优秀短跑运动员的训练和发展科学和最佳实践文献的整合
The Training and Development of Elite
Sprint Performance: an Integration of
Scientific and Best Practice Literature
摘要
尽管有大量关于短跑训练的研究,但是在产生世界级短跑表现的训练过程方面,我们的认识是有限的。本篇综述的目的是整合有关精英短跑表现的训练和发展方面的科学和最佳实践文献。短跑表现很大程度上取决于遗传特征,运动员个体一年中的表现差异低于典型变化、最小的有价值变化、以及外部条件如风速、监测方法等的影响。然而,关键的潜在决定因素(如爆发力、技术和短跑专项耐力)是可训练的。在本综述中,我们描述了如何将众所周知的训练原则(渐进性、专项性、变式/周期和个性化)和不同的训练方法(例如,短跑/跑步、技术训练、力量/爆发力、快速伸缩复合训练)运用于短跑训练当中。事实上,在如何应用训练原则与方法方面,科学和最佳实践之间存在巨大的鸿沟。绝大多数短跑相关的研究都是针对年轻的团队项目运动员进行的,并侧重于最大强度、短恢复时间的短距离冲刺,但是精英短跑运动员进行的短跑/跑步距离范围很广,强度和恢复时间的变化也很大。在最佳实践中,与科学文献中的“通用”方法相比,训练构成(即形式、持续时间、强度、恢复、课程频率)的选择与训练课的预期目的之间存在更强的联系。本综述为科学家和实践者提供了关于精英短跑表现的训练与发展的出发点,并可作为一份立场声明,概述最先进的短跑训练建议,并提出未来研究所要检验的新假设。
关键点
l 在如何将训练原则和训练方法应用于优秀短跑运动员的表现上,科学和最佳实践之间存在相当大的差距。
l 这篇综述作为一份立场声明,概述了最先进的短跑训练建议。
l 我们为科学家和实践者之间关于短跑成绩的训练和发展的讨论提供了一个出发点。
背景
100米短跑冠军的诞生仍然是每届奥运会的高潮,获胜者都是“世界上跑得最快的人”。自第一届现代奥运会以来,先进的训练方法和刻意练习,以及跑道表面和鞋子的关键改进推动了世界纪录的巨大进步。因为短跑是一项核心能力,构成许多运动的基础,因此有大量的科学文献对短跑训练进行研究。据现有研究报告,绝大部分短跑相关的训练手段对短跑能力具有积极影响,这导致了一种假设:很多方法都轻易地提高短跑表现。相比之下,对精英运动员长期的观察表明了一个非常不同的事实:大部分运动员一年中个体表现的差异低于典型变化、最小的有价值变化、以及外部条件(风、温度、海拔、计时方法/程序等)的影响。对于发表的科学文献与观察到的实践之间的这种不一致,合理的解释是:(1)倾向于积极结果的发表偏见;(2)受试者训练水平的偏见,大部分实验数据来自对未经训练或训练一般的运动员的研究。
与世界级耐力运动员的许多描述性研究相反,迄今为止,没有任何关于世界级短跑运动员的研究描述了整个年度周期中训练构成(形式、持续时间、强度、休息时间、训练频率等)的变化。可以说,世界级运动员采用的短跑训练方法的正向发展并不是由体育科学家推动的。基于世界一流短跑教练的实践经验和直觉的公开“菜谱”和训练指南,以及权威的田径联合会的理事会文件,已成为国际短跑圈子中重要且流行的最佳训练信息和框架建设的来源。我们相信,将现有研究证据的数据源与实践检验的结果相结合,可以为概述最先进的短跑训练建议和提出未来研究所要检验的新假设提供了一个有效的出发点。因此,本综述的目的是整合有关精英短跑表现的训练与发展的科学文献和最佳实践证据。虽然本综述主要集中在田径运动和竞技100米短跑,但大部分内容也与其他经常发生直线冲刺的运动有关。
短跑表现的决定因素
传统上100米短跑被分为三个主要阶段:加速、最大速度和减速。加速阶段又可细分为初始(起跑器起跑和反应)、中程和最终子阶段。世界级短跑运动员的反应时间通常为0.17–0.18±0.03秒。不同表现水平的速度曲线形状是一致的,但每个阶段的持续时间和质量则因人而异。总的来说,最大速度与100米短跑表现高度相关,最好的短跑运动员加速的距离比表现较差的运动员更长。表1显示了观察到的分段时间与100米短跑水平的关系,可用于确定个体在不同阶段当中的优势和劣势。
表 1 不同表现水平的100米分段时间
