高中生“阳光长跑”无氧阈心率强度控制干预效果

王国军 刘亚 张秋艳

摘 要： 目的 通过实验研究建立青少年“阳光长跑”个体适宜强度（无氧阈心率）回归方程，以改变目前全国青少年“阳光长跑”中强度随意的现状。方法 以我国X市3所（A、B、C）中学的高中生为样本，按随机抽样原则从中抽取研究对象，分2个阶段进行研究。①从3所中学高中各年级中抽取男、女生共593名，通过实验测试获得基础数据，以文献资料法和专家法筛选出的指标为自变量、无氧阈心率为因变量，建立个体无氧阈心率回归方程。②来自3所中学高二年级的学生（共204名），分别以3种模式[按照无氧阈心率强度（基于所建立的个体无氧阈心率回归方程）监控、不按强度但严格监控、不监控自主式]完成“阳光长跑”，12周后，比较实验前后3所中学高中生最大摄氧量（VO2max）、基础心率指标的变化情况。结果 3所中学高中生按不同模式完成长跑后，其基础心率均未出现降低现象（P均大于0.05）;A中学男、女生VO2max均出现不同程度增长现象（t=2.804，  P<0.01;t=2.831，P<0.01）;B中学女生VO2max出现一定程度增长现象（t=2.337，P<0.05），男生则未出现增长现象（t=0.574，P>0.05）;C中学男、女生VO2max均未出现增长现象（P均大于0.05）。结论 ①所建立的高中生个体无氧阈心率回归方程可用于指导该群体在长跑中的适宜强度调节;②通过实证研究提出针对性建议，有助于“阳光长跑”的可持续性开展。

关键词： 高中生; “阳光长跑”; 无氧阈; 靶心率; 无氧阈心率; 有氧耐力

中图分类号： G806   文献标志码： A   文章编号： 1000?5498（2020）03-0084-11

DOI： 10.16099/j.sus.2020.03.009

为实现促进学生体质健康水平明显提高的工作目标，教育部、国家体育总局、共青团中央共同启动“全国亿万学生阳光体育冬季长跑活动”（以下简称“阳光长跑”），且多次发布有关开展“阳光长跑”的通知，并对长跑距离提出具体要求（初中生每天至少跑1 500 m，高中生与大学生每天至少跑2 000 m）。然而“阳光长跑”中存在的问题日益凸显：学生们不清楚长跑是需要强度的，且每个人都有自己适宜的强度，更不清楚适合自己的长跑强度是多少，又怎样控制该强度;因而，目前全国很多学生只是依照自己的习惯节奏，进行“放羊”式长跑。

研究[1-2]证实，青少年体力活动的强度、量、频率与体质健康存在显著的量-效关系，其中强度具有核心意义。然而，目前存在的“放羊”式长跑因强度的有效性无法保证而严重削弱了其对学生体质健康应有的促进效果，使得这一本意为促进学生体质健康水平提升的健身之举，因缺乏科学的引导而流于形式。

以往研究认为，无氧阈对应心率（即无氧阈心率，以下简称“VT心率”）下的强度是中长跑的适宜负荷强度，即运动靶心率。然而，目前研究所针对的群体主要集中在无规律运动的成人[3]、儿童[4]和大学生[5]，有关高中生适宜运动强度的研究较少，且尚未形成统一意见[6]。高中生正处于青春期向成人转变的特殊阶段，其身体形态、心肺功能与儿童、成人皆存在差异，且个体间差异较大。因此，对青少年中的高中生这一群体个体靶心率进行研究具有实际应用意义。另外，以往靶心率或适宜负荷强度相关研究基本只围绕年龄和心率2个因素进行回归运算，存在诸多争议[7]。基于以上背景，为学生提供既有理论依据又有实验基础，且兼具科学性和实用性的自身适宜负荷强度指导显得尤为必要。采用科学和可行的强度指导系统将有助于改变目前全国高中生“随意强度式长跑”的现状，使学生通过“阳光长跑”而达到事半功倍的健身效果，让“阳光长跑”提高学生体质健康水平的目标能够真正实现并长久执行。

基于上述原因，笔者通过实验研究建立高中生“阳光长跑”个体适宜强度的回归方程，再以该回归方程推算的VT心率为控制强度进行实证研究以验证其干预效果，旨在使每个学生可以方便地获得较为科学的、适宜个体强度的推荐心率以控制运动节奏，并寄望未来实践应用时，将其引入目前已日益大众化的运动手环等心率监控设备中，使得以心率为监测指标的强度控制模式成为“阳光长跑”实践中的现实选择，最终达到促进学生体质健康的目的。

