普通高校身体运动功能训练课程生理负荷强度的研究

杨川川

(中国药科大学 体育部，江苏南京 210009)

身体运动功能训练来源于西点军校的伤病士兵的康复训练，发展于高水平运动员的动作模式训练，我国从美国引进这种训练方法后，除了应用于高水平运动员的训练，还针对中小学生开发了身体运动功能训练课程。但对于普通高校，身体运动功能训练课程还处在推广和探索阶段，相关文献只见于高校高水平运动员，应用于普通学生的研究并不多见。目前，普通高校大学生由于缺乏运动、长时间的静态动作，已出现腰背酸痛、骨盆前倾、脊柱侧弯等问题，在专项体育课中，不能正确掌握运动动作，出现代偿动作，不但感受不到运动的愉悦和成就感，增加了运动损伤的风险，更不利于运动习惯的培育。本文对普通高校本科生的身体运动功能训练课程的运动功能生理负荷进行监测，以期在研究教学方法、课程设计的同时能够掌握适宜有效的运动强度。

目前，血乳酸浓度、摄氧量、无氧阈等都可用作运动生理负荷指标，但这些指标的测定都需要专业的实验室进行。心率因其易理解、易操作、易评价、敏感性高等特点被广泛作为运动生理负荷的指标，本次研究也采用心率作为运动生理负荷指标。

1. 研究对象和方法

1.1 研究对象

中国药科大学本科大一两个身体运动功能训练专项班的50名学生，其中男生19人，女生31人，年龄18—20岁，平均(19.28±0.76)岁。受试者身体健康，无心血管疾病，身高、体重在正常范围内，实验前3个月内和实验过程中均未服用过影响心率的药物。

1.2 研究方法

1.2.1 教学安排：

准备活动：除传统的慢跑和关节活动外，增加了动态拉伸、神经肌肉激活，整个准备活动时间20min左右。

基本部分：以某个部位或某个非病理性的症状为主题，进行综合性训练。

整理活动：敏捷性训练的小游戏、拉伸，整个过程20min左右。

1.2.2 数据采集

应用国产第五区(fizzo)，COR型号心率表对中国药科大学两个身体运动功能训练专项班的50名学生进行心率监控，一周1次课，连续3周，采样时间从上课开始到上课结束，采集信号频率：25次/S。下课后心率表收回，进行数据收集。

1.2.3 数据统计

采用fizzo智慧体育管理系统及SAS5.0数理统计分析软件，从生理学角度分析身体运动功能训练课生理负荷强度分布。

2. 实验结果与分析

2.1 平均生理负荷强度

测试结果显示，平均心率为123t/min，平均心率在各区间占比见表1。根据我国学者研究,高校体育课平均心率在135—165t/min为宜[1]，从这一数据来看,身体运动功能训练课生理负荷强度偏低。这与身体运动功能训练的特性有关系，身体运动功能训练方法的设计是从人的生长发育阶段的规律出发，按照人体功能解剖的结构理论和运动生物力学原理，通过一系列的动作模式训练，提高神经系统对身体的控制能力。训练中要求动作准确到位，不能因为错误动作引起其它部位的代偿作用甚至损伤。因此，动作技术的不断学习、掌握、纠正对生理负荷强度有一定影响。

表1 平均生理负荷强度在各区间占百分比

2.2 最大生理负荷强度

最大负荷强度平均值为162 t/min，男、女生分别为163 t/min和162 t/min，见表2。超过全国(除西藏地区外)的总体水平(心率介于142-148 t/min)[2]。一套综合训练一般有8个动作，采用HIIT(高强度间歇训练法)，使生理负荷强度达到峰值。

