高水平艺术体操运动员旋转难度垂直角动量的生成策略研究

【作者】 樊铭； 方向丽；

【机构】 北京体育大学； 廊坊师范学院；

【摘要】 研究目的:旋转难度是艺术体操3类身体难度中技术结构最为复杂、最难以掌握的一类难度动作。如何在起动阶段使运动员获得足够的角动量以完成多周数高分值旋转难度,是艺术体操运动员始终面对的问题。本研究通过比较不同种类旋转难度动作的肩髋扭转角、自由肢体峰值垂直角动量和垂直角动量的贡献率,探讨高水平艺术体操运动员在旋转难度动作中垂直角动量的生成策略,以提升运动员完成多周数高分值旋转难度动作的成功率和质量,为艺术体操旋转难度的科学化训练提供理论和技术支撑。研究方法:本研究的受试者是艺术体操国家队的16名现役运动员,其中国家级健将9名,一级运动员7名;受试者平均年龄、身高、体重和训练年限分别为16.71±2.75岁、162.63±6.98cm、44.25±6.89kg和10.09±2.48年。受试者均为右腿为支撑腿,旋转方向向右(顺时针方向)。试验成功采集了135人次的不同旋转难度,依据动作入选标准和艺术体操国家级裁判员的评分,最终选择69人次的动作作为研究样本并纳入统计分析,包括阿提丢转体24人次;后搬腿转体17人次;俯平衡旋转29人次。研究设计获得了北京体育大学运动科学试验伦理委员会批准,所有受试者均已在试验前签署了知情同意书。应用8镜头Qualisys 500红外光点运动捕捉系统(瑞典)采集受试者运动学指标,数据采集频率200Hz;使用两台Kistler测力台(9287C,60×90cm,瑞士)采集受试者转体动作过程中所受地面反作用力及相关动力学指标,数据采集频率1000Hz。使用Qualisys运动捕捉系统同步触发运动学和动力学数据采集。使用C–Motion Visual 3D建模和生物力学分析工具处理分析采集到的数据。采用广义线性模型确定旋转难度对全身角动量等生物力学指标的影响。利用单因素方差分析,分析起动阶段各参数的旋转难度间差异,包括最大肩髋扭转角、峰值垂直角动量、角动量产生时间、角动量产生速率、起始姿势弓步步长等。采用单因素(3×5)重复测量方差分析比较旋转难度和身体环节(左臂,右臂,姿态腿,支撑腿和头-躯干)间环节最大垂直角动量;如违反球形度假设,则使用多变量检验结果,显著性水平设置为α=0.05。使用SAS9.4软件进行统计分析。所有参数值均以均值±标准差形式报告。研究结果:根据旋转难度技术特征和研究需要,将旋转难度划分为4个主要阶段:准备阶段、起动阶段、旋转阶段和结束阶段。1)起动阶段角运动参数和起始姿势身体姿位参数对起动阶段身体姿位参数和角运动参数进行单因素方差分析,结果明显表现出旋转难度的主效应,事后分析显示,峰值垂直角动量表现为俯平衡旋转>阿提丢转体>后搬腿转体(P<0.01),角动量产生速率表现为俯平衡旋转>阿提丢/后搬腿转体(P<0.01),角动量产生时间表现为俯平衡旋转/阿提丢转体>后搬腿转体(P<0.01),肩髋扭转角差值表现为俯平衡旋转/阿提丢转>后搬腿转(P<0.01),主力腿最大屈曲角、弓步步长均表现为俯平衡旋转>阿提丢/后搬腿转(P<0.05)。2)垂直角动量的环节贡献率通过重复测量方差分析进行的旋转难度与身体环节之间峰值垂直角动量的比较,揭示了身体环节主效应,F(4.62)=2601.8,P<0.01,意味着峰值垂直角动量对全身角动量贡献率随身体环节的不同而显著不同;旋转难度不能显著影响身体环节垂直角动量峰值贡献率,F(2.65)=1.059,P>0.05。值得注意的是,身体环节和旋转难度之间存在着显著交互效应,F(8.126)=33.184,P<0.001,意味着身体环节峰值垂直角动量会因为旋转难度的不同而不同。由数据分析可见,就身体环节峰值垂直角动量而言,阿提丢转体难度中左臂、头-躯干环节,后搬腿转体和俯平衡旋转难度中右臂、头-躯干环节无环节间显著差异,其余环节均存在环节间显著差异(P<0.01)。就身体环节峰值垂直角动量贡献率而言,阿提丢转体、后搬腿转体和俯平衡旋转动作的排序依次为:自由腿>右臂>左臂/头-躯干>支撑腿;自由腿>右臂>头-躯干>左臂>支撑腿;和自由腿>头-躯干/右臂>左臂>支撑腿。研究结论:高水平艺术体操运动员完成俯平衡旋转难度所需垂直角动量大于阿提丢转体大于后搬腿转体。运动员完成旋转难度采取的策略主要通过增加肩髋扭转角差值来增大旋转动量,从而产生更大的垂直角动量。就起动阶段垂直角动量的环节贡献率而言,3种不同旋转难度表现为自由腿贡献率最大的特征,其次是右臂和头-躯干环节。在起动阶段,通过右臂、头-躯干和自由腿之间协调配合,将动量自环节传递至全身,其间时机的准确把握至关重要。俯平衡旋转、阿提丢转体和后搬腿转体的身体环节贡献率依次为:自由腿>头-躯干/右臂>左臂>支撑腿;自由腿>右臂>左臂/头-躯干>支撑腿;自由腿>右臂>头-躯干>左臂>支撑腿。更多还原