心率指標(biāo)在大學(xué)生有氧耐久跑訓(xùn)練中的應(yīng)用

房 輝

（南京郵電大學(xué)， 江蘇 南京 210023）

耐力素質(zhì)是指有機(jī)體克服體力活動(dòng)中所產(chǎn)生的疲勞的能力［1］。 耐力素質(zhì)對(duì)個(gè)體的心肺功能有重要影響， 心肺功能是指呼吸系統(tǒng)、 循環(huán)系統(tǒng)和骨骼肌系統(tǒng)在持續(xù)體力活動(dòng)中攝取、 分配和使用氧氣的能力， 心肺功能是一個(gè)強(qiáng)有力的、獨(dú)立的非傳染性疾病和死亡預(yù)測(cè)因素［2］。 長(zhǎng)期以來(lái)， 我國(guó)大學(xué)生的體質(zhì)與健康狀況都不是很理想， 耐力素質(zhì)低下的問(wèn)題尤為顯著， 2014 年全國(guó)學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研結(jié)果顯示，與2010 年相比， 城市男生、 鄉(xiāng)村男生的1000 米跑成績(jī)分別平均下降5.77 秒、 5.48 秒， 鄉(xiāng)村女生的800 米跑成績(jī)平均下降 1.66 秒［3］。 而 2019 年全國(guó)學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研結(jié)果顯示， 全國(guó)學(xué)生的身高、 體重、 胸圍等發(fā)育指標(biāo)持續(xù)向好，肺活量水平全面上升， 在身體柔韌性、 力量、 速度和耐力等方面， 中小學(xué)生出現(xiàn)了好轉(zhuǎn)， 但是大學(xué)生仍然沒(méi)有出現(xiàn)好轉(zhuǎn)［4］。 因此， 切實(shí)提高大學(xué)生的耐力素質(zhì)已刻不容緩。 有氧耐久跑訓(xùn)練已被證明是提升耐力素質(zhì)的有效方法， 而如何科學(xué)地進(jìn)行耐久跑訓(xùn)練不僅關(guān)乎訓(xùn)練的效率性， 還關(guān)乎訓(xùn)練的安全性。 提升耐力素質(zhì)需要堅(jiān)實(shí)的有氧能力基礎(chǔ)，有氧耐久跑訓(xùn)練是構(gòu)建有氧能力基礎(chǔ)的重要方法。 心率是訓(xùn)練中經(jīng)常涉及的指標(biāo)， 借助心率指標(biāo)不僅有助于控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度， 還有助于監(jiān)測(cè)恢復(fù)情況， 由此可以達(dá)到提高訓(xùn)練表現(xiàn)、 減少運(yùn)動(dòng)損傷和避免過(guò)度訓(xùn)練等效果。

1 有氧耐久跑訓(xùn)練的強(qiáng)度層級(jí)劃分與目標(biāo)心率區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

有氧耐久跑訓(xùn)練可以簡(jiǎn)要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)強(qiáng)度層級(jí)； 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練、 中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練和高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練。 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練旨在提升肌肉重復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)的能力， 重點(diǎn)在于提高機(jī)體利用脂肪氧化供能的效率。 中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練旨在提升肌肉在不超過(guò)無(wú)氧閾值強(qiáng)度的情況下以更快的速度重復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)的能力，重點(diǎn)在于提高機(jī)體在減少碳水化合物 （糖原和葡萄糖） 供能的同時(shí)最大限度地利用脂肪氧化供能來(lái)提高機(jī)體對(duì)氧耗的耐受性。 高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練旨在提升肌肉以更快的速度經(jīng)濟(jì)性地重復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)的能力， 運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度往往需要控制在接近無(wú)氧閾值強(qiáng)度的臨界范圍， 重點(diǎn)在于發(fā)展較高節(jié)奏重復(fù)有氧運(yùn)動(dòng)的能力， 增強(qiáng)容忍不斷增加的氧耗和乳酸堆積的能力， 發(fā)展機(jī)體在較高努力水平上優(yōu)化使用氧氣和碳水化合物供能的能力。

