田径运动训练过程控制理论研究述评

王拥军，杨丽芳，胡 磊

(重庆工商大学 体育学院， 重庆 400067)

一、引言

田径运动训练过程控制理论是在吸收了多门自然科学学科的基础上发展而来的。随着运动控制理论的不断健全和发展，其应用范围也不断扩大，引起了有关专家的高度重视。运动控制理论起源于欧美等发达国家，经过半个世纪的发展取得了巨大的成就[1]。本文在充分整合国内外有关研究文献资料的基础上，对田径运动训练过程控制理论研究现状进行论述。在对国内外田径运动训练过程控制理论研究的起源论述的基础上，介绍田径运动训练周期理论、田径运动负荷控制理论以及田径运动训练过程控制模式等内容。目前，学术界在田径运动训练周期划分、训练结构等方面已经达成了共识，但对于训练周期的安排还存在部分分歧。

二、田径运动训练过程控制理论研究溯源

(一)国外田径运动训练过程控制理论研究溯源

国外较早对田径运动训练过程控制理论展开了研究。20世纪60年代，苏联对控制理论的基本原理进行了完善，提出田径运动训练过程控制理论，并进行了深入研究[2]。1965年10月，在莫斯科召开了第一届田径运动控制理论应用研究会议，会议主要探讨了如何将程序教学控制理论运用到体育训练中；同年11月，莫斯科国立体育学院举行了以“控制论和体育运动”为主题的学术会议，与会者从多个角度对田径运动控制理论展开了广泛讨论，并对其在田径运动上运用的可行性进行了分析[3]。此次会议奠定了控制理论在体育运动中的基础地位。此后，部分学者开始深入研究这一理论，并出版了大量的具有代表性的理论著作，如佩特罗夫斯基撰写的《控制论与运动》、马特维耶夫编著的《训练调控及最优化》。

(二)国内田径运动训练过程控制理论研究溯源

国内学术界对控制理论在体育训练中的应用研究起源于20世纪70年代中后期北京体育大学部分教学工作者组织的系统论、控制论、信息论小组的研究。袁旦等在系统论、控制论以及信息论的基础上，对体育运动控制理论的应用进行了深入研究，分析了控制理论应用于体育运动的可能性和应用方式[4]。目前，我国专家在这方面进行了大量的研究，如田麦久教授撰写的《项群训练理论的创立与发展》、过家兴教授编撰的《运动训练学》。这些著作从不同方面对田径运动训练模式、组织结构等进行了系统分析，有针对性地给出了训练的指导原则和方法。国内其他专家在这一基础上对训练过程中其他控制理论和方式进行了系统分析，如谢亚龙编撰的《中国优势竞技项目制胜规律》。

综上所述，国内外对体育运动控制理论的研究已较成熟，尤其是国外一些田径强国的理论研究与训练实践之间已形成相互促进的局面。我国的研究虽然起步较晚，但是在我国优势项目、体制特点和训练模式等方面的研究已取得了大量成果，为中国体育科学化训练奠定了一定的基础。

三、田径运动训练周期控制理论的发展

(一)国外田径运动训练周期控制理论的发展

艾达姆·扎亚克指出，短跑运动员参加比赛所需的直接准备期限较短，训练周期一般在4个星期左右[5]；格·马克西缅科等认为，运动员在体育比赛前应进行4个星期左右的训练，且每个星期为一个小周期，训练内容应和比赛内容相衔接[6]。Iskra指出，400 m跨栏训练周期由6个阶段构成：第一阶段为训练准备阶段，第二阶段为项目准备阶段，第三阶段为一般性准备阶段，第四阶段为专项准备阶段，最后是主要赛期以及次要赛期两个阶段[7]；黑尔马尔在《田径运动员初级到高级的长期训练过程》中就田径运动员训练问题进行了详细阐述[8]。

综上所述，国外专家主要从生物学人体机能适应能力、超量恢复等方面对运动训练周期控制理论进行了研究，尤其对田径运动训练周期有关的训练方式、训练内容、训练手段等进行了系统研究，比较注重训练计划的整体设计，对田径运动的训练起到了很好的参考作用。