1 研究方法

1.1 特尔菲法

首先利用文献资料法初步筛选体能、体质测试指标，再采用专家打分法对初筛指标进行增减。共选定10名专家，均具有博士学位和高级职称，且为该领域/行业的专家。评定分值为1～5分，分别代表“非常不合理”“不太合理”“合理”“较合理”“非常合理”等5个等级。判定标准：凡指标评分均值小于3分者，视为不太合理而删去;标准差大于1者，表明专家评分意见分歧过大，视为争议指标，再将专家关于争议指标的评分意见及是否需调整的理由反馈给各位专家，协商无果则删去该指标。

1.2 实验法

1.2.1 实验对象

按随机抽样原则，从我国?市3所中学（分别简称A中学、B中学、C中学）中抽取一定数量的高中生作为实验对象。实验分2个阶段进行，合计797名受试者。第1阶段从3所中学高中各年级中抽取男、女生各100名，后有7名学生因各种原因退出，故有效样本为593名。第2阶段为实证阶段，考虑到高一年级学生长跑稳定性相对较差、高三年级学生因忙于应对高考而时间受限，而高二年级学生大多已掌握长跑运动技巧，故研究对象均从高二年级学生中抽取，A、B、C中学有效样本分别为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）。

选取实验对象时，要求实验对象先填写个人信息表以及知情同意书，排除体育特长生和患有各种疾病者。实验对象基本情况见表1。

1.2.2 实验方案

实验分2个阶段进行：①室内研究阶段，运用跑步机在室内模拟长跑体能测试，目的在于建立个体适宜强度回归方程，于2018年上半年完成。②实证研究阶段，旨在检验个体强度控制的实践应用效果，于2018年下半年完成。实证训练时间为12周，在开学后前2周和训练结束后10 d内，按照2台心肺功能仪每天测试20名学生的任务量完成最大摄氧量（VO2max）、基础心率等指标的测试工作，作为耐力训练效果的判定指标。

在实证研究阶段，将来自A、B、C中学的研究对象分别设为VT心率强度控制干预实验组（“阳光长跑”+VT心率强度控制）、心率监控实验组（“阳光长跑”+心率监控，但无强度干预）、对照组（自行活动）。A中学与B中学的“阳光长跑”同时进行，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中学作为对照组无特殊要求，按照常规完成体育课，业余体育锻炼不做任何要求，按平时体育锻炼习惯进行。为保证有效干预且减小和避免其他干扰因素，参与本次实验的所有学生的实验干预、日常体育课均由本研究团队负责。另外，各个学校凡涉及体育锻炼相关活动政策的执行时，所有204名实验参与者须与研究团队体育教师沟通协商并确认不影响实验结果后方可执行，以避免政策对实验效果的干扰。每次跑步距离为2 000 m，正式跑前做好充分准备活动，结束后做好慢跑、拉伸等放松活动。A中学训练干预实验在室外进行，运动时尽快进入个体VT心率强度，受试者保持以推算出的个体VT心率跑步至少1 500 m及以上，采用芬兰Polar表全程监控心率。B中学除负荷强度控制不需要与A中学保持一致外，其余要求（如练习次数、跑步距离等）同A中学。

1.2.3 实验指标及测试方法

（1）身体形态指标。身高、体质量测定按照国民体质测试方案进行。体成分采用韩国Inbody 7.0体成分测定仪进行测量。测试所得数据包括身高、体质量、体质量指数（BMI）、体脂率等。

（2）基础心率。要求实验对象每天清晨在静卧、空腹、清醒状态，使用脉搏法测量心率，并连续记录7 d，计算1周的平均值，作为基础心率。

（3）最大摄氧量（VO2max）和通气无氧阈（VT）。采用逐级递增负荷运动方式在室内跑台进行VO2max和VT测试。实验设备为Run 7410专业跑台（意大利Runner公司产）、Metalyzer 3B气体分析仪（德国Cortex公司产）、Polar表（德国Cortex公司产）。具体操作程序[8-9]：测试前2 min内将跑台速度增至4 km/h，坡度为0°，让实验对象尽可能地迈开步子走动起来。第4分钟时将跑速增至7 km/h，之后以每2 min将跑速增加1 km/h的速率递增（目的在于获得VT及对应的速度），直至速度达到12 km/h（过去的研究已证实，普通高中生跑速超过12 km/h时会出现步态不稳且难以跟上节奏，故选此速度为上限）。此时，以每隔1 min增加1.5%的幅度增加跑台坡度，直至力竭，获得VO2max绝对值与相对值。运动中后期不时通过主观感觉评分表（RPE）询问实验对象的主观感觉。VO2max判定参考文献[10]的标准执行。

