HarmoKnee热身对篮球专项大学生跳跃与协调能力的影响

高 翔

热身活动旨在通过增加血流速度、肌肉弹性和神经元活性而提高运动员机体运动表现[1]。有研究表明，足球运动员损伤发生与运动员下肢肌力、平衡能力以及动作模式等密切相关，且损伤部位多集中于下肢的膝、踝关节[2-4]。足球运动的高致病率促使研究者致力于寻求损伤预防方法，Kiani等人根据足球运动员损伤的特点设计了HarmoKnee热身方案[5]。HarmoKnee热身是针对足球运动员项目特征而制定的损伤预防练习，包含了肌肉激活、平衡、力量训练，注重腿部力量训练及动态姿势的控制，有利于改善运动员的身体素质，激活运动员在训练和比赛中快速达到最佳运动状态。少量研究表明，HarmoKnee可以有效提高足球运动员力量[6]、平衡[7]及预防损伤[8]。到目前为止，HarmoKnee热身能否提高篮球运动员身体素质还不得而知，因此，我们的目的是通过HarmoKnee热身，探讨其对篮球运动员跳跃、协调能力等素质的影响。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究以HarmoKnee热身对篮球专项大学生跳跃和协调能力的影响为研究对象。实验对象为广州体育学院2018级体育教育专业24名篮球专项大二男生(年龄：20.3±0.8；身高：177.7±4.5；体重：70.5±6.3；训练年限：4.3±0.5)，基本信息均无显著性差异(P>0.05)，且前期没有HarmoKnee热身训练的经历。

1.2 研究设计

1.2.1 实验安排

将24名篮球专项男生随机分为实验组(EG，N=12)与对照组(CG，N=12)进行10周训练，每周三次，确保24名学生全程参与实验。实验时间为2020年10月-12月，所有测试都是在上午8点至11点之间进行。整个热身计划完成后2-3分钟进行跳跃与协调能力的评估。训练期间，给予语言鼓励，每次实验都是在研究人员的严格监督下进行的。

1.2.2 干预方案

1.2.2.1 EG干预方案

实验前由熟悉HarmoKnee热身的专业教师组织受试者熟悉HarmoKnee热身动作，要求所有受试者能够理解并正确完成HarmoKnee热身安排。Harmoknee热身项目包括5个部分:热身、肌肉激活、平衡、力量和核心稳定性，所有练习都可以在常规训练中进行(表1)。项目总时长为20-25分钟。

表1 HarmoKnee热身安排[5]

1.2.2.2 CG干预方案

进行传统热身练习，热身时间为20-25分钟，每次热身练习由授课教师全程指导。传统热身练习内容：A.慢跑3分钟；B.徒手操：肩关节、髋关节、膝关节、踝关节，每个关节40秒，前后弓步压腿、左右弓步压腿，每侧20秒；C.跑：碎步跑、高抬腿跑、车轮跑、后踢腿跑、滑步、变速跑、冲刺跑、听口令反应跑，距离为10米，每个动作2组，共12分钟。

1.2.3 注意事项

实验对象均报告近期无显著的肩关节、踝关节、膝关节或髋关节特异性神经肌肉疾病或肌肉骨骼损伤史。参与实验之前，我们会以书面或口头的方式向参与者说明实验步骤和潜在风险。根据Sakarya大学人类研究伦理委员会关于使用人类受试者进行研究的政策和程序，提供了参与研究的书面知情同意书。为减少不受控制变量的干扰，研究前和研究过程中，所有参与者都被要求保持他们习惯的生活方式和正常的饮食摄入。参与者被告知在测试前一天不要剧烈运动，并且在预定的测试时间前至少3小时吃完最后一餐(不含咖啡因)。另外，测试地点准备了面包、牛奶和饮用水等食品，为测试后的营养补充。

1.3 指标测试

1.3.1 跳跃能力测试

跳跃能力测试运用SmartJump便携式跳跃测试系统。SmartJump跳跃测试垫通过压力感应，对跳跃动作进行测试，得到丰富的数据，包括很多设备不能检测到的触地时间，为教练员提供更多有效的参考。此外，该设备测试模式多、跳跃时间和次数均可自由定制，极大程度地满足了教练员的不同需求。本文仅采集反向纵跳(CMJ)跳跃高度的数据。

