跆拳道后横踢四种战术动作击打速度效果特点及对运动训练的启示

徐春杰,刘卫军,刘德皓,于海龙

自2000 年跆拳道进入奥运会以来,女子跆拳道已成为我国的优势项目。在众多腿法中横踢技术具有动作幅度小、出腿速度快、不易反击得分、动作简单实用等优点,是世界优秀女子运动员使用最多和得分最高的技术[1]。横踢技术根据人体前腿和后腿的位置关系,划分为前腿和后腿横踢技术(简称前横踢和后横踢)。运动员用脚弧线击打的腿称为摆动腿,单脚支撑身体完成后横踢技术的腿称为支撑腿。当前跆拳道竞赛规则朝着更有利于后横踢技术运用的趋势发展。

技术是战术的基础,技术只有通过合理的战术组织形式才能得到充分的发挥和发展[2-4],后横踢技术动作依据攻击瞬间与对手所处的不同距离和状态,采用不同的战术组织形式进行应对,是技战术运用变化的基本方式[3,5]。与对手处于远距离和击打瞬间对手后退拉远间隔距离状态下运用的是进攻战术;与对手处于中距离和对手由远拉近间隔距离状态下运用的是迎击战术;在与对手处于贴身的近距离状态下运用的是近身战术(近距离);对手向前进攻时,向后躲避的同时攻击对手的是防守反击战术。上述4 种后横踢战术动作是竞技比赛中常见的表现形式,对4 种战术动作击打速度效果进行研究有一定理论与实践意义。

当前国内外对后横踢4 种战术动作击打速度效果的研究较少。研究的方向集中在若干因素对后横踢技术动作竞技表现特点(击打力量、击打速度、反应时间、完成时间等)的影响,主要把击打距离、前后腿、优势腿与非优势腿、体重级别、有无疲劳、运动水平等作为影响因素[2]。因此,有必要对后横踢4 种战术动作击打速度的效果进行深入探究。此外,跆拳道项目进入奥运会时间相比田径、足球等项目要晚,关于跆拳道项目的研究仍较为滞后。先进的运动训练理念能够助推竞技体育发展,因此,本文结合后横踢4 种战术动作的运动学特点和比赛规则对技战术影响等对后横踢运动训练进行反思,以期更新当前运动训练理念,推动跆拳道运动员竞技水平到新的台阶。

1 研究方法

1.1 研究对象

14 名跆拳道运动员参与本实验,在数据处理过程中发现2 名运动员部分marker 点被遮挡,最终获取有效样本量12 人。其中一级运动员10 人,运动健将2 人。运动员基本信息如下：年龄(20.28±0.51)岁、体重(68.34±13.0)kg、身高(175.1±8.76)cm,训练年限均在7 年以上。对后横踢4 个战术动作进行测试,健将和一级运动员均能够一致性地反映实验测试结果。所有受试者于实验24 h 内未从事剧烈运动,且身体半年内无明显损伤,解剖结构及机能正常,身体状况以及运动能力良好。

1.2 实验仪器

采用美国的Motion-Analysis 红外光点高速运动捕捉测试系统(8 个镜头),镜头型号为Motion Analysis corp.,Santa Rosa,CA,USA,采集频率设置为200 Hz,软件版本为Cortex-64 2.6.2.1169,反光Marker 球直径为13.5 mm,用作采集后横踢战术动作的运动学参数。采用Kistler9281CA(瑞士)三维测力台以及韩国KP&P 电子护具,采集后横踢技术的动力学参数。跆拳道电子护具被中国跆拳道协会官方认可,KP&P 具有感应击打并自动计分和显示击打“力度值”的功能(力度值只是数值,没有单位,可以代表力量)。护具包括躯干护具、电子头盔和电子脚套。其工作原理为电子护具中安装有感应芯片,当运动员击打时,电子感应芯片受到刺激,将“力度值”信号反馈到计算机及电子计分牌上,达到运动员所在级别设定的“力度值”显示得分;未达到不显示得分,但计算机有“力度值”记录。电子护具绑在沙袋上,沙袋垂直于地面,电子护具与电脑通过接收无线信号接收器连接,脚背击打电子护具产生的“力度值”通过信号接收器传递到电脑里。

