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摘 要：运用表面肌电技术对跳远和3种专项跳跃练习起跳动作进行测试，以揭示二级跳远运动员跳远专项跳跃练习与跳远起跳动作表面肌电活动特征。结果显示：跳远起跳动作主要是由小腿前、后肌群、股直肌和半腱肌完成退让性支撑，由股二头肌、股内、外侧肌、臀大肌和半腱肌完成大、小腿的快速蹬伸动作和维持躯干直立姿势。五步助跑五级单足跳起跳动作主要是股直肌和股内侧肌完成退让性支撑，由髋部和大腿后肌群、小腿前后肌群完成伸踝和大腿后伸动作。五步助跑五级跨步跳起跳腿主要由大、小腿后肌群完成退让性支撑，由臀大肌和大、小腿前肌群完成起跳腿髋、膝、踝的蹬伸起跳动作。起跳腿跳深跳远（台高60 cm）练习主要由股直肌完成退让性支撑，由臀大肌、大腿前后肌群和小腿前后肌群完成大、小腿及踝关节的蹬伸动作。上述特征提示：五步助跑五级单足跳和起跳腿跳深跳远练习（台高60 cm）对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩；五步助跑五级跨步跳练习对跳远起跳离心收缩的影响大于向心收缩。
关键词： 跳远；专项跳跃练习；起跳腿；表面肌电；肌电活动
中图分类号： G 823.3 文章编号：1009783X（2013）05047506 文献标志码： A
跳远起跳要求运动员必须具备较高的下肢爆发力，教练员通常通过一些跳跃练习来提高运动员的爆发力，这些跳跃练习手段通常称为跳远专项跳跃练习。跳远起跳过程中，起跳腿肌肉用力过程是先离心收缩，经等长收缩迅速转化为向心收缩，这个过程的效果主要体现在2个方面：一是肌肉由离心到向心收缩的转换时间，工作肌产生的能量只有在一定时间内才能发挥它的作用。二是肌肉在被迅速拉长时的速度越快，产生张力越大[1]，从被动拉长转为主动收缩的过程越短，产生的收缩力量也越大；因此，起跳腿伸肌的等长收缩、离心收缩及离心到向心收缩的快速转换能力是运动员成功完成起跳动作的基础。跳远起跳过程中，起跳腿关节的变化不同，则肌纤维的长度变化不同，对肌梭的刺激不同，肌梭产生的向心冲动随之不同，故运动神经元向该肌群发放的传出冲动也不同，所以肌肉表现的反射性收缩力量也不同[2]。许多研究成果表明，积分肌电与肌力之间存在高度相关关系[3]。肌肉的积分肌电值在一定程度上反映了肌肉力量情况，因此，运用表面肌电测量方法，测量起跳腿用力时体表各肌肉的放电程度，可以反映出起跳腿在用力过程中各肌肉的用力特征。通过对跳远专项跳跃练习与跳远起跳腿用力过程表面肌电特征进行比较分析，从肌电层面分析跳远专项跳跃练习对提高跳远起跳腿肌肉收缩能力的作用，为这些专项跳跃练习手段更加科学合理的在实践中应用提供借鉴。
1 研究对象与研究方法
1.1 研究对象
研究对象为天津体育学院8名男子二级跳远运动员（平均成绩6.86 m）跳远起跳与跳远专项跳跃练习的起跳动作。
1.2 研究方法
1.2.1 专家调查法
根据研究目的及需要，设计了《部分跳远专项跳跃练习手段筛选的调查问卷》，对部分高校和从事跳远研究的专家及部分省、市跳远高级教练员进行问卷调查。共发放问卷35份，回收34份，有效33份，回收率97%，有效率97%。采用重测法和专家问卷测评法对问卷信度、效度进行检验，结果表明问卷具有较高信度（r=0.896）与效度，能满足本研究的需要。通过对调查结果整理，筛选出跳远常用专项跳跃练习手段为五步助跑五级单足跳、五步助跑五级跨步跳和起跳腿跳深跳远（台高60 cm）。
1.2.2 实验法
1.2.2.1 测试仪器
采用2台日产SONY摄像机（50 p/s）和1套美国产NORAXON TeleMyo 2400R八导遥测肌电仪（采样频率为1 000 Hz/s）对研究对象进行同步测试，使用闪光灯作为外同步信号。
1.2.2.2 数据采集
实验在天津体育学院田径馆进行。运动学数据采集是通过2台摄像机进行定点三维拍摄，机高1.1 m，2台摄像机夹角85°，摄像机架在垂直于拍摄范围中心点18 m处，拍摄范围5 m。
根据跳远专项特点，确定起跳腿8块测试肌肉分别为：股直肌、股外侧肌、股内侧肌、胫骨前肌、臀大肌、股二头肌、腓肠肌（外侧头）和半腱肌，如图1所示。
在常规清洁处理所测肌肉表面皮肤后，将两电极中心点顺肌纤维纵轴方向贴至适宜位置，并用弹性绷带及网套固定以减少噪声信号干扰。实验前记录各肌肉的最大自主收缩（MVC）肌电图。
1.2.2.3 数据处理
采用美国Ariel运动图像解析系统、邓普斯特人体模型经过图像剪辑→图像解析→数字化→数字低通滤波→数据解析→导出数据等步骤对数据进行处理，滤波值为8Hz。使用美国MRXP 1.07 Master Edition分析软件，对原始肌电信号进行平滑处理，获得相关表面肌电学参数。
图 1 下肢测试肌肉及表面电极安置
2 实验结果与分析
为了研究方便，本研究把起跳动作分为2个阶段，起跳脚着地至膝关节最大缓冲为离心工作阶段，膝关节最大缓冲至起跳腿离地为向心工作阶段[4]。运用积分肌电值和贡献率，研究跳远专项跳跃练习和跳远起跳动作起跳腿各体表肌肉的用力特征。
2.1 五步助跑五级单足跳与跳远起跳阶段表面肌电特征比较分析
2.1.1 五步助跑五级单足跳与跳远起跳离心工作阶段表面肌电特征比较分析
