赛艇WH1x运动员段静莉划桨技术动作特征分析

李吉如，梁东梅，邓京捷，廖红娟，刘 硕

赛艇项目属于体能主导类周期耐力性项目，对技术有着较高要求，特别是中国赛艇经历了“重体能轻技术”[1]后，逐步回归到了体能与技术并重的发展阶段，并逐渐认识到技术的重要性。自此之后对赛艇技术的研究和探讨也逐步深入。纵观中国赛艇项目参赛史，虽然在个别项目上取得过优异成绩，但也是昙花一现。查阅文献资料发现，几乎没有关于我国优秀赛艇运动员水上划桨技术的相关报道。对优秀运动员个体的技术动作特点进行个性化研究具有重要的参考价值，是技术传承、项目发展的必由之路。

我国赛艇运动员在身体形态、体能水平等方面与国外优秀运动员存在较大差异，仅仅参考国外优秀运动员的技术动作特征数据来测量评价我国运动员的技术动作特征不够客观。针对我国优秀赛艇运动员，尤其是在国际大赛上取得优异成绩的运动员的水上专项技术动作特征的报道较少见到。有研究从力学角度提出赛艇技术评价的理论模型[2-3]，有研究利用计算机模拟赛艇技术[4]，也有研究应用视频影像进行赛艇运动学分析[5]，但应用实船测量赛艇划桨动力学并进行运动学分析的研究仍较少见到。虽然，赛艇技术分析相关研究逐渐接近训练实战，但目前的技术测评工作仍存在着两方面问题：一是技术测评尚且停留在测试层面，对测试结果的解读以及根据测评结果采取的技术训练方法是否有效等问题没有得到足够的重视；测试结果仍停留在理论层面，未能与教练员技术训练有效结合，测试的结果未能直接转化为技术优化的推动力；测试结果未能有效应用于运动训练，导致科学测试不能在实践中得到进一步优化和改进，达不到测试—训练联动推进运动成绩的效果[6]。二是缺乏本土优秀运动员的数据积累，如北京奥运会女子四双运动员的技术特点、优秀运动员张秀云的技术特点，从技术层面都没有留下参考，导致对运动员的技术评价依据教练员经验或借鉴国外优秀运动员数据，不利于国内优秀运动员技术的传承和进一步优化。

鉴于此，本文拟对里约奥运会奖牌获得者段静莉在里约奥运备战周期的技术测试数据进行分析总结，以期对教练员技术训练提供数据支撑和理论支持。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

段静莉，女，1989年出生，身高180 cm，体重76 kg，桨长289 cm，桨内柄长88 cm，目前是国内唯一在奥运会上获得奖牌的单人双桨运动员。

1.2 研究方法

本研究应用Dr.Valery团队研发的赛艇技术动作测试分析系统，主要通过桨柄力传感器、桨角度传感器、滑座位移传感器及GPS了解运动员一个划桨周期各阶段的技术特点[7]。

1.3 实验流程

本测试采用递增桨频，逐级获取不同桨频条件下的技术参数结果，并在测试过程中采用录像拍摄，用于辅助技术动作的分析诊断。测试方案参考已有技术测试方案[8]，具体为：采用递增桨频模式，总测试距离为2 km，初始桨频为20桨/分钟，每划4桨递增一次，每个桨频划行500 m。测试地点为千岛湖国家赛艇队水上训练基地。测试环境为晴天，小风浪，不影响技术测试。测试阶段为冬训期间的常规水上技术训练。

1.4 关键技术参数界定

参照徐开胜等[9]、高崇等[7]、李吉如等[8]的研究选择技术参数。拉桨幅度通过桨叶控制技术中的桨角参数来进行测评，每桨力量通过桨柄力曲线来测评，艇速波动通过艇速和艇加速度曲线进行分析。

1.4.1 运动员桨叶控制技术

本研究中运动员桨叶控制技术能力的界定主要依据运动员划桨过程中桨角及相关指标参数[7]。具体的参数界定如图1、图2所示。

图1 桨角定义及桨角曲线[10]Figure 1 Definition of Oar Angle and Curve of Oar Angle[10]

