【体能实践】场地试验:评估足球运动员有氧能力、无氧能力、速度及灵敏

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【体能实践】场地试验:评估足球运动员有氧能力、无氧能力、速度及灵敏

2024-02-26 09:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

众所周知,足球涉及很多重复性爆发力的动作,比如踢、冲、铲、跳这些能力的强弱与足球成绩直接挂钩(26,27,33,47,50)。因此,我们需要评估足球运动员的力量与爆发力水平。

敏捷通常被定义为:在保持平衡,结合力量与爆发力,神经肌肉均协调的情况下,身体快速转变方向的能力。虽然在比赛中,变向所占的比例较小(大概11%),但是整场比赛下来,平均50次是少不了的(33,38,39,51)。快速动作通常在关键时刻发生,这也往往决定了是否可以成功进球。因此,敏捷的重要性不言而喻,运动员快速变换动作的能力对赛绩影响颇深。即使敏捷与加速度和最大速度相关,但是Little 和Williams认为加速度和最大速度对比赛结果的决定系数(coefficients of determination)较弱,因此把敏捷试验分开来执行比较好。

为什么要选用场地试验?

逻辑上,很难做到给一个运动员配备专门的实验室去做这个生理测试,更别说给整个球队。这样成本很高(38,52),对于资金充足的俱乐部来说也难以应付,何况试验是定期就要做一次,不是做一次就不再做。虽然实验室试验结果有更高的内部效度和可靠性,但是它的成本过高是个不争的事实,所以场地试验便应运而生了。

通常,在季前赛期间,教练指导职业或大学运动队的时间都很有限,一般少于一个月。所以,在有限的时间内执行完必要的评估显得十分重要。此外,时间虽紧,但仍要确保评估数据的可靠有效,确保每个运动员在两次试验间有足够的时间恢复。综合以上要求,场地试验的优越性就显露出来了。它简单易操作,很少用到仪器设备,所以很受教练和运动员的欢迎。

试验顺序

运动生理学理论,更具体地说,身体能量系统决定试验的顺序、休息时间,以此来提高试验信度(test reliability)。试验有一些要求,需要测试者对试验流程十分熟悉,选用的动作体现协调性,并且重视试验形式的执行。此外,试验须在疲劳试验前执行,避免降低试验结果的准确性。美国体能协会(NSCA)建议的试验顺序如下:静止的和非疲劳的,敏捷,爆发力和力量,冲刺,局部肌耐力,无氧代谢能力,有氧代谢能力。作者将在后文列出并证明此试验顺序的合理性。

体适能试验之有氧试验

足球运动员90%的能量来源于有氧供能(4,11,23),因此,在试验中加入有氧试验是十分必要的。测试有氧能力的几种场地试验也发展得十分成熟。许多测试最大摄氧量(VO2max)的场地试验要么需要受试者在规定的时间内跑出最大跑动距离;要么设定好跑动距离,要求受试者尽可能快地完成。这些试验从一开始就要求被测试者“竭尽全力”,所以很考验运动员的动力水平和教练的知识储备,否则会导致试验结果的不准确。

20世纪80年代,随着公众对跑步和运动表现的兴趣不断增强,连续多级运动试验和极量多级折返跑试验的开始引入,评估有氧能力的场地试验也进行了一次革命。这些引进的试验都采用强度递增的方法,并且都要根据录音调整速度(蜂鸣测试)。但是,其中的每一种试验都有其自身独特的地方,分别采用不同的方式来评估运动员的体适能水平。

UMTT测试是连续多级试验的一个代表。在场地上量定25m,起止点各放置一个圆锥筒,受试者在此场地连续不断地折返跑。起始速度设置为10km/h,每2分钟增加1km/h。如果受试者连续三次在听到beep声时,离圆锥筒的距离超过2m,则该受试者的测试结束,得出最大速度。如果受试者完成了至少一半的距离,那么他/她的速度只增加0.5km/h。这个速度就被用来代表最大有氧速度(maximal aerobic velocity)。Le´ger等人指出这个试验可以有效(r=0.96,估计标准误差[SEE] = 2.81 ml·kg-1 ·min -1)可靠地(r = 0.97, SEE = 1.92 ml·kg -1 ·min -1)预测受过和非受过训练的年轻和中年男女性的最大摄氧量,所以此试验具有较高价值。

