体育课中不同身体练习方式对高中生体成分影响的实验研究

贺 静，孙有平，季 浏



体育课中不同身体练习方式对高中生体成分影响的实验研究

贺 静1,2，孙有平1,2，季 浏1,2

目的：探讨体育课中不同身体练习方式对高二学生体成分的影响。方法：以上海市某中学3个班级94名高二学生为实验对象，分为力量组(男13人，女18人)、耐力组(男14人，女18人)及力量与耐力组合组(组合组，男14人，女17人)，另选31名高二学生作为常规体育课对照组(男14人，女17人)。分别进行18周相同运动强度的力量、耐力、力量与耐力组合练习及常规体育课，组合组采用力量组和耐力组的练习方法，只是力量与耐力练习的次数相应减少，运动强度与力量组、耐力组及对照组相同。结果： 1)力量组学生的体重、BMI、体脂肪量、去脂体重、肌肉量非常显著性增加(P<0.01)，体脂肪率显著增加(P<0.05)；2)耐力组受试者的体成分各项指标在实验前后呈非常显著性下降(P<0.01)；3)组合组受试者的体脂肪量、体脂肪率、肌肉含量非常显著性下降(P<0.01)，去脂体重显著增长(P<0.05)；4)对照组受试者的体脂肪率在实验前后显著下降(P<0.01)。结论：1)力量练习可以有效地增加高二学生的体重、BMI、去脂体重、肌肉量；2)耐力练习对降低高二学生体重、BMI、脂肪量、体脂肪率、肌肉量有显著的作用；3)力量与耐力组合练习可以有效地降低高二学生的体脂肪量、体脂肪率、肌肉量，增加其去脂体重；4)力量与耐力组合练习的效果并不是简单的力量练习和耐力练习效果的叠加，提示在日常的体育课中为维持高二学生健康，应考虑合理安排力量练习和耐力练习。

体育课；身体练习；体成分；力量练习；耐力练习

前言

体成分是青少年体质健康的物质条件，拥有正常范围内的体成分对于青少年的生长发育具有重要作用。研究证明，体成分异常导致心肺功能下降以及呼吸调节功能紊乱[11，2]。理论上认为，防止体成分异常的方式主要是通过运动锻炼和控制饮食，使机体能量的摄入和消耗处于相对平衡状态，进而防止体重过高或过低、BMI和体脂肪率处于正常范围，有效促进机体健康。已有实验研究证明，耐力运动对于肥胖青少年的体脂肪消耗、降低体脂肪率具有显著性的促进作用；力量练习可以显著性提高肥胖青少年的肌肉量和肌肉力量。但是，上述练习对普通学生体成分存在何种影响，却没有实验研究证明。此外，相关理论研究表明，组合练习对体成分的影响比单纯性练习效果好[7]，但是这一结果并没有相关实验研究验证。基于以上研究现状，本研究通过对上海市某中学高二年级4个班分别进行18周的力量练习、耐力练习、力量与耐力组合练习及常规体育课，利用电阻抗测定技术，对上海市某中学高二学生各实验组别间体成分进行测试，检测体成分在实验前后的变化，分析力量练习、耐力练习以及力量耐力组合练习分别对体成分的影响，进而找到促进我国青少年体质健康的有效课堂练习方式。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取上海市某中学高二学生125人(男55人，女70人，17±1岁)。以班级为单位分为4个组别，分别为力量组(男13人，女18人)、耐力组(男14人，女18人)力量与耐力组合组(男14人，女17人)及对照组(男14人，女17人)，所选的实验对象均无运动等级，为普通高中生，具体分组情况如表1所示。由于受试者体成分在生长发育后期存在性别差异[3]，因此,在本研究中将男、女生体成分的变化进行独立研究。另外，对各组实验前身高、体重、身体质量指数(Body Mass Index，以下简称BMI)、体脂肪率、去脂体重、肌肉量、蛋白质量及体水分量进行同质性检验，结果显示，各变量服从正态分布且各组间具有同质性(P>0.05)。

1.2 研究方法

1.2.1 问卷调查法

为了随时了解学生对所进行的训练内容产生的适应或反应，本文根据上海市某中学高二年级学期教学进度的安排、高二学生自身的实际情况以及相关场地器材的限制，制作了《高二年级学生体育锻炼调查问卷》在实验前、后发放并收回，该问卷包括身体健康水平、药物摄入、饮食习惯、参与课外体育锻炼、日常交通工具以及作息时间6部分，由此了解学生在体育课外的基本情况，排除因身体健康状况、摄入药物、饮食、参与课外体育锻炼以及作息习惯而造成的影响；在实验前后发放，以此来了解学生在日常学习生活中的基本情况，以及体质健康的动态变化。在实验前、中、后发放问卷393份，收回有效问卷393份，回收率100%。