（4）VT心率。VT判断标准[8]：①通气量（VE）、二氧化碳排出量（VCO2）非直线增加的拐点;②VE/ VO2突然增大，VE/VCO2不下降;③呼吸商出现突然增高的拐点。整个VT判定在气体分析仪自带软件中结合人工观察和手动修正完成。获取数据有VT值、VT占VO2max的百分比以及根据采样的时间序列寻找出的对应VT心率（达到VT时对应的心率）。

（5）体表面积。依据胡咏梅等[11]提出的公式计算得出：体表面积（m2）=0.007 1×身高（cm）+0.013 3×体质量（kg）-0.197 1。

（6）基础代谢率。依据文献[12]中公式计算得出：基础代谢率（kcal/d）=66.47+13.57×体质量（kg）+5.00×身高（cm）-6.76×年龄（岁）。

1.2.4 实验条件控制

（1）环境控制。所有前期非干预实验均在室温为8～24℃、湿度为50%～60%的室内进行。温、湿度均符合VO2max以及VT的测试要求。

（2）受试者跑台适应。让受试者先适应跑台10 min以上，直到感觉良好、脚步稳健、能适应跑速的递增和递减、不紧张为止。

（3）实证训练时，个体VT心率接近者归为同一小组，每组6～8人，每所中学约4～5个小组，集体完成跑步，目的在于加大VT心率强度的监控力度，也提升团队跑步的乐趣，从而提高训练积极性。

（4）对参与实验的学生进行思想教育和政策支持，并给予适当的物资奖励以最大限度地调动学生的积极性，从而保证实验的可靠性、有效性。

1.3 数理统计法

所有数据采用SPSS 19.0软件包进行处理。第1阶段，个体VT心率回归方程式采用线性回归模型建立。第2阶段，实验前、后3组样本之间的差异性比较采用方差分析，若出现显著性差异，采用S法进行多重比较;实验干预效果的前后比较采用配对样本t检验。选取P<0.05为显著性水平。

2 研究结果

2.1 第1阶段实验结果

2.1.1 指标的理论初选与专家问卷复选结果

“阳光长跑”对高中生要求的距离是2 000 m，属于发展有氧耐力的素质运动。经梳理文献发现，以往研究一致认为，VT心率下的强度是中长跑的适宜负荷强度。其理论依据是，用个体VT强度进行耐力训练，既能使呼吸、循环系统机能达到较高水平，最大限度地利用有氧供能，又能在能量代谢中使无氧代谢的比例减少到最低限度。因此，VT心率可能与个人体质，如呼吸、循环系统机能、身体形态、能量消耗、基础代谢等都有关[3，13-16]。鉴于未来实际应用的便捷性、易操作性，排除类似VO2max确定法，并对初选指标——年龄、身高、体质量、腰围、体表面积、体脂率、BMI、安静心率、基础心率、基础代谢率、卡尔森运动强度心率、安静时心率修正百分比法推算心率[即运动时心率，计算公式为安静時心率+60%（最大心率-安静时心率）]——进行专家评分，结果去掉了腰围、卡尔森运动强度心率[（1.2±0.3）分]、安静时心率修正百分比法推算心率[（1.4±0.2）分]，因为利用这种同类推算公式预测靶心率，可能降低有效性。其余指标均符合专家评分均值大于3且标准差不小于1的要求。

2.1.2 个体VT心率回归方程的确立

（1）各指标描述性统计结果。实验对象各指标描述性统计结果详见表2。

（2）模型汇总。由表3可知，男、女生各个自变量与因变量（VT心率）之间的复相关系数（R）分别为0.897、0.944，判断系数（R2）分别为0.805、0.892。R2即可决系数（亦称确定系数），是度量拟合优度的统计量，R2的取值范围是[0，1]，越接近1，说明拟合程度越好。本文中，无论男女，R2均接近于1，说明男、女生回归直线对观测值的拟合程度均较好。

（3）回归方程的方差分析。对回归方程的方差分析结果（表4）显示，男、女生P值均小于0.01，说明男、女生回归方程具有显著性，即因变量和自变量之间线性回归关系成立。

（4）回归系数。计算回归方程时，SPSS系统对男生直接排除体质量、体脂率和基础代谢率等自变量，对女生直接排除体质量、BMI、安静心率和基础代谢率等自变量。由表5可知，无论男女，回归模型中的各个自变量包括常量都具有统计学显著意义。根据非标准化系数表以及t检验结果（表5），男生拟合结果为Y男=111.537+6.076x1-0.282x2-0.569x3+9.944x4（其中x1为年龄，x2为身高，x3为基础心率，x4为体表面积），女生拟合结果为Y女=125.062+7.132x1-0.268x2-0.817x3-0.463x4+9.385x5（其中x1为年龄，x2为身高，x3为基础心率，x4为体脂率，x5为体表面积）。