爆发力、技术和短跑专项耐力被认为是100米短跑表现的关键决定因素。最大水平爆发力输出与短跑表现之间存在非常强的关系;短跑距离越短,与最大水平爆发力输出的关联就越高。短跑中的爆发力输出需求随着速度的增加呈指数增长。Slawinski等人报道,世界级男子和女子短跑运动员的单步平均最大水平爆发力输出分别为30.3±2.5和24.5±4.2W·kg−1,通常在短跑的第1秒后达到。男子和女子最高的个体值分别为36.1和29.3W·kg−1,代表了当前人类的上限。
尽管短跑的基本原理相对简单,是由运动定律决定的,但运动员解决力学限制并利用限制之内的自由度的方式要复杂得多。文献综述表明,以下运动学变量最受关注:
l 时空变量(例如步长、步频、触地时间、腾空时间)
l 触地和离地时各环节位置关系
l 触地前瞬间或触地过程中的下肢环节速度
l 前侧和后侧力学
事实上,短跑的力学变量是相互影响的,没有单一变量与更好的表现相关。因为动力学和运动学密切相关,运动员无法应用他们没有充分掌握的短跑力学。有关短跑技术的更多信息,可以参考先前发表的生物力学分析。
短跑专项耐力是指短跑的减速阶段。速度的下降通常伴随着步频的降低。短跑中的疲劳归因于中枢神经系统的紊乱和骨骼肌内的外周因素。现有研究表明,腿部刚度对短跑专项耐力尤为重要,这会影响弹性能量的储存。短跑专项耐力也取决于瞬时的能量供应。通过测量氧亏积累估计得到的100米短跑中无氧能量系统的相对贡献(来自储存的三磷酸腺苷、储存的磷酸肌酸、以及无氧糖酵解)约为80%。
短跑表现很大程度上取决于遗传特征。公认的短跑教练Charlie Francis表示,“短跑运动员是天生的,不是后天培养的”。然而,哪些遗传特性具有最大的作用一直是争论的主题,因为遗传倾向不仅包括人体测量特征和肌纤维类型比例,还包括对训练的适应能力。一般来说,精英表现是多因素的,许多遗传变异的贡献是叠加的。
短跑表现的发展
短跑能力在整个生命周期中会随着生长、成熟、训练和年龄增长而进步和退化。世界级短跑运动员达到巅峰表现的年龄通常为25-26岁。然而,在评估巅峰表现的年龄时,需要考虑训练年限的概念。年轻时开始专业训练的运动员可能比更晚专业训练的运动员更早达到巅峰表现。
Haugen等人报道称,世界排名前100的短跑运动员在20岁出头时,平均每年的进步仅有0.1–0.2%。与表现较差的运动员相比,表现最好的运动员通常在巅峰年龄之前的几年中表现出更大的进步。例如,Haugen等人报告称,世界上最优秀的男子和女子短跑运动员从18岁起平均进步了8%,而对应的挪威国家级竞技短跑运动员的进步为1.3-1.4%。一些被调查的运动员可能使用了兴奋剂,或许影响了这些结果,但其他因素(例如训练状态、对训练的反应、教练质量、营养等)也能够解释不同表现水平的可训练性差异。然而,在30岁以后要提高甚至保持短跑表现变得非常有挑战性,这很可能是由于神经和/或内分泌因素以及与年龄有关的II型肌纤维分布和/或横截面积的减少。
在身体成熟的速度和时机中所观察到的差异使得识别和培养短跑天赋变得困难。精英青少年田径运动的特点是明显的相对年龄效应和高流失率。许多年轻运动员在充分发挥潜力之前,可能会被劝退,不再继续进入成人级别。Boccia等人观察到,在一组有天赋的年轻运动员中,青少年早期的运动成绩并不是成年后跳远和跳高表现的良好预测因素。可以合理地推断短跑也是如此。
综合所有研究结果,那些在青少年阶段表现出高水平但没有过度专业化的短跑运动员,正处于成年后成功的最佳起点。过度专业化和不适当的训练进度会增加非功能性过度努力、过度训练和表现停滞的可能性。人们普遍认为,精英表现需要10年或10000小时的刻意练习,才能获得在国际水平上竞技所需的技能和经验。尽管刻意练习的观点在体育科学和大众读物中得到了普及,但它对短跑的适用性非常有限。公开发行的Usain Bolt传记说明,极具天赋的运动员只要经过5至6年的刻意练习就能达到国际水平。事实上,运动员之间存在巨大差异,在理想条件下达到专业水平的途径也很多。作为长期训练策略的基础,教练依靠成熟的训练原则来设计训练计划并做出明智的决定。
训练原则
渐进超负荷
只有当运动员所接受的训练负荷随着时间系统性地递增,同时确保充分的恢复时,才能实现运动表现的长期发展。事实上,能够完成并承受大量训练负荷的能力被视为是一种随时间的适应,也是一种天赋。短跑的训练负荷取决于一系列构成要素,如训练形式(例如,短跑/跑步、力量训练、快速伸缩复合训练)、持续时间、强度、休息时间、训练频率、跑步表面和鞋类。这些要素将在后文的短跑专项部分中进行更详细的讨论。
