高中生“陽光長跑”無氧閾心率強度控制干預效果

王國軍 劉亞 張秋艷

摘?要：?目的?通過實驗研究建立青少年“陽光長跑”個體適宜強度（無氧閾心率）回歸方程，以改變目前全國青少年“陽光長跑”中強度隨意的現狀。方法?以我國X市3所（A、B、C）中學的高中生為樣本，按隨機抽樣原則從中抽取研究對象，分2個階段進行研究。①從3所中學高中各年級中抽取男、女生共593名，通過實驗測試獲得基礎數據，以文獻資料法和專家法篩選出的指標為自變量、無氧閾心率為因變量，建立個體無氧閾心率回歸方程。②來自3所中學高二年級的學生（共204名），分別以3種模式[按照無氧閾心率強度（基于所建立的個體無氧閾心率回歸方程）監控、不按強度但嚴格監控、不監控自主式]完成“陽光長跑”，12周后，比較實驗前后3所中學高中生最大攝氧量（VO2max）、基礎心率指標的變化情況。結果?3所中學高中生按不同模式完成長跑后，其基礎心率均未出現降低現象（P均大于0.05）;A中學男、女生VO2max均出現不同程度增長現象（t=2.804，??P<0.01;t=2.831，P<0.01）;B中學女生VO2max出現一定程度增長現象（t=2.337，P<0.05），男生則未出現增長現象（t=0.574，P>0.05）;C中學男、女生VO2max均未出現增長現象（P均大于0.05）。結論?①所建立的高中生個體無氧閾心率回歸方程可用于指導該群體在長跑中的適宜強度調節;②通過實證研究提出針對性建議，有助于“陽光長跑”的可持續性開展。

關鍵詞：?高中生;?“陽光長跑”;?無氧閾;?靶心率;?無氧閾心率;?有氧耐力

中圖分類號：?G806???文獻標志碼：?A???文章編號：?1000?5498（2020）03-0084-11

DOI：?10.16099/j.sus.2020.03.009

為實現促進學生體質健康水平明顯提高的工作目標，教育部、國家體育總局、共青團中央共同啟動“全國億萬學生陽光體育冬季長跑活動”（以下簡稱“陽光長跑”），且多次發布有關開展“陽光長跑”的通知，并對長跑距離提出具體要求（初中生每天至少跑1?500?m，高中生與大學生每天至少跑2?000?m）。然而“陽光長跑”中存在的問題日益凸顯：學生們不清楚長跑是需要強度的，且每個人都有自己適宜的強度，更不清楚適合自己的長跑強度是多少，又怎樣控制該強度;因而，目前全國很多學生只是依照自己的習慣節奏，進行“放羊”式長跑。

研究[1-2]證實，青少年體力活動的強度、量、頻率與體質健康存在顯著的量-效關系，其中強度具有核心意義。然而，目前存在的“放羊”式長跑因強度的有效性無法保證而嚴重削弱了其對學生體質健康應有的促進效果，使得這一本意為促進學生體質健康水平提升的健身之舉，因缺乏科學的引導而流于形式。

以往研究認為，無氧閾對應心率（即無氧閾心率，以下簡稱“VT心率”）下的強度是中長跑的適宜負荷強度，即運動靶心率。然而，目前研究所針對的群體主要集中在無規律運動的成人[3]、兒童[4]和大學生[5]，有關高中生適宜運動強度的研究較少，且尚未形成統一意見[6]。高中生正處于青春期向成人轉變的特殊階段，其身體形態、心肺功能與兒童、成人皆存在差異，且個體間差異較大。因此，對青少年中的高中生這一群體個體靶心率進行研究具有實際應用意義。另外，以往靶心率或適宜負荷強度相關研究基本只圍繞年齡和心率2個因素進行回歸運算，存在諸多爭議[7]?；谝陨媳尘?，為學生提供既有理論依據又有實驗基礎，且兼具科學性和實用性的自身適宜負荷強度指導顯得尤為必要。采用科學和可行的強度指導系統將有助于改變目前全國高中生“隨意強度式長跑”的現狀，使學生通過“陽光長跑”而達到事半功倍的健身效果，讓“陽光長跑”提高學生體質健康水平的目標能夠真正實現并長久執行。

基于上述原因，筆者通過實驗研究建立高中生“陽光長跑”個體適宜強度的回歸方程，再以該回歸方程推算的VT心率為控制強度進行實證研究以驗證其干預效果，旨在使每個學生可以方便地獲得較為科學的、適宜個體強度的推薦心率以控制運動節奏，并寄望未來實踐應用時，將其引入目前已日益大眾化的運動手環等心率監控設備中，使得以心率為監測指標的強度控制模式成為“陽光長跑”實踐中的現實選擇，最終達到促進學生體質健康的目的。

1?研究方法

1.1 特爾菲法

首先利用文獻資料法初步篩選體能、體質測試指標，再采用專家打分法對初篩指標進行增減。共選定10名專家，均具有博士學位和高級職稱，且為該領域/行業的專家。評定分值為1～5分，分別代表“非常不合理”“不太合理”“合理”“較合理”“非常合理”等5個等級。判定標準：凡指標評分均值小于3分者，視為不太合理而刪去;標準差大于1者，表明專家評分意見分歧過大，視為爭議指標，再將專家關于爭議指標的評分意見及是否需調整的理由反饋給各位專家，協商無果則刪去該指標。

