體育課不同累積中-大強度體力活動時間對初中生健康體適能及情緒狀態(tài)影響的實驗研究

武海潭，季 瀏

1 前言

初中生正處于生長發(fā)育的關鍵時期，參與體力活動對其健康成長具有重要作用，而體力活動不足（Physical Inactivity，PI）將成為21世紀最大的公共衛(wèi)生問題［12］。研究發(fā)現(xiàn)，體力活動不足的行為方式易在少年兒童時期形成，且持續(xù)到成年期，易形成久坐的生活方式并影響健康［28］。學生每周5日都在學校度過，體育課是其參與體力活動的主要時段。而達成健身效果不可忽視的一個重要影響因素是運動負荷，即體育課應達到何種運動負荷才能有效地促進學生健康發(fā)展？

當前研究表明，青少年參與中-大強度體力活動（Moderate to vigorous intensity physical activity，MVPA）可以改善心血管健康［11，21，29，35］、降低BMI指數(shù)［24］。多項研究對學生每日體力活動提供的推薦時間有30min［27］或60 min［16，36，42］，并未形成統(tǒng)一認識。然而，學生參加戶外休息和體育活動的機會很容易被剝奪［15］，相關研究也顯示，少年兒童每天MVPA時間并未達到30min的最小推薦量［23］。青少年體力活動水平的缺失已影響他們健康身體的 形 成［14，22］，學校對改善學生體力活動水平也逐步重視［13，33］，但體育課中學生MVPA水平仍較低［18，19］。

如何讓學生獲得適宜的體力活動量，對處于義務教育階段的學生而言，以學校為基礎的體力活動干預措施比其他干預措施固有的優(yōu)勢在于，體育課提供活動場地和時間，這是一種制度化的保證，能惠及到更多學生，研究也表明以學校為基礎的干預可以促進學生MVPA水平提高［17，26］。MVPA已被廣泛認為是促進學生健康體適能發(fā)展的價值閾基值，以往研究中由于技術手段的限制不能準確調(diào)控學生價值閾區(qū)間的運動時間，但也指出在價值閾內(nèi)運動時間多一點，學生獲得鍛煉的價值就會大一點［3］，結果雖然沒有量化但也提供了一種參考。那么，體育課需要價值閾內(nèi)多少時間的運動才能保證學生健康發(fā)展的需要，目前并未給出準確的參考［7］。

本研究在以往研究的基礎上，對體育課不同累積MVPA時間進行調(diào)控，探究對初中生健康體適能及情緒狀態(tài)影響的效果。本研究提出以下3點假設:1）體育課不同累積MVPA時間對各班級間運動負荷產(chǎn)生不同效果。2）體育課不同累積MVPA時間對學生健康體適能發(fā)展影響不同。3）體育課不同累積MVPA時間對學生情緒狀態(tài)改善影響不同。本研究力圖通過實驗研究來論證上述3點假設。

2 實驗方法

2.1 實驗對象

研究被試為上海市X中學初一年級學生，隨機選取5個平行班，4個班級作為實驗班級，1個班級作為對照班級，詢問學生既往病史、醫(yī)療檢查、身體狀況，排除運動中存在的潛在風險。共有受試對象145人（男78人，女67人，表1）。本研究中對所有學生進行前測、中測、后測，為了研究的準確性，所有學生都將在各項指標進行3次測試，若有學生其中某項指標1次及以上缺測，則該學生在該指標的其他成績將被剔除。

2.2 實驗設計

本研究根據(jù)國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀，基于實驗對象特點，運動強度界定為:小強度心率為小于130次／min，中等強度心率為130～160次／min，大強度心率為160～190次／min。針對學生心率在130～190次／min運動通過SUNNTO遙測心率儀進行實時監(jiān)控，采用觀察法對學生課堂運動時間通過秒表進行記錄，根據(jù)實驗要求達到規(guī)定中-大強度運動時間。

表1 本研究實驗對象基本情況一覽表Table 1 Sampling Distribution

實驗干預周期為8周，共進行3次測量，分別為前測（運動前）、中測（實驗第4周）、后測（實驗第8周）對學生健康體適能及情緒狀態(tài)指標進行測量，干預頻率為每周3節(jié)體育課，每節(jié)課40min。心理量表測量時間為學生大活動課前統(tǒng)一安排15min時間進行問卷填寫，每個班級有一位教師進行指導，問卷進行現(xiàn)場發(fā)放和回收。

實驗設計為5×2×2的3因素實驗設計。3因素為:1）A因素，包括不同 MVPA累積時間，實驗研究共進行8周干預，選取初一年級5個平行班，每節(jié)體育課學生MVPA累積時間占體育課總時間分別為:30%（±3%），40%（±3%），50%（±3%）和60%（±3%）［即一節(jié)40min體育課中，學生參與中-大強度體力活動累積時間為12min（±1.2min），16min（±1.2min），20min（±1.2min），24 min（±1.2min）和對照班不進行干預］；2）B因素，即性別因素，分為男生、女生；3）C因素，即時間因素，分為中測進步幅度、后測進步幅度。

實驗班級設計如下:

實驗1班:MVPA累積時間占體育課總時間30%（誤差控制在±3%）；實驗2班:MVPA累積時間占體育課總時間40%（誤差控制在±3%）；實驗3班:MVPA累積時間占體育課總時間50%（誤差控制在±3%）；實驗4班:MVPA累積時間占體育課總時間60%（誤差控制在±3%）；對照班:進行常規(guī)體育課教學，每節(jié)課練習密度控制在30%～40%之間［5］，不進行專門性干預。

2.3 測試指標

健康體適能指標測量為身體成分測試指標包括體質指數(shù)（BMI）、體脂百分比（PBF）和腰臀比（WHR）；肌肉力量測試指標包括立定跳遠、握力；肌肉耐力指標為1min仰臥起坐；柔韌度測試指標為坐位體前屈；心肺耐力測試指標包括用力肺活量（FVC）、最大隨意通氣量（MVV）、男子1000m和女子800m跑。情緒狀態(tài)測量采用心境狀態(tài)量表（Profile of Mood States），是美國學者麥克奈爾等人編制的一種心境狀態(tài)自評量表，并由祝蓓里教授1994年進行了修訂，稱為簡式POMS量表。