渐进超负荷原则旨在降低受伤和过度训练的风险,同时刺激长期的训练适应。过度和快速地增加训练负荷可能是软组织损伤的主要原因。在短跑运动员中,非赛期之后的训练阶段以及准备期与赛季之间的过渡阶段是特别容易受伤的时期。Haugen等人观察到,在竞技短跑运动员中,三分之二的腘绳肌损伤发生在专项准备与赛季之间的过渡期。这一时期理想的特征是训练量大幅减少、训练强度/短跑速度增加、以及个人短跑成绩出现积极的“突破”。因此,在短跑训练计划的最初几周,应该有一个逐步的熟悉过程,包括强度和持续时间/重复次数。此外,随着赛季临近,对短跑运动员来说逐渐调动他们的最大短跑能力至关重要。当训练速度与比赛速度之间的差距太大时,受伤风险就会增加,但缺乏竞技短跑运动员中这一关系的汇总数据。
对短跑而言跑步表面和鞋类是训练负荷的关键和专项的影响因素。一般认为,表面越硬,下肢的神经肌肉负荷越高。大部分精英短跑运动员在橡胶跑道上穿钉鞋完成高强度短跑训练课。由于这种训练对中枢神经系统的要求很高,经验证据表明,高强度的短跑训练课需要至少48小时恢复。因此,一流的实践者很少会连续两天进行短跑。相反,通常是在草地或人造草坪上穿着减震跑鞋/运动鞋进行恢复训练课或低强度间歇训练。在草地上进行低强度间歇训练在牙买加短跑中有着悠久的传统。
专项性
训练适应仅限于所施加的刺激,包括动作模式和力-速度特征,如所使用的肌肉动作和肌肉群、动作速度、活动度、训练负荷和参与的能量系统。基于这些考虑,短跑和高速动作对于提高短跑表现至关重要,也就不足为奇了。根据Charlie Francis的说法,主要的刺激是高强度短跑的总距离数。然而,在专项条件下也存在变式。例如,短跑可以在助力或阻力条件下进行。其他“不太专项”的训练形式,如力量、爆发力和快速伸缩复合训练,通常是为了针对短跑表现的支持因素而进行的。虽然这些训练形式没有复现完整的短跑动作,但它们提供了专门针对那些限制短跑表现的重要因素的刺激。本文稍后将更详细地讨论提高短跑表现的各种训练方法。
变化和周期
专项训练变量的系统性变化能够产生最好的长期适应效果,变化原则建立在这一概念之上。根据美国运动医学院(ACSM)的说法,高水平运动员应该以周期化的方式进行更高相对负荷的训练。表现水平越高,就要求更系统性的变化。最常见的涉及到有计划的训练变化的训练理论就是周期,这是一个经常被误用的术语,如今指任何形式的训练计划,无论其结构如何。
在20世纪60年代,Matveyev是第一位写书讲训练周期化的人。传统周期模型的一个关键特征是早期强调高训练量和低强度,接着随着比赛期的临近逐渐过渡到高训练强度,并减少容量。一些一流的短跑教练对经典的周期模型表示怀疑,因为(1)最初的高容量/低强度训练会导致不恰当的适应,(2)临近赛季时高强度训练中包含的容量不足,以及(3)准备期结束时训练强度的陡然升高增加了不必要的受伤风险。然而,值得注意的是,许多短跑教练采用的仍然是传统的周期形式,尽管与Matveyev最初的模型相比,强度和容量的波动要小得多。
20世纪80年代,Verkhoshansky提出了板块训练周期,并被著名的教练们广泛使用。“板块训练”一词通常被理解为由多个训练负荷高度集中且专一的训练周期组成。板块训练的有效性也受到知名短跑教练们的质疑,因为该模型无法保证在不同的中周期中保持已经得到发展的技能。公开的信息表明,在精英短跑圈子中这两种周期模型都有用到。周期模型的选择似乎取决于短跑距离(100与400米)、日常情况(高中/学院/大学水平、职业与半职业或业余选手)和传统。一些教练将训练年分为一个准备期和一个比赛期。双周期(即两个巅峰期)更为常见,包括一个准备期、一个室内赛季、一个新的准备期、最后是一个室外赛季。一些最优秀的运动员还将室外赛季分为早巅峰和晚巅峰,以便为国内选拔赛和国际锦标赛做准备。在准备阶段将区分“繁重”和“轻松”的训练周是周期的另一个重要方面。一流的实践者通常采用2:1或3:1的周期,也就是2或3周较高的训练负荷,接着是一个以恢复为目的的较轻松的训练周。