（5）多元回归模型自变量之间的共线性检验。容差和方差膨胀率（VIF）是反映共线性的关键指标之一，如果某变量容差小于0.1，表明存在共线性问题。VIF越大表明共线性问题越严重。由表5可知，无论男女，容差均大于0.1，而VIF也在可接受范围（VIF<10为可接受范围，VIF>10则通常认为不可接受），说明此模型不存在共线性问题。

另外，若出现多个维度的特征值等于0，或者某个条件指数大于30，也提示可能存在共线性问题。由表6可知，无论男女，回归方程中特征值与条件索引结果均符合要求，这表明男、女生模型都不存在共线性问题。

综上所述，回归方程（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，且不存在共线性问题。

2.2 第2阶段实验结果

2.2.1 “阳光长跑”适宜负荷强度干预组的个体VT心率

男生个体VT心率推算值计算公式：Y男=111.537+6.076x1-0.282x2-0.569x3+9.944x4（x1为年龄，x2为身高，x3为基础心率，x4为体表面积）。以实证研究中的某实验对象为例进行回代，该男生年龄、身高、基础心率、体表面积分别为18岁、168 cm、65 次/min、1.841 64 m2，利用该公式可以推算其个体VT心率值为155次/min。

女生个体VT心率推算值计算公式：Y女=125.062+7.132x1-0.268x2-0.817x3-0.463x4+9.385x5（x1为年龄，x2为身高，x3为基础心率，x4为体脂率，x5为体表面积）。以实证研究中的某实验对象为例进行回代，该女生年龄、身高、基础心率、体脂率、体表面积分别为17岁、154 cm、80 次/min、15%、1.644 7 m2，利用该公式可以推算其个体VT心率值为148次/min。

2.2.2 训练效果比较

经过12周训练，VT心率强度控制干预实验组（A中学）、心率监控实验组（B中学）、对照组（C中学）实验前后相关指标检测结果见表7。

由表7可知，经配对样本t检验，与实验前相比，来自3所中学男、女生的基础心率在实验后均未出现降低现象（P均大于0.05），而实验后的VO2max，C中学男、女生均未出现增长现象（P均大于0.05），A中学男、女生均出现不同程度增长（男生：t=2.804，P<0.01;女生：t=2.831，P<0.01），B中学女生出现一定程度的增长（t=2.337，P<0.05），男生则未出现增长（t=0.574，P>0.05）。

方差分析结果显示，实验前无论是基础心率还是VO2max，3组间的差异均无统计学意义（男生基础心率：F=2.72，P>0.05;男生VO2max：F=2.41，P>0.05;女生基础心率：F=2.18，P>0.05;女生VO2max：F=1.96，P>0.05）。实验后，3组间基础心率经方差分析，差异均无统计学意义（男生：F=2.58，P>0.05;女生：F=2.47，P>0.05），但男、女生VO2max在3组间均有显著性差异（男生：F=7.14，P<0.05;女生：F=9.58，P<0.05）。再经S法均数多重比较发现：男生中，A中学与B中学（P<0.01）、C中学（P<0.01）均具有显著性差异，B中学与C中学之间的差异无统计学意义（P>0.05）;女生中，A中学与B中学（P<0.05）、C中学（P<0.01）均有显著性差异，B中学与C中学也具有显著性差异（P<0.05）。

3 讨 论

3.1 实验分组对实验效果的影响和控制

虽然我国早在2007年就提出“阳光长跑”计划，但并未全面落实，或者政策提出初期认真执行但后期“松动”。正如笔者了解到，本文中的3所中学之前基本上都未实质性地开展“阳光长跑”。由表7可知，实验前VO2max在3组之间并无显著性差异，说明实验对象实验前耐力水平相当、起点相同，且因所有受试者均在同一時期（保证时效性）接受测试，这种组间指标无差别的结果也表明受试者前期并未受到学校教育模式和管理方式固有差异的影响。换言之，如果学校教育模式和管理方式对学生耐力甚至体质指标有影响，那么随机抽取的同质（性别、年龄匹配）对象在同一时期本身应该存在差异。

在实验执行中为保证干预有效且减小和避免其他干扰因素，参与本次实验的所有学生的干预实验、日常体育课均由本研究团队负责，本研究团队统一安排体育教师（实际操作中，均由本研究团队的研究生以实习的形式完成对实验对象的干预实验，正式干预前，统一培训、统一管理），干预组严格按照干预要求执行，普通体育课实行统一备课，严格执行相同强度、进度。另外，凡涉及执行各个学校体育锻炼相关活动政策时，所有204名实验参与者须与研究团队体育教师沟通协商并确认不影响实验结果后方可执行，以避免该政策对实验效果的干扰。