1.2 實驗法

1.2.1 實驗對象

按隨機抽樣原則，從我國?市3所中學（分別簡稱A中學、B中學、C中學）中抽取一定數量的高中生作為實驗對象。實驗分2個階段進行，合計797名受試者。第1階段從3所中學高中各年級中抽取男、女生各100名，后有7名學生因各種原因退出，故有效樣本為593名。第2階段為實證階段，考慮到高一年級學生長跑穩定性相對較差、高三年級學生因忙于應對高考而時間受限，而高二年級學生大多已掌握長跑運動技巧，故研究對象均從高二年級學生中抽取，A、B、C中學有效樣本分別為69名（男生31名、女生38名）、66名（男生32名、女生34名）、69名（男生34名、女生35名）。

選取實驗對象時，要求實驗對象先填寫個人信息表以及知情同意書，排除體育特長生和患有各種疾病者。實驗對象基本情況見表1。

1.2.2 實驗方案

實驗分2個階段進行：①室內研究階段，運用跑步機在室內模擬長跑體能測試，目的在于建立個體適宜強度回歸方程，于2018年上半年完成。②實證研究階段，旨在檢驗個體強度控制的實踐應用效果，于2018年下半年完成。實證訓練時間為12周，在開學后前2周和訓練結束后10?d內，按照2臺心肺功能儀每天測試20名學生的任務量完成最大攝氧量（VO2max）、基礎心率等指標的測試工作，作為耐力訓練效果的判定指標。

在實證研究階段，將來自A、B、C中學的研究對象分別設為VT心率強度控制干預實驗組（“陽光長跑”+VT心率強度控制）、心率監控實驗組（“陽光長跑”+心率監控，但無強度干預）、對照組（自行活動）。A中學與B中學的“陽光長跑”同時進行，男生安排在周一、周五早晨和周二下午，女生安排在周二、周四早晨和周五下午;C中學作為對照組無特殊要求，按照常規完成體育課，業余體育鍛煉不做任何要求，按平時體育鍛煉習慣進行。為保證有效干預且減小和避免其他干擾因素，參與本次實驗的所有學生的實驗干預、日常體育課均由本研究團隊負責。另外，各個學校凡涉及體育鍛煉相關活動政策的執行時，所有204名實驗參與者須與研究團隊體育教師溝通協商并確認不影響實驗結果后方可執行，以避免政策對實驗效果的干擾。每次跑步距離為2?000?m，正式跑前做好充分準備活動，結束后做好慢跑、拉伸等放松活動。A中學訓練干預實驗在室外進行，運動時盡快進入個體VT心率強度，受試者保持以推算出的個體VT心率跑步至少1?500?m及以上，采用芬蘭Polar表全程監控心率。B中學除負荷強度控制不需要與A中學保持一致外，其余要求（如練習次數、跑步距離等）同A中學。

1.2.3 實驗指標及測試方法

（1）身體形態指標。身高、體質量測定按照國民體質測試方案進行。體成分采用韓國Inbody?7.0體成分測定儀進行測量。測試所得數據包括身高、體質量、體質量指數（BMI）、體脂率等。

（2）基礎心率。要求實驗對象每天清晨在靜臥、空腹、清醒狀態，使用脈搏法測量心率，并連續記錄7?d，計算1周的平均值，作為基礎心率。

（3）最大攝氧量（VO2max）和通氣無氧閾（VT）。采用逐級遞增負荷運動方式在室內跑臺進行VO2max和VT測試。實驗設備為Run?7410專業跑臺（意大利Runner公司產）、Metalyzer?3B氣體分析儀（德國Cortex公司產）、Polar表（德國Cortex公司產）。具體操作程序[8-9]：測試前2?min內將跑臺速度增至4?km/h，坡度為0°，讓實驗對象盡可能地邁開步子走動起來。第4分鐘時將跑速增至7?km/h，之后以每2?min將跑速增加1?km/h的速率遞增（目的在于獲得VT及對應的速度），直至速度達到12?km/h（過去的研究已證實，普通高中生跑速超過12?km/h時會出現步態不穩且難以跟上節奏，故選此速度為上限）。此時，以每隔1?min增加1.5%的幅度增加跑臺坡度，直至力竭，獲得VO2max絕對值與相對值。運動中后期不時通過主觀感覺評分表（RPE）詢問實驗對象的主觀感覺。VO2max判定參考文獻[10]的標準執行。

（4）VT心率。VT判斷標準[8]：①通氣量（VE）、二氧化碳排出量（VCO2）非直線增加的拐點;②VE/?VO2突然增大，VE/VCO2不下降;③呼吸商出現突然增高的拐點。整個VT判定在氣體分析儀自帶軟件中結合人工觀察和手動修正完成。獲取數據有VT值、VT占VO2max的百分比以及根據采樣的時間序列尋找出的對應VT心率（達到VT時對應的心率）。