表1显示：离心工作阶段，实验对象五步助跑五级单足跳与跳远起跳主要体表用力肌肉的积分肌电值虽无显著性差异（P>0.05）；但8块肌肉的积分肌电活动差异较大，其中半腱肌、胫骨前肌、臀大肌和股内侧肌的积分肌电值大于跳远起跳相对应的工作肌肉。说明该动作对于这4块体表肌肉肌纤维的调动有积极作用，股二头肌、股直肌、股外侧肌和腓肠肌外侧肌的积分肌电值小于跳远起跳离心工作阶段。 表 1 五步助跑五级单足跳与跳远起跳离心工作阶段积分肌电值与贡献率
五步助跑五级单足跳起跳腿离心工作阶段各肌肉贡献率较大的依次为半腱肌（18.29%）、腓肠肌外侧（16.11%）、胫骨前肌（13.61%）、臀大肌（11.57%）；跳远起跳腿依次为腓肠肌外侧（19.26%）、半腱肌（15.97%）、股外侧肌（12.86%）、胫骨前肌（12.72%）、股直肌（11.51%）和臀大肌（11.44%）。从肌肉积分肌电值和贡献率可看出，离心工作阶段，五步助跑五级单足跳练习对跳远起跳动作在该阶段起主要作用的股外侧肌帮助不大。
2.1.2 五步助跑五级单足跳与跳远起跳向心工作阶段表面肌电特征比较分析
由表2可知，向心工作阶段，腓肠肌外侧在完成五步助跑五级单足跳与跳远起跳动作时的积分肌电值表现出非常显著性水平差异（P<0.01）。说明采用五步助跑五级单足跳作为跳远专项跳跃练习手段时，神经肌肉系统对动作的控制与跳远起跳在腓肠肌外侧的神经肌肉肌电表现上不同。其余均无显著性意义（P>0.05）。在其余7块肌肉中，半腱肌、臀大肌、胫骨前肌的积分肌电值大于跳远起跳，表明向心工作阶段该练习对腓肠肌外侧、半腱肌、臀大肌、胫骨前肌有较大影响。股二头肌在完成五步助跑五级单足跳和跳远起跳向心工作时的积分肌电值近乎相等。股外侧肌、股内侧肌和股直肌的积分肌电值远小于跳远起跳，说明向心工作时这3块肌肉运动单位的募集水平不能满足跳远起跳动作的要求。
表 2 五步助跑五级单足跳与跳远起跳向心工作阶段积分肌电值与贡献率
从各肌肉完成动作的贡献率看，向心工作阶段，五步助跑五级单足跳贡献率较大的依次为：腓肠肌外侧（23.4%）、半腱肌（17.89%）、股二头肌（13.69%）、臀大肌（12.7%）；跳远起跳贡献率较大的依次为股二头肌（17.32%）、股外侧肌（15.77%）、腓肠肌外侧（13.93%）、半腱肌（13.73%）、臀大肌（11.29%）。可以看出，五步助跑五级单足跳向心工作阶段主要发展二级运动员起跳腿腓肠肌外侧、半腱肌、股二头肌和臀大肌的克制性工作能力，而对此阶段跳远起跳蹬伸起主要作用的股外侧肌帮助不大。
2.2 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳阶段表面肌电特征比较分析
2.2.1 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳离心工作阶段表面肌电特征比较分析
表3显示，离心工作阶段，股二头肌在五步助跑五级跨步跳与跳远起跳的积分肌电值存在非常显著性差异（P<0.01），其余7块肌肉均无显著性意义（P>0.05）。五步助跑五级跨步跳股二头肌的积分肌电值是跳远起跳对应肌肉积分肌电值的2.21倍，说明离心工作阶段，在完成五步助跑五级跨步跳动作时，神经肌肉系统对动作的控制与跳远起跳动作在股二头肌的神经肌肉肌电表现上不同，股二头肌的运动单位的募集水平超出了跳远起跳动作对股二头肌的运动单位的募集要求。原因是由于五步助跑五级跨步跳与跳远起跳这2个练习动作形式不同，故而导致股二头肌在离心工作阶段肌肉放电强度和放电频率的区别。同时也说明了五步助跑五级跨步跳练习对股二头肌的离心收缩影响较大。在其余7块肌肉中，股外侧肌、股直肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧和股内侧肌的积分肌电值大于跳远起跳相对应肌肉的积分肌电值，半腱肌、臀大肌的积分肌电值小于跳远起跳相对应肌肉的积分肌电值。说明五步助跑五级跨步跳练习对跳远起跳离心收缩时的股外侧肌、股直肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧和股内侧肌肌纤维的募集和调动有积极作用。
表 3 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳离心工作阶段积分肌电值与贡献率
从贡献率看，离心工作阶段，五步助跑五级跨步跳起跳腿贡献率较大的肌肉依次为腓肠肌外侧（23.56%）、股二头肌（18.09%）、胫骨前肌（13.28%）和半腱肌（11.49%），与跳远起跳贡献率较大的腓肠肌外侧（19.26%）、半腱肌（15.97%）、股外侧肌（12.86%）和胫骨前肌（12.72%）比较相似，说明在离心工作阶段，五步助跑五级跨步跳练习对跳远起跳有积极的促进作用，基本达到跳远起跳离心收缩所需的主要肌肉的收缩强度和运动单位的募集。
2.2.2 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳向心工作阶段表面肌电特征比较分析
