体育课健康体适能循环练习对初中生身体健康的影响

武海潭 季浏

摘   要：以初一年级五个班189名学生为研究对象，采用5×2×2的三因素实验设计，确定体育课中融入健康体适能循环练习的实验方案，共实施8周干预。结果显示：健康体适能循环练习能有效提高课堂运动负荷，增加学生能量消耗，保障体育课运动负荷维持在较为稳定的负荷区间，与对照班存在显著性差异；健康体适能循环练习有助于改善学生身体成分，对提高学生心肺耐力，肌肉力量、肌肉耐力（大强度班）、柔韧度（静立性和PNF拉伸法班）具有积极作用。在性别方面，男生立定跳远改善幅度大于女生，女生柔韧度改善幅度大于男生。

关键词：健康体适能循环练习；初中生；体育课

一、问题的提出

体育教育正从传统的以技能为中心的模式演变为以健康为中心的模式。1 健康体适能与人体健康密切相关已形成广泛共识，良好的健康体適能可以促进生命质量地提高。2 在体育课中融入体适能练习对增强学生体适能水平具有促进作用3，健康体适能教学在促进少年儿童终身体育行为、健康生活方式也具有显著的预测作用。4 同时，健康体适能干预对学生身体成分、肌肉力量和肌肉耐力5、心肺耐力6、柔韧度7 等都具有显著效果。在控制相同运动强度情况下，融入体适能练习的学生获得健康效益也更为全面。1

目前，国内外关于体适能类干预研究以单一体适能练习为主，未对学生健康体适能各要素进行系统性干预。而循环练习法可以有效提高课堂运动负荷水平，改善学生体适能状况。2 本研究在控制运动负荷的前提下，依据健康体适能的内容进行设计，建立若干练习模块，让被试依次完成每个模块的练习内容，其实用性和有效性可作为课堂教学的有益借鉴，便于惠及更多学生。

二、实验方法

1.实验对象

选取上海市X校初一年级学生，随机抽取5个班——实验1班、实验2班、实验3班、实验4班和对照班。排除运动中存在的潜在风险，共有实验对象189人，基本情况见表1。

2.干预方案开发思路

对照班为常规课，每节课练习密度保持在30%—40%。实验班根据相关研究，确定健康体适能循环练习干预方案制定的4个因素，即运动频率、运动强度、每次运动时间、运动项目。34体育课运动频率为3节课/周（40分钟/课）。运动强度界定为：小强度心率小于130次/分钟，中等强度心率为130—160次/分钟，大强度心率为160—190次/分钟；柔韧度练习部分以本体适度感受为宜。实验1班、3班为中等强度，实验2班、4班为大强度。每次运动持续时间为10分钟或15分钟，实验班运动干预（采用中等强度或大强度进行，每节课嵌入10分钟或15分钟专门性健康体适能循环练习）在每节课第27—37分钟或第22—37分钟进行。运动项目以学校教学计划开展运动项目为基础，在体育课基本部分融入健康体适能循环练习干预内容。

3.干预方案内容

实验班体育课（40分钟）分为准备部分7分钟、基本部分30分钟、结束部分3分钟。健康体适能循环练习依次进行顺序为：肌肉力量（Musle Strength，简称MS）、肌肉耐力（Muscular Endurance，简称ME）、心肺耐力（Cardiopulmonary Endurance，简称CE）和柔韧度（Flexibility，简称F）。干预周期为8周。

健康体适能循环练习干预部分：肌肉力量（MS）练习内容为深蹲跳、纵跳、弓箭步跳和连续蛙跳，分为MS1（2分钟）和MS2（4分钟）；肌肉耐力（ME）练习内容为仰卧起坐、原地高抬腿、立卧撑、俯卧撑（男）和跪卧撑（女），分为ME1（3分钟）和ME2（4分钟）；心肺耐力（CE）练习内容为8字环形跑、障碍跑、追逐跑和场地跑，分为CE1（3分钟）和CE2（5分钟）；柔韧度（F，2分钟）练习内容为压肩、弓步、仆步拉伸、压腿、正踢腿、侧踢腿、V字形坐姿体前屈拉伸、肩旋转伸展运动和坐位大腿内收肌群伸展运动，分为：F1采用动力性拉伸，F2采用动力性+静立性拉伸，F3采用静立性拉伸，F4采用本体感受神经肌肉拉伸法。

