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【体能探索 第32期】基于速度的训练范例在团队项目中的实施:框架、技术、实用建议和挑战

基于速度的训练范例在团队项目中的实施:框架、技术、实用建议和挑战

摘要:基于速度的训练是目前设计和监控抗阻训练计划的一种流行趋势,但在团队项目中,如何实施基于速度的训练仍然是一个挑战,目前对其如何应用还存在一些困惑和误解。此外,当团队项目拥有庞大阵容的情况下,最关键的是要理解在不同的练习动作中,如何高效地利用运动速度。本文旨在阐明基于速度的训练范例、运动速度跟踪技术、评估程序,以及在抗阻训练过程中可应用的实际建议,最终提高运动表现、促进疲劳恢复和预防运动损伤。首先,本文将介绍以速度指标和主观量表为参考依据来设定训练负荷,以及运用个人负荷-速度曲线来估计运动员当天的一次最大重复次数(1RM)的方法。其次,本文将讨论随着时间的变化,监控方案如何检测和评估运动表现。最后,还将探讨进行速度跟踪的设备和指标(如“肌肉力量”)在使用上的局限性。

关键词:抗阻训练;监控;技术;平均向心速度;团队项目

一、前言

抗阻训练(RT)在团队项目中不可或缺,无论是来自广泛的科学(和经验)论证,还是它对提高整体运动表现的作用,以及对降低受伤风险和重返赛场的影响,其重要性都是毋庸置疑的。与其他领域一样,技术在抗阻训练计划方法论中,是提供支持、进步和创新的来源。但是制定计划、控制和监测抗阻训练技术的进步,可能并不会一直伴随着训练方法论的进步。某些抗阻训练跟踪系统所提供的信息,在很大程度上影响着训练的方案和控制,尤其是用来评判已经实施过的训练方法。因此,教练员(例如,体能教练、物理治疗师)可以通过获得的客观信息来分析他们的计划是否达到了预期结果,运动员是如何进步(或退步)的,从而提高他们对于力量训练板块的一般知识积累。

在抗阻训练中,最常用的两个参考指标分别是1次最大重复次数 (1RM) 和在规定百分比重量下的最大重复次数(n1RM%)。然而,尽管这些指标在某种程度上对于个性化的训练是有效的,但是它仍然存在局限性,这就驱使科研和实践团队探索其他的策略来设计力量训练计划。基于速度的训练(VBT)虽然不是目前最新的概念,但其仍然是一种新兴的方法。无论是根据运动的要求(例如,短跑、跳跃、投掷),还是作为强度指标(例如,神经肌肉需求),速度都是大多数运动项目的关键元素。有报道称,德国举重运动员在20世纪70年代就有使用线性传感器。从那时起,人们就开始研究提升速度对于抗阻训练方案和监测训练的益处。尤其是针对精英运动员而言,能够客观地监控抗阻训练课的情况,这对于调整个人目标,或为每日提供实时反馈是至关重要的。此外,汇编信息允许基于过往训练的客观数据进行批判性分析,从而能够对力量训练理论知识进行必要的调整和改进。然而,在团队项目中运用VBT仍存在一些困惑、误解和错误的做法。因此,本文将概述团队项目中实施VBT方案的主要益处、核心技术和最佳实践方法。

二、以1RM作为参考范式的缺点和挑战

1RM的值代表了运动员在向心运动过程中,以正确的技术一次所能举起的最大负荷(质量)。因此,完成1RM被认为是运动员所作出的最大努力。一旦测出运动员的1RM,就可以为其制定抗阻训练计划,并将根据个体的1RM设定相对负荷。然而,这种方法也有一定的缺点。

众所周知,在力量举领域,相比那些训练较少或经验不足的运动员,经验丰富的举重运动员能够以较低的速度举起其1RM负荷,特别是在复杂的多关节运动中。无论是由于缺乏经验没有做出真正的最大努力,还是在有经验情况下,为了保护自己避免对抗最大负荷而出现损伤的情况,这样所得的1RM通常由于测量不当而不准确,这就意味着随后的给定负荷(基于百分比的训练;nRM%),或者每1RM%的速度都是不够的。

