（运动人体科学专业论文）1000米、800米耐力跑与台阶试验相关性分析.pdf

首都体育学院硕士学位论文 摘要 大学阶段学生的体质状况如何，将直接影响到高等院校培养人才合格率的问 题，增强学生体质，提高和改善学生的健康水平，是大学体育工作的重要任务。 要提高高校学生体质健康水平，首先要了解大学生的体质发展变化情况，以便采 取体育措施，改进学校体育教学工作，提高教学质量，才能有效的增强学生的体 质。学生体质健康标准的颁布实旖，其目的就在于使学校和广大的学生以及家 长能够及时了解学生的健康水平，督促学生积极参加体育锻炼。 本论文针对学生体质健康标准中的台阶实验和传统体育达标1 0 0 0 米、8 0 0 米耐力跑进行研究，对男女两组各1 0 0 名在校大学生分别进行测试，确定血乳酸、 心率为两项评价指标，对实验数据进行统计和回归分析，得出回归方程，同时进 行相关性分析，得到相关系数，从而给学生体质健康标准台阶实验和体育达 标中的男生l o o o 米、女生8 0 0 米耐力跑和两项测试的可替换性提供实验依据和理 论依据。本论文的结论为： l 、台阶实验和l o o o 米、8 0 0 米实验的测试成绩具有显著的相关性。 2 、男生台阶实验和1 0 0 0 米实验后的血乳酸不具有相关性女生台阶实验和 8 0 0 米实验后的血乳酸不具有相关性。但两者均能够反映机体的耐力和心血管系统 的机能。 3 、台阶实验和1 0 0 0 米、8 0 0 米实验后的心率具有显著的相关性。 4 、对1 0 0 0 米、8 0 0 米耐力跑和台阶实验测试的评价结果进行分析，结果显示 两种测试项的评价成绩具有一定的不一致性，其中台阶实验的“良好”项指标相 对比l o o o 米、8 0 0 米的“良好”指标窄，“优秀”指标较宽。 5 、对1 0 0 0 米。8 0 0 米耐力跑和台阶实验测试的血乳酸平均值进行了比较，其 中1 0 0 0 米、8 0 0 米测试后的血乳酸值显著高于台阶实验后的血乳酸值，因此，可 以认为1 0 0 0 米、8 0 0 米的运动强度要高于台阶实验的强度。 关键词：1 0 0 0 米、8 0 0 米，台阶实验，l d ，h r ，相关性分析 首都体育学院硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o n s t i t u t i o no fu n j v e r s i t ys t u d e m si ns t u d yp e r i o dw i i ia 仃色c tt h eq u a l i t yo f s t u d e n to fu n i v e r s i 劬s ot ob o o s tu pt h es t u d e n t sc o n s t i m t i o na 1 1 di m p r o v et h es t u d e n t s h e a l t hc o n d i t i o ni sa ni m p o r t a i l tt a s ko fu n j v c r s i t yp h y s i c a le d u c a t i o n t 0a c c o m p l i s h t l l i st a s k ，m ef i r s ts t e pi st oi r e s t i g a t et h ed e v e l o p m e n ta n dc h a n g eo fu n d e r g r a d u a t e s c o n s t i t u t i o nt oa d o p t 也ec o r r e s p o n d i n gm e 血o dt oi m p r o v et h eu 1 1 i v e r s i t yp h y s i c a l e d u c a t i o n ，e n h a i l c et h eq 1 1 a l i 哆o fe d u c a t i o na n dm a k em e 咖d e n t s c o n s t i t u t i o ns t r o n g e r i s s u i n ga n di m p l e m e n t i n g 劢p 鼬，z 出倒d ，础脚jc o 船打m f d 行口耐昆口厅而e n a b l e u n i v e r s i 哆；s t l l d e n t sa n dp a r e n t st ok n o w nm eh e a l t hc o n d i t i o no fs t u d e n t s ，a tt h es 锄e t i m es u p e n ，i s e 趾du r g et h es t u d e n t st ot a k ee x e r c i s e + t l l i st h e s i sd os o m er e s e a r c ha b o u tt h el0 0 0 m ，8 0 0 ma n ds t e pt e s ti nt h ec o n t e n to f t h 3s t a n