虽然运动员在足球赛场上的运动是很持续连贯,像UMTT这样的跑动试验的过程也是很连贯,但是运动员在快跑、慢跑、走动与完全休息之间会常常经历运动方向和步调方向的改变(1,5,14,15,27,30,33,36–38,47–50,53,55)。

Ramsbottom等人对比了20m强度递增的折返跑试验(在距离20m的两个标志物间折返跑,速度递增)和通过收集呼出的空气测量最大摄氧量的实验室跑台试验(laboratory treadmill test)。他们发现,两者的相关性为r = 0.92(SEE = 3.5 ml·kg -1·min-1 )。但是,Metaxas等人对比了与上述相似的折返跑试验,间歇性折返跑试验和实验室跑台试验,发现持续性的折返跑的最大摄氧量最低(p ≤ 0.05),比间歇性折返跑低10.5%(p ≤ 0.05),比持续性实验室跑台试验低11.4%(p ≤ 0.05),比间歇性实验室跑台试验低13.3%(p ≤ 0.05)。

Bangsbo发明了针对足球专项的20m折返跑试验,又称YOYO间歇性试验,并于1994年面世。YOYO间歇性试验实际上与Ramsbottom研究的试验一样,除了一点:YOYO允许受试者在跑了1个20m来回之后,有个休息时间。最低水平的运动员一般需要10秒的时间完成一个单向20m。

YOYO试验有两个版本,YOYO间歇耐力试验(YYIE)(恢复时间为5秒)和YOYO间歇恢复试验(YYIR)(恢复时间为10秒)。每个版本都各有两个级别的试验,1级试验(L1)适用于年轻或非精英运动员,2级试验(L2)适用于完成了所有1级试验的精英运动员。这样看来,YOYO试验实际上有四个版本。

所有的YOYO间歇试验都是用来评估运动员持续进行间歇性快跑的能力(休息时间短)。YYIE和YYIR都给磷酸原和糖酵解供能系统施加了压力,运动员需要模仿足球比赛中长时间,高强度,间歇性运动。因此,YOYO试验是一种符合足球专项的场地试验。

研究证明,YYIR的峰值心率与实验室分级试验的峰值心率没有显著差别(相似性甚至高达98-100%)。Dupont等人发现,在YYIR1期间出现的峰值心率与UMTT期间出现的峰值心率没有显著差别,且具有显著相关性。(r =0.88, p <0.001)这是使用YYIR来确定足球运动员最大心率的依据。

Castagna等人研究了YYIEL1期间运动员的摄氧量情况,发现此试验的摄氧量峰值与分级跑台试验(graded treadmill test)的摄氧量峰值没有明显差别。而最近的一篇文章指出,目前还缺乏YYIR试验期间摄氧量的具体分析的研究。

在现代研究中,Castagna等人对比了YYIEL2,YYIRL1,和跑台试验(不包含摄氧量数据的对比)。他们发现,YYIEL2和YYIRL1的完成水平存在显著相似性(r = 0.75, p =0.00002),YYIEL2的试验结果与最大摄氧量,处在通气阈上的摄氧量和速度都明显相关(r = 0.75, 0.76, 和0.83 ; p = 0.00002)。跑台试验的MVP与YYIEL2 和YYIRL1的也存在显著相关性。(r = 0.87 和0.71 ; p = 0.0003)

Krustrup等人指出,从跑台试验的心率和摄氧量关系中估计出的摄氧量峰值与最大摄氧量存在97 ± 1%的一致性。Dupont等人发现YYIEL1的摄氧量峰值与UMTT的最大摄氧量没有显著差别,得出的结果也具有显著相关性。(r = 0.92, p , 0.001)。他们还发现,YYIEL1的最大摄氧量和速度峰值也存在显著相关性。(r = 0.61, p <0.05)。