“由长到短”的周期模型通常被长距离短跑专家所采用。这种方法在准备期早期侧重于长距离训练,并在整个训练年中逐渐进阶到短距离训练。Charlie Francis在20世纪80年代提出了一种更为流行的短跑周期模型,称为“由短到长”。其中,训练阶段主要通过对短跑各个阶段的侧重进行区分:加速、最大速度和减速。最初的中周期重点在于短距离短跑和爆发力训练,最终以室内赛季告终,60米是其中主要的比赛项目。在室内赛季结束后,最大速度成为首要目标,而在临近室外赛季时,短跑专项耐力的优先级最高。遵照该模型更容易提高最大速度,然后延长能够维持速度的时间。由短到长的周期模型确保了已发展的技能不会衰退。调整所需发展技能的重点,同时还要保持关键要素,这是一项重要的原则。在过去几十年中,这种由短到长的方法已被许多一流的实践者使用。
由短到长周期模型的另一个关键特征是两极化训练的概念。更具体地说,短跑强度应该要么高于最大速度的95%,要么低于70%,分别为了提高表现或促进恢复。中间强度(约70–95%)被认为对表现或恢复都没有好处,应避免。Donovan Bailey(前100米世界纪录保持者和奥运冠军)的教练Dan Pfaff多年来一直在临近赛季的小周期构建中采用一种同期、两极化、并且由短到长的思维模式。他会利用三天的训练模块:周一进行短距离加速,周三进行最大速度短跑,周五进行短跑专项耐力。我们注意到,在某些短跑圈子中所用的两极化训练组织与精英耐力运动员的训练强度分布非常相似,后者通常是按照两极化的模式组织的。在短跑中,两极化的方法可能也是满足了最高速度训练所需的训练质量,同时也满足足够的短跑训练量。在这些“区域/速度”中间的训练可能是一个“黑洞”,既达不到质量,也达不到数量,无法进一步提高。总的来说,两极化训练概念背后的生理机制还远没有被认识到,未来的研究应该更加关注这一话题。
总之,精英教练非常详细地设计运动员的训练计划。然而,尚不清楚特定的周期模型在短跑中的优势背后的潜在机制,并且没有直接证据使我们能够比较不同周期方法之间的效果。
个性化
个性化是一项总体的训练原则,指的是训练处方必须依据个人的表现能力和体质(如人体测量参数、训练状态/年龄、性别、恢复/受伤状态和力速度分布)。例如,短跑的运动学会因表现水平和人体测量参数而不同。这包括时空变量、起跑器摆放、早期加速阶段的躯干角度,和下肢关节角度。因此,在运动员不具备相应条件的情况下,教练无法通过训练使运动员实现这种短跑技术。例如,一个平庸的运动员在试图模仿世界级短跑运动员的步长时,可能会跑得更慢,因为地面反作用力通常会变得更垂直。
总训练量通常随着训练年限的增加而增加,但随着运动员在职业生涯后期接近他们的最大潜能时,训练量可能会减少,以满足高强度训练之间恢复时间增加的需要。这与合成代谢激素浓度随年龄的变化非常吻合,这些激素在机体训练后的代谢、组织修复和合成代谢能力中起着重要作用。例如,睾酮对短跑表现有积极影响。从三十岁开始,循环睾酮水平每年逐渐下降。训练后的内分泌反应也存在性别差异,如几项力量训练研究表明,男性在休息30分钟后睾酮和游离睾酮的恢复显著升高,而在女性中没有观察到或仅有有限的急性升高。在此背景下,值得注意的是,知名的牙买加短跑教练Stephen Francis认为,女子在训练中完成的训练量应该比男子少20%。一个相反的观点是,女子能够承受更高的训练量,因为她们的最大速度比男子低约10%(相当于神经肌肉结构所承受的峰值力和爆发力负荷显著降低)。科学训练文献仅提供非常有限的信息,关于训练处方中潜在的性别差异,所以未来的研究可以更多地关注这一主题。
训练史似乎也会改变恢复过程,但这种相互作用在研究文献中没有得到很好的解读。在美国运动医学会的立场声明中,关于爆发力训练的休息时长和训练频率的建议与新手、中级和高级运动员的建议类似。相比之下,英国田径协会发布的指南表示,短跑专项训练课的持续时间、重复次数和恢复时间应根据训练状态和表现水平进行调整。例如,在高水平表现环境中的一个基本假设是,精英运动员进行的每一次短跑对整个神经肌肉系统的要求都比那些表现较低的运动员要更高,因此,每次短跑之间需要更多的恢复时间。未来的研究应当要验证这一说法。
最近有人建议,个性化的短跑训练应该基于力速度(Fv)分析。一种运用这种方法的可能途径是个体测试与群体平均值的比较,其中存在速度缺陷的运动员应被安排进行更多的最大速度短跑,而存在水平力缺陷的运动员则应优先进行更多的水平力量训练。尽管已经概括了不同短跑水平运动员的参考值,但目前尚不清楚这种方法是否有效。这种方法的逻辑建立一种假设的关系上,即跑者的加速与峰值速度测量值和所参与肌群的潜在收缩特性之间存在直接关系。然而,所用肌肉的肌纤维缩短速度未必会随着跑速的增加而改变。弹性性能的贡献随着跑速的增加而增加,此时跑速的变化和肌纤维收缩速度之间的关系会变得复杂。跑速并不能代表肌肉收缩速度,因此,Helland等人对Fv分析在这方面的应用提出了质疑。关于如何根据力速度评估来量化和调节训练,还需要进行更多的研究。
