纵跳运动中摆臂的贡献及训练

吴肖洁 金江涛

摘 要：纵跳作为多数运动项目的组成部分以及训练下肢爆发力的有效方法，在体育运动中占据重要地位，其中是否摆臂和摆臂方式对于纵跳成绩的影响一直以来都是体育科学研究领域的争议点。文章采用文献综述法，通过检索近年来国内外研究者在摆臂对跳跃相关运动项目成绩的影响，以及对摆臂技术的研究，分析摆臂对纵跳影响的机制，以及不同摆臂策略对纵跳成绩的影响，总结更加有利于提升运动成绩的训练方法，为训练中摆臂方案的优化提供科学依据。

关键词：纵跳 摆臂方案 综述

中图分类号：G808.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）11（a）-0050-04

Abstract： As an integral part of most sports and as an effective method to train the explosive power of lower limbs， vertical jump plays an important role in sports. The influence of swing arm and swing arm methods on vertical jump performance has always been a dispute point in sports science research. By retrieving the impact of domestic and foreign researchers in recent years related to the the influence of swing arms to the jump sports scores， and research on swing-arms technology. Analyzing the mechanisms of the swing arms effect to the vertical jump， and the influence of different swing-arm strategies on the vertical jump performance. Then Summarizing the training methods that are more conducive to the improvement of sports performance， and provide a scientific basis for the optimization of the swing-arm program in training.

Key Words： Vertical jump； Swing-arm strategies； Review

縱跳是体育运动中的一项基本动作，可以用来评价人的身体素质，也是许多体育项目技术中重要的组成部分和取得成绩的关键因素。总所周知，纵跳作为一种多环节的综合运动，需要各个环节的协同配合，积极的摆臂更是其中必不可少的一部分。人们从20世纪70年代便开始研究摆臂对纵跳的贡献，但当时对摆臂的规律、原理、阶段的研究仍存在较大的局限性。直到现在，关于纵跳摆臂的研究仍然层出不穷，并逐渐向摆臂的时序性、神经肌肉控制等方面发展。文章通过中文关键词“纵跳、摆臂”以及英文关键词“jump/vertical jump，arm/arm swing”检索国内外数据库：PubMed、Cnki中国知网，并采用文献综述法总结国内外相关研究，为优化纵跳技术以及提高训练效率提供理论支持。

1 纵跳

纵跳是球类、自由体操、跳水等运动的基础。例如排球的扣球、拦网、二传手跳起传球；篮球技术中的抢篮板球和跳投等；自由体操和跳水的各种空翻或转体等，这类项目的动作均需要较好的纵跳技术。纵跳亦被用来作为一种训练手段、评价下肢力量大小以及作为运动员选材的指标。纵跳已被证明可以有效地评价人体的运动能力，如纵跳高度可以反映弹性势能贮备在人体运动中的所起的作用，评价双关节肌肉的功能。

纵跳高度是评价肌肉力量的比较直观的指标，纵跳高度受多种因素影响：肌肉的最大力量，肌肉产生最大力量的速度，以及上下肢神经肌肉的协同能力[1]。研究者利用各种仪器如测力台、三维摄像技术等得出最大肌力和平均肌力来反映这些因素对纵跳高度的影响[2，3]，纵跳高度也被教练员广泛应用于评价最大力量。许多研究已经证明纵跳高度的提高可以反映肌力的增强速度[4-6]，但也有报道称肌力的增强和纵跳高度之间没有明显关系[3，7]。

2 纵跳摆臂

当我们学习纵跳时，老师或教练都会让我们将双手放在背后，进行无摆臂的纵跳。通过这种简单的实验，我们会发现与不摆臂相比，纵跳过程中用力摆动双臂会增加纵跳高度。两种不同纵跳方式的示意图如图1所示。许多研究发现，大多数人能运用上肢和手臂的摆动来提高纵跳高度，摆臂可以使纵跳高度增加约10%[8]。所以，纵跳摆臂一直是运动生物力学领域的研究热点，但是摆臂能提高纵跳水平的机制尚存在争议。

2.1 机制

摆臂能够有效提高纵跳高度，这一点以及毋庸置疑，其机制至今仍有争议。国内外研究者提出了多种假说，包括力的传递说、蹬伸时间延长说、动量增加说、拖拽说、关节力矩增大说，这些理论假说分别从不同的角度对摆臂提高纵跳成绩这一现象进行了解释[10]。从运动生物力学的角度，纵跳时摆臂比不摆臂跳得高，原因有二：一是摆臂使腾空时的身体重心高度上升[3]，二是摆臂使腾空时身体重心的垂直速度增加[8]。研究表明，身体重心垂直高度的上升使纵跳高度增加了28%～54%，而身体重心垂直速度的增加可以使纵跳高度增加46%～72%[3，8]。

纵跳时双臂上摆使整个身体的重心上移，从而达到更大的腾空高度。前人的研究将纵跳高度定义为腾空后身体重心的最大位移大小，即使还未离地时重心便已升高，但摆臂纵跳的高度仍然大于不摆臂的纵跳[8]。