1.3.2 协调能力测试

一般来说，协调能力的评价通常使用涉及布局或特定运动的非典型性质的测试[9]。研究文献显示，评价受试者快速移动的同时躲避障碍物的能力和快速力量能力时，哈勒循环测试(HCT)是一种应用非常广泛的测试手段[10]。HCT的测试方法如图1所示。要求受试者从起点出发后跳过瑜伽垫，以最快速度跑到中心位置，变向跑至1处，跳过栏架后变向穿过栏架，快速跑向中心点。然后以同样的方式完成2、3处的任务后迅速返回终点，终点与起点位置相同。受试者共进行三次测试，每次测试后休息5分钟再开始下一组测试，记录每次测试的总时间，最后成绩取三次测试的平均成绩。若出现错误(如碰到障碍物或未按要求完成)则判为失败，让受试者休息2分钟后重复测试。测试地点在广州体育学院体能训练中心进行，室内温度在24℃，相对湿度在50%-60%。

图1 HCT测试方法示意图

图2 HCT器材摆放距离示意图

1.4 统计方法

采用IBM SPSS Statistics23统计软件对测试数据进行统计，经检验数据符合正态分布，数据用平均数±标准差(M±SD)表示，独立样本T检验用于组间比较，组内实验前、后比较采用配对样本T检验。

2 研究结果

2.1 实验前、后受试者跳跃能力的变化

由表2可知，实验前，EG和CG篮球专项大学生跳跃能力均无显著性差异(P>0.05)。10周实验后，EG篮球专项大学生跳跃能力从53.94±3.62增加到55.25±4.83，P<0.01，CG仍无显著性差异，P>0.05。

表2 EG和CG篮球专项大学生跳跃能力变化比较

2.2 实验前、后受试者协调能力的变化

由表3可知，实验前，EG和CG篮球专项大学生协调能力均无显著性差异(P>0.05)。10周实验后，EG受试对象的HCT所用时间从12.52±0.98下降到10.78±1.05，P<0.01，协调能力明显提高，CG受试对象的协调能力并未发生显著性变化(P>0.05)。

表3 EG和CG篮球专项大学生协调能力变化比较

3 讨论

3.1 HarmoKnee热身对跳跃能力的影响

一般来说，包含多方面热身项目的练习已经被证明可以提高运动员的运动表现[11]。如：提高反向运动跳跃高度[12]、增强冲刺能力[13]。核心稳定性训练是全面热身计划的重要组成部分之一，且已经被证明可以提高运动员运动技能表现。因此，全面系统的热身项目应该可以提高体能表现。值得注意的是，有关多方面热身与跑步速度、跳跃和技能表现研究(1966-2008)的系统回顾报告显示，在32篇文章中，79%显示多方面热身后跳跃高度、冲刺时间和技能表现有改善，仅有3%认为没有变化[11]。

