李文宝 冯 斌 李开伟

(1.吉林体育学院，吉林 长春 130022；2.北京科技大学天津学院，天津 301830；3.中华大学，台湾 新竹 30012)

1 前言

跳绳运动可以溯源于原始的农业、狩猎或军事活动。明代称跳绳为“跳马索”或“跳百索”。清代初期，跳绳作为一项冬季的户外运动，深受儿童喜爱。晚清时期，《友谊游戏图》中曾记载“六尺麻绳，手持两端，使由头上回转于足下，且转且跃，以为游戏，是为绳飞”。这在跳绳的方法和名称上，既有了继承，又有了发展。到了近现代，尤其是新中国成立后，在跳绳的故乡——陕西，多次掀起跳绳热。1959年，陕西师范大学举办了全国第一个“跳绳培训班”，1970年国家体委展开了第一次全国性的跳绳比赛。

跳绳作为一项大众参与的体育活动，越来越受到人们的普遍欢迎和喜爱。跳绳项目不易受场地和环境的限制，且器材简单，便于携带，即可单人跳短绳，也可多人同时跳跃一根长绳。跳跃时，通过改变跳绳的频率，可以有效地提高呼吸和循环系统功能，因此被认为是一项简单易行的健身体育运动[1]。20世纪70年代初，为了提高身体健康水平，一些发达国家的人们对跳绳的兴趣日益浓厚，很多人参与到此项运动之中，跳绳曾一度在欧美等国家的中小学得到了广泛的开展。近10年来，跳绳在国内发展极为迅速，在2014年教育部印发《国家学生体质健康标准(2014年修订)》文件中，明确提出了中、小学生1分钟跳绳的评价标准。自文件颁布之后，跳绳即被很多省份纳入中考体育考项目当中，因此，在基础教育阶段，学校开始广泛开展跳绳运动，以期提高学生的身体素质。

随着国家体育总局跳绳推广中心对跳绳运动的不断推广和普及，对于该项目的学术研究起到了巨大的推动作用。目前，跳绳的研究多集中于从运动生理学角度的研究和此项目开展状况的调查研究，例如跳绳频率和能量消耗的关系，李文宝等[2]通过对比120次/分钟，140次/分钟和160次/分钟最大持续时间过程中摄氧量的变化，分析了三种跳绳频率条件下能量消耗的差异和对身体协调性的影响。左崇文[3]利用跳绳作为7-10岁肥胖儿童减重训练中的一个课程模块，详尽地阐述了跳绳在肥胖儿童减重训练中的促进作用。朱坤如[4]和Baker[5]的研究认为跳绳训练能有效地促进心肺适能、下肢肌肉适能、腰腹及背部的力量、平衡适能的发展,对身体柔韧性及降低体重不产生显著性的影响。

刘卓[6]在文章中分析了上海地区小学在新兴体育项目的开展状况，并重点阐述了跳绳在推动学生体质健康促进中的重要作用，同时对比了我国多地区中小学该项目的推广现状，发现山西省是目前国内开展跳绳运动较好的省份。任梦南[7]通过调研，总结了目前跳绳开展的制约因素，并从社会、学校和家庭三个方面提出了的解决路径。然而，对于跳绳项目的关注，从运动学的视角很少有研究，例如跳绳对运动表现的影响。同时，跳绳被引入到某些运动项目中，作为运动员主要的辅助训练手段，其理论依据需要进一步探讨和明确。

跳绳是指随着绳的转动而进行的连续跳跃运动[8]。在执行跳绳动作时，需要上下肢的协同配合，当技术动作发展到自动化阶段，可形成无意识的动作控制，达到能量节省的最佳化程度。这种运动不产生髋、膝、踝关节的大角度变化，足与地面接触的部位主要集中于前脚掌，这个过程中涉及快速的反弹性跳跃，下肢肌群的工作性质动力性收缩。因此，臀部肌群、大腿前侧肌群和小腿后侧肌群会出现拉长和缩短的收缩特征，依据肌肉的收缩形式，跳绳被认为是一种“拉长-缩短周期运动”(Stretch-shortening cycle exercises，SSC)。这种收缩形式与向心收缩相比，可在更短的时间内产生更大的功率输出[9]。这在某种程度上与肌肉的超等长收缩存在一定的相似性，但是，有关对跳绳运动的研究，很少有学者关注这一点。

