运动技能提升指南 基于运动表现提升的动作练习与方案设计
任满迎 赵晓锋 译
人民邮电出版社
北京
图书在版编目(CIP)数据
运动技能提升指南:基于运动表现提升的动作练习与方案设计/(英)克莱夫·布鲁尔(Clive Brewer)著;任满迎,赵晓锋译.--北京:人民邮电出版社,2020.5
ISBN 978-7-115-52621-2
Ⅰ.①运… Ⅱ.①克…②任…③赵… Ⅲ.①运动训练 Ⅳ.①G808.1
中国版本图书馆CIP数据核字(2019)第254174号
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◆著 [英]克莱夫·布鲁尔(Clive Brewer)
译 任满迎 赵晓锋
责任编辑 林振英
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◆人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
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本书用一种化繁为简式的论述方式娓娓道来,在不同学科之间架起沟通的桥梁,致力于为提升运动表现的运动员及提高执教水平的教练提供综合性的指导。本书不仅讲解了关于身体发挥出最优效能的方法、各年龄段运动机制的变化、动作的力学功能、姿势的重要性及其评估方法,还提供了关于设计渐进式训练课程的建议与案例,同时针对速度、力量、爆发力等身体素质的提升提供了训练方法。不论你是运动员、体育老师还是专业教练,都将会通过阅读本书有所获益。
在我40多年的教练生涯中,我一直致力于提高对运动表现各方面的理解,不断地参与其中并亲身体验。由于我懂得如何在多项运动中帮助运动员达到其运动潜能的极限,因而我得以助力运动员达到其运动水平的新高度。出于这一目的,基于教育追求和实践活动,我开发了一套理念。我用该理念鼓励教练和运动员们去努力拼搏,更加深入地理解和掌握运动发展的方方面面。
在这一理念的指导下,我没有止步于指导运动员,我还对教练、团队、国际联合会、奥委会,就多项体育项目提出了相关意见。我早年曾在母校麦迪逊分校担任高中教练,当时,我利用自己的专业知识与教练身份,指导冰球队员及女子田径运动员,这两支运动队在州比赛中都曾成功夺冠。我始终尽我所能地去了解与运动表现相关的一切知识,这已经成为我的工作方法。我在威斯康星大学、田纳西大学和路易斯安那州立大学都一直秉持这种做法。我在路易斯安那州立大学工作时,作为女子田径队主教练,曾参与了一项培养140名全美女子选手的项目,并有幸带领一群出色的教练和运动员,参加了五届美国大学生体育协会(NCAA)组织的团体冠军赛。我所秉持的理念曾帮助道恩·索维尔(100米跑10.78秒,200米跑22.03秒)和希拉·埃科尔斯(100米跑10.83秒,跳远6.94米)这样级别的选手摘金夺银,登上领奖台。
那段时期,不时会有其他教练批评我对运动员使用一些太过学术性的词语。有一天,我碰上了其中一位批评者。当时我正叫住一名运动员,叫她阐述生物力学中的一个表现概念。令那位正困惑不已的教练吃惊的是,运动员给出了一个正确、有说服力且言简意赅的答案。作为教练,我最自豪的成就之一,是看到许多我执教过的运动员当上职业或业余教练,并在执教过程中使用他们曾学到过的理念。
1989年,我离开象牙塔,从而“转正”,专门从事培养职业运动员相关的工作。我培养出来的,在田径史上留名的高水平运动员包括曾在1991年国际田联世锦赛上获得100米和200米双料亚军的格温·托伦斯。近一段时期,我培养的运动员在短跑、跨栏及跳远三个项目上都收获颇丰。多诺万·贝利、德怀特·菲利普斯、安杰洛·泰勒、拉肖恩·梅里特,以及蒂安娜·巴尔托莱塔都达到了高水平运动员的水准,但他们仍在如饥似渴地学习。德怀特·菲利普斯已经加入了我们在IMG学院的教练团队,这让我感到非常自豪。
集体类项目的运动员同样会让你从克莱夫·布鲁尔最新出版物中获得的知识和付诸的实践中受益匪浅。1989年,我加盟亚特兰大猎鹰队,担任他们的速度与运动表现顾问。直到很久之后,其他球队才配备了类似的顾问职位。那一年,猎鹰队闯进了超级碗(Super Bowl),部分原因是他们在首发赛事中缺席的比赛数量最少,而且在第四节比赛中差距最大。队员们的身体素质更出色、更健康。此外,我还担任过芝加哥公牛队、底特律雄狮队、杰克逊维尔美洲虎队的顾问,也为赫谢尔·沃克、多尔西·利文斯、马可·科尔曼和“大宝宝”格伦·戴维斯等球员充当过顾问。我服务过的球员很多,这儿我只提到了少部分。
《运动技能提升指南:基于运动表现提升的动作练习与方案设计》一书的作者克莱夫·布鲁尔,是一位在全球范围内都被认可的高水平运动表现和运动训练学家。他为读者在该领域呈现了一份综合知识指南。我认为教练应该有一个大样本量的数据库,以便在发生各种可能的情况后,及时提取可供参考的数据。教练应该熟悉关于提高(运动)表现领域的全部知识,同时主动寻找新的且富有创造性的方法。本书正好提供了这类应用性知识——这些素材能吸引、指导、启发读者,让他们按照先后次序来发展运动员的动作技能从而取得成功。
我一直坚信,任何竞技发展教练的首要角色就是成为一名动作教练。运动员必须使自身关节在合适的时机处在合适的位置,这样肌肉才可以以最佳方式发挥作用。不恰当的动作发力方式,不仅会导致无效动作的出现,而且还容易使运动员受伤。因为在这种情况下,肌肉、韧带、关节都会受到多次重复的巨大冲击,而人体的构造并不是被设计用来承受这种负荷的。毕竟,有什么运动不需要运动员动作合理呢?因此,合理的动作技术不仅为体能工作奠定了基础,还为体育教育项目和专项执教奠定了基础。因此,动作技术在可靠的运动表现发展方案中处于核心地位。
在整个运动发展领域(涉及发展过程的各个方面)对运动表现的知识和经验的追求过程中,我与怀有共同目标的同事并肩同行。我们已经分享了我们的经验和专业知识来帮助大家集体理解“是什么”和“怎样做”背后的原因。在我的职业生涯中,我一直尝试着对同样渴望学习的教练和科学家做同样的事情,这样他们就可以帮助其他人获得比他们自己作为独立学习者想到的更多的知识。本书恰恰就提供了这样的学习机会。
十多年来,克莱夫·布鲁尔和我既是同事也是朋友。我们初次见面是在爱尔兰的都柏林,当时我正在那里参加欧洲体育运动教练协会研讨会(European Athletics Coaches Association Symposium)。那次见面让人难忘,我很快就发现克莱夫对发展力量与爆发力具有强烈的兴趣和深刻的理解,尤其是与速度和动作相关的最复杂的领域。克莱夫的方式结合了理论基础与实践经验。我认为这种方法在表述与证实那些基于理论依据和现场实践证明的观点是非常重要的。在运动表现这一主题的各个领域,克莱夫发表过数量可观的文章,以及期刊论文,其所述题材既多且广。他的著作为整个学科的知识体系做出了卓越贡献。我经常邀请克莱夫来帮助我评议新观点,请他为我的著作出谋划策。不久前我们还在英国伯明翰再度合作,做了一场与速度相关的力量与爆发力的讲座,主要介绍职业运动员从初级水平提升到国际顶尖水准的过程。去年,克莱夫还和我一起在佛罗里达共事,为我执教的国家径赛运动队提供体能训练,当时这支队伍正在备战里约奥运会。
本书使克莱夫的工作提升到了一个新的高度。在第1章中,他与读者分享身体发挥出最优效能的方法,探究身体素质的重要性,同时还提供了精细调整的动作术语。这本书详细地展示了不同的运动是如何具有共性的,并且可以通过使用运动技能来吸取证据和专门知识,从而解决各种各样的挑战。本书探究了神经运动系统的运作方式,而更为重要的是,作者在第2章和第3章中分别深入分析了随着年龄的增长,各个年龄段运动机制的变化情况。
第4章着力探讨运动员动作技能的力学功能,以及有效发力后的运动效果。读者理解这些概念将有所裨益,可以用于指导运动员通过进阶熟练掌握动作。
第5章对姿势的重要性及其对运动效率的影响进行了深入的探讨,并从静态和动态两个方面对如何进行体位分析进行了全面的探讨。第6章强调了在动作技能发展的过程中,尤其是在寻求正确的、可见的进阶性挑战下,评估和监测动作技能的发展。
经过前面内容的学习,读者已经掌握了基础知识。在第7章中,读者将学会如何构建一个实用且渐进的训练方案。该方案与运动员所处的阶段、个性特征相适应,而不是依据年龄来设计方案。本章内容还包括:发展速度与灵敏的基本知识,以及有效的起跳和落地动作。第8章到第10章的内容为如何把功能性力量完美地融入一个方案中提供了解决方法。读者将受益于一系列的练习和技术指导,使他们能够进入更高级的训练和练习,从而建立起功能性动作技能的优势。
如果没有读者可以参考和学习的各种体育学科的真实范例,那么任何书都不是完整的。本书的第11章就为读者呈现了几个案例,读者可以通过一个全面的、量身定制的动作训练计划,洞察解决挑战所需内容的过程。回顾本书所阐述的基本原则,以帮助读者理解并优化其服务。
与克莱夫共事,让我得以在执教期间亲身体会本书所提倡的内容与理念是如何发挥作用的。这些内容与我个人持有的概念、观点与实践体会相一致,因此我建议克莱夫分享他的专业经验。这样,我们就可以作为一个团队共同进步,以支持我们合作的运动员和客户。
阅读本书,你会进一步深入理解如何帮助运动员与客户,在他们努力拼搏的任何运动项目中最大限度地激发他们的潜能。
罗兰·西格雷夫
佛罗里达州布拉登顿市