（5）體表面積。依據胡詠梅等[11]提出的公式計算得出：體表面積（m2）=0.007?1×身高（cm）+0.013?3×體質量（kg）-0.197?1。

（6）基礎代謝率。依據文獻[12]中公式計算得出：基礎代謝率（kcal/d）=66.47+13.57×體質量（kg）+5.00×身高（cm）-6.76×年齡（歲）。

1.2.4 實驗條件控制

（1）環境控制。所有前期非干預實驗均在室溫為8～24℃、濕度為50%～60%的室內進行。溫、濕度均符合VO2max以及VT的測試要求。

（2）受試者跑臺適應。讓受試者先適應跑臺10?min以上，直到感覺良好、腳步穩健、能適應跑速的遞增和遞減、不緊張為止。

（3）實證訓練時，個體VT心率接近者歸為同一小組，每組6～8人，每所中學約4～5個小組，集體完成跑步，目的在于加大VT心率強度的監控力度，也提升團隊跑步的樂趣，從而提高訓練積極性。

（4）對參與實驗的學生進行思想教育和政策支持，并給予適當的物資獎勵以最大限度地調動學生的積極性，從而保證實驗的可靠性、有效性。

1.3 數理統計法

所有數據采用SPSS?19.0軟件包進行處理。第1階段，個體VT心率回歸方程式采用線性回歸模型建立。第2階段，實驗前、后3組樣本之間的差異性比較采用方差分析，若出現顯著性差異，采用S法進行多重比較;實驗干預效果的前后比較采用配對樣本t檢驗。選取P<0.05為顯著性水平。

2?研究結果

2.1 第1階段實驗結果

2.1.1 指標的理論初選與專家問卷復選結果

“陽光長跑”對高中生要求的距離是2?000?m，屬于發展有氧耐力的素質運動。經梳理文獻發現，以往研究一致認為，VT心率下的強度是中長跑的適宜負荷強度。其理論依據是，用個體VT強度進行耐力訓練，既能使呼吸、循環系統機能達到較高水平，最大限度地利用有氧供能，又能在能量代謝中使無氧代謝的比例減少到最低限度。因此，VT心率可能與個人體質，如呼吸、循環系統機能、身體形態、能量消耗、基礎代謝等都有關[3，13-16]。鑒于未來實際應用的便捷性、易操作性，排除類似VO2max確定法，并對初選指標——年齡、身高、體質量、腰圍、體表面積、體脂率、BMI、安靜心率、基礎心率、基礎代謝率、卡爾森運動強度心率、安靜時心率修正百分比法推算心率[即運動時心率，計算公式為安靜時心率+60%（最大心率-安靜時心率）]——進行專家評分，結果去掉了腰圍、卡爾森運動強度心率[（1.2±0.3）分]、安靜時心率修正百分比法推算心率[（1.4±0.2）分]，因為利用這種同類推算公式預測靶心率，可能降低有效性。其余指標均符合專家評分均值大于3且標準差不小于1的要求。

2.1.2 個體VT心率回歸方程的確立

（1）各指標描述性統計結果。實驗對象各指標描述性統計結果詳見表2。

（2）模型匯總。由表3可知，男、女生各個自變量與因變量（VT心率）之間的復相關系數（R）分別為0.897、0.944，判斷系數（R2）分別為0.805、0.892。R2即可決系數（亦稱確定系數），是度量擬合優度的統計量，R2的取值范圍是[0，1]，越接近1，說明擬合程度越好。本文中，無論男女，R2均接近于1，說明男、女生回歸直線對觀測值的擬合程度均較好。

（3）回歸方程的方差分析。對回歸方程的方差分析結果（表4）顯示，男、女生P值均小于0.01，說明男、女生回歸方程具有顯著性，即因變量和自變量之間線性回歸關系成立。

（4）回歸系數。計算回歸方程時，SPSS系統對男生直接排除體質量、體脂率和基礎代謝率等自變量，對女生直接排除體質量、BMI、安靜心率和基礎代謝率等自變量。由表5可知，無論男女，回歸模型中的各個自變量包括常量都具有統計學顯著意義。根據非標準化系數表以及t檢驗結果（表5），男生擬合結果為Y男=111.537+6.076x1-0.282x2-0.569x3+9.944x4（其中x1為年齡，x2為身高，x3為基礎心率，x4為體表面積），女生擬合結果為Y女=125.062+7.132x1-0.268x2-0.817x3-0.463x4+9.385x5（其中x1為年齡，x2為身高，x3為基礎心率，x4為體脂率，x5為體表面積）。

（5）多元回歸模型自變量之間的共線性檢驗。容差和方差膨脹率（VIF）是反映共線性的關鍵指標之一，如果某變量容差小于0.1，表明存在共線性問題。VIF越大表明共線性問題越嚴重。由表5可知，無論男女，容差均大于0.1，而VIF也在可接受范圍（VIF<10為可接受范圍，VIF>10則通常認為不可接受），說明此模型不存在共線性問題。

另外，若出現多個維度的特征值等于0，或者某個條件指數大于30，也提示可能存在共線性問題。由表6可知，無論男女，回歸方程中特征值與條件索引結果均符合要求，這表明男、女生模型都不存在共線性問題。