同时，在每次体育课后都让学生填写《高二年级学生体育锻炼卡》并收回，由此了解学生对每次课运动负荷的主观感受、日常生活习惯、以及参与运动的情况，及时的进行针对性的理论指导，引导其保持一个健康的生活习惯。未将摄入药物、经常摄入高能量事物、长期参加课外体育活动的学生纳入本实验。

1.2.2 实验法

1.实验地点：上海市某中学

2.试验时间：18周

本研究的实验室环境为高二年级日常体育课，所以干预时间由学期教学计划确定为18周，每周3次，每次20 min。

3.测试仪器：韩国BODYPASS(ioi353)体成分测试仪。

体成分测试仪采用生物电阻抗技术(BIA)、利用接触电极和多频方法对人体进行节段分析。测量项目：体重、BMI、去脂体重、标准体重、体脂肪率、身体年龄、蛋白质、体水分量、体型判定。

(4)练习内容

本实验设有3个运动干预实验组(耐力组、力量组、组合组)，1个常规体育课对照组(对照组)。在体育课的基本部分，实验组进行对应的运动干预内容，对照组按照正常教学进度上课，不采取任何额外的运动干预。实验组运动干预内容的选择结合了《国家学生体质健康标准》以及该中学高二年级的学期教学计划，并咨询10名体育教师，最后确定本研究实验组的运动干预内容。整个实验分为两个阶段，即预实验阶段和正式实验阶段，在预实验阶段根据实验对象对运动干预的适应，测试出达到运动强度要求的心率，进而在正式实验阶段利用心率来控制运动的强度。预实验处于学生体质测试阶段，在课堂上的运动干预内容依据《国家学生体质健康标准》的内容进行选择性练习。正式实验阶段的运动干预内容依据该中学的学期教学计划安排进行，即选择与本课所教授基本内容相关的练习方式。

表 1 本实验受试者基本情况一览表

Table 1 Basic Information of Subject (n=125)

力量组耐力组组合组对照组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体重(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体脂肪量(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体脂肪率(%)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去脂体重(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个组别在课的开始部分、准备部分以及结束部分所安排的内容相同，在课的基本部分中教材内容教授完之后，结合所教授教材内容的项目特点进行针对性的运动干预，所有运动干预实验组别的运动干预时间均控制在20min左右， 运动干预实验组根据实验学校的教学计划以及学生的实际情况安排如下：

结合学校实际情况，运动频率为每周3次，每次20 min。各组别干预内容安排如下，力量组：俯卧撑、斜身引体向上(女)、引体向上(男)、仰卧起坐、俯卧两头起、负重跑、单(双)脚跳等练习方法；耐力组：健身操、“莱格尔跑”、中长跑等内容；力量与耐力组合组(组合组)：组合组中的练习内容按力量练习和耐力练习1∶1的时间比例进行练习；各组别所列出的内容均是本实验研究过程中采取的干预内容总和，并非每一节课必须完成所有内容，研究者根据教学进度、教学内容、天气、 学生情况进行针对性的选择，在实验过程中，各组别每次课的运动强度、运动时间均保持一致，研究证明，运动中靶心率适宜范围为65%～85% HRmax[4],被试运动中心率控制在132～172次/min之间。

(5)测试指标和方法

实验前、后测试受试者空腹状态时的体成分，即体重、BMI、体脂肪量、体脂肪率、去脂体重、肌肉量。

测试严格按照体成分测试仪的要求进行，被试在空腹或者是餐后两个小时进行测试。在测试当中，为了避免因测试人员的操作失误而造成的误差，在前后测试中，每一位实验对象测试连续两次，在输入软件之后取两次测试的平均值，并对无效数据进行重测，重测之后将异常数据删除。1.2.3 数理统计法

2 研究结果与分析

2.1 不同身体练习对高二学生体重、BMI的影响

实验结果显示：力量组男、女生的体重和BMI在实验后均显著增加(P<0.05)；相反，耐力组男、女生的体重和BMI较实验前显著性下降(P<0.05)；与对照组比，力量组与耐力组男、女生体重及BMI值的变化量较对照组存在非常显著性差异(P<0.05)，组合组男、女生的体重、BMI与对照组呈显著性差异(P<0.05)。根据数据处理结果，提示体育课中的力量练习可以有效地增加高二学生的体重和BMI，耐力练习可以有效的降低高二学生的体重和BMI，力量与耐力组合练习以及常规的体育课对高二学生的体重、BMI 无显著性影响。高二学生的身高处于相对稳定状态，所以，各组别学生BMI的变化主要是由体重变化引起的，已有研究证明，力量练习可以有效地增加骨骼肌的纤维类型、大小和面积[18,21,25]，本研究的结果与国内外相关实验研究的结果一致。

