HIIT和MICT對初中學(xué)生耐力和心肺功能影響的實驗研究*

王任重 王戰(zhàn)備 盧 慶

HIIT和MICT對初中學(xué)生耐力和心肺功能影響的實驗研究*

王任重 王戰(zhàn)備 盧 慶

（西安市第七十五中學(xué)，陜西 西安 710000）

【】通過8周的訓(xùn)練干預(yù)，對比高強度間歇訓(xùn)練（HIIT）與中等強度持續(xù)訓(xùn)練（MICT）對初中學(xué)生耐力素質(zhì)和心肺功能的影響差異?！尽坎捎梦墨I資料法、實驗法和數(shù)理統(tǒng)計法，從西安市第七十五中學(xué)九年級學(xué)生中篩選出30名男生作為研究對象并將其分為實驗組和對照組，分別進行8周（共24次）的HIIT和MICT?！尽繉φ战M學(xué)生經(jīng)過8周MICT后肺活量顯著升高，1000m跑耗時顯著降低；實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT后肺活量顯著升高，體脂率、靜息心率、收縮壓和1000m跑耗時顯著降低。【】HIIT對初中學(xué)生身體成分、心肺功能和運動表現(xiàn)方面的改善效果優(yōu)于MICT。

HIIT；MICT；初中體育；耐力；心肺功能

2020年，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于全面加強和改進新時代學(xué)校體育工作的意見》，重點指出推進學(xué)校體育評價改革并逐步提高中考體育分值占比。此文件的頒布表明了我國對中考體育的重視程度越來越高，標(biāo)志著中考體育進入了新的階段[1]。以陜西省為例，中考體育項目分為耐力和心肺功能項目、速度和爆發(fā)力項目、力量項目和技能項目,其中1000m跑（男）和800m跑（女）一直是中考體育耐力和心肺功能項目中最重要的考試內(nèi)容之一[2]。1000m跑是一項耐力項目，不僅需要學(xué)生長期堅持耐力訓(xùn)練，而且還需學(xué)生在每次訓(xùn)練時克服因連續(xù)運動不斷累積的疲勞，因此高效合理的訓(xùn)練方式對于學(xué)業(yè)壓力大的初中學(xué)生尤為重要[3]。

中等強度持續(xù)訓(xùn)練（Moderate Intensity Continuous Training，MICT），一般指時間處于20min至60min，運動時心率處于自身最大心率（HRmax，HRmax=220-年齡）的64%-76%之間的持續(xù)性有氧訓(xùn)練模式，是發(fā)展中學(xué)生耐力素質(zhì)的常用方法[4]，也是初中體育教師在應(yīng)對中考體育耐力項目的專項體育課上常用的訓(xùn)練方法，其練習(xí)形式單一，學(xué)生的積極性不足，難以在體育課上保證練習(xí)質(zhì)量，一定程度上有悖于新課標(biāo)的課程理念。

高強度間歇訓(xùn)練（High Intensity Interval Training，HIIT）是指每組時間為12s至5min，組內(nèi)進行負荷強度大于或者等于人體無氧閥的運動，組間進行低強度的運動或休息的多組重復(fù)的間歇訓(xùn)練模式[5]。從上世紀(jì)40-50年代開始，HIIT就成為了田徑專項運動員提高成績的一種訓(xùn)練手段，可高效提高中長跑比賽成績。以捷克運動員扎托貝克為例，他賽前采用HIIT進行中長跑訓(xùn)練，從而在1952年赫爾辛基奧運會上獲得了男子5000m、10000m和馬拉松3個比賽項目的金牌。

以往HIIT在國內(nèi)外專業(yè)運動訓(xùn)練領(lǐng)域和運動生理領(lǐng)域中研究較多，但有關(guān)于對初中學(xué)生耐力和心肺功能影響的研究較少。目前國內(nèi)針對中考體育耐力項目訓(xùn)練方法的實驗研究十分有限。本研究通過訓(xùn)練干預(yù)，從身體成分、心肺功能和運動表現(xiàn)三個方面對比分析HIIT和MICT這2種不同訓(xùn)練模式對初中學(xué)生的影響，探索出初中學(xué)生應(yīng)對中考體育耐力和心肺功能項目高效、合理的訓(xùn)練方法。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

