體育課中不同身體練習方式對高中生體成分影響的實驗研究

賀 靜，孫有平，季 瀏

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體育課中不同身體練習方式對高中生體成分影響的實驗研究

賀 靜1,2，孫有平1,2，季 瀏1,2

目的：探討體育課中不同身體練習方式對高二學生體成分的影響。方法：以上海市某中學3個班級94名高二學生為實驗對象，分為力量組(男13人，女18人)、耐力組(男14人，女18人)及力量與耐力組合組(組合組，男14人，女17人)，另選31名高二學生作為常規(guī)體育課對照組(男14人，女17人)。分別進行18周相同運動強度的力量、耐力、力量與耐力組合練習及常規(guī)體育課，組合組采用力量組和耐力組的練習方法，只是力量與耐力練習的次數相應減少，運動強度與力量組、耐力組及對照組相同。結果： 1)力量組學生的體重、BMI、體脂肪量、去脂體重、肌肉量非常顯著性增加(P<0.01)，體脂肪率顯著增加(P<0.05)；2)耐力組受試者的體成分各項指標在實驗前后呈非常顯著性下降(P<0.01)；3)組合組受試者的體脂肪量、體脂肪率、肌肉含量非常顯著性下降(P<0.01)，去脂體重顯著增長(P<0.05)；4)對照組受試者的體脂肪率在實驗前后顯著下降(P<0.01)。結論：1)力量練習可以有效地增加高二學生的體重、BMI、去脂體重、肌肉量；2)耐力練習對降低高二學生體重、BMI、脂肪量、體脂肪率、肌肉量有顯著的作用；3)力量與耐力組合練習可以有效地降低高二學生的體脂肪量、體脂肪率、肌肉量，增加其去脂體重；4)力量與耐力組合練習的效果并不是簡單的力量練習和耐力練習效果的疊加，提示在日常的體育課中為維持高二學生健康，應考慮合理安排力量練習和耐力練習。

體育課；身體練習；體成分；力量練習；耐力練習

前言

體成分是青少年體質健康的物質條件，擁有正常范圍內的體成分對于青少年的生長發(fā)育具有重要作用。研究證明，體成分異常導致心肺功能下降以及呼吸調節(jié)功能紊亂[11，2]。理論上認為，防止體成分異常的方式主要是通過運動鍛煉和控制飲食，使機體能量的攝入和消耗處于相對平衡狀態(tài)，進而防止體重過高或過低、BMI和體脂肪率處于正常范圍，有效促進機體健康。已有實驗研究證明，耐力運動對于肥胖青少年的體脂肪消耗、降低體脂肪率具有顯著性的促進作用；力量練習可以顯著性提高肥胖青少年的肌肉量和肌肉力量。但是，上述練習對普通學生體成分存在何種影響，卻沒有實驗研究證明。此外，相關理論研究表明，組合練習對體成分的影響比單純性練習效果好[7]，但是這一結果并沒有相關實驗研究驗證?；谝陨涎芯楷F狀，本研究通過對上海市某中學高二年級4個班分別進行18周的力量練習、耐力練習、力量與耐力組合練習及常規(guī)體育課，利用電阻抗測定技術，對上海市某中學高二學生各實驗組別間體成分進行測試，檢測體成分在實驗前后的變化，分析力量練習、耐力練習以及力量耐力組合練習分別對體成分的影響，進而找到促進我國青少年體質健康的有效課堂練習方式。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取上海市某中學高二學生125人(男55人，女70人，17±1歲)。以班級為單位分為4個組別，分別為力量組(男13人，女18人)、耐力組(男14人，女18人)力量與耐力組合組(男14人，女17人)及對照組(男14人，女17人)，所選的實驗對象均無運動等級，為普通高中生，具體分組情況如表1所示。由于受試者體成分在生長發(fā)育后期存在性別差異[3]，因此,在本研究中將男、女生體成分的變化進行獨立研究。另外，對各組實驗前身高、體重、身體質量指數(Body Mass Index，以下簡稱BMI)、體脂肪率、去脂體重、肌肉量、蛋白質量及體水分量進行同質性檢驗，結果顯示，各變量服從正態(tài)分布且各組間具有同質性(P>0.05)。