图2 实际测试曲线及参数划分Figure 2 Actual Test Curve and Division of Parameters

桨角，即在一个划桨动作周期当中，桨相对于艇的长度在水平方向上的移动角度[9]。在目前研究中，有2种不同的坐标系统定义桨角，在本研究中的坐标系为：以桨垂直船艇轴线的位置为零度角，从桨叶入水到零度角位置为前弧桨角（前弧角度），用“-”表示，从零度角到桨叶出水的位置为后弧桨角（后弧角度），用“+”表示。入水角度是最小角度，出水角度是最大角度。图1中各角度的定义[7,11]具体为：入水角度为桨叶对前端接触水面的水平角度；入水打滑角度为桨叶最前端接触水面开始到桨叶完全进入水面的水平角度；出水角度为桨叶完全离开水面的水平角度；划幅是入水角度和出水角度绝对值之和，出水打滑角度为桨叶最前端刚刚出水到桨叶完全离开水面的水平角度。

1.4.2 运动员划桨技术风格

本研究中运动员划桨技术风格的界定主要是依据与桨柄力-桨角曲线的形态特点[12]及达到最大力70%的桨角[10]，具体的参数界定如图3所示。桨柄力-桨角曲线是桨柄力随着桨栓角度的变化而绘制的曲线，横轴表示拉桨角度变化，其宽度越宽则表明拉桨幅度越大，桨划距越长，纵轴表示拉桨阶段的桨栓力力值的变化，其值越高则表示拉桨力量越大。本研究中重点分析的技术参数有：（1）力量达到最大力量70%的角度（°），可以依据此参数及桨柄力-桨角曲线形态来判定运动员的划桨风格，了解划桨前半程的效果；（2）力量峰值出现长度百分比（%），辅助判断运动员划桨技术风格特点；（3）力量从最大力量70%开始下降的角度（°），用于了解运动员拉桨后半程的技术效果；（4）最大力值及平均力值，用于了解运动员的力量水平及划桨有效性。

图3 桨柄力-桨角曲线及各参数值的定义Figure3 The Curve of Oar Angle-Handle Force and Definition of Its Parameter Values

1.4.3 艇速及艇加速度

作为体能主导类周期性竞速项目，赛艇比赛获胜的核心因素就是艇速，艇速波动的振幅是决定赛艇运动成绩最为重要的因素之一[13]。水的阻力正比于船艇速度的平方，所以理想的技术是每一划桨过程中消除艇速的波动并保持艇速的恒定。艇速是由桨手每一划桨效果（功率）累积起来的外部特征，是评定运动员划桨效果的标准。为此，本研究对艇速及艇加速度的分析主要是结合每一划桨周期中的艇速及艇加速度曲线对艇速及艇加速度相关参数的数值进行分析。

1.5 数据处理

一个测试组的原始采样数据通常包含多个划桨周期，这些划桨周期内的生物力学变量的时长和大小各不相同，通过对采样数据中所有桨数取平均值后得到一个平均的划桨周期时长，再根据这个平均时长做归一化处理，得到一个典型划桨周期的数据。在获得其技术参数数据的同时，亦参考“目标数据”（BioRow系统中赛艇运动生物力学专家Valery多年测试世界优秀运动员的数据）来评估与世界优秀运动员的技术差异。

2 研究结果

2.1 桨叶控制技术

运动员划船效率依赖于划桨技术，特别是对桨叶的控制能力。为此，桨叶控制技术也是运动员技术评价的一个重要方面。表1为段静莉桨叶控制技术各参数值，图4、图5为段静莉桨叶运行轨迹曲线。

表1 段静莉桨角参数值（单位：°）Table1 Parameter Values of Oar Angle of Duan Jingli

图4 段静莉不同桨频时的桨叶运行轨迹曲线Figure4 The Curve of Blade Track at Different Stroke Rates of Duan Jingli

图5 依据技术参数对段静莉桨叶运行轨迹进行优化后的曲线图Figure5 The Diagram of Blade Track of Duan Jingli after Optimization Based on Technique Parameter

2.2 划桨技术风格

目前现有文献中对运动员划桨技术风格的划分，主要是依赖桨柄力-桨角曲线的峰值力出现时间早晚来判断，尚无明确的数据分析[14-15]。表2为段静莉桨柄力-桨角曲线、桨柄力-长度百分比曲线中获得技术参数数据。图6、图7为段静莉拉桨阶段的桨柄力-桨角曲线图。

表2 桨柄力参数值及目标值Table2 Parameter Values and Target Value of Handle Force

图6 段静莉不同桨频时的桨柄力-桨角曲线图Figure6 The Diagram of Oar Angle-Handle Force at Different Stroke Rates of Duan Jingli

图7 依技术参数对段静莉优化后的桨柄力-桨角曲线图Figure7 The Diagram of Oar Angle-Handle Force of Duan Jingli after Optimization Based on Technique Parameter