此外,就像其他测量运动表现的方法一样,1RM在每天可能会受到一些不确定因素(例如,疲劳、心理准备、睡眠、压力或营养)的影响而发生变化。因此,为了在每次训练中设定一个精确的负荷,应该在每次抗阻训练开始时测试1RM,从而调整负荷去适应运动员的每日实际 (当前)最大能力。然而,由于在每次训练之前进行1RM测试过于理想化,所以采用了传统的基于百分比的方法,即只在训练周期的开始评估1RM并计算%RM,然后根据它,在随后几周的抗阻训练计划中周期化地实施。该方法的缺点是,由于实际的1RM可能因训练课的不同而不同,因此后续设定的负荷可能与基于最初1RM计划设定的负荷(%RM)而有所不同。为了说明这种潜在差异,表1展示了为期8周的抗阻训练计划中的负荷变化,其中一个示例是基于训练周期之前评估的1RM,另一个示例是每日基于负荷-速度曲线进行的估算。

此外,在不同的练习中,代表不同动作的1RM百分比的努力程度是不同的。例如,在卧推和背蹲中85%的1RM所代表的努力程度是不同的。更确切地说,代表%1RM的负荷仍然需要运动员继续重复直到力竭。大量研究表明,在周期化训练的特定时间里,运动员在进行重复次数直至力竭会降低他们的运动表现,过度的训练会产生疲劳,因此这不适合团队项目训练。

三、抗阻训练中跟踪速度技术

随着大众对于VBT的兴趣愈加浓厚,从运动捕捉系统(MoCap)、线性传感器和加速度计到低成本的智能手机应用程序,测量抗阻训练速度的设备也在不断涌现。此外,伴随着这一现象的出现,还有一些有关新型速度测量技术的效度和信度的研究。然而,每一种技术都有它们的优点和缺点,负责管理系统的相关人员应该了解不同系统的优缺点,学习系统化采集数据的过程,掌握应用VBT的最佳实践方法,并运用批判性思维评估运动员的抗阻训练方法。

团队项目很少会出现静态、线性或者单关节的动作。恰恰相反,比赛中不仅会有复杂的动作,还会在高度不可预测的环境中,与对手之间产生各种摩擦(包括接触、干扰、碰撞等)。速度跟踪系统还远远不能衡量生态效度;其中大多数是连接到器械设备或身体的某些部位,用来跟踪测量传统的力量训练。

在VBT应用中,线性传感器可能是迄今为止最流行的技术之一。其缺点之一是它们仅限于测量垂直方向的动作。市场上大多数商业模型仅测量速度矢量的垂直分量,这表明在每一次举起负荷时,任何水平方向或侧向运动将会(而且应该)被忽略(图1),即使像在背蹲这样的“垂直”方向的练习中使用自由重量也会产生水平位移;因此,应保证正确的练习形式和技巧,避免练习过程中出现水平动量或分角动量的运动。

在大多数情况下,线性传感器被连接到杠铃的一端,因此它们实际上只记录了杠铃这部分的速度。如果运动员没有完美地将杠铃平行于地面举起,那么杠铃两端的速度可能会有所不同。体能教练在使用线性传感器时应意识到这一问题,无法平衡地举起杠铃在实践中确实会发生。为了减少测量中的这类误差,有一些研究使用了两个线性传感器,并报道了两个设备记录的平均速度。这在实际情况下可能不可行;另一种可能的方法是对完成动作时(客观或主观)进行视觉上的控制,并排除不正确的重复次数。其次,建议将设备始终放置在杠铃的同一侧。