2.4 主要測試儀器

表2 本研究主要測試儀器一覽表Table 2 The main Test Instruments

2.5 數(shù)理統(tǒng)計與分析

采用SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進行管理和統(tǒng)計分析。

3 研究結果

3.1 實驗監(jiān)測結果

將各個班級實驗對象按照身高、體重、性別進行分組，盡量避免由于被試間差異引起的測量誤差，每次體育課前從不同組別中挑選5名實驗對象（2男、3女或3男、2女），要求各個班級實驗對象在身高、體重、年齡、性別上具有相似性，每次施測前將被試身高、體重、年齡、性別等個人信息及體育課授課時段信息提前錄入到加速度計（Actigraph GT3X＋），同時將SUNNTO心率帶與加速度計進行編碼，確定每位施測學生。運用SUNNTO遙測心率儀對體育課進行實時監(jiān)控，同時監(jiān)測體育課整體運動負荷，被試體育課監(jiān)測指標包括:體育課平均心率、平均能量消耗、平均梅脫值（圖1、圖2、圖3）。

圖1 本研究體育課平均心率折線圖Figure 1.The Average Heart Rate in PE Class

圖2 本研究體育課平均能量消耗折線圖Figure 2.The Average Energy Consumption in PE Class

圖3 本研究體育課平均梅脫值折線圖Figure 3.The Average Metabolic Equivalent of Energy in PE Class

結果顯示，實驗1班、2班、3班、4班學生心率的波動區(qū)間較為平穩(wěn)，體育課的平均心率為實驗1班＜實驗2班＜實驗3班＜實驗4班，相比而言，對照班學生心率波動較大（圖1）。學生能量消耗、梅脫值與心率指標具有相同趨勢（圖2、圖3）。

各班級間學生在心率、能量消耗和梅脫值之間方差分析顯示，均具有非常顯著性差異（心率:F＝71.747，P＝0.000，能 量 消 耗:F＝63.001，P＝0.000，梅 脫 值:F＝61.480，P＝0.000）。通過單因素多重比較發(fā)現(xiàn)，實驗2班、3班、4班學生心率、能量消耗、梅脫值3個指標均與對照班學生具有非常顯著性差異。實驗1班與對照班在心率指標上具有非常顯著性差異，在能量消耗上具有顯著性差異，在梅脫值上無顯著性差異。實驗1班、2班、3班、4班學生在心率、能量消耗和梅脫值上均具有非常顯著性差異（表3）。

3.2 不同累積MVPA時間對初中生健康體適能影響的相關結果

依據(jù)實驗設計以“班級”、“性別”和“時間”為實驗處理因子，對5個班級所有學生健康體適能測試指標進步幅度（進步幅度是時間上的進步狀況，包括進步幅度1和進步幅度2；進步幅度1＝中測–前測，進步幅度2＝后測–前測）進行5×2×2的3因素方差分析。

表3 本研究心率、能量消耗、梅脫值的均值、標準差及單因素多重比較情況一覽表Table 3 The Mean，Standard Deviation and the Single Factor Multiple Comparison of Heart Rate，Energy Expenditure and Metabolic Equivalent of Energy

3.2.1 不同累積 MVPA時間對初中生身體成分影響的相關結果

圖4 本研究各班級學生身體成分指標各階段進步幅度變化折線圖Figure 4.The Variation Diagram of Progress Rate in Students＇Body Composition of Various Class at Various Stages of Change of Each Class

通過中測、后測進步幅度可以看出，下降幅度為實驗4班＞實驗3班＞實驗2班＞對照班＞實驗1班，且呈現(xiàn)出下降趨勢。體育課MVPA累積時間越高，對學生身體成分改變幅度越大，獲得時間效益也最為突出（圖4）。不同累積MVPA時間干預結果顯示，BMI進步幅度（班級:F＝0.089，P＝0.986；性別:F＝0.002，P＝0.962；時間F＝0.038，P＝0.846），PBF 進步幅度（班級:F＝0.071，P＝0.991；性別:F＝0.000，P＝0.989；時間 F＝0.090，P＝0.765），WHR 進步幅度（班級:F＝0.305，P＝0.875；性別:F＝0.001，P＝0.978；時間F＝0.127，P＝0.721）均不存在顯著的“班級”、“性別”和“時間”主效應。

3.2.2 不同累積 MVPA時間對初中生肌肉力量和肌肉耐力影響的相關結果

結果顯示，握力體重指數(shù)進步幅度（班級:F＝0.486，P＝0.746；性別:F＝0.051，P＝0.822；時間F＝0.293，P＝0.588），立定跳遠進步幅度（班 級:F＝0.998，P＝0.409；性別:F＝11.653，P＝0.001；時間F＝1.055，P＝0.305），仰臥起坐進步幅度（班級:F＝6.315，P＝0.000；性別:F＝2.371，P＝0.125；時間F＝2.591，P＝0.109）上僅在立定跳遠進步幅度具有“性別”主效應，在仰臥起坐進步幅度上具有“班級”主效應。因此，僅對具有“班級”和“性別”主效應的因變量續(xù)后分析進行呈現(xiàn)。

各班級學生握力體重指數(shù)呈增長趨勢。前、后測相比進步幅度為實驗4班＞實驗3班＞實驗2班＞對照班＞實驗1班，各班級學生間均無顯著性差異。在時間維度上，前測與中測、前測與后測、中測與后測相比均無顯著性差異（圖5）。

圖5 本研究各班級學生握力體重指數(shù)各階段進步幅度變化折線圖Figure 5.The Variation Diagram of Progress Rate in Students＇Body Mass Index of Various Class at Various Stages