IMG学院
速度与运动系主任兼田径与越野系主任
在职业棒球大联盟比赛中,如果讨论到我在多伦多蓝鸟队中所起的作用,经常有人会问我何时开始不把自己视为教练,而视为科学家的。答案是,我从未有过这个想法。执教就是与人打交道,解决训练中的难题,让运动员发挥最好的状态。因此,我首先是一名教练,一名践行科学原理的教练。
大多数与运动员打交道的人都是这么做的,因为他们的根本初衷都是让运动员更优秀。正是源于自己的兴趣与热忱,我想写书来帮助其他人。因此,本书讲述了在执教不同年龄段和水平的运动员时,如何向他们传授核心动作技能背后的原理与机制。你会发现,这本书有助于发现正处于动作发展期不同阶段的运动员,他(她)还需要做什么才能够更优秀。我已经把有关动作技能发展的“是什么”“如何做”,以及最为重要的“为什么”的答案都融合在了一起。
本书可用于训练方案设计的任何阶段。前5章就身体如何运作及如何提高给出了切合实际的诠释。第6章和第7章是在观察的基础上,将前面介绍的知识应用到进阶性的训练方案中。第8章到第10章讲述发展多方向的速度与爆发力潜能时的技术指导,该指导适用于不同项目的运动员。第11章以一系列综合案例作为本书的结尾。
如果你是一名教练,既想有行之有效的方法,又想明白这些方法背后的重要原因;又或者你是一名运动防护师,知道人体的工作方式,但还在寻找能够提升和挑战客户的方法。那么,这本书会适合你。同样,如果你是一个学生,正在寻找如何才能与科学运动接触并以一种有意义的方式把它带入生活的例子,那么这本书会是一个宝贵的资源。本书用一种分享式的语言娓娓道来,将在不同的专业知识间架起沟通的桥梁。
科学是基于成立和重构的原理和知识来解释、预测或影响某些现象的。在我的职业生涯中,这些现象就是动作。动作是每一种成功的运动表现背后的共同主题,也是竞技运动所需要的运动素质的基础,因为运动员通过动作来处理运动中的难题。我们可以识别各式各样的动作,按理来说,我们应该对它们全部加以研究。但当我在苏格兰担任运动员国家培养计划的负责人时,我所接触到的几乎所有运动都对跑(加速、减速、变向)、跳、快速发力等方面有基本要求。这种理解已经成为我与足球、美式橄榄球、英式橄榄球、田径、网球和棒球的国际运动员合作的基础。我的工作不局限于精英级别的运动员,我还为许多机构设计了训练方案,比如佛罗里达州的IMG学院和英国的儿童体育专项组织,我为他们设计了动作术语和身体素质培养方案。
当许多人共同努力来激发运动员的潜能,以更好地服务运动员时,他们需要遵循共同的语言体系与原则。每天我都遵循同一指导思想,即任何训练计划都需要把运动员置于中心地位。不管是服务团队(科学家、体能教练、运动防护师),还是教练,都必须做到不将自身的知识体系凌驾于运动员的需求之上。
每个参与运动员潜能开发工作的人都应该了解身体运作的基本原理,都应该知晓人体的工作、反应和学习方式(训练总是等同于学习),并把原理应用于已经设计好的实践活动中。本书将赋予你力量,让你能够对目前的竞技发展技术与方法做出评估,同时考虑如何才能进一步因材施教,从而规划和实施你的训练方案。
人体是彼此不同又相互联系的复杂集合体,训练时必须要考虑运动控制系统的运作方式。这一基本原理是本书前面几章的纲领性内容。我确定了人体在运动中如何运作、儿童如何成长为成人,以及运动员如何控制三个维度(前后、左右、上下)上的力量的基本原则。我们需要具备交流这些知识的能力。科学家们因只用同行才懂的方式著书立说而饱受诟病,因此许多人仍然理解不了科学。我的目标是让大家(教练、学生、父母、老师、医生)都参与进来,在不降低科学含量、不以任何方式误解科学的前提下,让他们都能理解本书的内容。当我们知道做事的原因时,我们就能够确定如何更好地提升运动员所需的反应。同理,倘若我们清楚一个运动员经历过的(或将要经历的)发展过程,我们心中才会更加有数,知道如何才能优化运动员的发展过程。
我把书本上的概念融入实际生活中,广泛运用各项运动中的真实案例来阐述这些概念。这种方法也是教练执教时采用的重要手段。懂得动机是运动员重要素质的教练,同时也会明白优化力量与爆发力从而引发身体适应性改变的需求。理解了这些原理之后,教练便能客观地评估训练方法能否提升所要求的各项素质。如果答案为否,那么运动员凭什么要使用呢?最终,我们试图在训练中达到的目标将决定我们应该采用的方法。因而,本书指导教练们考虑以下几点问题:(训练)需求有哪些?如何设立目标?如何独立地实现目标?
在任何运动中,高质量的动作训练能帮助运动员形成正确的动作姿势与身体姿态,从而让力量得以有效传递,并通过一种动作或专项技能,让力量得到爆发性的释放。我刚入行时,就了解到了运用其他知识体系来开展工作的重要性。我和医学专业的学生一起学习解剖学,除此之外,我每天还和物理治疗师一起研究受伤原因和康复的方法与过程。这让我认识到,运动技术就是在适当的时机使关节位于恰当的位置,这样肌肉才能发挥出最大功效。这一认识改变了我的执教风格,我把我的关注点从结果(这个运动员跑得有多快)转移到过程(这个运动员是怎样跑动的,我如何才能让他跑得更有效率)上来。一旦我们对这种训练方法树立起信心,并加以适量的努力,运动员就会取得更大的进步。第5章和第6章详细阐述了这方面的内容,这两章探讨的是(动作)姿势的重要性,同时也阐述了如何评估姿势以便确定需要训练来改善的部位。
我们拥有共同的目标。全面有效的动作干预是以逐渐将一般运动能力发展到专项运动素质为基础的。基本上,伤病康复也恰好是一个同样的过程。通过架起不同专业知识基础间的桥梁,我们提升了运动员的水平,而这一理论将贯穿全书。当运动员的需求位于训练过程的中心地位时,我们就不必去确认由谁提出解决方案,因为这时我们有了一个更加全面的运动发展观。无论你是教练、科研人员、运动防护师、运动员或是父母,这本书都提供了一个合理的应用性学习机会和运动情景分析,对此我颇具信心。
我的目标是培养出一种理解能力,即能明白应该去做某些事情的原因,并用案例来证明,怎样通过实施这些活动来实现目标。有个聪明人曾说过:“练习是实践,动作是感知。”每一次锻炼、训练和活动都是有目的的。识别运动员的目的并给他树立一个目标,目标将指引运动员的行动,促使其为实现目标去关注值得关注的事物。感知能力在动作中起至关重要的作用。本书的一条主线就是强调中枢神经系统在控制产生动作行为的骨骼肌肉系统时,所发挥的重要作用。明白这一点的运动员将能够更好地提高动作质量。
第7章主要讲解构建发展竞技能力的概念。本章着眼于在发展运动员的动作技能和培养竞技能力方面建构学习进展。习得的技术成为构成整体运动策略的部分技能,作为一个多样且独立的动作体系的组成部分,运动员可以在任何运动项目中施展该技术。本章就教练培养计划给出了建议,比如在做示范时需要考虑哪些问题,怎样利用问题来培养初学者的理解能力。本章中的另一个关键概念是差异性,也就是说,如何将一项技能展现给一群运动员,同时还让每个运动员都能从中提升自信与能力。这个问题在任何情况下都是良好体育教育的核心。
第8章到第10章主要讲述在应用所学动作技能时,动力系统是如何运作的,以及力量是如何传递的。读者将会在科学与执教之间构建的联系中大受启发。
第8章将之前几章中提到的科学原理应用于速度方面,这是竞技运动的核心部分。就加速、减速及变向而言,所谓的有效技术看起来是什么样的呢?培养这些技术的核心训练又是什么?更为重要的是,在运动员已经达到一定的能力后,明白这些原则背后原理的教练们,是如何进一步提升运动员能力的呢?这种方法能提高教练构思与改进训练计划的能力。
我发现,许多人用富有想象力的训练和练习来发展跳跃与弹跳技巧,可是却对触地时长与产生和表达地面反作用力的能力之间的关系缺乏基本的理解。所需的有效跳跃高度越高,触地时间就越长。许多教练知道跳跃这一术语(更短的触地时长),但却还是安排了与实际要求恰恰相反的练习。教练需要了解跳跃基础的生理力学机制,能识别出安全且有效的技术,观察进阶或退阶技术如何挑战运动员以达到专项需求的效果。第9章就是专门讨论这个问题的。针对他们提供的相关挑战,为不同强度与复杂性的增强式技能训练提出了指导性进阶练习。
合理运用力量和爆发力,构成了一切体育和动作技能的基础。运动员在关键时刻控制和使用爆发力的能力,是他们获得胜利的决定性因素。力量则是运动表现、减少运动损伤和健康生活的基础。第10章探讨了在力量训练中发展功能性这一概念,实质上是指如何有效地利用各类基本动作,刺激运动员的神经肌肉系统,帮助他们成功地产生和利用力量。对于这一理念,我选择了几个关键动作,说明如何通过对这些动作进行进阶和退阶训练来刺激运动员的姿态和力学系统。这是一种全新的理念,不再是那种“只要求举得更重更快”的力量训练方式。在运动员培养计划中,传统的力量训练是必经阶段,本书也无意否认传统的力量训练。但是竞技运动的发展,与高质量动作模式下的优质动作的执行能力有关。实质上,任何一名力量型教练首先都应该是一名动作型教练。
训练中最困难的事情之一,莫过于把方方面面的因素整合为一个均衡且结构分明的方案,这个方案要充分考虑到动作的基本原则,并能有效地助力运动员实现自身目标。最后一章将动作技能发展的原则与实践整合为几个理论案例的研究。这一章对于参与运动员发展的任何人来说都很重要,它提供了一个了解问题的机会,解读了一个基于证据的干预理论,并看到了一个结构化的、完全整合的培训计划(包括专项练习)。最重要的是,本章会引导读者提出一个最基本的问题:“我还可以怎么做呢?”
