大学公共体育课程时段的日周期节律研究

张 杰



大学公共体育课程时段的日周期节律研究

张 杰

为了研究大学公共体育课程时段设置的变化规律，运用实验法和数理统计法，以在读非体育专业112名学生为研究对象，进行体温、脉搏、血压、握力4个方面的生理测试，研究结果发现：学生处于安静状态下的脉搏、体温、舒张压、收缩压和握力指标均是下午或者傍晚时候达到顶峰；中午时段机体生理功能处于较低水平，不利于学生开展体育课，下午和傍晚时间段较适合开展体育课程。最后提出分性别、分时段安排体能课程的建议，研究结果对高校公共体育课程的时段安排具有一定参考价值。

大学；公共体育；课程时段；日周期节律；研究

在日周期节律中，与人类机体运动能力紧密关联的多种生理指标都有明显的周期性变动特点，说明人体的身体机能状态与日周期节律关系密切；而采用择时训练法，选择合适的时间段开展体育教学或运动训练，将对体育教学目标的实现具有重要意义。当前，公共体育课程大多是在大学1年级和2年级开设的，以提高学生身体素质，改善健康状况，为终身体育铺垫基础，分析不同时段开展相应体育课程应与人体生物规律的联系，对高校的公共体育课程时段安排上和对时间段选择有一定的科学理论依据。基于此，本研究对国内外公共体育课程资料进行整理归纳，提出适合公共体育课程设置的时段方案，为高校体育课程安排提供参考，以便教学管理部门选择更适合的体育课程时段，科学有效地提高教学效果。

1 研究的对象

在浙江省杭州市滨江区高教园区选择4所高校（本科、专科各两所）非体育专业大学生共计112名为研究对象（大1、大2各66名，性别对半），对学生进行体温、脉搏、血压、握力4个方面的生理测试。

2 实验方法

2.1 实验目的

研究大学生在不同时段的体温、血压、脉搏和握力等生理指标的变化，探讨简易而又能灵敏反映学生体育课程时段周期变化的客观规律，为进一步研究体育课程时段设置提供依据。

2.2 实验工具

（1）莱弗凯非接触式红外线电子体温计，型号IT-901，误差0.2℃。

（2）欧姆龙（OMRON）电子血压（脉搏）计HEM-7052（上臂式），精度<5mmHg，测量范围：压力：0-280mmHg（0-37.3kPa）脉搏：40-200次/min，测量方法：示波测定法。

（3）电子计数握力计，型号eh101，误差0.1 kg。

2.3 测试指标

根据现有的文献，很多学者以体温、脉搏、血压和握力作为反映人体日节律运动的主要测试指标。

（1）静息状态下的体温值。

（2）静息状态下的脉搏。

（3）静息状态下的舒张压。

（4）静息状态下的收缩压。

（5）强手握力最大值。

2.4 实验过程

选取112名（66男、66女）同学进行采集在同一天中生理机能指标的时段变化，以白天体育课中的每节作为时段点（观测点），分别测试该时段点上学生的体温、血压、脉搏和握力指标，各项指标测试时间从9:00-20:00，一共12观测点（9:00、10:00、11:00、12:00、13:00、14:00、15:00、16:00、17：00、18:00、19:00、20:00），测试时间从周1到周5。测试当天，测试对象不参加训练、竞赛或者其他体力活动，仅仅从事日常的生活，通过这种测试来判断学生在一天中身体机能的时段变化规律，测试前让受试者静坐10min以上，以排除测试干扰，最后记录采集到的数据。

2.5 数理统计法

对实验中收集的数据资料运用SPSS19.0进行描述性和相关性分析。

3 研究结果与分析

3.1 被试生理机能的基本状况

测试指标的选择主要依据现有的文献成果，如马英华在《人体生理机能的昼夜变化》一文中就以体温、脉搏、握力、血压作为生理指标来研究人体生理昼夜变化规律[1]，另外，运动生理学界诸多研究显示体温、脉搏、血压和握力具有时段规律性。为研究学生在一天中生理机能的时段变化规律，以12节课程中的每节课作为时段点（观测点），分别测试该时段点上学生的体温、血压、脉搏和握力指标，各项指标测试时间从9:00-20:00一天的时段中，每隔1h测试1次，一共12次，记做第1到第12节观测点，对数据进行整体描述性统计（如表1）。