結果顯示，各班級學生中實驗3班學生立定跳遠進步幅度最大，不同性別方面，實驗4班男生進步幅度最大，實驗3班女生進步幅度最大，實驗3班男生在中測進步幅度上與女生具有邊緣顯著（P＝0.078，圖6）。

圖6 本研究各班級學生立定跳遠各階段進步幅度變化柱狀圖Figure 6.The Variation Diagram of Progress Rate in Students＇Standing Long Jump Results of Various Class at Various Stages

結果表明，在中測進步幅度上，實驗4班與對照班學生具有顯著性差異（P＝0.025＜0.05），實驗4班學生與實驗1班學生具有邊緣顯著（P＝0.095）；在后測進步幅度上，實驗4班學生與對照班學生具有非常顯著性差異（P＝0.000＜0.001），實驗3班學生與對照班學生具有邊緣顯著（P＝0.090），實驗4班學生與實驗3班學生具有顯著性差異（P＝0.035＜0.05），實驗4班學生與實驗2班學生（P＝0.006＜0.01）和實驗1班學生（P＝0.000＜0.001）具有非常顯著性差異，實驗3班學生與實驗1班學生具有邊緣顯著（P＝0.064）。不同性別方面，在中測進步幅度上，實驗4班女生與對照班女生具有顯著性差異（P＝0.047＜0.05），實驗4班男生與實驗1班男生具有邊緣顯著（P＝0.085）；在后測進步幅度上，對照班女生與實驗4班女生具有非常顯著性差異（P＝0.001＜0.01），對照班女生與實驗3班女生具有邊緣顯著（P＝0.083），實驗4班女生與實驗2班女生具有非常顯著性差異（P＝0.006＜0.01），實驗4班女生與實驗1班女生具有顯著性差異（P＝0.011＜0.05），對照班男生與實驗4班男生具有顯著性差異（P＝0.044＜0.05），實驗4班男生與實驗1班男生具有非常顯著性差異（P＝0.005＜0.01），實驗2班男生與實驗1班男生具有邊緣顯著（P＝0.085，圖7）。

3.2.3 不同累積 MVPA時間對初中生心肺耐力影響的相關結果

結果顯示，學生在用力肺活量（Forced Vital Capacity，F(xiàn)VC）進步幅度（班級:F＝5.368，P＝0.000；性別:F＝0.814，P＝0.368；時間:F＝4.511，P＝0.035），最大隨意通氣量（Maximal Voluntary Ventilation，MVV）進步幅度（班級:F＝19.014，P＝0.000；性別:F＝0.007，P＝0.935；時間:F＝9.516，P＝0.002），耐 力 進 步 幅 度 （班 級:F＝4.423，P＝0.002；性別:F＝4.944，P＝0.027；時間:F＝0.946，P＝0.332）方面，F(xiàn)VC和 MVV進步幅度上具有“班級”和“時間”主效應，在“性別”上無主效應；耐力進步幅度具有“班級”和“性別”主效應，在“時間”進步幅度上無主效應。耐力進步幅度上具有 “性別”主效應可能是由于測試項目（男生1000m，女生800m跑）不同引起，因此，不進行續(xù)后分析。

圖7 本研究各班級學生仰臥起坐各階段進步幅度變化折線圖Figure 7.The Variation Diagram of Progress Rate in Students＇Sit－up Results of Various Class at Various Stages

通過對“時間”主效應進行分析發(fā)現(xiàn)，各指標均呈現(xiàn)出進步趨勢，F(xiàn)VC指標在實驗3班和4班學生前測與后測均具有非常顯著性差異；MVV指標上各班級學生前測與后測具有非常顯著性差異，前測與中測相比僅實驗2班、3班和4班學生具有非常顯著性差異；耐力進步幅度各班級學生在前測與中測具有顯著性差異，實驗2班、3班、4班和對照班學生前測與后測具有顯著性差異。因此，僅對具有“班級”主效應的因變量進行續(xù)后分析呈現(xiàn)。

FVC進步幅度“班級”主效應結果顯示，中測進步幅度上，各班級學生間均無顯著性差異；在后測進步幅度上，對照班學生與實驗4班學生（P＝0.000＜0.001）、實驗3班學生（P＝0.002＜0.01）具有非常顯著性差異，實驗4班學生與實驗2班學生具有非常顯著性差異（P＝0.001＜0.01），實驗3班學生與實驗2班學生具有非常顯著性差異（P＝0.000＜0.001），實驗3班學生與實驗1班學生具有邊緣顯著（P＝0.054）。不同性別方面，在中測進步幅度上，各班級男生之間、女生之間均無顯著性差異；在后測進步幅度上，對照班女生與實驗4班女生具有非常顯著性差異（P＝0.001＜0.01），對照班女生與實驗3班女生具有邊緣顯著（P＝0.077），實驗4班女生與實驗2班女生（P＝0.037＜0.05）、實驗1班女生（P＝0.017＜0.05）具有顯著性差異，實驗4班女生與實驗3班女生具有邊緣顯著（P＝0.075），對照班男生與實驗3班男生（P＝0.009＜0.01）、實驗4班男生（P＝0.002＜0.01）具有非常顯著性差異，實驗4班男生與實驗2班男生（P＝0.018＜0.05）、實驗1班男生（P＝0.013＜0.05）具有顯著性差異，實驗3班男生與實驗1班男生（P＝0.050）、實驗2班男生（P＝0.068）具有邊緣顯著（圖8）。研究表明，體育課累積 MVPA時間達到每節(jié)課50%以上對學生FVC水平提高具有積極作用。

圖8 本研究各班級學生FVC各階段進步幅度變化柱狀圖Figure 8.The Variation Diagram of Progress Rate in Students’FVC of Various Class at Various Stages