为了解决上述的问题,新的技术(例如,加速度计或智能手机应用程序)已成为用来测量抗阻训练中运动速度的一种经济高效且实用的替代方法。研究表明,它们可以以一个有效且可靠的方式完成这种工作。例如,某些加速度计可以跟踪水平位移练习中的速度,一些手机应用程序可以通过视频记录器械配重片的垂直位移,来准确地测量使用钢线练习时的平均向心速度。但是,这些设备也存在其自身的局限性。尽管加速度计已经显示出中等到良好的有效性和可靠性,但与其他设备(如线性传感器、应用程序、MoCap或黄金标准仪器)相比,它的精度最低。一款流行的应用程序的有效性、可靠性和精度均高于加速度计;然而,由于它是基于视频的(一帧一帧的慢动作引导),因此无法实时提供测量结果。而当比较不同的线性传感器时,研究发现了绝对速度输出的差异。因此,在解释关于VBT的研究时(特别是在查看原始速度数据时),相关从业者应仔细说明测量结果;同时,也建议不要交替使用不同厂家的设备。

图1.一般线性传感器在负荷举起过程中会与垂直角度偏离20度。显示平均速度0.82 m/s,使用简单的三角函数计算(实际速度=注册速度/cos[角度])的合成矢量平均速度的实际大小将为0.87m/s。大多数科学文献中所分析的负荷-速度关系都是在史密斯架中进行的练习,因为这个设备保证了杠铃在完全垂直状态下运动。然而,这降低了负荷-速度关系本身的生态有效性,因为如果使用自由重量(发生水平位移)或史密斯机进行练习,这些曲线关系可能会有所不同。

跟踪运动速度作为一种普遍的技术手段,会经常滥用于功率或“肌肉功率”的测量。功率在体育运动中很重要,因为它是一种在给定时间内通过给定动作中发力的结果,这在许多体育活动中是至关重要的。它是力和速度的乘积,但根据力和速度的计算方式,最终合成的“输出功率”可能会发生变化。如何计算力的方式对“输出功率”有着很大的影响,这会产生矛盾的结果,因而也会为体能教练带来困惑。例如,有关分析不同练习中如何使负荷功率输出最大化的研究发现了异质性的结果,其观察的范围很广(30 - 80% 1RM),这使我们很难就哪种负荷能产生最大的功率输出达成一致。出现这些差异的主要原因很可能来自用来计算力的方法不同。测量动力性运动(如跳跃或举重)中产生力的黄金标准是测力台;它们被用来测量连续施加在它们身上的力,并在进行运动时计算施加在系统质量上的力(例如,运动员的体重加上杠铃的质量)。大多数速度跟踪系统(如线性传感器、加速度计、MoCap)在进行“功率”计算中并未考虑运动员的体重(质量);因此,建议在力的计算中检查体重是否被包括在内)。相反,它们通过测量速度的微分来获得加速度,然后将其乘以杠铃的质量。当计算时,这种方法被证明低估了跳跃时施加给地面推力的实际产生功率(在给定速度下施加的力)。使用“杠铃功率”测量的研究发现,在垂直跳跃或弹振式卧推中,使功率最大化的负荷比使用“系统功率”的负荷要高得多。例如,如果在力的计算中考虑了身体质量(即系统质量),则最大输出功率的负荷接近0公斤(即卸载跳);同时,当只考虑杠铃质量,对于外部负荷,最大输出功率负荷接近体重的100%。因此,如果在计算力时使用系统质量或杠铃质量,那么在垂直跳跃过程中是“功率输出”最大化的负荷可能完全不同。尽管“杠铃输出功率”对于那些对器械输出最大功率(如投掷)要求较高的运动员来说很有吸引力,但我们认为,在评估团队项目动员的功率输出能力时,这不是最合适的方法。尽管如此,如果体能教练的目标是测量“功率输出”,可以鼓励他们使用测力台,并通过线性传感器的计算中应包括总质量(运动员的身体质量和外部质量)。

最后,需要大家注意的是,不同的制造商可能会报告不同的速度指标。最流行的是平均向心速度(MCV)、推进阶段平均向心速度(MPV)和/或峰值速度(PV)。虽然有人提出MPV能够更好地表示运动员的速度生成能力,但也有人观察到MCV与MPV一样可靠,而且从技术角度来看也更容易测量。值得一提的是,考虑到MCV、MPV和PV是不同的(一般来说,MCV < MPV < PV),因此这些指标不应该互换使用。为了规范统一标准化,在本文中当引用动作执行速度时,我们参考MCV。