1.3 测量流程

实验1：在北京体育大学中国运动与健康研究院进行Motion 红外摄像测试,测试前运动员充分热身20 min。依据Helen Hayes 模型在运动员身上粘贴26 个反光Marker 球,运动员身穿紧身短裤站在三维测力台上进行测试,摄像头围绕三维测力台。踢击前运动员的实战姿势会影响击打效果[6],所以运动员保持前后脚分别站在两块测力版上,两脚脚尖与击打方向呈45°。优势腿在测力台的后侧,身体重心在两腿之间。测试中要求后横踢进攻战术在保证技术动作重心控制良好、不变形、支撑腿不移动条件下,踢击尽可能远的距离,最大限度的发挥击打力量,摆动腿击打完毕后落在前边;迎击在支撑脚不移动状态下,中距离击打并最大限度地发挥击打力量。反击是在重心控制良好,动作不变形状态下,向后腾空移动尽可能远的距离,最大限度地发挥击打力量。近身是在支撑脚不移动状态下,踢击尽可能近的距离,最大限度地发挥击打力量,击打完毕后摆动腿落在后边。两位跆拳道教师严格把控后横踢战术动作。运动员听到哨声迅速启动全力空击,垂直击打目标,每种战术动作踢击3次,取最佳战术动作作为有效记录。为保证充分休息,每次击打间隔时间不少于15 s。后横踢4 种战术动作人体重心在前后、左右方向的位移情况,见表1。

实验2：校准KP&P 电子护具系统,在北京体育大学跆拳道训练馆进行测试,测试要求与实验测量1 的一样。运动员穿戴电子脚套,运动员分别采用后横踢进攻、迎击、反击、近身战术动作全力击打垂直地面的电子护具,每人击打3 次,计算平均“力度值”。

表1 4 种战术动作人体重心的变化情况(±s)Table 1 Changes of human body gravity center in four tactical movements(±s)

表1 4 种战术动作人体重心的变化情况(±s)Table 1 Changes of human body gravity center in four tactical movements(±s)

注：a 表示该指标在此战术动作下与进攻战术产生差异,b 该指标在此战术动作下与迎击战术产生差异,c 表示该指标在此战术动作下与反击战术产生差异,d 表示该指标在此战术动作下与近身战术产生差异,a 表示P＜0.05 水平,aa 表示P＜0.01 水平,b、c、d 以此类推,下同。重心向前为正值,向后为负值,向左为正值。

1.4 数据采集

为深入分析后横踢4 种战术动作,将后横踢分为4 个特征时刻,即A 后横踢技术启动时刻;B 后脚脚趾离地时刻;C 摆动腿膝关节最大屈角时刻;D 摆动腿脚背击打时刻。依据4 个特征时刻划分3 个阶段[7],即：A—B 为启动阶段占总时间50%(后横踢技术时间标准化,下同)、B—C 为提膝阶段占总时间25%、C—D 为击打阶段占总时间25%。

运用Cortex 软件解析运动学数据。数据导入Excel(2010)中,分别计算后横踢战术动作髋关节、膝关节、踝关节、骨盆、躯干从A 时刻到D 时刻过程中的旋转幅度,采集从B 时刻到C 时刻(提膝阶段)过程中踝关节、膝关节的最大瞬时速度、加速度峰值;采集从C 时刻到D 时刻(击打阶段)踝关节的最大瞬时速度、加速度峰值;采集从A 时刻到D 时刻(整个后横踢过程)人体重心的最大瞬时速度峰值、加速度峰值、人体重心X、Y 轴位移。将后横踢在击打阶段踝关节速度峰值作为击打速度,下文中的速度均代表最大速度。

1.5 统计方法

采集数据输入至SPSS 22.0,数据初步进行正态分布检验,均符合正态分布。采用单因素重复测量方差分析,主效应因素分别是角度、速度、加速度、击打力值,分为4 个水平,即进攻、迎击、反击、近身战术,事后检验采用LSD 检验,指标结果用(±s)表示。采用Pearson 相关分析探讨战术动作的加速度和速度的相关性,将相关系数大于0.5 定义为中度以上相关。

2 结果与分析

2.1 后横踢动作击打速度效果比较

由表2 可见,后横踢进攻战术动作在击打速度上明显高于“反击”“迎击”“近身”(P＜0.01),迎击、近身战术动作击打速度不具有差异,但其高于反击战术动作(P＜0.05)。运用跆拳道电子护具测试运动员击打力量,发现进攻战术动作在击打力量上明显高于“反击”(P＜0.01),“近身”“迎击”“进攻”不具有差异(P＞0.05)。后横踢4 种战术完成时间两两之间均具有差异(P＜0.05),完成时间的先后顺序是迎击战术、近身战术、进攻战术、反击战术。综上,后横踢战术动作击打速度快并不一定动作速度快。反击战术动作在击打速度、动作速度、击打力值上表现较差,这与动作本身的结构有关,接下来将进一步进行详细分析。