1.2 研究方法

1.2.1 問卷調查法

為了隨時了解學生對所進行的訓練內容產生的適應或反應，本文根據上海市某中學高二年級學期教學進度的安排、高二學生自身的實際情況以及相關場地器材的限制，制作了《高二年級學生體育鍛煉調查問卷》在實驗前、后發(fā)放并收回，該問卷包括身體健康水平、藥物攝入、飲食習慣、參與課外體育鍛煉、日常交通工具以及作息時間6部分，由此了解學生在體育課外的基本情況，排除因身體健康狀況、攝入藥物、飲食、參與課外體育鍛煉以及作息習慣而造成的影響；在實驗前后發(fā)放，以此來了解學生在日常學習生活中的基本情況，以及體質健康的動態(tài)變化。在實驗前、中、后發(fā)放問卷393份，收回有效問卷393份，回收率100%。

同時，在每次體育課后都讓學生填寫《高二年級學生體育鍛煉卡》并收回，由此了解學生對每次課運動負荷的主觀感受、日常生活習慣、以及參與運動的情況，及時的進行針對性的理論指導，引導其保持一個健康的生活習慣。未將攝入藥物、經常攝入高能量事物、長期參加課外體育活動的學生納入本實驗。

1.2.2 實驗法

1.實驗地點：上海市某中學

2.試驗時間：18周

本研究的實驗室環(huán)境為高二年級日常體育課，所以干預時間由學期教學計劃確定為18周，每周3次，每次20 min。

3.測試儀器：韓國BODYPASS(ioi353)體成分測試儀。

體成分測試儀采用生物電阻抗技術(BIA)、利用接觸電極和多頻方法對人體進行節(jié)段分析。測量項目：體重、BMI、去脂體重、標準體重、體脂肪率、身體年齡、蛋白質、體水分量、體型判定。

(4)練習內容

本實驗設有3個運動干預實驗組(耐力組、力量組、組合組)，1個常規(guī)體育課對照組(對照組)。在體育課的基本部分，實驗組進行對應的運動干預內容，對照組按照正常教學進度上課，不采取任何額外的運動干預。實驗組運動干預內容的選擇結合了《國家學生體質健康標準》以及該中學高二年級的學期教學計劃，并咨詢10名體育教師，最后確定本研究實驗組的運動干預內容。整個實驗分為兩個階段，即預實驗階段和正式實驗階段，在預實驗階段根據實驗對象對運動干預的適應，測試出達到運動強度要求的心率，進而在正式實驗階段利用心率來控制運動的強度。預實驗處于學生體質測試階段，在課堂上的運動干預內容依據《國家學生體質健康標準》的內容進行選擇性練習。正式實驗階段的運動干預內容依據該中學的學期教學計劃安排進行，即選擇與本課所教授基本內容相關的練習方式。

表 1 本實驗受試者基本情況一覽表

Table 1 Basic Information of Subject (n=125)

力量組耐力組組合組對照組男女男女男女男女身高(cm)173.5±4.9164.7±5.7172.5±6.4163.3±4.5174.2±4.8163.3±4.8174.4±3.9166.0±4.3體重(kg)55.0±11.849.8±4.3563.4±9.351.8±6.266.3±9.750.6±7.265.3±11.554.1±9.8BMI(kg/cm2)19.8±3.418.5±2.321.3±2.619.5±2.521.8±3.118.9±2.521.6±4.619.6±3.1體脂肪量(kg)8.5±6.810.6±3.110.7±4.111.9±3.511.4±5.410.8±4.011.2±7.312.4±5.7體脂肪率(%)13.0±7.921.0±4.816.6±4.922.7±4.516.5±5.920.7±4.916.0±6.822.0±6.1去脂體重(kg)51.4±6.539.2±2.252.7±6.939.8±3.654.9±5.139.8±3.654.1±4.941.6±4.5肌肉量(kg)44.7±13.137.2±2.349.4±5.736.8±3.152.0±4.736.9±3.350.3±4.338.5±4.0

