背越式跳高起跳阶段起跳腿的生物力学特征分析及心理因素对跳高成绩的影响
中图分类号：G823.1 文献标识码：A 文章编号：1672-8882（2014）08-0-03
1 引言
跳高是一项集助跑、起跳、过杆和落地四个阶段的田径项目。它第一次成为比赛项目是在1800年苏格兰运动会上，在历届的奥运赛事上，我国曾在跳高领域内出现一些优秀的运动员，其中女子有郑凤荣、吴浮山、叶佩素、金玲等，男子有朱建华等一批跳高名将。但当这些运动员退役后我国的跳高运动的发展出现了停滞不前的现象。在最近的十年之内甚至没有运动员有资格去参加奥运会。因此，为提高我国跳高运动员的实力水平，充分挖掘其潜力，使其能进入奥运会，是近几年来我国教练员、科研人员所关心的话题。
跳高技术的发展有过5次重要的技术改革，分别是跨越式、剪式、滚式、俯卧式和背越式。但究其根本，跳高无非是让运动员通过助跑并且起跳来翻越障碍，其中助跑是为跳高提供了水平上的速度以及将水平速度转为垂直方向上的动能，而起跳的过程是为了衔接这个过程重要枢纽。所以，我认为跳高的起跳环节是较为关键的一个环节。目前，国内对于跳高运动的研究主要是以下几个方面：（1）跳高过程中助跑、起跳等阶段的生物力学分析。（2）跳高过程中运动员心理问题的研究。（3）跳高运动员的训练方法包括身体素质和心理的训练方法。（4）跳高运动员的选材问题，等等。
而本次研究的主要目的是为了解决以下几个问题：（1）找出起跳过程中起跳腿的蹬力最大时膝关节角度。（2）我校跳高专项运动员的技术动作与国内优秀运动员的技术动作的比较。（3）不同心理暗示对起跳时最大蹬力的影响，从而分析心理因素对成绩的影响。
2 研究设计及实施
2.1 研究对象
内蒙古师范大学跳高专项运动员3人。
2.2 实验器材
6台SONY高解析度摄影仪、Qualisys光学动作分析捕捉系统和自带的QTM系统、压电晶体三维测力台40*60cm一台。
2.3 实验实施
在3名运动员起跳腿的髋关节、膝关节、踝关节的位置上贴上反光贴，再将设备进行定标，误差系数定为0.71。对每名运动员进行测试，在最高成绩时进行3次成功试跳，测取运动员起跳腿的最大蹬伸力量和髋、膝、踝关节在最大蹬伸力量时的关节角度，起跳腿离地瞬间的髋、膝、踝关节的角度和各关节最大缓冲角度。
心理因素影响的实验设计为，对运动员进行单盲处理，实际跳高高度为各运动员的最高成绩，但是告知运动员时的高度为最高成绩加上3cm和5cm的高度，然后让运动员进行3次试跳，观察最大蹬伸力量的变化。
2.4 数据处理
采用SPSS 18.0对采取的参数进行数理分析，心理因素方面做单因素方差分析，离地瞬间各关节角度与国内优秀运动员技术动作分析做单样本T检验，取P<0.05有显著差异。
3 实验结果
3.1 起跳过程中起跳腿的蹬力最大时膝关节的关节角度
3名运动员在最大蹬力时的膝关节角度如表1所示。
表1 起跳过程中起跳腿的蹬力最大时膝关节的关节角度
序号 膝关节角度（°） 最大蹬力（N）
1 153.1
157.1
160.2
156.8±3.6 6387.6
6298.7
6487.6
6391.3±94.5
2 152.6
149.6
152.7
151.6±1.8 6510.2
7000.1
6897.7
6802.6±258.4
3 148.2
139.2
136.7
141.3±6.0 5311.2
5734.3
5624.7
5556.7±219.6
整体均值 149.9±7.7 6250.2±577.3
3.2 起跳阶段离地瞬间髋、膝、踝关节的最大角度以及各关节的最大缓冲角度
