孙杨不同距离自由泳技术的运动学分析*

卞军义, 薄欣颖

(广州体育学院体育教育学院,广东 广州 510500)

孙杨是近几年中国男子游泳项目备受关注的优秀运动员，其训练水平和大赛成绩自2009年开始逐渐展露实力，2011年上海游泳世锦赛400m自由泳的突破、2012年伦敦奥运会400m自由泳的夺冠揭开了孙杨中短距离兼项的序幕。在后续中外教练团队执教下，孙杨的速度能力较前有了大幅提高，同时比赛兼项能力也从中长距离向中短距离发展。2017年4月青岛全国游泳冠军赛中，孙杨参加了100m、200m、400m、1500m自由泳比赛项目并同时获得4项冠军，2017年8月天津全运会游泳赛场，更是包揽200m、400m、800m、1500m自由泳金牌。

俄罗斯科研人员将游泳解释为是一项以生物力学与生理学相结合的运动项目,生物力学效率是游泳运动员成功的关键[1]，优秀运动员之间的差距不在划水力量上,而是在技术上[2]，自由泳比赛项目多、距离从短到长，不同项目之间差异与共性的研究相对不足，本研究从运动学和游泳专项技术特征的角度出发，以孙杨近4年参加的全国游泳比赛为研究对象，利用运动训练学、生物力学的理论与方法，分析孙杨短中长自由泳比赛过程中出发、途中游、转身、冲刺不同阶段的划频、划幅、游速、划次等参数，研究与分析孙杨比赛时技术动作在短、中、长自由泳项目之间的差异与共性，为后续训练的优化与改进、比赛技、战术制定提供参考依据。

1 研究对象与研究方法

1.1 研究对象

表1 研究对象基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 出发、途中游、转身、冲刺水上拍摄与图像采集方法

图1 我国游泳冠军赛技术信息采集与分析现场机位分布示意

一号机位定点拍摄出发15m处，以此判断运动员出发效率；同时跟随扫描整个途中游，记录运动员技术情况。

二号机位定点拍摄50m处转身过程中的前5m和转身后10m、以及最后5m冲刺情况，同时跟随扫描整个途中游，记录运动员技术情况。

三号机位位定点拍摄100m处转身过程中的前5m和转身后10m、以及最后5m冲刺情况，同时跟随扫描整个途中游，记录运动员技术情况。

四号机位定点25m处跟进拍摄比赛全程，对其它机位因角度或者先后差距造成的图像不清、漏拍进行有效补充。每台摄像机均在发令前开机,并同时拍摄比赛计时显示器的开始,以此作为寻找同步起点的依据。

1.2.2 数据解析方法以及运动学参数指标选择

数据解析方法：通过中国国家游泳队自行研制的视讯游泳比赛技术采集与分析系统,对拍摄的技术录像进行图像处理,采集各时段的有关参数,通过计算机计算得出运动员的比赛技术参数，解析结果以excel文件的形式保存。本研究相关运动学参数指标如下：出发反应时(Start Reaction,简称SR)：指出发信号开始至运动员脚趾离台瞬间的时间间隔，单位：S；

出发效率(Start Efficiency,简称SE)：指出发信号开始至运动员头部到达15 m距离的时间,单位：S；

转身15m时间(Round Trip of Turns,简称：RTT)：运动员触壁前5m至蹬离池边后10m的时间间隔，单位：S；

冲刺5m：运动员触壁前通过最后5m的时间，单位：S；

平均游速(V)：是指运动员向前游进的平均速度，单位常以m/s表示；

划频(Stroke Frequency ,简称：SF)是指单位时间内划水、打腿或者蹬腿的次数，本研究中主要指的是划水的频率，单位：次/min；

划幅(Stroke Length 简称：SL)：是指一个完整动作周期完成后身体游进的距离，单位：m/次；

划次(Stroke Count简称：SC)：是指完成一定距离双臂划水的次数，本研究一定距离指的是50m，单位：次。

1.2.3 数据处理方法数据采用SPSS22统计软件进行处理，结果均以平均值±标准差的形式呈现。

2 研究结果与分析

2.1 出发环节比赛数据参数及出发技术特征

通过对出发反应时(SR)、出发效率(SE)以及出发姿势三个方面的比赛数据参数对孙杨的出发环节进行分析与综合评价。

2.1.1 出发环节比赛数据参数

表2记录了孙杨近四年参加的国内比赛四个项目出发环节的数据参数，从出发反应时(SR)看，孙杨与国内前八名运动员相比均处于劣势，其中与国内前八名相比差距最大的是200m,最小是1500m，分别相差0.07s和0.03s，孙杨四个比赛项目出发反应时(SR)均值0.76s±0.01s,朴泰桓2011年世锦赛400m出发反应时(SR)是0.67s[3]差0，09s。

出发效率(SE)指出发信号开始至运动员头部到达15 m距离的时间,从表2数据可以看出与国内前八名相比，孙杨在出发效率(SE)也存在劣势,不及国内同一项目前八名的平均水平，在200m项目上差距最大，慢0.23s。

