备战2020年东京奥运会：乒乓球项目的技术诊断

张晓栋，张兴林，吴 飞，肖丹丹，熊金凤，郭文霞

ZHANG Xiaodong1，ZHANG Xinglin2，WU Fei3，XIAO Dandan4*，XIONG Jinfeng4，GUO Wenxia4

0 前言

中国乒乓球运动近60年来持续保持世界领先地位。其中以科技支撑为主要手段实现科学化训练，提高运动员的竞技能力，进而在比赛中最大限度地提升运动成绩起到了重要的保障性作用（吴焕群等，2009）。乒乓球运动员的竞技能力包括技术、战术、体能、心理和智力水平等方面，并综合地体现在专项训练和竞技比赛过程中。对于优秀乒乓球运动员而言，技、战术能力是竞技能力的核心，对比赛的胜负起着关键作用。

关于乒乓球运动员战术能力，前人已通过研究建立了“我国优秀乒乓球运动员的战术诊断与监测系统”（吴焕群等，2009；肖丹丹等，2019；张晓栋等，2018）。目前，国家乒乓球队对于运动员动作技术的研究相对薄弱。

乒乓球项目技术动作结构复杂、种类繁多，总体可分为发球技术、进攻技术和控制技术。进攻技术可进一步划分为攻、拉下旋、拉上旋、拧、挑、撕、带、拱等技术。由于乒乓球动作技术的多样性与复杂性，即便是世界顶尖运动员，也会存在一些相对薄弱的技术环节。因此，弥补运动员技术短板是国家乒乓球队备战2020年东京奥运会科技保障工作的重要组成部分。

对国家队和各省、市运动队的高水平运动员进行技术分析与监测一直是我国体育科研工作者的重要任务，其研究成果为提高运动员训练水平和运动成绩提供了有力的科技保障（田野等，2011）。由于乒乓球项目的动作技术水平不是以最快速度、最大力量、最远距离来衡量，而是以力量、速度、旋转、弧线和落点的合理结合来评估，评价内容复杂且多样，该项目技术诊断研究与其他周期性动作技术项目的研究相比更加复杂，因而较为单薄。已有关于乒乓球技术分析的文献主要是对个别动作技术的运动生物力学特征描述或运用运动生物力学原理进行的定性分析（张晓栋等，2017）。在乒乓球训练实践中，往往凭借教练员的观察和主观经验对运动员动作技术进行诊断。

项目组在备战2020年东京奥运会期间，本着简单易行、快速反馈、注重实效的原则，有效地将多种运动学测试方法和动作技术诊断方法运用到国家乒乓球队，建立了乒乓球技术诊断系统，并将该诊断系统运用于国家乒乓球队的科技服务中。

1 乒乓球技术诊断系统

历经4个周期乒乓球奥运会备战科研攻关与科技服务工作的不断摸索和丰富，遵守“从实践中来到实践中去”的简便、高效原则，以为提高运动员的技术水平提出切实有效的诊断与建议为主要目的，建立乒乓球技术诊断系统（图1）。该系统将运动生物力学测试方法所获取的定量分析与科研工作者的知识、经验、直觉思维的定性分析有效结合，保证技术诊断结果的客观性、有效性（王清等，2003），并确保系统中的每一个环节根据训练实践需求的不同呈现动态变化（张晓蓬等，2004）。

图1 乒乓球技术诊断系统Figure 1. The Technical Diagnosis System of Table Tennis

1.1 训练实践中技术问题的提出

训练实践需求是一切诊断评价活动的驱动流（张晓蓬等，2004）。提出训练实践中的技术问题是科研与训练高度结合的过程，由教练员和科研人员共同提出。对乒乓球技术诊断的着手点是运动员个人技术薄弱环节或是针对某一特定对手需提高的技术。对运动员薄弱技术环节的思考和再认识，保证了运动员动作技术诊断的准确性和有效性。

1.2 选择诊断方法

动作技术诊断的基础是找到可靠的评定指标框架和标准，找到可比对的诊断模板和方法。通常诊断模板有优秀运动员模板、自身优秀技术模板、小样本技术诊断、无参照个体技术诊断、数学物理模型、动力学普遍定力模型等（王清等，2003）。在国家队进行动作技术诊断时，主要采用优秀运动员模板和自身优秀技术模板，主要原因是其简单易行，且教练员和运动员接受度较高。

