普通高校身體運動功能訓練課程生理負荷強度的研究

楊川川

(中國藥科大學 體育部，江蘇南京 210009)

身體運動功能訓練來源于西點軍校的傷病士兵的康復訓練，發(fā)展于高水平運動員的動作模式訓練，我國從美國引進這種訓練方法后，除了應用于高水平運動員的訓練，還針對中小學生開發(fā)了身體運動功能訓練課程。但對于普通高校，身體運動功能訓練課程還處在推廣和探索階段，相關文獻只見于高校高水平運動員，應用于普通學生的研究并不多見。目前，普通高校大學生由于缺乏運動、長時間的靜態(tài)動作，已出現(xiàn)腰背酸痛、骨盆前傾、脊柱側(cè)彎等問題，在專項體育課中，不能正確掌握運動動作，出現(xiàn)代償動作，不但感受不到運動的愉悅和成就感，增加了運動損傷的風險，更不利于運動習慣的培育。本文對普通高校本科生的身體運動功能訓練課程的運動功能生理負荷進行監(jiān)測，以期在研究教學方法、課程設計的同時能夠掌握適宜有效的運動強度。

目前，血乳酸濃度、攝氧量、無氧閾等都可用作運動生理負荷指標，但這些指標的測定都需要專業(yè)的實驗室進行。心率因其易理解、易操作、易評價、敏感性高等特點被廣泛作為運動生理負荷的指標，本次研究也采用心率作為運動生理負荷指標。

1. 研究對象和方法

1.1 研究對象

中國藥科大學本科大一兩個身體運動功能訓練專項班的50名學生，其中男生19人，女生31人，年齡18—20歲，平均(19.28±0.76)歲。受試者身體健康，無心血管疾病，身高、體重在正常范圍內(nèi)，實驗前3個月內(nèi)和實驗過程中均未服用過影響心率的藥物。

1.2 研究方法

1.2.1 教學安排：

準備活動：除傳統(tǒng)的慢跑和關節(jié)活動外，增加了動態(tài)拉伸、神經(jīng)肌肉激活，整個準備活動時間20min左右。

基本部分：以某個部位或某個非病理性的癥狀為主題，進行綜合性訓練。

整理活動：敏捷性訓練的小游戲、拉伸，整個過程20min左右。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集

應用國產(chǎn)第五區(qū)(fizzo)，COR型號心率表對中國藥科大學兩個身體運動功能訓練專項班的50名學生進行心率監(jiān)控，一周1次課，連續(xù)3周，采樣時間從上課開始到上課結(jié)束，采集信號頻率：25次/S。下課后心率表收回，進行數(shù)據(jù)收集。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用fizzo智慧體育管理系統(tǒng)及SAS5.0數(shù)理統(tǒng)計分析軟件，從生理學角度分析身體運動功能訓練課生理負荷強度分布。

2. 實驗結(jié)果與分析

2.1 平均生理負荷強度

測試結(jié)果顯示，平均心率為123t/min，平均心率在各區(qū)間占比見表1。根據(jù)我國學者研究,高校體育課平均心率在135—165t/min為宜[1]，從這一數(shù)據(jù)來看,身體運動功能訓練課生理負荷強度偏低。這與身體運動功能訓練的特性有關系，身體運動功能訓練方法的設計是從人的生長發(fā)育階段的規(guī)律出發(fā)，按照人體功能解剖的結(jié)構(gòu)理論和運動生物力學原理，通過一系列的動作模式訓練，提高神經(jīng)系統(tǒng)對身體的控制能力。訓練中要求動作準確到位，不能因為錯誤動作引起其它部位的代償作用甚至損傷。因此，動作技術的不斷學習、掌握、糾正對生理負荷強度有一定影響。

表1 平均生理負荷強度在各區(qū)間占百分比

2.2 最大生理負荷強度

最大負荷強度平均值為162 t/min，男、女生分別為163 t/min和162 t/min，見表2。超過全國(除西藏地區(qū)外)的總體水平(心率介于142-148 t/min)[2]。一套綜合訓練一般有8個動作，采用HIIT(高強度間歇訓練法)，使生理負荷強度達到峰值。