从表4可以看出，向心工作阶段，腓肠肌外侧的积分肌电值在完成五步助跑五级跨步跳与跳远起跳动作时，表现出显著性水平差异（P<0.05），是跳远起跳腿腓肠肌外侧积分肌电值的1.81倍。其余7块肌肉的积分肌电值均无显著性差异（P>0.05）。说明采用五步助跑五级跨步跳练习时，神经肌肉系统对起跳腿向心工作阶段动作的控制与跳远起跳动作，在腓肠肌外侧的神经肌肉肌电表现上不同，五步助跑五级跨步跳起跳腿腓肠肌外侧的肌纤维运动单位的募集水平远大于跳远起跳向心工作阶段腓肠肌外侧运动单位的募集程度，同时也说明该练习对腓肠肌外侧的向心收缩有较大影响。其余7块肌肉中，臀大肌、胫骨前肌和股直肌的积分肌电值大于跳远起跳所对应肌肉的积分肌电值，股外侧肌、股内侧肌、股二头肌和半腱肌的积分肌电值小于跳远起跳所对应肌肉的积分肌电值。从贡献率看，向心工作阶段，五步助跑五级跨步跳起跳腿贡献率较高的依次为腓肠肌外侧（23.4%）、臀大肌（13.82%）、胫骨前肌（13.22%）、股二头肌（12.83%），说明该练习对于上述体表肌肉的肌纤维的调动和收缩有积极作用。
表 4 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳向心工作阶段积分肌电值与贡献率
2.3 起跳腿跳深跳远练习（台高60 cm）与跳远起跳阶段表面肌电特征比较分析
2.3.1 起跳腿跳深跳远（台高60 cm）与跳远起跳离心工作阶段表面肌电特征比较分析
由表5可知，离心工作阶段，半腱肌、股二头肌的积分肌电值在完成跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳动作时表现出显著性水平差异（P<0.05）。腓肠肌外侧的积分肌电值在完成跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳动作中表现出非常显著性水平差异（P<0.01），且均小于跳远起跳对应3块肌肉的积分肌电值，其余肌肉无显著性差异（P>0.05）。说明离心工作时，采用起跳腿跳深跳远（60 cm）练习，神经肌肉系统对起跳腿动作的控制与跳远起跳动作在腓肠肌外侧、半腱肌和股二头肌的神经肌肉肌电表现上不同，它的神经信号传出、肌肉间协调和肌纤维的动员程度不能模拟跳远起跳中离心工作阶段腓肠肌外侧、半腱肌和股二头肌的肌肉表现。同时也说明起跳腿跳深跳远（60 cm）练习对跳远起跳动作腓肠肌外侧、半腱肌和股二头肌的离心收缩作用较小。实验结果显示，离心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）所测8块肌肉的积分肌电值除股直肌大于跳远起跳动作对应肌肉的积分肌电值外，其余7块肌肉的积分肌电值均小于跳远起跳对应肌肉的积分肌电值。说明股直肌对跳远起跳离心收缩有一定影响。其余肌肉均达不到跳远起跳离心收缩时所需要的肌肉收缩强度和运动单位的募集。 表 5 跳深跳远起跳（60 cm）与跳远起跳离心工作阶段积分肌电值与贡献率
从贡献率看，起跳腿跳深跳远（60 cm）起跳离心工作阶段贡献率较高的依次为股直肌（22.04%）、胫骨前肌（17.53%）、股外侧肌（13.62）和臀大肌（13.04%），说明离心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）练习主要依赖大腿前肌群、髋部后肌群及小腿前肌群完成退让性支撑动作。
2.3.2 起跳腿跳深跳远（台高60 cm）与跳远起跳向心工作阶段表面肌电特征比较分析
实验结果显示，向心工作阶段，腓肠肌外侧在完成起跳腿跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳时表现出显著性水平差异（P<0.05），见表6。说明向心工作时，采用起跳腿跳深跳远（60 cm）练习，神经肌肉系统对起跳腿动作的控制与跳远起跳动作在腓肠肌外侧的神经信号传出和运动单位的募集水平达不到模拟跳远起跳向心工作阶段腓肠肌外侧的肌肉表现。其余7块肌肉的积分肌电值在完成2个动作时不存在显著性水平差异（P>0.05）。在8块肌肉中，半腱肌和胫骨前肌的积分肌电值大于跳远起跳，说明向心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）练习对这2块体表肌肉肌纤维的调动和收缩有积极作用。
表 6 起跳腿跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳向心工作阶段积分肌电值与贡献率
表6显示，向心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）贡献率较高的肌肉依次为半腱肌（19.65%）、股二头肌（17.2%）、胫骨前肌（14.13%）、股外侧肌（13.32%）。说明该练习对发展大腿前、后肌群和小腿前肌的克制性收缩有一定效果，与白怡春[5]的研究结果基本一致。
3 讨论
Bilodeau等[6]研究认为，在相同的时间内某一肌肉的iEMG大小和其用力程度成高度正相关。跳远起跳动作是全身肌肉综合作用的结果。从离心工作到向心工作，起跳腿除腓肠肌外侧的积分肌电值减小外，其余7块肌肉的积分肌电值均是向心工作大于离心工作。7块肌肉的积分肌电值以其增量大小排序分别为股二头肌（2.12倍）、股内侧肌（1.97倍）、股外侧肌（1.61倍）、臀大肌（1.29倍）、半腱肌（1.13倍）、股直肌（1.09倍）和胫骨前肌（1.04倍）。说明跳远起跳动作主要是由小腿前、后肌群、股直肌和半腱肌完成退让性支撑，以保持适宜的髋、膝、踝角度和身体重心高度，为后续的快速蹬伸作好充分准备。由股二头肌、股内、外侧肌、臀大肌和半腱肌完成大、小腿的快速蹬伸动作和维持躯干直立姿势。