2.1.2 出发技术特征分析

在出发技术方面，通过现场观察和比赛录像的反复比对，孙杨以及各自由泳比赛项目前八名男子运动员均采用蹲踞式出发，对于孙杨等国内优秀自由泳运动员出发环节比赛数据参数劣势造成的原因， 在现场访谈中， 孙杨曾经的主管教练朱志

表2 2014-2017全国游泳冠军赛自由泳项目出发参数统计

注:SY表示孙杨，SR表示出发反应时，SE表示出发效率，a表示孙杨首次参加100m自由泳项目，下同。

根给出的答案是，入水时以及水下蝶泳打腿过程中流线型姿势的控制不足，水下蝶泳打腿的次数不够以入水点距离近造成的。Tiago M.Barbosa、Daniel A.Marinho[4]等人在19世纪中期运用生物力学的方法将游泳的整个比赛过程，分为了出发、途中游、转身、冲刺并且将比赛图像转换、解析成运动学以及生物力学数据指标参数的理论与方法,奠定了后续游泳运动生物力学与运动学研究的基础，其中与出发技术有关的研究[5-9]正倾向于支持蹲踞式出发技术，理由是在出发反应时间与出发效率方面，与抓台式出发技术相比，蹲踞式出发存在优势，此结果与文章开始对我国优秀自由泳运动员出发环节的数据，以及出发技术特征分析得出的结果相一致。

2.2 途中游比赛数据参数及技术特征

在途中游环节，本文通过比赛划频、划幅、游速、划次以及途中游技术特征五个方面对该项目运动员途中游技术进行分析与综合评价。

2.2.1 途中游分段划频、划幅、游速指标特征

100m、200m自由泳是孙杨近几年来比赛兼项的中短距离项目，特别是100m自由泳项目是2017年首次参赛，并获得冠军。通过研究孙杨近四年参加全国游泳冠军赛100m、200m中短距离自由泳比赛项目以及该项目全国前八名运动员的划幅(SF)、划频(SL)、游速(V)比赛数据参数(表3)发现：在100m项目上划幅(SF)前后波动较大并且后程SF变慢，前10m与后20m相差4.41次/min，同时SL最大值出现在25～45m处，此时游速接近最高值2.00m/s,与前人[10]研究高水平游泳运动员游速与SL的相关性更高的结果相一致；200m自由泳项目，在划频、划幅、游速方面相对趋于稳定，划频最快出现在比赛后20m,而此时平均划幅最小2.43m/次，游速最慢1.75 m/s，具体见表3。

表3 2014-2017全国游泳冠军赛中短距离自由泳平均划幅 (SF)、平均划频(SL)、平均游速(V)比赛数据参数统计

注：SF表示途中游平均划频，SL表示途中游平均划幅，V表示运动员平均游速，下同。

孙杨2014-2017近四年参加全国游泳冠军赛400m、800m、1500m中长距离自由泳比赛以及该项目全国前八名运动员的途中游比赛数据参数，通过对比分析发现：相对于短距离自由泳划频、划幅、游速波动大的特点来说，孙杨在中长距离项目上体现了三者的最佳结合，剔除前50m和后100m出发和冲刺技、战术安排的影响外，途中游得各个阶段在划频、划幅、游速趋于稳定，并且呈现出随距离增加技术越稳定的趋势，其中400m途中游各分段划频在34.06～36.82次/分钟，划幅在2.79～3.01m/次之间，游速在1.68～1.75m/s范围内；800m途中游各分段划频在33.13～33.86次/分钟，划幅在2.90～2.99m/次波动，游速在1.61～1.64m/s范围内变化；1500m途中游各分段划频29.49～30.02次/分钟，划幅在3.16～3.23m/次，游速在1.57～1.61m/s。

2.2.2 途中游50m分段划次特征

50m分段划次作为一个游泳技、战术评价指标在近几年全国游泳冠军赛中逐渐采用，特别是中长距离项目，目的是对优秀的中长距离运动员进行技、战术监控，实现划水机械效率的提高和动作能量利用的节省。通过分析2017年全国游泳冠军赛100m、200m、400m、800m、1500m自由泳比赛以及该项目全国前三名运动员50m分段划次发现：孙杨已在中长距离项目体现了划次稳定的特征，特别是1500m项目(剔除前50m和后150m出发和转身技、战术安排因素)，途中游全程26个50m分段划次均为29次，800m途中游50m分段划次在31～33次之间波动，400m途中游50m分段划次在30～32次之间波动，在1～2次范围内波动；短距离由于出发、转身、冲刺的紧密衔接，在划次特征体现为前后波动大,后程大于前程的特征。