至今，研究者们已经提出了两个不同的理论来解释摆臂使身体重心垂直速度增加的机制：（1）拉动理论（“pull” theory）[3]或能量传递理论（“impart energy”theory）[11]指出了在整个摆臂纵跳的过程中肩膀发力的重要性，肩膀产生的力占了由于摆臂额外增加的力的30%～50%[12，13]。（2）关节力矩增大理论（“joint torque augmentation”theory），许多研究发现摆臂纵跳时髋关节做功大于不摆臂纵跳[3，8，13]。有的研究指出纵跳摆臂时膝关节做功减少[14]，有的却说增加，还有的得出膝关节做功并没有改变[3]。大部分研究都得出踝关节在摆臂时做功增加，少数研究得出没有改变。关于摆臂纵跳时髋关节做功增加，不同的研究有不同的说法，一些人指出在纵跳摆臂过程中，髋关节力矩并未发生改变，而关节的活动范围增加[13]。也有些研究表明手臂的摆动限制了髋关节的外展，因此，髋关节外展肌产生的力将会更大[3]。Domire等指出肩关节产生的力矩额外增加了对躯干的阻力，从而使髋关节的外展减慢，所以髋关节外展肌力增强[12]。Lees等却有不同的解释，他们认为摆臂纵跳时重心的垂直速度增加是由于髋关节能量的贮存并传递[3]。

2.2 摆臂时序性

纵跳是用来评价人的身体素质和运动技能的重要指标，许多研究也已经证明了身体素质对纵跳表现的影响，但是作为一种运动技能，纵跳却总被忽视[14]。然而，越来越多的研究通过测量峰值肌力和能量等与肌肉力量身体素质相关的参数，得出这些指标在高水平运动员和普通运动员之间并无明显差异[15]。更有研究指出，一些与技能相关的时序性的运动学和动力学指标，在不同水平的运动员身上都表现出了明显的不同。Garhammer等发现高水平跳跃项目运动员跳跃时的地面反作用力明显低于普通运动员，但冲量却更大[16]。Vanezis等研究发现不同水平运动员纵跳时髋、膝、踝关节峰值出现的时刻并无统计学意义，但定性地来看，不同环节运动的时序性出现了明显不同[4]。

纵跳动作技能的组成包括两个方面：关节和环节的时序性运动，以及摆臂的影。纵跳运动采用由近至远的动作模式，即髋的运动在先，其次是膝和踝的运动。纵跳时要采用由近至远的顺序，是因为通过优化各个环节运动的时序来使身體重心的垂直速度最大化，以及使从近端到远端的能量传递更加有效。然而，这种由近至远的纵跳策略，与所有关节同时运动的纵跳策略相比，哪种更佳仍存在争议。Aragon-Vargas等研究指出膝关节相相对髋关节制动时间的延迟与纵跳的高度并无明显关联，但这个研究存在潜在的局限性[17]。第一，髋关节的转动被局限性地定义为大腿的转动，而在由近至远的纵跳方式中，也有可能是骨盆的运动带动了大腿的运动，而且骨盆的转动更能代表纵跳时近固定的运动形式。第二，实验只对髋、膝关节之间的绝对时间进行了研究，现实生活中人们可以在任何时间进行纵跳，研究整个纵跳过程中关节的相对延时会更加有意义[18]。

纵跳分摆臂和不摆臂两种，手臂的摆动能增加纵跳高度。摆臂影响了骨盆的运动学表现，以及髋关节从屈曲到伸展的过渡[8，19]，所以正确地摆臂可以增强各关节由近至远的时序性。然而，现在还缺少对纵跳时摆臂的精确技术的研究，从文献中可以发现，大部分的研究都是采用“同时摆臂”，即预蹲的同时手臂上摆。也有另外一部分研究采取了“优先摆臂”的策略，即预蹲之前手臂先上摆，如图2所示。从生物力学的角度看，“同时摆臂”技术在下蹲时手臂上摆使整个人体的重心上升，这就延缓了身体重心的下降和地面反作用力的降低。“优先摆臂”技术在预蹲之前便已把重心抬高，然后在下蹲时手臂下摆使重心再次降低，因此增加了重心向下的速度[20]。这样做在下蹲之前便可以增加地面反作用力，并在垂直加速度产生之前便产生肌张力，这也是“优先摆臂”技术的优势之处。

2.3 负重摆臂训练

在田径跑跳运动项目的训练中，教练员通常会采用背沙袋跑跳等负重训练来增加运动负荷，这是为了提高运动员的速度力量。但是，背负沙袋跑、跳是把重心加在躯干上，由于跑的技术要尽量减少身体总重心的上下起伏，因此，它仅仅作为一个附加重量加在躯干上，并没有增加腿蹬地时的动支撑反作用力，不能反射的增加每一次后蹬腿的蹬地力量，而是训练摆动腿的向前摆动的力量。有专家提出摆臂加重训练法，此训练法是把负荷固定在摆动臂上，以增加摆动臂的负重。摆臂可以增加地面对人体的反作用力，当手臂向下摆动时动支撑反作用力减少，当手臂上摆时动支撑反作用力增加。曲峰等的研究发现负重对于大部分运动员来说对原地纵跳摸高成绩影响较大，所以在训练期间负重，可以增加其上肢肌群的肌力，从而达到负重训练的目的。而对于运动成绩好、上肢力量强的运动员，训练时需加大负重量，以达到负重训练的目的[21]。陈安平等人得出在摆动臂上适宜负重可增强人体的最大摆臂能力，并激发出人体的潜能，从而对不负重时人体原地纵跳产生积极的影响[22]。

3 结语

随着体育科研水平的发展，研究人员们对纵跳中摆臂的作用的研究越来越深入，纵跳是多关节多肌肉协同参与的综合运动，需要运用整体的思想去分析把握。对于摆臂能加强纵跳表现的机制至今没有定论，需要更多的研究去证实。纵跳作为一种必不可少的运动技能，不仅需要下肢速度力量，更重要的是各个环节的协同配合，才能完善纵跳技能，并应用于各种运动项目中，并最终取得更好的成绩。因此，今后的研究应着重于对纵跳时摆臂技术，如时序性的研究，总结出一套既省力又有效的摆臂方案。

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