結果顯示，在中測進步幅度上，對照班學生與實驗4班學生（P＝0.000＜0.001）、實驗3班學生（P＝0.002＜0.01）具有非常顯著性差異，實驗4班學生與實驗2班學生（P＝0.000＜0.001）、實驗1班 學生（P＝0.000＜0.001）具有非常顯著性差異，實驗4班學生與實驗3班學生具有顯著性差異（P＝0.041＜0.05），實驗3班學生與實驗1班學生具有非常顯著性差異（P＝0.001＜0.01），實驗2班學生與實驗1班學生具有邊緣顯著（P＝0.059）；在后測進步幅度上，對照班學生與實驗4班學生具有非常顯著性差異（P＝0.000＜0.001），對照班學生與實驗3班學生具有顯著性差異（P＝0.016＜0.05），實驗4班學生與實驗3班學生具有顯著性差異（P＝0.023＜0.05），實驗4班學生與實驗2班學生（P＝0.001＜0.01）、實驗1班學生（P＝0.000＜0.001）具有非常顯著性差異，實驗3班學生與實驗1班學生具有非常顯著性差異（P＝0.004＜0.01），實驗2班學生與實驗1班學生具有邊緣顯著（P＝0.089）。不同性別方面，在中測進步幅度上，對照班女生與實驗4班女生具有非常顯著性差異（P＝0.000＜0.001），實驗4班女生與實驗3班女生具有顯著性差異（P＝0.021＜0.05），實驗4班女生與實驗2班女生（P＝0.001＜0.01）、實驗1班女生（P＝0.000＜0.001）具有非常顯著性差異，實驗3班女生與實驗1班女生具有邊緣顯著（P＝0.067），對照班男生與實驗4班男生具有非常顯著性差異（P＝0.001＜0.01），對照班男生與實驗3班男生具有顯著性差異（P＝0.010＜0.05），實驗4班男生與實驗1班男生具有非常顯著性差異（P＝0.001＜0.01），實驗3班男生與實驗1班男生具有非常顯著性差異（P＝0.004＜0.01）；在后測進步幅度上，對照班女生與實驗4班女生具有非常顯著性差異（P＝0.000＜0.001），實驗4班女生與實驗3班女生具有顯著性差異（P＝0.025＜0.05），實驗4班女生與實驗2班女生（P＝0.003＜0.01）、實驗1班女生（P＝0.000＜0.001）具有非常顯著性差異，對照班男生與實驗4班男生具有非常顯著性差異（P＝0.006＜0.01），實驗4班男生與實驗1班男生具有非常顯著性差異（P＝0.001＜0.01），實驗3班男生與實驗1班男生具有顯著性差異（P＝0.011＜0.05，圖9）。

圖9 本研究各班級學生MVV各階段進步幅度變化折線圖Figure 9.The Variation Diagram of Progress Rate in Students＇MVV of Various Class at Various Stages

結果表明，在中測進步幅度上，實驗4班學生與實驗1班學生具有顯著性差異（P＝0.046＜0.05）；在后測進步幅度上，對照班學生與實驗4班學生具有非常顯著性差異（P＝0.006＜0.01），對照班學生與實驗3班學生具有顯著性差異（P＝0.031＜0.05），實驗4班學生與實驗1班學生具有非常顯著性差異（P＝0.002＜0.01），實驗3班學生與實驗1班學生具有顯著性差異（P＝0.015＜0.05）。不同性別方面，在中測進步幅度上，實驗4班女生與實驗1班女生具有邊緣顯著（P＝0.095），對照班男生與實驗4班男生具有邊緣顯著（P＝0.085）；在后測進步幅度上，對照班女生與實驗4班女生具有非常顯著性差異（P＝0.002＜0.01），對照班女生與實驗3班女生具有顯著性差異（P＝0.018＜0.05），實驗4班女生與實驗2班女生具有顯著性差異（P＝0.014＜0.05），實驗4班女生與實驗1班女生具有非常顯著性差異（P＝0.006＜0.01），實驗3班女生與實驗1班女生具有顯著性差異（P＝0.035＜0.05），實驗4班男生與實驗1班男生具有顯著性差異（P＝0.031＜0.05），實驗3班男生與實驗1班男生具有邊緣顯著（P＝0.057）。研究結果表明，實驗3班和4班女生耐力改善效果顯著好于對照班級女生（圖10）。

3.2.4 不同累積 MVPA時間對初中生柔韌度指標影響的相關結果

干預結果顯示，學生在坐位體前屈進步幅度上（班級:F＝0.605，P＝0.659，性別:F＝0.074，P＝0.786，時間:F＝1.799，P＝0.181）無“班級”、“性別”和“時間”主效應。各班級學生坐位體前屈呈現(xiàn)出進步幅度，但中測進步幅度好于后測進步幅度（圖11）。

圖10 本研究各班級學生耐力水平各階段進步幅度變化折線圖Figure 10.The Variation Diagram of Progress Rate in Students’Endurance Level of Various Class at Various Stages

圖11 本研究各班級學生坐位體前屈各階段進步幅度變化折線圖Figure 11.The Variation Diagram of Progress Rate in Students’Sit and Reach of Various Class at Various Stages

3.3 不同累積MVPA時間對初中生情緒狀態(tài)影響的相關結果

依據(jù)實驗設計以“班級”、“性別”和“時間”為實驗處理因子，對5個班級所有學生情緒狀態(tài)進步幅度（進步幅度是時間上的進步狀況，包括進步幅度1和進步幅度2；進步幅度1＝中測-前測，進步幅度2＝后測-前測）進行5×2×2的3因素方差分析。

干預結果顯示，學生在緊張、憤怒、慌亂、自尊情緒狀態(tài)和總體心境困擾（TMD）進步幅度上無“班級”、“性別”和“時間”主效應；在疲勞（F＝4.107，P＝0.003）、抑郁（F＝4.104，P＝0.003）、精力（F＝5.345，P＝0.000）情緒狀態(tài)進步幅度上具有“班級”主效應。

通過對“時間”主效應進行分析發(fā)現(xiàn)，精力情緒狀態(tài)呈增長趨勢，TMD呈下降趨勢；試驗班級學生在精力情緒狀態(tài)前、后測相比均具有顯著性差異，對照班無顯著性差異；各班級學生TMD前、后測相比均具有顯著性差異。因此，僅對“班級”主效應進行續(xù)后分析。