表1 观测指标的描述统计结果（n=12）

从表1可以看出，被试各个生理指标测试均值都在正常范围内，另外指标极大值与极小值之间都存在显著差异，说明指标在不同时段之间具有变化现象，为了进一步研究被试生理机能的时段变化，分别对各指标的时段数据进行分析。

3.2 体温时段节律变化

体温与人体运动能力具有较高的相关性，它是衡量人体活动能力的重要条件之一，温度过高或过低都会造成机体内环境不稳定，从而引起生理功能障碍[2]。在公共体育课程时段设置中，不同观测点的体温变化情况对学生运动机能具有一定影响。通过测试发现一天的观测时段中，学生的体温是呈波浪升高的曲线状态（如图1所示）。

图1 不同时段体温变化表

从图1可以看出，整天的课程时段观测点中，第2节（10:00）学生的体温最低，平均为36.68℃，体温最高的是第11节（19:00），平均为37.11℃。从曲线的形状分析还可以发现，上午的课程时段观测点体温基本是逐渐升高的，从第6节（14:00）开始下降，直到第7-8节（15:00-16:00）体温才快速升高，8-9节（16:00-17:00）时体温又开始下降，但整体维持较高水平，到第10-11节（18:00-19:00）体温上升达到峰值。

上述变化曲线具有明显的三个平均峰值，上午、下午和晚上各一次，晚上峰值均值最高，这种变化与人体的新陈代谢有明显关系，一般情况下，青少年体温在35.9-37.6℃之间，在这个范围内，体温越高，人体的新陈代谢能力越高，主要是因为适宜体温内环境下，机体内的各种酶处于活性状态，有利于运动，但是体温过高或过低都会影响运动能力，如体温接近于39.5℃时，尽管肌糖原储备仍很充足，也会出现疲劳[3]。

由于男女存在生理上的差异，体温时段的变化趋势存在一定差异，如图2所示。

图2 男女生平均体温变化趋势图

从图2可以发现，女生体温也是在第1节（9:00）观测点前最低，到第2节（10:00）前，体温迅速升高，然后又降低，第3-5节（11:00-13:00）升高较为平缓，最高点在第6节（14:00），为所有观测点的最高峰，然后逐渐下降，呈现出双高峰形状。说明在正常体温范围内，女生更适合在第2节（10:00）和第6节（14:00）观测点参加体育活动，因为此时的体温环境都在适宜运动的范围内。

从男女被试的体温时段变化差异来看，男女体温差别较大的在第2节（10:00）观测点、第7节观测点（15:00）、第12观测点（20:00），其中在第2观测点上男女生平均体温相差0.8℃。可见，女生体温时段变化与男生存在较大差异，如果将男女生合并一起上课，从时段设置的科学性方面来讲，存在一定的不合理性。

3.3 脉搏的时段节律性变化

人体机能状态在一定程度由脉搏来反映。同时人体循环系统机能状态也是由脉搏来反映的。在公共体育课程时段中，除第1观测点较高外，不同观测点的脉搏变化情况对学生运动机能具有一定影响。通过测试发现一天的课程时段中，学生的脉搏是呈总体平缓上升的曲线状态（如图3所示）。

图3 平均脉搏的时段变化

从图3可以看出，整天的课程时段观测点中，第4节观测点（12:00）学生的脉搏最低，平均为65.87次/min，脉搏最高的是第1节（9:00），平均为73.00次/min。从曲线的形状分析还可以发现，上午的时段观测点脉搏基本是波浪形降低的，从第5节（13:00）开始缓慢上升，直到第9节（17:00）脉搏到达一个峰值，到第10节（18:00）脉搏又开始下降，第12节（20:00）脉搏又上升了。