2.2 不同身体练习对高二学生体脂肪量、体脂率、去脂体重的影响

在实验前后，力量组和耐力组男、女生的体脂肪变化量、体脂率变化量、去脂体重变化量与对照组存在显著性差异(P<0.05)；组合组男生的体脂肪变化量、体脂肪率变化量与对照组存在显著性差异(P<0.05)。

表 2 高二男、女生体重、BMI实验前、后的变化一览表

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

男生(n=55)女生(n=70)体重(kg)BMI(kg/m2)体重(kg)BMI(kg/m2)力量组前测55.0±11.819.8±3.449.8±4.3518.5±2.3后测64.9±10.3**21.5±2.9**54.9±3.5**20.3±2.1**耐力组前测63.4±9.321.3±2.651.8±6.219.5±2.5后测57.9±6.3**19.4±1.7**47.8±4.2**17.9±1.6**组合组前测66.3±9.721.8±3.150.6±7.218.9±2.5后测66.0±9.321.8±2.950.8±5.319.0±1.57对照组前测65.3±11.521.6±4.654.1±9.819.6±3.1后测63.5±9.821.1±3.354.5±9.819.7±3.1

注：*表示实验前、后具有显著性差异， **P<0.01非常显著性差异，*P<0.05显著性差异。下同。

注：*表示实验组变化值与对照组变化值具有显著性差异， **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)体脂肪量(kg)体脂肪率(%)去脂体重(kg)体脂肪量(kg)体脂肪率(%)去脂体重(kg)力量组前测8.5±6.813.0±7.951.4±6.510.6±3.121.0±4.839.2±2.2后测9.9±4.414.9±4.554.9±6.8**11.9±2.0**21.8±3.442.9±3.4**耐力组前测10.7±4.116.6±4.952.7±6.911.9±3.522.7±4.539.8±3.6后测7.6±2.7**13.0±3.9**50.2±5.0**9.1±2.4**18.8±3.9**38.8±3.0组合组前测11.4±5.416.5±5.954.9±5.110.8±4.020.7±4.939.8±3.6后测9.5±3.4*14.0±3.5**55.6±6.7*8.9±2.4**17.5±3.8**41.8±4.4**对照组前测11.2±7.316.0±6.854.1±4.912.4±5.722.0±6.141.6±4.5后测9.5±4.714.4±4.7**54.8±5.411.7±5.620.65±5.9**42.7±4.8

力量组受试者的体脂肪含量和体脂肪率不减反增，在力量练习时脂肪组织中的血流量降低，进而影响了脂肪酸的转运，减少了长链脂肪酸进入线粒体的数量，这一生理性反应也会对运动时脂肪的动员和氧化利用产生一定的影响[6,22]。亦有研究表明，对于低体重的人群来讲，力量练习亦可以增加其脂肪的生成[5]。耐力组受试者脂肪含量和体脂率显著下降，耐力练习时机体能量需求较小、氧供应充足、慢肌纤维募集、脂肪氧化供能能力增强[14]，此时游离脂肪酸是机体的主要能量来源。已有研究表明，在长时间的耐力练习中，随着ATP的大量消耗，AMP/ATP的比率和细胞内自由钙离子逐渐增加。AMP/ATP的比率升高增加了AMP结合AMPK的数量，从而降低体脂肪含量[7,12]。组合组与耐力组被试的体脂肪量、体脂肪率显著性下降，提示同时进行力量与耐力组合练习时，组合组体脂肪量的变化并不是力量练习和耐力练习效果的简单叠加，即耐力练习对体脂肪的消耗作用并没有受到力量练习的影响[10]。对照组男、女生体重、体脂肪含量在实验前后均无显著性变化，而对照组男、女生的体脂率均呈非常显著性下降(P<0.01)，对照组男生的体重在实验前后略有减少，女生的体重略有增加，与此同时男生、女生的体脂肪含量在实验前后均有所减少，从而造成体脂率下降。提示严格按照体育课要求进行授课，可以有效降低学生的体脂率，进而减少肥胖的发生率。

由上图可知，组合组被试的去脂体重无显著性增加、力量组被试的去脂体重显著性增加、耐力组被试的去脂体重显著性减少，提示力量练习可以有效增加去脂体重，耐力练习有效降低去脂体重，同时进行力量与耐力练习对去脂体重影响效果不显著，其原因仍需后期的进一步探索。