四、确定团队项目中个人负荷-速度曲线

早期用于测量速度的技术设备非常昂贵,导致大多数从业者无法使用,他们主要局限于测量垂直方向运动(如线性传感器)。如今,有了更容易接触使用的设备,能够在不同类型的设备中测量速度,允许同时评估多种练习(例如,能够跟踪运动员在完成多个练习中的某一阶段,或运动员在不同的训练站点同时工作)。由于时间是一个限制因素,所以在团队项目中进行测量是最大的挑战之一。速度跟踪系统正在不断发展,使得评估过程对教练和运动员都更省时。然而,要想团队项目运动员的阻力训练课上能够成功实施VBT,应该考虑一些关键因素。

大部分关于VBT文献中分析的都是基于杠铃的练习,研究人员在一些练习中发现了平均向心速度(MCV)和相对负荷(%1RM)之间近乎完美的联系,比如卧推、背蹲、硬拉或臀冲。一些研究也发现负荷-速度关系很适合于使用器械和绳索的练习(例如,腿部伸展)。这里需要重点强调的是,负荷-速度的关系取决于练习手段,因为在不同的练习中,代表某一绝对速度的负荷可能会有很大的变化(表2)。因此,不鼓励绝对地使用“速度区域”,因为某一速度(例如,1.0 m/s)可以代表低负荷(质量)(如做背蹲时),却也能在其他练习中代表接近最大负荷(如做奥林匹克抓举时)。在评估中,建议包括一组下半身、一个上半身和/或全身多关节的杠铃练习。

负荷-速度曲线是通过计算一个回归方程来创建的,该回归方程拟合了不同负荷(绝对或相对)下对应的速度,其中评估的负荷越多,曲线的准确性就越高。然而,在测试一大群运动员时,包含了大量的负荷(如10个负荷),这将是非常耗时且不切实际的。此外为了避免出现疲劳,保证运动员以最大速度举起负荷,两次练习之间需要被动休息3 - 5分钟。因此,建议在选择一些时间效率高,同时又能保证回归方程拟合准确性的负荷(质量;数据点)。据观察,只要正确使用负荷,用两个负荷构成的曲线集合可以像由6个负荷构成的曲线集合一样可靠;在这种情况下,轻负荷(约40% 1RM)和重负荷(约80% 1RM)都是最佳选择。然而,如果这两种负荷中任何一种不能被正确地执行(例如,运动员没有达到他们的最大速度),结果可能会发生巨大的变化。因此,我们建议进行4 - 6组渐增负荷的练习,从而保证结果的可靠性(表3)。

研究表明,在不同的抗阻练习中,主观量表与MCV高度相关。例如,我们观察到次数余量(RIR)(根据最大的重复次数计算的重复次数或百分比)和主观疲劳程度量表(RPE)得分都与不同负荷下的速度损失有关。因此,在制定训练方案时,RIR和/或RPE是很有用的工具,并且可以在一组练习中,在无需测量速度下降的情况下,就能了解运动员所经历的机械疲劳。此外,研究表明,在多元回归方程中加入RIR和运动速度可以提高负荷-速度曲线的准确性。虽然运动员应该在大多数主要的练习中测量MCV,但在那些可能不太适合去计算负荷-速度曲线的练习中,使用RIR进行抗阻训练可能会是一个合适的解决方案,例如哑铃、绳索、壶铃练习等等。此外,在青少年篮球运动员中观察到,当不用速度监测训练负荷时,使用RIR方法训练比进行传统重复到力竭的训练更加适合。表4展示了一份VBT训练方案,其中一些练习是在规定的速度下进行,另一些则基于RIR。

五、实施基于速度的训练方案的注意事项

动作完成的速度(在向心运动阶段)是决定运动成绩的关键训练变量。下面我们将呈现在实施VBT时一些重要的步骤:

• 根据动作完成的速度(VBT)进行训练时,最需要考虑的是速度必须达到最大的预期值。如果运动员没有达到最大预期速度(无论负荷(质量)或%1RM),结果将被低估。

• VBT并非是针对以提高速度为目标的训练课或练习;它是一种基于动作完成的速度的抗阻训练方法,用于制定训练处方、监控和分析抗阻训练。动作完成的速度可以在不同的%RM(基于百分比的训练)下使用,包括大负荷;选择适当和关键的练习是至关重要的。

• 虽然1RM可能在几天内会发生变化,但当计算个人负荷-速度曲线时,在每个1RM百分比下的速度是非常稳定的。因此,在固定的绝对负荷下动作完成的速度可以很好地反映工作和实际(当前)表现。

• 测量的速度取决于负荷(%RM)和练习的动作。已有研究表明,不同的练习动作都有单独的与之相关联的速度与1RM的百分比(表2)。

• 个体的负荷-速度曲线可以因性别、年龄或训练状态而不同,并且它们比根据标准数据创建的一般曲线具有更高的可靠性。

• 将客观和主观量表相结合,可以提高训练负荷处方的准确性。最近一篇关于该话题的综述中发现,无论是客观的(即平均向心速度)还是主观的测量手段(即次数余量),都可以通过考虑运动员的日常表现波动或疲劳程度来调整训练负荷,从而帮助他们增强肌肉力量。此外,我们观察到,与单一使用MCV相比,MCV与RIR的结合能够提高1RM估值的准确性。

• 根据人体测量学的集合,平均速度代表着不同的努力程度。为每个运动员创建单独的负荷-速度曲线至关重要,尤其是在团队项目中,运动员在人体测量学方面存在很大的差异时。这在篮球等运动中尤为重要,因为运动员的肢体长度有很大的差异。例如,两名运动员在卧推中可以以0.8 m/s的相对负荷(%1RM)举起相同质量的杠铃,但选手a杠铃的位移为0.35 m,选手b杠铃的位移为0.6 m;这代表运动员b与运动员a速度相同,但却花费了两倍的时间(运动员b需要0.75秒,运动员a需要0.43秒)。因此,运动员b在紧张状态下花费的时间更多,这意味着在相同速度下,运动员b的整体努力程度会比运动员a要高。

六、制定和监控VBT的训练负荷

当在抗阻训练中使用动作完成的速度时,有一些特定的参考方法可以作为努力程度的指标,并在当天的基础上监测训练。作为起点,练习者可以选择训练周期中需要完成的关键练习动作,并确定这些动作的负荷-速度曲线。其次,应该明确训练周期中应采取的相对强度(例如,%RM)。然后,测量第一组练习的速度,从而确定当天的后续负荷;为了每天都能做到这一点,练习者会选择一个固定的负荷(质量)来做热身,完成一组1-2次的重复次数,并测量MCV。一旦确定了当天/练习动作在固定负荷下的速度,负荷将会调整为运动员的每(当)日最大能力,被确定的负荷代表在该强度下动作完成的预期速度(%RM)。图2显示了运动员的负荷-速度曲线,热身重复次数的速度,以及相应的%RM。速度越快,负荷所代表的1RM百分比越低。

图2 使用运动员个人的负荷-速度曲线来估计背蹲的每日1RM。如图所示,如果运动员以0.49 m/s的速度举起了90公斤;根据他的个人曲线,这代表了他的85% 1RM。因此,当天的理论1RM值为105.6 kg。

最后,规定每组重复的次数的手段有:①序列内的速度损失阈值;②剩余重复次数;③使用主观量表。在制定抗阻训练计划时,VBT的一个重要用途是能够识别神经肌肉疲劳,并修改运动员在一组训练中实际应该完成的重复次数。据观察,在一组练习中的速度损失与乳酸或氨等疲劳标记物高度相关。研究发现,较低的速度损失阈值(即最快重复速度损失仅为10-20%)可以在训练量显著低于较高阈值(即损失40%以上)的情况下产生类似的身体机能改善。相反,研究表明,如果抗阻训练的目标是最大限度地增加肌肉质量,在接近肌肉衰竭的情况下这样的训练效益更充分。高速度损失阈值(即40%以上,意味着更接近肌肉衰竭)更适合增加肌肥大效应。