上述变化曲线具有明显的两个平均峰值，上午和晚上各1次，晚上峰值均值最高，下午总体高于上午。出现上图的主要原因可能是这种变化与人体的新陈代谢有明显关系，一般情况下，成年人每分钟脉搏为60-100次，普遍为70-80次/min，平均值为72次/min。年龄较高的人，是每分钟55-60次/min。正常的成年人脉搏不会出现强弱起伏的现象，不会出现跳动间隔忽短忽长的现象，应是强弱均匀。健康大学生在安静状态下的心率及收缩压上、下午间呈显著性差异（p<0.05），都呈现下午 16:00-17:00 高于上午06:00-07:00[4]。

图4 男女生平均脉搏的时段变化

从图4可以发现，除了第9观测点（17:00）时女生脉搏低于男生脉搏，其余11个观测时间点女生脉搏总体高于男生。女生脉搏是在第9节时最低，到第9节观测点前，脉搏是呈波浪震荡降低，然后9节后大幅升高在第11节观测点（18:00）达到最顶峰。说明在正常脉搏范围内，女生更适合在17:00左右参加体能训练。

从男女被试的脉搏时段变化差异来看，男女脉搏差别较大的在第2节观测点（10:00）、第5节观测点（13:00）、第7观测点（15:00）、第9观测点（17:00），在这4个观测点上男女生平均脉搏相差5次/min。可见，女生脉搏时段变化与男生存在较大差异。

3.4 舒张压的节律性变化

人体心脏舒张时，全身动脉向心脏方向回缩，继而产生的血压就是舒张压，又称为低压。心脏舒张时，主动脉压下降，在心舒末期动脉血压处于最低值称为舒张压，成人正常的舒张压为<90mmHg（12kpa），血压的单位为千帕（kpa），1kpa=7.6mmHg。通过测试发现一天的课程时段中，学生的舒张压是呈双高峰曲线状态（如图5所示）。

图5 平均舒张压均值时段变化

从图5可以看出，整天的课程时段观测点中，第7节（15:00）观测点学生的舒张压最低，平均为70.75mmhg，最高的是第4节（12:00）和第9节（17:00）观测点，平均分别为75.37mmhg和76.25mmhg。从曲线的形状分析还可以发现，上午的课程时段观测点舒张压基本是逐渐升高的，从第4节（12:00）开始下降，直到第8节（16:00）舒张压才陡然升高，到第10节时（18:00）舒张压又开始下降，到第11节（19:00）达到一个低谷。

上述变化曲线具有明显的两个平均峰值，上午和晚上各一次，晚上峰值均值最高。一般情况下，血压受到中枢神经系统整合作用的影响。此外，影响血压的因素还有肾功能状态、脑垂体激素、体液平衡和肾上腺分泌等。高级动物受到外界刺激时会发生血压高低变动。但是神经系统和体液调节功能会保持血压的平稳。根据恢复的快慢，血压调节功能又可分为快调节功能和慢调节功能。

图6 男女生舒张压均值变化

从图6可以发现，男女生时段变化基本一致。女生舒张压是在第7节（15:00）观测点最低，到第8节（16:00）舒张压迅速升高，然后在第10节（18:00）又降低，第1-5节（9:00-13:00）观测段升高较为平缓，最高点在第9节（17:00），为所有观测点的最高峰，呈现出前平缓后大波动形状。说明在正常舒张压范围内，也反映出女生更适合在17:00左右参加体育课程，过低的舒张压会引起新陈代谢的变化，从而增加室性心律失常的概率[5]。

从男女被试的舒张压时段变化差异来看，男女舒张压差别最大的在第9节观测点（17:00）、第11节观测点（19:00），其中在第9观测点上男女生平均舒张压相差2.53mmhg，在第11节观测点上男女平均舒张压相差2.47mmhg。在一天中血压变化的同时，心率、血管外周阻力、心输出量、肾小球滤过率、电解质排泄、交感神经活性、血中儿茶酚胺水平、肾素和肾上腺皮质激素的分泌和活性等的昼夜节律呈相应关系[2]。所以体育课程的不同时段中，平均舒张压也存在性别差异。