d n r d s 拙a e n f xc o n s | i t 牡i o nn n ah e 矗| | h a j i t 崦a t 、q o o m ，毽o c 嚏na n as t e p t e s t ，、v e 矗r s td os o m et e s to n “o 咖d e m s 罂例j p s ，t 1 1 e nt os u r v e y 山el da n dh ra r e r e x e r c i b a s e do na t ) o v ed a t a w ea d o p ts o m cs t a t i s d c a lm e m o dw i mt h em o d e m a d v a n c e dd a _ t aa n a l y s i ss o 胁a r 卜s p s st oa 1 1 a l y z et h i sda _ 睫1 1 l i sa ：1 a l y s i si n c l u d e s 咒g r c s s i o na i l a l y s i sa 1 1 dc o r r e l a t i v ea n a l y s i s t h e s ea n a l y s e sg i v eas u p p o r tt ot l l e e x c h a n g e a b i l 毋o fl0 0 0 m ，8 0 0 ma n ds t e pt e s ti n 1 ec o n t e n to f 豫e 鼢h 砌耐d ， “如肼每c d 聆5 f 矗埘d 珂d 耐胁d 触劬m 血ep o i n to f v i e wo f e x p e 曲l e m s t h ec o n t e n to f t h i st h e s i si r l c l u d e ： 1 w et e s t1 0 0 0 m ，8 0 0 ma i l ds t e pt e s to fm et w oe x p e r i m e n tg r 0 1 l p s ，a n dg e tt h e r e g r e s s i o ne q u a t i o na n dc o r r e l a t i v ec o e f f i c i e n tb ya 1 1 a l y z i n gt h er e s u l tw i t hr e g r e s s i o n a n a l y s i sa t l dc o r r e l a t i v e 印p r o a c h ，t h ea n a l y s i s r e s u l ts h o wt h a tt h e r ei sn o t a b 上e c o r r e l a t i v i t yb e t 、v e e n1 0 0 0 m ，8 0 0 ma n ds t e pt e s t 0 nt l l eo m e rh a l l d ，、v ec o l l e c tt l l el d a n dh ra f t e rt l l ee x e r c i s et e s t ，w ea n a l y z et h el da i l dh rw m lt l l es a n l e 印p r o a c h r e g r e s s i o na n a l y s i sa n dc o r r e l a t i v e 印p m a c h ，a n dw eg o tt h er e 争e s s i o n e q u a t i o na n dc o r r e l a t i v ec o e m c i e n t t h er e s u l t ss h o wt h a tt h eh r o flo o o m ，8 0 0 ma n d s t e pt e s ta r ea l s oc o r r e l a t i v e ，t h el di s n o tc o r r e l a t i v e b u tt h e ya l ld e l e g a t et h a tt h e 1 e v e lo fo b j e c t ss t a m i n a a l lt h e s er e s u l t si l l u m i r l a t et h a tm e1 0 0 0 m ，8 0 0 ma i l ds t e pt e s t a r ec o r r e i a t i 、，e 矗o md i 能r e n tv i e w s t h i si st os a yt 1 a tt h ec x c h a l l g eb e t w e e ni o o o m ， 3 首都体育学院硕士学位论文 8 0 0 ma n ds t 印t e s ti sf e a s i b l ea sd o c 啪e n t e di nt h e 口n 幽，d 矿材出墨c d n s f 订“f j d 胛 口n dh e a n h 2 w ba i l a