无论你是教练还是运动员,也无论你年龄多大、背景如何,本书都能帮助你理解动作技能的重要性,提供能帮你增强运动技能的基本知识与理念。最好的运动表现者们都有一个共同点:他们都是优秀的运动员,而且都有一个明白做什么及何时做的人在某个时刻为他们指点迷津、教授动作技能的基本要领。
运动员(广义上指参与运动的人士)最终是以其运动表现论成败的。无论是在训练场地,还是在力量房、校园操场,抑或是在国际比赛中,最终肉眼可见的动作其实都是由身体内部发生的一系列复杂的相互作用所产生的结果。因此,教练将提高这些可见的运动表现作为总体目标则成了一种合理的设想。
运动是一项发现问题,解决问题的活动。在运动中(无论是短期还是长期),我们往往都需要制定极为周详的计划,从而在预定的时间最大化地提升一名运动员(或者是集体项目的运动队)的运动表现。实事求是地讲,一个训练或教育计划的特定目标就是提高运动表现,[1]这一目标应该与长、中、短期计划相匹配。
● 长期:开发儿童终生参与体育运动的潜在运动能力需要合理的训练、比赛以及恢复,这是贯穿整个运动生涯的,尤其是在青少年时期的重要生长阶段。这一过程不仅涉及开发与各个运动发展阶段相匹配的课程,而且还要把握好运动员从一个训练计划转化到另一个训练计划,或是从当前的运动水平转化到另一水平(图1.1)时所要经历的各种转变。这一过程可能会包括跨度长达数年的计划,在这些计划中,人们可以见证运动水平节节攀升,从校级比赛到国内大赛,再到国际水准;还可能会包括重大赛事之间的周期(比如奥运周期,即两届奥运会之间的四年计划)。
● 中期:在某个特定的年份或赛季发展运动能力,可能是为了夺冠、赢得奖杯或一枚奥运会奖牌。中期计划也是为了提升个人某种特定的运动表现能力,或实现能力达成的小目标,这些小目标标志着为达到长期目标经历的关键阶段。
● 短期:短期内(以天或周为单位)制定的计划,是为了建构准确的训练干预手段(方法、训练量、训练负荷),以实现特定的目标,这些目标叠加起来就可实现长期目标。
成功训练的关键在于,要明白在某个特定的时期,需要重视训练中的哪些元素。虽说训练计划不应该只关注某些特定的能力,但还是应该有所侧重。比如,在一般准备(赛季前)阶段,篮球运动员应该重点关注身体素质的发展,而在赛季内,侧重点应为维持体能,以便在比赛中全神贯注地有效发挥。同理,在准备阶段,训练目标的关注点可以是与无氧能力有关的无氧爆发力水平的提升,或者是与某些速度方面有关的力量水平的提升,以此作为某些爆发力训练的前提条件。
这一时期(强调负荷时期)所采用的主要训练方法由明确的目标来确定,而训练结果也必须建立在之前已经定型的基础之上。因此需要强调一个概念,即计划是后续训练成果的先决条件,或者说,计划是训练成果的基础。
举例来说,力量是指发力的能力,而爆发力则是指快速发力的能力。没有速度就提升不了爆发力,而爆发力的根源还在于力量。同样,如果训练计划中在发展速度之前先训练速度耐力,最终将会制约运动员发展速度的能力——先有速度,才谈得上速度耐力。正如本书后文中将提到的那样,要想楼房盖得高,地基就必须建得稳固,人类运动能力的构建也并无二致。
许多人都过于关注运动表现出来的结果,往往忽视了使这些表现成为可能的那些“幕后功臣”。许多年来训练计划的开发都放在训练刺激度方面,表现出长期和短期的波动,这些计划往往是为了实现某个目标而培养运动员需具备的运动能力。一般来说,人们在设计这些训练手段时,都瞄准一个或多个功能相互关联的训练方面,这些最终都会影响运动员的运动表现。[2]
这种训练进程强调充分准备和转化机制的重要性,与基于个性发展的关键标准相符,并着眼于短、中、长期的即时表现和运动状态。
传统上,执教及教练培养计划一直是关注训练的输入,这些输入旨在培养技术、战术、身体和心理等方面的内容。然而,这种方法在一定程度上过度简化了训练进程,并极有可能忽视对运动表现而言非常关键的一个方面:动作技能领域。正如运动学家维克申斯基所发现的,对所有运动任务而言,最核心的基本现象就是动作:体育运动是一项解决问题的活动,在这个过程中,动作被用来构建必要的解决方案。[3]
所有卓越的体育运动人士都有一个明显的共同品质:他们都是了不起的运动员!优秀运动能力这个词汇很简单,人人都能理解和识别,可人们不知道的是,这个词可以被分解为一系列与动作效率和动作控制有关的关键特质,这些特质构成了开发生物运动能力的基础(图1.2)。
在教育界,长期以来人们普遍接受这样一个观点:基本的动作技能(如接、抛、跑)是一个人参与所有流行体育项目或赛事的前提条件或基石。[4]动作控制论实质上是建立了一种在基本动作技能的熟练度及其应用在各种专项体育运动情景中的基本联系。基本动作技能是指那些看上去有着固定模式的常见动作(如跑、跳、投等),大部分专项运动或动作技能都是一种基本动作技能的升级变形。动作技能的学习是一个循序渐进的过程,都是建立在先前早已习得的动作技能的基础之上,这些先期学习到的动作技能为运动员掌握更有难度的和专项场景中的技能做好了准备。随着本书探讨内容的深入,稳定的动作技能,以及发展完备的目标控制技能,将成为大部分运动专项技能与动作的根基。
体育运动中观察到的运动表现基于运动员良好的运动能力。动作熟练度是一切技巧的基础(熟能生巧),因而它必须与运动表现的其他方面协调发展,而非孤立地发展。这种有计划的发展方式,有助于运动员把运动的各个成分整合成协调一致、力学机制合理、高效率的各种动作。
表1.1描述了动作技能的各个基本组成部分。需要注意的是,整合方式并不总是常见于青少年运动训练中,因为通常这些训练更重视可见的技能效果,而非运动专项技能所需要的对动作技能和姿态控制过程的把握。
在所有这些组成部分中,稳定性无疑是应该优先发展的一项基本技能,因为稳定的姿态是所有运动发力及目标控制的基础。图1.3很好地诠释了这一观点。对于网球运动员而言,有效施展技能(转身接发球)的基础就是体位平衡与姿态的完整性。
● 稳定性:重心位于支撑面中,为转体创建一个平衡的体位,同时为发力提供一个稳定的基础。足、膝、髋、脊柱与肩部对位对线正确,为力量的产生和传导提供一个稳定的平台。
● 运动:球手双脚移动到能够接到球的位置上,当球以切线的角度快速飞来时,球手可以拦截到球。旋转躯干以产生旋转力量,上肢自动调整,好让球拍对准来球。
● 对象控制:调动肌肉控制各处关节,通过身体发力完成用球拍击球(比如接发球)这一特定的动作任务,从而向对手施加压力。此技术动作应调动足够的力量,控制球并将其击打过网,从而控制球的方向,比如根据需要给球施加一个旋转力(上旋、下旋等)。
一切运动训练计划,无论针对哪个年龄阶段、发展阶段或运动表现水平,都需要正确地平衡各种动作技能要素,从而开发出成功的运动表现能力。经验告诉我们,运动员年纪越大,要想教会他们这些基本技能就越难。因而,这些基本技能必须成为培养与训练计划的基础,而非沦为一个人运动生涯后期不得已而为之的补救措施。
很多运动员在体育运动中很难达到一种巅峰状态。一旦到了顶尖高手阶段,巅峰状态就意味着比对手更投入、更专注,身体和思想方面的准备也做得更好。的确,对于各个年龄段的训练和体育课程而言,把训练朝着有利于运动表现的方向转变是核心挑战任务之一。整合各个训练因素,让它们能在需要的时候合力产生最佳的运动表现,这需要教练进行大量的规划和训练指导,同时也需要运动员付出艰苦的努力、贡献和技能练习。
在训练过程中,训练计划的具体要素需适用于所有运动员,无论其年龄、经历或运动水平如何。在技术、战术、心理、身体、动作技能与生活方式等方面需要对运动员有一个均衡的规划,不可厚此薄彼。如图1.4所示,一旦其中一个因素与其他因素相脱节,教练就无法最大化地提升运动员的运动表现。
教练应该注意到,这种运动训练内容之间的差别并不单单与运动员的训练水平和能力水平相关。同一运动队里的两个人的确可能会能力水平相仿,但他们却需要完全不同的训练方法达到这一水平。比如,奥运会三级跳远运动员,有的可能是拥有良好的弹性跳跃技术,而有的运动员可能会采取以强大冲击力为主的技术。类似情况下,贾斯汀·海宁和塞雷娜·威廉姆斯这样的世界级网球选手具有完全不同的身体条件,因而需要不同的训练刺激方式。这一概念叫作差异性原则,会在第7章进行详尽的叙述。
本书旨在重新定义一些科学与医学的术语,从而在训练、教学、运动学、运动医学等各行业、各学科之间互通有无,帮助教练回答他们遇到的一些问题,赋予他们一些可以提高运动员运动能力的实用工具。
案例研究
跳高
跳高的目的是产生足够的力量,把人体的重心提升到一定的高度,从而让躯干和四肢越过横杆。跳高是一种闭式技能,其运动的结果由运动员直接控制(这一概念将会在第7章详细探讨)。这种技能的目标不会因运动员的职业生涯长短而有所不同,无论是初出茅庐的运动员(如表1.2中的运动员甲),还是具备一定水准的运动员(如表1.2中的运动员乙),其目标都是一样的。同理,为运动员设计的训练计划中,也需要纳入执教计划中的所有元素,而不用考虑其竞技水平。
然而,如表1.2中所述,计划中每个训练元素的内容大相径庭,这取决于运动员的受训年限,以及试图达到的目标运动水平。无论运动员参加的是类似跳高这种个人项目,还是不断变化的多种技能的项目(如需要多种技能的集体类运动项目),这一理念都同样适用。
身体素养
成功执教的关键在于制定合理的执教进度,以匹配渐进和发展的进程。长期运动水平提升计划,包括一系列条理清晰且系统的训练因素,预设这些因素有助于优化特定的训练效果。[2]为此,运动员需要具备基础的、可监控和调整的动作(身体)能力。
简而言之,这一进程就是开展体育教育的过程,它与儿童在学校里学习写作的过程相似。首先得学会写单词(单一技能,如跑、跳、投、接),其次学着把这些单词连成句子(关联技能,如先跑后掷、助跑起跳、先接后跑)。然后通过连句来构造简单的段落(在一特定情景中使用技能,如接球、传球、跑到指定位置),一段时间后,儿童就能写出越来越复杂、越来越有想象力的故事,并且还能对学校和日常生活中发生的各种事情有感而发,写成文章。