綜上所述，回歸方程（Y男=111.537+6.076x1-0.282x2-0.569x3+9.944x4，Y女=125.062+7.132x1-0.268x2-0.817x3-0.463x4+9.385x5）均成立，且不存在共線性問題。

2.2 第2階段實驗結果

2.2.1 “陽光長跑”適宜負荷強度干預組的個體VT心率

男生個體VT心率推算值計算公式：Y男=111.537+6.076x1-0.282x2-0.569x3+9.944x4（x1為年齡，x2為身高，x3為基礎心率，x4為體表面積）。以實證研究中的某實驗對象為例進行回代，該男生年齡、身高、基礎心率、體表面積分別為18歲、168?cm、65?次/min、1.841?64?m2，利用該公式可以推算其個體VT心率值為155次/min。

女生個體VT心率推算值計算公式：Y女=125.062+7.132x1-0.268x2-0.817x3-0.463x4+9.385x5（x1為年齡，x2為身高，x3為基礎心率，x4為體脂率，x5為體表面積）。以實證研究中的某實驗對象為例進行回代，該女生年齡、身高、基礎心率、體脂率、體表面積分別為17歲、154?cm、80?次/min、15%、1.644?7?m2，利用該公式可以推算其個體VT心率值為148次/min。

2.2.2 訓練效果比較

經過12周訓練，VT心率強度控制干預實驗組（A中學）、心率監控實驗組（B中學）、對照組（C中學）實驗前后相關指標檢測結果見表7。

由表7可知，經配對樣本t檢驗，與實驗前相比，來自3所中學男、女生的基礎心率在實驗后均未出現降低現象（P均大于0.05），而實驗后的VO2max，C中學男、女生均未出現增長現象（P均大于0.05），A中學男、女生均出現不同程度增長（男生：t=2.804，P<0.01;女生：t=2.831，P<0.01），B中學女生出現一定程度的增長（t=2.337，P<0.05），男生則未出現增長（t=0.574，P>0.05）。

方差分析結果顯示，實驗前無論是基礎心率還是VO2max，3組間的差異均無統計學意義（男生基礎心率：F=2.72，P>0.05;男生VO2max：F=2.41，P>0.05;女生基礎心率：F=2.18，P>0.05;女生VO2max：F=1.96，P>0.05）。實驗后，3組間基礎心率經方差分析，差異均無統計學意義（男生：F=2.58，P>0.05;女生：F=2.47，P>0.05），但男、女生VO2max在3組間均有顯著性差異（男生：F=7.14，P<0.05;女生：F=9.58，P<0.05）。再經S法均數多重比較發現：男生中，A中學與B中學（P<0.01）、C中學（P<0.01）均具有顯著性差異，B中學與C中學之間的差異無統計學意義（P>0.05）;女生中，A中學與B中學（P<0.05）、C中學（P<0.01）均有顯著性差異，B中學與C中學也具有顯著性差異（P<0.05）。

3?討?論

3.1 實驗分組對實驗效果的影響和控制

雖然我國早在2007年就提出“陽光長跑”計劃，但并未全面落實，或者政策提出初期認真執行但后期“松動”。正如筆者了解到，本文中的3所中學之前基本上都未實質性地開展“陽光長跑”。由表7可知，實驗前VO2max在3組之間并無顯著性差異，說明實驗對象實驗前耐力水平相當、起點相同，且因所有受試者均在同一時期（保證時效性）接受測試，這種組間指標無差別的結果也表明受試者前期并未受到學校教育模式和管理方式固有差異的影響。換言之，如果學校教育模式和管理方式對學生耐力甚至體質指標有影響，那么隨機抽取的同質（性別、年齡匹配）對象在同一時期本身應該存在差異。

在實驗執行中為保證干預有效且減小和避免其他干擾因素，參與本次實驗的所有學生的干預實驗、日常體育課均由本研究團隊負責，本研究團隊統一安排體育教師（實際操作中，均由本研究團隊的研究生以實習的形式完成對實驗對象的干預實驗，正式干預前，統一培訓、統一管理），干預組嚴格按照干預要求執行，普通體育課實行統一備課，嚴格執行相同強度、進度。另外，凡涉及執行各個學校體育鍛煉相關活動政策時，所有204名實驗參與者須與研究團隊體育教師溝通協商并確認不影響實驗結果后方可執行，以避免該政策對實驗效果的干擾。