l y z e l ee v a l u a t i n gr c s u l to fl0 0 0 m ，8 0 0 m 姐ds t e pt e s t ，t h er e s u l ts h o w t h a tt l ：l ee v a l u a t i n gs t a l l d a r do f1 0 0 0 m ，8 0 0 mi sal i t t l ed 硐 e r e n tt ot h ee v a l u a 上i n g s t 锄d a r do fs t e pt e s t t h e “b e 批r ，i t e ms c o p ei sn a r r o w e rt l l a j lt h e10 0 0 m ，8 0 0 m ，s ow e t h i n ki t s c c e s s a r yt oa d j u s tt h ee v a l 叫i n gs t a n d a r da n dw ea l s o 百v eas u g g e s t i o n d b o mh o wt oa d j u s tt l l ee v a i u a t i n gs t a i l d a r d 3 w ec o m p a r e d l da 舭re x e r c i s e n l el da f t e r1 0 0 0 m ，8 0 0 mi sg r e a t e r t l l a nt h c v a l u ea f t e r 豇印t e s t ，s ow c 山i n kt h ee x e r c i s ei n t e n s i t yo f1 0 0 0 m ，8 0 0 mi sg r e a t e rt h a i l t h e t c s ts t c d k e y w o r d s ：1 0 0 0 m ，8 0 0 m ，s t e pt 咄l d ，腿，c o r r e l a t i v ea n a l y s i s 4 首都体育学院碗。b 学位论文 1 前言 1 1 选题依据与意义 学校教育，特别是学校体育直接肩负着“增强全体学生体质”和“促进全体 学生健康”的使命。1 9 9 9 年，第三次全国教育工作会议和中共中央国务院关于 深化教育改革全面推进素质教育的决定明确指出“健康体魄是青少年为祖国和 人民服务的基本前提，是中华民族旺盛生命力的体现，学校教育要树立健康第一 的指导思想，切实加强体育教育工作”。 为了解决原有的体育锻炼标准的手段和方法中存在的问题，使学生体质健康 评价在学校体育工作中起到正确积极的导向作用，教育部、国家体育总局研制了 符合“健康第一”指导思想的学生体质健康标准。这个标准是在认真总结国 家体育锻炼标准执行过程中所取得的成绩和存在的问题基础上，并参考国际上 有关研究的成功经验和先进做法，所研制出的个新的学生体质健康评价方法【”。 l o o o 米、8 0 0 米耐力跑用以测试有氧耐力的水平，耐力是衡量人的体质健康 状况的基本因素之一，是从事各项运动必不可少的一种运动素质，因此测试耐力 水平对于评价学生体质健康状况有着非常重要的意义【2 1 。但现今，全国的情况不一 样，耐力项目台阶实验在城市中实施，但有的地方农村没有相应的条件，所以耐 力项目仍然是男生测1 0 0 0 米，女生测8 0 0 米，那么这两个项目之间是否相关，是 否可以用台阶实验和1 0 0 0 米、8 0 0 米作为同一个标准来衡量学生的耐力素质，二 者是否能相互替代，二者的评定意义是否相同? 目前关于省市、地区或各级各类 学校的学生身体素质现况分析有较全面的研究。台阶实验方面，l u d 晰n ga 曾对 台阶实验中安全性防御措施做过相应的研究吼c h m m i a kj a 等人曾把台阶实验作 为一种力量训练的手段，研究力量训练对人的身体成分、肌肉力量、耐力以及厌 氧能力的影响1 4 】。s p 血g i e 等人曾把台阶实验与人为的主观测试方法相对照，以此 来确定相关联的耐力测试方法的可靠性1 5 j 。自2 0 0 2 年学生体质健康标准颁布 实施以来，对于耐力跑和台阶实验的相关性分析方面的研究还比较欠缺。 男生1 0 0 0 米、女生8 0 0 米耐力跑和台阶实验都是测定学生耐力素质的运动项 目，通过对学生体质健康标准中男生1 0 0 0 米、女生8 0 0 米耐力跑和台阶实验 两项测试结果的分析，包括心率和血乳酸两项指标的比较和相关性分析，找出两 首都体育学院硕i ：学位论立 者之间的相互关系，看二者是否能相互替代，二者的评定意义是否相同。 1 2 研究现状 1 2 1 运动与心率 心率能够比较确切地反映运动负荷的强度水平。心率即心脏跳动的频率，它 作为血液循环系统的一项重要生理指标，对机体内外环境变化的刺激非常敏感， 能较真实的反映机体的机能状态。体育锻炼的效果取决于负荷强度、每次持续时 问与锻炼频度的合理安排与监控。相比之下，持续时间与频度容易控制，最难控 制的是强度。锻炼强度，并非单纯指在锻炼过程中运动者机体所承受的外部负荷f 速 度、距离、间歇时间与方式、练习频率等) ，而是指这些外部负荷作用于运动者后， 能够引起其机体所发生的身体反应程度，例如机体在单位时间内所消耗的热卡， 或在单位时间内所消耗的氧气数量等。