(二)国内田径运动训练周期控制理论的发展

范振国指出，田径运动员的生理机制、心理状态、思维变化、运动技能形成的微观过程是一项由生物系统、社会系统、技术系统在特定的时间和空间上组合而成的典型灰色系统[9]。因此，本文运用灰色系统理论对田径运动训练进行科学研究，以期为教练员在训练中提供参考。

徐本力根据一般系统论、周期运动与回归理论、突变论等系统科学理论，对现代竞技运动的构成因素进行了整体研究，从整体上确立了立体训练控制理论体系，并确定了运动周期性是其最基本的特征[10]。王爱文等指出，人体运动是复杂的，所以对人体运动的描述不能仅仅是对单一关节、单一肌肉进行描述，而是需要更为复杂的计算框架来描述，应从数学、物理、计算科学、解剖学、生理学等多门学科角度出发对人体运动控制进行研究[11]。茅鹏在对田径运动员训练周期进行深入研究后，将田径运动员训练阶段划分为技术训练、体力训练、成熟训练等多个训练阶段[12]。

国内众多学者分别从单一学科、综合性学科等角度对运动周期控制的理论进行了科学、系统的研究。实现了从单一关节、肌肉个体角度到整体的研究，尤其在赛前准备、训练结构设计等方面进行了深入探讨，使训练更符合人体生理结构、运动生物力学原理。以系统论科学指导田径运动训练实践，促进了我国田径运动成绩的快速提高。

综上所述，目前学术界在训练周期、训练内容方式上看法一致，但在训练周期中的具体安排存在差异性。可能是因为运动自身差异性以及气候不同等因素使学者在运动训练周期上产生了不同认识。但应当注意的是，部分专家对传统训练周期理论提出了不同意见，并总结出了全新的周期控制理论，如Verchoshanskij在《训练计划设计的技巧》一文中对训练计划制定、适应周期、训练方式进行了分析，并在此基础上提出了科学训练控制研究模型[13]。

四、田径运动训练过程周期负荷控制理论的兴起

田径运动训练负荷控制理论是在生理学研究基础上发展而来的。可以说，这一理论是人类在田径运动训练过程中进行科学控制的重要成就。

(一)国外训练周期负荷控制理论的兴起

国外运动训练周期负荷控制理论研究起源于20世纪50年代中期。在此时期中，部分训练人员将研究重点转移到田径运动技术以及训练方式优化方面，希望以对运动技术的创新来提升田径运动水平。20世纪初期，随着田径运动训练理论的发展，特别是随着生理运动学等有关学科的发展，部分学者逐渐意识到运动员体能在日常训练和比赛中的重要作用。在这一基础上，许多教练开始尝试将大运动负荷量等作为提升运动员训练水平的主要方式，并取得了显著成效。同时，总结出了一系列科学的训练方式，如苏联专家凯里舍夫在《苏联体育教育理论》一书中提出在一般体能训练结合专项化训练的基础上逐步提升运动负荷的原则[14]。Lacour对田径运动中短跑运动员训练前后的生化指标进行了分析，为运动员负荷控制原理提供了理论依据[15]。

目前，田径比赛的竞争愈发激烈。为了提升运动员的技术水平，在今后的比赛中取得更为出色的比赛成绩，部分专家对田径运动日常训练过程中的负荷控制进行了研究，如库兹明等通过实证研究指出赛前重复训练对比赛成绩有着直接的影响[16]；契内等指出运动员的最佳运动成绩和运动员的专项负荷强度以及负荷量有着直接关系[17]；安托诺夫指出，高强度的赛前训练对提升运动员运动能力和技术水平有着极大的意义和作用，但对运动员心肺功能的影响却并不明显[18]。

国外训练周期负荷控制理论主要运用生物学、生理学原理和大运动负荷量进行实证研究，通过对运动员生化指标和运动员专项运动成绩前后的差异进行分析，证明田径运动训练过程周期负荷控制理论的科学性。