4個組別在課的開始部分、準備部分以及結束部分所安排的內容相同，在課的基本部分中教材內容教授完之后，結合所教授教材內容的項目特點進行針對性的運動干預，所有運動干預實驗組別的運動干預時間均控制在20min左右， 運動干預實驗組根據實驗學校的教學計劃以及學生的實際情況安排如下：

結合學校實際情況，運動頻率為每周3次，每次20 min。各組別干預內容安排如下，力量組：俯臥撐、斜身引體向上(女)、引體向上(男)、仰臥起坐、俯臥兩頭起、負重跑、單(雙)腳跳等練習方法；耐力組：健身操、“萊格爾跑”、中長跑等內容；力量與耐力組合組(組合組)：組合組中的練習內容按力量練習和耐力練習1∶1的時間比例進行練習；各組別所列出的內容均是本實驗研究過程中采取的干預內容總和，并非每一節(jié)課必須完成所有內容，研究者根據教學進度、教學內容、天氣、 學生情況進行針對性的選擇，在實驗過程中，各組別每次課的運動強度、運動時間均保持一致，研究證明，運動中靶心率適宜范圍為65%～85% HRmax[4],被試運動中心率控制在132～172次/min之間。

(5)測試指標和方法

實驗前、后測試受試者空腹狀態(tài)時的體成分，即體重、BMI、體脂肪量、體脂肪率、去脂體重、肌肉量。

測試嚴格按照體成分測試儀的要求進行，被試在空腹或者是餐后兩個小時進行測試。在測試當中，為了避免因測試人員的操作失誤而造成的誤差，在前后測試中，每一位實驗對象測試連續(xù)兩次，在輸入軟件之后取兩次測試的平均值，并對無效數據進行重測，重測之后將異常數據刪除。1.2.3 數理統(tǒng)計法

2 研究結果與分析

2.1 不同身體練習對高二學生體重、BMI的影響

實驗結果顯示：力量組男、女生的體重和BMI在實驗后均顯著增加(P<0.05)；相反，耐力組男、女生的體重和BMI較實驗前顯著性下降(P<0.05)；與對照組比，力量組與耐力組男、女生體重及BMI值的變化量較對照組存在非常顯著性差異(P<0.05)，組合組男、女生的體重、BMI與對照組呈顯著性差異(P<0.05)。根據數據處理結果，提示體育課中的力量練習可以有效地增加高二學生的體重和BMI，耐力練習可以有效的降低高二學生的體重和BMI，力量與耐力組合練習以及常規(guī)的體育課對高二學生的體重、BMI 無顯著性影響。高二學生的身高處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，所以，各組別學生BMI的變化主要是由體重變化引起的，已有研究證明，力量練習可以有效地增加骨骼肌的纖維類型、大小和面積[18,21,25]，本研究的結果與國內外相關實驗研究的結果一致。

2.2 不同身體練習對高二學生體脂肪量、體脂率、去脂體重的影響

在實驗前后，力量組和耐力組男、女生的體脂肪變化量、體脂率變化量、去脂體重變化量與對照組存在顯著性差異(P<0.05)；組合組男生的體脂肪變化量、體脂肪率變化量與對照組存在顯著性差異(P<0.05)。

表 2 高二男、女生體重、BMI實驗前、后的變化一覽表

Table 2 Change of Body Weight,BMI of High School Students in the Experiment Schedule