从实验结果可知，本研究选用的3种跳远专项跳跃练习手段与跳远起跳动作下肢主要肌肉的肌电活动有一定的相似性。资料显示：专项练习手段只有在肌肉的工作方式和冲动频率与专项技术一致时，才能使肌肉力量朝着专项技术的方向发展；只有肌肉与肌群间的配合与专项技术特点一致，才能将机体各环节的肌力整合形成正确的用力顺序[7]。五步助跑五级单足跳从离心工作到向心工作，除股直肌外其余7块肌肉的积分肌电值均是向心工作大于离心工作。7块肌肉以其积分肌电值增量大小排序分别为腓肠肌外侧（2.38倍）、股二头肌（2.22倍）、臀大肌（1.8倍）、半腱肌（1.6倍）、股外侧肌（1.4倍）、胫骨前肌（1.31倍）和股内侧肌（1.1倍）。股直肌在完成五步助跑五级单足跳时，其神经肌肉放电模式与跳远起跳相悖，即跳远起跳动作中股直肌的离心工作小于向心工作，而五步助跑五级单足跳起跳腿股直肌的离心工作大于向心工作。这种差异源于2种起跳动作具有不同的外在表现形式。五步助跑五级单足跳起跳动作主要是股直肌和股内侧肌完成退让性支撑，以维持适宜的缓冲膝角。由髋部和大腿后肌群、小腿前后肌群完成伸踝和大腿后伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，五步助跑五级单足跳对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
五步助跑五级跨步跳从离心工作到向心工作，除股二头肌的积分肌电值减小外，其余7块肌肉的积分肌电值均是向心工作大于离心工作。7块肌肉以其积分肌电值增量大小排序分别为臀大肌（1.94倍）、股内侧肌（1.78倍）、股外侧肌（1.26倍）、胫骨前肌（1.16倍）、股直肌（1.14倍）、腓肠肌外侧（1.07倍）和半腱肌（1.01倍）。说明五步助跑五级跨步跳起跳腿主要由大、小腿后肌群完成退让性支撑，由臀大肌和大、小腿前肌群完成起跳腿髋、膝、踝的蹬伸起跳动作。作为跳远专项跳跃练习手段，五步助跑五级跨步跳对跳远起跳离心收缩的影响大于向心收缩。
起跳腿跳深跳远（60 cm）练习从离心工作到向心工作，除股直肌的积分肌电值减小外，其余7块肌肉的积分肌电值均为向心工作大于离心工作。7块肌肉以其积分肌电值增量大小排序分别为半腱肌（3.68倍）、股二头肌（3.27倍）、腓肠肌外侧（2.19倍）、股外侧肌（2.05倍）、股内侧肌（1.9倍）、臀大肌（1.48倍）和胫骨前肌（1.46倍）。说明起跳腿跳深跳远（60 cm）练习主要由股直肌完成退让性支撑，以保持适宜的髋、膝关节角度和身体重心高度，为蹬伸作准备。由臀大肌、大腿前后肌群和小腿前后肌群完成大、小腿及踝关节的蹬伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，起跳腿跳深跳远（60 cm）对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
此外，从运动解剖学角度看，跳远起跳动作下肢主要体表肌肉多为双关节肌，采用本研究所选用的3种跳远专项跳跃练习手段不仅有助于发展起跳腿的肌肉力量，还有助于克服跳远起跳时主要发力肌肉的“主动不足”与“被动不足”现象，但对于跳远起跳而言，作为跳远专项跳跃练习手段其主要用力肌群的肌肉放电强度并非越大越好，还要考虑专项跳跃练习起跳腿主要肌肉、肌群间的配合及协调用力与跳远起跳动作的一致性程度，只有这样才能将机体各环节的肌力整合形成专项所需要的用力顺序。
文献指出，不同训练方式、训练强度对于骨骼肌纤维类型也有不同影响[89]。通过对实验数据分析发现，虽然实验对象都是二级运动员，但在完成每一人次专项跳跃练习时，部分数据差异较大。说明同一练习每人每跳次起跳腿主要体表肌肉收缩强度不同。该结果提示教练员，在运用跳远专项跳跃练习手段时，必须要求运动员按照跳远专项的要求用全力完成练习并达到一定的强度（距离）要求，只有这样才能使肌肉力量朝着专项技术需要的方向发展。 4 结论与建议
4.1 结论
1）跳远起跳动作主要是由小腿前、后肌群、股直肌和半腱肌完成退让性支撑，以保持适宜的髋、膝、踝角度和身体重心高度，为快速蹬伸作好充分准备。由股二头肌、股内、外侧肌、臀大肌和半腱肌完成大、小腿的快速蹬伸动作和维持躯干直立姿势。
2）五步助跑五级单足跳起跳动作主要是股直肌和股内侧肌完成退让性支撑，以维持适宜的缓冲膝角。由髋部和大腿后肌群、小腿前后肌群完成伸踝和大腿后伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，该练习对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
3）五步助跑五级跨步跳起跳腿主要由大、小腿后肌群完成退让性支撑，由臀大肌和大、小腿前肌群完成起跳腿髋、膝、踝的蹬伸起跳动作。作为跳远专项跳跃练习手段，该练习对跳远起跳离心收缩的影响大于向心收缩。