1.2.1 优秀运动员模板法

我国优秀乒乓球运动员也多为世界顶尖运动员，其动作技术可以作为优秀的动作技术模板。比如：樊振东、张继科、周雨、梁靖崑的反手拉下旋技术、反手拉上旋技术等，运动员A的正手拉上旋、正手拉下旋技术等可以说是世界上非常优秀、合理的技术。运用该方法时，在找到优秀动作技术模板的基础上，需综合考虑运动员自身的打法、体能、身体形态、站位等个性化特点，最终提出符合运动员自身特点的动作技术诊断结果与建议，以便形成适合该运动员的最佳动作技术。

1.2.2 自身优秀技术模板法

优秀乒乓球运动员在训练或比赛过程中，时常出现某项技术发挥不稳定的现象，同一技术有时能够高质量完成并获取比赛优势，有时容易产生失误。自身优劣对比法是指为了保证某项动作技术有效、稳定发挥，通过测试捕捉该项动作技术优劣效果动作的视频，分析两者之间的差异并提出改进方向，进而采取有效训练手段稳定动作技术模式，以达到保证最优效果稳定发挥的诊断过程。比如，针对王××发短球不稳定现象，可将其质量高的发球作为优秀动作技术模板，将发出的下网球和出台球的动作技术结构与其进行对比，找出差异，分析原因，提出改进的办法。运用该方法的优点是由于是自身技术对比，分析和诊断时无需考虑打法、体能、身体形态、站位等个性化特点，但其缺点是不易吸收其他优秀运动员的技术动作特点。

1.3 确定测试方法

目前对国家乒乓球队的动作技术测试中，所使用的测试方法主要有肉眼观察、常速二维拍摄、红外光点三维拍摄、高速三维拍摄（表1）。对乒乓球动作技术进行三维运动学测试，在国家队或京外封闭训练基地乒乓球训练馆，运用两台高速摄像机（拍摄频率为100 Hz）进行三维运动学测试，一台摄像机置于运动员击球区域的右前方，另一台摄像机置于正前方，两台摄像机主光轴的拍摄角度约为75°，其他的拍摄条件符合运动学的测试要求（刘国兵 等，2015）。

表1 4种动作技术运动学测试方法比较Table 1 Comparison of Kinematics Testing Methods of Four Motion Techniques

1.4 控制实验条件

实验条件的控制是进行技术诊断的前提。乒乓球项目属于隔网对抗类项目，每一板球包括速度、旋转、力量、落点、弧线5个物理要素（吴焕群等，2009）。在进行运动学测试过程中，为保证不同运动员和多次击球技术的一致性，对击球线路、用力以及站位提出明确要求。

1.4.1 测试进攻和控制技术实验条件的控制方法

按照运动员的站位习惯，选定合理的击球区域，由同一教练员发多球到固定点，要求运动员以最大力量击打来球，击球线路根据研究需要，选择大角斜线或底线直线长球，通过教练员和运动员自身评价，结合多次录像分析，选择连续高质量的10次击球作为待分析的击球动作（肖丹丹等，2017）。

1.4.2 测试发球技术实验条件的控制方法

按照运动员的站位习惯，选择一种发球技术进行高质量、连续发球，发球落点包括正手位短球、长球，反手位短球、长球，中路短球、长球等。通过教练员与运动员评价，并结合录像分析，分别遴选出10次高质量和低质量发球技术动作作为分析素材。

1.5 选取敏感指标

本着简明、直观，便于说明问题的原则，经过反复技术诊断反馈与修改，结合图片、曲棍图和数据，将整个动作分为4个动作阶段、5个特征时刻值，以及乒乓球动作技术在4个动作阶段、5个特征时刻时的运动学敏感指标，重点分析引拍阶段、挥拍击球阶段、随势挥拍阶段3个阶段（肖丹丹等，2016）。运动学敏感指标包括：肘角、肩角（肩髋角、肩臂角、肩姿态角）、腕角、上肢各关节的速度、上肢发力顺序、躯干的运动（躯干前倾角、躯干侧倾角、躯干扭转角）、髋角、膝角、下肢关节速度、下肢发力顺序、重心的移动、球拍速度、球拍运动距离等。在具体应用时根据拍摄的方法、不同的动作技术及不同的运动员有所侧重与筛选。

1.6 选择解析方法

选用Dartfish动作技术分析软件进行解析，虽然数据只是二维数据，且只是估计值，但进行两个运动员动作技术对比时，由于拍摄角度相同，可反映出数值上的差异，符合快速反馈的实践需求（表2）。