表2 后横踢4 种战术动作的击打效果分析(±s)Table 2 Hitting effects of four tactical movements of back roundhouse kick(±s)

表2 后横踢4 种战术动作的击打效果分析(±s)Table 2 Hitting effects of four tactical movements of back roundhouse kick(±s)

2.2 后横踢动作速度特点比较

表3 后横踢4 种战术动作的速度特征(±s)Table 3 The velocity features of four tactical movements of back roundhouse kick(±s)

表3 后横踢4 种战术动作的速度特征(±s)Table 3 The velocity features of four tactical movements of back roundhouse kick(±s)

踢击是在开放的运动链模式中完成的,远端速度的提高是通过参与运动的关节速度依次增加获得[8-9]。

表3 所示,提膝阶段,4 种战术膝关节速度两两之间有显著差异(P＜0.01),由大到小依次是进攻、迎击、近身、反击战术,踝关节速度峰值“进攻”“迎击”“近身”比“反击”要大(P＜0.01),“进攻”踝关节速度峰值高于“近身”(P＜0.05)。进攻、反击战术动作重心移动速度峰值较迎击、近距离要高(P＜0.01),虽然重心移动速度数值上“反击”大于“进攻”,但“进攻”移动方向与击打一致,“反击”移动方向确与击打方向相反。“进攻”有利于重心移动速度转化为击打速度[10],“反击”不利于转化为击打速度。整个过程中各环节动作的线速度峰值反映出动量大小,最终各环节动量传递到踝关节部位,在踝关节表现最大击打动量,结合表2、3,后横踢4种战术动量传递效果优劣依次是“进攻”“迎击”“近身”“反击”。

Isaac Estevan 研究发现,跆拳道后横踢技术内在关节的运动是基于从近端到远端传递的模式[8]。表4 所示后横踢踝关节线速度与提膝阶段膝盖、脚踝速度有一定正相关关系(P＜0.05)。提示击打速度是通过各部分依次叠加而成。跆拳道大多数腿法技术具有多样性和复杂性的特点,对当前跆拳道腿法技术由近端向远端动量传递的认知仍然有局限性[11]。后横踢反击战术动作在踢击过程中,人体重心向后移动时,膝关节也随之向后移动,在此阶段人体离开地面,处于不稳定支撑状态,提膝阶段过高的膝盖速度可能影响击打阶段脚踝速度的增加,造成反击战术动作动量传递效果较差。反击战术动作在提膝阶段膝、踝关节速度与击打阶段踝关节速度没有相关性(表4,P＞0.05),进一步验证了上述观点。

进攻、迎击、近身战术动作膝关节速度峰值出现在提膝阶段末期,反击战术动作膝关节速度峰值出现在击打阶段中,造成反击战术动作相比其它战术动作要慢。原因可能是在击打阶段支撑腿移动停止,此时提膝速度峰值在稳定支撑下表现出来,但是膝关节在击打阶段垂直方向、水平方向速度同时增大,容易发生膝关节旋转,有一定的损伤风险。表5 中,反击战术摆动腿膝关节旋转角度在数值上最大,进一步验证了上述观点。

表4 后横踢4 种战术动作的加速度、速度相关分析Table 4 Acceleration and velocity correlation analysis of four tactical movements of back roundhouse kick

2.3 后横踢动作加速度特点比较

刘卉指出,上肢末端要想获得最大击球速度,不仅需要加速的环节,还有赖于关节积极地减速和制动来实现有效地动量传递,在这一过程中,加速环节反映主动肌群的向心收缩能力,减速和制动的效果主要取决于拮抗肌群的离心收缩能力[12]。本文使用向心加速度反映主动肌向心收缩用力程度,离心加速度反映拮抗肌离心收缩用力程度。表4 所示,踝关节线速度峰值与其离心、向心加速度有一定正相关关系(P＜0.01),在一定程度上验证加速度参数能反映肌肉收缩用力情况。共激活是指在主动肌积极收缩过程中拮抗肌产生的活动,肌肉共同激活促使拮抗肌积极收缩提高环节控制能力,维持关节动态稳定性,而且还可能会影响交互抑制过程中原动肌的激活水平[13-14]。通过离心和向心加速度的比值反映出动作的拮抗肌和主动肌共激活水平。