2.3 划桨艇速及艇加速度

2.3.1 艇速

表3为段静莉不同桨频条件下艇速及艇加速度等相关参数数值，图8为其32桨/分钟时的艇速及艇加速度曲线，其中虚线为船的加速度曲线，实线为艇速曲线。

表3 不同桨频条件下艇速及艇加速度等参数值Table3 Parameter Values of Speed of Boat and Acceleration of Boat at Different Stroke Rates

图8 段静莉单人艇32桨/分钟条件下艇速及加速度情况Figure8 Speed of Boat and Acceleration of Boat under Single Rowing 32 str/min of Duan Jingli

2.3.2 艇加速度

艇加速度是运动员拉桨力量和身体各部位相对运动的合理的表现形式，它是评价赛艇技术的重要指标，特别是在多人艇上，最大的拉桨力量不一定带来最佳的艇加速度。赛艇在划行中，其加速度变化曲线为在每一划桨进程中，出现2个峰值，即在拉桨过程中出现一次峰值，而在回桨过程中出现第二个峰值[16]。为了更好地分析艇加速度曲线，本研究将加速度曲线中的4个关键点技术进行了标记（具体详见图8中加速度曲线上的箭头指示），以便分析。

3 分析与讨论

运动技能的形成是一个复杂的神经过程，也是一个复杂的学习过程，是建立在多次重复刺激的基础之上的。而对于赛艇这个周期性项目而言，在一个2 km的比赛中，运动员需要在较高桨频条件下重复划桨技术动作200次左右[17]，在日常训练中，运动员平均每周的训练量均在180~200 km，运动员每一个划桨动作的细微差异和不稳定，都会在多次的重复中被不断放大。

3.1 桨叶控制技术

赛艇项目的技术测评涉及如何使桨叶充分地发挥其推进效率、身体各部分的协调用力、艇以持续稳定的速度前进、人与艇之间的协调互动等各个方面。桨叶控制技术的核心是如何使人作用于桨叶的力发挥出最大效率，而桨叶产生作用力的核心是桨叶相对于水存在着相对运动，相对速度越大，作用力也就越大。随着桨频的增加，桨叶控制也会变得更加困难，微小的技术改变，都会导致桨叶控制能力的下降，直接导致拉桨长度和拉桨功率的下降。如表1所示，段静莉与目标数据相比，在入水角度有1.5°之差，出水角度有4°之差，入水打滑角度有7°之差，出水打滑角度有6°之差。结合段静莉本人的身高参数来看，其入水角度与出水角度2个参数较为优异，但其入水打滑角度和出水打滑角度2个参数与目标角度存在较大差异，有较大的优化空间，这也是我国赛艇运动员面临的普遍问题，即拉桨划幅与优秀运动员接近，但入水及出水效果欠佳，桨叶水下有效做功距离有待提高。

3.2 拉桨控制技术

根据划桨周期的划分，桨叶入水是划桨周期拉桨阶段的开始，桨叶入水速度越快，桨叶进入拉桨状态的速度就越快，抓水就越快，影响桨叶作用力大小的关键因素是拉桨速度。一般来说，桨叶在水中建立支点越快，则拉桨长度越长，即桨叶在最远端建立支点，有效做功距离就越长。结合视频资料分析，段静莉桨叶入水角打滑度偏大的原因是桨叶入水前，转桨入水时出现手臂向下用力按的动作，致使桨叶抬得过高，再次入水时丢失一部分拉桨长度，影响桨叶入水的远度和速度。另外，桨叶入水前的抬高会增加运动员控制桨叶的难度，进而导致桨频的减少和船艇平衡的破坏。

桨叶入水后向下行走，要想在拉桨阶段迅速加速并保持较大的拉桨力，桨叶就需要尽可能沿着一条直线运动，如果桨叶入水过深，会在船艇前进方向损失一些力，降低拉桨效果，特别是桨叶过了零度角后，要想依旧保持桨叶水平拉桨出水，则需要具备较大的力量水平，如果运动员的力量水平不足，则会导致桨叶斜方向出水，产生的分力会对艇的加速产生阻力，并且导致桨叶出水打滑角度增加。也有研究认为桨叶入水深意味着入水打滑角度较小，但由此引发的劣势远远超过了优势。这些劣势包括划桨时间的增加，桨叶运动路线的偏离及桨叶粗糙出水等。段静莉桨叶入水深度为-7.5°左右，最佳桨叶深度应该为6°左右，桨叶入水深度略深，也导致了桨叶出水效果不佳。桨叶出水阶段2个常见的错误就是拉桨后倒不到位，过早地结束拉桨动作或拉桨结束前桨叶就升出水面。段静莉出水角度偏小则会引起拉桨后倒不足，过早结束拉桨动作的错误发生。综合段静莉的桨叶控制技术来看，段静莉需要在桨叶入水和桨叶出水2个方面进行改进，在训练中应加强桨叶入水和出水阶段的控制训练，减小桨叶入水打滑角度和桨叶出水打滑角度。桨叶入水技术和出水技术与桨叶控制技术息息相关，这也与高崇等人的研究结果一致[7]。