训练方法
短跑训练
绝大多数对短跑训练方法的科学研究都是在年轻的团队项目运动员身上进行的,他们通常进行短距离冲刺并且恢复时间短。因此,研究文献中的短跑训练建议与竞技短跑的相关性有限,精英100米运动员要在不同距离上进行短跑专项训练。实践者根据所关注的阶段或主要动用的能量系统对短跑进行分类。对于后者,持续时间短于6–7秒的短跑被认为是无乳酸系统,而更长时间的短跑则被认为是乳酸系统。在后面的段落中,我们将根据重点关注的阶段,为短跑专项训练提供最佳实践指南。这些训练课中的总容量通常是根据强度和对技术的肉眼观察来决定。也就是说,当观察到表现下降和/或技术恶化时,就应当结束训练。表2总结了最佳实践指南,表3展示了不同中周期内的训练周示例。
表 2 最佳短跑训练建议的总结
表 3 不同中周期内的训练周示例
加速
当加速是首要重点的时候,一流的实践者会建议进行10-50米的短跑,从起跑器、蹲踞式或三点式起跑开始。起跑器起跑被认为相比站立式起跑更加耗费能量。采用的距离应根据运动员的表现水平而不同,更优秀的短跑运动员与表现较差的运动员相比,能够达到更高的最高速度,并且加速距离更长。每次短跑之间需要充分的恢复,以使运动员每一次重复的表现不会下降。根据英国田径协会的说法,精英短跑运动员需要更长的恢复时间,因为他们所达到的绝对强度比年轻的发展中的运动员更高。对于一个年轻的未接受过系统训练的运动员,一节典型的加速训练课可能是从蹲踞式开始跑20米,每次重复之间休息2分钟,但对于一位精英短跑运动员,可能是从起跑器开始进行40米短跑,重复之间休息7分钟。
最大速度
当重点是发展最大速度时,通常建议使用行进间短跑。其目标是尽可能达到最高的速度,并在速度不降低的前提下保持冲刺。运动员的最大速度只能保持约10-30米,取决于表现水平和训练状态。行进间短跑通常采用动态(慢跑开始)起跑进行。虽然加速的速率降低了,但运动员可能能够达到更高的最大速度,或者与最大加速所达到的速度相同,但使用更少的能量。助跑距离通常在20到60米,这取决于运动员达到最高速度所需的距离。年轻和未受系统训练的运动员可能会采用20米的加速来完成10米飞行短跑,组间休息时间约4分钟。相比之下,精英选手可能会使用40米的加速来完成30米飞行短跑。因为他们的速度可能达到了12 m/s,间歇时间可能需要约15分钟,他们才能再次达到同样的表现。
短跑专项耐力
短跑专项耐力训练的目的是提高尽可能长时间保持短跑速度的能力。这种训练通常是以95-100%的强度持续7-15秒的跑,组内和组间要完全恢复。实践者所用的经验法则是,每进行1秒的最大速度短跑则需要1-2分钟的恢复时间。表现水平越高,需要的恢复时间就越长。对于未受过系统训练的青少年来说,2–3次100米短跑和10分钟的恢复这样的短跑专项耐力训练课可能是足够的,但训练有素的精英选手可能需要进行4–6次150米短跑,每次之间恢复20-30分钟。
速度耐力
虽然大多数科学研究都建议每次短跑应当以最大速度来完成,但知名实践者数十年来都在准备期安排次最大强度的短跑训练。短跑教练先驱Carlo Vittori(欧洲短跑训练学校的创始人,前200米世界纪录保持者Pietro Mennea的教练)在20世纪70年代中期就提出了“速度耐力”的概念。这包括多组60–80米距离内的重复短跑,在单次短跑和每组之间各穿插大约2分钟和8分钟的恢复。在最初几周强度从最大短跑速度的90%开始,并在准备期的过程中逐渐提高到95%。与此同时,准备期内的总容量从600- 800米(例如,2组5×60米)开始逐渐增加,最终达到1500–2000米(例如5组5×60m)。然而,随着赛季临近,总容量减少,而强度逐渐增加到最大努力。Vittori的速度耐力概念后来被其他知名短跑教练采用。
现有的关于耐力和力量训练的证据还表明,与最大努力相比,高但是次最大的强度负荷可以有效地刺激适应的产生,这是高强度和疲劳产生前所累积的较大训练量产生的同步作用。尽管大多数实践者认为需要92–95%的强度,但迄今为止,研究文献中尚未确定能够刺激适应产生的最低有效短跑强度。考虑到爆发力和速度之间的指数关系,最大速度从最大降低到大约95%意味着神经肌肉系统所承受的力和爆发力负荷大幅降低。大多数教练倾向于将速度耐力训练与短跑的减速阶段联系起来。对团队项目运动员的科学研究表明,次最大短跑(即约最大速度的90–95%)对于提高最大速度的效果比提高加速的效果更好。
