精英运动员体能优化策略与实践

闫 琪

(国家体育总局 体育科学研究所,北京 100061)

体能训练是精英运动员保持和提高运动表现的主要训练内容之一,与一般运动员的体能训练相比,其更具有个性化和指向性。体能训练是一个复杂的系统工程,现代体能训练融入了多个运动科学领域的知识,成为涉及多学科理论与实践的综合交叉研究领域。近年来,随着体能训练理论与实践的快速发展,提高体能水平成为许多运动项目运动员竞技水平提升的突破点,并且对许多精英运动员的竞技能力产生巨大影响。精英运动员是指已经在所从事的专项比赛中取得优异成绩的运动员,他(她)们的专项技能和体能都已达到较高的水平。精英运动员若要进一步提高竞技能力,需在整体训练的基础上针对性地弥补薄弱环节。随着年龄的增长,运动员的专项技能和智能日趋成熟,保持良好的体能水平显得更加重要,体能在精英运动员竞技能力板块中的比重进一步增加。提高精英运动员的体能水平不能仅考虑训练,而应综合考虑影响体能的各个因素,比如睡眠、情绪、饮食、内在动机等。精英运动员的体能问题往往是个性化的,水平相当的2名运动员由于体能特点不同,很可能训练策略完全不同。因此,对精英运动员个性化体能诊断和综合干预的流程与思路进行深入探讨非常必要。

1 国外精英运动员体能训练成功案例启示

为进一步提高精英运动员的体能水平,国外体能专业机构常采用综合干预手段,由不同研究领域的人员组成专家团队,共同为运动员的体能优化提出解决方案。最具有代表性的是美国终极格斗冠军赛(UFC)运动表现中心、美国四大职业联赛俱乐部、欧洲足球俱乐部等职业化程度高的训练机构。美国UFC运动表现中心网络了世界上最优秀的运动科学专家,整合了现代各种运动科学的最新研究成果,为每一位参加UFC的职业综合格斗运动员订制个性化的体能训练方案,从保持健康与减少伤病,到营养摄入与心理引导,再到体能训练与快速恢复,各个环节相互配合、相互影响,打造世界最优秀的格斗运动员。

现代足球运动的快速发展也促使各种运动科学的融入。德国男子足球队在2014年巴西世界杯赛中的出色表现震惊了世界,其出色的竞技表现背后是强大的科技支撑。德国队拥有多达60名精英组成的多学科复合型团队,其中包括体能教练员、运动科学博士和运动医学专家,并且配备了各种先进的技术装备。在德国队备战2014年世界杯赛过程中,体能训练团队由4名体能专家组成,分工负责不同的训练内容。集训时首先对球员进行全面的体能测试和身体机能分析,明确队员的体能特点。

复合型团队成员与教练组一起为每名运动员提供个性化的体能训练方案,并利用多种科技手段对运动员的训练情况进行监控。此外,他们还参与制订队伍比赛时的行程,指导队员的膳食营养,并为队员进行心理指导等。在世界杯比赛过程中,德国队运动员在多场重要比赛中都表现出明显优于对手的充沛体能。统计比赛数据发现,德国队场均合计跑动距离为113 km左右,而对手的合计跑动距离为100 km左右。可以说,充沛的体能是确保德国队在2014年世界杯赛中问鼎的重要因素,科学的体能训练和先进的测试分析技术手段在其中作出巨大的贡献。

美国游泳运动员菲尔普斯所有的训练计划都是个性化的,其教练员认为菲尔普斯是独一无二的,之前没有任何一个训练计划适合他,只有为他单独制订训练计划才能让他不断进步。因此,菲尔普斯的专项训练计划、体能训练计划、营养方案、恢复方案极具个性化特点。

随着科技水平的飞速发展,测量设备越来越小型化和精密化,为实现精英运动员的精准个性化体能训练提供了硬件条件。数字化体能训练(Digital-based Performance Training,DBPT)是目前国际运动科学领域关注的热点[1],国际上一些高水平运动队和精英运动员已部分实现了体能训练的个性化和数字化[1-8]。这也将是精英运动员体能训练发展的最终方向。

2 我国精英运动员体能训练现状

个性化训练是运动员高级训练阶段训练行为的重要特征。个性化训练指教练员针对不同项目运动员竞技能力结构和成功参赛的需求,根据每个运动员的身心特点和训练目标,全面、整体地选择适宜的训练内容、方法、负荷等[3]。国内许多学者和教练员已认识到,随着近年来科技水平的不断提高和竞技体育职业化的不断发展,高水平竞技体育比赛无论是比赛强度还是比赛密度都大幅度增加,对运动员体能水平的要求越来越高,缺乏科学指导的 “盲目苦练”已无法保证运动员在比赛中取胜。需要对体能测试方法、评价方法及训练方法进行更加深入的研究,确保运动员体能薄弱环节的诊断更为精确,体能训练方法更具针对性,并且在提高体能水平的同时有效防止运动损伤。