1.7 撰写诊断报告

诊断报告的撰写要遵循定性与定量分析相结合的原则（吴飞等，2017），按照引拍、挥拍击球、随挥3个动作阶段依次撰写诊断报告。诊断结果与建议要结合运动员的个性特点，辩证地提出自身的不足和需要改进的地方。如在对运动员A反手技术进行诊断时，要考虑到他与樊振东、张继科等运动员的不同打法特点、站位特点、身高、臂长、腕力等，不能只是简单地模仿优秀运动员的技术模板，这样易对自身正手特长技术造成影响。故对于优秀、成熟的运动员进行技术诊断时，找到最为关键、让优秀运动员信服的技术环节，从而进行微调最为重要。

表2 3种动作技术解析方法比较Table 2 Comparison ofAnalytical Methods of Three Action Techniques

1.8 反馈和评价诊断结果

反馈环节是技术诊断的重要组成部分，科研人员完成诊断报告后，应即对反馈，技术测试后1周内需完成诊断报告。先由该运动员的主管教练员对诊断报告的可行性、客观性等进行全方位的评价，如能达到预期技术诊断目的，及时与运动员沟通。反之，再次进行技术诊断。

反馈的方式包括纸质版文字资料、PPT多媒体汇报、视频动画等。注重与教练员和运动员反馈语言的使用，尤其是要将运动生物力学、运动学等专业理论的概念、学术词汇转化为能被教练员、运动员理解的乒乓球专业术语，形成高效沟通。

1.9 训练实施

在将技术诊断结果进行训练实施过程中，训练实践中的技术诊断需求将不断发生变化，可根据乒乓球运动实践的需求，及时修改诊断方法，或重新开始诊断（王清等，2003）。在重新进行乒乓球技术诊断时，可在原有技术诊断结果的基础上进行，找到技术的关键环节，提出切实可行的训练改进办法。

2 乒乓球技术诊断系统的应用实例

根据乒乓球训练实践中的需要，应用乒乓球技术诊断系统对部分国家队主力运动员的技术进行了技术诊断，为中国乒乓球队备战2020年东京奥运会提高技术水平提供了一定的技术保障。以对国家队主力运动员A反手撕技术诊断为例，阐述乒乓球技术诊断系统在国家乒乓球队的应用。

“反手得势，正手得分”是乒乓球训练理念新要求，均衡正反手技术能力是关键。运动员A拥有出色的正手技术，但反手技术相对薄弱。教练组认为，运动员A反手撕技术前冲不够、易被对手反拉。因此，基于乒乓球技术诊断系统，采用三维高速录像测试方法，选择张继科反手撕技术为优秀运动员模板，运用Dartfish软件进行解析，通过运动员A的反手撕技术与张继科的反手撕技术进行对比分析，结合运动员A的自身特点，对运动员A反手撕技术进行分析与诊断。

2.1 引拍阶段

1）手腕运动：运动员A手腕的动作，向内的幅度大于张继科；2）肘关节角度：在引拍结束时刻，运动员A肘关节的角度约127°，张继科约92°，该角度运动员A大于张继科；3）肩关节角度：运动员A的肩关节角度（肩肘连线与肩髋连线的夹角）约34°，张继科约18°（表3），该角度运动员A大于张继科；4）球拍的位置：在引拍结束时刻，运动员A引拍的位置略低于球台，而张继科略高于球台，运动员A引拍的位置低于张继科。

表3 国家队主力运动员A与张继科引拍结束时刻对比Table 3 Comparison of the End Moment of Swimg Racket Backward between Ma Long and Zhang Jike

