|
||||
|
||||||||
训练与科学 陈铭富 祁琴 陈英红编译 国家体委电子信息中心陈铭富 |
|
至１９９１年末，美国仅有三个奥林匹克体育训练中心，但这些中心是典型的训练 与科研结合体。有不少取得国际比赛金牌的运动员在这些中心训练过。我国不少专家近年 来主张建立训练与科研一体化基地，两者在技术结构上相当类似。本文简单介绍它们的基 本情况及现代科学技术如何在体育训练中发挥作用。 一、美国训练中心简况 在１９７６年蒙特利尔奥林匹克运动会上失利的美国业余体育界深感要提高竞技术水 平，必须采取新的措施。１９７８年通过的业余体育条例，促进了奥林匹克委员会的领导 作用。在奥林匹克委员会的全面支持下，１９８１年开始了以集结尖端科学技术、提高尖 运动员竞争技术能力为目标的计划。计划分两部分：一是在体育训练中心实施的“中心计 划”，并占主要位置；二是按比赛项目划分，在全美各大学、研究机构实施的“国家计划 ”。其思想是使“国家计划”的成果和“中心计划”集中。所应用的学科包括生物力学、 心理学、生理学、计算机科学、工程学等。“中心计划”的实施主要体现于建设训练中心 ，包括运动设施和各种科学设备。１９９２年，数百万美元投资于运动科学和装备开发， 从此科学和技术进入体育界，成为竞争者的无形伙伴，增加了美国运动员在国际比赛中获 胜的机会。 至１９９１年末投入使用的体育训练中心共有三个。它们是位于科罗拉多州的斯普林 斯训练中心，位于纽约州东北部、普拉西德湖以南的莱克－普拉西德训练中心和位于加利 福尼亚州的圣迭戈训练中心。 １．科罗拉多－斯普林斯训练中心。科罗拉多－斯普林斯训练中心。科罗拉多－斯普 林斯训练中心于１９７７年７月开放。它能同时为６００名运动员。教红员提供信宿、用 餐及娱乐设施。训练中心设施包括一个用于水上研究的现代化国际中心。这个中心起着游 泳槽作用，用来培训或测试优秀游泳运动员。１９８８年出类拔萃的运动员杰内特·伊文 斯在此中心训练过。科罗拉多－斯普林斯训练中心另一个高级的设施是奥林匹克射击中心 。它是西半球最大的一个，居世界第二位。射击中心有２９个５０米步枪、手枪射击点， ７２个１０米空气手枪和来福气枪射击点，１８个２５米手枪快射及女子手枪射击台。科 罗拉多－斯普林斯训练中心用于运动员训练的其它设施包括奥林匹克体育中心，其中有五 个体育馆和一个大型重体训练室，可满足１３个项奥林匹克与全美运动项目的训练要求。 此外，还有一条装有电子测试装置，带有草皮内场的４００米跑道。 ２．莱克－普拉西德训练中心。莱克－普拉西德训练中心于１９８２年１１月开放。 起初只为参加冬季奥林匹克运动会的运动员服务。它是１９３２年和１９８０年奥林匹克 冬季运动会的地点。运动员使用的很多设施曾是１９８０年冬季奥运会比赛场地，包括室 内冰上竞技场，一个附加曲棍球场，长雪撬、平底雪撬滑道，一个高坡滑雪道及登高机动 运送设备，一个滑雪跳跃综合设备和一个速滑场地。另外有几个体育馆、若干个游泳池、 一个４００个跑道和一个英式足球场。 ３．圣迭戈训练中心。位于加利福尼亚的圣迭戈训练中心是美国第一个全年气候暖和 、从零开始设计和建造起来的奥林匹克训练中心。它的总面积１０５英亩，１９９０年破 土动工，１９９１年底峻工。主要服务于那些通常使用室外训练设施的奥林匹克体育项目 ，包括射箭、田径、皮艇、赛艇、划船、自行车、曲棍球、英式足球、花样游泳和水球。 可接受大约４５０人训练。其它设施包括一个５万平方英尺的综合体育馆，能满足十几种 奥林匹克和全美运动项目的要求；４０个射箭道，每个有两个靶子；一条自行车标准跑道 等。 