Yamaguchi等[9]的研究认为，跳绳时跳跃频率的差异在很大程度上影响了地面反作用力，着地时间和腾空时间。KOMI等[10]研究认为，当针对反弹过程中的地面接触时间和跳跃高度进行计算时，可以使用反弹跳指数(Rebound Jump index, RJ)评估SSC能力。在此实验研究中，采用单人单摇和双摇两种跳绳技术，分析SSC在单人跳绳过程中可否随着旋转频率的增加而变化，探索以跳绳为手段的SSC训练方法的理论依据。本研究旨在通过比较反弹跳和两种不同跳绳策略(单摇和双摇)的RJ指数，分析利用跳绳进行SSC训练的可行性。

2 研究方法

2.1 测试对象

31名初中三年级男生(身高，169.8±4.21cm；体重，58.08±5.96kg；年龄，15years)为本实验的受测对象。大多数受试者通常每周有2次及以上的运动习惯(如：篮球、足球、羽球和游泳等)。所有受试者均可用跳绳进行单摇跳绳和双摇跳绳。在对实验内容和程序充分解释之后，受测者签订知情同意书。

2.2 测试方法

实验是在实验室内进行的。根据跳跃高度除以地面接触时间的公式确定RJ指数作为SSC能力的指数，并对获取的反弹跳和跳绳的RJ指数进行统计学分析。为了进行对比研究，通过基于5个连续的垂直跳跃(反弹跳)计算RJ指数来评估每个受试者的SSC能力，以反弹跳的RJ指数为SSC能力的标准值。然后，受测者根据个人的跳绳习惯进行单摇和双摇跳绳，并以上述相同的方法来计算跳绳期间的RJ指数。为了分析在SSC训练中使用跳绳的可行性，依据跳绳的RJ指数指标与标准值的比率，以此来确定跳绳的SSC的贡献度。

2.3 RJ指数

利用三维测力台(瑞士生产的Kistler，型号：9287，长*宽*高：90cm*60cm*10cm)测量腾空时间(TT)和着地时间(TG)，采样频率为1000Hz。受试者在测力台连续进行5次垂直跳(反弹跳)，测量TT和TG。实验重复2次，取最佳值(最大的腾空时间和最小的着地时间)进行分析。进行反弹跳测试时，要求受测者双手置于腰部，防止手臂前后摆动。跳跃高度(H)根据公式(1)计算：

H=1/8·g·TT2

(1)

H代表跳跃的高度，g代表重力加速度，TT代表腾空时间。此外，作为反弹跳中SSC能力的指标，依据Zushi等人的方法计算RJ指数[11]，计算公式如下(2)：

RJ=H/TG

(2)

TG代表着地时间。受测者依据自己习惯的跳绳节奏分别进行10次连续的单摇跳绳和双摇跳绳，并用上述相同的方法计算RJ指数。测量2组，分析中使用其中的最大值。跳绳采用中考专用跳绳康都(KYTO2106B)具电子计数功能，长度为3m，可根据需求调节绳长，实验时，绳长调节为受测者身高的1.40倍。为了避免疲劳对测试结果的影响，每种条件测试结束后，受测者休息30min。

2.4 统计分析

利用相关系数(ICC)检定了每种跳跃评估RJ指数的可靠性，利用Duncan进行事后差异检定，同时，基于反弹跳的RJ指数(标准值(100%))计算两种跳绳策略的RJ指数的比率。此外，使用Pearson的相关系数检定了反弹跳和跳绳的RJ指数之间的相关性。显著性水平设定为P=0.05。