但遗憾的是，这些指标测定难度较大，测 定仪器比较昂贵，难于进行实时动态显示且一般只能在实验室内测定。因此无论 是对锻炼过程中生物反馈信息的实时性和实用性都不及心率。 研究已经证实，心率与运动强度、摄氧量与能量代谢之间存在着显著的线性 关系，尤其当心率变化范围介于1 l o 1 8 0 b ，m i n 区间时。在递增负荷运动直至次最 大负荷运动中，随着负荷强度逐渐加大，随能量代谢需求越来越高，摄氧量越来 越高，心率也会越来越高。所以随着运动强度的变化，心率也发生相应的变化。 这时若通过实时监控掌握运动者心率的动态变化，等于源源不断地将机体对运动 负荷发生反应的生物反馈信息及时传送出来。借助心率提供的信息，便可对运动 强度随时进行调整，达到理想的锻炼效果【1 2 】。 要从众多的生理指标中选择出具有代表性的指标，并有效地应用于训练实践， 这种指标应具备以下特征：对运动刺激的反应比较敏感，能够比较确切地反映身 体负荷的不同变化j 概念上比较简单，理解难度较小且不易产生歧义：能够 在室内进行，尤其便于现场测定和实时测定；易于对测试结果进行比较与评价： 易于应用于运动训练实践。而心率监测则基本能够同时满足这些条件。表面上 看来，心率似乎仅仅反映了每分钟心脏跳动的次数，但实质上，它是综合反映体 内各种生理变化的一扇“窗口”，透过它，可以比较准确地描述身体机能对运动刺 激的即刻反应或者慢性适应。心率之所以能够充当“窗口”的角色，是出于它的 变化与运动负荷变化之f 叫的因果关系。身体运动必然会使得能量代谢增加，能量 6 首都体育学院硕士学位论文 代谢增加必然引起摄氧量增加，摄氧量增加必然引起心输出量增加，心输出量增 加必然引起心率增加。因此，在相当大范围内，运动强度与心率发生平行变化p ”。 心率测试准确性的影响因素。 机体内外的诸多变化都可影响到心率水平。因此，心率既是一个实用指标， 又是一个易变指标。所以在利用心率评价训练和恢复效果时，必须充分考虑影响 心率变化的诸多因素。 年龄与性别：年龄主要影响最大心率。人的最大心率大约为2 2 0 b p m 左右，但 会随年龄增加而递减，降低速率约为每年1 b p m 左右。所以，计算某人的最大心率 时，一般的推算公式为：2 2 0 一年龄。但应注意，运动硼练可以明显地延缓最大心 率的降低速率，使最大心率始终保持于较高水平。经过良好训练的女子运动员与 同等水平的男子相此，最大心率略有降低。但在完成同样绝对负荷的次最大强度 运动过程中，女子运动员的心率反应会高于男子。女子心率的恢复速度一般也慢 于男子。发生这种情况可能主要归因于女子的心脏体积较小导致每搏输出量较小， 因此要获得同样心输出量，就必须加快心率以补偿每搏输出量的不足。 参与运动的肌群：这要区分两种情况。( 1 ) 完成最大负荷时：下肢参与活动者 的最大心率会明显高于仅有上肢参与的活动者。( 2 ) 完成次最大及其以下负荷时： 上肢参与活动者的心率会明显大于下肢活动者，一般会高出1 0 1 5 b p m 之多。这 主要归因于与腿部参与运动相比，手臂完成动作时心脏的每搏输出量较小，外周 血流阻力较大( 非活动肌群血管收缩所致) 。因此，在按照最大心率安排运动强度时， 一定要注意这个区别。若完成以上肢动作为主的负荷运动，应采用以上肢动作进 行尽全力运动所获得的最大心率作为参照，同理，下肢运动负荷的安排则应参照 下肢运动所获得的最大心率。 心理压力：压力与情绪能够影响运动前和运动过程中的心率变化，甚至在比 赛的前几天，心率已经逐渐加快。这种现象称为身体机能对比赛的预先动员。赛 前心率升高与比赛的重要性直接有关，且与比赛性质也有极大的关系。研究观察 到，运动员赛前心率预先提高的幅度与参加比赛的距离有关，比赛赛程越长，赛 前心率越低。如研究观察到参加4 0 0 米、8 0 0 米和3 0 0 0 米比赛的运动员。赛前心 率分别为1 3 0 、1 2 0 和1 1 0 b p m 。这表明心率并不总是反映身体活动水平的良好指 标，尤其当运动员处于焦虑状态或压力之下时。这时若利用心率评定训练负荷， 往往会过高估计运动员的负荷强度。但若负荷强度为最大负荷或接近最大负荷， 首都体育学院硕l 。学位论丘= 心理压力对心率的影响就微不足道了。 海拔高度：在完成次最大工作负荷时，在高原的心率总是要高于海平面水平。 在高原训练时，若如同平原那样按照最大心率安排强度，运动员实际承受的工作 负荷要小得多。这是因为在高原，血液中的红细胞携带的氧气少于平原，所以必 须加快心率进行补偿。评价高原心率时，还应注意高海拔对安静心率的影响规律， 以免错误估价运动员高原训练课后的恢复情况。研究发现，初进3 0 0 0 米高原期间 安静心率变化的基本规律是：第一至第三日安静心率明显高于平原心率，幅度可 达2 0 2 5 。然后匀速回落，至第十四日左右回落至平原安静心率，但随后继续 降低，至第十八天左右安静心率最低，可低于平原安静心率1 0 左右。至此开始 回升，至第二十二天左右恢复到平原安静心率【2 4 l 。 温度和衣着：外界温度较高时，机体需要加大皮肤血流量加强散热；而外界 温度较低时，机体又需要加强产热保持体温。