疲勞情緒狀態(tài)在“班級”主效應上，中測進步幅度顯示，對照班學生與實驗3班學生具有顯著性差異（P＝0.035＜0.05）；在后測進步幅度上，對照班學生與實驗4班（P＝0.020＜0.05）、3班（P＝0.020＜0.05）、2班（P＝0.038＜0.05）學生具有顯著性差異，實驗4班學生與實驗1班學生具有顯著性差異（P＝0.021＜0.05），實驗3班學生與實驗1班學生具有顯著性差異（P＝0.021＜0.05，圖12）。

圖12 本研究各班級學生疲勞情緒各階段進步幅度變化柱狀圖Figure 12.The Variation Diagram of Progress Rate in Students’Fatigue Emotional of Various Class at Various Stages

抑郁情緒狀態(tài)在“班級”主效應上，中測進步幅度顯示，實驗3班與對照班（P＝0.030＜0.05）相比具有顯著性差異，實驗2班與對照班（P＝0.001＜0.01）、實驗1班（P＝0.002＜0.01）相比具有非常顯著性差異、與實驗4班相比（P＝0.027＜0.05）具有顯著性差異；實驗4班女生與實驗3班女生（P＝0.036＜0.05）、實驗2班女生（P＝0.016＜0.05）相比具有顯著性差異；實驗4班男生與對照班男生（P＝0.014＜0.05）、實驗1班男生（P＝0.010＜0.05）相比具有顯著性差異，實驗3班男生與實驗1班男生相比（P＝0.046＜0.05）具有顯著性差異，實驗2班男生與對照班男生（P＝0.002＜0.01）、實驗1班男生（P＝0.002＜0.01）相比具有非常顯著性差異。后測進步幅度顯示，實驗4班與實驗2班相比（P＝0.035＜0.05）具有顯著性差異；實驗2班男生與實驗1班男生相比（P＝0.038＜0.05）具有顯著性差異（圖13）。

精力情緒狀態(tài)在“班級”主效應上，中測進步幅度上，實驗4班學生與對照班學生（P＝0.004＜0.01）、實驗1班學生（P＝0.009＜0.01）具有非常顯著性差異，與實驗2班學生（P＝0.014＜0.05）具有顯著性差異；實驗4班女生與對照班女生（P＝0.002＜0.01）、實驗3班女生（P＝0.002＜0.01）、實驗2班女生（P＝0.006＜0.01）具有非常顯著性差異，與實驗1班女生（P＝0.050）具有邊緣顯著；實驗3班男生與實驗1班男生（P＝0.025＜0.05）具有顯著性差異。后測進步幅度上，實驗4班學生與對照班學生（P＝0.005＜0.01）具有非常顯著性差異；實驗4班女生與對照班女生（P＝0.001＜0.01）、實驗3班女生（P＝0.003＜0.01）和實驗2班女生（P＝0.001＜0.01）具有非常顯著性差異，與實驗1班女生（P＝0.018＜0.05）具有顯著性差異（圖14）。

圖13 本研究各班級學生抑郁情緒各階段進步幅度變化柱狀圖Figure 13.The Variation Diagram of Progress Rate in Students’Depressed Emotional of Various Class at Various Stages

圖14 本研究各班級學生精力情緒各階段進步幅度變化柱狀圖Figure 14.The Variation Diagram of Progress Rate in Students’Energy Emotional of Various Class at Various Stages

4 分析與討論

4.1 不同累積MVPA時間對初中生體育課運動負荷監(jiān)測結果的分析

通過運用SUUNTO遙測心率儀器和加速度計（Actigraph GT3X＋）對學生體育課運動負荷監(jiān)測，結果顯示，實驗1班、2班、3班、4班學生運動負荷較為穩(wěn)定，基本維持在一定區(qū)間范圍，對照班學生運動負荷波動較大。實驗班運動負荷顯示:實驗4班＞實驗3班＞實驗2班＞實驗1班。各班級學生在心率、能量消耗均具有非常顯著性差異，在梅脫值指標上，除實驗1班和對照班無顯著性差異外，其他班級間均具有非常顯著性差異。因此，本研究結果支持假設一，即體育課不同累積MVPA時間對各班級間運動負荷產(chǎn)生不同效果。

4.2 不同累積MVPA時間對初中生健康體適能影響的分析

4.2.1 不同累積MVPA時間對初中生體成分的影響

身體質量指數(shù)（BMI）、體脂肪百分比（PBF）和腰臀比（WHR）3個指標，不存在顯著性差異，通過中測、后測進步幅度可以看出，下降幅度為實驗4班＞實驗3班＞實驗2班＞對照班＞實驗1班，且呈現(xiàn)出下降趨勢。體育課MVPA累積時間越高對學生身體成分改變的幅度越大。Ness等（2007）研究也發(fā)現(xiàn)，11歲男生每天增加15min MVPA，脂肪含量的標準差分數(shù)可下降0.25個單位，11歲女生每天增加15min MVPA，脂肪含量標準差可以下降0.15個單位［30］。也有研究表明，60%～75%max強度運動30 min是消耗脂肪的最佳方式［32］，指出 MVPA時間增加對人體身體成分改善具有促進作用。青少年代謝綜合征風險隨MVPA時間的增加呈下降趨勢，每天15min MVPA是每天1min MVPA患代謝綜合征危險比的0.68倍，且運動時間增加危險率也隨之降低［1］。長期有氧運動能降低體脂百分比、腰臀比，也可從根本上解決由肥胖引起的糖尿病［20］。Atlantis等（2006）研究指出，每周155～180min MVPA能夠有效地降低超重或肥胖少年兒童身體脂肪含量［10］。

本研究針對學生身體成分改善未得到顯著性結果，可能原因是，一方面，由于干預時間較短，短期內(nèi)難以出現(xiàn)較為明顯的效果；另一方面，被試學生身體形態(tài)普遍較好，超重肥胖學生個例較少。但研究結果表明，體育課MVPA時間增加對學生身體成分改善起促進作用。