3 研究结果

表1显示了每种跳跃时，两组间RJ指数的ICC。两组反弹跳之间的ICC为0.79。此外，单摇跳绳的ICC是0.86，双摇跳绳的ICC达到0.93。

表2是对每次跳跃中RJ指数的描述统计，反弹跳的RJ指数为1.96±0.37，最大值为2.96，最小值为1.13。单摇跳绳的RJ指数为0.61±0.35，双摇跳绳为1.33±0.25。以反弹跳的RJ指数为标准(100%)，单摇跳绳为反弹跳RJ指数标准的30.4%，双摇跳绳为反弹跳RJ指数标准的68.0%。

表1 反弹跳、单摇跳绳和双摇跳绳两组间RJ指数的相关性

表2 反弹跳、单摇跳绳和双摇跳绳RJ指数的描述性统计分析

图1 RJ指数的ANOVA分析结果(*P<0.05)

利用ANOVA分析单摇跳绳、双摇跳绳和反弹跳三者间RJ指数差异的显著性。RJ指数的值分别为：反弹跳(1.96± 0.37)，双摇跳绳(1.33±0.25)和单摇跳绳(0.61±0.35)。单摇跳绳的RJ指数和反弹跳的RJ指数具有显著性的差异(P<0.05);双摇跳绳的RJ指数和反弹跳的RJ指数无显著性差异；单摇跳绳的RJ指数和双摇跳绳的RJ指数具有显著性的差异(P<0.05)(见图1)。

图2和3显示了反弹跳和单摇、双摇跳绳时的着地时间、弹跳高度和RJ指数变化的差别。反弹跳、单摇和双摇跳绳的着地时间差不明显，但是反弹跳的跳跃高度明显高于双摇和单摇跳绳，双摇跳绳明显高于单摇跳绳。

图4显示了RJ指数小于2.5的SSC初学者中反弹跳和跳绳之间RJ指数的关系。双摇跳绳与反弹跳具有显著相关性，相关系数为0.81。

图2 反弹跳的着地时间、跳跃高度和RJ指数

图3 单摇(1-5)和双摇(6-10)跳绳的着地时间、跳跃高度和RJ指数

图4 反弹跳与两种跳绳的相关性(当RJ<2.5)

4 讨论与分析

反弹跳是在运用超等长训练理论的同时，根据肌肉的被动拉伸所引起的牵张反射原理，以下肢肌群在克服自身体重为负荷的条件下进行的肌肉收缩形式。体育运动中，很多项目的训练过程中会安排提高选手弹跳能力的训练内容，如跳高、跳远、垫上体操，拳击等。反弹跳是作为典型的体能训练技术，将这种方法作为训练手段融入到一些项目的辅助训练当中，能够有效地强化训练者下肢的爆发力。

跳绳的技术动作与反弹跳具有相似的运动模式。按照单人双足同时着地的跳绳方式，可分为单摇跳绳、双摇跳绳和三摇跳绳。鉴于三摇跳绳在非跳绳比赛项目的训练中很少使用，所以，研究中仅对单摇和双摇的动作技术与反弹跳进行对比分析。无论是单摇或是双摇跳绳都可以认为是一种闭链的周期性运动，因此，本研究探讨能够较熟练地使用跳绳的人，利用跳绳进行“拉长—缩短周期运动”的可行性。

“拉长—缩短周期运动”期间，肌肉首先进行离心收缩，并紧跟着进行向心(缩短)收缩。根据离心活动的定义，肌肉在拉长过程中必定被激活，肌肉离心收缩可以产生较大的张力，这种离心和向心收缩的结合构成了肌肉活动的一种自然形式。肌肉在受到外力(文中指重力)的牵张时会反射性地引起收缩，同时，离心收缩时肌肉中的弹性成分被拉长而产生阻力，肌肉中的可收缩成分也产生阻力。肌肉在向心收缩时，只有可收缩成分肌纤维在收缩时产生阻力的肌肉张力。肌肉在向心收缩时，一部分张力在作用于负荷前，先摇拉长肌肉中的弹性成分。一旦肌肉中的弹性成分被充分拉长，肌肉收缩产生的张力就会作用于外界负荷上。进行跳绳时，下肢克服的外界负荷，主要来自于跳绳者自身的体重，这种克服自身重力，而进行的训练在体育运动中普遍存在，并且可以凭借主观感受便于调节，较少产生运动损伤。