这些都需要机体额外增加能量，并 导致心率相应提高。而且，在高温下进行长时间运动时，出汗会导致失水和血容 量减少，引起每搏输出量减少。此时为了维持心输出量，必须加快心率进行补偿。 衣着对运动期间和运动之后的心率反应也有影响。衣着相当于将身体与外界环境 隔开，起到防止散热的作用。环境温度较低时，较厚的衣着起到维持安静心率的 作用。但若环境温度较高，较厚的衣着会影响散热，机体需要分配更多的表面血 流加强散热，这会使得心率进一步升高。在次最大运动期间，较厚的衣着会使得 心率较高：而在间歇训练的间歇期中，较厚的衣着会使得心率的恢复速度变慢。 赵平、李新文在心率与自行车运动员的训练中认为，心率是了解人体心 血管系统机能的一种简单易行的指标，在一定范围内心率的变化与运动的速度和 强度，与肺通气量和摄氧量指标直接相关的。心率是探查运动员机能状态的窗口。 因此，运用心率的变化规律来指导训练，拓宽训练的思路，科学地把握训练量与 训练的强度，从而提高运动成绩。刘锡梅，刘建红在心率、血乳酸在赛艇科学 化训练中的应用探讨中，对赛艇训练中常用的训练手段进行血乳酸、心率的监 测，发现在常用的训练手段中，心率、血乳酸浓度和运动负荷的强度大多有较好 的对应关系。在训练实践中，心率可作为控制赛艇训练强度的有意义的参数。 4 m m o l l 无氧阈功率训练不能达到乳酸浓度的最高稳定状态训练，无氧阂功率训练 对提高运动员的有氧耐力的效果欠佳。魏平、林杰在超长距离跑对人体生理生 化指标的影响中，通过四人十二小时连续跑的生理，探讨了超长距离跑对人体 8 首都体育学院硕士学位论文 生理生化指标的影响作用。在超长距离跑的过程中，运动员的心率变化平稳【7 1 。 1 2 2 运动与血乳酸 血乳酸是体育科学研究中历史最长、应用最广泛的指标之一。随着竞技体育 水平的高速发展，运动成绩不断冲击人们所预计的“生理界限”除了运动技术的 完善，运动器械、场地条件的改进因素外，人体运动能力的提高是造成这个现象 的晟重要的因素之一。在与运动有关的各器官系统中，循环系统、呼吸系统、运 动器官与运动能力的关系最为密切，然而有研究表明，2 0 年来世界优秀运动员每 千克体重的心脏容积和最大吸氧量等指标并无明显变化。显然，对于高水平的运 动员来说，其竞技能力提高的主要原因不在于循环呼吸系统功能的改善，而骨骼 肌代谢能力的提高很可能起着更重要的作用。到目前为止，能反映骨骼肌代谢情 况并能合理的制定训练方法，掌握适宜强度，评价训练效果和进行机能评定最适 用的指标，仍然是血乳酸【1 8 】。 1 2 2 1 血乳酸的产生 血乳酸顾名思义就是血液中的乳酸。现在用血乳酸这个指标来评运动员的耐 力素质，一般均采用无氧阀值强度来控制训练量，这些越来越受到广大科研人员， 教练员运动员的关注。乳酸是细胞中糖原或葡萄糖酵解的产物，安静时，人体细 胞中无需通过无氧酵解途径释放能量，从而导致细胞与血液中的乳酸达到平衡为 止。由于肌细胞与血液之间的乳酸含量达到平衡需要一定时间，所以，据研究， 运动结束后第3 分钟到第6 分钟时采血分析所得的血乳酸浓度最高，也就最能反 映肌细胞中的乳酸浓度。 在低强度运动时，人体的供氧量可以满足运动的需要。当运动强度增加到某 一个临界水平时，血液中的乳酸浓度突然剧增，把血液乳酸增加到4 m m o l l 的临界 水平称为无氧阀，一般人的无氧阀强度约相对于最大吸氧量的5 0 一6 0 ，通过训 练，这个临界水平可以提高，即无氧阀可以推迟到来，这表明有训练者利用最大 吸氧的百分率较常人耐5 1 】。 强烈运动时体内乳酸的积聚将影响到内环境的相对稳定，影响体内正常的代 谢过程，使人体运动能力降低并导致疲劳。因此血液乳酸清除的快慢可以反映人 体内的恢复过程和恢复速度。研究表明，采用休息性恢复方法，乳酸消除时间约 首都体育学院硕士学位论文 为一小时到两小时，采用活动性恢复方法，乳酸消除时间为三十分钟到一小时。 1 2 2 - 2 人体安静时血乳酸水平 人体安静时的血乳酸水平在正常生理情况下，人体大多数组织依靠有氧代谢 途径供能，只有少数组织，如表皮、神经、视网膜、肾上腺髓质和血细胞等在有 氧时也能进行强烈的糖无氧代谢。因此，正常人在空腹、休息时静脉血乳酸为o 4 5 1 3 0 n l t l l o l 1 ；运动员在安静时血乳酸水平和正常人并无差异。但是，有些运动员在 比赛期或赛前，安静时血乳酸可比平时训练日高2 3 倍，这是由于赛前紧张，儿 茶酚胺类物质分泌增多，使糖无氧代谢加强的结果。比如：摔跤运动员在训练期安 静血乳酸值为l r m o 们。我国运动员安静血乳酸值见表l 。 表1 1我国运动员安静血乳酸值d 5 】 1 2 2 3 人体运动后的血乳酸水平 运动后的血乳酸水平与运动强度、持续时间、各器官的代谢机能有关。根据 能量代谢的特点，1 3 m i n 的高强度运动血乳酸可达到最高水平。某省女子重量级 运动员在测功仪上累计时间相同的全力运动后的血乳酸值、不同距离赛跑后和不 同距离自由泳比赛后的血乳酸值见表1 3 表1 4 。 