本研究首先對西安市第七十五中學(xué)九年級部分班級的學(xué)生進行問卷調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果從中篩選出飲食和作息習(xí)慣相近的36名男生，然后排除因慢性疾病或其它原因近期不能參與高強度體育運動的6名學(xué)生，對剩余30名男生進行分組，隨機分為對照組和實驗組2組，每組15人。在實驗開始前對這2組學(xué)生進行關(guān)于身體形態(tài)、心肺功能和運動表現(xiàn)方面素質(zhì)的測試，隨后對這2組學(xué)生的測試結(jié)果進行對比分析，采用獨立樣本T檢驗。

注：P＜0.05有顯著差異，P＞0.05無顯著差異。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

本研究通過在陜西師范大學(xué)圖書館和西南大學(xué)圖書館查閱相關(guān)資料，并運用知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫對“高強度間歇訓(xùn)練或HIIT、中等強度持續(xù)訓(xùn)練或MICT、中考體育、1000m跑、耐力、心肺功能、身體成分”這些關(guān)鍵詞進行搜索,然后對相關(guān)文獻資料進行整理和歸納，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，從而為本研究提供理論依據(jù)。

1.2.2 實驗法

本研究將篩選出的30名學(xué)生分為對照組和實驗組，對照組學(xué)生采用傳統(tǒng)的MICT模式進行訓(xùn)練，實驗組學(xué)生采用HIIT模式進行訓(xùn)練，均進行8周共計24次的課時訓(xùn)練，每周3次，每次訓(xùn)練30min。

實驗過程中對受試學(xué)生進行嚴(yán)格的訓(xùn)練干預(yù)和實驗測試，為排除外界環(huán)境的影響，實驗組和對照組訓(xùn)練地點在西安市第七十五中學(xué)的室內(nèi)體育館。為避免其它因素的干擾，實驗過程中控制容易影響2組學(xué)生的主客觀因素（例如指導(dǎo)教師、訓(xùn)練時間、訓(xùn)練地點、訓(xùn)練時長、學(xué)生作息、學(xué)生飲食等因素）均保持一致。在第8周訓(xùn)練結(jié)束后再次對2組學(xué)生身體成分、心肺功能和運動表現(xiàn)的指標(biāo)進行測試和記錄，相關(guān)測試指標(biāo)與實驗前一致。

訓(xùn)練方案：第一次正式實驗開始前，分別對對照組和實驗組的2組學(xué)生進行預(yù)實驗，保證所有受試學(xué)生都熟悉自己相應(yīng)的訓(xùn)練流程和負荷強度。第一步，指導(dǎo)教師對2組學(xué)生講解訓(xùn)練流程并協(xié)助受試學(xué)生佩戴心率表，學(xué)生對心率表的使用方法進行學(xué)習(xí)；第二步，指導(dǎo)教師安排學(xué)生開始進行熱身活動，熱身完成后所有受試者心率需達到HRmax的50%-55%（以心率表記錄為準(zhǔn)）；第三步，對照組和實驗組學(xué)生開始進行MICT和HIIT訓(xùn)練，對照組學(xué)生持續(xù)以心率為HRmax的55%-65%的強度進行30min中等強度運動；實驗組學(xué)生以心率為HRmax的75%-85%的強度進行3min全力跑運動，中途間歇2min時間進行調(diào)整休息，往復(fù)6組共計30min。

在隨后的每次正式訓(xùn)練中，受試者需提前30min進入訓(xùn)練場地進行準(zhǔn)備，指導(dǎo)教師進行安全教育并檢查學(xué)生狀態(tài)，隨后安排學(xué)生佩戴心率表并開始進行熱身活動，熱身結(jié)束后對照組學(xué)生和實驗組學(xué)生進行30min的MICT和HIIT訓(xùn)練，訓(xùn)練過程中指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生心率表的數(shù)值和學(xué)生的身體狀態(tài)進行監(jiān)測和調(diào)整，訓(xùn)練結(jié)束后教師指導(dǎo)2組學(xué)生進行相同的拉伸和放松活動，促進身體疲勞恢復(fù)。

文學(xué)中的睡眠：以《德伯家的苔絲》中的睡眠事件為中心 ………………………………………… 魏 琳（1.88）

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法

將實驗前后測試數(shù)據(jù)錄入Excel軟件進行儲存和預(yù)處理，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，然后使用SPSS21.0軟件對不同組別的實驗前后2組數(shù)據(jù)進行對比分析，采用獨立樣本T檢驗分析實驗前對照組和實驗組的組間差異，采用配對樣本T檢驗分析實驗前后每組的組內(nèi)差異，其中P＞0.05表示不具有顯著性差異，P＜0.05表示具有顯著性差異，P＜0.01表示具有極顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 身體成分指標(biāo)測試結(jié)果