目前,我国各层次教练员普遍认可体能训练的重要性,并在训练中逐步引进一些体能训练的新手段,也有部分运动队为精英运动员聘请了体能教练员;但对运动员的体能缺乏系统的评估与诊断,训练的针对性不强,很大程度上还处于以方法模仿为主的初级阶段。这无法体现精英运动员的个性化特点,且只注重短期结果而不重视运动员长期发展,缺乏多学科的交叉融合,没有形成很好的运行模式[1,9-10]。

2018年12月,国家体育总局对15支备战东京奥运会的重点运动队开展“铁人体能测试计划”,以基础体能为主,评测内容包括坐位体前屈、垂直纵跳、30 m冲刺、卧推1RM测试、深蹲1RM测试、引体向上、背肌耐力、腹肌耐力和YOYO耐力测试,旨在引导各支国家队重视体能评估,从基础体能入手,逐渐开展专项体能的测试与训练。图1是我国优秀柔道运动员X(国际健将)的8项测试数据与国际精英柔道运动员模型的对比。

从图1可以看出,我国男子优秀柔道运动员X在多项体能指标上与国际精英柔道运动员存在明显差距,特别是在力量耐力和柔韧性方面。这成为我国柔道运动员体能训练的主要目标和方向。

图1 我国男子优秀柔道运动员X与国际精英柔道运动员模型对比

3 精英运动员个性化体能诊断与综合干预流程

高水平运动员的体能问题往往极具个性化,只有针对运动员的特点和问题进行个性化的训练,才能有效提高运动成绩。首先,需对运动员进行个性化的体能诊断,准确掌握运动员的身体状况和运动能力[11-12]。通过对运动员进行系统测试,分析其体能优缺点和运动能力水平,帮助体能教练员明确从何处入手对运动员进行训练,提高体能训练方案的针对性。在此基础上,建立纵向追踪和评估机制,对运动员的训练效果作出客观评估,据此确定是否需要对训练进行调整。体能教练员为运动员提供科学、严谨的个性化体能诊断,能促进其与运动员和教练员之间的信任和尊重,教练员和运动员通过测试能直接体会到体能训练带来的变化。

不同专项的精英运动员虽然体能需求各有侧重,体能特点也各不相同,但对运动员进行体能诊断与干预的基本理念是一致的。本文设计一套完整的诊断流程,包括各环节的先后次序、主次关系及相关调查问卷(图2)。

3.1 沟通

首先,教练员和运动员进行深层次沟通,了解教练员的基本想法、运动员存在的问题、运动员的训练时间安排、比赛任务等信息。存在分歧的方面需反复沟通,力争在各方面达成共识,便于后续工作的顺利开展。

3.2 日常行为调查

充分沟通后,运动员需填写基本信息调查表,包括基本信息、伤病情况、训练动机、训练目标、自我定位、日常行为习惯、营养状况等,为下一步的综合干预提供更多信息。

3.3 心理特征测试

采用问卷调查或专家问询的形式,对运动员的性格特征、训练动机、心理坚韧性、压力应对能力等进行测试。通过心理专业人员的分析,可充分了解运动员的心理特征,这往往关乎运动员的体能训练效果,以及对原有竞技平台的突破。提高运动员的心理耐受强度是体能训练的主要目标之一,心理专业人员根据测试结果给体能教练员一些心理引导的建议。如果运动员在心理方面存在明显不足,需要心理专家采用专业方法对运动员进行心理疏导和训练。同时,还可运用目标设置、多通道学习策略等运动心理学相关理论,帮助体能教练员更有效地进行体能训练。

图2 精英运动员个性化体能诊断与干预流程

3.4 健康水平测试

该测试板块是对运动员的基础血液指标、激素水平、免疫水平、身体成分进行测试。精英运动员首先是一个健康的人,身体内环境应相对稳定,激素水平、免疫水平都处于良好状态。运动生化科研人员对测试数据进行分析,如果运动员存在某方面不足,其会提出针对性的营养建议和训练注意事项。任何运动项目都对运动员的身体成分有一定要求,通过身体成分测试观察运动员的体脂比例、肌肉质量、能量代谢情况等,为后续制订训练、营养的综合干预方案提供相关信息。