运动中力量训练的目标是提高肌力、速度和功率的输出能力。一个优秀的训练计划将会改变MCV,以一个固定的绝对负荷/秒或以固定速度被举起的负荷。研究表明,经过4到6周的训练后,负荷-速度曲线(即与每个%1RM相关的速度)会发生改变。因此,建议每4-6周或经过特定周期的抗阻训练后重新评估负荷-速度曲线,分析抗阻训练的效果。然而,由于运动员的训练水平每天都在变化,所以测量一种练习动作的的第一个系列或重复次数的执行速度对每个训练过程的规划是很有必要的。一些速度跟踪系统(例如,MyLift应用程序)在其算法中包括通过测量单个负载-速度曲线来估计每天的1RM,如图2所示。

最后,正如Ward等人讨论的那样,为了分析运动员的训练进展,我们建议“将I放回团体中”。目前力量和抗阻训练研究的一个限制是,大多数结果只提供了组平均值。然而,为了更好地提高运动员的运动表现,针对运动员个人进行分析至关重要。为了分析个体趋势,应采用适当的统计技术。Ward等人在2018年的研究中提出了不同的统计策略来分析单个运动员随时间的变化。图3提供了8周内运动员卧推表现的每日变化。

图3  8周内卧推1RM的变化。黑色虚线代表基础值(之前2个月的平均值),深绿色、绿色、黄色和红色阴影区域分别代表基线的+1标准差(SD)、+0.9 ~−0.9 SD、−1 SD和−1.5 SD。请注意,如果在训练计划开始前的几周内没有数据,那么在收集到足够的数据之前都不能使用这种方法。

七、结论

本文旨在为在团队项目中更好的实施VBT提供指导。团队项目在进行抗阻训练时的终极目标是在一定的负荷(质量)、给定的速度和/或在一定的时间内提高力的输出。无论是日常训练还是长期周期化的训练,动作完成的速度是制定计划、监控训练以及促进疲劳恢复的有效指标。

速度跟踪系统的更新可以测量运动员在抗阻训练过程中的动作完成速度,在同一训练过程中的不同练习中,它可以对训练项目进行更全面的监控。然而,在每次训练期间管理庞大的队伍是很有挑战性的;如何以最有效的方式最好地使用这种技术,并且教育教练员和运动员科学有效使用这些技术是至关重要的。

使用VBT跟踪系统缺乏不同的力量训练方式的研究,例如离心负荷训练、气阻训练等惯性装置,以及弹振式的设备,使用这些训练方式中的速度-努力程度(例如,负荷(质量))关系可能不是抗阻训练的主要目标。

使用VBT制定计划并不能说明计划自然就是成功的。运用VBT进行训练的处方、控制、监测和评估需要对某些物理概念有清晰的理解,同时也需要对力量训练方法有清晰的了解。VBT的实施不应该被视为传统抗阻训练的附属,也不应该被视为提供实时反馈的纯粹激励工具(毫无疑问,后者是一个很好的工具)。在抗阻训练中使用速度是一种训练范例,可以通过适当的训练计划和跟踪动作完成速度来实现特定的力量训练目标和适应性。它还允许对抗阻训练中的负荷进行客观的量化。实施VBT来监控运动员的运动表现为训练的一些决策安排提供帮助,尤其是在制定抗阻训练计划时应做出的明智的决策,同时能够加强我们对有关力量训练范例的认识。

译者:2021级研究生——李秉宸

校译:魏宏文、张鹏、刘怡宏

文献来源:Balsalobre-Fernández C, Torres-Ronda L. The Implementation of Velocity-Based Training Paradigm for Team Sports: Framework, Technologies, Practical Recommendations and Challenges. Sports (Basel). 2021 Mar 30;9(4):47. doi: 10.3390/sports9040047. PMID: 33808302; PMCID: PMC8066834.