实验班实施方案为：实验1班MS1+ME1+CE1+F1（10分钟，中等强度），实验2班MS1+ME1+CE1+ F2（10分钟，大强度），实验3班MS2+ME2+CE2+F3（15分钟，中等强度），实验4班MS2+ME2+CE2+F4（15分钟，大强度）。采用遥测心率监测仪对运动强度实时监控，加速度计对能量消耗进行采集。

4.健康体适能测试指标与测试仪器、器材

健康体适能测试指标包括：身体成分、心肺耐力、肌肉力量、肌肉耐力、柔韧度。各测量维度又细分为多项测量指标，分别采用不同的测试仪器和器材（见表2）。

5.运动强度监控

将各个班实验对象按照身高、体重、性别进行分组，尽量避免由于被试之间差异引起的误差，每次体育课前从不同组别中选取5名实验对象（2男3女或3男2女），要求各班实验对象在身高、体重、年龄、性别上具有相似性，施测前将被试个人信息及体育课授课信息录入加速度计，同时将遥测心率监测仪与加速度计进行编码，确定每位施测学生。运用遥测心率监测仪对体育课运动干预部分进行实时监控，同时监测体育课整体运动负荷。加速度计能量消耗采用ActiLife 6软件内置公式（1）Kcals/min=0.001064×VM+0.087512（BM）-5.500229（VMCPM>2453）和（2）Kcals/min=CPM×0.0000191×BM（VMCPM<2453）（FreedsonVM3 Combination〔11〕）进行计算，VM=矢量幅度（sqrt[（运动轴１）^2+（运动轴2）^2+（运动轴3）^2]），VMCPM=每分钟矢量幅度计数，CPM =每分钟计数，BM =体重（Kg）。

三、研究结果

1.实验监测结果

实验1班、2班、3班、4班学生体育课程平均心率基本在130—160次/分钟，对照班学生心率波动相对实验班较大。实验班能量消耗基本维持在150—180卡，对照班学生在65—160卡范围内。各班之间在心率（F=37.142，P=0.000）和能量消耗（F=22.724，P=0.000）上具有显著性。在心率和能量消耗上，实验1班、2班、3班和4班与对照班相比具有显著性，实验4班与1班在能量消耗上具有显著性；实验4班与2班在心率上具有显著性（见表3）。

2.健康体适能循环练习对初中生健康体适能影响的相关结果

（1）健康体适能循环练习干预前后对初中生健康体适能影响的结果

身体成分指标前后测相比均无显著性差异。坐位体前屈实验班学生前后测相比均具有显著性（P<0.01），对照班学生前后测相比无显著性（P>0.05）；用力肺活量、每分钟最大通气量、耐力跑、握力体重指数、立定跳远和仰卧起坐实验班和对照班前后测相比均具有顯著性（P<0.05）（见表4）。

（2）健康体适能循环练习对初中生健康体适能影响的多重比较结果

依据实验设计以“班”“性别”和“时间”为实验处理因子，对5个班所有学生测试指标变化差值（变化差值1=中测—前测，变化差值2=后测—前测）进行5×2×2的三因素方差分析。主体间效应检验显示，身体成分各指标均无显著性差异。用力肺活量、耐力跑、立定跳远和柔韧度具有“班”“性别”和“时间”主效应，每分钟最大通气量具有“时间”显著性；握力体重指数和仰卧起坐具有“班”和“时间”主效应（见表5）。

首先，对初中生身体成分影响的相关结果。健康体适能循环练习对降低学生脂肪含量呈降低趋势，对照班学生脂肪含量呈增高趋势。结果表现出不同的运行趋势，运动强度越大、运动时间越长对学生改善效果越好。说明体育课融入健康体适能循环练习，对学生身体成分改善具有长效作用。

其次，对初中生心肺耐力影响的相关结果。用力肺活量在中测变化差值上，实验2班与对照班全部学生相比具有显著性（P=0.025）。在后测变化差值上，实验1班男生与对照班男生相比具有显著性（P=0.002），实验2班（P=0.021）、3班（P=0.026）、4班（P=0.022）男生与对照班男生相比具有显著性，实验1班（P=0.001）、2班（P=0.004）、3班（P=0.008）、4班（P=0.008）全部学生与对照班全部学生相比具有显著性。每分钟最大通气量在后测变化差值上，实验4班与对照班全部学生相比具有显著性（P=0.037）。