运动表现也会经历类似的发展过程。随着孩子体能的不断提高,展现他所具备技能的能力也日益增长,儿童在身体方面也变得越来越有素养了!同理,如果不能展示出一些简单的技能,他们参加体育活动的信心就会明显受到打击。教练可从一些细节中发现这些不足,认识到这一点意义重大,因为如果孩子丧失信心的话,他就不会去完成交给他的运动任务。运动对健康和幸福有重大意义,将会在更加长远的时间里显现出来。事实上,研究表明,单纯一个不能完成的简单接球动作,就足以打击一个孩子的自信心,从而使他因胆怯而逃避参加40多种体育运动![5]
高水平的运动表现看上去总是既经济有效而且又不费劲。人们往往误以为高水平运动员和运动参与者能明白并正确展示运动中的动作,但证据却表明事实恰恰相反。例如,经过研究,人们发现了这样一种比较突出的现象:那些能够弄懂比赛,并能判断对手走向的年轻篮球运动员,会因为他们不能将相应的对策转化成行动而感到挫败,这往往是由于他们的动作技能不足而造成的。[6]高水平体操运动员的教练们,常常因为不能让那些技艺娴熟的运动员通过跳马踏板获得更大的力量而备受挫败,这是由于运动员们没有学会(或者说他们缺乏成熟的助跑技术)经济高效的助跑和踏板起跳的技能。
一套发展均衡、合理的动作技能,必定能够适应各种新情况和变化的环境。比如,一个高尔夫球手需要适应不同类型的高尔夫球场(比如,从英国公开赛林克思球场,到美国公开锦标赛赛场)。同理,那些只在红土场地上成长起来的网球选手,可能会在红土场地(或者类似的硬质场地)上举行的比赛中非常轻松地胜出,但如果把比赛安排在草坪上进行,他们则往往处理不好又快又低的地面反弹球。
那些动作发展不均衡的人,往往会出现动作受限或动作代偿等不足,这些不足将会在本书中详细探讨。但在概念层面,教练应该明白,这些不足不能被忽视,更不该通过训练强化这些不足。动作受限会导致肌肉发展的不均衡,而这也会引起动作代偿。这会进一步打乱动作学习、身体意识与动作力学技能。除了使动作效率下降外,这些动作模式也容易增加受伤的概率。
运动中的许多伤病都是由于运动员出现了错误的力线、关节位置和动作模式。例如,全速奔跑时脚反复以不正确的位置接触地面(脚趾朝下,如图1.5所示),这可能会增加腘绳肌或内收肌(大腿内侧的一块肌肉)受伤的风险,因为此时这些肌肉正代偿其他未被激活的肌肉来发力(在运动中的不当时机发力),而这些动作本不该由这些肌肉来执行。
正确动作模式的养成需要开发渐进式的训练课程,要具有合理的难度等级和变化多样的激励,这样才能促进动作学习(此概念将在第7章里详述)。这些过程往往要耗时数周、几个月甚至几年,人们不应该为了在短期内见效而随意缩短或规避这些过程。要想获得卓越的运动表现,关键在爆发力和精准性方面有较高要求的同时,能以最理想的速度施展出基本的、有技巧的动作技能。
正如后面几章将提到的,这些能力是在自然情况下逐渐取得的,并建立在已有的生理力学机制的基础之上。有效的动作能确保运动员的姿态总是处在一个有利的位置上,在这个位置上,运动员既能受力也能最有效地发力,不仅能应对身体内部(肌肉)的挑战,更重要的是还能对抗外部力量(如重力或与对手的潜在接触)。
当动作要求超出了运动员的运动能力时,往往不容易达到要求,而且还容易受伤。这时我们需要进行一些纠正训练,通过该训练既可以帮助运动员进行动作纠正,同时还能清除导致受伤的隐患。一旦理解了这一点,就明白了为何大部分纠正训练主要是以动作模式为基础,以及在一系列动作中如何把关节位置放正确。
体能训练,或者更确切地说,应该是竞技能力发展训练,应该对运动员的身体发展产生积极影响。要想理解这一点,运动发育是个关键词。它让教练的角色发生了转变,也不再仅仅是让运动员变得更强壮(如耐力更强),而是强调提升运动员运动系统的功能能力。“功能”这个词很多时候都被滥用了,不该望文生义地认为功能性动作之外的其他动作就是非功能性的。它的意思应该是,使用渐进的方法(如图1.6所示,以及第10章所述)来发展运动员的下列能力。
● 动态姿态控制,通过动力链创建高效的动作模式。
● 通过控制身体姿态来发力和受力。
● 增加这些力量的大小。
● 减少产生高力量的时间。
● 通过高效的符合力学的专项运动技术,产生所需的力量。
以上能力的培养都需要发展运动员的运动系统:大脑,运动员执行运动程序的主管;脊髓与运动神经,把大脑发出的化学信号传导给肌肉;肌肉,收缩产生力量;心肺系统,能够源源不断地产生机体所需的ATP。
目前有很多运动的原则可供人们参考。然而,从概念上来讲,运动是一项需要去做的事:其重点在于结果(你能举起更重的重量了吗?跑得更快了吗?)。
相反,运动发展则应该关注对动作的训练,而动作是要去感知的(当你举起杠铃时,横杠在你身体的什么位置?当你的脚离开地面时,你该怎么做才能跑得更快?)。如果离开了对运动系统各个方面的关注,这种发展就无从谈及。
因而,对于那些想提高运动员运动表现的教练而言,一定要重视运动系统,将其作为首要任务。如图1.7所示,任何身体发展训练都旨在提升运动员的运动(动作)系统的做功能力。这意味着(运动系统)能做更多的功(更快、更强、更远),或能够更有效地做功,比如用更少的能量完成同样多的工作。一位运动员如果能够有效地完成运动,就说明他具备了(自如)发力与控制力量的能力。要想实现这个目标,需要在关注运动表现之前、期间和之后的整个过程中,都注重发展动作技能。
为了提高动作技能,教练们需明白如何开发运动员的神经肌肉系统,将其作为运动能力提升的来源。运动员将能更加有效地激活肌肉内部,以及肌肉之间的运动单元(具体内容见第2章),从而以一种协调的方式来完成机械功。神经肌肉系统的功能一旦提高,就会激活更多数量的运动单元,神经刺激激活运动单元的次序会得到优化,以及在做动作过程中,不同肌肉的阶段性募集和协作会得到提高。
同理,力量之所以能够通过姿势传导,是因为肌肉是通过结缔组织与骨骼连接在一起的,这些结缔组织包裹在肌肉周围和肌肉内部。被激活的肌肉能够通过无弹性的肌腱带动其所附着的骨骼并产生力,力通过姿势链进行传导,并产生动作。另外,人体的其他结缔组织,例如筋膜(举例:环绕躯干及背部的胸腰筋膜,还有大腿的髂胫束),这些筋膜能让结构上也许无关的肌肉在功能上相互关联,产生一种相对连续的组织联系。这些组织构成一个关联系统,能有效地传导能量与力量。
其余各章讨论的内容是如何对专项运动能力进行评估与指导,并提出了一个发展这些能力的渐进式课程计划。在这之前,有必要先了解一下运动能力是如何相互联系并输出运动表现的。因为当我们掌握了这些知识后,就能评价动作质量的好坏和改进方法的优劣。在这里,我们有必要先了解解剖学、生理学,以及生物力学方面的基本知识。
结合解剖学和生理学领域的知识能帮助我们理解与运动表现有关的各项身体素质。解剖学解决的是人体的结构与组织构造问题,而运动生理学关心的则是面对环境、训练和比赛的需求时人体如何运转并做出反应。生物力学则探究适用于生物体系的力学原理,具体而言在本书中就是更好地理解运动表现。
不少运动科学研究都试图谨慎地探索这些主题。然而,只有那些能发现问题,而非发现规则的研究人员,才能做出好的研究。因为他们意识到,让动作更高效最终会带来能量的节省,从而可以用同样多的能量来做更多的功,或者说,完成同一动作的做功更少。
实质上,了解那些运动反应背后的解剖学、生物力学效能和生理学过程的知识,能让那些与运动员打交道的人(教练、训练主管、团队支持人员等)能够更好地评估一位运动员的身体机能、运动能力与潜在的反应能力。这方面的知识将有助于运动训练计划的规划及实施,目的是提升年轻运动员的身体素质,做好更充分的准备去展示卓越的运动表现,并实现终生运动的目标。
正如本书将会阐述的,人体是个高度进化且复杂的有机体,它能适应其环境需求,同时也会利用环境。为了应对各种任务要求,人体的各个系统都会产生动态变化。面对环境的挑战,人体能够做出适应性动作。这些发挥作用的动作由一个连接系统(肌肉、骨骼和关节)产生,我们称其为动力链。和其他链条一样,一系列组织的连接形成了相互关联的结构,与任何依附体系相同,这条链上的薄弱环节将限制整个结构体系的功能能力。
体内的关节会随着相对朝向的变化而不断变化。关节间的角度也随之变化,这使人体能够把关节的旋转动作转化成线性的或成角度的动作。教练的作用就是要积极指导发生在动力链内部的这种适应过程,也就是说,要发展运动员的能力,让他们高效地应对运动环境中的各种挑战。从运动员所训练的运动发展的各个方面(体能与动作技能)来看,训练变量必须基于运动系统对身体做功产生积极适应而变化。
人体对环境的适应
训练计划就是一种手段,教练通过这种手段使运动员完成不同的训练负荷。在这个过程中,可以人为控制运动的模式、运动量和运动刺激的强度。[2]
在基本动作技能的培养过程中,人们需要认识到一个基本原则——人体这个有机体具备识别并适应日益增长的需求所带来的环境挑战的能力(图1.8)。运动员能够积极主动地适应合理计划的训练负荷,同理,倘若训练负荷或刺激强度设计不当,人体就不能适应。比如在图1.5中,不合理的动作模式如果没有得到纠正,就会形成一种习得性不良适应,从而引发动作代偿,导致运动员在之后的运动生涯中容易产生运动损伤。
同理,没有任何变化的、过度的刺激,也可能会导致运动员体内出现适应性失衡。反过来,如果不经过一段时间的巩固性学习,过度变化则意味着运动员可能将无法学会适应。这两种潜在的不良适应都会导致运动水平的显著下降,以及习得效果和提升速度的下降。短期或长期承受过量的、强度过大的刺激(量×强度=负荷),可能意味着身体不能承受或适应这种刺激,这会导致损伤。
训练适应是指反复刺激造成的各种转变之和。[2]非正式比赛、有目的的练习,或反复接受专项训练都会产生适应。在试图寻求相应的方法让运动员(无论何种水平)的水平达到新高度(任何执教或自我训练计划起到的作用)的过程中,教练必须认识到需要去提升哪些运动能力,在这个基础上安排相关的训练去刺激运动员,让他们产生积极主动的适应。
运动系统的发展
不管做什么事,要想达到世界级别的水准,都要经过长年累月的训练。一种长期提升运动员水平的系统训练方法,应该是能够让运动员以及那些参与规划与执行训练计划的人员具备相应的知识和技能。那些参与规划与执行训练计划的人需要运用这些知识和技能,在运动员对应的运动水平,通过对训练计划进行合理的结构设计与调控,使运动员发挥出最大潜力。如第3章详细叙述的那样,这些计划应与青少年的各个发育阶段相匹配,并采用可最大限度地发挥这种训练效果的训练方法。[7]