二、为运动员提供医学监护和科学指导 为了参加奥林匹克运动会、世界大学生运动会和全美运动会而接受训练的运动员，正 在不同的奥林匹克训练中心寻找同样的帮助。现在每年到奥林匹克训练中心的运动员多达 １．５万人。其中科罗拉多－斯普林斯训练中心是一个使运动员竞争技性能走向完善的服 务组织，担负着培养运动员产生成为优秀运动员的梦想。实现梦想的一个重要组成部分是 提供医学和运动科学服务，极力促进及保护有抱负运动员的健康和竞争技潜力，评价运动 员训练现状和作出比较深刻的分析。 美国奥林匹克委员会运动医学和科学部由运动医学、运动生物力学、运动心理学、运 动生理学和计算机科学、工程与技术等部门组成。主要职责是为运动员提供－斯普林斯训 练中心的科学家们如何在运动员们争夺金牌的训练工作中发挥他们的作用。 １．发挥运动医学的监护作用。所谓运动医学，主要是整形外科、心脏医学。当然牙 科、眼科、耳鼻科也不例外。运动员对着靶射击时，视力起着重要作用。平衡感觉与耳鼻 有关。牙齿也不可忽视，在举起重物时要咬紧牙齿，牙齿必须结实在吸收营养方面，牙齿 也起着重要作用。训练中心的医学专家为在训练中的优秀运动员提供全部的医疗、牙科、 视力保护、药物检测教育、营养等服务。对与营养有关的健康问题、训练饮食、预备饮食 以及专项运动的专门营养信息进行指导，帮助降低由于营养不足造成的竞争技失误的可能 性。 ２．充分运用运动科学。运动科学的目的是改善运动员的竞争技性能。通过训练项目 的多学科教育，生理学、心理和生物力学的结合，运动员和教练员精确地学习如何去追求 好成绩的目标。它也是一种保护性医疗的非临床形式，能帮助运动员摆脱由于过度训练、 拙劣技术引起的问题。 运动科学专家给在中心训练的运动员进行运动科学测试时，通常并不做一般的测试， 而是就竞争技极限来设计对运动员具有直接帮助的专项运动测试。对同一组运动员进行数 年训练的反复测试，以确定不同训练计划的有效性。 科学家的工作是仅仅提出劝告或仞，给运动员和教练员尽可能多的信息，以支持运动 员保持令人满意的竞争技，并不实际辅助运动员。他们从来没说过：“为了训练，你应该 做这、做那”，而是由运动员和教练来选择是否接受合理化的建议。运动科学有生物力学 、生理和心理学之分，但在解决实际问题时，各学科专家之间需紧密地配合。 （１）运动生理学。运动生理学专家专门从事运动员对训练强度的急性适应和长期适 应的测试及研究工作。不仅仅对长住的运动员，对为比赛做短期停留的运动员也进行专门 运动生理学测试。目的是：评估运动员的强弱；帮助训练计划系统化，有最佳适应能力； 监视具有竞争力非常时期，立即反馈信息给运动员和教练员。 （２）运动生物力学。生物力学专家从事运动技能测试和利用机能剖析研究肌肉运动 技巧，分析运动员的技术。运动技能分析有定性和定量两种，借助仪器辅助观看。将运动 员的技术动作录在录像带上或拍成电影，向运动员说明他们在干什么。运动员也可看到自 己技术运动的变化。当要求更具体时，运动可以用时间特征（发生了什么，什么时间，用 了多长时间）或运动特征（位移、速度、身体角度）来分析。例如，将运动图像连接至专 用计算机分析系统，完成定量分析。在定量分析中，地面反作用力是运动技巧的一个因素 ，必须进行力的测量，将单个或成组统计数字提供给教红或运动员，使运动员得知如何利 用这些力取得更有效的成绩。在运动员身上安装发光标志，由摄像机和计算机实时地确定 特定运动位置和速度。用计算机监视成排安装的光束，当运动员做水平运动时，在不同时 间挡信不同的光束，从而计算出运动员水平运动速度。收集肌肉或肌肉组的电活动，分析 某项运动中，各肌肉的相对重要性以及在肌肉中表现出来的张力。监视脚和鞋之间所选择 位置上的压力，分析有关的运动。