3.2 高中生“阳光长跑”个体VT心率回归方程的科学性、有效性

3.2.1 科学性

适宜的运动强度是保证运动科学性、安全性及有效性的重要因素，通常用VO2max百分比、梅脱（METS）或者最大心率百分比表示。研究[17-18]表明，在亚极限负荷运动强度下，心率与耗氧量呈线性相关，即运动时可以利用心率来监控运动强度。因此，目前普遍认同和推崇的最佳运动强度控制方法为靶心率法，其中使用最为广泛的推算法有最大心率百分比法、心率储备法以及简易公式计算法。然而，早在1992年就有研究[19]指出，上述3种推算方法存在缺陷：①基本都只围绕年龄和心率这2个因素进行回归运算，忽略了性别、体质差异，而有研究[7]发现，运动靶心率不仅与年龄、性别有关，身体形态、基础心率等因素同样是值得考虑的指标。②年龄是靶心率推算的最重要因素，但实际应用时无法避免低估年龄偏大的老人、高估年龄偏小的少儿。③过往研究[20]所得到的靶心率集中在一个跨度较大的区间。如：刘洪珍等[21]指出，VO2max的50%～85%或最大心率（HRmax）的60%～90%可作为运动健身的适宜强度;万文君[22]认为，最大心率（MHR）百分比在60%～85%的都属于有氧健身区。这些研究均提示，在上述相对较宽的区间内运动就足以引起有效刺激，但并不能确定最佳负荷，这是一种通用的靶心率控制方法。然而，运动训练相关理论[10]明确指出，个体VT强度是发展有氧耐力训练的最佳强度。因个体间的VT强度不同，理应有一个适应个人的VT心率，而不是一个范围相对较宽的区间。因此，上述方法通用性突出、个体针对性不强，未凸显运动处方的个性化原则。

在本文的靶心率回归推算公式中，对回归方程各类参数的检验已表明回归方程成立的合理性（表3～6）。指标选择与过往广泛使用的靶心率法不同之处在于：①充分考虑性别因素，特别是青少年生长发育阶段，男女青春期存在显著差异，理应有不同的运动强度;②回归公式中不直接使用“220-年龄”作为最大心率进行推算，可避免低估年龄偏大的老人、高估年龄偏小的少儿;③考虑了体质差异因素，基础心率可充分反映人体体质状态、综合反映体内各种生理变化，正常范围内心率越低，说明人体心血管机能越好，且本回归方程中，采用的基础心率比安静心率更为稳定、准确;④除考虑与之前各类回归模型共有的年龄、心率指标外，回归方程还纳入了身高、体表面积作为自变量，对女性还单独纳入了体脂率，这些指标使个体化特征更加明显，更符合运动处方的个体化原则;⑤本回归方程推算的是要求个体耐力跑时应达到的VT心率强度，计算结果为每个个体的阈值，而不是一个较为宽泛的区间，在实际应用时，区间保持在所计算的个体VT心率值±标准差（特指各个年级的VT心率标准差），且尽量保持在个体VT心率值水平。

综上所述，本文的回归方程是在总结过去研究的不足基础上，充分考虑传统方法通用性突出、个体针对性不强的缺憾而建立的，从某种程度而言，更加强调运动处方中的个性化原则，更符合科学锻炼的理念。

3.2.2 有效性

为进一步确定个体适宜“阳光长跑”负荷强度的实际应用效果，进行了为期12周的实验干预（A中学和B中学），发现：A中学无论男女，反映人体耐力水平的VO2max均有显著提升，且具有统计学意义（P<0.01）;强调“阳光长跑”但未采用个体VT心率强度控制的B中学，男生VO2max无显著提升（P>0.05），但女生VO2max有一定提升，且具有统计学意义（P<0.05）;对照组（C中学）无论男女均无明显变化，差异无统计学意义（P>0.05）。上述结果表明：利用所建立的回归公式推算的个体VT心率值作为训练强度控制负荷有效，能很好地提高学生耐力素质。据此，还可推论：①适度的运动，即使不依据个体VT心率进行锻炼，只要坚持，也能起到提升体质的作用，但要取得较好的效果，应科学锻炼。②B中学女生VO2max有提升且差异具有统计学意义（P<0.05），而男生没有统计学差异（P>0.05），究其原因，可能与当前普遍存在的女生在学习、遵守制度层面更服从安排、能自觉完成任务有关，从执行体育教师的反馈信息看，也确实存在男生偷懒而女生执行力更强的情况。这提示：国家多部委提出的“阳光长跑”活动如能坚决执行和响应，应具有积极作用;若能做到有效控制运动负荷，则“阳光长跑”活动的积极作用将更加凸显。