实践者通常会在短跑训练课中评估运动员的速度来控制和调节强度,10–30米间隔的计时器通常用于这一目的。表4中的强度量表是基于10米、20米和30米分段中达到的速度(不包括加速阶段),可以在短跑专项训练课中辅助实践者。
表 4 短跑训练的强度量表,以10、20和30米行进间分段时间表示(秒)
阻力跑
阻力跑是一种常用的方法,可以超负荷短跑加速所需的专项能力,包括上坡跑、雪橇跑或使用机动设备。尽管研究文献中对雪橇跑的研究最多,但上坡跑也被报道是提高短跑表现的有效工具,至少在团队项目运动员中是如此。有人提出,与其他训练,如在健身房进行的传统力量和爆发力训练相比,阻力跑训练可能是一种更有效的提高短跑水平力和爆发力生成的工具。存在一种假设,如果阻力训练动作模仿竞技动作的运动模式和收缩类型,则可以更好地向短跑表现迁移。阻力跑通常根据阻力引起的跑动时间减慢进行分类,分为轻负荷(<10%速度衰减)、中等负荷(10-15%)、重负荷(15-30%)和非常重负荷(>30%)。使用超过相对轻的阻力负荷的研究有限,这是防止产生诸如更慢的跑速和/或跑动技术的改变等不利影响。然而,知名科学家最近对这一方法提出了质疑,因为中等至非常重的阻力跑负荷可能可以取代重负荷的力量和爆发力训练。根据Cross等人的说法,在阻力跑过程中最大化爆发力输出的最佳负荷是使最大速度降低约50%的阻力。Morin等人测试了足球运动员使用非常重的阻力负荷,并观察到与无阻力短跑相比水平力生成显著增加。然而,在爆发力输出和短跑表现方面,只在组间观察到细微差异。由于最大短跑过程中峰值爆发力输出在最初前几步达到,并且在余下部分当中大幅下降,因此可以合理地推测在训练过程中应当针对整个爆发力输出范围。对短跑当中的一小部分有益的训练不一定会对整体表现有帮助。Haugen等人提出,对于需要运动员在进行短距离冲刺的同时移动外部质量(如有舵雪橇)的运动项目,重阻力跑可能更适合。总的来说,与正常条件下的短跑相比,关于阻力跑的潜在短期影响的文献是模棱两可的。尽管如此,我们还是观察到了阻力跑训练的专项适应。也就是说,阻力跑训练对阻力跑表现的提高比正常条件下的短跑更多。随着时间推移,阻力短跑表现的提高是否能够产生向正常短跑迁移的效果仍未可知。
成功的短跑群体通常将阻力跑用于训练的准备期。然而,不同群体和个体所采用的阻力负荷是不同的。虽然英国田径协会认为只应该使用轻负荷,这样才能确保正确的跑动力学,但一些最优秀的牙买加短跑运动员(如Asafa Powell)会在雪橇跑中采用重阻力负荷。然而,在赛季期间所有精英短跑群体都不会优先考虑阻力跑。
助力跑
科学家和实践者有时会将助力跑(如下坡跑、被弹力绳或机动设备牵拉)用作提升最大速度的工具。在助力跑过程中,运动员通常被教导在达到最大速度时注重高步频。也就是说,超最大速度应该是更高的步频、更短的触地时间和更高的髋关节角速度的结果。Clark等人观察到牵引力的大小会影响超最大速度跑的运动学。这可能会引起潜在的负面训练效果(例如,足相对于重心的触地距离增加),因此牵引力的大小应当个性化,以避免形成糟糕的短跑力学。由于缺乏对助力跑及其方法学上差异的研究,因此很难从研究文献中得出结论。由于存在受伤风险,实践者通常不愿意使用助力跑设备,而是更倾向于在大风的日子里进行顺风跑。一些运动员将助力跑作为赛前热身环节的一部分。据我们所知,迄今为止没有任何研究或实践者是出于节省能量的目的而采用助力跑。运动员可能能够在助力条件下进行更大量的次最大短跑(例如约95%的强度),因为进行每一次短跑所需的感知努力都比正常情况下要少。这种方法仍有待检验。
技术训练
尽管研究文献强调了技术对短跑表现的重要性,但很少有短跑相关的研究致力于探索如何实现最佳力学。运动学习方面的文献中特别强调了基于能力的进步这一概念。也就是说,运动员在掌握基本原理之前,不应该进阶到更具挑战性的训练层次。儿童时期显然是掌握基本动作技能的最佳时期,知名的实践者经历过,当接近成年时,改变跑步动作将变得更加困难。可以将提高短跑运动员的力学看作一项毕生的事业。