4）起跳腿跳深跳远（台高60 cm）练习主要由股直肌完成退让性支撑，由臀大肌、大腿前后肌群和小腿前后肌群完成大、小腿及踝关节的蹬伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，该练习对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
5）本研究仅对二级水平跳远运动员跳远起跳及3种专项跳跃练习手段下肢主要肌肉表面肌电变化特征进行研究，其他等级运动员是否具有相似规律有待进一步研究探讨。
4.2 建议
在提高跳远起跳腿离心收缩能力时，可多采用五步助跑五级跨步跳练习。在提高跳远起跳腿向心收缩能力时，可多采用五步助跑五级单足跳练习和起跳腿跳深跳远练习。
参考文献：
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关键词： 跳远；专项跳跃练习；起跳腿；表面肌电；肌电活动
中图分类号： G 823.3 文章编号：1009783X（2013）05047506 文献标志码： A
跳远起跳要求运动员必须具备较高的下肢爆发力，教练员通常通过一些跳跃练习来提高运动员的爆发力，这些跳跃练习手段通常称为跳远专项跳跃练习。跳远起跳过程中，起跳腿肌肉用力过程是先离心收缩，经等长收缩迅速转化为向心收缩，这个过程的效果主要体现在2个方面：一是肌肉由离心到向心收缩的转换时间，工作肌产生的能量只有在一定时间内才能发挥它的作用。二是肌肉在被迅速拉长时的速度越快，产生张力越大[1]，从被动拉长转为主动收缩的过程越短，产生的收缩力量也越大；因此，起跳腿伸肌的等长收缩、离心收缩及离心到向心收缩的快速转换能力是运动员成功完成起跳动作的基础。跳远起跳过程中，起跳腿关节的变化不同，则肌纤维的长度变化不同，对肌梭的刺激不同，肌梭产生的向心冲动随之不同，故运动神经元向该肌群发放的传出冲动也不同，所以肌肉表现的反射性收缩力量也不同[2]。许多研究成果表明，积分肌电与肌力之间存在高度相关关系[3]。肌肉的积分肌电值在一定程度上反映了肌肉力量情况，因此，运用表面肌电测量方法，测量起跳腿用力时体表各肌肉的放电程度，可以反映出起跳腿在用力过程中各肌肉的用力特征。通过对跳远专项跳跃练习与跳远起跳腿用力过程表面肌电特征进行比较分析，从肌电层面分析跳远专项跳跃练习对提高跳远起跳腿肌肉收缩能力的作用，为这些专项跳跃练习手段更加科学合理的在实践中应用提供借鉴。
1 研究对象与研究方法
1.1 研究对象
研究对象为天津体育学院8名男子二级跳远运动员（平均成绩6.86 m）跳远起跳与跳远专项跳跃练习的起跳动作。
1.2 研究方法
1.2.1 专家调查法
根据研究目的及需要，设计了《部分跳远专项跳跃练习手段筛选的调查问卷》，对部分高校和从事跳远研究的专家及部分省、市跳远高级教练员进行问卷调查。共发放问卷35份，回收34份，有效33份，回收率97%，有效率97%。采用重测法和专家问卷测评法对问卷信度、效度进行检验，结果表明问卷具有较高信度（r=0.896）与效度，能满足本研究的需要。通过对调查结果整理，筛选出跳远常用专项跳跃练习手段为五步助跑五级单足跳、五步助跑五级跨步跳和起跳腿跳深跳远（台高60 cm）。
1.2.2 实验法
1.2.2.1 测试仪器
采用2台日产SONY摄像机（50 p/s）和1套美国产NORAXON TeleMyo 2400R八导遥测肌电仪（采样频率为1 000 Hz/s）对研究对象进行同步测试，使用闪光灯作为外同步信号。
1.2.2.2 数据采集
实验在天津体育学院田径馆进行。运动学数据采集是通过2台摄像机进行定点三维拍摄，机高1.1 m，2台摄像机夹角85°，摄像机架在垂直于拍摄范围中心点18 m处，拍摄范围5 m。
根据跳远专项特点，确定起跳腿8块测试肌肉分别为：股直肌、股外侧肌、股内侧肌、胫骨前肌、臀大肌、股二头肌、腓肠肌（外侧头）和半腱肌，如图1所示。
在常规清洁处理所测肌肉表面皮肤后，将两电极中心点顺肌纤维纵轴方向贴至适宜位置，并用弹性绷带及网套固定以减少噪声信号干扰。实验前记录各肌肉的最大自主收缩（MVC）肌电图。
1.2.2.3 数据处理
采用美国Ariel运动图像解析系统、邓普斯特人体模型经过图像剪辑→图像解析→数字化→数字低通滤波→数据解析→导出数据等步骤对数据进行处理，滤波值为8Hz。使用美国MRXP 1.07 Master Edition分析软件，对原始肌电信号进行平滑处理，获得相关表面肌电学参数。
图 1 下肢测试肌肉及表面电极安置
2 实验结果与分析
为了研究方便，本研究把起跳动作分为2个阶段，起跳脚着地至膝关节最大缓冲为离心工作阶段，膝关节最大缓冲至起跳腿离地为向心工作阶段[4]。运用积分肌电值和贡献率，研究跳远专项跳跃练习和跳远起跳动作起跳腿各体表肌肉的用力特征。
2.1 五步助跑五级单足跳与跳远起跳阶段表面肌电特征比较分析
2.1.1 五步助跑五级单足跳与跳远起跳离心工作阶段表面肌电特征比较分析
表1显示：离心工作阶段，实验对象五步助跑五级单足跳与跳远起跳主要体表用力肌肉的积分肌电值虽无显著性差异（P>0.05）；但8块肌肉的积分肌电活动差异较大，其中半腱肌、胫骨前肌、臀大肌和股内侧肌的积分肌电值大于跳远起跳相对应的工作肌肉。说明该动作对于这4块体表肌肉肌纤维的调动有积极作用，股二头肌、股直肌、股外侧肌和腓肠肌外侧肌的积分肌电值小于跳远起跳离心工作阶段。 表 1 五步助跑五级单足跳与跳远起跳离心工作阶段积分肌电值与贡献率