3.2 高中生“陽光長跑”個體VT心率回歸方程的科學性、有效性

3.2.1 科學性

適宜的運動強度是保證運動科學性、安全性及有效性的重要因素，通常用VO2max百分比、梅脫（METS）或者最大心率百分比表示。研究[17-18]表明，在亞極限負荷運動強度下，心率與耗氧量呈線性相關，即運動時可以利用心率來監控運動強度。因此，目前普遍認同和推崇的最佳運動強度控制方法為靶心率法，其中使用最為廣泛的推算法有最大心率百分比法、心率儲備法以及簡易公式計算法。然而，早在1992年就有研究[19]指出，上述3種推算方法存在缺陷：①基本都只圍繞年齡和心率這2個因素進行回歸運算，忽略了性別、體質差異，而有研究[7]發現，運動靶心率不僅與年齡、性別有關，身體形態、基礎心率等因素同樣是值得考慮的指標。②年齡是靶心率推算的最重要因素，但實際應用時無法避免低估年齡偏大的老人、高估年齡偏小的少兒。③過往研究[20]所得到的靶心率集中在一個跨度較大的區間。如：劉洪珍等[21]指出，VO2max的50%～85%或最大心率（HRmax）的60%～90%可作為運動健身的適宜強度;萬文君[22]認為，最大心率（MHR）百分比在60%～85%的都屬于有氧健身區。這些研究均提示，在上述相對較寬的區間內運動就足以引起有效刺激，但并不能確定最佳負荷，這是一種通用的靶心率控制方法。然而，運動訓練相關理論[10]明確指出，個體VT強度是發展有氧耐力訓練的最佳強度。因個體間的VT強度不同，理應有一個適應個人的VT心率，而不是一個范圍相對較寬的區間。因此，上述方法通用性突出、個體針對性不強，未凸顯運動處方的個性化原則。

在本文的靶心率回歸推算公式中，對回歸方程各類參數的檢驗已表明回歸方程成立的合理性（表3～6）。指標選擇與過往廣泛使用的靶心率法不同之處在于：①充分考慮性別因素，特別是青少年生長發育階段，男女青春期存在顯著差異，理應有不同的運動強度;②回歸公式中不直接使用“220-年齡”作為最大心率進行推算，可避免低估年齡偏大的老人、高估年齡偏小的少兒;③考慮了體質差異因素，基礎心率可充分反映人體體質狀態、綜合反映體內各種生理變化，正常范圍內心率越低，說明人體心血管機能越好，且本回歸方程中，采用的基礎心率比安靜心率更為穩定、準確;④除考慮與之前各類回歸模型共有的年齡、心率指標外，回歸方程還納入了身高、體表面積作為自變量，對女性還單獨納入了體脂率，這些指標使個體化特征更加明顯，更符合運動處方的個體化原則;⑤本回歸方程推算的是要求個體耐力跑時應達到的VT心率強度，計算結果為每個個體的閾值，而不是一個較為寬泛的區間，在實際應用時，區間保持在所計算的個體VT心率值±標準差（特指各個年級的VT心率標準差），且盡量保持在個體VT心率值水平。

綜上所述，本文的回歸方程是在總結過去研究的不足基礎上，充分考慮傳統方法通用性突出、個體針對性不強的缺憾而建立的，從某種程度而言，更加強調運動處方中的個性化原則，更符合科學鍛煉的理念。

3.2.2 有效性

為進一步確定個體適宜“陽光長跑”負荷強度的實際應用效果，進行了為期12周的實驗干預（A中學和B中學），發現：A中學無論男女，反映人體耐力水平的VO2max均有顯著提升，且具有統計學意義（P<0.01）;強調“陽光長跑”但未采用個體VT心率強度控制的B中學，男生VO2max無顯著提升（P>0.05），但女生VO2max有一定提升，且具有統計學意義（P<0.05）;對照組（C中學）無論男女均無明顯變化，差異無統計學意義（P>0.05）。上述結果表明：利用所建立的回歸公式推算的個體VT心率值作為訓練強度控制負荷有效，能很好地提高學生耐力素質。據此，還可推論：①適度的運動，即使不依據個體VT心率進行鍛煉，只要堅持，也能起到提升體質的作用，但要取得較好的效果，應科學鍛煉。②B中學女生VO2max有提升且差異具有統計學意義（P<0.05），而男生沒有統計學差異（P>0.05），究其原因，可能與當前普遍存在的女生在學習、遵守制度層面更服從安排、能自覺完成任務有關，從執行體育教師的反饋信息看，也確實存在男生偷懶而女生執行力更強的情況。這提示：國家多部委提出的“陽光長跑”活動如能堅決執行和響應，應具有積極作用;若能做到有效控制運動負荷，則“陽光長跑”活動的積極作用將更加凸顯。

12周訓練后，實驗組和對照組的男、女生無論是自身前后還是相互比較，基礎心率均無顯著性差異（P>0.05）。生理學界一致認為，正常范圍內心率越低說明人體心臟功能越好。從研究結果看，此次12周的訓練并未引起心率出現顯著性變化，其可能的原因在于，心率是一個較為穩定的指標，短期內適宜的生理負荷強度不足以引起其發生顯著變化。這提示，可能需要一個相對較長的周期才可能取得較為理想的預期效果。

運動訓練理論指出，個體VT強度是發展有氧耐力訓練的最佳強度，用個體VT強度進行耐力訓練，既能使呼吸、循環系統機能達到較高水平，最大限度地利用有氧供能，同時又能在能量代謝中使無氧代謝的比例減少到最低限度[10]，因每個個體VT強度不同，理應有一個適應個人的VT心率，而不是一個范圍相對較寬的區間。從上述論證結果與實際效果看，以回歸方程推算出的個體VT心率在實際應用中有效。

