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20米折返跑与12分钟跑对于评价大学生 有氧工作能力的比较研究

时间:2012-08-24

20米折返跑与12分钟跑对于评价大学生

有氧工作能力的比较研究

 刘杨1,张一民2

(1金沙4399js网站社会体育系,北京 100075;

2 北京体育大学教学实验中心,北京 100084)

摘  要:本研究随机抽取19-22岁在校学生100名采用实验室直接测试的测量结果为效标,在充分比较两种种间接测量方法(12min跑、20M折返跑)推算最大摄氧量结果间差异的基础上,对两种最大摄氧量间接测试法的准确性进行评估,从而为大范围推进大学生体质健康评价提供理论依据。研究结果表明,20M折返跑的推算结果更为科学、有效,适合群体测试的需要。

关键词:有氧工作能力;大学生;20M折返跑;12min跑

 

前言

大学生是金沙4399js网站国未来的栋梁,是未来国家发展必须依赖的高素质人才。因此,大学生的身体素质受到国家、社会和学校的重视。有氧工作能力是综合反映机体素质的重要方面。具备良好的有氧工作能力,能够有效防止多种急慢性疾病的发生,降低患病风险。[1]

最大摄氧量(VO2max)集中反映了个体的心肺功能,肌肉类型,血液携带、运输氧的能力和组织吸收、利用氧的能力,它能够综合、客观地反映个体的体质状况。[2] 12min跑作为一种场地测试法,要求受试者在田径跑道,完成12分钟的匀速跑动。测试要求受试者尽自己的最大努力完成尽可能远的跑动距离。测试结束后,由测试人员记录受试者的跑动距离,然后代入公式,推算最大摄氧量。[3]20M折返跑其方法为:让受试者在长度为20米的跑道上做折返运动,受试者的步频受到间隔双音的控制,随着节奏逐渐加快,受试者的运动负荷不断增加。在运动结束的即刻,记录受试者的跑动级别和跑动回合,从而推算其最大摄氧量。[4]目前比较成熟的方案有应用于网球运动员的beep-test,主要是评价网球运动员的心血管机能。

本研究在充分了解学生心肺功能特点和体质特征的基础上,重点探索最大摄氧量的年龄和性别差异以及变化规律,从而为以后建立适合大学生群体的最大摄氧量测量和评价方法提供理论依据和数据支持。

 

研究对象与方法

2.1  研究对象本研究采取随机抽样的方法,随机抽取19-22岁在校学生100名(无运动经历),其中男女各50名。受试人员在测试之前均进行了简单的体格检查,通过运动安全问卷(par-q问卷)的筛查可知受试人员均无运动系统疾病和心脑血管疾病,体格健康。具体情况见表1:

 

表1 样本基本情况(Mean±SD)

性别

N

身高(cm)

体重(kg)

年龄

50

170.4±7.6

59.9±9.1

19.6±1.0

50

165.1±4.8

55.2±7.2

19.3±0.8

 

 

2.2  研究方法

2.2.1  实验法

对研究对象进行实地的最大摄氧量测试,对同一受试者分别采用直接测试法和间接测试法。在直接测试法中,用跑台测试作为效标方案,采集受试者的最大摄氧量、心率、RPE指数等重要指标。在间接测试法中,分别采用20M折返跑和12分钟跑,采集同一受试者在不同测试方案下的最大摄氧量数值及相关参数。

在比较研究的测试过程中,依据课程安排,把课余时间相近的同学分为一组,共分为10组,首先进行实验室跑台测试,此后依次完成20M折返跑,12min跑和台阶试验,每种测试均在饭后2-2.5小时后进行,相邻两项测试间隔24-48小时。

2.2.2  数理统计法

通过spss13.0统计分析软件,对所采集的数据进行整理分析,为试验结果的产生提供数据支持。其中测量结果均已平均值±标准差(Mean±SD)表示,采用皮尔逊相关系数分别进行直接测试法与三种间接测试法之间的相关分析。

 

研究结果与分析

3.1  12min跑与跑台VO2max测试法相关性分析

 

表2  12min跑测试指标及推算数据(Mean±SD)

性别

跑动距离

HR

VO2max推算值

绝对值

相对值

2224.0±373.2

192±6

2.4±0.7

45.6±4.5

1913.9±201.2

197±11

1.8±0.3

32.5±4.3

(跑动距离:m,HR:beat/min,绝对值:L/min,相对值:ml/min·kg-1

 

12min跑作为一项最大摄氧量的间接测试方法,最大的难度就是对受试者运动强度的控制。[5]本次试验中男性受试者的跑动距离平均为2224.0±373.2m,结束后即刻心率平均为192±6次/min,女性受试者的跑动距离为1913.9±201.2m,结束后即刻心率为197±11次/min,均大于180次/min。在测试过程中,测试人员在受试者通过起点时告知所用时间,提醒受试者加快跑动速度,同时其他测试人员均匀散布在跑道四周,目的是监控受试者的跑动情况同时给与必要的鼓励,从而保证了测试质量。

 

表3  跑台实测值(相对值)与12min跑推测值(相对值)的相关分析

性别

跑台实测值

(Mean±SD)

12min跑推测值

(Mean±SD)

r

49.95±4.70

45.60±4.50

0.737**

37.30±3.40

32.54±4.30

0.671**

**:p<0.01

 