研究人员已证实,对于足球专项的运动员来说,YYIE和YYIR都是一种很好的评估他们运动能力的试验。到底是用YOYO试验中的哪种等级和类型,取决于运动员的能力。YYIE试验更侧重于评估有氧能力,YYIR试验则偏向有氧和无氧能力。建议年轻和业余运动员选用YYIEL1试验,再慢慢进阶到L2 (7,30,31)。对于比赛强度更高的精英运动员,推荐YYIR level 1或者 level 2。

现代足球运动员的摄氧量峰值大概是200 ml·kg -0.75 ·min -1(≈66ml·kg -1 ·min -1)。这与上述介绍的各种不同试验的摄氧量峰值相符。

速度与速度耐力/无氧恢复试验

足球运动,特别是高水平的足球运动,以短时间的高强度活动后紧接着短时间的主动或被动恢复为特点(7,30,31)。这两个“短时间”也决定了在一场比赛中谁才是赢家。在足球运动中,短距离冲刺、加速、减速、改变方向、施展技能都具有表面效度(face validity)。运动员必须要重复进行这些高强度训练任务。举个例子,比如在比赛的进攻中,运动员会重复进行冲刺,紧接着撤退到阵地防守。如果运动员越能有效地恢复耗竭的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate),那么随后的冲刺能力也会越强。因此,进行快速恢复能力的评估是很有必要的。

测量在规定的跑动距离内所用的时间是一种有效测量运动员的速度和冲刺能力的方法。理想情况下,所有的速度测试都应该使用电子计时门来测量时间。(11,14,19,38,49)秒表也可以,但是人为控制难免影响试验的信度和效度(reliability and validity),(49)通常使用秒表会导致结果比原来快0.24秒。(21)

运动员冲刺能力的衡量由速度增长率(加速度)和可达到的最大速度构成。(33) Bangsbo (5)发现,运动员在一场比赛下来,每次冲刺的距离一般在1.5米到全场长度(大约100米)之间,平均每次冲刺的距离为17米。这与文献所述一致,即96%的冲刺,距离都不超过30米,平均持续时间少于6秒,每隔90秒冲刺一次。而有大概一半的冲刺,距离还不足10米。最大冲刺往往发生在运动员做好充分准备后,要想更快达到最大速度,前提是时间和距离都满足冲刺条件。

针对足球来说,从原地开始,计算5-10m冲刺所完成的时间是一种可靠有效的测量加速度的方法。请看表1表2对此测试的统计分析。

分析最大速度有很多种测量方案,但大多数都用到了以下这种方案:20-40m的直线跑(11,32,33,38,49,53,58,59)。那些不涉及加速度的试验都从静止状态开始,但是这不符合球类运动的专项特点,所以大多数球类试验从一个‘‘已在运动’’的状态开始(11,32,33,38,49)。

为了提高效率,如果设备充足,最好把测量加速度和最大速度安排在同一场试验中,分别提取在离起点10m处和终点处的冲刺时间。在起点,离起点10m处,和终点放置间隔标志物。或者,将脚踏开关(pedal switch)放在起点后面,使得受试者在踏出踏板时,将后脚放在自然开始的位置。当受试者的身体任一部位越过起点线或者脚踏离脚踏开关时,试验自动开始(11,38,49)。

重复执行三次冲刺试验(11,38,49),每次休息间隔至少5分钟。评估加速度和最大速度试验的最佳时间应记录下来。具体请看表1和表2的数据统计分析。(由Mirkov 等人(38) 和 Jullien等人各自为他们的速度试验而整理。)立标准。但是,Jullien等人发现,年轻的成年男性足球运动员在10m的冲刺距离内,平均时间为1.85秒(Table 2)。le Gall等人根据国际,职业,业余身份将161名男性运动员(14-16岁)进行分组分析。在10m的冲刺距离内,平均时间在1.96 ± 0.10秒和1.82 ± 0.10秒之间;在20m的冲刺距离内(动态开始),平均时间在2.57 ± 0.15秒和2.34 ± 0.13秒之间。在分别对14,15,16岁的运动员在10m,20m,40m的冲刺评估之后,le Gall等人发现这些运动员后来的冲刺时间都达到了竞技水平。