男生(n=55)女生(n=70)體重(kg)BMI(kg/m2)體重(kg)BMI(kg/m2)力量組前測55.0±11.819.8±3.449.8±4.3518.5±2.3后測64.9±10.3**21.5±2.9**54.9±3.5**20.3±2.1**耐力組前測63.4±9.321.3±2.651.8±6.219.5±2.5后測57.9±6.3**19.4±1.7**47.8±4.2**17.9±1.6**組合組前測66.3±9.721.8±3.150.6±7.218.9±2.5后測66.0±9.321.8±2.950.8±5.319.0±1.57對照組前測65.3±11.521.6±4.654.1±9.819.6±3.1后測63.5±9.821.1±3.354.5±9.819.7±3.1

注：*表示實驗前、后具有顯著性差異， **P<0.01非常顯著性差異，*P<0.05顯著性差異。下同。

注：*表示實驗組變化值與對照組變化值具有顯著性差異， **P<0.01，*P<0.05。下同。

Table 3 Change of Body Fat,Fat Percent,Free Fat of High School Students in the Experiment Schedule

男生(n=55)女生(n=70)體脂肪量(kg)體脂肪率(%)去脂體重(kg)體脂肪量(kg)體脂肪率(%)去脂體重(kg)力量組前測8.5±6.813.0±7.951.4±6.510.6±3.121.0±4.839.2±2.2后測9.9±4.414.9±4.554.9±6.8**11.9±2.0**21.8±3.442.9±3.4**耐力組前測10.7±4.116.6±4.952.7±6.911.9±3.522.7±4.539.8±3.6后測7.6±2.7**13.0±3.9**50.2±5.0**9.1±2.4**18.8±3.9**38.8±3.0組合組前測11.4±5.416.5±5.954.9±5.110.8±4.020.7±4.939.8±3.6后測9.5±3.4*14.0±3.5**55.6±6.7*8.9±2.4**17.5±3.8**41.8±4.4**對照組前測11.2±7.316.0±6.854.1±4.912.4±5.722.0±6.141.6±4.5后測9.5±4.714.4±4.7**54.8±5.411.7±5.620.65±5.9**42.7±4.8

力量組受試者的體脂肪含量和體脂肪率不減反增，在力量練習時脂肪組織中的血流量降低，進而影響了脂肪酸的轉運，減少了長鏈脂肪酸進入線粒體的數量，這一生理性反應也會對運動時脂肪的動員和氧化利用產生一定的影響[6,22]。亦有研究表明，對于低體重的人群來講，力量練習亦可以增加其脂肪的生成[5]。耐力組受試者脂肪含量和體脂率顯著下降，耐力練習時機體能量需求較小、氧供應充足、慢肌纖維募集、脂肪氧化供能能力增強[14]，此時游離脂肪酸是機體的主要能量來源。已有研究表明，在長時間的耐力練習中，隨著ATP的大量消耗，AMP/ATP的比率和細胞內自由鈣離子逐漸增加。AMP/ATP的比率升高增加了AMP結合AMPK的數量，從而降低體脂肪含量[7,12]。組合組與耐力組被試的體脂肪量、體脂肪率顯著性下降，提示同時進行力量與耐力組合練習時，組合組體脂肪量的變化并不是力量練習和耐力練習效果的簡單疊加，即耐力練習對體脂肪的消耗作用并沒有受到力量練習的影響[10]。對照組男、女生體重、體脂肪含量在實驗前后均無顯著性變化，而對照組男、女生的體脂率均呈非常顯著性下降(P<0.01)，對照組男生的體重在實驗前后略有減少，女生的體重略有增加，與此同時男生、女生的體脂肪含量在實驗前后均有所減少，從而造成體脂率下降。提示嚴格按照體育課要求進行授課，可以有效降低學生的體脂率，進而減少肥胖的發(fā)生率。

由上圖可知，組合組被試的去脂體重無顯著性增加、力量組被試的去脂體重顯著性增加、耐力組被試的去脂體重顯著性減少，提示力量練習可以有效增加去脂體重，耐力練習有效降低去脂體重，同時進行力量與耐力練習對去脂體重影響效果不顯著，其原因仍需后期的進一步探索。