(二)国内训练周期负荷控制理论的兴起

我国田径运动训练早期的训练负荷控制主要是根据训练过程中人体的生理适应与刺激变化进行的。受西方文化的影响，运动负荷通过脉搏、血压、心血管机能、血红蛋白、尿蛋白、心电图等几项生理指标进行控制。尹军等指出年度训练过程中的准备期训练重点集中在发展绝对力量、速度力量和专项技术训练等方面，负荷变化表现为负荷量和负荷强度的平行发展和渐进递增特征，其中负荷强度一般控制在80%～90%这一最高成绩水平[19]。陈兴胜等认为大负荷高强度训练在赛前使用时必须考虑其特定的时机，在使用大负荷高强度训练时必须结合超量补偿原则，正确运用重大比赛前的放松方式[20]。

国内专家学者主要运用实验法在专项训练中采用不同的负荷干预方式，对运动员的生理指标、训练成绩进行监控，通过实验前后对比确定不同阶段运动负荷的强度。

综合国内外有关田径运动负荷控制的相关研究，专家学者主要从运动生物化学角度出发，结合运动员的自身特点，在不同训练阶段施加不同的运动负荷，对运动员的各项指标进行科学监控和调整，从而提升运动员的负载能力以及机体恢复能力，进而提高竞赛成绩。

五、田径运动训练过程中的控制模式

大多数学者以专项训练学、数学等学科理论知识为基础对运动员田径运动过程中的控制模式进行的研究，主要从运动员的身体体能、运动技能、心理等多个方面展开。目前，对这方面的研究主要有3种形式：一是运用数学方法对运动员的身体素质、技能训练模式、比赛模式等进行研究；二是运用数学方法对训练过程控制模式进行研究；三是运用数据挖掘技术对训练过程中的可视化数据控制模式进行研究[21]。

(一)从专项训练角度对训练过程控制模式的研究

从专项训练角度出发对运动员训练过程控制模式进行的研究最早可追溯到20世纪20年代中后期，当时的教练对自己从事的体育运动项目有针对性地组织体育训练，如在短跑运动员训练过程中，通过反复、多次的长跑来促进运动员身体承受能力的提升，此后这种类型的训练方式被称为“辅助性训练”。

在20世纪20年代，著名的芬兰长跑名将帕沃(Paavo)在训练中尝试间歇式的训练，这种新的训练方法有效地提高了成绩，他在1920—1928年三届奥运比赛中斩获9枚金牌。第二次世界大战前，德国运动科研团队尝试将间歇训练方式在德国体育运动队伍中进行系统化的推广，并在随后的一系列田径赛事上获得了较好的成绩。在德国心脏学家赖因德尔和教员格施乐等一批研究者的共同推动下，间歇训练法的科学性和规范性逐渐加强。根据间歇训练法，如果运动监控显示心率达到170～180次/min，通过间歇将心率降到100～125次/min，随后再进行规定训练将提高运动员的心泵功能，即格施乐-赖因德尔定律。现代间歇训练模式要求运动员在训练过程中，将运动员的训练划分为多个阶段，各阶段之间有一定的间歇时间，从而提升运动员的耐力和爆发力，对提升运动员心血管机能有着极大的意义和作用[22]，田径训练过程控制基本模式如图1所示。

图 1 田径训练过程控制的基本模式

受此启发，其他专家对传统训练控制模式进行了创新，其中以“超量训练模式”和“法特莱克训练模式”最具代表性，并据此培养了一大批具有国际知名度的田径运动员，为人类体育事业的发展作出了突出贡献[23]。与此同时，部分学者对训练模式进行了全面系统的研究，如Janusz教授等认为，运动员的爆发力、忍耐力以及速度是关系到运动员400 m跨栏运动成绩的关键[24]。在国内，基于马俊仁带队训练的特征和成绩，有学者强调运动员长跑运动日常训练要按照“调下来、养起来、冲上去、练上去”的训练模式[25-26]。Barnes教授等指出，长跑运动训练应当以提升运动员身体机能为基础，因为良好的身体机能可以提高运动员的耐力，保证运动员在高度疲劳状态下依然能够保持良好的技术和运动状态，避免肌肉拉伤等不良状况的出现[27]；徐绪友教授通过实证调查研究发现，现代化的体育竞走训练模式以地腾空、高步频为主[28]。