反弹跳的能力水平可以利用RJ指数进行评估，该指数由反弹跳中的两个指标跳跃高度除以着地时间计算得出。之后对单摇跳绳和双摇跳绳的RJ指数，与反弹跳种的RJ指数进行了比较。研究中反弹跳跃的RJ指数为1.96±0.37。 Iwatake等[12]计算了145名大学生的RJ指数，其结果为1.94±0.44。此外，Endo等[13]报道82名17-18岁男孩的RJ指数为1.91± 0.45。对比过往的研究结果，本研究中实验获得的RJ指数与Iwatake和Endo等研究具有一致性，可以作为跳绳RJ指数对比分析的有效参考数据。

通过对跳绳RJ指数统计分析发现，单摇跳绳与双摇跳绳的RJ指数仅具有中度的相关性(r=0.62)。尽管实验过程中受试者使用同一根跳绳，但是当增加一次跳跃的转数时，可以推断出，由于改变了着地时间和跳跃高度，下肢肌肉群的贡献度也发生了变化。在这个实验中，受试者根据个人跳绳节奏执行跳绳任务，并且对于单跳绳的频率控制在140-160次/分钟，对于双摇跳绳的评论控制120-140次/分钟。因此，认为他们依据转数的改变而本能地改变了跳跃策略。

双摇跳绳的RJ指数与反弹跳的RJ指数(标准值)无显著差异。Yamaguchi等[9]分析了单摇跳绳过程中跳跃频率差异对地面反作用力的影响，认为峰值力随跳跃频率而变化。每分钟少于92次的跳跃频率显示出一个双相波形，相反，每分钟大于112次的跳跃频率会产生单相波形。跳绳的与反弹跳的区别主要体现在上肢手臂的变化，连续跳绳时，肩关节和肘关节相对固定，不产生前后摆动。只通过腕关节的旋转，带动手腕完成环转运动，以此带动跳绳实现周期性的环转的模式。受试者为了能够完成双摇的技术，必定会增加腾空的时间，一次提高的腾空高度，保证二次摇绳的顺利通过。

实验中，每个受试者根据自己的节奏完成单摇和双摇跳绳任务。然而，如图3所示，当增加绳子旋转频率时，发现跳跃高度增加并且接触时间缩短。通过Yamaguchi等[9]实验可以发现，本实验的跳绳频率所产生的波形属于单项波，结果，跳跃的模式或策略会发生一定的变化，还推断出诸如每个肌肉群的贡献或小腿的关节角度控制相关的生物动力学指标也必定发生了变化，这将会是接下来研究的的主要内容。

在这项研究中，我们关注SSC的初学者，并考虑了SSC能力的提高，研究了跳绳的RJ指数与反弹跳RJ指数之间的关系。结果，对于SSC初学者，反弹跳的标准RJ指数与双摇跳绳的具有显著相关性(r=0.81)，而与单摇跳跳不相关。这表明，双摇跳对于提高SSC初学者的SSC能力是有效的。因此对于以跳绳为辅助训练的手段的项目，在利用跳绳进行弹跳能力训练的时候，尽可能地采用双摇跳绳的模式，这更符合反弹跳的技术特征，能够更好地提高下肢肌群的力量。

本实验亦存在一定的限制因素，首先，测试对象为初三的中学生，此年龄阶段的人群，力量还未达到个人最佳的水平，下肢的力量水平势必会对研究结果有一定的影响。其次，由于器材的限制，三维影像分析技术没有应用到本实验中，对关节角度等数据没有采集，没能从影像学角度对RJ指数进行分析。这将成为今后研究跳绳技术的另一个研究的方向。

5 结论

跳绳作为一种训练手段，在进行单人跳绳时，通过改变跳绳策略，如增加单次转数，可以实现SSC训练。因此，经典的跳绳不仅对呼吸和循环功能的改善有效，而且对提高SSC能力也是有效的。