篮球运动员在比赛中经常进行垂直、水平方向的跳跃，跳跃能力可用于争抢篮板球、防守及跳投等，因而往往成为比赛取得成功所需的关键因素。10周的训练后，EG受试者跳跃能力显著提高，一方面可能是HarmoKnee热身中包含大量力量练习，因而导致运动员跳跃能力增强。力量与跳跃能力高度相关的结论在很多研究中得到证实。Wisløff[14]对17名国际男子足球运动员(平均年龄：25.8±2.9岁，身高：177.3±4.1cm，体重：76.5±7.6kg，最大摄氧量：65.7±4.3ml/kg/min)进行了半蹲最大力量和垂直跳跃高度的相关性研究发现，半蹲最大力量与跳跃具有较高的相关性(0.78)，Yamauchi[15]对67名未经训练的受试者(年龄：19.54±2.38岁；身高：166.88±8.53 cm；体重：59.14±10.82 kg)下肢多关节运动力量和速度与跳远的关系。研究提出，最大速度、最大输出功率与垂直跳跃呈正相关(r值分别为0.68、0.76；P<0.001)。该研究还认为未经训练的个体，速度可能是跳跃表现得一个更重要的决定因素，且跳跃表现能力有可能随着下肢力量的增加而提高。Daneshjoo[6]研究认为HarmoKnee热身项目增强了股四头肌的募集能力，HarmoKnee中的训练手段，如单腿站立、增强式和平衡训练能够使股四头肌产生更有效的能量。因此，HarmoKnee方案可以更有效地改善股四头肌力量。Daneshjoo[7]研究认为HarmoKnee热身明显增强了腘绳肌力量。HarmoKnee热身包含了腘绳肌的针对性训练，如单腿深蹲等。因此，这些是腘绳肌力量得以改善最有可能的原因。此外，腘绳肌对膝关节的稳定很重要，起到控制胫骨前移的作用[16]。无疑，这将有利于运动员在跳跃时的落地稳定性，从而避免伤病。Clark等人[17]在他们的研究中发现了腘绳肌力量的提高，对运动员在跳跃活动的最后起跳阶段下肢关节链的稳定性具有积极影响，有助于通过关节更有效地传递力量，从而发挥更大的力量，防止软组织损伤和增强股四头肌的力量[8]。此外，他们还提出，由于综合性热身中腘绳肌锻炼可以使神经肌肉产生良好的适应性，从而能够较好地预防足球运动员的腘绳肌损伤[8]。Harmoknee对于减少下肢损伤(主要是膝盖损伤)发生率方面的有效性也有研究报道[5]。据研究显示，Harmoknee降低损伤发生率背后的潜在训练(慢性)效应似乎与躯干和下肢神经肌肉控制的改善有关[18]。相关研究证明，Harmoknee热身能够引起急性生理变化，对热身后的运动表现具有积极影响，主要表现在冲刺能力、跳跃能力及身体柔韧性等方面的提升[19-21]。另外，也有研究证明，Harmoknee热身能够作为降低损伤发生率的长期干预手段。因此，在正式训练和比赛前选择Harmoknee热身是有效的，合理的。

3.2 HarmoKnee热身对协调能力的影响

本研究的主要目标是探讨HarmoKnee热身是否对篮球专项大学生跳跃与协调能力产生影响。目前的研究认为，可以运用HCT评价协调能力，HCT能够反映人体快速协调完成任务以及认知能力(反应时和空间定向能力)[22]。Rhan[23]研究认为，由于跳绳需要运动员肢体间的协调配合使用，8周负重跳绳训练后，通过HCT评估发现，运动员的运动节奏以及肢体间协调和全身协调能力确实得到了较大的提高。徐飞等人[24]将24名少年足球运动员随机分为实验组和对照组，实验组每次训练内容为常规训练基础上增加20min跳绳训练，控制组则增加同等强度的跑步训练，研究10周跳绳训练对少年足球运动员协调性影响。协调性的评价指标为HCT，研究结果为实验组HCT用时显著低于训练前(P<0.01；η2=0.680)和对照组(P<0.01，η2=0.576)。

通过10周的训练后，发现HarmoKnee热身后运动员的HCT成绩显著增强，相反，传统热身并没有改善运动员的HCT测试时间。这种不同的结果，可能是由于HarmoKnee热身练习中涉及平衡能力的训练，如前后单脚跳，这些练习不仅增强了运动员的下肢力量，还在一定程度上通过增强身体的平衡而提高了运动员身体的协调能力。Daneshjoo等人[7]研究认为，通过星型测试，HarmoKnee热身可以改善运动员的平衡能力。另外，Daneshjoo等人[7]的研究还认为HarmoKnee方案对平衡和本体感觉的积极作用。Leavey等人[25]的研究认为，通过SEBT评估得知，包括平衡和力量项目在内的6周HarmoKnee热身就可以改善健康男性和女性的动态姿势控制。这些能力的改善与HarmoKnee热身方案中包含前后单腿跳一类发展运动员平衡能力的手段不无关系。平衡能力的好坏是决定协调能力的主要因素，因而HarmoKnee热身成为HCT测试成绩提高的重要影响因素。另外，从HCT的动作要领来看，无论是运动员跨过栏架还是穿过栏架，均需要通过控制身体的稳定性而减少HCT用时，从而提高身体的协调性。然而，Daneshjoo[26]的研究认为HarmoKnee热身对提高灵敏性的效果不佳。Simek等人[27]提出灵敏是一种复杂的运动素质，它依赖于协调、平衡、力量等素质。虽然 HCT是用来评估协调能力的重要指标，但是，HCT由于在中心点需要快速移动并改变方向，也就是急停急转。显然，这对运动员的灵敏素质也提出了较高的要求。目前有关协调能力的定义十分模糊，国内有学者曾经对协调是一种素质还是一种技术进行过讨论，但仍未得到科学统一的说法。囿于对协调认知的缺失导致运动员协调性用什么指标评价以及能不能评价存在较大争议，甚至有研究用灵敏性的结果来反映协调能力显然有失科学性[28]。由此，一方面可以反映出当前对协调与灵敏理论认识的模糊，导致不能正确指导实践；另一方面，可以看出协调与灵敏之间的关系纷繁复杂，可能相互独立，也可能相互联系，但更有可能是相互联系的关系。本研究中10周HarmoKnee热身后运动员的协调能力得到提高，仍需考虑是否在HarmoKnee热身中加入有关灵敏素质的训练，使HarmoKnee热身更具有系统性。当然，我们更应该清醒地认识到，任何一套训练方法体系都不可能解决训练中的所有问题，提高人体的所有运动能力，存在即合理，任何一种训练方法或手段都有它存在的价值，也必然会存在不足。