12周训练后，实验组和对照组的男、女生无论是自身前后还是相互比较，基础心率均无显著性差异（P>0.05）。生理学界一致认为，正常范围内心率越低说明人体心脏功能越好。从研究结果看，此次12周的训练并未引起心率出现显著性变化，其可能的原因在于，心率是一个较为稳定的指标，短期内适宜的生理负荷强度不足以引起其发生显著变化。这提示，可能需要一个相对较长的周期才可能取得较为理想的预期效果。

运动训练理论指出，个体VT强度是发展有氧耐力训练的最佳强度，用个体VT强度进行耐力训练，既能使呼吸、循环系统机能达到较高水平，最大限度地利用有氧供能，同時又能在能量代谢中使无氧代谢的比例减少到最低限度[10]，因每个个体VT强度不同，理应有一个适应个人的VT心率，而不是一个范围相对较宽的区间。从上述论证结果与实际效果看，以回归方程推算出的个体VT心率在实际应用中有效。

3.3 高中生个体VT心率回归方程异同分析

3.3.1 共同点

男、女生个体VT心率回归方程公式中主要有2个共同点：①各自变量前系数的正负符号一致;②方程中的自变量都包含年龄、身高、基础心率、体表面积等4个指标。

男、女生个体VT心率回归方程公式都包含了年龄、身高、基础心率、体表面积等4个自变量，表明这些变量对个体VT心率都会产生影响，不分性别;各自变量的系数正负符号一致，说明对个体VT心率影响的方向一致。用反证的逻辑逆向思考，若同一个自变量前的系数正负号不同，则表明其对个体VT心率影响完全是正反效应，这将导致逻辑上的矛盾，特别像基础心率这类确定只起正向影响的指标，若出现男女回归方程系数符号相反的情况，完全可以推测该回归方程不合理。显然，本方程相同自变量前系数正负号完全相同，再次印证本方程的合理性。

回归方程的参数检验已经说明回归方程的合理性，这些指标存在于回归方程中也具有同样的合理解释，具体如下。

心率的价值及功能已在上文论述以及文献中描述过[22]。人体体表面积是反映人体生理状态的重要指标之一，与反映人体体质强弱的身体形态、身体机能和身体素质指标具有一定的相关性。在评价身体机能、身体素质方面，体表面积具有较好的代表性和较高的可信度[23]。以往针对哺乳动物的研究[24]发现，体表面积越大，则基础心率越大，生理学解释为体表面积越大的生物，其基础代谢越高，需要更大的血氧量来维持机体的运转，因此基础心率越大。这对人体同样具有参考意义。另外，体表面积计算公式是基于身高和体重回归而得到的，因此，体表面积作为VT心率回归方程的自变量符合逻辑。

3.3.2 不同点

男、女生个体VT心率回归方程公式除了自变量前的系数不同外，最大的区别在于女生中包含了体脂率，这些不同无疑体现了明显的性别差异。

体脂率影响运动靶心率已被证实，同时也回答了为何众多学者对肥胖人群进行运动处方干预时不采用广泛使用的基于年龄和心率推算的靶心率法，而需要针对肥胖群体运动靶心率做专门的研究[4，25]。谭思洁等[4]采用“乳酸阈-心率法”对肥胖儿童减肥运动处方的研制及效果观察发现，9～10岁肥胖儿童控制运动锻炼强度的靶心率上限为165 次/min，肥胖儿童的运动靶心率高于正常体质量儿童。由此可推测，体脂率影响VT心率。已有研究[26]证实，处于青春期的高中生，其体脂率存在明显性别差异，男生明显低于女生，且男生个体差异较小而女生个体差异较大。江崇明等[27]指出，受性激素影响，青春期男生以去脂体质量的递增为主，女生则表现为身体脂肪堆积的增加，如15岁女生的去脂体质量仅为同龄男生的81%，到20岁时下降至68%。这表明，青春期的女生体脂率个体差异特别明显，而男生并不显著，也许正因为存在这种差异，所以在制定体质健康标准时，男性体脂率正常区间设定为10%～15%，而女性则设定为15%～30%。无论是判定标准区间的宽度还是容许度，女性都高于男性，这一不同性别间存在的生理结构差异导致体脂率在高中女生回归模型中具有独特的意义。

3.4 “阳光长跑”实证研究经验总结及建议

3.4.1 实施“小团体”分组模式可缓解枯燥并提高训练效果

众所周知，中长跑运动不仅有利于增强人的心肺功能，还可锻炼人的意志品质，但跑步中的枯燥感成为人长期坚持的障碍。在本次实证研究中，A中学学生以6～8人为1个小组，实行“小团体”分组模式，由1人出任组长，每组由1名科研团队人员监测整体质量，集体前行，且心率由Polar表监控，若有1人没有跟上规定的心率节奏，则整组视为该次“阳光长跑”无效，需要重跑。這种强调集体主义的机制不仅通过陪伴方式提高了跑步者的兴趣，还增强了个体的集体主义精神。