首都体育学院硕士学位论文 表1 2 湖北省赛艇运动员测功仪上累计时间相同的全力运动后的血乳酸值 表1 3 不同距离赛跑后血乳酸值 距离( m )血乳酸( m mo1 ，l )研究者( 年) 1 0 0 2 ( j o 4 0 0 1 5 0 0 1 4 8 1 5 5 1 3 2 9 4 翁庆章( 1 9 8 8 ) 1 2 2 4 体内乳酸的清除 人体内乳酸转换有三条途径：在骨骼肌、心肌等组织内氧化成c0 2 和水； 在肝和骨骼肌内重新合成葡萄糖和糖元；在肝内合成脂肪丙氨酸等。乳酸清 除的生物学意义在于乳酸在快肌纤维生成后，转移到临近的慢肌纤维进行氧化； 通过糖的异生作用转变为葡萄糖，用以维持血糖的水平：肌乳酸不断释放入 血，可以改善肌细胞内环境和维持糖酵解的供能速率。血乳酸清除的半时反应大 约为1 5 2 0 min ，恢复到安静水平为3 0 min 左右体能高者比体能低者恢复 快。因此，可测定运动后乳酸半时反应来评定运动机能状态和训i 练水平【3 ”。 1 2 3 台阶实验的发展概况 台阶实验( s t e pt e s t ) 是一项在全世界范围内被广为使用的运动负荷评价实验， 首都体育学院硕士学位论文 它最初是由h a r v a r d 疲劳室的b r o h a 及其同事于第二次世界大战期间在d a v i d b b i l l 跑步机实验的基础上建立起来的，主要用来替代跑步机和踏车功量计测量机 体对强体力负荷的适应能力和身体机能的恢复能力。由于该实验指数是以定量运 动负荷后心率恢复为主要计算依据，后被逐渐演化为一种评价心血管活动对运动 的反应效率( e 箍c i e n c y ) 或心血管活动适应能力( c a r d i o v a s c u l a r ：f i t n e s s ) 的简易测量方 法【3 6 】。 台阶实验法在我国现已广泛的引用于体质测评的各个领域。包括成人体质测 评，学生体制健康标准评价，儿童青少年心脏机能评价等方面。尤其是在针对学 生体质健康的标准评价方面，教育部、国家体育总局于2 0 0 2 年7 月发布教体艺 【2 0 0 2 】1 2 号文件，规定从2 0 0 4 新学年开始学生体质健康标准( 试行方案) 将在 各级各类学校全面实施。台阶实验作为小学五、六年级、初中及以上( 含大学) 的测 试项目，可以代替耐力跑成绩。 但是把新的台阶测试和以前的耐力跑相互替代的科学依据目前尚未见报道， 二者是否有一定的相关性，目前的研究未见报道，本研究试图发现二者之间的联 系，为科学实施以台阶测试替代耐力跑提供科学依据。 首都体育学院硕士学位论文 2 研究对象与方法 2 1 研究对象 本文实验的对象是首都经济贸易大学的普通在校大学生共2 0 0 人，年龄在1 6 2 2 岁之间，身高、体重相匹配，身体健康，心肺功能良好。为了便于进行实验和 描述，这里将实验对象进行分组( i 士s d ) ： 表2 1研究对象分组 2 2 研究方法 2 2 1 台阶实验法 2 2 1 1 场地器材 台阶、节拍器( 或录音机及磁带) 、秒表、台阶实验仪、y s 一1 5 0 0 便携式血 乳酸测试仪，p o l a r 遥测心率表。 2 2 1 2 测试方法 男生用高四十厘米台阶( 或凳子) ；女生用高三十五厘米的台阶( 或凳子) ： 测试前测定安静时的脉搏和血乳酸值，然后受试者做轻度的准备活动，主要是活 动下肢关节。上、下台阶( 或凳子) 的频率是3 0 次，分，因而节拍器的节律为1 2 0 次份( 每上、下一次是四动) 。受试者按节拍器的节律完成实验。测定测试结束后 的即刻血乳酸和心率。 受试者从预备姿势开始： 1 受试者一只脚踏在台阶上： 2 踏台腿伸直成台上站立： 首都体育学院硕 ：学位论文 3 先踏台的脚下先下地： 4 还原成预备姿势。 用两秒上、下一次的速度( 按节拍器的节律来做) 连续做三分钟做完后，立 刻在椅子上测量运动结束后即刻的心率和一分钟内的血乳酸值和一分钟至一分半 钟、两分钟至两分半钟、三分钟至三分半钟的三次脉搏数。并用下列公式求得评 定指数，计算结果包含有小数点，对小数点后的1 位进行四舍五入取整数进行评 分。 评定指数= 踏台上、下运动的持续时间( 秒) x 1 0 0 ，2 x ( 3 次测定稼搏的和) 2 2 28 0 0 米跑( 女) 或1 0 0 0 米跑( 男) 实验法 2 2 2 1 场地器材 4 0 0 米标准田径场跑道，地质不限。发令旗一面，秒表若干块，使用前需要校 正，每分钟误差不得超过o 0 2 秒。标准秒表的选定，以北京时间为准，每小时误 差不超过o 3 秒。y s 一1 5 0 0 便携式血乳酸测试仪p o l 盯遥测心率表。 2 2 2 2 测试方法 首先测定受试者安静时血乳酸值。准备活动后，站立式起跑。当听到“跑” 的口令后开始起跑。计时员看到旗动开表计时，当受试者的躯干部到达终点线面 时停表。测定测试结束后的即刻血乳酸值。 2 2 3 血乳酸的测定 2 2 3 1 取样部位 从理论上讲，可有三个取样部位：即动脉、静脉和毛细血管。考虑到本文涉 及的运动类型，本文中血乳酸测试时取样部位为指尖。 2 2 3 2 血乳酸峰值测定的时间选择 如测定某项运动后血乳酸值以评价某运动强度，则运动后取样的时间直接影 响到评价结果。必须注意，由间断性取样所得出的结果，它的最高值既不代表该 项运动后血乳酸的峰值水平，也不能说明峰值出现的时间。