五步助跑五级单足跳起跳腿离心工作阶段各肌肉贡献率较大的依次为半腱肌（18.29%）、腓肠肌外侧（16.11%）、胫骨前肌（13.61%）、臀大肌（11.57%）；跳远起跳腿依次为腓肠肌外侧（19.26%）、半腱肌（15.97%）、股外侧肌（12.86%）、胫骨前肌（12.72%）、股直肌（11.51%）和臀大肌（11.44%）。从肌肉积分肌电值和贡献率可看出，离心工作阶段，五步助跑五级单足跳练习对跳远起跳动作在该阶段起主要作用的股外侧肌帮助不大。
2.1.2 五步助跑五级单足跳与跳远起跳向心工作阶段表面肌电特征比较分析
由表2可知，向心工作阶段，腓肠肌外侧在完成五步助跑五级单足跳与跳远起跳动作时的积分肌电值表现出非常显著性水平差异（P<0.01）。说明采用五步助跑五级单足跳作为跳远专项跳跃练习手段时，神经肌肉系统对动作的控制与跳远起跳在腓肠肌外侧的神经肌肉肌电表现上不同。其余均无显著性意义（P>0.05）。在其余7块肌肉中，半腱肌、臀大肌、胫骨前肌的积分肌电值大于跳远起跳，表明向心工作阶段该练习对腓肠肌外侧、半腱肌、臀大肌、胫骨前肌有较大影响。股二头肌在完成五步助跑五级单足跳和跳远起跳向心工作时的积分肌电值近乎相等。股外侧肌、股内侧肌和股直肌的积分肌电值远小于跳远起跳，说明向心工作时这3块肌肉运动单位的募集水平不能满足跳远起跳动作的要求。
表 2 五步助跑五级单足跳与跳远起跳向心工作阶段积分肌电值与贡献率
从各肌肉完成动作的贡献率看，向心工作阶段，五步助跑五级单足跳贡献率较大的依次为：腓肠肌外侧（23.4%）、半腱肌（17.89%）、股二头肌（13.69%）、臀大肌（12.7%）；跳远起跳贡献率较大的依次为股二头肌（17.32%）、股外侧肌（15.77%）、腓肠肌外侧（13.93%）、半腱肌（13.73%）、臀大肌（11.29%）。可以看出，五步助跑五级单足跳向心工作阶段主要发展二级运动员起跳腿腓肠肌外侧、半腱肌、股二头肌和臀大肌的克制性工作能力，而对此阶段跳远起跳蹬伸起主要作用的股外侧肌帮助不大。
2.2 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳阶段表面肌电特征比较分析
2.2.1 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳离心工作阶段表面肌电特征比较分析
表3显示，离心工作阶段，股二头肌在五步助跑五级跨步跳与跳远起跳的积分肌电值存在非常显著性差异（P<0.01），其余7块肌肉均无显著性意义（P>0.05）。五步助跑五级跨步跳股二头肌的积分肌电值是跳远起跳对应肌肉积分肌电值的2.21倍，说明离心工作阶段，在完成五步助跑五级跨步跳动作时，神经肌肉系统对动作的控制与跳远起跳动作在股二头肌的神经肌肉肌电表现上不同，股二头肌的运动单位的募集水平超出了跳远起跳动作对股二头肌的运动单位的募集要求。原因是由于五步助跑五级跨步跳与跳远起跳这2个练习动作形式不同，故而导致股二头肌在离心工作阶段肌肉放电强度和放电频率的区别。同时也说明了五步助跑五级跨步跳练习对股二头肌的离心收缩影响较大。在其余7块肌肉中，股外侧肌、股直肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧和股内侧肌的积分肌电值大于跳远起跳相对应肌肉的积分肌电值，半腱肌、臀大肌的积分肌电值小于跳远起跳相对应肌肉的积分肌电值。说明五步助跑五级跨步跳练习对跳远起跳离心收缩时的股外侧肌、股直肌、胫骨前肌、腓肠肌外侧和股内侧肌肌纤维的募集和调动有积极作用。
表 3 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳离心工作阶段积分肌电值与贡献率
从贡献率看，离心工作阶段，五步助跑五级跨步跳起跳腿贡献率较大的肌肉依次为腓肠肌外侧（23.56%）、股二头肌（18.09%）、胫骨前肌（13.28%）和半腱肌（11.49%），与跳远起跳贡献率较大的腓肠肌外侧（19.26%）、半腱肌（15.97%）、股外侧肌（12.86%）和胫骨前肌（12.72%）比较相似，说明在离心工作阶段，五步助跑五级跨步跳练习对跳远起跳有积极的促进作用，基本达到跳远起跳离心收缩所需的主要肌肉的收缩强度和运动单位的募集。
2.2.2 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳向心工作阶段表面肌电特征比较分析
从表4可以看出，向心工作阶段，腓肠肌外侧的积分肌电值在完成五步助跑五级跨步跳与跳远起跳动作时，表现出显著性水平差异（P<0.05），是跳远起跳腿腓肠肌外侧积分肌电值的1.81倍。其余7块肌肉的积分肌电值均无显著性差异（P>0.05）。说明采用五步助跑五级跨步跳练习时，神经肌肉系统对起跳腿向心工作阶段动作的控制与跳远起跳动作，在腓肠肌外侧的神经肌肉肌电表现上不同，五步助跑五级跨步跳起跳腿腓肠肌外侧的肌纤维运动单位的募集水平远大于跳远起跳向心工作阶段腓肠肌外侧运动单位的募集程度，同时也说明该练习对腓肠肌外侧的向心收缩有较大影响。其余7块肌肉中，臀大肌、胫骨前肌和股直肌的积分肌电值大于跳远起跳所对应肌肉的积分肌电值，股外侧肌、股内侧肌、股二头肌和半腱肌的积分肌电值小于跳远起跳所对应肌肉的积分肌电值。从贡献率看，向心工作阶段，五步助跑五级跨步跳起跳腿贡献率较高的依次为腓肠肌外侧（23.4%）、臀大肌（13.82%）、胫骨前肌（13.22%）、股二头肌（12.83%），说明该练习对于上述体表肌肉的肌纤维的调动和收缩有积极作用。