2.3 不同身體練習對高二學生肌肉量的影響

由表4可知，力量組男生的肌肉量顯著性增加(P<0.01)，耐力組和組合組男、女生的肌肉量均成顯著性下降(P<0.05)，對照組男、女的肌肉量在實驗前后無顯著性變化(P>0.05)；與此同時，組合組男、女生的肌肉量的變化值與對照組無顯著性差異(P>0.05)。

表 4 高二學生肌肉量變化一覽表

Table 4 Change of Muscle of High School Students in the Experiment Schedule

力量組耐力組組合組對照組前測后測前測后測前測后測前測后測男(n=55)44.7±13.147.2±12.8**49.4±5.747.1±4.6*52.0±4.750.5±5.5**50.3±4.350.6±4.3女(n=70)37.2±2.339.7±3.136.8±3.135.1±2.8**36.9±3.335.3±3.3**38.5±4.038.7±3.9

力量組肌肉量顯著增長，長期進行力量練習可以增加機體中蛋白質的合成速率，進而增加肌肉量[19,23][7]。亦有研究從形態(tài)學以及運動生化的指標證明，力量練習可以使肌肉出現代償性肥大，同時伴隨著濕重增加[7,8]，進而增加肌肉量[26,28]。耐力組被試的肌肉量顯著性下降，提示耐力訓練可以降低肌肉量的增加，因為耐力練習會導致蛋白質合成速率降低[15,16]或耐力訓練會使肌纖維的橫面積減小[16,17]。

組合組的力量與耐力練習分別是力量組和耐力組運動量的1/2，如果同時進行力量與耐力練習時兩種練習方式互不干擾，組合組的肌肉量在實驗前后的變化應是力量組的1/2，但組合組被試的肌肉量在實驗前后均呈顯著性下降趨勢，由此可以證明，同時進行力量與耐力練習時，對于肌肉量的影響并不是簡單的疊加，而是存在一定的交互作用，即力量練習的效果因受到耐力練習的影響而減弱。這可能是因為，耐力練習導致的疲勞會影響力量練習的質量，即影響了蛋白質的合成，進而影響肌肉量的增加[17]。陳濤等人通過對力量練習與耐力練習的生理學基礎進行分析，從運動人體科學的角度推測出同時進行力量與耐力練習時，力量練習的效果會受到影響[1]，鮮有文獻表明，力量練習可以對耐力練習產生一定的影響[24]，多是從生理生化的角度分析耐力練習對力量練習效果的影響。僅對本實驗來講，同時進行力量與耐力練習時，耐力練習對體脂肪量的降低效果沒有受到力量練習的影響，但是力量練習對肌肉量的增加效果卻受到耐力練習的抑制。

綜上所述，組合組受試者的脂肪量、體脂肪率的變化量與耐力組相差無幾，由此可以證明，進行力量和耐力組合練習時，耐力練習對脂肪的消耗的功能并沒有受到力量練習的影響，甚至存在一定的促進作用。組合組男女生的去脂體重在實驗前后呈顯著性增加，而耐力組去脂體重顯著性下降，產生該結果的原因為力量練習可以有效的增加骨密度和骨量[9,20,27]。與此同時力量組的肌肉量在實驗前后顯著性增加，耐力組與組合組的肌肉量在實驗前后呈下降趨勢，由此可以說明，同時進行力量與耐力組合練習時，肌肉的生成受到影響，即力量練習對機體產生的生理性效應受到耐力練習所干擾，這或許耐力練習會使肌纖維的橫面積下降[10,13]，即同時進行力量與耐力練習時，力量練習的效果會受到耐力練習的影響[1]，耐力練習的效果確實沒有受到力量練習的影響。力量與耐力組合練習的效果并不是簡單的力量和耐力練習效果的疊加，提示在日常的體育課中為維持高二學生健康，應考慮合理安排力量練習和耐力練習。