图2 所示,提膝阶段膝关节向心加速度“进攻”最好、“迎击”其次、“近身”再次,“反击”最差。图4所示,击打阶段踝部动作离心加速方面,“进攻”最好,“迎击”其次,“近身”再次,“反击”最差。图6 所示,击打阶段踝关节离心加速度均高于向心加速度1 倍以上,击打阶段踝部动作主动肌、拮抗肌共激活程度高,拮抗肌成倍大于主动肌,有利于击打动作末端加速,反击战术踝关节肌肉激活程度较进攻战术要低(P＜0.05)。

4 种战术动作人体重心移动拮抗肌离心小于主动肌向心肌肉收缩用力。人体重心移动拮抗肌的作用主要是保持身体稳定,主动肌的作用主要是提高人体向前移动的惯性,重心移动与击打方向一致,利于转化为击打力量,反之则不利。图1、3 所示,进攻和反击战术动作重心移动的拮抗肌、主动肌发力较大,但进攻战术动作重心移动方向与击打方向一致,有利于转化为击打力量,反击战术动作重心方向与击打方向相反,不利于转化为击打力量。“迎击”和“近身”身体向前移动的惯性较小,但参与运动肌肉的拮抗肌发力也较小,尤其是迎击战术,有利于转化为击打力量,但转化有限。综上所述,后横踢4 种战术从肌肉收缩用力上来看,“进攻”最好,“迎击”其次,“近身”再次,“反击”最差。

2.4 后横踢动作关节角度特点比较

表5 所示,迎击、近身战术动作骨盆旋转角度比反击、进攻要小(P＜0.01)。原因首先是反击战术支撑脚发生后撤,引起人体重心向后撤,造成骨盆逆时针旋转角度较大;其次进攻战术动作重心在X、Y 轴的位移相比“迎击”“近身”要远(P＜0.01),Kim 指出击打距离远近的变化,主要通过骨盆的旋转等获得[7],由于后横踢击打距离增大,所以骨盆旋转角度增大。

表5 后横踢4 种战术动作的关节旋转角度特征(±s)(单位：度)Table 5 The angle rotation features of four tactical movements of back roundhouse kick(±s)

表5 后横踢4 种战术动作的关节旋转角度特征(±s)(单位：度)Table 5 The angle rotation features of four tactical movements of back roundhouse kick(±s)

迎击、近身战术动作髋关节、膝关节的过多旋转在一定程度上代偿了相对偏小的骨盆旋转角度。原因是迎击、近身战术动作摆动腿、支撑腿髋关节旋转角度比反击、进攻要大(P＜0.05),进攻、反击战术动作支撑腿膝关节外旋角度数值上小于“迎击”和“近身”,尤其是进攻战术(P＜0.01)。4 种战术动作踝关节旋转角度和摆动腿膝关节旋转角度无差异(P＞0.05),进攻、反击战术动作在骨盆旋转、支撑腿髋旋转、摆动腿髋旋转上与迎击、近身战术动作有差异(P＜0.05)。综上所述,“进攻”与“反击”动作结构类似,“迎击”与“近身”动作结构类似。

“进攻”和“反击”动作中,可能由于骨盆旋转角度大,支撑腿各关节代偿减小,自身扭转力矩随之变小,不能较好的储备支撑腿踝、膝、髋环节扭转产生的弹性势能,进而不能较好的配合整体制动所需要拮抗肌群发力;“迎击”和“近身”动作中,可能由于骨盆旋转角度小,支撑腿各关节代偿加大,自身扭转力矩随之增大,相对能较好的储备支撑腿踝、膝、髋环节的弹性势能,更好的配合整体制动需要的拮抗肌群发力,能加快“迎击”“近身”战术动作的动作速度。但也存在支撑腿和摆动腿膝关节损伤风险增大的可能性。

2.5 结合当前发展趋势对运动训练启示

(1)比赛规则导向。

世界跆拳道联盟为了竞技比赛向观赏性、对抗激烈性发展,每届奥运会之后都对比赛规则进行修改,近几年对运动员消极、拖延比赛的处罚力度进一步提高。自2017 年之后,规则取消了“警告”判罚,运动员出现消极、拖延比赛将会给对方运动员直接加上1 分;2018 年竞赛规则对双方对峙时间进行了限制,同时规则允许运动员在不妨碍对方进攻的前提下用手去推对方,有助于运动员(尤其是中小级别)拉开空间发动近身战术。竞赛规则是技战术发展的风向标,不难发现跆拳道竞赛规则在不断鼓励运动员运用主动进攻战术、近身战术。