4.2.2 不同累積 MVPA時間對初中生肌肉力量和肌肉耐力的影響

研究顯示，MVPA累積時間達到40%以上班級學生肌肉力量和耐力在時間維度上呈進步趨勢。握力體重指數(shù)和仰臥起坐在后測進步幅度為:實驗4班＞實驗3班＞實驗2班＞對照班＞實驗1班。立定跳遠后測進步幅度為:實驗3班＞實驗4班＞實驗2班＞實驗1班＞對照班。表明MVPA累積時間達到40%以上學生肌肉力量和肌肉耐力進步幅度大于對照班學生。

在握力體重指數(shù)和立定跳遠成績上，各班級學生間無顯著性差異。性別主效應上，僅立定跳遠指標在中測進步幅度上，男生好于女生具有邊緣顯著性，其它指標均無男女進步幅度上差異。仰臥起坐指數(shù)在后測進步幅度上，實驗4班學生與對照班、實驗1班、實驗2班學生具有非常顯著性差異，與實驗3班學生具有顯著性差異。研究表明，MVPA累積時間達到體育課總時間60%對學生仰臥起坐提高效果顯著好于其他班級。

研究表明，MVPA累積時間達到60%對學生肌肉耐力提高具有促進作用。隨著運動負荷的增加，機體產(chǎn)生適應性變化，體育課運動負荷的增加有利于學生肌肉力量和肌肉耐力的改善。

《ACSM運動測試與運動處方指南》（第九版）2013年最新研究成果:鼓勵進行MVPA，運動開始階段宜采用中等強度（40%～60%R或HRR），最終將盡可能進行大強度（≥60%R或 HRR），并無上限限制［9］，這也表明大強度練習的安全性。針對少年兒童的體力活動也給出了很多健身指導，強調(diào)每周至少進行3次較大強度運動［39］。本研究也表明，每周3次體育課保持40%以上MVPA累積時間可以促進學生肌肉力量和肌肉耐力呈增加態(tài)勢。以學校為基礎的體力活動具有很多優(yōu)點，包括增加身體運動和提高體適能（United Health Foundation，2009）［40］，每周3次較大強度的體力活動建議可以在課堂上進行貫徹。

4.2.3 體育課不同累積 MVPA時間對初中生心肺適能影響的分析

在用力肺活量（FVC，L）指標上，實驗前、后測相比實驗1班、2班、3班和4班學生均出現(xiàn)增高趨勢，對照班學生出現(xiàn)下降趨勢，但并無男、女之間差異。在后測進步幅度上，實驗3班、4班男生與對照班男生具有非常顯著性差異，實驗4班男生與實驗2班男生具有顯著性差異。實驗4班女生在后測進步幅度上與對照班女生具有非常顯著性差異，與實驗1班、2班女生具有顯著性差異。表明累積MVPA占體育課時間50%以上對學生FVC改善顯著好于對照班學生，累積MVPA時間占體育課40%以上可以顯著改善女生FVC。

在每分通氣量（MVV，L）指標后測進步幅度上為:實驗4班＞實驗3班＞實驗2班＞對照班＞實驗1班。實驗4班男生與對照班和實驗1班男生具有顯著性差異，實驗3班與實驗1班男生具有顯著性差異；實驗4班女生與對照班、實驗1班、實驗2班女生具有非常顯著性差異，與實驗3班女生具有顯著性差異；各班級無男、女之間顯著性差異。雖然實驗3班、2班與對照班并無顯著性差異，但其增加幅度都超過對照班，說明每節(jié)課MVPA時間達到40%以上對學生MVV提高具有促進作用，且隨著運動負荷的增加而呈不斷上升趨勢。前、后測相比，僅實驗1班男生無顯著性差異，其他班級學生均具有顯著性差異。研究結果顯示，累積MVPA時間占體育課50%以上對學生MVV提高顯著好于對照班學生。

在耐力指標（男1000m，女800m跑）后測進步幅度上，實驗4班＞實驗3班＞實驗2班＞對照班＞實驗1班，實驗4班男生與實驗1班男生具有顯著性差異，實驗4班女生與對照班女生具有非常顯著性差異，實驗3班女生與對照班女生具有顯著性差異，實驗4班女生與實驗1班、2班女生具有顯著性差異。實驗2班和實驗3班學生與對照班學生之間無顯著性差異，但其耐力指數(shù)進步幅度都大于對照班，而實驗1班則小于對照班，表明體育課MVPA時間達到40%以上對學生耐力水平提高具有積極促進作用，每節(jié)課MVPA時間達到30%則導致學生耐力進步幅度較小，但也有所提高，這可能是由于學生生長發(fā)育本身帶來的運動能力增加，而輔以有效地練習可以使學生運動能力提高得到更為顯著性效果。研究表明，累積MVPA時間占體育課50%以上對學生耐力水平提高顯著好于對照班學生。

美國在2010年健康人全面健身國家健康指南中就明確提出［41］，學校學生體育課 MVPA運動時間至少要達到一節(jié)課的50%，并建議每天安排一節(jié)體育課。本研究結果也得出相似結論，學生MVPA累積運動時間達到50%以上對學生心肺功能提高顯著好于對照班學生。

4.2.4 不同累積 MVPA時間對初中生柔韌度影響的分析

各班級學生柔韌度實驗前、后測相比，無班級差異、性別差異和時間差異。說明體育課不同累積MVPA時間對學生坐位體前屈改善效果上并無顯著性影響，坐位體前屈是身體柔韌度有效反映指標之一，而柔韌度提高可能與練習內(nèi)容和拉伸方式具有較大相關性，運動負荷對其影響則相對較小。