3.3 回桨控制技术

在划桨周期中，拉桨是动力产生阶段，回桨则是动力保护阶段。优秀赛艇桨手拉推时间比是1:1.66[18]，也就是说2 000 m的训练或比赛中，约1/3的赛程是拉桨完成的，另外2/3的赛程是依靠回桨来完成的。回桨阶段不仅是划桨动作的复位期，也是一个短暂的调整恢复期，重视回桨技术，也是桨叶控制的一个重要体现。

在回桨过程中，运动员需要将桨叶放平以减少空气阻力，并借助桨保持艇的稳定；桨手让桨叶保持在一定的高度，充分利用人体从船头向船尾移动所产生的动力，感受船速的行进，做到人船桨合一，最大限度地延长最大船速的维持时长。由研究结果可见，随着桨频的变化，其桨叶轨迹稳定性较为良好，回桨阶段桨叶高度适中，且技术动作稳定性良好。从回桨阶段的桨叶轨迹也可以发现，桨叶在入水前的扬桨现象，可能是导致桨叶入水速度慢的原因。综合拉桨阶段、回桨阶段的桨叶运行曲线和视频分析发现，段静莉回桨最后阶段和桨叶入水前的技术衔接可能存在着一定的问题；回桨后阶段收腿后桨叶高度的保持效果不佳，准备入水前桨柄向下按桨，再转桨入水，发生了扬桨现象，桨叶入水延迟。注重拉桨技术训练的同时，也要重视回桨技术，尽量避免扬桨再入水。这一问题国内其他优秀选手也曾出现[18]，需引起教练的重视。

3.4 划桨技术风格

目前赛艇界的主流技术风格有4种，即：亚当、前东德、卢森博格和格林柯技术风格[19-20]。图9为4种划桨技术风格对应的身体环节曲线图[21]。鉴于我国国家队队员来自各个省市，各个省的教练员的技术训练方法各不相同，致使目前尚未形成相对一致的划桨风格，对于我国多人艇组队是非常不利的。在曹景伟[15]、刘扬等[14]的研究中也对运动员的桨力-桨角（时间）曲线进行了分析，并对几种划桨风格进行了简要的分类。在本研究中对运动员划桨技术风格界定的主要依据是力量达到最大力量70%的角度（°）及力量峰值出现长度百分比（%）这2个参数值。

图9 赛艇4种主流划桨技术身体环节曲线[21]Figure9 The Curve of Body Part in 4 Major Rowing Stroke Techniques[21]

由表2可见，从力量达到最大力值70%的角度来看，其值是比较优秀的，从力量达到最大力量70%的角度（°）及力量峰值出现的长度百分比（%）来看，比标准稍晚，根据其对划桨风格的划分可判定其属于中发力模式的“卢森博格”的技术模式。从Valery[21]的研究中可知，前发力模式可较快达到峰值力[力量峰值出现长度百分比（小于35%）]，此种发力模式也得到生物力学专家和大部分教练员的认可，一方面此种发力模式可以充分利用下肢大肌群的肌力水平，世界优秀运动员下肢、躯干和上肢对划桨功率的贡献率分别是46.4%、30.9%、22.7%；另一方面也符合身体环节动量传递规律，即从大肌群开始，到躯干环节，最后到上肢的小肌群。从段静莉最大力量70%开始下降的角度这个参数来看，则是优于标准，其拉桨后半程的划桨效果较好。从段静莉的峰值力和平均力的结果来看，其平均力与“黄金标准”是非常接近的，但她的峰值力则有待进一步提升。结合视频分析发现其峰值力低于标准，且峰值力出现时机靠后的原因，可能是其桨叶入水后，蹬腿速度不足，未能充分利用下肢大肌群的肌肉力量。另外其躯干的做功距离偏短，导致后一次拉桨加速度不足，建议其增加躯干的做功速度和距离，增加后一次拉桨加速度，完成快速出手复位动作。

