上海城區(qū)7～17歲學(xué)生20米往返跑成績和最后跑速變化分析

鄒志春 陳佩杰 莊潔

上海體育學(xué)院（上海 200438）

青少年體質(zhì)下降是世界性問題，其中耐力素質(zhì)下降更是問題焦點(diǎn)，美國、加拿大等關(guān)于學(xué)生心肺耐力水平下降的研究屢見報道［1-3］。2005年《中國學(xué)生體質(zhì)與健康監(jiān)測》公報顯示［4］，我國廣大青少年在身體形態(tài)水平繼續(xù)提高的基礎(chǔ)上，其心肺耐力、肌肉力量等素質(zhì)明顯下降。我國教育部和國家體育總局于2002年頒發(fā)的《學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》（試行方案）中用來測試心肺機(jī)能的臺階試驗的有效性受到質(zhì)疑［5-7］。國外研究者采用20米往返跑測試（20 meter shuttle run test，20-mSRT）評價有氧能力已有幾十年歷史，20-mSRT是一種亞極限負(fù)荷的有氧能力推廣測試方法［8］，也稱漸進(jìn)性心血管有氧耐力跑（progressive aerobic cardiovascular endurance run ，PACER），在原理上接近心肺功能的實驗室測試，國內(nèi)外多項研究均證實20-mSRT評價學(xué)生有氧能力的有效性和可靠性［7，9，10］。在青少年有氧耐力水平逐年下滑的國際背景下，為清楚了解我國青少年學(xué)生有氧耐力水平現(xiàn)狀，也為今后與國際研究比較，本研究采用20-mSRT測試了上海市中小學(xué)生有氧能力水平，為現(xiàn)行青少年體質(zhì)健康評價中的心肺機(jī)能檢測研究提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

采取分層隨機(jī)整群抽樣方法，隨機(jī)抽取上海市閔行、徐匯、閘北、盧灣、奉賢和浦東6個區(qū)7～17歲在校小學(xué)、初中和高中男、女學(xué)生共4687名參與本研究測試。在知情同意前提下對自愿參與本測試的受試者進(jìn)行篩查，首先結(jié)合其學(xué)校當(dāng)年體格檢查和病史回顧，篩選體檢合格、身體健康無疾病者參與素質(zhì)測試。按年齡、性別分組，受試者年齡按實驗當(dāng)天實足年齡計算。7～17歲各年齡段最后統(tǒng)計有效樣本4284名（男2168名，女2116名）。

1.2 實驗方法

1.2.1 測試流程和指標(biāo)

將研究對象按性別分成兩大組，測試現(xiàn)場按年級分組，測試時著輕便運(yùn)動鞋和運(yùn)動裝。先按照2005年上海市學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研方法［11］測試身高、體重等形態(tài)指標(biāo)，準(zhǔn)備活動后再進(jìn)入20米往返跑測試，各年齡段按男、女性別分別測試。

1.2.2 20米往返跑測試方法

按Leger測試方法［12］，由經(jīng)過專門培訓(xùn)的運(yùn)動人體科學(xué)工作人員完成20-mSRT測試。測試用CD由美國庫柏有氧研究所Fitnessgram測試組提供，為Leger和Lambertmin創(chuàng)立的20米節(jié)奏跑原始錄音帶［9］。受試者完成準(zhǔn)備活動后進(jìn)入20-mSRT測試，同時對受試者的測試動機(jī)及測試環(huán)境條件等容易影響測試結(jié)果可靠性的各種因素進(jìn)行了控制。受試者在相隔20米的兩條線之間進(jìn)行由慢到快的往返跑，跑步節(jié)奏完全由音樂節(jié)拍器控制，在聽到CD音樂帶中“笛”樣哨音指令后開始向?qū)γ媾?，到達(dá)后停止，等待下一聲“笛”樣哨音，初始跑速為8.5 km/h，每過1 min節(jié)奏加快一級（stage），速度增加0.5 km/h，其中第1、2、3、4、5…… 各級（stage）對應(yīng)的跑距分別是7×20米、8×20米、8×20米、8×20米、9×20米……［12］。受試者跑步頻率不斷加快，當(dāng)經(jīng)反復(fù)鼓勵，受試者連續(xù)3次不能在規(guī)定時間內(nèi)按要求踏上或踏過端線，或感到確實無法堅持運(yùn)動時停止測試。以跑單程20米一次記錄為1 lap，跑20米往返一次記錄成績?yōu)? laps，以此類推記錄最終成績，運(yùn)動終止時完成的最大速度為最后跑速（running speed at the f nal completed stage of the 20-mSRT），按以下公式［12］計算：MAS=8.5+0.5×運(yùn)動終止時達(dá)到的最高級別（stagemax）。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