在本文的研究工作中， 我们在运动后一分钟内进行血乳酸测定。 4 首都体育学院硕士学位论义 2 2 3 3 血液的处理和保存 如果样本不能立即分析，应通过离心分离出血浆冷冻保存，保证血乳酸水平 的稳定。本实验中的测试样本均在现场立即分析获得数据。 2 2 3 4 血乳酸的分析方法 采用y s n 一1 5 0 0 便携式血乳酸测试仪自动分析。 2 2 4 心率的测定 在台阶实验和8 0 0 ( 女) 、1 0 0 0 ( 男) 测试前的安静状态下和实验后的即刻用 d 0 1 a r 遥测心率表测定心率。 2 2 5 数据处理 运用s p s s “o 统计软件进行数据处理。对实验结果进行配对样本t 检验；采 用k o l m o g o m v s m i m o vt e s t 法对筛选的数据进行正态检验：采用h o m o g c n e 时o f i r i a n c e s 法进行方差齐性检验，p o 0 5 则方差齐；运用p e a r s 进行相关分析。 结果以平均数标准差的形式表示。 首都体育学院硕士学位论文 3 实验结果 3 1 一元线- 性回归和相关系数 设有随机变量x ，y 若x 与y 之间存在某种相关关系，则y 的变化就受到两方 面的影响：一方面是受自变量x 的影响，即受x 与y 之间的内在联系所制约：另 一方面是受到随机因素( 包括未加考虑的微小因素) 影响。即 y = f ( x ) + 这里f ( x ) 是x 与y 的内在关系，是随机因素。当f ( x ) 为线性函数时，x 与y 之间呈线性相关；当“x ) 为非线性函数时，x 与y 之间呈曲线相关。 即，r + 蚜，j 2 ) ，其中a b ，艿2 是与x 无关的常数，显然，在该模型中， x 与y 之间的内在联系为直线关系，得出一元线性回归方程。 | ：章。q + b x 建立回归方程的目的在于解释两个相关变量x 与y 之间的内在联系。然而， 在前面确定回归直线的计算过程中，并不需要事先假定两个变量之间一定要具有 线性相关关系。也就是说，就方法本身而言，即使散点图是完全杂乱无章的，也 可以用最小二乘法给它们确定一条回归直线。显然，在这种情况下，所确定的回 归直线是毫无意义的。这就需要找个数量性指标来描述两个变量之间线性关系 的密切程度。为此，需要引进相关系数这一概念。 ，：圣丝三圣些三坌 ( 置一牙) 2 ( r f ) 2 其中( 工，z ) 为第i 个样本，牙为x 的平均值，y 为y 的平均值。 3 2 实验前后l d 、h r 的变化 利用k z 正态检验对男女两组实验对象进行检验表明，两组男女实验对象均 0料够 叶似卜p ，ll 首都体育学院顸i 学位论文 呈正态分布。 男生在台阶实验和1 0 0 0 米测试前安静状态下的l d 和h r ，经配对样本t 检 验表明，不具有显著性差异，p 0 0 5 ；女生台阶实验和8 0 0 米测试前安静状态下 的l d 和h r ，经配对样本t 检验表明，不具有显著性差异，p 0 0 5 。 表3 1男生安静状态下的血乳酸心率( 膏士s d ) 注：1 r 与台阶实验前安静状态下相比不具有显著性差异，p o 0 5 。 表3 2女生安静状态下的血乳酸心率( 牙士s d ) 注：v 与台阶实验前安静状态下相比不具有显著性差异，p 0 0 5 。 男生台阶实验后即刻和1 0 0 0 米实验后即刻的h r 和l d ，经配对样本t 检验 表明，不具有显著性差异，p 0 0 5 ；女生台阶实验后即刻和1 0 0 0 米实验后即刻 的h r 和l d ，经配对样本t 检验表明，不具有显著性差异，p o 0 5 。 首都体育学院硕士学位论文 表3 3男生实验后l d 、h r 的变化( 膏土s d ) 注：丫1 0 0 0 米测试后与台阶实验后相比h r 不具有显著性差异，p 0 0 5 。 1 0 0 0 米测试后与台阶实验后相比l d 具有显著性差异，p o 0 5 。 8 0 0 米实验后即刻与台阶实验后相比l d 具有显著性差异，p 0 0 5 ，方差齐。其中 y 为一千米成绩，x 为台阶实验成绩 按照学生体质健康标准中的标准对实验结果进行评价，平均分为4 种 即优秀、良好、及格、不及格。 男生被试对象1 0 0 0 米和台阶实验评价结果对比图如图3 2 所示范 6 0 籁4 0 _ o 0 5 ，方差齐。其中 y 为8 0 0 米成绩，x 为台阶实验成绩 首都体育学院硕j 。学位论文 女生被试对象8 0 0 米和台阶实验评价结果对比图如图3 4 所示范 ： 挈： 翟 0 图3 4 女生八百米和台阶试验评价比较 优秀良好 及格不及格 注：浅色色柱为1 0 0 0 米评价，深色色柱为台阶实验评价 3 5 男子10 0 0 米测试与台阶实验后的即刻血乳酸浓度 两组实验对象l o o o 米和台阶实验血乳酸浓度的散点图如图3 5 所示。从图中 可以看出，这些点的分布距直线来说，比较散，相关系数仅为0 6 4 5 ，不接近于l 可以说明台阶实验后和1 0 0 0 米实验后的血乳酸浓度不具有很强的相关性。 5 6 7891 0l l1 2 台阶乳酸 图3 5男生1 0 0 0 米后和台阶实验后血乳酸结果散点图 首都体育学院硕士学位论文 注：采用h o m o g c n e i t yo f 、枷a n c e s 法进行方差齐性检验，p 0 0 5 ，方差齐。