耐力指标在中测变化差值上，实验2班女生与对照班女生相比具有显著性（P=0.039）；实验3班男生与对照班男生相比具有显著性（P=0.012）；实验1班（P=0.025）、2班（P=0.016）、3班（P=0.007）和4班（P=0.036）全部学生与对照班全部学生相比具有显著性。在后测变化差值上，实验1班（P=0.023）、2班（P=0.015）、3班（P=0.026）和4班（P=0.001）女生与对照班女生相比具有显著性；实验1班（P=0.017）、2班（P=0.008）、3班（P=0.000）、4班（P=0.000）男生与对照班男生相比具有显著性；实验1班（P=0.001）、2班（P=0.000）、3班（P=0.000）、4班（P=0.000）学生与对照班学生相比具有显著性

再次，对初中生肌肉力量、肌肉耐力影响的相关结果。握力体重指数在中测变化差值上，实验4班（P=0.007）和2班（P=0.050）男生与对照班男生相比具有显著性，实验4班男生与1班男生相比具有显著性（P=0.043）；实验2班全部学生与对照班全部学生相比具有显著性（P=0.010），实验4班全部学生与实验1班（P=0.021）、3班（P=0.010）和对照班（P=0.002）全部学生相比具有显著性。后测变化差值上，实验4班（P=0.005）和2班（P=0.036）男生与对照班男生相比具有显著性；实验2班（P=0.036）、4班（P=0.021）女生与对照班女生相比具有显著性，实验4班女生与1班（P=0.042）、3班（P=0.046）女生相比具有显著性；实验2班（P=0.003）、4班（P=0.000）全部学生与对照班全部学生相比具有显著性，实验4班全部学生与实验1班（P=0.009）和3班（P=0.012）全部学生相比具有显著性。

立定跳远在中测变化差值上，实验1班（P=0.034）、2班（P=0.007）、3班（P=0.001）、4班（P=0.001）男生与对照班男生相比具有显著性；实验1班（P=0.009）、2班（P=0.002）、3班（P=0.000）、4班（P=0.001）全部学生与对照班全部学生相比具有显著性。在后测变化差值上，实验1班（P=0.034）、2班（P=0.016）、3班（P=0.022）、4班（P=0.040）女生与对照班女生相比具有显著性；实验1班（P=0.000）、2班（P=0.000）、3班（P=0.000）、4班（P=0.000）男生与对照班男生相比具有显著性；实验1班（P=0.000）、2班（P=0.000）、3班（P=0.000）、4班（P=0.000）全部学生与对照班全部学生相比具有显著性。在相同班不同性别上，实验班男生比女生在中测、后测变化差值上大，实验4班男生、女生中测（T=-2.704，P=0.010）、后测（T=-2.040，P=0.048）变化差值之间具有显著性。

仰卧起坐在中测变化差值上，实验1班（P=0.000）、4班（P=0.003）女生与对照班女生相比具有显著性，实验4班女生与实验2班（P=0.001）、3班（P=0.002）女生相比具有显著性，实验3班女生与1班女生相比具有显著性（P=0.000），实验2班与1班女生相比具有显著性（P=0.000）；实验1班（P=0.000）、4班（P=0.002）全部学生与对照班全部学生相比具有显著性，实验4班与2班（P=0.046）和3班全部学生（P=0.007）相比具有显著性，实验3班与1班全部学生相比具有显著性（P=0.001），实验2班与1班全部学生相比具有显著性（P=0.010）。在后测变化差值上，实验1班（P=0.000）、4班（P=0.000）女生与对照班女生相比具有显著性，实验4班女生与2班（P=0.000）、3班（P=0.000）女生相比具有显著性，实验3班女生与1班女生相比具有显著性（P=0.000），实验2班女生与1班女生相比具有显著性（P=0.000），实验4班男生与对照班男生相比具有显著性（P=0.042）；实验1班（P=0.000）、4班（P=0.000）与对照班全部学生相比具有显著性，实验4班与2班（P=0.006）、3班（P=0.001）全部学生相比具有显著性，实验3班（P=0.000）、2班（P=0.003）与实验1班全部学生相比具有显著性。