4.3 不同累積MVPA時間對初中生情緒狀態(tài)影響的分析

本研究結果顯示，在緊張、憤怒、抑郁、慌亂、自尊和總體心境困擾（TMD）上與對照班學生均無顯著性差異。在疲勞情緒狀態(tài)上，體育課累積MVPA占體育課時間40%以上對學生疲勞情緒狀態(tài)改善效果顯著好于對照班；在精力情緒狀態(tài)上，體育課累積MVPA時間達到體育課總時間60%對女生精力情緒狀態(tài)改善效果非常顯著的好于對照班女生。

由于情緒獲得具有短暫性和波動性，并且情緒效益在一次練習后持續(xù)時間僅為2～4h［31］，因此，本研究中并未對學生各分量表情緒狀態(tài)產(chǎn)生顯著影響，僅在精力和疲勞情緒上與對照班學生具有顯著性差異。相關研究表明，情緒對學生體適能水平產(chǎn)生影響，對學生進行愉快情緒誘導后其體適能水平要明顯好于悲傷情緒誘導組和無情緒誘導組［6］。良好的情緒狀態(tài)，有助于促進個體對活動的內(nèi)部動機，提高個體的活動效率（劉微娜，季瀏，2009）［4］，這也可能進一步促進體適能水平提高，同時，學生情緒狀態(tài)的改變可能與其生理指標的變化有關，規(guī)律性的運動能夠促進大腦分泌“快樂激素”—內(nèi)啡肽（endorphin）［38］，在內(nèi)源性阿片肽介導運動可改善不良情緒狀態(tài)［34］。30min以上和中等強度以上運動可以促進內(nèi)啡肽的產(chǎn)生，有氧運動比無氧運動更容易促進內(nèi)啡肽產(chǎn)生［2］。也有研究發(fā)現(xiàn)，有氧練習干預后在焦慮、緊張、抑郁、自信、壓力情緒狀態(tài)上均無顯著差異［25］，這可能與每次干預時間有關。相關研究表明，在45min課程中（3次／周，干預3個月）安排17.5min中等強度（最大心率的60%～80%）進行干預，對產(chǎn)后女性由情緒不良狀態(tài)改善為無情緒不良狀態(tài)［8］。Thayer等研究發(fā)現(xiàn)，進行5～10min的練習也會導致積極的情緒變化［37］，這也為體育課堂教學進一步優(yōu)化提供參考，使得體育課在改善學生情緒狀態(tài)上能夠起到積極作用。

5 結論與建議

5.1 結論

1.體育課中累積MVPA時間增加有助于提高課堂運動負荷，且促進課堂運動負荷維持在較為穩(wěn)定區(qū)間。

2.體育課不同累積MVPA時間增加對身體成分和肌肉力量改善具有促進作用，60%累積MVPA運動時間對肌肉耐力改善顯著好于對照班，50%以上累積MVPA運動時間顯著改善心肺耐力，不同累積MVPA時間對柔韌度改善無顯著性影響。

3.體育課累積MVPA時間占課堂時間40%以上對學生情緒狀態(tài)改善具有促進作用，其中，40%以上累積MVPA時間對學生疲勞情緒狀態(tài)改善效果顯著好于對照班學生，60%累積MVPA時間對女生精力情緒狀態(tài)改善效果非常顯著好于對照班女生。

5.2 建議

1.體育課程教學中應關注學生體力活動時間，促進學生中-大強度體力活動達到體育課總時間50%以上。教學中要“精講、多練”，促進學生的“練”。關注運動質量，減少課程中低效運動時間，提高中-大強度運動時間比例，控制好大強度運動時間。

2.根據(jù)學生對運動負荷適應情況可逐漸增加運動負荷，讓學生不斷獲得持續(xù)的運動刺激。體育課教學中應適當安排一些補充性練習或專門性體適能練習，促進學生健康體適能的全面發(fā)展。

3.關注學生情緒狀態(tài)改善，教學中促進學生累積MVPA時間達到40%和50%的課程時間。同時，采用多種組織形式和教學方法讓學生產(chǎn)生良好的心理效益。

［1］關尚一，朱為模.身體活動與青少年代謝綜合征風險的“劑量–效應”關系［J］.西安體育學院學報，2013，30（2）:211-216.

［2］孔維民.論運動對于心理健康的中介機制及治療方略［J］.安徽師范大學學報（自然科學版），2013，36（4）:400-403.

［3］李黔，蘭陵.試探煉身運動負荷價值閾［J］.武漢體育學院學報，1993，（03）:95-96.

［4］劉微娜，季瀏，Watson II Jack C.體育運動領域流暢狀態(tài)的研究進展［J］.體育科學，2009，29（11）:72-78.

［5］四川省教委等.高校體育［M］.成都:四川大學出版社，1993:49-51.

［6］王芳，馬天龍，楊文華，等.不同情緒狀態(tài)對自我效能和體能發(fā)揮的影響［J］.北京體育大學學報，2007，30（9）:1204-1205，1208.

［7］許良.我國學生體能發(fā)展趨勢及其干預措施［J］.體育學刊，2009，16（9）:63-67.

［8］朱曉娜，黃艷.不同負荷有氧健身操對產(chǎn)后女性心肺功能的影響［J］.北京體育大學學報，2012，35（7）:58-61.

［9］AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE.ACSM＇s Guidelines for Exercise Testing and Prescription［M］.9th ed.Philadelphia:Lippincott Williams Wilkins，2013.

［10］ATLANTIS E，BARNES E H，SINGH M A.Efficacy of exercise for treating overweight in children and adolescents:a systematic review［J］.Int J Obes（Lond），2006，30（7）:1027-1040.

［11］BARREIRA T V，HARRINGTON D M，KATZMARZYK P T.Cardiovascular health metrics and accelerometer-measured physical activity levels:National health and nutrition examination survey，2003-2006［J］.Mayo Clin Proceed，2014，89（1）:81-86.

［12］BLAIR S N.Physical inactivity:the biggest public health problem of the 21st century［J］.Br J Sports Med，2009，43（1）:1-2.