表 4 五步助跑五级跨步跳与跳远起跳向心工作阶段积分肌电值与贡献率
2.3 起跳腿跳深跳远练习（台高60 cm）与跳远起跳阶段表面肌电特征比较分析
2.3.1 起跳腿跳深跳远（台高60 cm）与跳远起跳离心工作阶段表面肌电特征比较分析
由表5可知，离心工作阶段，半腱肌、股二头肌的积分肌电值在完成跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳动作时表现出显著性水平差异（P<0.05）。腓肠肌外侧的积分肌电值在完成跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳动作中表现出非常显著性水平差异（P<0.01），且均小于跳远起跳对应3块肌肉的积分肌电值，其余肌肉无显著性差异（P>0.05）。说明离心工作时，采用起跳腿跳深跳远（60 cm）练习，神经肌肉系统对起跳腿动作的控制与跳远起跳动作在腓肠肌外侧、半腱肌和股二头肌的神经肌肉肌电表现上不同，它的神经信号传出、肌肉间协调和肌纤维的动员程度不能模拟跳远起跳中离心工作阶段腓肠肌外侧、半腱肌和股二头肌的肌肉表现。同时也说明起跳腿跳深跳远（60 cm）练习对跳远起跳动作腓肠肌外侧、半腱肌和股二头肌的离心收缩作用较小。实验结果显示，离心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）所测8块肌肉的积分肌电值除股直肌大于跳远起跳动作对应肌肉的积分肌电值外，其余7块肌肉的积分肌电值均小于跳远起跳对应肌肉的积分肌电值。说明股直肌对跳远起跳离心收缩有一定影响。其余肌肉均达不到跳远起跳离心收缩时所需要的肌肉收缩强度和运动单位的募集。 表 5 跳深跳远起跳（60 cm）与跳远起跳离心工作阶段积分肌电值与贡献率
从贡献率看，起跳腿跳深跳远（60 cm）起跳离心工作阶段贡献率较高的依次为股直肌（22.04%）、胫骨前肌（17.53%）、股外侧肌（13.62）和臀大肌（13.04%），说明离心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）练习主要依赖大腿前肌群、髋部后肌群及小腿前肌群完成退让性支撑动作。
2.3.2 起跳腿跳深跳远（台高60 cm）与跳远起跳向心工作阶段表面肌电特征比较分析
实验结果显示，向心工作阶段，腓肠肌外侧在完成起跳腿跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳时表现出显著性水平差异（P<0.05），见表6。说明向心工作时，采用起跳腿跳深跳远（60 cm）练习，神经肌肉系统对起跳腿动作的控制与跳远起跳动作在腓肠肌外侧的神经信号传出和运动单位的募集水平达不到模拟跳远起跳向心工作阶段腓肠肌外侧的肌肉表现。其余7块肌肉的积分肌电值在完成2个动作时不存在显著性水平差异（P>0.05）。在8块肌肉中，半腱肌和胫骨前肌的积分肌电值大于跳远起跳，说明向心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）练习对这2块体表肌肉肌纤维的调动和收缩有积极作用。
表 6 起跳腿跳深跳远（60 cm）起跳与跳远起跳向心工作阶段积分肌电值与贡献率
表6显示，向心工作阶段，起跳腿跳深跳远（60 cm）贡献率较高的肌肉依次为半腱肌（19.65%）、股二头肌（17.2%）、胫骨前肌（14.13%）、股外侧肌（13.32%）。说明该练习对发展大腿前、后肌群和小腿前肌的克制性收缩有一定效果，与白怡春[5]的研究结果基本一致。
3 讨论
Bilodeau等[6]研究认为，在相同的时间内某一肌肉的iEMG大小和其用力程度成高度正相关。跳远起跳动作是全身肌肉综合作用的结果。从离心工作到向心工作，起跳腿除腓肠肌外侧的积分肌电值减小外，其余7块肌肉的积分肌电值均是向心工作大于离心工作。7块肌肉的积分肌电值以其增量大小排序分别为股二头肌（2.12倍）、股内侧肌（1.97倍）、股外侧肌（1.61倍）、臀大肌（1.29倍）、半腱肌（1.13倍）、股直肌（1.09倍）和胫骨前肌（1.04倍）。说明跳远起跳动作主要是由小腿前、后肌群、股直肌和半腱肌完成退让性支撑，以保持适宜的髋、膝、踝角度和身体重心高度，为后续的快速蹬伸作好充分准备。由股二头肌、股内、外侧肌、臀大肌和半腱肌完成大、小腿的快速蹬伸动作和维持躯干直立姿势。