尽管短跑训练“总是”涉及技术方面,但实践者通常使用短跑技术训练来加强技术动作、促进本体感觉、并单独强化专项动作特征。这些训练包括栏架技术训练、高抬腿走、高抬腿跑、小跳和直腿交换跳,其重点是姿势、高重心、前脚掌着地、触地和离地时的动作结构等。技术训练是低速度的练习,比高速跑动更容易控制,通常作为热身环节的一部分进行。运动学习方面的研究告诉我们,为了实现技术的正面强化,练习中用到的生物力学必须与比赛中的非常相似。因此,短跑技术训练必须针对关键的技术要素,确保随着时间的推移达到向正常短跑的转移效果。这些练习必须个性化地制定以针对运动员的限制因素,使每位运动员都能感受到正确的短跑力学。
良好的教学技能是实践者与各级别运动员有效合作的必要条件。事实上,教学沟通、反馈和具体的语言提示在短跑技能的发展中发挥着不可或缺的作用。尽管研究文献中强调了使用外部焦点(即,聚焦在期望的动作效果)来提高运动表现和技能学习,但大多数新手教练在练习过程中使用的语言提示促进了内部注意力焦点(即聚焦在身体动作)。最佳的教练提供寓言/比喻形式的反馈,将注意力放在运动员执行练习时的感受。例如,当目标是减少加速阶段第一步的腾空时间时,可以使用“用脚尖割草”这样的提示语。这样一来艺术和科学似乎确实融合了,指导过程中的语言选择、运动员领会到的运动模式改变、以及由此产生的力和爆发力结果,三者之间的相互关系证明了这一点。据Usain Bolt的教练Glen Mills的说法,运动员拥有良好的本体感觉且目标明确,对于教学的成功至关重要。
力量和爆发力训练
多年来,力量和爆发力训练在研究中受到了相当多的关注,并且已经为新手、中级和高级运动员概述了肌肥大、最大力量和爆发力的训练建议。弹道训练使用的负荷最高可达60%1RM,似乎是提高最大爆发力强有效的负荷刺激。然而,可能需要更重的负荷来增加爆发力方程中的力部分。尽管力量和爆发力之间存在基本关系,但在一个阶段的力量训练后,短跑表现未必会立刻提高。事实上,重力量训练可能会对短跑表现产生负面的短期影响。当运动员体重增加时,加速该质量的能量消耗也会增加,同样空气阻力也会因更大的迎风面积而增加。“更大”并不一定会对短跑更好,这可能解释了为什么男子和女子精英短跑运动员的体重分别“只有”77±7和58±5公斤。Haugen等人观察到,排球/沙滩排球运动员在加速跑期间产生水平力方面是所有运动中最好的之一,而举重/力量举运动员产生的值明显更低,尽管体重平均值没有明显的组间差异。垂直方向的下肢重力量训练不会自动转化为短跑加速期间更高的水平力量产生,但当力量和短跑训练相结合时,产生积极影响的可能性会增加。
在一流的短跑实践者中力量和爆发力训练是整体训练策略的关键部分,在准备期中,这类训练通常每周进行2-3次。练习选择通常从一般(例如,深蹲、抓举和挺举)变化到更加“短跑专项化”(例如,分腿蹲、单腿硬拉、弓步、蹬台阶和单腿深蹲)。不同教练的训练课顺序不同,但大多数教练将力量训练安排在短跑专项训练后的第二天,以避免短跑时出现肌肉酸痛。力量和爆发力训练通常是连续4-6周为一个循环,重点首先是肌肥大,然后是最大力量,最后是爆发力/爆发力/快速伸缩复合训练。该模型的目标是将举重室练习中的最大力量“转化”为跑道上的功能性爆发力。这些重力量训练阶段通常与高容量的次最大强度短跑相结合。离赛季越近,越强调最大速度短跑、爆发力和弹道训练。总的来说,在比较这些文献来源时,在短跑相关的力量和爆发力训练建议方面没有观察到科学和最佳实践之间存在明显差异。
快速伸缩复合训练
快速伸缩复合训练的特点是肌肉的快速拉长-缩短循环,包括一系列单侧和双侧的交换跳、单腿跳、双腿跳和药球投掷变式。快速伸缩复合训练通常在极少或没有外部阻力的情况下进行,已证明可以显著提高运动专项动作的最大爆发力输出。通常,快速伸缩复合训练的拉长速率和负荷特征越接近专项动作,训练效果向运动表现的迁移就越好。短跑运动员应当使用不同类型的高强度交换跳、双腿跳跃和小跳练习,确保在水平面上产生爆发力。理论认为其潜在机制是在神经驱动、神经激活速率以及肌肉间控制方面产生的特定适应,从而提高力生成速率。
