應用計步器指導大學生有氧跑鍛煉的研究

閔宜鵬 蘇麗娜 馬少龍 王少君

摘? 要：本文研究目的是為大學生有氧跑鍛煉提供簡潔準確的參數指標。本研究以計步器、自感用力程度量表（RPE）和polar心率表對大學生進行有氧跑的運動負荷監測，以確定受試者靶心率（THR）范圍內的有氧跑負荷指標，為受試者提供準確的運動參數，指導其進行科學健身。結果顯示當男性大學生以166.82步/min進行跑步時鍛煉效果最佳。步頻參數可以作為普通大學生有氧跑鍛煉的有效評價指標，而主觀感覺存在偏差。

關鍵詞：大學生? 有氧跑? 計步器? 運動負荷? RPE

中圖分類號：G808? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2813（2019）11（a）-0034-02

1? 研究意義

有氧跑不受時間、環境和同伴等因素影響的優勢成為大學生群體中最常見的運動方式之一。有氧跑的強度較低、鍛煉者可持續時間較長，能量供應以糖和脂肪酸的有氧氧化供能為主[1]。研究證實有氧跑對大學生的生理和心理健康帶來諸多的好處。規律的有氧跑運動，不僅可以穩定心臟的興奮傳導，提高心肌的收縮能力，而且還能提高心肌有氧氧化酶的活性，增大肌細胞的血流量及氧的利用能力[1];同時，改善機體的能量代謝，有利于大學生身體發育和身體素質提高[2]。此外，有氧跑還可以調節人體的情緒，疏導不良情緒，有利于提高大學生的心理健康水平。

眾所周知，在靶心率范圍內的運動負荷是最安全而又能夠有效地提高有氧適能水平的。但是由于缺乏運動負荷調控相關知識與運動負荷監測工具的實踐操作，廣大公體生群體對于“靶心率范圍內的運動負荷”這個概念是不理解的。同時這也限制了他們對于運動負荷自我調控的意識與能力的發展。所以在公體生群體進行有氧跑鍛煉時，很難感受到有效地運動負荷，更加難以達到運動健身的目的。對此現狀，學者們研究出了自感用力度（RPE）判定法。RPE的概念是在1970年由瑞典生理學家Borg Gunner提出，他以“心率值=10×RPE值”的設想創造了RPE6-20量表。基于運動過程中心理、生理對運動強度的整體感知與反應，RPE量表已成為目前對運動強度控制、指導最常見的運動感知量表之一[3]。而胡等人發現有氧運動過程中檢測心率的變化能夠準確反映和及時調整運動強度，使運動者達到并維持在目標心率范圍內，從而取得最佳的鍛煉效果[4]。

芬蘭的POLAR心率表是運動訓練中最普遍的儀器，對運動訓練負荷檢測起著非常重要作用。它為運動訓練者提供實時的心率反饋，使其對自身的運動負荷有一個實時的了解，從而可以做到對運動強度、運動時間和運動量的控制[4]。

但是，RPE值是一種主觀感受，不同人對于相同量值的強度描述的感受是不同的。這可能會導致到達靶心率的強度感知存在偏差。因此，應用RPE值來確定相對運動負荷是不精確的。雖然Polar心率表能為運動者提供準確的運動負荷反饋，但是其價格昂貴，對于大部分大學生來說是不能實現的。

計步器作為一種新的檢測手段，已經被廣泛地應用于人體體力活動的研究中，其原理是感應運動中佩戴計步器位置的三維加速度的變化，來記錄人體在運動中步頻的變化。相對于上千元的Polar心率表，不足百元的計步器可能被大部分學生所接受。而且，一些智能手機的應用也可以記錄跑步者在運動中的步數。因此，應用計步器來評價大學生跑步強度變為一種可能。

本研究應用計步器和Polar心率表來研究大學生在達到閾強度時的步頻，從而用步頻來指導大學生的有氧跑鍛煉。同時，采集跑步者達到靶心率時的RPE數據，對步頻和RPE的離散系數進行比較，探索有氧跑評價的有效指標。