(2)战术运用现状。

高水平跆拳道比赛中,运动员采取主动进攻的比例远远高于反击的比例[15-16],迎击战术主要针对对手在进攻的同时防守意识也会松懈,迎着对手发动进攻。进攻战术是积极主动的,运动员在比赛中主动进攻次数越多,就越有机会创造出得分机会,同时也给自己增加心理上的优势。而防守反击战术就相对被动,只有等对方进攻时才能做出相应的反应,缺少对比赛过程的掌控,且在电子护具比赛中得分不高[16]。综上分析,运动员应降低反击战术运用比例。

(3)击打速度训练。

后横踢技术的击打速度是影响运动成绩的重要因素。研究后横踢战术动作摆动腿一侧关节速度峰值发现,后横踢技术在整个踢击过程中,摆动腿一侧肩关节先达到速度峰值,然后依次是髋关节、膝关节、踝关节,可见通过人体关节肌肉力矩的相互作用,促使环节速度由近端至远端依次传递[8]。后横踢击打速度实际上由几个或者多个分速度合成而体现,要提高击打动作绝对速度,只能提高肢体各部位的摆动速度和人体重心的向前速度。因此,在后横踢专项化体能训练中,人体不同肌群及杠杆应以一种专门化模式(动力链)加以使用,相关肌群及杠杆应在下一肢体激活前创造最大化速度,并排除与运动员后横踢动作以及神经肌肉系统协调不相仿的肌群额外发力,提高运动员的放松能力。

人体各环节速度的传递需要主动肌的向心收缩来加速和拮抗肌的离心收缩来制动,类似“鞭打动作”。后横踢技术在击打阶段踝关节离心加速度高于向心加速度1 倍以上,击打阶段踝部周围肌肉共激活程度高,提高踝关节的稳定性的同时,踝关节周围离心力量相比向心力量更有助于末端加速,提高击打动量。提示,对离心力量训练及其相关训练仪器的研发要引起足够的重视。

(4)击打策略安排。

踝关节线速度由X 轴(前、后)、Y(左、右)、Z(上、下)3 个方向合成。研究后横踢击打阶段踝关节3 个方向速度峰值发现,踝关节X 轴方向首先出现速度峰值,然后Z 轴出现速度峰值,最后Y 轴出现速度峰值。比赛中运动员为提高有效击打速度效果,需要在Y 轴速度峰值时刻击打垂直于地面的护具,这要求运动员膝关节在接近伸直时刻击打护具,另外我方在竞技比赛中可拉近与对手之间的距离,使摆动腿无法充分发挥Y 轴(垂直于护具方向)的击打速度,达到削弱对方击打速度的效果。

脚背与电子护具的接触时间也会影响击打效果。由动量定理可知,当动量的变化值一定时,其冲量值也就一定。如果运动员缩短对方肢体与自己身体的接触时间,就可增大对方进攻动作的击打力,相反我方如果增大接触时间,就能增加缓冲,降低击打效果,这需要运动员具有很好的平衡感和身体控制能力[10]。

当前KP&P 电子护具和大道电子护具被世跆联公认,但这两种电子护具的计分原理有所不同。前者注重击打力值,后者注重击打面积和力值。后横踢腿法有时注重踝关节X 轴速度发展,腿法是“刺”出,有助于迅速突破防守达到击打目标,抢占击打面积,但其击打力度值在下降。建议依据不同的护具品牌,采取不同的击打策略。

(5)运动训练思路。

在竞技对抗中,动作完成时间越短,在一定程度上就能够突破对方的防守。后横踢启动阶段占总完成时间的50%左右,启动阶段分为先下肢肌肉拉长(离心)和后下肢肌肉缩短(向心)两部分,这两部分可能是影响运动员完成时间的重要因素,缩短其时间有助于大幅度降低技术动作完成时间。

后横踢4 种战术动作是通过人体关节旋转产生转动惯量,以近端——远端的模式,依次传递到摆动腿末端,但是人体不同部位旋转幅度各不相同。本研究提示,骨盆运动可能是引起后横踢技术发力的主要环节,建议后横踢技术在角度旋转训练中要围绕骨盆旋转、躯干旋转、髋关节旋转进行,尤其应注重骨盆旋转训练。

3 结论

跆拳道后横踢4 种战术,“进攻”与“反击”,“迎击”与“近身”动作结构类似;“进攻”“迎击”“近身”在整个过程中各环节动作肌肉收缩用力、动量传递、击打力量方面均优于“反击”,特别是“进攻”显著优于“反击”。在运动训练中,要以比赛规则为导向,了解战术运用现状,科学提高击打速度,提升击打效果策略,更新运动训练思路。