對照組學(xué)生和實驗組學(xué)生在實驗前后身體成分指標(biāo)測試結(jié)果見表2。

表2 HIIT和MICT對初中學(xué)生身體成分指標(biāo)的影響

注：P＞0.05無差異，P＜0.05有顯著性差異，P＜0.01有極顯著性差異。

根據(jù)表2，2組學(xué)生在訓(xùn)練前后身體成分指標(biāo)相對比：對照組學(xué)生經(jīng)過8周MICT訓(xùn)練后BMI無顯著變化(P＞0.05)，實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練后BMI無顯著變化(P＞0.05)；對照組學(xué)生經(jīng)過8周MICT訓(xùn)練后體脂率無顯著變化(P＞0.05)，實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練后體脂率顯著下降（P＜0.05）。

2.2 心肺功能指標(biāo)測試結(jié)果

對照組學(xué)生和實驗組學(xué)生在實驗前后心肺功能指標(biāo)測試結(jié)果見表3。

表3 HIIT和MICT對初中學(xué)生心肺功能指標(biāo)的影響

注：P＞0.05無差異，P＜0.05有顯著性差異，P＜0.01有極顯著性差異。

根據(jù)表3，學(xué)生在訓(xùn)練前后肺功能指標(biāo)相對比：對照組學(xué)生經(jīng)過8周MICT訓(xùn)練后肺活量顯著升高（P＜0.05），實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練后肺活量顯著升高（P＜0.05）。

根據(jù)表3，學(xué)生在訓(xùn)練前后心功能指標(biāo)相對比：對照組學(xué)生經(jīng)過8周MICT訓(xùn)練后靜息心率無顯著變化（P＞0.05），實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練后靜息心率顯著下降（P＜0.05）；對照組學(xué)生經(jīng)過8周MICT訓(xùn)練后收縮壓無顯著變化（P＞0.05），實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練后收縮壓顯著下降（P＜0.05）；對照組學(xué)生經(jīng)過8周MICT訓(xùn)練后舒張壓無顯著變化(P＞0.05)，實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練后舒張壓無顯著變化（P＜0.05）。

2.3 運動表現(xiàn)指標(biāo)測試結(jié)果

對照組學(xué)生和實驗組學(xué)生在實驗前后耐力運動表現(xiàn)指標(biāo)測試結(jié)果見表4。

根據(jù)表4，學(xué)生在訓(xùn)練前后耐力運動表現(xiàn)指標(biāo)相對比：對照組學(xué)生經(jīng)過8周MICT訓(xùn)練后1000m跑耗時顯著下降（P＜0.05），實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練后1000m跑耗時極顯著下降（P＜0.01），較對照組下降幅度更明顯。

表4 HIIT和MICT對初中學(xué)生耐力運動表現(xiàn)指標(biāo)的影響

注：P＞0.05無差異，P＜0.05有顯著性差異，P＜0.01有極顯著性差異。

3 分析與討論

3.1 HIIT對初中學(xué)生身體成分的影響

BMI等于身高除以體重的平方，常用于衡量人體的體重系數(shù)和肥胖情況。體脂率又稱體脂百分?jǐn)?shù)，是指人體內(nèi)的脂肪總質(zhì)量占身體總質(zhì)量的比重，可直接反應(yīng)人體脂肪水平和肥胖程度，是比BMI更精確的指標(biāo)，世界衛(wèi)生組織將體脂率視為個體體形判定的“金標(biāo)準(zhǔn)”[6,7]。有研究資料顯示[8]，HIIT和MICT在訓(xùn)練過程中均會提高人體代謝率，增加能量消耗，但在HIIT訓(xùn)練結(jié)束后人體代謝率依然維持在較高的水平，將持續(xù)消耗近180kcal的熱量，從而分解脂肪參與供能。HIIT可以提高人體糖原降解酶活性，從而促進骨骼肌對脂肪的氧化。HIIT對人體身體成分具有良好的優(yōu)化效果，它在降低了體脂的同時還會一定程度增加肌肉含量,而MICT不具備此項功能。

本研究進一步驗證了以上結(jié)論，研究結(jié)果顯示，對照組和實驗組學(xué)生經(jīng)過MICT和HIIT訓(xùn)練后BMI均無顯著變化，但實驗組學(xué)生經(jīng)過HIIT訓(xùn)練后體脂率顯著下降，而對照組學(xué)生經(jīng)過MICT訓(xùn)練后體脂率無顯著變化。說明HIIT較MICT能更好的提高機體對脂肪的氧化能力，對中學(xué)生降低身體脂肪含量預(yù)防肥胖有更好的效果。