3 結論

1.力量練習可以有效地增加高二學生的體重、BMI、去脂體重、肌肉量。

2.耐力練習對降低高二學生體重、BMI、脂肪量、體脂肪率、肌肉量具有顯著的作用。

3.力量與耐力組合練習可以有效地降低高二學生的體脂肪量、體脂肪率、肌肉量，增加其去脂體重。

4.力量與耐力組合練習對高二學生體成分的影響效果并不是簡單的力量和耐力練習效果的疊加，而是存在一定的交互作用，提示在日常的體育課中為維持高二學生健康應考慮合理安排力量練習和耐力練習。

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The Experimental Research on the Effect of Different Physical Exercise Methods on the Body Composition of High School Students in Physical Education

HE Jing1,2,SUN You-ping1,2,JI Liu1,2

Objective:To explore the effect of different physical exercise on body composition of high school students in physical education class.Methods:taking 94 high school students in Shanghai middle school as the experimental subjects,the subjects are divided into power group(13 male,18 female),endurance group(male 14,female 18) and the strength and endurance combination group(combination group,male 14,female 17),an alternate 31 junior as a regular physical education in the control group(male 14,female 17).For 16 weeks,the same exercise intensity combination of strength,endurance,strength and endurance exercise and conventional physical education,the combination group strength and endurance group practice,just the amount of strength and endurance exercise corresponding,exercise intensity is the same as the group of strength,endurance and the control group .Results:1)The power set of participants' body weight,BMI,body fat,fat weight and muscle mass very significantly increased(P<0.01),body fat rate increased significantly(P<0.05).2)Endurance,body composition before and after each index in the experimental group participants is very significantly decreased(P<0.01).3)The combination group the subjects’ body fat mass,body fat rate and muscle content very significantly decreased(P<0.01),and removal of the fat weight was very significantly increased(P<0.01).4)Before and after the experiment control group subjects of body fat rate dropped significantly(P<0.01).Conclusion:1) The strength training can effectively increase the school students of body weight,BMI,and removal of the fat weight,muscle mass;2) Endurance exercise to lower school students body weight,BMI,body fat,body fat rate,have a remarkable effect on muscle mass;3) Combination of strength and endurance exercise can effectively reduce the amount of body fat junior,body fat rate,muscle mass,increase the removal of the fat weight;4) Combination of strength and endurance exercise effect is not a simple superposition of strength training and endurance training effect.It is suggested that we should consider reasonable arrangement of strength training and endurance exercise in daily physical education in order to maintain high school student health.

physicaleducationclass;physicalexercises;bodycomposition;strengthtraining;enduranceexercise;combinedstrengthandenduranceexercise

1002-9826(2016)04-0139-07

10.16470/j.csst.201604018

2015-07-03；

2016-06-30

上海高校創(chuàng)新能力提升計劃競爭性引導項目(4489-1400)；“青少年健康評價與運動干預教育部重點實驗室”建設項目(40500-541235-14203/004)。

賀靜(1985-)，女，山東濟寧人，在讀博士研究生，研究方向為運動訓練與體質測評，E-mail：825271663@qq.com；孫有平(1959-)，男，江西豐城人，教授，博士研究生導師，研究方向為青少年體質測評，田徑運動訓練理論與實踐、田徑課程與教學，E-mail：sunyouping@163.com;季瀏(1961-)，男，江蘇泰興人，長江學者，教授，博士研究生導師，研究方向為青少年體質健康評價、體育課程與教學、體育心理。

1.華東師范大學 體育與健康學院，上海 200241；2.華東師范大學 青少年健康評價與運動干預教育部重點實驗室，上海 200241 1.East China Normal University,Shanghai 200241,China;2.The Key Lab of Adolescent Health Intervention and Exercise Assessment,Ministry of China,East China Normal University,Shanghai 200241，China.

G804.49

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