由SPSS15.0統(tǒng)計軟件對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ ± s）表示。采用單樣本Kolmogorov-Smirnov方法對所有受試者20-mSRT成績、最后跑速頻數(shù)分布進(jìn)行正態(tài)檢驗，采用Shapiro-Wilk對男女生各年齡段身高、體重和體質(zhì)指數(shù)的頻數(shù)分布進(jìn)行正態(tài)檢驗；對不同年齡、性別以及二者的交互作用對20-mSRT成績和最后跑速的影響進(jìn)行多因素方差分析；各年齡段組間均數(shù)兩兩比較采用多重比較；不同性別20-mSRT成績、不同性別最后跑速比較采用獨(dú)立樣本t檢驗；分別對男女生20-mSRT成績、最后跑速的差值95%置信區(qū)間進(jìn)行估計分析；顯著性檢驗水平為P < 0.05。

2 結(jié)果

表1和表2顯示，單樣本Kolmogorov-Smirnov方法對所有受試者20-mSRT成績、最后跑速的頻數(shù)分布進(jìn)行正態(tài)檢驗，P < 0.05；采用Shapiro-Wilk對男女生各年齡段身高、體重和體質(zhì)指數(shù)的頻數(shù)分布進(jìn)行正態(tài)檢驗，均P < 0.05。

表2 上海女生身高、體重、體質(zhì)指數(shù)與20-mSRT測試結(jié)果

（1）20-mSRT成績

多因素方差分析結(jié)果顯示，至少有一個年齡段的20-mSRT成績與其它組有顯著性差異（F = 124.050，P = 0），性別對20-mSRT成績有顯著影響（F = 241.869，P = 0），年齡和性別對20-mSRT成績的影響有交互作用（F = 24.790，P = 0）。

多重比較分析結(jié)果顯示：男生除7歲與8歲年齡組、16和17歲年齡組20-mSRT成績變化不明顯（P > 0.05）外，其它年齡組間20-mSRT成績比較有顯著差異（P < 0.05），8～16歲男生20-mSRT成績隨年齡增長而增加。女生7～13歲各年齡組間均值比較有顯著差異（P < 0.05），但14～17歲組間差異不明顯，女生7～13歲20-mSRT成績隨年齡增長而增加，14歲后隨年齡增長變化不明顯。

獨(dú)立樣本t檢驗結(jié)果顯示：男女生兩樣本方差齊性檢驗，F(xiàn) = 715.205，P = 0，采用校正t檢驗后，t = 21.184，P = 0；男生和女生20-mSRT成績差值的95%置信區(qū)間為（8.427，10.145），即男生20-mSRT成績優(yōu)于女生。

（2）最后跑速

多因素方差分析結(jié)果顯示，至少有一個年齡段的20-mSRT最后跑速與其它組有顯著性差異（F= 126.205，P = 0），性別對最后跑速有顯著影響（F = 235.411，P = 0），年齡和性別對最后跑速的影響有交互作用（F = 22.519，P = 0）。

多重比較分析結(jié)果顯示：男生除7歲與8歲年齡組、16和17歲年齡組20-mSRT最后跑速變化不明顯（P > 0.05）外，7～17歲其它年齡組間最后跑速比較有顯著差異（P < 0.05），8～16歲男生最后跑速隨年齡增長而增加。女生7～13歲各年齡組間均值比較有顯著差異（P < 0.05），但14～17歲組間差異不明顯，女生7～13歲最后跑速隨年齡增加而增長，14歲后隨年齡增長變化不明顯。