如果把提升运动员运动能力的长期适应能力定为更加长远的目标,那么就应当把如何发展构成运动能力基础的各个系统(神经肌肉系统、骨骼肌系统、能量代谢系统、神经内分泌系统)作为重点来加以考量。那些具备所需的知识与技能,能够根据运动员不同生长发育阶段的解剖学和生理学特点进行合理配置与调控训练计划的人,会让运动员发挥出自身的最大潜能。
相反,儿童对运动所做出的反应与成年人相比有显著的不同,教练们应该意识到这种重要的不同之处,从而避免对小运动员们施加不当的身体压力。以这种最简单的方式实施运动员培养计划,需要将训练的结构、特性与运动员的发展过程相结合,从长远来看(并非一定是当下的发展阶段),运动员就能够在正确的时机做正确的事。这一理念几乎是所有运动员发展的生理与社会心理学模式的出发点,也恰恰是近年来运动训练计划的基础。[8]
虽说并非所有的运动训练都针对儿童,但的确针对的都是曾经是儿童的人,而目的是发展这些人的运动能力。本书后面有章节会谈到一个概念,即怎样根据运动员的身体能力来评价运动员。但如果教练能够更好地了解儿童(或运动员)的发展过程,那么他们就能更好地理解,应当如何(或能够怎样)评价最终的成果。
运动员运动能力的发展或指导,应当反映出一种包容性过程,即鼓励人们终生参与体育运动。这个过程应该把基础性的运动(身体上的)教育计划与专项运动准备计划(图1.6)连接并整合起来。的确,这种活动的目标应该是以儿童(运动员)为中心,通过实施个性的教育方法,并基于对参与者产生长期转变的愿景,这一目标将会在所实施的运动计划中有所体现。这一理念不仅应用于训练计划中的身体方面,而且也适用于其他方面。例如,在一项体育运动中执行许多核心技能,需要运动员具备相应的体格、力量或决策能力。
对教练实践和相关资源的粗略观察分析表明,许多运动的计划关注点是如何通过运动员的全程参与(从操场到比赛的领奖台),传递和发展同样的运动专项技能。第7章到第11章的内容考察了运动员在许多动作技能中取得进展的方式。但是,从发育角度来看,采用同一种方式让不同年纪的人学习同样的技能是不当的,当你能明白这一点就说明你已经取得了较大的进步。
一切人体的发展,都会随着儿童年龄的增长,生物学、心理学和社会学因素的相互动态的作用而得到促进和受到约束。比如,参与(活动等)动机就容易随着时间的变迁而变化。小孩子会寻求刺激与快乐,而稍大的孩子则可能会为取得成绩及获得成就感而努力。第2章和第3章会讲到,在整个童年时期,儿童的骨骼、肌肉与神经系统的发育速度是不一样的。这种发育速度的差异对每个儿童的身体发育有着举足轻重的意义,对其运动表现与能力提高有着深远的影响。
因此,在运动中,每名儿童对进步的意识与心理暗示有关,人们应该对其进行监控并积极地引导。另外,这种生物学发育对儿童运动心理的发展有着明显的意义。换言之,每个儿童展示体育运动的基本运动技能时(如平衡、移动、控制能力),会因其生理成熟度的变化而变化。因而,既然运动心理的发育对所有儿童而言都颇为重要,那么不管他们是想要达到一流的运动水平,还是要实现终身参加体育运动的目标,我们都应注意关注儿童的个体需求。这些需求会指导教练如何实施动作和技能训练。
因而,提高运动表现的训练发展过程需体现出运动员的个性需求。在运动员的运动生涯中,应采用一种有条理的、循序渐进的方法来获得最佳的训练、比赛和恢复目标。近年来许多运动发展模式中具备一个核心特征,即认识到这一发展过程需要经历数年,以及这一过程的根本在于一系列因素之间的相互作用。[8]许多体育界人士曾指出,许多理论中的很多说法都由来已久,大部分理论背后的研究被人们广泛接受,并且许多年来一直暗含在高质量体育教育活动和执教实践活动中。
这看起来似乎是常识,可正如很多真相一样,它在被揭示之前并非那么显而易见。此外,我们还需反思常识是否就是惯例?这种情况下很明显的一点是,任何一个开始运动训练或体力活动的人,无论其运动水平怎么样,都和那些一直从事这项运动、练习时间更长的人有着不同的训练需求与能力。不管开始运动时年纪多大,这个观点总是成立的。
所有成功的运动员的发展体系都有一个共同点,那就是他们都承认,在现实中,运动员的发展过程不是一个简单的线性或阶段性的过程。这是由于每个人不同的生活际遇会影响其进展速度。基于这个理由,发展之路上会出现许多的高峰与低谷,因而长期发展过程看上去很混乱、毫无章法可循。一名经验丰富的教练的作用就是在这个混乱的转变过程中能够管理好运动员,让他可以尽可能发挥出自身的潜能。
从运动发展的角度来说,教练必须认识到,运动发展历程中那些标志性的转变是发生在不同环境中的,在为运动员打造训练计划时要考虑到影响计划进展的各种因素。对运动员而言,这些转变标志着身体、社会、情感、经验等方面的重要机会。教练还必须认识到,运动员会通过这些转变或发展阶段(从社会或执行计划的角度来说,其中有些转变可以被定义为阶段)取得进展。
比如,从儿童到青春期的成长过程,是一个循序渐进的过程,就好比一个人不再依赖父母,也是一个慢慢转变的过程。相比之下,学校体制对这一过程的划分是泾渭分明的,也就是说,(处在这一阶段的)一个小孩不是在上小学就是在上中学。早期阶段的学习往往会把结果与刺激或奖励联系起来。这种方式的学习会逐渐向行为选择转变,这是通过在对具体环境中的特定行为进行排序的逻辑过程变得明显之前做出的有意识决策来决定的。
制定训练计划时,教练们也应该考虑不同年龄运动员的实际情况。运动员的年龄需要从这么几个方面来加以考量:自出生以来的日历年龄、生理年龄(儿童发育速度有快有慢),以及训练年限(无论是运动员,还是其他参与运动的人士)。
说到儿童的体能,生理年龄是重要的考虑因素。但在谈及动作技能的发展应用时,首先要考虑的则是运动员的训练年限。生理年龄决定了训练计划的解剖学和生理学限制,而受训年限则可能成为儿童运动经历(如他的潜在身体能力)的一个参照物。无论儿童的生理发展情况如何,也不管其应对某种训练刺激的潜在准备程度如何,在完成运动任务时,如果他不具备所需的动作技能,他就无法做到提高运动表现水平和预防伤病。随着本书内容的不断推进,这些方面会变得越来越明朗。
例如,如表1.3所示,与一名生理发育稍晚,但在一系列运动项目中都有比较丰富经验的儿童相比,早发育的儿童可能在解剖学和生理学上更能承受一定的训练强度,但相比前者,可能他的动作技能掌握不足(取决于他经历过什么样的运动训练)。
当与不同年龄的运动员,而不单单只是儿童打交道时,这一概念尤为重要。例如,一位33岁的职业足球运动员退役了,他想从事休闲性的马拉松运动,因为在他看来,这项运动既有益健康也具备一定的竞争性和挑战性。他可能接受过25年的足球训练,却从未接受过长跑训练。
但对于准备训练他的教练来说,可能会认为他的受训年限(表明他能承受的合理的训练负荷量指标)已超过10年。我们把这位33岁的退役足球运动员,与一个想参加休闲性长跑(他俩可能在同一个跑步俱乐部里)的20岁小伙子做比较,这个小伙子自从4年前离开中学后就没有再认真进行过体育锻炼,当时他在学校时至少还上体育课。这位20岁小伙子的生理年龄更低,而其训练年限可能非常接近于4年(我们可以把学校体育课上已经获得的运动经验计算在内,但这部分经验将随着不参加身体活动时间的增长而流失)。
同理,一位教练可能会收下一名身体素质有天赋的14岁三级跳远运动员,经过3年的专项训练后,这位运动员能够跳到13米。虽说这位运动员的运动潜能与那些已经跳了10年的老运动员处在同一个级别,但教练不应该用那些与老运动员相同的计划来训练他,因为他的训练年限和自身条件都决定了他的身体没有足够的准备来应对计划中的训练负荷量。简言之,他极有可能很快陷入过度训练的境地,非常容易受伤。这种情况下,教练要认识到并充分发挥好这位运动员的运动潜能(在技术及战术进展的层面上有所认识,而非以高强度的训练负荷来体现)。体能训练的重点应是建立起一个夯实的基础,以应对后续阶段中更大的训练量。
理解生理年龄
有效训练体系的一个中心主题是,儿童的发展进程并非是匀速的。其中有些发展变化是明显且易于衡量的,而其他有些变化则不那么明显。如果你打算让儿童的潜能发挥出来,而不是用不当的训练量或训练强度来削弱这些潜能的话,那么你最好多留意那些不那么明显的发展变化,并三思而后行。
如果你想要让运动训练计划与受训儿童的发育进程相匹配,并在执教的各阶段最大限度地展现这些计划与实践的话,那么就必须理解运动系统的发展进程。具备了这方面的知识,再结合儿童生理学、社会学与行为发育学,就能指导我们选择(合适的)计划目标,从而科学有效地发展运动能力,无论运动员的年龄多大或经验水平如何。
当需要调整训练量以适应受训儿童的实际情况,以免阻碍生理机制的发展时,把这些知识融入发展进程,能帮助我们认识到在儿童的生长过程中需要有目的地开发何种练习活动,以及练习的范围与次数。如何将这些一般性指导原则与个性化训练相匹配,是运动训练计划的关键。
正如很多研究指出的那样,从婴儿阶段一直到青少年时期,所有儿童青少年都遵循着相同的基本发育轨迹,但结构变化的时机和变化程度存在明显的个性化的差异。青春期到来后,这些差异就变得尤其显著:青春期就是由儿童时期转变为成年人时期的生理过程,以个体达到性成熟为标志。教练们掌握了这方面的知识后,便能揭示许多充斥在体育运动中完全是捕风捉影而没有事实根据的所谓的科学事实。下面的章节里会谈到这部分内容。
另外,我们需将其他方面的许多重要因素,比如儿童的社会与心理发展情况,也在制定具体训练计划时加以考虑。如果篇幅允许,应详述这些因素,但在本书中暂不讨论这些。
在接下来的各章里,我们将会探讨运动能力,以及运动系统所遵循的发展进程,其中会谈到人们发展进度的快慢不一这个规律。在执教过程中,特别是在运动发展领域,将揭示发展的隐含意义。我们还会讨论如何监测生长与发育,以及相关的各种理念,从而指导教练如何根据运动员的身体及动作技能发展进行训练。
本章小结
本章介绍了两条基本原则,并强调了其重要性。无论运动员水平如何,这两条原则都应当成为教练在实施运动训练计划时奉行的准则。在本书后面的部分,这两条原则仍然是核心内容。