耐久跑訓(xùn)練的每一個(gè)強(qiáng)度層級(jí)都需要在一個(gè)特定的目標(biāo)強(qiáng)度范圍內(nèi)才能得到最佳的發(fā)展， 低于目標(biāo)強(qiáng)度范圍的訓(xùn)練將無(wú)法提供該訓(xùn)練目標(biāo)所需的刺激， 而超過(guò)目標(biāo)強(qiáng)度范圍的訓(xùn)練將會(huì)導(dǎo)致適應(yīng)不良， 如增加受傷的風(fēng)險(xiǎn)、 過(guò)早達(dá)到峰值或?qū)е逻^(guò)度訓(xùn)練。 而目標(biāo)強(qiáng)度范圍的控制可以借助心率指標(biāo)來(lái)確定， 心率指標(biāo)是監(jiān)控運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度最簡(jiǎn)單和最有效的方法。 一般情況下， 可以用最大心率 （Maximum Heart Rate;MHR） 值的百分比來(lái)表征運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度， 目標(biāo)強(qiáng)度范圍由此可以轉(zhuǎn)換為目標(biāo)心率區(qū)間［5］。 耐久跑訓(xùn)練的強(qiáng)度層級(jí)與目標(biāo)心率區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系大致為： 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練（＜60%MHR）， 中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練 （60%~75%MHR），高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練 （75%~85%MHR）。 運(yùn)用心率指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)在于監(jiān)測(cè)方便， 而從目標(biāo)心率區(qū)間也可以簡(jiǎn)便地判斷出耐久跑訓(xùn)練時(shí)的努力水平、 速度、 主要能量來(lái)源和能量系統(tǒng)等 （見(jiàn)表 1）。 實(shí)際上， 最大攝氧量 （VO2max） 水平最能反映大學(xué)生的耐力素質(zhì)， 運(yùn)用最大攝氧量的百分比來(lái)設(shè)定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度則更為精準(zhǔn)。 原因在于， 心率只是衡量心血管系統(tǒng)分配氧氣時(shí)的狀態(tài)特征， 而最大攝氧量則衡量了包括心血管系統(tǒng)、 呼吸系統(tǒng)以及骨骼肌系統(tǒng)使用氧氣時(shí)的狀態(tài)特征。 在有氧運(yùn)動(dòng)中， 心率和攝氧量都會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加而增加， 然而這兩個(gè)變量的反應(yīng)模式是不同的。 一般情況下， 心率會(huì)在運(yùn)動(dòng)初期急劇攀升， 但隨著運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度穩(wěn)定的前提下， 心率會(huì)趨向穩(wěn)定甚至?xí)霈F(xiàn)下降， 而最大攝氧量在運(yùn)動(dòng)初期上升緩慢， 但隨著運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行， 在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度穩(wěn)定的前提下， 最大攝氧量依然會(huì)緩慢上升直至趨向穩(wěn)定。 盡管心率和最大攝氧量都會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加而增加， 但它們的反應(yīng)并不完全是線性的， 例如，在較低的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下， 兩個(gè)變量都以類(lèi)似的方式 （線性）增加， 但在較高的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下， 心率反應(yīng)趨于平緩， 而最大攝氧量反應(yīng)則繼續(xù)攀升。 最大攝氧量的測(cè)量需要精密儀器的協(xié)助， 這在普通高校的體育教學(xué)中是很難操作的， 但實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)總結(jié)了運(yùn)動(dòng)中心率與最大攝氧量的基本對(duì)應(yīng)關(guān)系， 這為使用心率指標(biāo)來(lái)表征運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度創(chuàng)造了更好的理由 （見(jiàn)表2）。 因此， 借助心率指標(biāo)非常有助于體育教師對(duì)大學(xué)生的耐久跑訓(xùn)練進(jìn)行有效指導(dǎo)。