在评估速度耐力时,比较常用的方法是,使用重复多次冲刺试验(repetitive sprint test ,RST),并且每次休息间隔的时间较短。试验要求受试者每次冲刺都要竭尽全力。不同的测试者会采用不同的冲刺距离,大概在20-40m间;重复次数一般在6-15次。Balsom等人指出,如果休息间隔时间超过30秒,将会降低试验效度——降低评估有关冲刺的所有参数(尤其是加速度)的有效性。这些试验得出的数据可以用来分析疲劳指数(fatigue index ,FI),运动表现减量(performance 因为测试者的知识储备有限,所以针对成年精英运动员的冲刺时间尚未建decrement,PD)等衡量疲劳的因素。

疲劳指数是由前两次冲刺的最佳时间和最后两次冲刺的最慢时间之间的差值确定。FI指数越低说明速度耐力能力越强。而PD的计算方式为,每次冲刺的时间总和除以最优时间和的商再乘100,最优时间和为最优时间乘重复的次数(Fitzsimons等人),详细算法见表3。

RST的总跑动时间信度系数为0.942。Meckel等人发现,PD的信度系数为0.75。然而,最近有一些反对的声音,他们觉得实际PD的信度系数在0.11到0.50之间。

Meckel等人发现,在RST1试验(12 ×20 m, 20秒休息)中的PD和RST2试验(6×40 m, 30秒休息)(r = 20.322, p = 0.09)中的摄氧量峰值具有显著相关性(r = 20.602, p <0.05)。这说明,重复冲刺的次数越多,有氧系统参与供能越多。

Bangsbo发明了一种类似的试验,包含7次冲刺,休息间隔为25秒;还引进了变向跑——在10-20m 间,向一侧变向跑5m。Wragg等人把它发展成1.8%变化系数,95%可信区间,具有较高可靠性的试验。此试验的有效性自然没话说,但是侧向变向跑包含了敏捷性的评估。Young等人发现,随着变向的次数越多,与速度评估的相关性降低,公共方差增大。但是,Bangsbo的试验只有一个,方向变化得也不算复杂,所以它还可以算得上是一个有效的速度试验(r >0.92, p < 0.01)。

Sayer等人发现,国家级大学生运动员的FI mean为0.415 ± 0.213。而Meckel等人发现,甲级青年联盟足球运动员的PD大概是5.0 ± 2.0。

灵敏试验

灵敏试验是一种包括减速和变向的速度试验。灵敏试验和线性速度试验的结果可以综合衡量一个运动员的速度能力(33,49)。与冲刺相同,完成一轮灵敏试验的时间越短,说明运动表现越好。

关于评估运动员灵敏的场地试验有很多,包括Pro灵敏试验(pro agility),T字跑试验和六角形试验(hexagon test)。Taskin提出了四线冲刺法作为衡量加速度和速度的标准。受试者俯卧在A线后,在开始信号发出后,受试者起立,向前跑10米到达B线,并用脚触摸B线。然后转180度往回跑20米通过C线。用秒表计算在AC之间的跑动时间。尽管这不是一个有效的评估速度与加速度的试验,但是它复制了足球的模式,方向的改变使得它可以成为测试灵敏的方法之一。虽然灵敏与速度有一定的相关性,但是它们的决定系数(coefficients of determination)比较低。

Mirkov等人提到速度试验的要求,受试者在两条距离5m的平行线间来回跑,重复10次。试验的同类相关系数(intraclass correlation coefficient)为0.94。更多统计分析见表1。

足球专项的灵敏试验还有很多,其中有个因操作简单而流行——Z形试验(Zigzag test)(33,38)。这个设置好的Z形场地由4个部分组成,每个部分长5m,受试者转向的角度有100°。Mirkov等人提出,分别测出边跑边运球完成和只跑不运球完成此Z形场地的时间。边跑边运球完成的时间和只跑不运球完成的时间的比例为技能指数(skill index)。指数越高,对球的控制越好。表1有此试验的统计分析。