［13］COX M，SCHOFIELD G，KOLT G S.Responsibility for children＇s physical activity:parental，child，and teacher perspectives［J］.J Sci Med Sport，2010，13（1）:46-52.

［14］CRAWFORD D.The Future of Sport in Australia［M］.Canberra:Commonwealth of Australia，2009.

［15］DALE D，CORBIN C B，DALE K S.Restricting opportunities to be active during school time:do children compensate by increasing physical activity levels after school？［J］.Res Q Exe Sport，2000，71（3）:240-248.

［16］DEPARTMENT OF HEALTH，PHYSICAL ACTIVITY，HEALTH IMPROVEMENT AND PREVENTION.At least five a week:Evidence of the impact of physical activity and its relationship to health:A report from the chief medical officer［R］.London:Department of Health，Physical Activity，Health Improvement and Prevention，2004.

［17］DUDLEY D，OKELY A，PEARSON P，et al.A systematic review of the effectiveness of physical education and school sport interventions targeting physical activity，movement skills and enjoyment of physical activity［J］.Eur Phys Edu，2011，17（3）:353-378.

［18］FAIRCLOUGH S J，STRATTON G.A review of physical activity levels during elementary school physical education［J］.J Teach Phys Edu，2006，25（2）:239-257.

［19］FAIRCLOUGH S，STRATTON G.Physical activity levels in middle and high school physical education:a review［J］.Pediatr Exe Sci，2005，17:217-236.

［20］GORDON B，BENSON A，BIRD S，et al.Resistance training improves metabolic health in type 2diabetes:a systematic review［J］.Diabetes Res Clin Pract，2009，83（2）:157-175.

［21］HAMER M，STAMATAKIS E.Physical activity and mortality in men and women with diagnosed cardiovascular disease［J］.J Cardiopul Rehabil Prev，2009，16:156-160.

［22］HARDY L L，KING L，ESPINEL P.NSW Schools Physical Activity and Nutrition Survey（SPANS）:Full Report［R］.Sydney:NSW Ministry of Health，2010:4-5.

［23］JAGO R，ANDERSON C，BARANOWSKI T.Adolescent patterns of physical activity:Differences by gender，day and time of day［J］.Am J Prev Med，2005，28:447-452.

［24］JAGO R，BARANOWSKI T，BARANOWSKI J C，et al.BMI from 3-6y of age is predicted by TV viewing and physical activity，not diet［J］.Int J Obes Relat Metab Disord，2005，29:557-564.

［25］KING A C，TAYLOR C B，HASKELL W L，et al.Influence of regular aerobic exercise on psychological health:A randomized，controlled trial of health middle aged adults［J］.Health Psychol，1989，8（3）:305-324.

［26］KRIEMLER S，MEYER U，MARTIN E，et al.Effect of schoolbased interventions on physical activity and fitness in children and adolescents:a review of reviews and systematic update［J］.Br J Sports Med，2011，45:923-930.

［27］MANLEY A F.Physical Activity and Health［R］.Pittsburgh:U.S.Department of Health and Human Services，Centers for Disease Control and Prevention，National Center for Chronic Disease Prevention and Health Promotion ＆ The President’s Council on Physical Fitness and Sports，1996:10-11.

［28］MORROW J，JACKSON A，Gregory P V.Physical Activity Promotion and School Physical Education’s［M］.Washington，DC:President’s Council on Physical Fitness and Sports Research Digest，1999.

［29］MOHOLDT T，WISLOFF U，NILSEN T，et al.Physical activity and mortality in men and women with coronary heart disease:aprospective population-based cohort study in Norway（the HUNT study）［J］.Eur J Cardiovasc Prev Rehabil，2008，15（6）:639-645.

［30］NESS A R，LEARY S D，MATTOCKS C，et al.Objectively measured physical activity and fat mass in a large cohort of children［J］.PLoS Med，2007，4（3）:476-484.

［31］RAGLIN J S.Anxiolytic Effects of Physical Activity.In W.P.Morgan（Ed），Physical Activity and Mental Health［M］.Washington，DC:Tayor and Francis，1997:107-126.

［32］ROMIJN J A，COYLE E F，SIDOSSIS L S，et al.Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration［J］.Am J Physiol，1993，265:380-391.

［33］SALMON J，BOOTH M L，PHONGSAVAN P，et al.Promoting physical activity participation among children and adolescents［J］.Epidemiol，2007，29（1）:144-159.

［34］SCHWAR Z.Changes inβ-endorphin levels in response to aerobic and anaerobic exercise［J］.Sports Med，1992，（13）:25-36.

［35］SMITH S C，ALLEN J，BLAIR S N，et al.AHA／ACC guidelines for secondary prevention for patients with coronary and other atherosclerotic vascular disease:2006update［J］.J Am Coll Cardiol，2006，47（10）:2130-2139.

［36］STRONG W B，MALINA R M，BLIMKIE C J，et al.Evidence based physical activity for school-age youth［J］.J Pediatr，2005，146（6）:732-737.

［37］THAYER R E，NEWMAN J R，MCCLAIN T M.Self-regulation of mood:Strategies for changing a bad mood，raising energy，and reducing tension［J］.J Personal Soc Psychol，1994，67（5）:910-925.

［38］THOREN P，F(xiàn)LORAS J S，HOFFMANN P，et al.Endorphins and exercise physiological mechanisms and clinical implications［J］.Med Sci Sports Exe，1990，22（4）:417-428.

［39］TREMBLAY M S，WARBURTON D E，JANSSEN I，et al.New Canadian physical activity guidelines［J］.Appl Physiol Nutr Metab，2011，36（1）:36-58.

［40］UNITED HEALTH FOUNDATION，AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION，AND PARTNERSHIP FOR PREVENTION.America’s Health Rankings［M］.Minnetonka:United Health Foundation，2009.

［41］US DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES.Healthy People 2010［R］.Washington，DC:US Department of Health and Human Services，2000.

［42］WORLD HEALTH ORGANIZATION.Global recommendations on physical activity for health［R］.Geneva:WHO Press，2010.