B中学与A中学的区别在于：前者只强调学生完成每周3次、每次规定距离的跑步，要求学生动起来，但未对运动负荷实施严格把控。对B中学的现场观察发现：部分学生按照自己习惯的节奏跑完规定距离;部分学生走走跑跑，也完成了规定距离;还有部分学生几乎就是“为完成任务而完成任务”，严重缺乏主动性。从整体来看，女生自觉性高于男生，从考勤表及完成情况登记表分析，女生大多数都保质、保量地完成了规定距离，且过程较为努力，这也正是此次B中学女生实验后VO2max仍有一定增加（P<0.05）的主要原因。B中学整体干预效果没有A中学好，导致差别的原因可能就是A中学管理监控更严格，采用个体最适宜的运动负荷（即VT心率）强度监控跑步过程，有效地提升了学生的有氧耐力;加之采用小组集体模式训练，保证了“阳光长跑”的完成质量。因此，可以认为，实施“小团体”分组模式是提高训练效果的有效形式，按照VT心率负荷强度保证对机体有效刺激是效果显著的关键。为保证个体VT心率在监控运动时的准确性，此次采用Polar表监测，建议在今后实际推广时，学生可以购买运动手环等日益大众化的心率监控设备进行监测。

3.4.2 制定可行的管理运行机制

以往的调查研究[28]表明，当前“阳光长跑”管理总体表现为以下3种形式。①号召式。即学校没有潜心、实实在在地做好这项工作，往往只是下发一个通知或者开几次会，安排几名体育教师负责完成该项任务;活动开始时，领导们再参加一个起跑仪式，从思想上动员学生自觉跑步。这种形式往往没有具体、详实的制度支撑，多数流于形式，开始有点新意，但后来缺乏积极性、主动性成为普遍现象，导致锻炼效果大打折扣。在此次实证研究中，C中学领导以场地不够好、校医院设施简陋、中长跑安全难以保证为由，让学生自觉锻炼，导致学生VO2max、基础心率都无改善现象（P>0.05）。②集体行动模式。往往利用大课间、早晚时间以班级为单位进行“跑操”，由班主任或体育教师及班干部等管理，强调跑但没有进一步强调如何跑。在此次实证研究中，B中学就属于此类，从干预结果来看，有一定效果，但因缺乏对跑步过程中运动负荷的有效监控，与预期效果仍存在一定差距。③严格管理模式。“质”与“量”兼顾，最为典型的是长跑传承长达90年（从1928年开始保持至今）的清华大学模式，其已建立非常完整的长跑监控、考评制度，此次实证研究对A中学的实验干预就是借鉴清华大学的案例而实施的。

针对A中学最终确定如下管理机制。①教育机制。要求教师、学生均进行“阳光长跑”活动学习，对其重要性、学校的决心、各种规定制度特别是与师生利益关联的奖惩制度进行学习以统一思想认识。②监管机制。对“阳光长跑”活动有效性、师生考勤等实施制度监管，分工明确，方案详实，极大地保证“阳光长跑”的正常秩序和锻炼效果的最大化。③考核、评价和奖励机制。考核评价公正公平、奖罚分明是调动师生积极性的重要保证。清华大学长跑模式也是由逼迫到半逼迫再到后来形成的高度自觉模式。任何一项活动的开展要形成系统化并保存下来大都经历过类似过程，此次在A中学开展的实证研究亦如此。如按2017年版《普通高中体育与健康课程标准》规定，该校“阳光长跑”考核未通过者不准予以毕业，考核成绩作为普通高中学生毕业的主要依据和高校招生录取的重要参考，从实施效果看，这条规定在很大程度上增加了学生参与的积极性、主动性。另外，考评组对每一个跑步小组（6～8人）、个人进行先进评比，并张榜公示，提升优秀学生的成就感和自豪感。项目实施过程中的优秀教师，其个人荣誉纳入年终绩效考评结果。④稳固的协调机制。“阳光长跑”活动的有效开展并长期坚持，需要各个部门协同合作，特别是校医院、保卫部门、教师层面等均要防范突发安全事故，领导层则要重视并从人、财、物上积极支持，最终才能保证活动的持续、有效实施。

3.4.3 加强校园体育文化建设

“阳光长跑”活动仅是一种行为表现，要成为一项可持续发展的项目，积极推动校园体育文化建设是最有效的途径之一。打造与“阳光长跑”相关的系列赛事，丰富体育行为文化、体育制度文化是校园体育文化建设的重要内容。