表1 有氧耐久跑訓(xùn)練的強(qiáng)度層級(jí)劃分與目標(biāo)心率區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

表2 心率與最大攝氧量表征運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的基本對(duì)應(yīng)關(guān)系

2 最大心率的確定

雖然可以通過(guò)控制心率區(qū)間來(lái)控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度范圍， 但心率區(qū)間的控制效度如何， 關(guān)鍵取決于最大心率的準(zhǔn)確確定。 準(zhǔn)確計(jì)算大學(xué)生個(gè)體的最大心率， 是提高耐久跑訓(xùn)練針對(duì)性、 科學(xué)性、 有效性和安全性的前提。 但和最大攝氧量的計(jì)算一樣， 最大心率的計(jì)算也會(huì)遇到技術(shù)難題。 在科學(xué)研究領(lǐng)域， 已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一些簡(jiǎn)易預(yù)估最大心率的公式， 例如MHR=220-年齡； MHR=210- （0.5×年齡）； 男性 MHR=202-（0.55×年齡）； 女性 MHR=216- （1.09×年齡）［5］。 可以看出， 不同的公式在預(yù)估最大心率方面還是有不少誤差的， 而幸運(yùn)的是， 有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， 有氧耐久跑中的最大心率很接近公式 MHR=220-年齡的預(yù)估值， 誤差大致為±10-12 次［5］。但由于個(gè)體差異的存在， 最大心率的預(yù)估值與實(shí)際值肯定會(huì)存在誤差， 為了能夠更為準(zhǔn)確地預(yù)估大學(xué)生個(gè)體的最大心率， 有科學(xué)研究者開(kāi)發(fā)一個(gè)基于場(chǎng)地的跑步實(shí)驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)程序?yàn)椋?跑步者在400m 跑道上慢跑2 圈熱身， 然后盡全力跑完 1 圈， 步行間歇 2min， 然后盡全力再跑完 1 圈， 步行間歇2min， 然后盡全力再跑完1 圈， 最后記錄的心率值將是最大心率的一個(gè)非常好的參考值［5］。 體育教師在計(jì)算大學(xué)生個(gè)體的最大心率時(shí)， 如果為了安全或便捷而采取保守的策略， 可以直接借鑒MHR=220-年齡這個(gè)公式來(lái)預(yù)估， 但如果需要更加準(zhǔn)確地區(qū)分大學(xué)生個(gè)體的最大心率， 則可以采取上述實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行預(yù)估。 此外， 體育教師也可以借助大學(xué)生的主觀感受來(lái)協(xié)助判斷， 例如可以讓大學(xué)生進(jìn)行對(duì)應(yīng)自覺(jué)疲勞程度量表 （Rating of Perceived Exertion； RPE） 中10 級(jí)強(qiáng)度的跑步測(cè)試來(lái)預(yù)估其最大心率。

3 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練

低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練是構(gòu)建有氧耐力基礎(chǔ)的前提，低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練要求大學(xué)生進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的不間斷跑步， 從而降低體脂、 控制體重、 促進(jìn)心血管的適應(yīng)性。 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練對(duì)于大學(xué)生而言應(yīng)該是非常輕松的，只需付出較少的努力即可完成， 大學(xué)生在低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練中是可以保持輕松交談甚至可以唱歌的。 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練的重點(diǎn)在于時(shí)間 （不少于20min） 而非速度和距離， 對(duì)于體能水平較差的學(xué)生， 允許以跑走結(jié)合的方式來(lái)完成， 但最好的方式還是采取持續(xù)性的、 穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)時(shí)間慢跑。 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練一般不會(huì)給大學(xué)生的機(jī)體帶來(lái)較大的沖擊， 神經(jīng)疲勞和肌肉酸痛的現(xiàn)象基本不易出現(xiàn)。因此， 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練每周可以安排較多次數(shù)， 每次時(shí)間控制在20-40min 為宜。 低強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練的最大障礙在于， 大學(xué)生可能會(huì)對(duì)這種持續(xù)低強(qiáng)度的慢跑形式感到枯燥乏味， 因此需要體育教師運(yùn)用一些方式方法來(lái)調(diào)動(dòng)大學(xué)生的積極性， 例如規(guī)劃新穎的跑步路線， 允許大學(xué)生結(jié)對(duì)跑、 聽(tīng)著音樂(lè)跑等等。