2.3 不同身体练习对高二学生肌肉量的影响

由表4可知，力量组男生的肌肉量显著性增加(P<0.01)，耐力组和组合组男、女生的肌肉量均成显著性下降(P<0.05)，对照组男、女的肌肉量在实验前后无显著性变化(P>0.05)；与此同时，组合组男、女生的肌肉量的变化值与对照组无显著性差异(P>0.05)。

表 4 高二学生肌肉量变化一览表

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

力量组耐力组组合组对照组前测后测前测后测前测后测前测后测男(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

力量组肌肉量显著增长，长期进行力量练习可以增加机体中蛋白质的合成速率，进而增加肌肉量[19,23][7]。亦有研究从形态学以及运动生化的指标证明，力量练习可以使肌肉出现代偿性肥大，同时伴随着湿重增加[7,8]，进而增加肌肉量[26,28]。耐力组被试的肌肉量显著性下降，提示耐力训练可以降低肌肉量的增加，因为耐力练习会导致蛋白质合成速率降低[15,16]或耐力训练会使肌纤维的横面积减小[16,17]。

组合组的力量与耐力练习分别是力量组和耐力组运动量的1/2，如果同时进行力量与耐力练习时两种练习方式互不干扰，组合组的肌肉量在实验前后的变化应是力量组的1/2，但组合组被试的肌肉量在实验前后均呈显著性下降趋势，由此可以证明，同时进行力量与耐力练习时，对于肌肉量的影响并不是简单的叠加，而是存在一定的交互作用，即力量练习的效果因受到耐力练习的影响而减弱。这可能是因为，耐力练习导致的疲劳会影响力量练习的质量，即影响了蛋白质的合成，进而影响肌肉量的增加[17]。陈涛等人通过对力量练习与耐力练习的生理学基础进行分析，从运动人体科学的角度推测出同时进行力量与耐力练习时，力量练习的效果会受到影响[1]，鲜有文献表明，力量练习可以对耐力练习产生一定的影响[24]，多是从生理生化的角度分析耐力练习对力量练习效果的影响。仅对本实验来讲，同时进行力量与耐力练习时，耐力练习对体脂肪量的降低效果没有受到力量练习的影响，但是力量练习对肌肉量的增加效果却受到耐力练习的抑制。

综上所述，组合组受试者的脂肪量、体脂肪率的变化量与耐力组相差无几，由此可以证明，进行力量和耐力组合练习时，耐力练习对脂肪的消耗的功能并没有受到力量练习的影响，甚至存在一定的促进作用。组合组男女生的去脂体重在实验前后呈显著性增加，而耐力组去脂体重显著性下降，产生该结果的原因为力量练习可以有效的增加骨密度和骨量[9,20,27]。与此同时力量组的肌肉量在实验前后显著性增加，耐力组与组合组的肌肉量在实验前后呈下降趋势，由此可以说明，同时进行力量与耐力组合练习时，肌肉的生成受到影响，即力量练习对机体产生的生理性效应受到耐力练习所干扰，这或许耐力练习会使肌纤维的横面积下降[10,13]，即同时进行力量与耐力练习时，力量练习的效果会受到耐力练习的影响[1]，耐力练习的效果确实没有受到力量练习的影响。力量与耐力组合练习的效果并不是简单的力量和耐力练习效果的叠加，提示在日常的体育课中为维持高二学生健康，应考虑合理安排力量练习和耐力练习。

3 结论

1.力量练习可以有效地增加高二学生的体重、BMI、去脂体重、肌肉量。

2.耐力练习对降低高二学生体重、BMI、脂肪量、体脂肪率、肌肉量具有显著的作用。

3.力量与耐力组合练习可以有效地降低高二学生的体脂肪量、体脂肪率、肌肉量，增加其去脂体重。

4.力量与耐力组合练习对高二学生体成分的影响效果并不是简单的力量和耐力练习效果的叠加，而是存在一定的交互作用，提示在日常的体育课中为维持高二学生健康应考虑合理安排力量练习和耐力练习。

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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

上海高校创新能力提升计划竞争性引导项目(4489-1400)；“青少年健康评价与运动干预教育部重点实验室”建设项目(40500-541235-14203/004)。

贺静(1985-)，女，山东济宁人，在读博士研究生，研究方向为运动训练与体质测评，E-mail：825271663@qq.com；孙有平(1959-)，男，江西丰城人，教授，博士研究生导师，研究方向为青少年体质测评，田径运动训练理论与实践、田径课程与教学，E-mail：sunyouping@163.com;季浏(1961-)，男，江苏泰兴人，长江学者，教授，博士研究生导师，研究方向为青少年体质健康评价、体育课程与教学、体育心理。

1.华东师范大学 体育与健康学院，上海 200241；2.华东师范大学 青少年健康评价与运动干预教育部重点实验室，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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