清华大学的长跑活动已成为其享誉国内外的一张体育名片，其长跑起步早（1928年开始，清华大学体育课就要求每堂课都要跑约1 600 m）、历史长，时至今日，长跑制度不断完善，规定要求16∶00以后，保证每周2次的男生3 000 m跑、女生2 000 m跑，且有严格的考核制度。90年间，即便在西南联大的艰苦时期，体育课也要求学生跑1 500 m。据报道[29]，知名学者林家翘、钱伟长等都是受益者，他们不仅锻炼了身体，还锻炼了意志品质并培养了终身锻炼的习惯。这些都是长期的制度文化建设、行为文化建设推动校园体育文化建设的结果。

借鉴清华大学的案例，此次实证研究中，实验干预组（A中学）在之前已有的“阳光长跑”基础之上，进一步完善了现有制度，在校园体育文化建设推动中又前进了一步。A中学之前积极响应教育部号召，开展“阳光长跑”活动，长期坚持用大课间、早晚时间以班级为单位进行“跑操”。随着后来该市强调每所学校要有特点，实现“一校一品”，A中学选择了已有基础的“阳光长跑”。为进一步扩大品牌效应，借此次实证研究的机会，不仅实验干预时强调“阳光长跑”的严谨性、科学性，还建立了教育机制，监管机制，考核、评价和奖励机制，协调机制，完善了管理制度，从体育制度文化建设层面进一步丰富了校园体育文化。

在行为文化层面，积极举办与“阳光长跑”相关的体育赛事，让学生能将平时的锻炼成果有所展示，是提高学生参与“阳光长跑”积极性的一个举措。在11月实验期间，利用该市湘江风光带独有的健身绿道资源（素有“一江两岸十景”之称），开展了“湘江风光带冬季沿江跑、培育阳光健康少年行”活动。此次赛事A中学全校师生共同参与，其中学生1 100多名、教职工130多名，全程11 km。此次A中學实验干预组的31名男生、38名女生全部报名参加，且分别有81%、86%的学生在男、女队伍中进入了前50名，取得的成绩和获得的成就感极大地激起了学生们的参与热情。此次活动的成功让A中学决定，计划今后每年举办一次类似活动。体育活动是校园体育文化的载体，为丰富行为文化，今后还需要举办更多田径相关赛事。

4 结论与展望

4.1 结 论

（1）高中生开展“阳光长跑”活动时推荐使用个体VT心率作为负荷强度监控指标，其中男生个体VT心率回归方程为Y=111.537+6.076x1-0.282x2-0.569x3+9.944x4（x1为年龄，x2为身高，x3为基础心率，x4为体表面积），女生个体VT心率回归方程为Y=125.062+7.132x1-0.268x2-0.817x3-0.463x4+9.385x5（x1为年龄，x2为身高，x3为基础心率，x4为体脂率，x5为体表面积）。

（2）“阳光长跑”可持续性开展建议：实施“小团体”分组模式以缓解枯燥并提高训练效果;制定可行的管理运行机制，包括教育机制，监管机制，考核、评价和奖励机制，协调机制;加强校园体育文化建设。

4.2 不足与展望

（1）随着青少年肥胖和超重现象愈加严重，有关青少年减肥的研究受到广泛关注。有氧运动作为最简单、最有效的运动减肥方式已得到公认。本文在立足于为高中生寻求个体VT心率的基础上，选取的实验对象为随机抽样的高中生，符合正态分布特征，其体脂率总体处于正常范围内。以往研究如谭思杰等[4]已经论证肥胖和超重应有适应自己的个体靶心率，因此，本文推导出的高中生个体VT心率回归方程是否适用于肥胖高中生还有待斟酌，需进一步研究，目前不推荐使用。

（2）本文属横向研究，没有进行纵向追踪，当受试者运动能力提高或进入下一年级时，是否仍然沿用适龄回归公式推算的个体VT心率控制强度，还是另外制定训练方案，仍值得探究，这也是今后“阳光长跑”运动强度控制和调整体系的研究内容。这项工作的完成将会为更好地推广“阳光长跑”运动提供更多科学依据。

（3）由于人力、物力、财力、时间等限制，本次训练效果比较时，只进行VT心率强度训练组与普通对照组之间的对比，其优势虽已说明，但未能与其他传统靶心率方法进行实验对比，在今后的研究中可做进一步论证。

作者贡献声明：

王国军：收集、整理文献，设计实验，整理、分析数据，设计论文框架，撰写、修改论文;刘 亚：收集、整理文献，执行实验;张秋艳：核实数据，校对文字。

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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 < 0.01， t < 0.01， t=2.831， P < 0.01）， while the VO2max of girls in school B increased to a certain extent （t ≤ 2.337， P < 0.05）， but no increase in male students （t = 0.574， 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