4 中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練

中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練是構(gòu)建有氧耐力基礎(chǔ)的關(guān)鍵，中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練要求大學(xué)生進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的不間斷跑步， 從而提高心血管的適應(yīng)性和優(yōu)化脂肪供能的效率。中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練對(duì)于大學(xué)生而言應(yīng)該是輕松的，只需付出適度水平的努力即可完成， 大學(xué)生在中等強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練中是可以保持交談的。 除了采取持續(xù)性的、穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)時(shí)間跑步外， 對(duì)于有氧耐力基礎(chǔ)較好的大學(xué)生，體育教師可以采取一種被稱(chēng)為 “心率法特萊克” 的有氧耐久跑訓(xùn)練方法， 即在跑步過(guò)程中打破穩(wěn)態(tài)， 通過(guò)變速跑的變化， 讓有氧耐久跑的速度有快有慢， 快時(shí)將心率提升至接近75%MHR， 慢時(shí)將心率降至接近60%MHR。 構(gòu)建有氧耐力基礎(chǔ)通常需要2~3 個(gè)月的時(shí)間， 在此期間， 體育教師需要特別注意是每周跑量的增幅控制， 一般情況下， 每周跑量的增幅最好不要超過(guò)上周跑量的10~15%［5］， 而每周的訓(xùn)練頻次也應(yīng)有控制， 開(kāi)始時(shí)一周安排2~3 次訓(xùn)練就足夠，隨著大學(xué)生有氧耐力水平的提高， 可以逐步提升至一周安排4~5 次訓(xùn)練， 但需要控制好訓(xùn)練和休息的間歇安排。

5 高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練

高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練是提升大學(xué)生有氧耐力跑水平的關(guān)鍵， 高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練需要接近無(wú)氧閾值的強(qiáng)度刺激 （75%~85%MHR）， 這個(gè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度要求大學(xué)生進(jìn)行較快速度的有氧耐久跑， 這對(duì)機(jī)體的耐受力和肌肉的強(qiáng)壯度提出了較高的要求。 高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練對(duì)于大學(xué)生而言具有一定的挑戰(zhàn)性， 大學(xué)生在高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練中仍然可以交談， 但往往只能以詞匯短語(yǔ)的方式而非整段句子的方式進(jìn)行交談， 因?yàn)榇藦?qiáng)度層級(jí)的有氧耐久跑訓(xùn)練需要大學(xué)生加快呼吸頻率以保障氧氣的供應(yīng)和二氧化碳的排出。體育教師在指導(dǎo)大學(xué)生進(jìn)行高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練時(shí)， 要特別強(qiáng)調(diào)呼吸系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的配合， 同時(shí)還需要注意增加一些肌肉力量訓(xùn)練［6］。 此階段的訓(xùn)練通常也需要 2~3 個(gè)月， 每周訓(xùn)練一般安排3 次， 每次訓(xùn)練的時(shí)間最好不少于30min。 在具體方法選擇方面， “心率法特萊克” 的有氧耐久跑方法在此階段可以繼續(xù)運(yùn)用， 而更為常用的方法是間歇訓(xùn)練法， 在運(yùn)用間歇訓(xùn)練法時(shí)， 可以組合多種間歇方案，例如3000m 的高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練， 可以劃分為 3 個(gè)1000m 的間歇跑或5 個(gè)600m 的間歇跑等。 高強(qiáng)度有氧耐久跑訓(xùn)練可以采取持續(xù)跑的方式進(jìn)行訓(xùn)練， 也可以采用間歇跑的方式進(jìn)行訓(xùn)練， 持續(xù)跑的方式更適合體能水平不高的大學(xué)生， 而間歇跑的方式更適合體能水平較高的大學(xué)生。