3.5 划桨艇速及艇加速度

作为体能主导类周期性竞速项目，赛艇制胜核心因素即是艇速。在赛艇比赛过程中，有很多因素影响到最终的比赛时间，但是优异的比赛成绩最终依赖于比赛距离内的平均艇速，所有技术变化，最终表现的技术都归结在艇速上。目前训练中最常应用的桨频表即可获得运动员训练过程中的艇速及艇加速度的信息，相对于实船测试的各种具体参数来讲，艇速和艇加速度更容易获得，用于评价运动员技术训练课的训练效果，更为简单方便。

理想的划桨技术是在每一划桨过程中消除艇速的波动并保持艇速的恒定。然而要想实现消除波动并保持恒定艇速是很难的。艇速波动的振幅是决定赛艇运动成绩最为重要的因素之一。从图8可看出，段静莉艇速随着桨频的增加，艇速波动的变化幅度逐步减小。从艇速曲线来看，桨叶入水，运动员在桨入水前爆发式地用力蹬脚踏板时，脚踏板的反作用力使桨手的质量加速向船头移动，由此导致船向船尾方向的运动，会对船速产生明显的消极影响，导致艇速下降，下降至拉桨阶段的17%左右，艇速达到最小值，然后随着桨入水后带来的动力，艇速开始上升。在桨叶出水后，虽然没有了桨叶水下产生的动力，但由于运动员在滑轨上移动，产生的重量可以传到艇上，致使艇速增加。卢德明等[22]的研究也发现，艇速达到最大值是由桨手身体在滑轨上的运动所引起的。虽然在回桨阶段的早期，船艇相对于水正在加速，但整个系统却处于减速阶段；在回桨中期，艇速达到最大，赛艇教练员为了减小艇速的波动，指导运动员让桨叶以一种平滑、连续的方式出水，以保护艇速。为此，回桨阶段，又是动力保护阶段。如果运动员能够改变拉桨技术，延长高于平均速度的艇速时长，能够有效提高艇的全程平均速度。

为分析方便，本研究将图8中的加速度曲线中的4个关键点技术进行了标记。其中箭头1对应的是划桨的回桨阶段艇加速度由零向负值转换的时刻，此时，运动员对脚蹬板的作用力由回桨阶段的拉力变为蹬力，即是滑座在回桨过程中达到最大速度时刻，在此之后到拉桨开始前滑座开始减速，该时刻发生的越迟，越靠近拉桨开始，意味着在整个回桨阶段对艇速有更好保护。箭头2为艇加速度的“负峰值”，通常是在拉桨开始之后，桨改变运动方向，而在桨叶完全入水之前发生，此点出现的时间要与桨柄、滑座转换的时间一致，波谷越深越好，波宽越窄越好，表示更好的脚蹬、座板和手柄的协调入水效果。箭头3在拉桨开始后，艇加速度由负值向正值转换的时刻，在此点之后艇加速度为正值，此点出现是由于桨栓/桨柄受力比脚蹬受力增加得快而使艇的加速度变为正值。桨频越高，运动员水平越高，该时刻发生的就越早，表明船速加速更早。箭头4为“第二峰值”出现在腿部速度和脚蹬踏受力开始下降的时刻，此时相对较高的桨栓/桨柄受力是由躯干和手臂的快速运动所保持，这导致了运动员重心的减速以及其动能转换为艇的动能。此点出现的时间越长越好，表示船体的加速时间越长。在对运动员的技术评价中可以应用这4个技术关键来判断运动员的技术训练效果。从图8中段静莉的加速度曲线可知，箭头2峰值越尖锐越好，说明速度变化率越大。由表3中的数据可知，随着桨频的增加，艇速变化幅度逐步减小，桨频越高，每一划桨周期中桨频的速度差越小，最小加速度随桨频增加逐步减小，最大加速度随桨频增加而增加，加速度变化幅度随桨频增加而增加。

4 结论

4.1 段静莉拉桨阶段的桨叶控制技术有待提高，特别是桨叶入水打滑角度和桨叶出水打滑角度均偏大，桨叶入水深，不利于拉桨后期做功效率。

4.2 段静莉的划桨风格属于“卢森博格”的中发力模式，优秀的入水转换技术、平稳拉桨回位技术充分保护了其拉桨阶段所获得的速度，弥补其发力偏后、划幅偏短等技术劣势。

4.3 艇加速度曲线和速度曲线是评价运动员划船效果的最简单直接的方式。