3.5 运动损伤风险评估

主要运用FMS、YBT、SFMA、功能检查、动作模式评估和等速肌力测试等方法,对运动员的运动损伤风险进行评估。运动员首先应具备基本的身体各关节的灵活度和稳定性、躯干的稳定性和正确的人体基本运动模式。在高水平运动员的体能诊断与训练方面,越来越多的体能训练专家关注运动员基本动作模式的质量。运动员的竞技能力是由各种因素综合构成,而正确的“动作模式”是竞技能力中的关键因素之一,任何完美、复杂的竞技动作都是由最简单的身体动作模式组合而成。体育运动的本质是动作,运动训练需合理发展运动员的基本运动功能。人体运动科学研究发现,如果运动员缺乏高质量的动作模式,将缺乏良好的稳定性和对称性,出现代偿性动作,导致动作的经济性下降,无法高效完成专项技术动作,同时也易引起运动损伤[13-14]。

3.6 基础体能测试

该测试板块仍然关注绝大多数运动项目所具有的共性体能特征,对运动员的肌肉基本力量特性、能量代谢特征进行测量。包括多种纵跳模式、肌肉力量—功率曲线、速度、最大摄氧量、灵敏性、稳定性等基础能力的测试,测试不具有明显的专项特点。

由于功率(Power)几乎是各运动项目的决定性体能要素[15],在肌肉力量特性方面,主要利用Keiser设备对运动员的多关节复合型动作进行功率测试。通过递增负荷方式,绘制肌肉力量—功率曲线,可以充分了解运动员的多种力量特征,包括最大功率、最大动作速度、最大力量、最佳爆发力训练负荷等,同时为后期爆发力训练提供科学的信息。

3.7 专项体能测试

竞技体育的最终目的是在比赛中获得佳绩。了解精英运动员的个性化体能特征需对运动员的专项体能进行测试与评价,这其中包括专项力量测试、专项能量代谢测试,甚至是力量与能量代谢相结合的带有专项特征的测试内容。本测试板块需根据运动员的专项特点和个人特点设计测试方案。不同项目、不同特点的运动员进行的测试有所不同,如球类运动员进行速度、灵敏性方面的测试,格斗运动员进行力量和间歇性耐力测试,周期性项目进行能量代谢方面的测试,存在伤病的运动员进行更深层次的功能检查[1]。

3.8 体能个性化诊断与多学科综合干预

在前期不同层次的测试后,由不同专业的科研人员对数据和信息进行分析,形成多学科的综合诊断,全面了解运动员的体能特点,确定目前运动员的薄弱环节和主要矛盾,为体能综合干预提供科学依据(图3)。

图3 精英运动员多学科体能分析与诊断示意

在诊断的基础上,由不同学科科研人员组成的专家团队进行讨论,最后确定包括体能、营养、康复、心理等在内的整体解决方案,并由专业人员负责干预或训练实施(图4)。根据测试的层次,首先纠正运动员不合理的日常生活习惯和膳食习惯,帮助运动员做好自我定位,设立阶段目标;然后制订针对性的训练计划,有伤病的运动员应进行康复训练,体成分不合理的运动员进行营养干预和减脂训练;最后进入体能训练环节,设计合理的体能训练计划。严格监控训练过程以保证训练质量,训练后科学地使用适宜的营养和物理恢复手段。

3.8.1 体能训练计划的基本原则

制订体能训练计划时,应考虑体能训练目标只是运动员若干竞技能力目标的一部分,应符合专项教练员的总体训练目标,且与技术训练、战术训练、恢复调整等内容相互配合。因此,制订体能训练计划时需遵循科学性、系统性、渐进性、针对性、可行性等训练学的基本原则,同时根据比赛任务和运动员的现有体能水平,提出阶段重点,抓住主要矛盾,分层次地发展运动员的体能。

体能训练计划根据周期的长短可分为多年度计划、年度计划、阶段计划、周计划等,既可遵从训练计划的周期性理论,也可遵从板块周期理论。训练计划一旦制订,应保持相对稳定,在一个阶段内进行系统实施。但计划并不是一成不变的,根据比赛和专项训练的需要,以及运动员体能水平的变化,随时调整训练计划,使训练计划始终朝着最有效的方向发展。

图4 精英运动员体能综合干预示意

3.8.2 体能训练计划的设计思路

竞技体育中完整的体能训练是一个“金字塔”结构(图5),包含3个层次,这3个层次是相互关联和递进的关系。第1个层次要求运动员具备高质量的身体功能,包括呼吸、身体姿态、关节的灵活性与稳定性、动作控制和基本动作模式几个方面;第2个层次要求运动员具备竞技体育所需要的力量、爆发力、速度、灵敏、快速反应等基础体能;第3个层次是专项体能,要求运动员的体能符合专项比赛的需求,达到一种更加专项化的功能,这种功能对于绝大多数运动项目来说最后都依靠“功率”(力量×速度)来体现,即在一定负荷下通过更快的速度实现比赛的目标[11]。