首先,要想在一项运动任务中进步,掌握必备的技能是必不可少的。这个观点建立在技能这一概念的基础之上,运动员应能正确完成运动任务。
另一个主要观点就是,为提高其技能水平,对运动员施加训练刺激时,要求教练们明白:一方面,如何推进这项任务(从技术的角度上讲);另一方面,在特定的生理发育阶段和一定的训练水平中,运动员的运动系统如何才能最有效地回应这一刺激。
接下来各章所讲解的知识将涉及身体如何适应生长发育与特定的训练刺激,另外还将阐述,运动员能够在运动环境中高效运动的重要性,以及怎样监控其效率,从而指导训练的发展进程。第8章到第10章主要讨论运动能力的渐进式发展,集中陈述各章节中相关的一些基础运动素质,包括:跑、跳(与一种专项的弹跳训练相关,这种训练叫作快速伸缩复合练习)和功能性力量,这些运动素质正是竞技动作的基础。本书结尾将汇总上述内容,并以一系列案例研究的形式呈现出来。读者们能够看到在真实场景中运动员训练计划的实施情况,能反映出全书中提到的各种知识,从而帮助读者判断是否理解了本书提到的具体内容在实践应用中得到表现。
骨骼系统包括骨与关节,为人体提供骨架支撑和杠杆。但关节自身并不能产生运动,所有涉及运动的身体功能(或任何无动作的支撑,如站立)都需要肌肉的参与。肌肉的活动,是基于肌肉把化学能量转化为了机械做功,从而产生力、做出动作、引起运动。
肌肉、骨骼、关节之间的相互作用使人体产生运动,而体内骨骼肌的收缩(在身体各部分的内部或之间)则使人体能在各种静态的和动态的环境中保持稳定,这种相互作用错综复杂。人体是一个由几部分组成的整体,这意味着其中一个部分的运动(比如躯干)能够影响到其他部分。运动要求整条动力链上的相互作用要协调进行,体内的各种筋膜组织和神经系统能完成这个协调任务。
顾名思义,所谓骨骼肌,就是因为它附着在骨骼上,并能带动部分骨骼运动。骨骼肌也叫作横纹肌,因为它上面有深浅交错的横纹(这是其收缩结构的一种功能)。骨骼肌被看作是主动肌,这在运动发展领域意义重大,因为这说明它具备调控机制,能够在意识的控制下进行收缩。
每组肌群都具有其独特的生物力学特征(力量、速度、运动范围),这就需要协调多个关节、多组肌群来完成一项常见的运动功能。从第5章开始,我们将针对这些特征展开更详细的探讨。控制运动过程的执行结构在大脑内部。运动是一种感知,是骨骼肌肉系统对感觉和运动神经系统作用的协调反应(图2.1)。
为了掌握人体运动的规律,教练需对中枢神经系统和充当人体执行结构的运动单元有一个准确的理解,本章将展开这一话题。这让我们认识到,如果中枢神经系统在肌肉活动进而产生动作的过程中起到了调节作用,我们就应该通过训练运动员的中枢神经系统来产生更高效的动作表现。
如此说来,一项训练运动员的基本内容,就是要对动作进行训练,而非肌肉。这种方法与其他领域中以追求肌肉的体积和质量为目标的训练完全不同。发展中枢神经系统是发展体育运动素质的基础。同样,这一理念也构成了康复(运动功能的再学习)计划的基础。
正如任何一个计划都要设定目标一样,在塑造(或训练)中枢神经系统时,教练也在寻求如何让它告别过去(就能力方面而言),走向未来。高效的训练会通过机体的变化来提高体能、技能动作和运动能力。这种改变不仅仅是在一开始触发动作的过程中产生,而是在第一时间觉察到需要启动动作时就已经发生。研究这一动态系统需要一个复杂的过程,[1]本章将勾勒出其中几个主要的因素,及其在运动训练方面的应用。
骨骼肌肉系统
运动是肌肉系统与骨骼系统共同工作的结果,这两个系统并称为骨骼肌肉系统。若想要大致了解这几个系统,请参见肯尼等人的著作。[2]
顾名思义,骨骼肌是附着在骨骼上,用于控制骨的运动。在力学机制上,形态决定了功能。因而,研究肌肉的形态(结构与形状)能让我们更好地了解肌肉的功能,以及训练会对肌肉造成什么影响。
骨骼肌的形态与功能
骨骼肌的两头附着在骨骼上。结缔组织遍布在由一条条肌束组成的聚集体中,这些肌束聚在一起形成肌肉。这种结缔组织构成了肌腱,连接肌肉与骨骼。肌腱连接让骨骼之间能够产生一股拉力(比如,如果一块肌肉的两端连着两块不同的骨,那么这块肌肉就能在骨骼之间产生拉力,从而使一块骨相对另一块骨产生运动)。
单独来看这一概念很简单。为了说明这一点,让我们以肱二头肌为例,这块肌肉的一头连着肩胛骨与肱骨(上肢骨),另一头连着前臂的尺骨与桡骨(图2.2a)。在肩部固定不动的情况下,收缩肱二头肌会把手带向肩部,此时肘部会弯曲(图2.2b);尺骨和桡骨相对于肱骨产生位移。假如双手不动(例如在单杠上做引体向上时),收缩肱二头肌,那么肱骨就会向尺骨和桡骨靠拢,这同样也是通过弯曲肘部来实现的(图2.2c)。
虽然上面的说明是为了阐释骨之间是如何相对运动的,但这个例子被过度简化了。实际上,运动并非是以一个孤立动作来完成的;比如,引体向上运动就需要调动很多块肌肉。要想弄明白运动,需认识到肌肉很少是孤立地完成动作这一点。肌肉间复杂的相互作用对骨骼产生了不同的力,这才引发了视觉上所谓的运动现象。
比如,通过肘部运动,将手臂从正常的持物位置(好比手上正拎着重物)屈伸(弯曲)至手掌正对着肩关节的位置,这个动作中的主要力量来自收缩肱二头肌和肱肌。在这个过程中,随着阻力的增加,肱桡肌也会提供一些辅助力量。做这个动作时,用来稳定肘关节的主要是肘肌。肩部的位置——肱骨头对着锁骨的关节窝——是通过肩袖肌群(冈下肌、小圆肌、肩胛下肌和冈上肌)来固定的。肱三头肌(肘部的主要伸展肌)也会协助固定好肱骨相对于肩部的位置(图2.3)。[3]
纵跳是另一个拮抗肌肉群同步工作以实现协调运动的例子。在第9章中,我们会详细探讨在开发和规划这类运动时需要注意的实际问题。
做纵跳时,髋关节、膝关节和踝关节从起始的屈曲位,近乎同步地做伸展动作(图2.4a)。膝关节的主要伸展肌群是股四头肌肌群:股内侧肌、股中肌、股外侧肌和股直肌。在这个肌群中,股直肌横跨髋关节和膝关节,在站立时使髋部屈曲(比如,抬起股骨直至其与地面垂直),并使膝关节伸展。髂腰肌也是非常有力的屈髋肌群,当脚在地面时,这个肌群会带动上身向前。
因而,如果想要让髋部伸展,腘绳肌(股二头肌、半膜肌和半腱肌)和臀大肌需要向心收缩,使髋关节在靠近大腿的位置处伸展,对抗股直肌和髂腰肌对髋部的屈曲作用。随着髋关节的伸展,该动作会使躯干挺直,同时膝关节和踝关节也会同时伸展(图2.4b),产生的力量最终会让身体腾空(图2.4c)。在这个动作中,臀中肌和臀小肌起到稳定髋关节的作用。
值得注意的是,在整个动作过程中,是各个关节的自身运动和各块骨骼之间的相对位移产生了种种肌肉激活的模式。这正强化了本书强调的基本训练理念:当运动训练计划强调技术是基于通过正确的动作将关节放到正确的位置时,训练出的肌肉才是功能性的。换言之,我们要训练动作,而非肌肉!
这一理念的核心是,各个关节的排列(位置)会直接影响肌肉的功能,肌肉自身的整体结构会支持这一点(图2.5)。
骨骼肌肉系统对训练的反应
虽说训练无法影响骨骼肌肉系统中许多结构方面的特征(如四肢的长度),但训练还是能从两个方面改变骨骼肌肉系统的具体适应能力。其中,第一个方面主要与神经肌肉系统有关,涉及正确技术的学习。正确的技术是将关节置于正确的位置,并按正确的顺序移动它们以优化肌肉的解剖结构。
正确的技术意味着募集了正确的肌肉(如那些最适合完成这项技术的肌肉),并在动作的需要下在正确的位置做功(如引起或协助关节运动)。正如本书始终强调的,关节位置决定肌肉功能,因而运动发展计划应当突出正确的动作技术(动态关节位置),以发展肌肉。
第二个训练反馈是特定于阻力负荷的应用。这种反馈表现为肌肉横截面积的增大,或者叫肌肉肥大。尽管关于肌肉肥大的机制仍存在争论,[3]但肌肉横截面积的增大很明显是由肌纤维上的肌原纤维(弹性蛋白)的增加所造成的。这种肌肉肥大对运动员来说十分有利,因为肌肉的横截面积(大小)与肌肉产生的最大力量是成正比的。[4]第3章将更加详细地阐述必要性(或功能性)肌肉肥大这一概念。
神经肌肉系统
尽管骨骼肌有许多特质,但它却只有一种动作。它能对中枢神经系统(由大脑和脊髓组成)的指示做出反应,进而收缩以产生或抵抗一定的力量。运动过程的执行控制结构位于大脑内部。
运动是一种感知活动,这一点已经得到公认,运动就是对感觉神经系统和运动神经系统做出协调反应。因而,为了有效地发展运动能力,就有必要理解中枢神经系统的作用,同时也需要了解控制人类运动的运动单元结构(图2.6)。
如果说中枢神经系统具备调节肌肉动作的功能,那么在运动发展中就应该塑造(训练)中枢神经系统,从而更有效地运动。这一目标就把专业从事竞技运动的运动员与那些仅仅以审美为目的,从事健身的专业人员区分开来。
任何一个参与分析并希望提高运动表现的人都应认识到,能够表现出最高超技能的竞技者往往是成功者;换言之,最强、最快才是王道!另外,明白力量的产生和增强是神经肌肉运作的结果也很重要。1687年,伊萨克·牛顿写道,大脑掌管运动。由此看来,力量训练的基本原理自诞生至今已逾400年之久。一切肌肉活动都是通过神经刺激所引发的,因而训练(塑造)神经肌肉系统是运动发展训练的第一要务。
动作学习是训练大脑与中枢神经系统在各种复杂条件下,根据环境需要,执行特定运动任务的过程。以足球运动中的射门为例,一名球员可以在实际上无人防守(不会造成疲劳)的情况下练习射门,从而提高这项技术水平。假如球员在有人防守的压力环境下练习射门,可能练习(这项)技能的效果会更好(这可以理解为在压力下有效施展技术的能力)。如果在一场非常重要的比赛中,在已经非常疲劳的最后关头,运动员需要在有人防守的情况下射门,必定可以更加充分地检验这项练习的效果。
对于制定任何计划或课程内容而言,有关动作学习及提高的功能性应用都是中心环节。这一话题将在第7章中详细展开。
中枢神经系统负责处理来自环境中的各种信息(通过感觉皮层),并指挥身体的其他部分做出反应。本书所关注的运动应激反应只涉及大脑运动皮层发出的信号,但这种应激反应也可能来自代谢系统(如呼吸频率的增加、心率的增加或体温的调节)。这些信号经由下丘脑处理,下丘脑主要控制激素分泌和自主神经系统(ANS)。自主神经系统主要负责管理那些控制身体正常功能的非自主系统,比如心跳。还好心跳不被自主思考过程所支配!