3.5 收缩压的时段节律性变化

收缩压就是当人的心脏收缩时，动脉内的压力上升，心脏收缩的中期，动脉压力最高，此时血液对血管内壁的压力成为收缩压，亦称高压。根据世界卫生组织规定，成人收缩压小于等于120mmhg为理想血压。在体育课程时段设置中，不同观测点的收缩压变化情况对学生运动机能具有一定影响。通过测试发现一天的课程时段中，学生的收缩压是呈双高峰的曲线状态（如图7所示）。

图7 收缩压均值时段变化

从图7可以看出，整天的课程时段观测点中，第8节（16:00）观测点中学生的收缩压最低，平均为116.875mmhg，体温最高的是第9节（17:00），平均为123.5mmhg。从曲线的形状分析还可以发现，上午12:00的课程时段观测点收缩压基本是逐渐升高的，直到第9节收缩压才陡然升高，到第10节（18:00）时收缩压又开始下降，直到第12节（20:00）观测点。

上述变化曲线具有明显的两个平均峰值，上午和晚上各一次，晚上峰值均值最高，这种变化与人体的新陈代谢有明显关系，一般情况下，青少年在收缩压（高压）110-139mmHg这个范围内，正常人体动脉血压的昼夜波动十分明显，安静状态下，一天中最高值和最低值可相差 2 倍，在上午 9-10 点钟时血压最高，以后逐渐下降，于晚间睡眠中血压降至最低点，最大差值可达5.33kPa（40mmHg），醒来时血压可上升2.67kPa（20mmHg）左右，起床后血压会进一步升高。血压的波动与觉醒睡眠的周期有相应关系。健康人从觉醒到睡眠，平均动脉压下降20%左右，女性下降大于男性，选择不同时间测定血压的结果不同与此有关[6]。

图8 男女生收缩压均值的时段变化

从图8可以发现，女生收缩压是在第8节（16:00）课前最低，到第9节（17:00）观测点前，收缩压迅速升高，然后又降低，第2-5节（10:00-13:00）观测段升高较为平缓，最高点在第9节课，为所有观测点的最高峰，然后逐渐下降，呈现出单高峰形状。说明在正常收缩压范围内，女生更适合在第6节（14:00）和第8节（16:00）时段参加体育训练。

从男女被试的体温时段变化差异来看，男女体温差别最大的在第6节观测点、第8节观测点，其中在第8节观测点上男女生平均收缩压相差13.1mmhg。

3.6 握力的时段节律性变化

握力反映的是前臂及手部屈肌群的静力以及神经系统对手部肌群和前臂肌群的调控能力。在一定程度上，握力可以反映人体的健康状况。握力同人体力量紧密关联，握力与体重大小有关[7]。在体育课程时段设置中，不同观测点的握力变化情况对学生运动机能具有一定影响。通过测试发现一天的课程时段中，学生的握力是呈波浪升高后下降的单高峰曲线状态（如图9所示）。

图9 握力均值的时段变化

从图9可以看出，整天的课程时段观测点中，第6节（14:00）观测点学生的握力最大，平均为46.3kg，握力最低的是第1节（9:00），平均为42kg。从曲线的形状分析还可以发现，上午的课程时段从第1到第5观测点握力是基本是逐渐升高的，从第7节（15:00）开始下降，直到第10节（18:00）握力才有所升高，到第11节观测点握力又开始下降。

上述变化曲线具有明显的一个平均峰值，下午峰值均值最高，这种变化与人体的新陈代谢有明显关系，一般情况下，人体血糖在一天中下午1时至2时浓度最高，凌晨3时最低，此时学生经历较为旺盛，力量也比较大。

图10 男女握力均值的时段变化

从图10可以发现，女生握力总体变化不大，也是在第3节（11:00）观测点最低，到第4节（12:00）观测点，握力渐渐升高，然后又较为平缓，最高点在第6节（14:00）为37.03kg，为所有观测点的最高峰，呈现出阶梯形状。

从男女被试的握力时段变化差异来看，男女握力差别最大的在第3节观测点、第7节观测点，其中在第3观测点上男女生平均握力相差19.11kg，说明男女生上午和下午课程时段中握力差距较大。