其中 y 为1 0 0 0 测试米后血乳酸值，x 为台阶实验后血乳酸值 3 6 女生8 0 0 米与台阶实验后的即刻血乳酸浓度 两组实验对象1 0 0 0 米和台阶实验血乳酸浓度的散点图如图3 5 所示。从图中 可以看出，这些点的分布距直线来说，比较散，相关系数仅为o 5 6 1 ，不接近于l 可以说明台阶实验后和1 0 0 0 米实验后的血乳酸浓度不具有很强的相关性。 台阶乳酸 图3 6女生8 0 0 米后和台阶实验后血乳酸值散点图 注：采用h o m o g e n e i t yo f v a r i 叽c e s 法进行方差齐性检验，p 0 0 5 ，方差齐a 其中 y 为8 0 0 米后血乳酸值，x 为台阶实验后血乳酸值 首都体育学院硕上学位论文 3 7 男生1 0 0 0 米与台阶实验的后的即刻心率 对男生实验对象1 0 0 0 米后和台阶实验后的心率测试结果进行相关分析，得出 回归方程和散点图。从图中可以看出，这些点的分布很集中，相关系数接近l ，说 明台阶实验后心率和1 0 0 0 米测试后心率呈线性相关。 书 杀 雾 葛 台阶脉搏 图3 7男子1 0 0 0 米后心率和台阶实验后心率散点图 注：采用h o m o g e n e n yo f v a r i a n c e s 法进行方差齐性检验，p o 0 5 ，方差 齐。其中y 为男子l 0 0 0 米后脉搏，x 为台阶实验后脉搏 3 8 女生8 0 0 米与台阶实验的后的即刻心率 对女生实验对象8 0 0 米后和台阶实验后的心率测试结果进行相关分析，得出 首都体育学院硕j 学位论文 回归方程和散点图。从图中可以看出，这些点的分布很集中，相关系数接近l ，说 明台阶实验后心率和8 0 0 米测试后心率呈线性相关。 书 * 雾 葚 台阶脉搏 图3 8女子8 0 0 米后心率和台阶实验后心率散点图 ( 注：采用h o m o g e n e 时o f 、嘶c e s 法进行方差齐性检验，p o 0 5 ，方差齐。其中y 为女子 8 0 0 米后脉搏，x 为台阶实验后脉搏) 首都体育学院硕十学位论文 4 讨论与分析 4 1 台阶实验和8 0 0 米、1 0 0 0 米测试的心率的相关性分析 心率是反映体内代谢、了解循环系统机能的一个非常重要、简单易行的生理 指标。并且心率测量比较方便，便于现场实时测定，是用来作为评定训练负荷的 强度的理想指标。 在本研究中，男生在两项实验( 台阶实验和1 0 0 0 米) 后的心率分别为1 8 0 4 3 b ，m i n 和1 8 4 3 6 b ，m h 经配对t 检验表明，无显著性差异，p o 0 5 。说明被试男生 在经过台阶实验和1 0 0 0 米的测试后，对循环系统机能的影响效果是相同的，并无 显著性的差异。虽然台阶实验的心率要低于1 0 0 0 米测试的心率，分析认为由以下 两方面原因造成的： 测试中对学生的心理压力不同。压力与情绪能够影响运动前和运动过程中的 心率变化，甚至在运动的前几天，心率已经逐渐加快。这种现象称为身体机能对 比赛的预先动员。赛前心率升高与比赛的重要性直接有关，且与比赛性质也有极 大的关系。这表明，当运动员处于焦虑状态或压力之下时，对心率就有一定的影 响。8 0 0 米和1 0 0 0 米的测试一直就是学生认为困难最大的体育测试项目，从实际 测试后学生的身体反应上也可以反映出这个问题。 所处环境的温度不同。外界温度较高时，机体需要加大皮肤血流量加强散热； 而外界温度较低时，机体又需要加强产热保持体温。这些都需要机体额外增加能 量，并导致心率相应提高。而且，在高温下进行长时间运动时，出汗会导致失水 和血容量减少，引起每搏输出量减少。此时为了维持心输出量，必须加快心率进 行补偿。在本论文的实验条件恰是在室外测试8 0 0 米和1 0 0 0 米，而在室内进行台 阶实验。 在本研究中，。女生组在两项实验( 台阶实验和8 0 0 米) 后的心率分别为 1 7 9 2 5 b ，m - n 和1 8 5 3 4 b ，m i n ，经配对t 检验表明，无显著性差异，p o 0 5 。说明被 试女生在经过台阶实验和8 0 0 米的测试后，对循环系统机能的影响效果是相同的， 并无显著性的差异。从中可以看出，台阶实验测试后的心率要低于8 0 0 米实验后 的心率。其中的原因与血乳酸的分析相同，是受到心理压力和温度的影响。 经统计分析后所得的各组台阶实验和耐力跑心率的相关系数分别为： 男生组，0 9 1 4 ；女生组，o 9 2 2 ： 首都体育学院硕士学位论文 由实验结果我们可以看出，散点图的点十分密集的集中于一条直线上，呈现 出直线趋势。一般地，若两个变量的散点图呈直线趋势，则称这两个变量为直线 相关( 或线性相关) 。若两个变量的散点图呈曲线趋势，则称这两个变量为曲线相 关。由上述可见，具有相关关系的变量间虽然没有确定的函数关系，但通过抽样 观察可以发现它们内在关系( 近似于直线关系或曲线关系) 。如果我们能够确定这 种近似直线( 或曲线) ，就可以了解和掌握相关变量之间的内在联系。本实验中， 台阶实验后和耐力