和所有的人体器官一样,大脑也是逐渐发育成熟并对环境做出反应的。在发育高峰期或环境转变时,大脑会经历一个重组的过程。在这个过程中,常用的和发育良好的那些神经通路会被保留并加以完善,而那些当前用途不多的神经通路则会被去除或关闭,以便释放大脑的信息容量。
对任何一个与儿童打交道的人而言,理解这一机制颇为重要。这是因为,在一个运动员的发展道路上,过早地把精力放在高度专业化的、不适合的一些动作上,可能会关闭那些在运动后期需要的、较为重要的神经通路。对于足球、美式足球与篮球这类复杂而开放的运动项目而言,更是如此。
运动单元与动作
一个运动神经元及受其支配的肌肉纤维合称为一个运动单位(图2.7)。一个运动神经元平均可连接150根肌肉纤维。一旦受到刺激,运动神经元会令它连接着的所有肌肉纤维收缩。本书前面提过,骨骼肌只有两种状态,要么被激活(收缩),要么不被激活。
对于那些控制精细动作的肌肉而言,一个运动神经元所包含的肌肉纤维数量很少,可能只有两三根。而对于那些负责力量、粗大动作的肌肉(如股四头肌),一个运动神经元则可能支配约2000根肌肉纤维。
一个运动神经元(神经)将来自中枢神经系统的电刺激传导给肌纤维,也就是肌肉中的一个细胞,从而引发肌纤维收缩。注意,神经刺激是施加给肌纤维而非整块肌肉的。因而可以激活肌肉中的一部分纤维,而不是必须激活整块肌肉。一束肌纤维束(图2.5)中的运动单位,可视任务需要而有区别地加以募集,需求的力量水平越大,需要募集的运动单位数量就越多。
信号沿着神经通路通过动作电位进行传输,而去极波(动作电位)则从中枢神经系统沿神经轴突传导。
动作电位的频率(MAPs)对激活运动单位的影响非常大。动作电位抵达运动终板的频率越高,运动单元以及支配的肌纤维作为一个整体,在刺激下收缩的力度就越大。因而,一定时间内沿着神经轴突,经由中枢神经系统传导的动作电位越多,肌肉内部的收缩反应就越强烈。这种反应是能够加以训练的,而为了达到这种效果,所要施加的刺激也应该被纳入训练计划中,以便更加有效地加强运动单位的募集能力。
在运动神经的轴突周围包裹着一层叫髓鞘的蛋白质,该物质往往被称为中枢神经系统中的白质。髓鞘对人类的运动控制能力而言非常关键。它是一种能发挥调控作用的蛋白质,能决定中枢神经系统传导给肌肉纤维的动作电位的速度。髓鞘给神经轴突上的动作电位加速,进而调控动作控制。和人体产生的大多数适应能力一样,髓鞘也是为了应对反复刺激而进化出来的。一旦接收到某个强度足够大、频率足够高的信号,大脑就会识别出需要加强的动作模式,髓鞘会根据需求的增加而产生。这一结果与神经的可塑性(神经系统随实际经验而发展的动态过程)这一概念有关。换言之,人体内的神经机制就是用进废退。
为什么我们说掌握这一概念非常重要呢?我们经常听人说熟能生巧,这句格言已经被人们重新定义为“正确的练习造就永恒的记忆”(学习等同于行为的或多或少的永久变化)。然而, 这一推断中有部分内容是非常值得推敲的,因为学习理论中的一个关键特征是习得,即一个人必定会犯错,并从错误中获取反馈,成为适应能力的基础。在涉及战术学习或发展比赛感知能力时,这种理念显得特别有意义。也就是说,在设定的运动环境中,能够明确怎样及何时使用特定的动作技能。
但如果是学习动作模式和发展神经通路,教练们就应当稍微转换思路:正确的练习生成髓鞘,髓鞘让人产生永久记忆。[5]对运动员运动的监控是十分关键的,因为髓鞘应以一种正确的方式生成,让运动单位以协调的同步启动方式来发展有用而协调的运动能力;而不是以另一种不正确的方式来生成,即强化不当的动作模式或导致动作代偿。换句话说,重复错误或不合理的动作模式会让它们变得根深蒂固,成为习惯,从而变得难以改正。特别是当不得不在压力或疲劳状态下施展动作技能时,尤其如此。
位于神经轴突和肌鞘之间的是运动终板,它有一个叫作突触的连接端,突触在动作控制方面的作用非常关键。随着动作电位到达神经末端,信号将穿过突触从而触发纤维内部的收缩。神经与肌肉纤维间的交流机制叫神经递质乙酰胆碱。神经递质的释放量与神经信号的强度成正比。动作电位的强度越大,释放出来的乙酰胆碱就越多。乙酰胆碱穿过突触和结合部直奔其终点,直到动作电位不再沿轴突传导,这一过程才会停止。
这一过程是连续不断的。只要人活着,神经递质就会一刻不停地被释放出来。但为了防止运动单位永远处于激活状态,人体进化出了一种阈效应。当附着在肌肉纤维薄壁上的神经递质足够多时,纤维薄壁的电位就会改变。如果当下积累的神经递质不足,电信号就不会被传导给连接运动神经的肌肉纤维,于是运动单位就不会收缩。这一现象被称为运动单元收缩的全或无的原则,也就是说,运动单元要么被激活要么不被激活。
运动单位的分类
运动单位的分类依据是肌肉纤维组织的化学特性,这些特性会影响到纤维收缩的速度,从而影响它们在人类运动中所起的作用。运动单位分类的主要决定因素是纤维蛋白肌丝的酶谱。而肌质网的数量与密度会影响钙的释放,以及肌肉收缩机制的其他动态组成成分。[2]
运动单位只能包含一种纤维,即I型、Ⅱa型、Ⅱx型中的任意一种。除了说明收缩速度外,纤维类型还可以表明纤维的主要代谢途径(有氧或无氧),因而可以看出运动单位抗疲劳性的能力高低。这些运动单位间的同步性,对完成技巧性运动而言至关重要。
Ⅰ型纤维主要是慢肌纤维或耐力性纤维。那些要求耐力对抗疲劳的肌肉主要就是由慢肌纤维组成的。比如说,腓肠肌和比目鱼肌(即小腿部位的肌肉)从成分上来讲主要就是慢肌纤维型肌肉,因为它们可以保证人在较长的一段时间内持续站立或行走,而不感觉肌肉疲劳。由于这些肌肉具备一定的耐力,它们主要依赖的就是有氧条件下产生的能量,这个过程叫慢速糖氧化,本章后文将对其进行讲解。
如此一来,这些纤维的收缩速度就相对较慢。Ⅰ型纤维需要大量的氧气供应,从而进一步需要大量的血液供应。这些纤维也拥有更多的线粒体(慢速糖酵解产生ATP的结构),同时线粒体的个头也比其他肌肉纤维中的要大。
Ⅱa型纤维是中间型肌肉纤维,它们也叫作快收缩氧化-糖酵解纤维(FOG)。由于这些纤维富含线粒体,它们似乎能够耐受更长时间的疲劳,也更能从一定强度的间歇性运动中迅速恢复。因而Ⅱa型纤维特别适合各种高强度运动(多次冲刺和冲撞)的运动员,诸如在障碍滑雪、800米和1500米这样的项目中使用。在这些运动中,运动员要在较长的一段时间里维持爆发性动作。
Ⅱx型[1]肌纤维的收缩速度较快(换言之,它们是快肌纤维),其反应速度是慢肌纤维的10倍。这些纤维是用来应对爆发性、高强度运动的。它们有一个酶谱,旨在通过无氧糖酵解产生能量。这样一来,它们就不能耐受疲劳,只能在短时间内全力运作。
由于Ⅱx型运动单元无须氧气来产生ATP,它们的供血显得相对不足。这些纤维与慢肌纤维相比,线粒体更少、更小。相对而言,那些从事爆发力运动的运动员(即短跑、投掷和举重运动员)会有大比重的Ⅱx型肌纤维。支配快肌纤维的运动单元有个特性,即它们的每个运动神经元上都连接着大量纤维,因而可以通过募集相对较少的运动单位,快速发出较大的力量。
肌肉所能达到的收缩力量可以通过两种机制来增大。首先,能够募集到更多的运动单位去执行任务。力量的产生与募集纤维的顺序有关,这取决于运动强度。这一概念被称为肌纤维募集的大小原则,如图2.8所示。
(身体)首先募集的是Ⅰ型肌纤维。其次是Ⅱa型肌纤维,这是由于需要更大的力量,或者是由于Ⅰ型肌纤维已经疲劳。在对力量的要求接近峰值时,就会募集最大的运动单位,即Ⅱx型肌纤维。但这部分肌纤维不能耐受疲劳,因而不能长时间工作,即便是训练有素的运动员也是如此。理解肌纤维募集的大小原则非常重要。只有在运动负荷和速度需要一定的收缩力量或强度时,身体才会募集Ⅱa或Ⅱx型肌纤维(因此需要训练)。
本体感觉与牵张反射
小脑是中枢神经系统的一个关键组成部分,因为它主要负责协调体内的本体感觉机制。本体感觉是一种决定身体相对位置的感觉(或将关节重新定位到预定位置的能力),并且能够在运动或抵抗外部负荷时决定肌肉用力的程度。
一个与此相关的(但区分明显的)感觉是运动觉,即感受到某个身体部位发生了运动的感觉。本体感受器存在于肌肉、结缔组织、关节和皮肤中。
它们(这些感觉)将来自运动各个方面的信息反馈给中枢神经系统,比如肌肉长度、肌肉张力、收缩速度,以及与外界物体的接触。这经常被运动者描述为触觉或感觉(如“对球的感觉”)。运动觉让神经肌肉系统得以把动作电位传递至其他肌肉,让肌肉能够做出精确(或模糊)的调整。这一机制及其他机制为中枢神经系统提供反馈,确保大脑接收到这些反馈,并做出指令,决定是否完成及怎样完成这些有意识的、控制下的运动,为接下来可能要做的动作做好准备。
平衡、目标控制及移动技能都要求具备非常良好的本体感觉与运动觉。击打一个物体的能力——比如踢球或挥动球棒击打投过来的棒球——要求具备非常敏锐的关节位置觉。经过适当的进阶训练,这一感觉会变得自动化同时能得到巩固,这对提高技能和运动水平而言影响深远。肌梭感受器和高尔基腱梭感受器都是影响肌肉功能性表现的重要的本体感觉器。这是因为它们在运动中能够调控其中一个非常重要的、能够对神经肌肉系统做出反馈的生理力学反应:牵张反射。
对于发展运动员的身体素质而言,理解牵张反射颇为重要。因为它既是运动员的一个保护机制,同时也是支撑着体内大部分动作控制的关键生理力学功能。它无疑是跑跳之类大多数爆发性动作以及诸如快速伸缩复合训练等力量训练技术的基石,这些内容将在第8章和第9章中进行说明。
肌纤维具有使它们拉长的弹性特性。这个功能与橡皮筋类似,人们可以拉伸橡皮筋储备势能,直到橡皮筋被拉伸至一个临界点上。临界点可能与拉伸肌肉的程度有关,它可以通过肌梭感受器来感觉到。
肌梭是被包裹着的梭内肌纤维,它们位于纤维束(图2.5)内部,与肌纤维串联。一旦肌肉被拉伸得过长,那么在肌肉纤维组织受损前,肌梭纤维会通过传入神经给脊髓传递信息。[6]这些脊髓中带有α运动神经元的神经突触,能快速(往往在1到2毫秒内)将预程序化的动作电位发回给运动单位,从而引发肌肉纤维强烈的反射性收缩。[7]