训练中心对某些运动员在六个月至一年的时间里间隔地 进行一系列的测试。系列测试可以向运动员本人表明训练效果和使用的训练方法，以及训 练方法的改变是否有效。 （３）心理学。运动心理学是应用于运动员内外刺激的心理９科学专家们提供计算机 化心理学评估、生物反馈和松弛设备。 （４）计算机工程和技术。计算机工程和技术专家的任务是支持其它运动学科（生理 学、生物力学、心理学）充分发挥作用。他们的职责是监视最新的技术发展并把新的技术 放进有关的运动研究中，以开发精益求精的运动测试设备及辅助训练设备。如血乳酸图、 视频数字化仪，心理学测试仪、动力生成设备等。开发运动员数据库系统也是其中一个任 务。 三、高技术训练工具 运动员正在使用能定时给出反馈信息、装有计算机设备的先进机电辅助训练系统来提 高竞争技能力。科学家定量地测量及分析，将数据立即把馈给教练员及运动员，并提出自 己的改进意见。由于能及时反馈，使教练员和运动员对科学产生兴趣。下面简单地介绍其 中几种。 １．力反应系统。跳远踏足安装受力系统，查对每次起踏时能量消髦情况。十项全能 选手利用这一系统，平均记录提高３０ＣＭ。４００米田径道上埋有压力板，选手在上面 跑过，数据直接进入计算机分析，结果显示在显示器上。 ２．激光命中靶心。在步枪或手枪上安装激光器，跟踪枪支的瞄准器，其大小像拇指 ，向靶子上身出不可见的红外光束，使用一种专门的摄像机来记录。教练员在枪响之前通 过监视器观察射击者的目标，或用录像在事后观看分析。 ３．室内训练。智能化测功仪已经是室内训练的普遍工具，基中最典型的有两种：（ １）划船测功仪。智能化划船功仪可以有选择地显示出功率、速度、桨频、时间、距离以 及热能损耗。在美国，几乎每一划船项目都使用这种役备进行冬季训练或预备队挑选 。 当连上监视记录器时，屏幕上可以同时显示出几条船。这一特色使该项目已经在美国用于 室内比赛和训练。（２）自行车训练器。计算机控制的训练器模拟风的阴力、小山及惯性 ，以室 外骑车相同的方式锻练肌肉。训练器允许运动员使用自己的自行车，将速度、时 间、节奏、心率、力输出量及热量损耗等信息迅速反馈给运动员。它的显著特点是模拟比 赛，运动员大量事先计划或个人设计的路线进行选择，自行车及路线图在屏幕上显示出来 ，踩踏板的阴力自动地随着速度、加速度或上坡、下坡而上升或下降。 ４．游泳踏车。训练中心增添了一个游泳流水槽。它能产生一种水流，水流的速度在 每秒０米至２．５米之间变化。有一个可改变从海平面到海拔７０００英尺高空作用的压 力室。设在槽底的泵使槽中水徨，允许运动员在合适的位置游泳。水温及压力均可精确地 控制。槽的一旁有一窗口，用来观看和摄像。流水槽用来测量氧气消耗，学会一种能有效 提高技术巧的步调，还能用于训练划船运动员，提高他们的划船运动员，提高他们的划船 技能。 ５．运动雷达。目前一系列脉搏监听器已普遍使用。听监听器具有记忆功能，可连接 到便携式计算机。能预编程序，脉搏到达项定区域时，发出哮哮叫声，将胸腔上传感器的 心率发射到手腕上手表大小的监听器。这种设备可做步测训练工具和研究心率对竞争技性 能的影响。另一种先进设备是利用超声多普勒效应测速，结合耳机，通过语音合成方式， 训练运动员适应时间、收率、距离和速度上新的要求。适用于赛跑 、自行车赛、滑雪、 滑冰及其它速度占关键地位的运动项目。 四、运动科学探索 训练中心技术专家的工作重点是为运动员提供实施训练的建议。是什么可使运动员的 向更高、更远、更快发展？哪种生物力学的变化与不同水平的项目联系在一起？这些也是 技术专家研究的课题。在３８种奥林匹克运动项目中，有５０～５５个人项目在技术要求 上变化很，研究内容必须是项目特定用途的内容。