最后，健康体适能循环练习对初中生柔韧度影响的相关结果。坐位体前屈实验班学生均呈现出增长趋势，对照班学生基本保持不变，在中测变化差值上，实验4班男生与对照班男生相比具有显著性（P=0.039），实验4班与对照班全部学生相比具有显著性（P=0.012）；在后测变化差值上，实验3班（P=0.047）、4班（P=0.045）女生与对照班女生相比具有显著性，实验3班（P=0.045）、4班（P=0.017）男生与对照班男生相比具有显著性，实验3班（P=0.004）、4班（P=0.002）与对照班全部学生相比具有显著性。在同一个班中，女生中测、后测改善幅度大于男生。

四、结论

第一，健康体适能循环练习能有效提高课堂运动负荷，增加学生能量消耗，与对照班相比具有显著性差异，保障体育课运动负荷维持在较为稳定的负荷区间。

第二，健康体适能循环练习有助于改善学生身体成分，对提高学生心肺耐力，肌肉力量、肌肉耐力（大强度班）和柔韧度（静立性和PNF拉伸法班）具有积极作用。在性别方面，男生肌肉力量（立定跳远）改善幅度大于女生，女生柔韧度改善幅度大于男生。

五、讨论

1.健康体适能循环练习对初中生体育课运动负荷监测结果的分析

体育课是学生参与体力活动的主要时段，体育课运动质量直接关系到每一位学生的健康成长。融入健康体适能循环练习能有效提高体育课运动负荷。在课堂组织实施、教材性质不同的情况下，运动负荷会产生一定差异。若要学生获得良好的健康效益，体育课应保持稳定而有效的运动负荷。1研究显示，实验班学生在运动负荷波动方面获得更为稳定的运动负荷区间，对照班学生运动负荷的波动区间较大，这使得学生获得健康效益的有效性也会削弱。

在体育课中，尤其是新授课，通常考虑的是动作技能教学，让学生掌握技术动作成为课堂主要目标，而对学生运动负荷的考虑较为欠缺。健康体适能循环练习可以成为课堂教学的有益补充。当前，体育课无运动量的现状亟须改变2，常规课的运动负荷相對偏低，这在一定程度上影响学生的健康发展。体育课中融入健康体适能循环练习，教师可以根据课时安排、结合教学内容进行设计和实施，增强可操作性和干预效果，亦可根据各班学生体适能情况进行针对性练习，促进学生健康发展长效性。

2.健康体适能循环练习对初中生健康体适能的影响

（1）健康体适能循环练习对初中生身体成分的影响

国内学者的研究显示，在无饮食控制情况下，体适能类干预可以有效改善学生身体成分指标3，这与本研究结果相似。健康体适能循环练习时段安排在体育课20分钟以后进行，可使练习效果得到进一步显现。有氧运动可改善胰岛素敏感性，通过逆转肌细胞胰岛素受体结合力下降，增加能量消耗促进体内脂肪含量减少。1 同时，健康体适能循环练习是全身性练习，可以有效增加运动中脂肪的利用。2 本研究显示，健康体适能循环练习对学生身体成分改善具有积极效果。

（2）健康体适能循环练习对初中生心肺耐力的影响

研究表明，在教学中对中学生进行为期10周的健康体适能循环练习对学生心肺耐力改善具有显著效果。3 也有研究指出，8周循环抗阻训练能显著提升学生的有氧耐力。4 对1979—2010年有氧运动研究成果进行元分析后发现，随着运动干预时间持续、每次干预时间延长、每周干预频次增多，其肺活量增值越大，运动干预效果越好，在120—165次/分钟心率控制下有氧运动干预后肺活量平均提高10.34%。5 长时间有氧运动能够使膈肌下移，胸腔内压力减小，增加肺脏在呼吸运动过程中的弹性回缩能力，有助于增加肺壁和肺顺应性，使肺部功能得到改善。通过有效的练习也可以提高迷走神经兴奋性，抑制交感神经作用，促进每搏输出量增加，心肌收缩功能增强，机体供血得到改善。人体心肺耐力的增强应与60%—75%最大心率的运动强度和至少10分钟以上连续不断的运动有关。6 也有研究针对学生进行有氧练习和60%最大力量混合练习，结果显示对提高学生心肺系统具有积极作用。7 在持续性2分钟深呼吸练习后，用力肺活量也出现明显改善。8 体育课中融入健康体适能循环练习是一种有氧和力量练习的混合练习，这对学生心肺系统改善具有叠加效益，尤其10分钟中等强度以上练习对学生心肺耐力提高具有显著作用，长期坚持对学生心肺耐力改善具有积极效果。