各运动员在起跳离地瞬间起跳腿的髋、膝、踝关节的最大角度和各个关节的缓冲角度如表2所示。表3数据显示的是三名运动的离地瞬间，起跳腿蹬伸的角度与国内优秀运动员起跳瞬间起跳腿蹬伸角度[1]间的对比。其中髋关节和踝关节与国内优秀运动员的比较存在着显著性差异。
表2 离地瞬间髋、膝、踝关节的最大角度及各关节最大缓冲角度
序号 髋关节 膝关节 踝关节 缓冲角度（髋） 缓冲角度（膝） 缓冲角度（踝）
1 165.3 163.2 130.3 3.6 15 10.1
167.4 166.4 128.4 5 20.2 11.2 160.2 170.1 125.4 4.1 18.1 9.8
164.3±3.7 166.6±3.4 128.0±2.5 4.2±0.7 17.8±2.6 10.4±0.7
2 163.1 169.2 124.1 4.1 18 8.6
159.2 170.1 130.2 3.7 21.2 11.2
162.3 165.3 127.2 7.6 26.3 14.3
161.5±2.1 168.2±2.6 127.2±3.1 5.1±2.1 21.8±4.2 11.4±2.9
3 158.2 157.2 130.2 5.2 17.1 12.3
160.3 150.2 129.2 6.3 16.2 11.2
161.7 159.3 120.1 8.1 15.5 11.7
141.4±6.0 155.6±4.8 126.5±5.6 6.5±1.5 16.3±0.8 11.2±1.6
整体均值 162.0±3.0 163.4±6.8 127.2±3.5 5.3±1.7 18.6±3.5 11.2±1.6
表3 离地瞬间各关节角度与国内优秀运动员的关节角度比较
跳高专项学生 优秀运动员 P值
髋关节 162.0±3.0 167.0±5.0 0.001
膝关节 163.4±6.8 167.9±5.4 0.083
踝关节 127.2±3.5 140.7±4.6 0.000
3.3 不同心理暗示下对最大蹬力的影响
表4表示运动员在三次不同心理暗示的情况下进行试跳，所测取的最大蹬力间的比较。
表4 不同心理暗示下的最大蹬力
最高成绩（A） 最高成绩+3cm（B） 最高成绩+5cm（C）
最大蹬力 6250.23±577.27 6645.14±486.20 6724.69±478.07
注：其中（A）、（B）之间P值为0.063，（A）、（C）之间P值为0.117，（B）、（C）之间P值为0.746。
4 分析
4.1 起跳过程中起跳腿的蹬力最大时膝关节的关节角度结果分析
从表1的结果可以看出内蒙古师范大学跳高专项运动员在起跳过程当中在膝关节位于149.9±7.7°时，起跳腿对地面的蹬力最大。也就是说运动员在获得起跳高度上主要取决于此时膝关节的爆发力，那么在日常的训练当中，我们就可以加强运动员在这个膝关节角度的范围加强力量训练以增加起跳是的爆发力。
4.2 离地瞬间各关节的最大角度及缓冲角度与国内优秀运动员之间比较的结果分析
写者认为，跳高的高度取决于起跳腿缓冲的势能以及该能的使用效率，也有学者将缓冲势能称为“退让性工作”。其势能的大小主要是以该关节缓冲的幅度来体现，也就是从缓冲角度上反映出来。而其势能的利用效率主要是由起跳腿蹬地时间来反映，有研究报告表明，国内外运动员的起跳蹬地时间大约为0.13-0.17s之间，也就是说在起跳的蹬地时间上，国内外的优秀运动员没有显著性的差异。但对与蹬地的反应时间的长短学者持不同态度，而写者认为只要反应时间能尽量缩短，以保持能量最大的使用效率。德拉冈坦契奇认为“背越式最理想的体态是以幅度为主的跳高技术并将起跳时间缩短至0.16s”。