獨(dú)立樣本t檢驗結(jié)果顯示：男女生兩樣本方差齊性檢驗，F(xiàn) = 632.611，P = 0，采用校正t檢驗后，t = 19.553，P = 0；男生和女生最后跑速差值的95%置信區(qū)間為（0.4766，0.5828），即男生20-mSRT最后跑速大于女生。

3 討論

本次橫斷面研究顯示上海城區(qū)8～16歲男生和7～13歲女生20-mSRT成績和最后跑速均隨年齡增長而增加，表明了上海城區(qū)兒童青少年有氧耐力隨年齡增長而自然提高的趨勢。Armstrong的橫斷面研究［13］顯示，青少年有氧耐力隨年齡增長而提高，Tomkinson的研究［14］也顯示7～16歲的男生和女生（n = 39239）1600米跑成績隨年齡增長可分別提高35%和21%，男生持續(xù)改善直到15歲，而女生穩(wěn)定在13歲水平。盡管該研究測試指標(biāo)與本研究不同，但兒童青少年運(yùn)動負(fù)荷推廣測試項目20mSRT、1600米跑與逐級遞增負(fù)荷跑臺或功率自行車所直接測定的峰值攝氧量都存在較高的評價效度［15］，故認(rèn)為本研究結(jié)果與Tomkinson研究吻合。但縱向隨訪研究［16］卻顯示隨年齡增長，男孩相對峰值攝氧量相對穩(wěn)定，而女孩下降約30%。也有研究顯示［17］隨著年齡增長，長距離跑更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)省化，這意味著以同樣的跑速，年齡大的孩子跑得更遠(yuǎn)；或者同樣距離跑得更快。這些結(jié)果表明這方面仍需大量研究。

本研究中男生20-mSRT成績和最后跑速高于女生且有顯著性差異，可能與青春期性激素有關(guān)［18］。性別差異引起身體脂肪組織和瘦體重構(gòu)成發(fā)生明顯變化，且受性激素影響，青春期男、女生機(jī)體血紅蛋白濃度差異，可能是影響男、女生有氧耐力水平的重要因素［19，20］。但也有研究提示，在日常體力活動水平相同的前提下，有氧耐力水平低下，疾病風(fēng)險增加，但是一般情況下女生最大攝氧量低于男生，并不認(rèn)為與增加的健康風(fēng)險有關(guān)，而與女生自身生理機(jī)能有關(guān)［21］。美國FITNESSGRAM效標(biāo)參考標(biāo)準(zhǔn)明確了不同年齡、性別兒童青少年在最大攝氧量低于某水平時與成年后的健康風(fēng)險增加相關(guān)［22］，同時標(biāo)準(zhǔn)也體現(xiàn)了女生最大攝氧量與男生比相對較低的生理特征。

Olds等人［23］統(tǒng)一規(guī)范，整理分析了1981年到2003年37個國家的109項20米往返跑研究原始數(shù)據(jù)（n=418206），結(jié)果顯示青少年有氧耐力呈逐年下降趨勢。本研究中上海男生各年齡段20-mSRT最后跑速與Olds等報道的同齡青少年最后跑速水平較接近，女生的最后跑速明顯快于文獻(xiàn)報道平均水平。但因為縱向隨訪研究資料欠缺，上海地區(qū)青少年有氧耐力素質(zhì)與國際比較變化趨勢相關(guān)研究尚待深入。

4 總結(jié)

本次橫斷面研究顯示，上海城區(qū)8～16歲男生20-mSRT成績和最后跑速均隨年齡增加而增長，女生7～13歲20-mSRT成績和最后跑速隨年齡增加而增長，14歲后隨年齡增加增長不明顯，提示上海城區(qū)兒童青少年有氧耐力素質(zhì)隨年齡增長而增加的趨勢。上海城區(qū)7～17歲中小學(xué)生同齡男生20-mSRT成績和最后跑速均大于女生，提示性別對兒童青少年有氧素質(zhì)有影響。

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