Balsom和Bangsbo创造了足球专项的灵敏试验(49),Balsom的灵敏试验是超过45m的变向跑测试。参考Sayer等人对此试验的数据图表。Bangsbo的试验顺序(circuit)为:5.5m冲刺,交替单步支撑,变向运球穿过障碍物,最后射门,总距离超过31.10m。参考Jullien等人对此试验的图表研究。每个试验最多可以重复3次,取最佳成绩。

即使Balsom的试验与其他灵敏试验相似,但测试者不能在Balsom的试验信度中获得具体的数据。因为其他灵敏试验的信度是经过分析了的,并且它们的运动模式与足球最相似。此外,虽然Bangsbo的试验也具有一定的可靠性,也符合足球专项的特点。但是,它掺杂了一些技能要素,对于单纯评估灵敏性来说,它的有效性会比较低。

其他试验

足球运动员需要评估的参数有很多,本文只讨论了一部分——有氧、无氧、速度和敏捷能力的测试。这些测试可以在室外,实验室,健身房执行。其他的一些体能测试一般在室内室外都可以做,包括人体测量(19,32,45,46,51,57,60)力量,柔韧性(1,57),和爆发力测试。

怎样使用这些数据

试验所得的数据使得教练员能够知悉运动员的具体情况,制定最优的训练方案以解决运动员的强弱项问题,这将有助于提高训练的有效性和运动成绩。此外,这些数据还能使运动员了解自身的不足,明白教练为其制定方案的依据,以及与其他运动员及行业平均水准相比,自己的水平在哪里。这可以激励运动员不断进步,达成自己的目标(23,49,52)。而力量和敏捷试验可以识别和解决身体不对称的情况,从而降低运动损伤的风险(2,13,16)。

建议

总的来说,采用的试验应该符合专项评估需要,确保有效性和可靠性。比如,对于评估精英运动员的有氧能力来说,YYIR试验就十分合适。

推荐执行:方向不变的线速度(包括加速度和最大速度)试验和多种动作组成完整一个的灵敏试验。这种测试方法将提高数据区分效度(discriminant validity)(20),因为他们两者之间虽然有联系,但他们分属不同的体适能参数(一个速度,一个敏捷)。测量线速度时,选取的跑动距离要超过30m,并分别在10m处(加速度)和30m处计时(最大速度一般出现在10-30m间),这是由足球的专项特征决定的(33,38,49)。为了简化试验,速度耐力的测试可在同一个设置好的场地执行,即在后20m段执行RST试验,重复冲刺6次,间歇时间大约在20秒,这样可以减少有氧供能的参与。

通过Balsom’s的足球专项场地试验可以测试出运动员的灵敏水平。此试验包含带球和不带球部分,测试者可由此得出技能指标。此试验的顺序如下:带球敏捷性测试,不带球敏捷性测试,线性速度测试,RST,YYIR试验。这符合NSCA推荐的试验顺序,技术含量最高的放第一,最容易产生疲劳的放最后,否则将影响整套试验的正常进行。不同试验都会涉及多种供能系统供能,在不同时期,各种供能系统所占比例不同。以下为供能时间从短到长排列:磷酸原供能,糖酵解供能,氧化供能。注意,留足合适的恢复时间是很有必要的,在计划试验顺序时应考虑进去。表4列出了每个试验所需要的工具和测试者人数(38)。

结论

与足球队合作的体能训练专业人士,需要具备执行高效、合适、可靠的体适能试验的能力,试验应符合足球专项的特点,且尽可能降低对工具的依赖性。本文简要概述了足球专项的几种场地试验,并且给出了执行各种试验的建议。所有试验都可以在一天内做完,这样不仅对日常训练影响较小,还可以在整个赛季中反复执行。体能训练师和技术指导可以充分利用本文所有的试验结果数据,帮助运动员设计更高效合理的训练方案,以帮助他们提高成绩。

文章来源:NSCA

翻译:朱志林

编辑:向莉返回搜狐,查看更多



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