（3）健康体适能循环练习对初中生肌肉力量和肌肉耐力的影响

戴勒姆（Delorme）认为，负荷量大小可用“最高重复次数”（RM）来表示，强度与RM具有相关性，采用不同的RM进行训练，会产生不同的训练效果。9 与单纯的耐力或力量练习相比，高强度功能性练习是一种有效的训练方法，可以使力量和耐力得到改善。10 相同时间下，大强度班学生提高幅度大于中等强度班，这可能与练习次数有关，即在相同时间内大强度练习学生需要完成的重复次数更多。相同练习时间下，中等强度班学生RM小于大强度班学生RM，这必然影响着学生练习效果。多次重复练习对促进肌肉适能更明显。11 力量练习可以使肌肉出现代偿性肥大，促进肌肉量增加。健康体适能循环练习对学生肌肉力量和肌肉耐力改善具有促进作用，同时，专门性体适能干预对学生肌肉力量和肌肉耐力提高幅度可达25%—50%。1 此外，肌肉力量（立定跳远）中表现出性别差异，男生提高幅度大于女生，这可能因为男生的身体构成比女生更理想，女生有更高程度的腹部脂肪和内脏脂肪，男生的上肢力量和耐力以及腹部力量和耐力水平更高2，这对跳跃的发挥有影响。此外，健康体适能循环练习可以根据课程内容进行补偿性或重点练习相关肌群，有利于促进学生肌肉力量和肌肉耐力均衡发展。

（4）健康体适能循环练习对初中生柔韧度的影响

研究显示，持续6周的本体感受神经肌肉拉伸法（PNF）拉伸和静立性拉伸均能提高关节活动度，但两种方法无显著差异3，与本研究结果相似。此外，每周3次每次持续30秒的静态拉伸相对于主动拉伸和PNF也可以显著提高学生的腘绳肌长度。4 针对初中生而言，静立性拉伸较容易实施，而PNF法操作较复杂，如果不能正确操作容易造成伤害。动力性拉伸和静立性拉伸两种方法对人体柔韧度提高均有促进作用，静立性拉伸在提高柔韧度方面好于动力性拉伸。5 本研究中柔韧度提高出现性别差异，可能是由于学生进入青春期后，女生与男生相比，体型出现变化，表现为肩部较窄，躯干稍长，下肢较短，这使其坐位体前屈提高具有一定优势；还可能由于初中女生以仰卧起坐为考试科目，女生练习的主动性较强，仰卧起坐成绩提高幅度普遍好于男生，在柔韧度测试中其腹部肌肉力量可能起到一定作用。

The Impact of the Cyclical Exercises of Health-related Physical Fitness in

Physical Education Classes on Physical Health of Junior High School Students

WU Haitan1，JI Liu2

（1. College of Physical Education，Shanghai Normal University，Shanghai，200234；

2. College of Physical Education and Health，East China Normal University，Shanghai， 200241）

Abstract： This study treated 189 students from five classes in Grade 7 as research subjects and adopted a three-factor（5×2×2）experimental design with a total of 8-week interference. The findings have shown that the cyclical exercises of health-related physical fitness can effectively improve exercise load in class and increase studentsenergy consumption so that physical exercise load in class can be maintained at a relatively stable load range. Also there exists a significant difference in all these factors in comparison with those of the control class. Moreover，the cyclical exercises of health-related physical can help improve studentsbody composition and have a positive effect on improving studentscardio-respiratory endurance，muscle strength，muscular endurance（high-intensity classes），and flexibility（static standing and PNF stretching classes）. In terms of gender，boysstanding long jump has been more improved than girls，while girlsflexibility has been more improved more than boys.

Key words： cyclical exercises of health-related physical fitness，junior high school students，physical education class