動作與能量代謝 —— 人體運動的本質(上)

Note:本文引自我們的公號「LOCOMO耐力運動研究院」:動作與能量代謝 -- 人體運動的本質(上)| 學術派


競技體育是人類挑戰自身極限的一個過程,在這一過程中,不同學科分別從各自的角度出發,對人體運動不斷進行探索,試圖解析人體運動的奧秘所在。作為一門實用性學科,運動訓練學則致力於整合各個學科的研究成果,用以指導體育訓練。

在過去的半個世紀內,尤其是近20年以來,各個學科都飛速進展,並推動人類在各運動項目上達到一個又一個的新高度。現在「學術派」就來帶大家簡單回顧運動訓練學的發展,了解科學發展對運動訓練的巨大推進作用,最終進一步揭示人體運動的本質。

本期內容源自上海體育學院黎涌明老師發表於《體育科學》2014年第2期的論文——《人體運動的本質》。限於篇幅,小編將分兩期為大家解讀此文。上篇主要帶大家回顧近些年科學進步對運動成績的推動,其具體表現為生理學對體能類項目的推動,以及生物力學對技能類項目的推動


項群訓練理論——體能主導與技能主導

運動訓練學在中國的建立歸功於20世紀70年代的一批留蘇、留德學者,在理論方面以翻譯外國著作為主。「項群訓練理論」是我國原創運動訓練學的代表,即將體育項目劃分為體能主導類技能主導類。這種訓練理論在特定時期對中國競技體育發展起到了積極的作用,但隨著競技體育的發展,這種破壞了體能和技能一致性的劃分方法,導致了體能類項目忽視技能,技能類項目忽視體能的傾向。

由下圖可見,我國兩類運動的獎牌數雖然都有所上升,但體能類項目無論數量還是增長速度,都遠遠落後於技能類項目。

2000年悉尼奧運會後,以重點發展田徑、游泳、自行車和水上項目的「119工程」被提出,這4個大項所涉及的奧運會項目數占奧運會總項目數的 40.7%之多,而我國在這幾個項目中的金牌數卻寥寥無幾。北京奧運會水上項目的3枚金牌和倫敦奧運會游泳項目的5枚金牌被認為是「119工程」自提出後的少數亮點之一。

2012年倫敦奧運會 孫楊改寫中國男子游泳項目無金牌的歷史

總之,我國體能主導類項目的普遍低迷以及技能主導類項目優於少數幾個項目的現象與目前國外競技體育的現狀和趨勢形成明顯反差。

更快 更高 更強——人體極限與運動科學

在整個世界範圍內,過去一百多年,眾多體育項目不斷演繹著人類追求更高、更快、更強的歷程:

藉由生理學和生物力學兩方面的發展,100m 跑比賽成績提高了25%之 多,而提高幅度最大的要屬自行車(218%),並且,對器材依賴越大的項目從生物力學方面的發展中獲利越多,如賽 艇和自行車高達57%和46%之多,而對器材依賴越小的項目從生理學方面的發展中獲利越多,如100m跑高達84%之多 。

縱觀20世紀各體能類項目運動員的形態特徵可以發現,運動員在身高和體重方面都呈上升趨勢。運動員身高、體重的增加意味著肌肉量的增加,而由此對運動能力帶來的最直接影響是身體能量供應的增加。

但是,近十幾年來,各體能類項目的運動員形態學特徵已進入一個穩定水平,運動員身高、體重未出現無限制的增加,這意味著運動員身體能量供應量逼近人類的極限。而人類追求更高、更快、更強的過程是由能量供應和能量利用兩方面決定的。

因此,眾多體能類項目近十幾年來加大了對能量利用的重視,即從生物力學方面追求器材的優化和技術的完善

體能與技能——從相互制約到相互促進

對於一名體能類項目運動員而言,進入成年後體重將維持在一個相對穩定的水平,其能量供應量同樣也受到限制,其運動能力的保持或提高需要在保持能量供應能力的基礎上進一步完善技術,提高能量利用的效率

科研人員對一名女子馬拉松世界紀錄保持者進行了長達6年的跟蹤研究,發現其最大耗氧量在6年內未發生明顯變化,而2mM(2毫摩每升血乳酸濃度)對應的跑速提高了25%,跑步經濟性提高了15% 。

這名運動員最大耗氧量未發生明顯變化是因為其體重或肌肉量在進入成年後維持在一定水平,2mM對應的跑速提高主要是因為其肌肉的結構(如線粒體)得到改善,跑步經濟性的提高主要來自其技術的完善

2017年4月23日 肯亞長跑名將凱塔尼以2小時17分1秒打破保持了12年的女子馬拉松世界紀錄

近兩屆奧運周期國內興起了「核心力量訓練」「功能性訓練」的熱潮,儘管國內對此認識有失全面和理性,但卻是受美國體能訓練界的影響,體能訓練中增加對動作有效性和功能化的重視也是體能類項目重視技術的一個表現。

與此同時,在過去一個世紀內,技能類項目也越來越重視體能

作為一個技能主導型項目,花樣滑冰一直被認為是一個無氧供能為主的運動項目(有氧供能百分比為約20%)。但是,德國萊比錫大學體育科學學院的研究人員的研究結果表明,持續時間在4min左右的花樣滑冰有氧供能百分比卻高達74.1%之多。以往對花樣滑冰這一運動項目的認識低估了有氧供能的重要性, 這可能也是一些技能主導類項目在後程出現技術難度和技術穩定性下降的原因之一。

同樣,在技能主導類項目的足球運動中,世界頂級球隊在過去30年內一直在致力於提高運動員的體能。足球運動員在比賽中的跑動距離多達10000~12000m,但是,這其中80%以上屬於走動和中低速度跑動,這種強度的運動是以有氧供能為主的。還有研究表明,有氧能力的改善增加了足球運動員比賽跑動距離、跑動強度、衝刺數量和帶球時間。


開元觀點

綜合以上分析似乎可以發現,體能主導類項目並不是 體能主導,而技能主導類項目並不只有技術。

造成這種困惑的原因,可能在於對運動項目體能主導和技能主導的主觀劃分破壞了人體運動的一體性,造成體能主導類項目忽視技術,技能主導類項目忽視體能。

為了消除這一困惑, 需要跳出對運動項目體能主導和技能主導主觀劃分的框架,從人體運動的本質出發來重新認識人體運動,並在此基礎上來分析和解決運動訓練過程中出現的問題。

下期「學術派」欄目將承接本次內容,為大家介紹人體運動的本質,並將其用於解決運動訓練中存在的問題。


論文作者:黎涌明

德國萊比錫大學體育科學專業博士

上海體育學院副教授,博士研究生導師

研究方向為人體運動的動作和能量代謝特徵、訓練監控與評價,體能訓練。


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