2.2.3 途中游技术特征分析

在自由泳途中游阶段，合理利用身体平、直、高、尖、紧的身体姿势与身体位置，减小阻力、提高能效是技术环节的关键所在。其中呼吸技术环节我国优秀自由泳运动员多采用单侧呼吸技术，完整配合环节多采用6：2：1，随着孙杨中短距离兼项能力的提高，孙杨的完整配合技术出现了6：2：1与2：2：1的混合。比赛中的划幅与划频是影响运动员游速的重要指标参数，早期研究[11-12]发现，对于高水平游泳运动员来说，划幅相对于划频来说，对运动员的比赛成绩有更大影响，孙杨在中长距离项目上体现了三者的最佳结合，途中游各分段在划频、划幅、游速趋于稳定，并且呈现出随距离增加技术越稳定的趋势,进一步阐述了运动员在中长距离项目上全程中应该采用相对匀速的科学性[13]。同时速度滑冰[14]赛艇[15]长跑[16]竞走[17]皮划艇[18]等项目中对优秀运动员阶段配速特征与运动成绩提升空间的关联给予探索，多数研究结果显示，这二者间存在密切关联，合理配速有助于促进运动成绩的提升，所以对于高水平游泳运动员来说，应根据自己技术特征寻求划幅与划频最佳结合， 实现途中游速度的最优化。竞技游泳运动表现取决于技术动作的经济性与能力利用的节省化[19],孙杨在中长距离比赛中表现出得划幅长、划频稳定、游速均匀、划次稳定的特征，有利于游进过程中能量的节省，与目前国内外学者进行的游泳技术经济性研究结果相一致[20]-[21]，孙杨在短距离项目上划频、划幅、游速、划次等技术指标体现了前后变化大的特征，后程利用高划频弥补划幅降低的不足，其结果是能量消耗大，游泳经济性差，进一步间接证明了游进时能量消耗与划频的高度相关性[22]。根据比赛项目的要求，如何利用划幅与划频的变化组合，保证划水技术效率和能量消耗的节省，是提高我国游泳运动竞技表现的关键所在。

2.3 转身环节比赛数据参数及技术特征

在转身环节，本文通过转身总时间、单次转身时间、转身技术三个方面的比赛数据参数对运动员转身技术进行综合分析。

2.3.1 转身环节比赛数据参数

转身是比赛的重要组成部分，可借助蹬边获得前进的动力，在中长距离项目上尤为突出，是对游程往返的有效衔接。根据下表4、表5显示的数据，孙杨与国内同项目运动员相比，在转身时间上不存在显著性差异(P=0.189)。

表4 2014-2017全国游泳冠军赛中短距离自由泳转身数据统计

注：*表示与前八名转身时间不存在显著性差异，P=0.189，P>0.05

孙杨在中长距离自由泳转身技术中，最好成绩出现在2016年54.46s，快2011年世锦赛冠军的转身时间0.14s，孙杨的转

身技术优化一直是近几年备战中重点关注的技术攻关对象，孙杨转身过程中存在着团身速度较慢、幅度过小、蹬边发力过程中存在着停顿与调整的现象，是造成与国外主要竞争对手存在差距的原因。

表5 2014-2017全国游泳冠军赛中长距离自由泳转身数据统计

2.4 冲刺环节比赛数据参数及技术特征

表6 2014-2017全国游泳冠军赛中短距离自由泳冲刺数据统计

注：**表示与200m冠军冲刺到边5m时间存在显著性差异，P=0.001,P<0.05

在冲刺环节，本文通过冲刺到边5m的时间对运动员冲刺技术进行综合分析。从上述表6数据显示,100m、200m在冲刺到边5m的时间参数上,两个项目之间存在着显著性差异，孙杨于2017年全国游泳锦标赛首次参加100m自由泳的比赛项目，冲刺到边5m的时间是2.45s,落后于最优冲刺成绩0.11s,根据对孙杨中长距离自由泳比赛后程冲刺能力数据检测(见下表7)通过对400m与1500m冲刺到边5m的时间参数分析，发现两者之间不存在显著性差异，恰好说明孙杨在中长距离项目上具有良好的冲刺能力。

表7 2014-2017全国游泳冠军赛中长距离自由泳冲刺数据统计

注：*表示与1500m冠军冲刺到边5m时间存在不显著性差异，P=0.446,P>0.05。

3 结论

3.1 通过与同项目前八名相比，孙杨出发反应时(SR)、出发效率(SE)、转身(RTT)方面均存在劣势，在出发技术上孙杨参加的自由泳项目均采用蹲踞式出发。

3.2 通过分析孙杨短中长距离自由泳比赛项目划频(SF)、划幅 (SL)、游速(V)数据发现：相对于短距离自由泳划频、划幅、游速波动大的特点来说，孙杨在中长距离项目上体现了三者的最佳结合，途中游得各个阶段在划频、划幅、游速趋于稳定，并且呈现出随距离增加技术越稳定的趋势。

3.3 根据对孙杨短中长距离自由泳比赛后程冲刺能力数据分析，考虑到因年龄增长可能导致的体能、机能下降的因素，中短距离项目，特别是200m、400m将是今后突破和保持优势的关键性比赛项目。

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