3.2 HIIT對初中學(xué)生心肺功能的影響

肺活量指一次吸氣后用全力呼出的氣體總量，是測定肺功能的重要指標(biāo)，肺活量的大小可反映出機體交換氣體的頻率與效率，對評價耐力素質(zhì)有著重要意義[9]。有研究表明[10]，長時間的MICT訓(xùn)練可以提高心肺側(cè)支循環(huán)，增強心肺供血功能從而提高呼吸功能。HIIT因為其組內(nèi)時間短，組間有間歇休息的特點，所以可以使機體適應(yīng)更高的運動強度，從而也可以提高機體的呼吸功能。

本研究與以上研究結(jié)果接近，對照組和實驗組的學(xué)生通過八周的MICT與HIIT訓(xùn)練，2組學(xué)生的肺活量均得到了顯著提升，肺功能得到了改善。

靜息心率、收縮壓和舒張壓可以反映心臟泵血功能，均為監(jiān)測心臟功能的關(guān)鍵指標(biāo)。有研究顯示受試者通過HIIT訓(xùn)練可以有效刺激心肌細胞產(chǎn)生，改善搏出量和射血分?jǐn)?shù)，提高心臟的泵血功能[11,12]，而短期的MICT訓(xùn)練對心功能的改善并不明顯[5]。

本研究進一步驗證了以上結(jié)論，對照組學(xué)生通過8周MICT訓(xùn)練后靜息心率、收縮壓和舒張壓變化并不明顯，而實驗組學(xué)生經(jīng)過8周HIIT訓(xùn)練，靜息心率和收縮壓顯著下降，說明HIIT較MICT能更好的提高初中學(xué)生的心臟功能。

3.3 HIIT對初中學(xué)生耐力運動表現(xiàn)的影響

我國大部分省份關(guān)于中考體育耐力項目均采用1000m跑（男）和800m跑（女）測試，1000m跑屬于中距離跑項目，此項目的特點為長時間的連續(xù)肌肉活動，不僅要求學(xué)生具備耐力素質(zhì)維持一定跑速，同時也要求學(xué)生在跑步過程中具備一定的加速能力。初中學(xué)生在進行1000m跑時體內(nèi)供能方式為乳酸能系統(tǒng)和有氧氧化系統(tǒng)共同參與供能，有研究顯示，HIIT可提高人體內(nèi)糖和脂肪的氧化效率，使機體在訓(xùn)練過程中產(chǎn)生大量乳酸，提高機體在酸性環(huán)境下的耐受性，充分挖掘人體乳酸能系統(tǒng)供能的潛力，從而增強了肌肉的抗疲勞能力[13,14]。

本研究與以上研究結(jié)果接近，對照組學(xué)生和實驗組學(xué)生通過八周的MICT和HIIT訓(xùn)練，兩組學(xué)生的1000m跑成績均得到了提升，其中實驗組學(xué)生較對照組學(xué)生成績提升幅度更大，說明HIIT可以促進速度耐力與有氧耐力的共同發(fā)展，MICT也可以促進有氧耐力的發(fā)展，但對速度耐力的提升程度較小。

4 結(jié)論

4.1 通過8周的訓(xùn)練，HIIT在減少體脂含量改善初中學(xué)生身體成分方面的效果上優(yōu)于MICT。

4.2 通過8周的訓(xùn)練，HIIT和MICT均可提高初中學(xué)生肺活量，HIIT在促進初中學(xué)生心功能的效果上優(yōu)于MICT。

4.3 通過8周的訓(xùn)練，HIIT和MICT均可提高初中學(xué)生1000m跑成績，HIIT在提升初中學(xué)生耐力素質(zhì)的效果上優(yōu)于MICT。

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Effects of HIIT and MICT on Endurance and Cardiopulmonary Function of Junior Middle School Students

WANG Renzhong, etal.

(Xi 'an No.75 Middle School, Xi’an 710000, Shannxi, China)

基金項目：陜西省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021 年度課題：“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下混合式教學(xué)模式對中考體育項目教學(xué)影響的研究，課題編號：SGH21Y0952。

王任重（1993—），碩士，中學(xué)二級教師，研究方向：體育教學(xué)與訓(xùn)練。