(二)运用数学方法对训练过程控制模式的研究

通过对国内外相关文献的整合及分析发现，学术界运用数学方法对训练过程控制模式进行理论研究取得重大突破是在20世纪60年代。在数学理论的引导下，苏联佩特罗夫斯基首次将控制理论应用于田径训练中。他提出训练控制的基本理念后，国际上出现了新型训练模式。通过应用这一训练模式，在1972年慕尼黑奥运会上，鲍尔佐夫成功夺取了100m、200m短跑项目金牌，从而引起了各体育强国的关注和重视[29]。我国学术界从20世纪80年代开始将训练控制理论运用于田径运动训练中，并获得了极大成就。1985年，我国短跑运动员郑晨通过短短两年时间的训练就打破了100m短跑亚洲纪录。图多·博姆帕教授等对短跑运动员主翼项关系进行了研究，取得了一定的理论成果[30]，但由于其研究是针对个体运动员进行的，局限性较大，因此无法将其应用于其他专项训练的控制中。

(三)大数据背景下可视化数据对训练过程控制模式的研究

随着大数据时代的到来，训练过程的控制对数据的准确性和可靠性提出了更高的要求。在体育训练过程中可以获得众多的数据，但是其中相当一部分数据不具有显著意义。因此，应对数据进行有效分级，即根据其显著性特征，将数据归入不同级别，并以可视化的方式呈现，从而实现数据更具体、更直观、更有效的利用[31-33]。可视化数据训练过程控制模式如图2所示。这一过程是一个动态的、系统的过程。首先，运动员在每次训练比赛后及时将数据上传至电脑网络系统进行数据分析。这一过程是数据从现实世界转化为电脑世界的过程，并最终以可视化的方式呈现。这一模式分为3个部分：完成训练或比赛过程；上传、处理、可视化数据；可视化呈现。第一部分的关键是运动员要及时、准确和有效地上传数据；第二部分的关键是整个分析体系的科学性和有效性，也就是对数据进行有效分级的过程；第三部分则取决于运动员和教练组根据可视化结果的呈现，保持、调整或更改训练计划的过程。目前，可视化数据在运动领域的应用主要集中在运动心理学、运动生理学、运动损伤与康复和运动营养学等10余个相关学科领域[34]。这些学科的研究热点主要有：运动员训练与比赛的生理生化适应与恢复机制监控[35]，运动员一般力量训练与专项运动训练的生理学机制监控[36]，运动员科学化训练过程与周期性比赛过程的监控[37]，运动员各类损伤、生理与心理性运动疲劳的预防及恢复机制监控[38]，运动员训练与比赛周期中营养消耗与摄入的监控等领域[39]，依据各个运动项目的自身特点对运动员各类生理生化机制的监控[40]，运动员训练与比赛周期的监控[41]。

图2 可视化数据训练过程控制模式

六、结语

国外学术界逐渐加强了田径运动日常训练过程中控制理论的研究力度，对推动这一理论的发展有着积极的意义和作用。而且，国际上运动训练学学者、教练员和运动员对多种手段的训练与比赛监控应用持一致的接受态度[42]，现在逐步在采用包括信息系统学、体育学和统计学等多学科和跨学科的方式进行运动训练监控[43]，并且在数据的解读和应用方面也在不断的提高[44]。但是，目前国内对田径运动训练过程控制理论的研究尚处于起步阶段，研究深度还不足，例如在训练过程中如何确立可控指标、可控指标的内容和占比，如何对可控指标进行科学有效的评定，比赛过程中运动员在赛场上的负荷能力、身体机能和体育训练适应能力之间有什么样的关系等都还需要进一步深入研究。解决以上问题无论是对提升田径运动员的技能水平还是增强运动员本身的身体素质都有着极大的理论和实践意义。从宏观层面看，还对提升我国国民整体运动水平，促进我国体育事业发展，建设体育强国有着重要的意义和作用。