3.3 高中生個體VT心率回歸方程異同分析

3.3.1 共同點

男、女生個體VT心率回歸方程公式中主要有2個共同點：①各自變量前系數的正負符號一致;②方程中的自變量都包含年齡、身高、基礎心率、體表面積等4個指標。

男、女生個體VT心率回歸方程公式都包含了年齡、身高、基礎心率、體表面積等4個自變量，表明這些變量對個體VT心率都會產生影響，不分性別;各自變量的系數正負符號一致，說明對個體VT心率影響的方向一致。用反證的邏輯逆向思考，若同一個自變量前的系數正負號不同，則表明其對個體VT心率影響完全是正反效應，這將導致邏輯上的矛盾，特別像基礎心率這類確定只起正向影響的指標，若出現男女回歸方程系數符號相反的情況，完全可以推測該回歸方程不合理。顯然，本方程相同自變量前系數正負號完全相同，再次印證本方程的合理性。

回歸方程的參數檢驗已經說明回歸方程的合理性，這些指標存在于回歸方程中也具有同樣的合理解釋，具體如下。

心率的價值及功能已在上文論述以及文獻中描述過[22]。人體體表面積是反映人體生理狀態的重要指標之一，與反映人體體質強弱的身體形態、身體機能和身體素質指標具有一定的相關性。在評價身體機能、身體素質方面，體表面積具有較好的代表性和較高的可信度[23]。以往針對哺乳動物的研究[24]發現，體表面積越大，則基礎心率越大，生理學解釋為體表面積越大的生物，其基礎代謝越高，需要更大的血氧量來維持機體的運轉，因此基礎心率越大。這對人體同樣具有參考意義。另外，體表面積計算公式是基于身高和體重回歸而得到的，因此，體表面積作為VT心率回歸方程的自變量符合邏輯。

3.3.2 不同點

男、女生個體VT心率回歸方程公式除了自變量前的系數不同外，最大的區別在于女生中包含了體脂率，這些不同無疑體現了明顯的性別差異。

體脂率影響運動靶心率已被證實，同時也回答了為何眾多學者對肥胖人群進行運動處方干預時不采用廣泛使用的基于年齡和心率推算的靶心率法，而需要針對肥胖群體運動靶心率做專門的研究[4，25]。譚思潔等[4]采用“乳酸閾-心率法”對肥胖兒童減肥運動處方的研制及效果觀察發現，9～10歲肥胖兒童控制運動鍛煉強度的靶心率上限為165?次/min，肥胖兒童的運動靶心率高于正常體質量兒童。由此可推測，體脂率影響VT心率。已有研究[26]證實，處于青春期的高中生，其體脂率存在明顯性別差異，男生明顯低于女生，且男生個體差異較小而女生個體差異較大。江崇明等[27]指出，受性激素影響，青春期男生以去脂體質量的遞增為主，女生則表現為身體脂肪堆積的增加，如15歲女生的去脂體質量僅為同齡男生的81%，到20歲時下降至68%。這表明，青春期的女生體脂率個體差異特別明顯，而男生并不顯著，也許正因為存在這種差異，所以在制定體質健康標準時，男性體脂率正常區間設定為10%～15%，而女性則設定為15%～30%。無論是判定標準區間的寬度還是容許度，女性都高于男性，這一不同性別間存在的生理結構差異導致體脂率在高中女生回歸模型中具有獨特的意義。

3.4 “陽光長跑”實證研究經驗總結及建議

3.4.1 實施“小團體”分組模式可緩解枯燥并提高訓練效果

眾所周知，中長跑運動不僅有利于增強人的心肺功能，還可鍛煉人的意志品質，但跑步中的枯燥感成為人長期堅持的障礙。在本次實證研究中，A中學學生以6～8人為1個小組，實行“小團體”分組模式，由1人出任組長，每組由1名科研團隊人員監測整體質量，集體前行，且心率由Polar表監控，若有1人沒有跟上規定的心率節奏，則整組視為該次“陽光長跑”無效，需要重跑。這種強調集體主義的機制不僅通過陪伴方式提高了跑步者的興趣，還增強了個體的集體主義精神。

B中學與A中學的區別在于：前者只強調學生完成每周3次、每次規定距離的跑步，要求學生動起來，但未對運動負荷實施嚴格把控。對B中學的現場觀察發現：部分學生按照自己習慣的節奏跑完規定距離;部分學生走走跑跑，也完成了規定距離;還有部分學生幾乎就是“為完成任務而完成任務”，嚴重缺乏主動性。從整體來看，女生自覺性高于男生，從考勤表及完成情況登記表分析，女生大多數都保質、保量地完成了規定距離，且過程較為努力，這也正是此次B中學女生實驗后VO2max仍有一定增加（P<0.05）的主要原因。B中學整體干預效果沒有A中學好，導致差別的原因可能就是A中學管理監控更嚴格，采用個體最適宜的運動負荷（即VT心率）強度監控跑步過程，有效地提升了學生的有氧耐力;加之采用小組集體模式訓練，保證了“陽光長跑”的完成質量。因此，可以認為，實施“小團體”分組模式是提高訓練效果的有效形式，按照VT心率負荷強度保證對機體有效刺激是效果顯著的關鍵。為保證個體VT心率在監控運動時的準確性，此次采用Polar表監測，建議在今后實際推廣時，學生可以購買運動手環等日益大眾化的心率監控設備進行監測。