表2 最大生理负荷强度

2.3 各生理负荷强度区间时间占比

我国的《全民健身指南》和美国的《ACSM运动测试与运动处方指南》均推荐大多数的成年人进行中等强度(40%—60%VO2R，心率和呼吸速度明显加快)和较大强度(≥60%VO2R，心率和血压增加幅度加大)相结合的运动，40%～60%最大摄氧量相对应心率在120—150t/min，生理学上也将此称作身体锻炼生理负荷量的有效价值阈。大量观察发现，心率在110t/min以下时,机体的血压、血液成分、尿蛋白和心电图等指标，都没有明显的变化，健身的价值不大；心率在130 t/min的运动负荷时，每搏输出量接近或达到一般人的最佳状态，健身效果明显；心率在150t/min的运动负荷时，每搏输出量开始出现缓慢下降；心率增加到160—170t/min之间，虽无不良的异常反映，但也没有呈现出更好的健身迹象。当心率超过200t/min时，心舒张时间极短，可导致冠状动脉供血不足，致使心肌收缩力下降，心肌疲劳，出现心慌、气喘，甚至呕吐现象[3]。心输出量是每搏输出量与心率的乘积，而心输出量的多少是决定氧运输能力的主要因素。[4]人体运动时，每搏输出量随运动强度的增大而增加，但当达到心率为120—140t/min的生理负荷强度时便趋于稳定，此刻为最大每搏量。因此，普通学生运动的最适宜心率区间在120—140t/分。此后每搏输出量下降，心输出量稳定在最大值范围。德国著名心脏病专家Reindell提出保持心输出量在最佳水平的心率范围称为最佳心率范围，约在120—180 t/min。[5]体育课的主要目的是增强体质，其负荷强度原则上不涉足最佳心率范围以上区域 (>180t/min)，其负荷应在每搏输出量达到最大的心率水平(120—140t/min)上持续运动一定的时间，以发展心肌泵血功能，但此时心率水平并不高，心泵血功能未能发挥最大效率，体育课中还应有心率出现高峰达最佳心率范围上限(160—180t/min)的时间，以使心泵血功能获得更好的锻炼。[4]本次测试数据统计显示，在最佳心率反应的时间占比为73.47%，其中在适宜区(120—140 t/min)的时间占比为42.02%，140—160 t/min的时间占比为25.13%，160—180 t/min时间占比6.32%，详见表3。说明身体运动功能训练课的生理负荷强度对促进学生体质健康有积极的意义,特别是对心肌泵血机能的锻炼有积极作用。表3结果还显示生理负荷强度在最佳心率范围以上出现的时间占比为4.25%，这一区域的生理负荷强度往往是造成体育课意外伤害事故的直接原因，应加强控制这一区域的运动负荷强度。

表3 各生理负荷强度区间时间占比(%)

2.4 生理负荷强度分布

体育课中的生理负荷强度应符合人体生理机能变化规律，即动员、稳定、疲劳、恢复四个阶段。依据这一规律，体育课通常由准备部分(约20min)、基本部分(约60min)和结束部分(约10min)组成。准备部分的生理负荷强度是要逐渐动员心血管机能、克服内脏机能惰性和肌肉的粘滞性；基本部分的生理负荷强度不但要使心机泵血机能保持一定量和时间的刺激，还要加强加深人体内脏系统刺激，使身体机能得到改善和提高，最大生理负荷强度应出现在此部分；结束部分的生理负荷强度是逐渐下降的，使心血管机能和内脏机能逐渐恢复到平静状态。

本次研究的身体运动功能训练课程生理负荷强度分布如图1所示。在时序上，准备部分和结束部分的生理负荷强度中段和结束部分，基本部分的生理负荷强度较高，强度高峰在基本部分的前段和中段。基本符合“躺椅式”类型。准备活动的前段就出现了生理负荷强度的小高峰，是由于热身运动慢跑没有控制好运动负荷强度。根据身体运动功能训练的训练理念，我们在准备活动中增加了神经-肌肉激活部分，主要是采用快速动员肌肉、快速反应和增强动态稳定性等训练方式，提高神经传输速率、神经-肌肉募集能力和反应-动员能力，从而使机体表现出高度的兴奋性、快速的反应能力、快速的伸缩复合能力和高度的机体动态稳定性，最终提高运动表现力。这部分的动作一般频率快、时间段，使心率在准备活动后期出现连续的起伏。基本部分出现两次峰值，前段生理负荷强度出现峰值，加强了内脏系统各机能的刺激，心血管呼吸系统机能得到改善。两次峰值之间生理负荷强度出现低谷，对调节机体机能、防止机体疲劳有积极作用。中段再次出现高峰，进一步加强机体机能刺激，此后保持在一定的水平上，并逐渐下降。在课中内脏系统的各机能分别处于不同的负荷水平下进行工作，既有负荷高峰，又有使机体机能得以调节的“低谷”，大、中、小负荷合理交替。

图1 生理负荷强度分布

3. 结论

身体运动功能训练课生理负荷强度从平均生理负荷强度来看有36%在120t/min以下。增强学生体质效应是偏低的。从生理负荷强度在各区间的百分比和最大生理负荷强度分析，身体运动功能训练课对心肌泵血机能的锻炼有积极作用。

身体运动功能训练课生理负荷强度分布类型基本符合人体机能能力活动变化规律。但在准备活动前段，应注意控制热身运动的生理负荷强度。在准备部分，生理负荷强度就增长迅速，但心血管呼吸系统机能惰性尚未克服、内脏系统机能调节不充分，增加了运动的风险性。

要加强对生理负荷强度的安排和调控，增加生理负荷强度在160—180t/min的频数，加深对心泵血机能的刺激，提高增强学生体质的效应。控制生理负荷强度在180t/min以上的频数，防止意外伤害事故。完善课程各组成部分运动方式的组合，使生理负荷强度分布更加符合人体机能活动变化规律。