能量储存的再利用是一种提高短跑表现的策略,这一观点最近受到了Haugen等人的质疑,因为弹性能量的储存和释放需要时间。人体肌腱在负荷下会拉长,短跑运动员应该尽量最小化利用这些弹性成分的负面影响。证据是世界级选手短跑时的腿部刚度要比低水平的选手高得多。基于这些考虑,短跑运动员应在快速伸缩复合训练中注重腿部刚度(例如,短触地时间)。有趣的是,教练Carlo Vittori和意大利短跑训练学校在20世纪70年代就已经成功地运用了这种方法。最佳的运动员Pietro Mennea穿着负重腰带进行水平跳跃和小跳练习,这些练习中的触地时间从未超过100毫秒。这一触地时间与精英短跑运动员在最大速度下所达到的触地时间非常相似。Mennea还穿着负重腰带进行助力跑(负重背心也起到了同样的目的)。尽管这些训练方法提供了强烈的腿部刚度刺激,但它们要求很高,可能会增加受伤风险,尤其是跟腱。这可能解释了为什么大多数实践者会进行更多传统的快速伸缩复合训练,如双腿障碍(栏架)跳跃、多种跳跃循环、药球投掷和单侧交换跳练习。尽管在准备期完成的容量最高,但在赛季也会进行一些快速伸缩复合训练。
恢复策略
运动员的表现能力取决于训练和恢复之间的最佳平衡。虽然睡眠和营养对于日常生活的恢复和体育训练后的恢复过程至关重要,但如今已经探索了几种恢复策略来促进运动员的恢复。在一流的短跑圈子中,所谓的节奏跑(100–300米的跑,恢复时间短,强度为最大短跑速度的60–70%)通常被运用于两天高强度训练中间,以放松僵硬的肌肉,提高心血管健康。(注意,短跑训练中的节奏跑与耐力训练中的不同)。每节训练课的总容量在准备期通常约为2000米,在比赛期约为1000米。尽管以训练后恢复为目的采用节奏跑的科学证据有限,但节奏跑有助于补足总训练量,从长期来看这可能会提高运动员的可训练性和耐久性。
多年来,实践者也采用了许多被动的恢复模式,包括按摩、拉伸、压缩服、冷水或冷热水浴、冷疗、高压氧疗法和肌肉电刺激。虽然训练后的恢复可能有一些主观益处,但目前没有确凿的证据证明在竞技运动员中广泛使用这类策略是合理的。安慰剂效应可能是有益的,在个体水平上,某些恢复模式可能确实能够加快恢复过程。未来需要对旨在反映精英运动员情况的实验模型进行研究,以进一步了解各种恢复模式对短跑表现的效果。
减量
减量是指在重要比赛前的最后几天,总训练负荷的大幅减少。减量策略包括短期的权衡行为,减少疲劳的累积影响,但保持体能。由于减量策略和结果很大程度上取决于先前的训练负荷,因此通常很难将减量与周期和训练计划区分开。根据几位作者的说法,最终减量的现实目标应该是比赛表现提高约2-3%。然而,这些估计主要是基于耐力(游泳、跑步、自行车)或力量相关运动中训练有素的运动员。根据精英短跑运动员个体的表现变化数据,有理由预期短跑运动员相对来说减量的效果更小。
在力量和爆发力相关运动中,有效减量的常规科学指导是采用2-3周的阶段,按照渐进式非线性模式将训练量减少40–60%,同时训练强度和频率保持不变或仅略微减少。田径中运用成功的策略通常与研究一致。Charlie Francis开发的10天减量计划在短跑界受到了大量关注(表5)。在这里,假设先前6-8周的训练是按照计划进行的(没有受伤或疾病),那么最后一次大量和高强度短跑训练课将在当年最重要的比赛前10天进行,然后在比赛前8、6、4和2天进行简单的短跑训练课(以95%的速度,低容量)。Stephen Francis主张采用一种稍有不同的方法,主要是在重大比赛前的最后10天将容量减少30%。他最成功的运动员Asafa Powell在6月和9月创下了世界纪录。
表 5 Charlie Francis的10天减量计划
考虑到在减量方面条条大路通罗马,人们普遍认为这一阶段的训练应当是高度专项的。也就是说,只有有助于直接提高运动表现的练习应该保留,而补充训练和辅助练习应该从训练计划中移除。此外,技术的投入应保持在最低水平,以使运动员做好心理准备并建立信心。成功的教练采用了一种整体策略,将生理、技术和心理方面融入减量过程。个性化的方法与教练所讨论的一致,强调了每个运动员都是不同的,环境和背景也不相同,因此,“一视同仁”的方法是不合适的。
总结
这篇综述对比了科学和最佳实践文献。尽管科学文献提供了有关短跑表现发展及其基本决定因素的有用且普适的信息,但是在如何应用训练原则和方法方面,科学和最佳实践之间存在巨大的鸿沟(表6总结了这些差距)。对于这些差异,可能的解释是科学研究主要在标准化条件下检验孤立的变量,但是最佳实践考虑的是外部有效性,并采用更加整体的方法。为了缩小科学与实践之间的差距,未来的研究应在整个训练年度中观察和评估精英短跑运动员,目标是在训练内容、表现变化以及潜在的力学和生理决定因素之间建立机械连接。这篇回顾中得出的结论可以作为立场声明,并为即将进行的有关精英运动员的短跑训练研究提供出发点。
表 6 科学和最佳实践文献之间的一致性程度总结