关节角2个主要指标来进行判断的。通过访谈相关技术分析的科研人员，他们对运动员腾空、屈腿的运动学技术分析也大多从以下几个指标为切入点。（图1）

图1 完成比赛的生物力学指标

2.2.2 决定运动成绩的生物力学指标在遵守竞走规则，保证没有肉眼可见的腾空、膝关节不弯曲，不被裁判判罚犯规的基础上，结合个人特点在比赛中采用经济、实效的竞走技术取得比赛的优胜至关重要。通过查阅文献资料、专家访谈，教练和科研人员对决定运动成绩的生物力学指标的选取和研究主要以步长、步频、步速、上肢关节角度为切入点。（图2）

图2 决定运动成绩的生物力学指标

2.3 竞走关键技术生物力学研究现状

2.3.1 国外研究现状 韦伯尔兄弟早在1836年就出版了《竞走力学》一书，可见国外对竞走技术的研究较早。20世纪70年代后，国外对竞走技术的研究主要集中在运用平面定点摄像对运动员的竞走技术进行定点拍摄、对拍摄资料进行解析，使运动员尽可能规避在比赛中犯规。20世纪90年代初，伴随着科研方法的创新，国外研究人员开始运用三维摄像法对竞走进行研究，选取更多的运动学指标进行分析研究，研究分析更加细致深入，弥补了平面定点拍摄的不足。英国利兹大都市大学卡耐基体育运动和教育学院体育和运动生物力学高级讲师布莱恩·汉利（2013年）在《第25届国际田联世界杯竞走赛生物力学技术分析》一文中对2012年在俄罗斯萨兰斯克市举行的世界杯竞走比赛中所有5个比赛项目（包括青年）的15名奖牌获得者的运动技术特征进行运动生物力学研究和分析。采用2台同一型号的数字摄像机放置在比赛场地的同侧进行同步录像，发现几乎所有的运动员在落地瞬间，腿部都是接近弯曲伸直或者有某种程度的弯曲，属于可视阈值范围内的直腿技术。15名奖牌获得者运动技术环节中的下肢髋关节和膝关节角度变化的技术结构基本相同，差异很小；而在上肢的肩关节和肘关节角度变化上有很大的差异。建议教练员和运动员应重视整体技术结构特征，而不仅仅限于下肢等的技术，从而避免那些错误的和无效的技术动作，纠正和培养正确的技术动作，以更加经济性和节省化的正确技术来完成比赛，一定能够取得理想的成绩。

2.3.2 国内研究现状 我国对竞走技术的研究相对较晚，20世纪80年代之前，国内对竞走项目的研究没有明确的方向且研究成果并不突出，对我国竞走运动员技术的诊断、评价、改进仅仅依靠教练员的执教经验判断和对国外优秀运动员技术外形的简单对比、模仿，是一种感性经验的认识。20世纪90年代左右，国内科研人员利用高速摄影、录像等手段对优秀运动员的训练、比赛进行实时现场监控，开启了对我国优秀运动员竞走技术的早期研究，研究成果主要集中在对技术犯规的控制方面。大批研究成果的问世，对我国运动员竞走技术的改进和提高大有裨益。随着科技的发展，视频影像媒介的出现和多学科的渗透交融为有关竞走技术分析的研究带来了新的方向和突破口，研究结果日趋成熟。

（1）王林在《我国高水平20km竞走运动员技术的研究》一文中对参加2005年5月中国慈溪国际田联竞走挑战赛男子20km竞走比赛前6名选手的配速、步频和步长等运动学指标进行生物力学分析，在运动学层面上说明目前我国竞走运动员在技术上存在的主要问题。研究发现，我国优秀男子20km竞走运动员在竞走专项运动成绩上已经达到或接近世界先进水平。通过与国外优秀运动员竞走技术的对比发现，我国竞走运动员目前仍属于“小步高频”的竞走技术风格；我国高水平男子20km竞走运动员步频明显高过国外运动员，步长差距很大。在国际大赛中，中外运动员同场较量并行过程中，由于技术风格的明显差异，很容易被国际裁判对比并盯上，判罚犯规。