据表2、3的结果可知3名运动员在离地瞬间的髋、膝、踝关节的关节角度分别为162±3.0°、163. 4±6.8°、127.2±3.5°，最大缓冲角度分别5.3±1.7°，18.6±3.5°，11.2±1.6°。首先分析其离地瞬间的关节角度的差异。因为只有离地瞬间的关节角度越大，该弹性势能才能更好的发挥出来。从表3的结果来看，内蒙古师范大学跳高专项的运动员，在离地瞬间髋、膝、踝关节的最大角度与国内优秀运动员之间的差异主要是在髋关节和踝关节上。尤其是踝关节的差值比较明显。这也许与日常训练当中我注重膝关节的蹬伸训练，而忽视踝关节的训练有关。小腿三头肌是起跳过程中一个重要的原动肌，在起跳过程中它能提供大约26%的力量，而股四头肌供能比例大约为70%。所以从这个结果可以看出，我们在训练的同时有必要加强踝关节的训练。同时也可以看出，这3名专项运动员的起跳离地瞬间的技术动作还是有所欠缺，但是跟国内青少年的跳高时起跳腿的膝关节的角度很相近。理论上离地瞬间时的关节角度达到180°是最为理想，可是由于各种条件的限制，做到这点确实很困难，跳高历史上也就女子科斯迪诺娃可以做到这一点，同样她的成绩也是十分的优秀[5]。
从三个缓冲的角度来看，膝关节的缓冲角度是最大的，这也十分符合我们人体的结构，类似与弹簧被压缩，然后爆发出巨大的能量。膝关节是我们起跳瞬间储存能量的主要关节。
所以，我们在日常训练当中要注意以下两点：（1）起跳时的各个关节的角度要尽量充分的蹬伸，也就是注重标准的跳高技术动作。（2）尽量缩短起跳的蹬地时间，这样可以使能力的利用率达到最大化，因此要注意下肢爆发力的训练。
4.3 不同心理暗示下的最大蹬力间比较分析
跳高比赛中，其实各个运动员的最好成绩都相差无几，那么什么是决定每次比赛的关键。有学者认为，跳高运动员的心理是关键的原因之一。因为跳高的过程就是那么一瞬间，心理的状态不良对比赛的结果影响就及其重要。过于兴奋的心理状态，容易使动作僵硬，难以更好的完成起跳过竿的动作。消极的心理状态，容易使起跳的力量、助跑速度下降，同样也不容易产生好的成绩。
而本文主要针对运动员在每次调整高度后心理产生的一种目标激励的心理状态，研究这种状态对于跳高起跳时的蹬力的影响。在长期的研究中发现，目标是诱发动机的原因，目标的设置直接关系到动机的方向和强度，正确有效的目标可以集中能量、激发、引导人的活动，是行为的重要推动和指导力量。由表4可以看出，在每次“改变”高度后，运动员在起跳时的发力有所增加。在3cm的心理暗示下，运动似乎认为这个高度自己可以去完成，所以比自己本身的在最高成绩时所用的力量有增大的趋势，为了更好的完成这个高度。而5cm对于运动员来说或许难度增加的比较明显，在实验过程中，第一次的力量增加明显，后面的蹬力都有所下降。这与之前的研究结果也相符合。同时，这也说明在明确的目标面前，如果目标可以通过努力去完成，那么这种积极的状态可以时运动员的成绩有所提高，反之，则相反，在明知不可能完成的任务下，运动员的积极性就会降低。
5 结论
从本次针对内蒙古师范大学跳高专项运动员起跳技术动作中的研究发现：
1、起跳过程中蹬力最大时，膝关节的位置在149.9± 7.7°，那么我们在日常训练当中，就可以在这个角度时增加膝关节的屈伸力量。
2、跳高专项运动员在起跳离地瞬间的技术动作与国内优秀运动员之间的比较仍然存在着明显的差异，主要是髋关节与踝关节，如果改善这两个关节的离地瞬间角度，或许对跳高成绩能有所改善。
3、从不同的心理暗示的影响来看，适当的目标激励对与运动员的成绩的提高是有利的，所以在日常的训练当中，我们应该开始注意运动员的心理训练以及赛前心理的辅导。
希望本文能对我国跳高项目的发展能有所价值，也为我国能夺取奥运赛事资格创造机会以及后续对此类的研究提供文献资料，最后希望我国的运动健儿能取得更好的成绩。