3.4.2 制定可行的管理運行機制

以往的調查研究[28]表明，當前“陽光長跑”管理總體表現為以下3種形式。①號召式。即學校沒有潛心、實實在在地做好這項工作，往往只是下發一個通知或者開幾次會，安排幾名體育教師負責完成該項任務;活動開始時，領導們再參加一個起跑儀式，從思想上動員學生自覺跑步。這種形式往往沒有具體、詳實的制度支撐，多數流于形式，開始有點新意，但后來缺乏積極性、主動性成為普遍現象，導致鍛煉效果大打折扣。在此次實證研究中，C中學領導以場地不夠好、校醫院設施簡陋、中長跑安全難以保證為由，讓學生自覺鍛煉，導致學生VO2max、基礎心率都無改善現象（P>0.05）。②集體行動模式。往往利用大課間、早晚時間以班級為單位進行“跑操”，由班主任或體育教師及班干部等管理，強調跑但沒有進一步強調如何跑。在此次實證研究中，B中學就屬于此類，從干預結果來看，有一定效果，但因缺乏對跑步過程中運動負荷的有效監控，與預期效果仍存在一定差距。③嚴格管理模式?！百|”與“量”兼顧，最為典型的是長跑傳承長達90年（從1928年開始保持至今）的清華大學模式，其已建立非常完整的長跑監控、考評制度，此次實證研究對A中學的實驗干預就是借鑒清華大學的案例而實施的。

針對A中學最終確定如下管理機制。①教育機制。要求教師、學生均進行“陽光長跑”活動學習，對其重要性、學校的決心、各種規定制度特別是與師生利益關聯的獎懲制度進行學習以統一思想認識。②監管機制。對“陽光長跑”活動有效性、師生考勤等實施制度監管，分工明確，方案詳實，極大地保證“陽光長跑”的正常秩序和鍛煉效果的最大化。③考核、評價和獎勵機制?？己嗽u價公正公平、獎罰分明是調動師生積極性的重要保證。清華大學長跑模式也是由逼迫到半逼迫再到后來形成的高度自覺模式。任何一項活動的開展要形成系統化并保存下來大都經歷過類似過程，此次在A中學開展的實證研究亦如此。如按2017年版《普通高中體育與健康課程標準》規定，該校“陽光長跑”考核未通過者不準予以畢業，考核成績作為普通高中學生畢業的主要依據和高校招生錄取的重要參考，從實施效果看，這條規定在很大程度上增加了學生參與的積極性、主動性。另外，考評組對每一個跑步小組（6～8人）、個人進行先進評比，并張榜公示，提升優秀學生的成就感和自豪感。項目實施過程中的優秀教師，其個人榮譽納入年終績效考評結果。④穩固的協調機制?！瓣柟忾L跑”活動的有效開展并長期堅持，需要各個部門協同合作，特別是校醫院、保衛部門、教師層面等均要防范突發安全事故，領導層則要重視并從人、財、物上積極支持，最終才能保證活動的持續、有效實施。

3.4.3 加強校園體育文化建設

“陽光長跑”活動僅是一種行為表現，要成為一項可持續發展的項目，積極推動校園體育文化建設是最有效的途徑之一。打造與“陽光長跑”相關的系列賽事，豐富體育行為文化、體育制度文化是校園體育文化建設的重要內容。

清華大學的長跑活動已成為其享譽國內外的一張體育名片，其長跑起步早（1928年開始，清華大學體育課就要求每堂課都要跑約1?600?m）、歷史長，時至今日，長跑制度不斷完善，規定要求16∶00以后，保證每周2次的男生3?000?m跑、女生2?000?m跑，且有嚴格的考核制度。90年間，即便在西南聯大的艱苦時期，體育課也要求學生跑1?500?m。據報道[29]，知名學者林家翹、錢偉長等都是受益者，他們不僅鍛煉了身體，還鍛煉了意志品質并培養了終身鍛煉的習慣。這些都是長期的制度文化建設、行為文化建設推動校園體育文化建設的結果。

借鑒清華大學的案例，此次實證研究中，實驗干預組（A中學）在之前已有的“陽光長跑”基礎之上，進一步完善了現有制度，在校園體育文化建設推動中又前進了一步。A中學之前積極響應教育部號召，開展“陽光長跑”活動，長期堅持用大課間、早晚時間以班級為單位進行“跑操”。隨著后來該市強調每所學校要有特點，實現“一校一品”，A中學選擇了已有基礎的“陽光長跑”。為進一步擴大品牌效應，借此次實證研究的機會，不僅實驗干預時強調“陽光長跑”的嚴謹性、科學性，還建立了教育機制，監管機制，考核、評價和獎勵機制，協調機制，完善了管理制度，從體育制度文化建設層面進一步豐富了校園體育文化。