（2）敬龙军等在《中、外优秀20km竞走运动员运动技术分析》（2011年）一文对参加2009年无锡国际竞走挑战赛男子、女子20km项目优秀竞走运动员的竞走技术运用三维定点拍摄和影像解析等方法进行运动生物力学分析，其中包括2008年北京奥运会和2009年柏林世界锦标赛男子、女子20km项目冠军博尔钦和卡尼斯金娜的竞走技术与我国目前最优秀的男子20km竞走运动员王浩、女子20km竞走运动员刘虹的技术进行运动生物力学对比分析。研究结果表明，目前中外顶级竞走运动员在腾空时间的运动学指标上差异并不明显，然而在头顶起伏距离、身体重心、离地瞬间膝关节角度等技术运动学指标上中外优秀运动员有显著性差异，主要表现在我国运动员竞走技术缺乏实效性，头顶起伏过大、离地瞬间摆动腿膝关节角太小；从步长和步频的对比分析来看，中国优秀竞走运动员的“小步高频”技术风格有了很大的改变，其中我国竞走运动员步长同俄罗斯运动员比较差异不是很明显，但是步频上还存在一定的差距。

（3）全胜在《中外优秀男子20km竞走运动员竞走技术运动学特征的对比分析》一文中通过高速摄像机三维拍摄对参加2007年深圳国际竞走挑战赛的中外优秀男子20km竞走运动员的竞走技术进行拍摄和影像解析处理，应用视频解析法、数理统计法等方法对中外男子20km竞走技术的运动学特征进行了对比分析，并采用灰色关联分析法找出了影响竞走运动技术结构的相关因素。研究结论为，竞走运动员在前支撑阶段对动作速度起主要贡献的指标依次是：前支撑距离、后摆膝关节平均速度、着地瞬间膝关节角度、后摆阶段膝关节平均速度；垂直支撑阶段的影响因素是：垂直瞬间膝关节角度、垂直瞬间左肘关节角度、垂直瞬间右肘关节角度；后支撑阶段影响因素是：后支撑阶段膝关节蹬伸时间、离地瞬间踝关节角度、前摆膝关节速度、前摆膝关节速度、离地瞬间膝关节角度。

（4）王君侠在《我国男子竞走运动员的技术特征及生物力学分析》一文中对1995年北京世界杯竞走赛男子20km前8名进行拍摄，分析我国男子竞走运动员的技术特征。在竞走规则和定义未修改之前，我国男子竞走运动员逐渐形成了“小步幅、高频率”的技术风格。通过生物力学分析发现：髋的水平速度与摆动时间呈高度相关，适当增加髋关节围绕身体垂直轴转动的速度，对提高步长有积极效果。

2.4 竞走技术发展趋势

研究表明，正确的竞走技术，应根据运动员的个人特点，“取人之长，补己之短”，寻找出适合于自身优化的个人技术风格，同时得到国际裁判的认可，只有掌握正确的竞走技术，才能放心大胆地参赛，消除担心判罚的心理负担，灵活运用训练储存的体能。目前世界竞走技术发展趋势为：保持合理步频的情况下，根据运动员身体形态和运动素质适当增加步长，髋关节转动明显，同时保持规范、清晰、稳定的竞走步态。

3 结 语

目前，科研工作者主要通过总体研究、单个技术环节研究、实验研究3个层次对竞走技术展开生物力学的研究。国内外科研工作者主要利用高速摄影、录像等手段对优秀运动员的训练、比赛进行实时现场监控。相关的科研成果也对我国竞走运动员技术的改进和提高大有裨益。随着科技的发展，视频影像媒介的出现和多学科的渗透交融为有关竞走技术分析的研究带来了新的方向和突破口，研究结果日趋成熟；目前世界竞走技术发展趋势为：保持合理步频的情况下，根据运动员身体形态和运动素质适当增加步长，髋关节转动明显，同时保持规范、清晰、稳定的竞走步态。

[ 1 ]王林. 我国高水平20km竞走运动员技术的研究[ J ].北京体育大学学报，2007（7）：980.

[ 2 ]吴玲敏，李建臣.我国优秀女子20km竞走运动员后半程竞走技术的运动学研究[ J ].四川体育科技，2008（4）.

[ 3 ]刘涛，张世浩.我国优秀女子20km竞走运动员竞走技术三维摄像解析与研究[ J ].广州体育学院学报，2009（1）.

[ 4 ]李厚林.“复合钟摆”运动生物力学原理在竞走技术创新中的研究[ J ].西安体育学院学报，2013（2）.

[ 5 ]敬龙军，王鹏，苑廷刚，等.中、外优秀20km竞走运动员运动技术分析[ J ].中国体育科技，2011（1）：22-28.

G82

A

1674-151X（2016）12-011-03

10.3969/j.issn.1674-151x.2016.23.006

投稿日期：2016-11-14

任贵（1989—），助教，硕士。研究方向：体育教育训练学。

王林，教授，博士研究生导师。研究方向：体育教育训练学。