6 靜息心率的應(yīng)用

相對(duì)于最大心率、 運(yùn)動(dòng)中實(shí)時(shí)心率測(cè)量的困難， 測(cè)量靜息心率是相對(duì)容易操作的， 而且靜息心率一般會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定， 并較少受到年齡因素的影響。 靜息心率是指人體在完全靜止?fàn)顟B(tài)下的心率， 通常在晨起后幾分鐘、 尚未起身活動(dòng)時(shí)測(cè)量比較準(zhǔn)確， 正常的靜態(tài)心率范圍應(yīng)在 50-90 次/分鐘 （bpm）［7］。 測(cè)量靜息心率的意義在于，它可以反映大學(xué)生的體能水平和恢復(fù)狀況。 一般情況下，較低的靜息心率與較好的體能水平相對(duì)應(yīng)， 通過(guò)系統(tǒng)的有氧耐久跑訓(xùn)練， 大學(xué)生的靜息心率應(yīng)該會(huì)呈現(xiàn)出逐步降低的趨勢(shì)， 因?yàn)樾募∧芰Φ玫皆鰪?qiáng)、 每搏輸出量得到增加，因此靜息心率也是反映有氧耐久跑訓(xùn)練成效的一個(gè)參考指標(biāo)。 靜息心率的變化也與有氧耐久跑訓(xùn)練后的恢復(fù)狀況有關(guān)， 在有氧耐久跑訓(xùn)練后出現(xiàn)靜息心率的些許升高屬于正?，F(xiàn)象， 因?yàn)闄C(jī)體正在努力修復(fù)受損的組織， 但如果靜息心率升高的幅度超過(guò)了正常范圍 （增加8~10 次以上） 且連續(xù)幾天都出現(xiàn)升高的趨勢(shì)， 則意味著需要增加休息、 補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)， 以避免過(guò)度訓(xùn)練。 需要注意的是， 過(guò)高的溫度、 過(guò)大的壓力以及不規(guī)律的睡眠等情況也會(huì)極大地影響靜息心率。 因此， 當(dāng)運(yùn)用靜息心率來(lái)監(jiān)測(cè)恢復(fù)狀況以支持有氧耐久跑訓(xùn)練計(jì)劃的實(shí)施時(shí)， 要考慮此類(lèi)因素的影響。 體育教師要教授大學(xué)生如何準(zhǔn)確地測(cè)量自己的靜息心率， 并鼓勵(lì)他們?cè)敿?xì)記錄靜息心率的變化趨勢(shì)， 以便體育教師更好地規(guī)劃和調(diào)整有氧耐久跑訓(xùn)練計(jì)劃。

7 結(jié)語(yǔ)

在促進(jìn)大學(xué)生耐力素質(zhì)提升方面， 有氧耐久跑訓(xùn)練是簡(jiǎn)單易行且效果顯著的方法。 應(yīng)用心率指標(biāo)、 參照心率區(qū)間有助于區(qū)分不同強(qiáng)度的有氧耐久跑訓(xùn)練， 這為有氧耐久跑訓(xùn)練的針對(duì)性、 科學(xué)性、 有效性和安全性提供了保障。最大心率的確定對(duì)目標(biāo)心率區(qū)間的確定有重大影響， 靜息心率的確定則對(duì)監(jiān)測(cè)恢復(fù)狀況有重要意義， 因此體育教師需要采取多種方法來(lái)盡可能準(zhǔn)確地予以確定。