4 结论与建议

4.1 结 论

（1）学生体温出现3个平均峰值，上午（12:00）、下午（16:00-17:00）和晚上（18:00-19:00）各一次，其中晚上峰值均值最高，第16:00-18:00时段的男生平均体温较高，女生在14:00-15:00时段的平均体温较高。

（2）晚上17:00-18:00时段学生男女平均舒张压高峰期，收缩压处于高峰期，握力处于较低水平。

（3）男女生平均脉搏具有差异性，男生的平均脉搏在17:00-20:00时段处于较高值，女生平均脉搏在第13：00-14:00和15:00-16:00时段处于较高值，这些时段比较适合安排体育课程。

（4）观察测量数据发现学生平均舒张压在第17：00-18：00时段处于高峰；男生平均收缩压在第19:00-20:00时段是上升至高峰的时段，女生平均收缩压在第16:00-18:00时段处于高峰。

（5）观察测量数据发现男女平均握力在第14:00-18:00时段适度处于高峰。

（6）下午和傍晚时间段的生理指标数据都明显高于早晨和晚上时间段。人体在下午与傍晚时，静止状态下的脉搏、体温、舒张压、收缩压和握力指数均达到了峰值，但各项指数在早晨降至峰谷。

4.2 建 议

综上所述，合理健康的体能课时段设置应依照人体生理及运动的客观规律。经过分析5项生理指标、人体日周期变化特征与空气质量变化等多种其他因素，认为早晨和中午不适合学生进行体育课程或训练，下午至傍晚最适合开展体育课程，由此对高校公共体育课程时段的设置给出如下建议：（1）基于为达到有氧运动的高效及健康的目的，尽量将下午13:00-18:00时段安排为优先时段。根据《运动训练的理论与方法学导论》一书的描述，13：00-18:00时段中，人体的体力最好，适合做体育运动[8]。（2）将男学员与女学员分开授课。建议将男同学设置体育课在17:00-18:00时段；将女学生体育课程设置在14:00-15:00时段。（3）充分利用空闲时间安插体育活动，可以考虑在晚上17:00-20:00时段安排适当的体育活动时间。

[1] 马华英.人体生理机能的昼夜变化[J].中国体育科技，1983，（10）：8~11.

[2] 全先成，王庆国. 热环境下运动中的体温调节[J].山西体育科技，2000，20（3）：38~41.

[3] 冯炜权. 对运动疲劳机理的再认识[J].北京体育大学学报，2003，26（4）：433~443.

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[5] 李 鹏. 降压治疗的J曲线现象与中医个体化治疗[D]. 山东中医药大学，2012.

[6] 花秀芹. 不同时间段中低强度运动对能量代谢的影响[D]. 苏州大学，2011.

[7] 云南中医学院公共课程部.云南中医学院学生体质健康标准测试手册[C]. 2007，18~19.

[8] 迪特里希•哈雷，主编. 运动训练的理论与方注学导论[M].北京：人民体育出版社，1985：1~10.

Research on the Public Physical Education Curriculum’s Day Period Rhythm in University

ZHANG Jie

It is significant to choose the right time to teach and implement the Physical Education quality based on physical condition. In order to study the variation of Public Physical Course period setting time in University, used the methods of experimental and mathematical statistical ,took the non-sports 112 students as main object, tested their four areas of physiology of body temperature, pulse, blood pressure, grip strength, and the results showed that: students pulse, body temperature, diastolic, systolic pressure and grip strength indicators was peak shape in a quiet state in the afternoon or early evening; physiological functions of the body at a low level in the afternoon time, and it’s not suitable physical education period time for students, while it is more suitable to carry out P.E. programs in afternoon and evening period time . The study also made recommendations which setting P.E class time according different gender, different times, and the results have some reference value for the arrangements of Public Physical Education Curriculum’s day period in University.

University;Public physical education; Curriculum; Day period rthythm; Research

1007―6891（2017）01―0120―05

10.13932/j.cnki.sctykx.2017.01.26

G807.4

A

2016-06-07

2016-06-19

浙江警察学院教学改革和课堂改革研究项目，项目编号：20140105。

浙江警察学院警察体育部，浙江杭州，310053。

Zhejiang Police College, Hangzhou Zhejiang, 310053, China.