2? 研究方法

2.1 實驗對象

篩選北方民族大學非體育專業大學生28名。所有受試者均身體健康，無運動系統、循環系統、呼系系統等影響運動能力的疾病，視力矯正后正常，3d內未飲酒和服用藥物。

2.2 實驗儀器

應用Polar心率表（FT1，Finland）和計步器（Onwalk 100，France）采集受試者在跑步中的實時心率和步頻。心率用于受試者是否達到靶心率范圍，而計步器用于計算達到靶心率范圍時的步頻。

2.3 實驗步驟

第一，讓受試者充分了解實驗目的和實驗過程，學習Polar心率表、計步器、RPE量表的使用。第二，讓受試者佩戴心率表測量安靜時心率。第三，計算受試者的靶心率范圍，并要求受試者在跑步進入穩定狀態后將心率控制在靶心率范圍。第四，要求受試者在達到靶心率后，繼續維持5min該強度的運動。第五，在運動后即刻，讓受試者報出自己的RPE值。

2.4 統計學方法

所有數據均以平均數加減標準差來表示。使用SPSS 19統計軟件進行相關系數計算RPE和運動時穩定心率、步頻和運動時穩定心率的相關系數。

3? 研究結果

如表1所示，受試者均為男性，年齡在18～23歲之間，BMI指數顯示未有偏瘦或體重較輕的受試者。

如表2所示，受試者跑步進入穩定狀態后恒定心率為168次，對應的步頻為167步/min，400m的步頻和時間分別為365步和128s，RPE值為11。

RPE和運動時穩定心率、步頻和運動時穩定心率的相關系數分別為0.291和0.211。

4? 討論

運動負荷的掌控不僅決定著運動效果，而且影響著人們心理和生理的發展與提高。運動負荷不夠，達不到理想的健身效果;運動負荷過量，可能會損害身心健康。故運動負荷的自我調控成為了運動過程中十分重要的部分。靶心率即目標心率或有效心率，是指通過有氧運動提高心血管循環系統的機能時有效而安全的運動心率，也是判斷有氧運動的重要依據。RPE作為根據運動者自我感覺疲勞來衡量相對運動負荷的指標，結合了心理與生理因素，運用數值來使運動者進行自我判定。而在本文中，對于實驗的應用也是基于實現運動負荷的自我監控而設計。

皮爾遜積矩相關系數的計算結果顯示無論是RPE值與運動時的穩定心率還是步頻與穩定時的心率都只是存在一種弱相關。原因可能為RPE主觀的半定量參數的數據偏移比較大引起的。經計算ERP的變異系數為19.6%，進一步說明了個體之間的差異性比較明顯。因此，RPE作為監控運動負荷的指標是存在偏差的。

步頻與穩定時心率的相關性較低的原因可能與個人運動能力有關。跑步能量的節省化與個人的跑步技術、下肢肌肉力量、心肺耐力水平有關。受試者跑步技術越好，下肢力量和心肺耐力水平越高，其在同樣跑速下的心率越低。因此，步頻的增加不是心率提高的敏感性參數。

計步器作為一種常用的體力活動測量工具，不僅廉價而且簡易好操作。其工作原理是感應垂直加速度，其輸出結果即累計步數。計步器的應用在研究和干預人群體力活動方面具有廣泛的應用價值，國外學者已對其展開大量研究[5]。在大學生群體中，當步頻達到（166.82±13.43）步/min時，就可以達到這個年齡段的靶心率。而大學生跑步時以前述的運動強度維持15min左右，就能夠安全而又有效的達到運動健身目的，提高有氧適能水平。

5? 結論

大學生有氧跑鍛煉中，應用計步器以166步/min的強度進行鍛煉可以有效地提高自身的有氧運動水平，而應用RPE結果作為監測指標存在偏差。

參考文獻

[1] 鄧樹勛，王健，喬德才，等.運動生理學（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2015.

[2] 楊昌林，鄒國林，羅時文.淺析有氧跑為主的鍛煉對大學男生體質的影響[J].體育與科學，1990（1）：40-42.

[3] 鐘伯光，趙亞楠.RPE 6-20量表預測最大攝氧量的實驗研究進展[J].武漢體育學院學報，2011，45（9）：36-40.

[4] 胡少娟.簡析Polar心率表在健身運動中的應用研究[J].運動，2014（8）：39-40.

[5] 戴劍松，李靖，顧忠科，等.應用計步器測量日常體力活動的研究[J].中國組織工程研究與臨床康復，2008，12（35）：6883-6887.