比如跳水是一种比较独特的活动，平台 跳水的生物力学不同于跑板跳水。下面介绍几个利用先进设备、手段、方法进行研究的例 子。 １．运动模型研究。生物力学的一个研究目标就晨优秀运动员身上收集数据。用这些 数据创造适合某项目最理想运动技能的三维计算机棍图模型。就某项运动来说，从足够多 运动员那里收集数据产生这样的模型需花费几的时间。目前，已创造出能应用于跳远和标 枪两项目的普通计算机模型。这种模型能用来预测运动员的竞争技能力。 ２．运动模型研究将录像的一帧图像转换成数字计算机图像，然后用为卫星图像开发 的技术进行增强，逐帧标出运动员关节点的坐标，形成一帧帧数字化序列，由计算机进行 生物力学参数分析。利用第二个摄像机，产生三维计算机图像序列并进行三维分析。例如 ，把优秀竞走运动员马克·凡特恩的步法拍摄下来，经数字图像分析，表明他有一咱前导 脚太远于身体的倾向，身体后移，脚接触地面时减速。通过缩短他的步伐，并做出其它的 调整，凡特恩在２０公里竞争走中提高大约５％的成绩。 ３．跳远。作为个人及十项全能之一的跳远项目，生物力学专家对跳远运动员进行了 研究。十项全能运动员由于多种训练的特点，必须是多面手。一般来说，专攻跳远的优秀 运动员比十项全能运动员跳得好。但经研究发现，十项全能运动员比优秀跳远运动员具有 意义的较慢速度、较低的起跳重心和前投角度。 ４．女子手球。心理学专家设计了一个爆发性强度训练方案来提高女子手球队员的跳 跃能力。跳跃在此项运动中是一种必备的技能，它涉及到将一个小球抛进目标网的同时， 要阴止另一队得分。一份未发表的研究成果表明，在十周的训练中，队员们平均能够提高 垂弹跳能力２英寸。 ５．拳击。拳击运动员和教练认为，强力训练会降低速度，影响有力拳击。专家们通 过设计测试拳击速度、忍耐力和拳击力的设备来检验这种理论。在进行几周强力训练之后 ，测试设备收集到的数据表明，拳击运动员比开始强力训练之前，拳击得更猛更快。 ６．柔道。一位运动生理学家研究了优秀男女柔道运动员８个生理和心理变量，观察 运动员出现过度训练的方式。骨肉作用的数据表明，剧烈训练对肌肉有相反作用。所以， 提出了柔道运动员在临近比赛前不要增强训练的建议。 五、积极引入高技术，依靠民间捐赠经营 美国体育训练中心没有从政府方面收到辅助资金，全靠民间捐赠经营。由于税制上的 规定，捐赠者可在税制上得到优惠，因此容易得到捐赠。可以说是“捐赠社会”支撑着体 育活动。不仅如此，美国大型运动会的收入也是奥林匹克委员会的基金。因此，美奥委会 的财政基础稳定，能够建立和经营巨大的体育设施。 捐赠资金来源主要靠大企业的赞助，对捐赠行为的答谢是将企业作为“奥林匹克赞助 商”来宣传。企业的赞助保证了选手的生活，创造了尽比全力比赛的环境，带来了体育的 振兴。相对于前苏联、东欧等由国家培养先手的形式，美国可说是以企业承包来进行对抗 。 著名选手能得奖学金，可以专心致力于体育。受欢迎的篮球、田径等项目的明星运动 员享受可观的奖学金，错此与他国选手在奥运会赛场上的对抗。这种制度给美国带来了许 多光荣的奖牌，但也带来了选拔有希望选手的竞争的激化，同时也引起了得不到奖学金的 一般学生的反感和反对。 （计算机世界报 1994年 第10期） |
周报全文频道联系方式：010-68130909 |
||||||
| 【关于我们】 【广告服务】 【周报发行】 【投稿指南】 【投稿声明】 【联系方式】 【法律声明】 【媒体手册】 【编读往来】 |
||||||
| Copyright© ccw.com.cn,All rights reserved | ||||||
| 中国计算机世界出版服务公司版权所有 | ||||||