图5 竞技体育体能训练“金字塔”模型

制订长期体能训练计划时,要全面认识竞技体育的规律,对运动员的体能需求作一整体分析。应首先保证运动员的健康和基本的身体功能,在此基础上再发展基础体能和专项体能。

3.8.3 体能训练质量的监控

训练负荷是运动员在训练中所承受或完成的身体负荷量,它是运动训练最重要的环节之一。科学地监控和调整运动负荷,不仅能防止运动损伤和过度疲劳的发生,而且能提高训练效果。根据身心交互理论,训练负荷不仅对运动员机体产生影响,同时对运动员的心理状态产生影响。不同运动负荷对不同运动员产生不同的影响,相同的运动负荷对不同运动员产生的影响也不同,这些影响可以通过一系列生理生化指标反映出来。因此,训练负荷的监控主要通过对运动员主观体力感觉等级量表(RPE),以及心率、血乳酸、血尿素、血清肌酸肌酶、尿蛋白等生理生化指标的分析和评价来实现。

实现对一名精英运动员全方位的监控和管理,需收集海量的数据。为方便管理,很多高水平运动队采用大数据平台对各种测试和监控数据进行综合管理和分析。运用大数据平台(如Smartabase等)对精英运动员多项体能数据进行多因素分析,可以帮助体能教练员更好地掌握运动员的训练状态;当数据积累到一定量时,甚至可以通过统计的方法对运动员的损伤风险和运动表现进行预测。

3.9 诊断与综合干预效果检验

对干预效果进行检验,便于教练员把握运动员体能水平的变化,及时调整干预策略。主要通过体能测试与评价、专项能力变化、教练员与运动员主观评价3个方面进行评价。通过体能测试进行评价,同时希望体能提高对运动员的整体竞技能力有所帮助,使其比赛中表现出更好的竞技状态,这可通过运动员的比赛成绩进行评价。周期性项目可直接观察比赛成绩,非周期性项目可通过比赛名次、比赛中的数据统计,或者教练员与运动员的主观评价来反映。

男子自由式摔跤精英运动员Y经18个月的高强度间歇耐力系统训练,其5×30 s攀爬机攀爬测试总成绩从2016年2月12日的156 m提高到2017年8月4日的187 m,提高幅度达16%。说明运动员的乳酸耐受能力、乳酸消除能力都得到明显提高,反映运动员的比赛准备状态良好。该运动员在2017年全运会比赛中摘得金牌。

4 案例分析:北京队优秀蛙泳运动员W的个性化体能诊断与综合干预措施

运用精英运动员体能优化策略,对优秀蛙泳运动员W进行日常行为调查、心理特征、体成分、FMS、Y型平衡、CMJ垂直纵跳、模拟蛙泳推举最大功率、攀爬机1 min全力攀爬等测试,并进行个性化诊断,发现该运动员饮食中碳水化合物摄入不足,睡眠质量不佳,心理抗压能力不足,缺乏有效的比赛应对策略。其FMS得分仅为11分,腰部和肩部有损伤风险,左右下肢的灵活性不对称,右下肢后群肌肉柔韧性较差,左侧髋关节和右侧肩关节的稳定性相对偏弱。根据诊断结果和比赛时间,设计12周的个性化体能训练计划,将训练划分为基础能力训练期、最大力量训练期、爆发力训练期和连续功率训练期4个阶段。训练过程中,首先对运动员的营养问题、心理问题、伤病风险问题由不同专业的科研人员进行同步干预,分别设定解决方案。随着计划的推进,逐渐降低了运动员的损伤风险,改善其睡眠质量和营养摄入,提高其心理抗压能力,同时体能训练也系统推进。在距离比赛1周时,对运动员重新进行各项体能测试发现,该运动员的薄弱环节得到明显改善,FMS得分达到20分,腰部和肩部损伤风险降低,同时爆发力、速度和专项耐力均得到提高。在随后的全国游泳锦标赛中,该运动员在50 m和100 m蛙泳比赛中均获得金牌,专项成绩得到较大幅度提高(表1)[2]。

表1 北京队优秀蛙泳运动员W个性化体能训练前后身体成分测试数据对比

5 小结

通过理论与实践相结合的方法,初步建立了精英运动员体能优化策略。对运动员的心理状态、健康水平、受伤风险、基本动作模式,以及力量、速度、灵敏性、耐力等体能要素,进行逐级筛查和测试,发现制约运动员体能水平进一步发展的薄弱环节,并综合运用训练、康复、营养、恢复、心理强化等多种科技手段进行干预,探索提高精英运动员个性化体能训练的有效方法,对促进我国竞技体育体能训练研究领域的发展具有一定的现实意义。