从实验结果可知，本研究选用的3种跳远专项跳跃练习手段与跳远起跳动作下肢主要肌肉的肌电活动有一定的相似性。资料显示：专项练习手段只有在肌肉的工作方式和冲动频率与专项技术一致时，才能使肌肉力量朝着专项技术的方向发展；只有肌肉与肌群间的配合与专项技术特点一致，才能将机体各环节的肌力整合形成正确的用力顺序[7]。五步助跑五级单足跳从离心工作到向心工作，除股直肌外其余7块肌肉的积分肌电值均是向心工作大于离心工作。7块肌肉以其积分肌电值增量大小排序分别为腓肠肌外侧（2.38倍）、股二头肌（2.22倍）、臀大肌（1.8倍）、半腱肌（1.6倍）、股外侧肌（1.4倍）、胫骨前肌（1.31倍）和股内侧肌（1.1倍）。股直肌在完成五步助跑五级单足跳时，其神经肌肉放电模式与跳远起跳相悖，即跳远起跳动作中股直肌的离心工作小于向心工作，而五步助跑五级单足跳起跳腿股直肌的离心工作大于向心工作。这种差异源于2种起跳动作具有不同的外在表现形式。五步助跑五级单足跳起跳动作主要是股直肌和股内侧肌完成退让性支撑，以维持适宜的缓冲膝角。由髋部和大腿后肌群、小腿前后肌群完成伸踝和大腿后伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，五步助跑五级单足跳对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
五步助跑五级跨步跳从离心工作到向心工作，除股二头肌的积分肌电值减小外，其余7块肌肉的积分肌电值均是向心工作大于离心工作。7块肌肉以其积分肌电值增量大小排序分别为臀大肌（1.94倍）、股内侧肌（1.78倍）、股外侧肌（1.26倍）、胫骨前肌（1.16倍）、股直肌（1.14倍）、腓肠肌外侧（1.07倍）和半腱肌（1.01倍）。说明五步助跑五级跨步跳起跳腿主要由大、小腿后肌群完成退让性支撑，由臀大肌和大、小腿前肌群完成起跳腿髋、膝、踝的蹬伸起跳动作。作为跳远专项跳跃练习手段，五步助跑五级跨步跳对跳远起跳离心收缩的影响大于向心收缩。
起跳腿跳深跳远（60 cm）练习从离心工作到向心工作，除股直肌的积分肌电值减小外，其余7块肌肉的积分肌电值均为向心工作大于离心工作。7块肌肉以其积分肌电值增量大小排序分别为半腱肌（3.68倍）、股二头肌（3.27倍）、腓肠肌外侧（2.19倍）、股外侧肌（2.05倍）、股内侧肌（1.9倍）、臀大肌（1.48倍）和胫骨前肌（1.46倍）。说明起跳腿跳深跳远（60 cm）练习主要由股直肌完成退让性支撑，以保持适宜的髋、膝关节角度和身体重心高度，为蹬伸作准备。由臀大肌、大腿前后肌群和小腿前后肌群完成大、小腿及踝关节的蹬伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，起跳腿跳深跳远（60 cm）对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
此外，从运动解剖学角度看，跳远起跳动作下肢主要体表肌肉多为双关节肌，采用本研究所选用的3种跳远专项跳跃练习手段不仅有助于发展起跳腿的肌肉力量，还有助于克服跳远起跳时主要发力肌肉的“主动不足”与“被动不足”现象，但对于跳远起跳而言，作为跳远专项跳跃练习手段其主要用力肌群的肌肉放电强度并非越大越好，还要考虑专项跳跃练习起跳腿主要肌肉、肌群间的配合及协调用力与跳远起跳动作的一致性程度，只有这样才能将机体各环节的肌力整合形成专项所需要的用力顺序。
文献指出，不同训练方式、训练强度对于骨骼肌纤维类型也有不同影响[89]。通过对实验数据分析发现，虽然实验对象都是二级运动员，但在完成每一人次专项跳跃练习时，部分数据差异较大。说明同一练习每人每跳次起跳腿主要体表肌肉收缩强度不同。该结果提示教练员，在运用跳远专项跳跃练习手段时，必须要求运动员按照跳远专项的要求用全力完成练习并达到一定的强度（距离）要求，只有这样才能使肌肉力量朝着专项技术需要的方向发展。 4 结论与建议
4.1 结论
1）跳远起跳动作主要是由小腿前、后肌群、股直肌和半腱肌完成退让性支撑，以保持适宜的髋、膝、踝角度和身体重心高度，为快速蹬伸作好充分准备。由股二头肌、股内、外侧肌、臀大肌和半腱肌完成大、小腿的快速蹬伸动作和维持躯干直立姿势。
2）五步助跑五级单足跳起跳动作主要是股直肌和股内侧肌完成退让性支撑，以维持适宜的缓冲膝角。由髋部和大腿后肌群、小腿前后肌群完成伸踝和大腿后伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，该练习对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
3）五步助跑五级跨步跳起跳腿主要由大、小腿后肌群完成退让性支撑，由臀大肌和大、小腿前肌群完成起跳腿髋、膝、踝的蹬伸起跳动作。作为跳远专项跳跃练习手段，该练习对跳远起跳离心收缩的影响大于向心收缩。
4）起跳腿跳深跳远（台高60 cm）练习主要由股直肌完成退让性支撑，由臀大肌、大腿前后肌群和小腿前后肌群完成大、小腿及踝关节的蹬伸动作。作为跳远专项跳跃练习手段，该练习对跳远起跳向心收缩的影响大于离心收缩。
5）本研究仅对二级水平跳远运动员跳远起跳及3种专项跳跃练习手段下肢主要肌肉表面肌电变化特征进行研究，其他等级运动员是否具有相似规律有待进一步研究探讨。
4.2 建议
在提高跳远起跳腿离心收缩能力时，可多采用五步助跑五级跨步跳练习。在提高跳远起跳腿向心收缩能力时，可多采用五步助跑五级单足跳练习和起跳腿跳深跳远练习。
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