那些产生或支持同样动作的协同肌肉,在牵张反射被激活时也会受到神经的支配,从而进一步加强保护性的(有力的)反射动作。牵张反射(也叫伸张反射)对产生爆发力的运动动作和维持身体姿态的完整性而言非常重要。
牵张反射的一个实际例证
采取站立姿势,一只手放在大腿上。食指尽可能重(用劲)地拍打大腿。然后用另一只手把食指往回扳,直到觉察出一种拉伸感后再放手。把食指往回扳后再放开,食指就会比它先前没有被拉伸时拍打在大腿上的力量更大。回扳食指的速度越快,放开后它拍打到大腿上的速度也越快。即便回扳后没有立刻松开,而是暂停一会儿,也会引发一个慢速的牵拉缩短周期性反应,并储备好弹性势能。与自然收缩相比,这会对大腿施加一个较大的力量。
本体感觉通过动力(运动)链不断进行动态姿势调整与维持,其中的重要性将贯彻全书。上方横线上是对牵张反射的一个实例说明。
高尔基腱器官(腱梭)位于肌肉-肌腱连接处的内部。这些细胞器会对外部负荷下肌肉张力的增加做出反应。对高尔基腱器官进行刺激会抑制针对肌肉和运动单位的神经刺激,从而保护肌肉免受过度负荷带来的伤害。
由于运动任务往往要求快速发展因外部负荷引起的肌肉内部的高水平张力,因而运动计划的一个要务就是逐渐发展对高尔基腱器官作用的抑制。这样肌肉就能够耐受训练和运动任务中快速发力的情况,而不会变得失去活力。可以通过一般性的力量训练或专项爆发力训练达到这个效果,例如快速伸缩复合训练,这些是第9章中的主要内容。
神经肌肉系统对训练的反应
在神经肌肉系统内,对训练的许多可能的适应都可转化为运动行为。
首先,在教授动作技能时,教练应当强调该技术的关节位置。在学习的初级阶段,关节位置要比技术规定的速度和爆发力更为重要,因为关节位置决定了肌肉发挥什么样的作用。运动员通过强化关节的动作模式来训练所调动的肌肉。重复这些动作也能发展本体感觉与运动觉,从而让运动员在越来越多的新的、复杂的任务中确保关节对位。这种训练方式会加强肌肉间的协调性,即主动肌、对抗肌、协同肌等各肌群完全服务于目标动作的能力。该训练还会尽可能减少共激活效应,同时最大限度地发挥协同效应。[8]
训练还会增加某些器官的抑制能力(如高尔基腱器官),或激活其他器官(如肌梭纤维),从而利用拉长-缩短周期来产生爆发性的动作。
这些适应能力将有助于加强肌内的协调能力,这会关系到激活与抑制主动肌的方式。
合理的训练还会增加运动神经轴突(神经元)内部的髓鞘化,从而能够让动作电位从中枢神经系统到肌肉的传输变得更加有效。中枢神经系统内部的学习模式也会提高运动单位被激活的有序性——这也就是潜在动作电位的编码方式。同理,神经信号到达肌肉的频率(编码速度)也会得到提高。这些适应意味着肌肉可以通过改善肌肉内的协调来被激活以产生更大的收缩力。[8]
类似的适应现象不仅仅见于单个的运动单元中,也会在更宏观的角度有所体现。确实,技巧性运动表现是感觉、本体感觉,或运动感觉反馈和其他激活反应性动作的需求共同作用的结果。因而,一个重要的适应能力训练就是要能察觉到肌肉纤维长度、张力和收缩速度的变化,从而激发并产生正确的或积极的信号,并发送至运动单元。组织动作电位同步而协调有序地激活运动单元,或者确切地说让大肌肉群协调运动,才是一个关键的训练反应。
能量代谢系统
人体内进行的一切工作(思考、运动、控制)都需要能量。为了提高运动员运动系统的机能,提升机械运动的能量供应能力也不可忽视,它与发展动作技能以高效地完成运动任务具有同样重要的作用。著名短跑教练罗兰·西格雷夫就曾经说过:“任何傻瓜式的重复都会使人疲劳。诀窍是让他们以正确的方式感到疲劳,从而不会失去技术的完成质量。”(私人交流)。
能量是通过分解能量储存分子而产生的。在运动中,肌肉中用来储存葡萄糖的肌糖原往往会被分解,但有时它可能是脂肪。分解这些分子需要一些生理系统的配合。例如,呼吸系统将氧气带入体内;血液系统则通过血液运输氧气,为这个过程提供动力的是心肌(这样才有了心血管这个说法),氧气被供应给处于一连串代谢反应中最后一个阶段的细胞,而这些代谢反应是用来产生能量的。
相比于关注这些系统自身,我们不如以这样的前提为基础,即这些系统是共同作用以产生能量的。因而,我们将其统称为能量代谢系统。
能量代谢系统负责产生化学能量,让体内的各个器官与系统能够正常运行。影响生理活动速率的主要因素是体内能量流通的有效性,这种流通的能量就是三磷酸腺苷(ATP),这是一种化学结构上连着三个磷酸盐分子的腺苷分子。这些化学结构中储存着能量,当它们分解时就会释放出能量,从而让生理活动得以顺利完成。
由于体内几乎没有储存ATP的细胞(通常情况下,数量极少的ATP会在运动开始后的1到3秒内耗尽),运动员需要通过训练,才能以合适的速度产生ATP,从而产生出足够的能量去满足体育活动的需求。获取ATP的能力制约着运动员的运动能力,因而教练需要了解这方面的知识,即在不同的运动强度下,这些能量传输机制是如何工作的。
负责从体内储备的化学能量中生产ATP的能量系统主要有以下3种。
磷酸原 这个系统有时也被称为磷酸肌酸或肌酸磷酸系统。通常情况下,它能通过分解体内储备的磷酸肌酸来产生ATP,从而产生出能够供应身体剧烈运动长达10秒的能量。当这部分储备被耗光后,身体就会利用糖酵解作为产生ATP的主要手段。
快速糖酵解 这个系统有时被称为无氧(没有氧气参与的)糖酵解(糖原的分解)。
有氧代谢 慢速糖氧化是在有氧气参与的情况下,产生ATP的一连串代谢反应。
这3个系统并非是相互独立的。事实上,它们其实是合为一体的,在任何活动中,都是由三者一起工作来提供能量的。它们是如何组合的,以及在某个特定的活动中由哪个能量供应系统占据主导地位,取决于运动强度。运动强度越大(也就是说,在任何时刻,运动越是接近最大强度),快速糖酵解所起的作用也就越大。通过这种方式,橄榄球(图2.9)这样的运动就得以和足球运动区分开来。足球比赛中会出现很多持续时间较短的高强度冲刺运动,中间夹杂着长时间的、强度相对较低的跑步或走动。这两种运动之间不同的运动特征,会体现在运动员的相关训练中。当ATP的需求超过供应时,很快就会出现疲劳感,这是为了保护身体系统免于受伤害。
所谓糖酵解,就是把肌肉和肝脏中储存着的糖原分解为一种叫作丙酮酸的物质。这个转化过程共计需要12次酶促反应,反应后净得3个ATP分子和氢离子。在有氧气的情况下,氢离子在后面的运动阶段中可以用于产生更多的ATP。当有氧条件下产生能量的速度跟不上能量消耗的速度时,磷酸原系统(ATP-PCr)就会与糖酵解系统并肩作战,从而让肌肉能够产生力量。通过这种方式,这两种能量系统就成为高强度运动中最初几分钟的主要能量来源。
丙酮酸分子用于何处,取决于运动强度。限速因子是心脏呼吸系统为正在工作中的肌肉供应氧气的能力。在低强度运动中,氧气的需求量能够得到满足,依赖氧气的(慢速)糖氧化允许丙酮酸转运到被称为线粒体的肌细胞内的细胞器中。
线粒体中会发生一系列化学反应,最终会产生36个ATP分子(一个糖原分子的潜在产能为39个ATP分子)。在产生ATP的反应过程中,会产生水和二氧化碳这些副产物,它们被血液从肌肉细胞中运出,通过肺部排出体外。只要运动员能把糖原和氧气输送给工作中的肌肉,这个过程(被称为氧化磷酸化)就会发生。
当氧气供应满足不了运动强度的需求时,不依赖氧气的(快速)糖酵解就会成为产生ATP的主要来源。ATP的净产量不变(两三个分子),但丙酮酸的去向有所改变。在这个过程中,丙酮酸不再被送进线粒体,而是被降解成细胞内的乳酸。
在中等强度的运动过程中会形成乳酸,它有两种用途。当氧气供应充足时(比如,在高强度运动后,运动员通过大口呼吸来缓解缺氧状态),乳酸就会变回丙酮酸,并被运到线粒体中转化为36个ATP分子。否则,乳酸就会被移出肌肉细胞,被血液带到肝脏,在那里被还原为葡萄糖,从而为运动的下一阶段做好能量储备。我们从中可以看到,乳酸其实不是什么毒素(许多教练是这样认为的),它其实是对身体有用的能量来源,对慢肌纤维而言它的用途更大,因为这类纤维富含线粒体。
在大部分基于集体对抗的运动项目以及所有运动持续时间少于3分钟的体育项目中,高强度的无氧供能都是重要的供能形式,这种无氧供能维持的时间很短。高强度的无氧供能能够立刻为运动员产生最多可维持2分钟的能量,但明显的疲劳效应会限制运动员保持无氧运动的能力。这种现象的产生是由于肌肉细胞内乳酸的产生过程中伴随着氢离子(H+)含量的增长。这些带正电荷的粒子的浓度增高会使肌肉细胞变得更偏酸性。酸性的提高会干扰肌肉的收缩机制和ATP产生过程中酶的活性,从而引发疲劳。人体进化出这种保护机制,是为了在体力耗竭前限制一个人的运动量。如果想了解针对能量代谢系统进行适应性训练方面的综述,请参见肯尼、威尔莫和科斯迪尔合写的著作。[2]
图2.10对能量代谢系统内部可能会出现的各种训练适应情况做了概括。在本章内容中,我们通篇讨论了神经肌肉系统和骨骼肌系统对于技能性运动的重要性。通过理解发展运动系统各组成部分的基本原则,教练可以操控训练方式和训练负荷量,从而达到所期望的训练结果。这些知识为后续章节中概述的专项技能开发过程奠定了基础,这些过程提供了一套系统化的功能准则,以指导我们决策,如何才能使针对这些运动素质的训练达到最佳效果。
本章小结
本章基于这样的理解,即体能是体育成就的先决条件,同时专项动作技能是以基础(或基本)动作技能为基础的。事实上,对于负责训练运动员身体素质的任何人来说,他的第一要务是使运动员养成正确的动作姿势。在这个基础上,进一步以功能性和渐进的方式去发展肌肉动作。对能量代谢系统的各种供能方式的理解,能有助于将关注于运动系统全面适应的训练计划以某种方式积极地转化成运动表现。
[1].在某些资料中,Ⅱx型肌肉纤维被称为Ⅱb型纤维。从技术层面上来讲,Ⅱb型纤维只能在啮齿类动物的身体组织中见到。但这个小问题不应该改变这个词的引申含义。