在行為文化層面，積極舉辦與“陽光長跑”相關的體育賽事，讓學生能將平時的鍛煉成果有所展示，是提高學生參與“陽光長跑”積極性的一個舉措。在11月實驗期間，利用該市湘江風光帶獨有的健身綠道資源（素有“一江兩岸十景”之稱），開展了“湘江風光帶冬季沿江跑、培育陽光健康少年行”活動。此次賽事A中學全校師生共同參與，其中學生1?100多名、教職工130多名，全程11?km。此次A中學實驗干預組的31名男生、38名女生全部報名參加，且分別有81%、86%的學生在男、女隊伍中進入了前50名，取得的成績和獲得的成就感極大地激起了學生們的參與熱情。此次活動的成功讓A中學決定，計劃今后每年舉辦一次類似活動。體育活動是校園體育文化的載體，為豐富行為文化，今后還需要舉辦更多田徑相關賽事。

4?結論與展望

4.1 結?論

（1）高中生開展“陽光長跑”活動時推薦使用個體VT心率作為負荷強度監控指標，其中男生個體VT心率回歸方程為Y=111.537+6.076x1-0.282x2-0.569x3+9.944x4（x1為年齡，x2為身高，x3為基礎心率，x4為體表面積），女生個體VT心率回歸方程為Y=125.062+7.132x1-0.268x2-0.817x3-0.463x4+9.385x5（x1為年齡，x2為身高，x3為基礎心率，x4為體脂率，x5為體表面積）。

（2）“陽光長跑”可持續性開展建議：實施“小團體”分組模式以緩解枯燥并提高訓練效果;制定可行的管理運行機制，包括教育機制，監管機制，考核、評價和獎勵機制，協調機制;加強校園體育文化建設。

4.2 不足與展望

（1）隨著青少年肥胖和超重現象愈加嚴重，有關青少年減肥的研究受到廣泛關注。有氧運動作為最簡單、最有效的運動減肥方式已得到公認。本文在立足于為高中生尋求個體VT心率的基礎上，選取的實驗對象為隨機抽樣的高中生，符合正態分布特征，其體脂率總體處于正常范圍內。以往研究如譚思杰等[4]已經論證肥胖和超重應有適應自己的個體靶心率，因此，本文推導出的高中生個體VT心率回歸方程是否適用于肥胖高中生還有待斟酌，需進一步研究，目前不推薦使用。

（2）本文屬橫向研究，沒有進行縱向追蹤，當受試者運動能力提高或進入下一年級時，是否仍然沿用適齡回歸公式推算的個體VT心率控制強度，還是另外制定訓練方案，仍值得探究，這也是今后“陽光長跑”運動強度控制和調整體系的研究內容。這項工作的完成將會為更好地推廣“陽光長跑”運動提供更多科學依據。

（3）由于人力、物力、財力、時間等限制，本次訓練效果比較時，只進行VT心率強度訓練組與普通對照組之間的對比，其優勢雖已說明，但未能與其他傳統靶心率方法進行實驗對比，在今后的研究中可做進一步論證。

作者貢獻聲明：

王國軍：收集、整理文獻，設計實驗，整理、分析數據，設計論文框架，撰寫、修改論文;劉?亞：收集、整理文獻，執行實驗;張秋艷：核實數據，校對文字。

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Intervention?Effect?of?Anoxic?Threshold?Heart?Rate?Intensity?Control?in?Senior?High?School?Students?"Sunshine?Long?Distance?Running"

WANG Guojun，?LIU Ya，?ZHANG Qiuyan

Abstract：?Objective?In?order?to?change?the?present?situation?of?random?intensity?in?long?distance?running?in?high?school?students，the?regression?equation?of?individual?suitable?intensity?（individual?anoxic?threshold?heart?rate）was?established.Methods?The?regression?equation?of?individual?anoxic?threshold?heart?rate?was?established?by?taking?the?indexes?selected?by?literature?method?and?expert?method?as?independent?variables?and?anoxic?threshold?heart?rate?as?dependent?variables.The?students?in?three?senior?high?schools?in?X?city?were?selected?to?monitor?their?heart?rate?intensity?in?terms?of?the?3?modes?of?the?anoxic?threshold，?non-intensity?but?strictly，?and?random?non-monitor，?respectively，?in?the?"Sunshine?Long?Distance?Running".?After?12?weeks，?the?changes?of?VO2max?and?basic?heart?rate?indexes?in?the?students?of?the?three?senior?high?schools?before?and?after?the?experiment?were?analyzed.Results?There?was?no?decrease?in?the?basic?heart?rate?of?the?three?middle?school?students?（P?>0.05）.?The?VO2max?of?both?male?and?female?students?in?school?A?increased?to?varying?degrees?（t?=?2.804，?P??0.05）.?There?was?no?increase?of?VO2max?both?in?male?and?female?students?in?school?C.Conclusions?①The?regression?equation?of?the?rate?of?anoxic?threshold?established?for?high?school?students?can?be?used?to?guide?the?load?intensity?of?long?distance?running.?②The?empirical?study?helps?the?sustainability?of?"Sunshine?Long?Distance?Running".

Key?words：?senior?high?school?student;?"Sunshine?Long?Distance?Running";?anoxic?threshold;?target?heart?rate;?anoxic?threshold?heart?rate;?aerobic?endurance

Authors?address：?School?of?Physical?Education，?Hunan?University?of?Technology，?Zhuzhou?412007，?Hunan，?China