2.2 挥拍击球阶段

1）肘关节运动：在击球时刻，运动员A肘角约129°，张继科约116°，此时该角度运动员A略大于张继科。从引拍结束时刻到击球时刻肘关节角度的变化幅度方面，运动员A肘关节角度变化幅度很小，而张继科的肘关节角度变化幅度约24°。从录像上看，运动员A前臂旋外动作较多，而前伸动作较少，而张继科与之相反，前臂在旋外的同时有明显的前伸动作。故而运动员A的肘关节角度变化幅度较小；2）肩关节运动：在击球时刻，从右侧面看，运动员A肩角约80°，张继科约56°。运动员A手臂离身体比张继科远，击球点离身体较远，击球时会造成肩部僵硬，击球时刻的稳定支撑不够，发力不集中；3）触球部位：连续击球时，运动员A触球部位多在球拍的下部，且位置不固定。张继科均固定在球拍的中心位置；4）发力方式：该阶段，张继科肩关节一直是顶着向前用力，给予前臂和手腕发力时以稳定的支撑，以前臂发力为主，直接由后向前发力，发力实、有寸劲、发力集中、挥拍速度快。与张继科相比，运动员A引拍位置较低，从下往上继而再向前，包球发力，摩擦球相对较多，手腕带动前臂发力的成分相对较多；5）击球时机：运动员A比张继科略晚，张继科在高点前期击球，运动员A在高点后期击球。这与运动员A引拍的位置低于张继科且手腕内拧的幅度大、挥拍击球时前臂和手腕移动的距离比张继科远有关。可以推测，当对方来球的球速较快和旋转较强时，易造成顶板的现象；6）重心：张继科身体向前顶得多，重心较稳。而运动员A重心上下起伏较大，向前顶得不够（表4）。

表4 国家队主力运动员A与张继科引拍结束时刻对比Table 4 Comparison of the End Moment of Swimg Racket Toward and Hitting the Ball between Ma Long and Zhang Jike

2.3 随势挥拍阶段

随势挥拍阶段是击球发力后的延续和还原，身体和手臂随着发力的方向继续做减速运动，直至随挥结束时刻。该阶段可间接反映发力的方向和还原的速度。

1）右臂的位置：在随势挥拍结束时刻，运动员A的前臂向上随挥较多，而张继科向前随挥较多。2）左臂的运动（非持拍手）：张继科左臂运动幅度小，左侧身体相对固定，给予持拍手稳定的支撑，有利于击球时向前发力，双臂的运动是反向运动，利于胸部扩胸发力。而运动员A的双臂稍有些同向运动。究其原因，张继科的左侧是主动发力，而运动员A的左侧是被动发力，这可能与运动员A正手更有优势，两侧肌肉力量不均衡，右侧强、左侧弱有关（表5）。

表5 国家队主力运动员A与张继科引拍结束时刻对比Table 5 Comparison of the End Moment of Swimg Racket Toward between Ma Long and Zhang Jike

2.4 运动员A反手撕技术诊断结果及训练建议

与张继科反手撕技术相比，运动员A反手撕斜线技术主要存在的问题：1）动作幅度比张继科大，重心上下起伏大，向前顶得少；2）在击球过程中，触球部位偏下，击球时机略晚，发力方式以手腕发力带动前臂发力为主，发力方向向上较多，摩擦球较多；3）在击球和随势还原阶段，双臂稍有些同向运动，非持拍手随持拍手运动幅度偏大。

结合运动员A的个性特点，对运动员A反手撕技术的训练建议为：1）在不影响正手发力的基础上，对反手撕技术进行微调；2）适当减小反手撕技术动作幅度；3）在击球阶段和随势挥拍阶段，相对固定非持拍手和躯干的运动；4）适当增加左侧肌肉力量。

2.5 运动员A反手撕技术诊断的效果

对运动员A反手撕技术诊断的结果得到了运动员A主管教练和运动员A本人的充分认可。教练组根据诊断结果对运动员A反手技术体系动作进行了微调，并对运动员A使用的胶皮进行了改变——使用硬度更大的中国“狂飙”海绵。应用效果显著，运动员A在反手旋转上有所加强，化劣势为优势。该诊断不但为运动员A在2019年部分比赛中夺冠起到了一定的科技支撑作用，同时为年轻运动员的技术打法体系建立了新的发展模式。

3 结论与建议

1）本着简单易行、快速反馈、注重实效的原则，备战2020年东京奥运会乒乓球技术诊断系统由训练实践中技术问题的提出、选择诊断方法、确定测试方法、控制实验条件、选取敏感指标、选择解析方法、撰写诊断报告、反馈和评价诊断结果、训练实施9部分构成。

2）乒乓球技术诊断系统已经应用于备战2020年东京奥运会期间主力运动员的技术诊断中，为运动员薄弱技术的改进和提高提供了有力的科技支撑。

3）建议国家乒乓球队引入动作技术无标记点快速捕捉与分析、击球线路落点实时采集、大屏幕实时显示等为一体的智能技术训练监控系统，实现技术训练监控的实时反馈。

4）建议将国家乒乓球队运动员动作技术诊断系统进一步推广并运用于省、市乒乓球队，青少年运动员及乒乓球爱好者乒乓球技术的提高中。