研究者认为，为保证运动员在HCT时需要下肢的支撑力，躯干核心肌群的稳定，调整并反复建立适宜的推力以保持身体姿态的动态平衡，HarmoKnee热身中下肢力量和核心稳定性力量的练习也为其做出重要贡献。有研究认为，改变方向的能力与肌肉力量有关，并且高度依赖于肌肉力量的运用能力。Spiteri[29]研究认为，改变方向实际所需的时间为0.23-0.77s，这个时间更多地取决于开始转向的速度与转向的角度[30-31]。在转向过程中，接触地面的时间长于短跑加速阶段(0.17-0.20s)[32]和最大速度阶段(0.09-0.11s)[33]接触地面的时间。改变方向的能力不仅取决于调节力量的水平，还与快速运动中通过协调的身体运动来运用力量的能力相关[34]。这进一步论证，HarmoKnee热身的力量训练安排有助于HCT用时的减少。

本研究虽发现EG运动员HCT用时显著降低，但CG训练前后并无显著变化。HCT要求运动员具备快速移动的能力，CG的干预方案包含冲刺跑这样的练习，仍没有降低HCT用时。究其缘由，可能是因为在HCT时每2.5米就需要快速急停急转，而CG的干预方案中移动的距离为10米，显然与HCT跑动距离特征明显不符。这提示，在任何训练中，我们都应该重点考虑项目的本质特质，只有抓住项目的“主要矛盾”，才有可能在训练中达到事半功倍的效果。

有研究显示，肌肉的激活程度对训练效果也会产生较为明显的效果。例如，李志远等人[35]研究验证了50%动脉闭塞压施压对高水平手球运动员在轻负重蹲起练习可以同时显著提高股四头肌和股后肌群的最佳激活程度，产生最佳训练效果。在神经肌肉方面，人体在足触地前和着地缓冲阶段通过主动肌和拮抗肌的激活来实现对刚度的调节[36]。Thomas等人[37]认为，肌肉的激活可以成倍地增加关节刚度。腘绳肌和股四头肌的激活不仅可以帮助膝关节对抗前向剪切力，还可以对抗膝关节的外展以及下肢动态外翻。我们可以看到，HarmoKnee热身中包含了腘绳肌、股四头肌等肌群的激活练习，因此，EG的HCT用时的减少，可能与肌肉激活程度有关，而CG就忽略了肌肉的专门性激活练习。当然，囿于本研究缺乏空白组，我们并不能绝对的认为是肌肉激活使EG的协调能力产生明显的变化，这有待进一步实验论证。阅读文献发现，单纯的小强度抗阻训练不足以诱发明显的神经肌肉反应，但在此基础上增加血流限制，可使之产生大强度抗阻训练相似的肌肉激活，从而增强运动表现[38]。基于以上讨论，我们可以发现，任何一种能力水平的提升，可能并不是一种训练措施所导致的，而是多种训练所带来的一种结果的改变。

4 结论

本研究结果表明，10周的训练后，HarmoKnee热身可以有效地改善篮球专项大学生的跳跃和协调能力。因此，HarmoKnee热身比传统的热身对运动员能力的提升更有效果，可以在篮球训练、比赛的热身中推广应用。