表2 最大生理負荷強度

2.3 各生理負荷強度區(qū)間時間占比

我國的《全民健身指南》和美國的《ACSM運動測試與運動處方指南》均推薦大多數(shù)的成年人進行中等強度(40%—60%VO2R，心率和呼吸速度明顯加快)和較大強度(≥60%VO2R，心率和血壓增加幅度加大)相結(jié)合的運動，40%～60%最大攝氧量相對應心率在120—150t/min，生理學上也將此稱作身體鍛煉生理負荷量的有效價值閾。大量觀察發(fā)現(xiàn)，心率在110t/min以下時,機體的血壓、血液成分、尿蛋白和心電圖等指標，都沒有明顯的變化，健身的價值不大；心率在130 t/min的運動負荷時，每搏輸出量接近或達到一般人的最佳狀態(tài)，健身效果明顯；心率在150t/min的運動負荷時，每搏輸出量開始出現(xiàn)緩慢下降；心率增加到160—170t/min之間，雖無不良的異常反映，但也沒有呈現(xiàn)出更好的健身跡象。當心率超過200t/min時，心舒張時間極短，可導致冠狀動脈供血不足，致使心肌收縮力下降，心肌疲勞，出現(xiàn)心慌、氣喘，甚至嘔吐現(xiàn)象[3]。心輸出量是每搏輸出量與心率的乘積，而心輸出量的多少是決定氧運輸能力的主要因素。[4]人體運動時，每搏輸出量隨運動強度的增大而增加，但當達到心率為120—140t/min的生理負荷強度時便趨于穩(wěn)定，此刻為最大每搏量。因此，普通學生運動的最適宜心率區(qū)間在120—140t/分。此后每搏輸出量下降，心輸出量穩(wěn)定在最大值范圍。德國著名心臟病專家Reindell提出保持心輸出量在最佳水平的心率范圍稱為最佳心率范圍，約在120—180 t/min。[5]體育課的主要目的是增強體質(zhì)，其負荷強度原則上不涉足最佳心率范圍以上區(qū)域 (>180t/min)，其負荷應在每搏輸出量達到最大的心率水平(120—140t/min)上持續(xù)運動一定的時間，以發(fā)展心肌泵血功能，但此時心率水平并不高，心泵血功能未能發(fā)揮最大效率，體育課中還應有心率出現(xiàn)高峰達最佳心率范圍上限(160—180t/min)的時間，以使心泵血功能獲得更好的鍛煉。[4]本次測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，在最佳心率反應的時間占比為73.47%，其中在適宜區(qū)(120—140 t/min)的時間占比為42.02%，140—160 t/min的時間占比為25.13%，160—180 t/min時間占比6.32%，詳見表3。說明身體運動功能訓練課的生理負荷強度對促進學生體質(zhì)健康有積極的意義,特別是對心肌泵血機能的鍛煉有積極作用。表3結(jié)果還顯示生理負荷強度在最佳心率范圍以上出現(xiàn)的時間占比為4.25%，這一區(qū)域的生理負荷強度往往是造成體育課意外傷害事故的直接原因，應加強控制這一區(qū)域的運動負荷強度。

表3 各生理負荷強度區(qū)間時間占比(%)

2.4 生理負荷強度分布

體育課中的生理負荷強度應符合人體生理機能變化規(guī)律，即動員、穩(wěn)定、疲勞、恢復四個階段。依據(jù)這一規(guī)律，體育課通常由準備部分(約20min)、基本部分(約60min)和結(jié)束部分(約10min)組成。準備部分的生理負荷強度是要逐漸動員心血管機能、克服內(nèi)臟機能惰性和肌肉的粘滯性；基本部分的生理負荷強度不但要使心機泵血機能保持一定量和時間的刺激，還要加強加深人體內(nèi)臟系統(tǒng)刺激，使身體機能得到改善和提高，最大生理負荷強度應出現(xiàn)在此部分；結(jié)束部分的生理負荷強度是逐漸下降的，使心血管機能和內(nèi)臟機能逐漸恢復到平靜狀態(tài)。

本次研究的身體運動功能訓練課程生理負荷強度分布如圖1所示。在時序上，準備部分和結(jié)束部分的生理負荷強度中段和結(jié)束部分，基本部分的生理負荷強度較高，強度高峰在基本部分的前段和中段。基本符合“躺椅式”類型。準備活動的前段就出現(xiàn)了生理負荷強度的小高峰，是由于熱身運動慢跑沒有控制好運動負荷強度。根據(jù)身體運動功能訓練的訓練理念，我們在準備活動中增加了神經(jīng)-肌肉激活部分，主要是采用快速動員肌肉、快速反應和增強動態(tài)穩(wěn)定性等訓練方式，提高神經(jīng)傳輸速率、神經(jīng)-肌肉募集能力和反應-動員能力，從而使機體表現(xiàn)出高度的興奮性、快速的反應能力、快速的伸縮復合能力和高度的機體動態(tài)穩(wěn)定性，最終提高運動表現(xiàn)力。這部分的動作一般頻率快、時間段，使心率在準備活動后期出現(xiàn)連續(xù)的起伏。基本部分出現(xiàn)兩次峰值，前段生理負荷強度出現(xiàn)峰值，加強了內(nèi)臟系統(tǒng)各機能的刺激，心血管呼吸系統(tǒng)機能得到改善。兩次峰值之間生理負荷強度出現(xiàn)低谷，對調(diào)節(jié)機體機能、防止機體疲勞有積極作用。中段再次出現(xiàn)高峰，進一步加強機體機能刺激，此后保持在一定的水平上，并逐漸下降。在課中內(nèi)臟系統(tǒng)的各機能分別處于不同的負荷水平下進行工作，既有負荷高峰，又有使機體機能得以調(diào)節(jié)的“低谷”，大、中、小負荷合理交替。

圖1 生理負荷強度分布

3. 結(jié)論

身體運動功能訓練課生理負荷強度從平均生理負荷強度來看有36%在120t/min以下。增強學生體質(zhì)效應是偏低的。從生理負荷強度在各區(qū)間的百分比和最大生理負荷強度分析，身體運動功能訓練課對心肌泵血機能的鍛煉有積極作用。

身體運動功能訓練課生理負荷強度分布類型基本符合人體機能能力活動變化規(guī)律。但在準備活動前段，應注意控制熱身運動的生理負荷強度。在準備部分，生理負荷強度就增長迅速，但心血管呼吸系統(tǒng)機能惰性尚未克服、內(nèi)臟系統(tǒng)機能調(diào)節(jié)不充分，增加了運動的風險性。

要加強對生理負荷強度的安排和調(diào)控，增加生理負荷強度在160—180t/min的頻數(shù)，加深對心泵血機能的刺激，提高增強學生體質(zhì)的效應。控制生理負荷強度在180t/min以上的頻數(shù)，防止意外傷害事故。完善課程各組成部分運動方式的組合，使生理負荷強度分布更加符合人體機能活動變化規(guī)律。