通过对50名女性受试者最大摄氧量的相对值进行相关分析可知,其相关系数r=0.671,p值小于0.01,二者之间相关具有高度显著性,二者之间拟合程度如下图所示:

图片 1.jpg

图1:12min跑与跑台测量VO2max相关性分析(女)

 

当跑台测量最大摄氧量的相对值为34-42ml/min·kg-1,12min跑推测最大摄氧量的相对值在28-38 ml/min·kg-1这一区间时,二者的拟合程度良好,图中拟合曲线的决定系数为0.45,提示二者间的线性关系不明显。在50名女性受试者中,跑台测量最大摄氧量相对值的平均值为37.30±3.40 ml/min·kg-1,12min跑推算最大摄氧量相对值的平均值为32.54±4.30 ml/min·kg-1,通过配对样本t检验可知,p≤0.01,二者之间差异具有高度显著性。

通过对50名男性受试者最大摄氧量的相对值进行相关分析可知,其相关系数r=0.737,p值小于0.01,二者之间相关具有高度显著性,二者之间拟合程度如下图所示:

图片 2.jpg

图2:12min跑与跑台VO2max测试法相关性分析(男)

 

当跑台测量最大摄氧量的相对值在45-60 ml/min·kg-1,12min跑推测最大摄氧量的相对值在35-50 ml/min·kg-1这一区间时,二者的拟合程度良好,图中拟合曲线的决定系数为0.543,提示二者间存在一定的线性关系。在50名男性受试者中,跑台测量最大摄氧量相对值的平均值49.95±4.70ml/min·kg-1,12min跑推算最大摄氧量相对值的平均值为45.60±4.50 ml/min·kg-1。通过配对样本t检验可知,p≤0.01,二者之间差异具有高度显著性。

从推测结果来看,女性受试者12min跑推算最大摄氧量数值与跑台测量最大摄氧量数值的相关程度最高,相关系数r=0.621,p值小于0.01,提示两者之间的相关具有显著性。经配对样本t检验,两者之间差异具有高度显著性(P≤0.01)。男性受试者12min跑推测最大摄氧量数值与跑台测量最大摄氧量数值的相关程度依然最高,r=0.737,p值小于0.01,两者之间相关具有高度显著性,与前人研究结果一致。[6]差异性检验提示二者之间差异具有高度显著性(P≤0.01)。这一结果表明,12min跑可以用来间接测量最大摄氧量进而评价个体的有氧工作能力。

 

3.2  20米折返跑与跑台VO2max测试法相关性分析

 

表4  20M折返跑测试指标及推算数据(Mean±SD)

性别

MAS

HR

VO2max推算值




绝对值

相对值

11.16±1.07

196±8

2.96±0.40

45.23±4.34

10.24±0.44

189±6

1.80±0.24

32.84±2.84

(MAS:Km/h,HR:beat/min,绝对值:L/min,相对值:ml/min·kg-1)

 

20M折返跑作为一项评价机体有氧工作能力的测试,其信度和效度已得到普遍认证,在本研究中,男性受试者通过20M折返跑推算最大摄氧量相对值与跑台测量最大摄氧量相对值的相关系数r=0.713,p值小于0.01;对女性受试者而言,两者的相关系数为0.615,p值小于0.01,表明两种测量结果之间的相关具有显著性。而在一些国内外相关的研究中,20M折返跑推算最大摄氧量数值与效标之间的相关系数高达0.84,同时相关研究证实,用该方法推算最大摄氧量的效度为0.71-0.93,信度为0.88-0.95,在本研究中只有男性的推算结果与之相近。[7,8]

 

表5  跑台实测值(相对值)与12min跑推测值(相对值)的相关分析

性别

跑台实测值

(Mean±SD)

20M折返跑推测值

(Mean±SD)

r

49.95±4.70

45.23±4.34

0.713**

37.30±3.40

32.84±2.84

0.615**

**:p<0.01

 

通过对50名女性受试者最大摄氧量的相对值进行相关分析可知,其相关系数r=0.615,p值小于0.01,二者之间相关具有高度显著性,二者之间拟合程度如下图所示:

图片 3.jpg

图3:20M折返跑与跑台VO2max测试法相关性分析(女)

 

散点图显示,当跑台测量最大摄氧量相对值为33-40ml/min·kg-1,20M折返跑推测最大摄氧量推测值为30-36 ml/min·kg-1,二者之间的拟合程度较好,图中拟合曲线的决定系数为0.379。提示两组数据间线性关系不明显。在50名女性受试者中,跑台测量最大摄氧量相对值的平均值为37.3±3.40ml/min·kg-1,20M折返跑推算最大摄氧量绝对值的平均值为32.8±2.84ml/min·kg-1,通过配对样本t检验可知,p≤0.01,二者之间差异具有高度显著性。

通过对50名男性受试者最大摄氧量的相对值进行相关分析可知,其相关系数r=0.713,p值小于0.01,二者之间相关具有高度显著性,二者之间拟合程度如下图所示:

图片 4.jpg

图4:20M折返跑与跑台VO2max测试法相关性分析(男)

 

当跑台测量最大摄氧量的相对值在45-60 ml/min·kg-1,20M折返跑推测最大摄氧量的相对值在40-50 ml/min·kg-1这一区间时,二者的拟合程度良好,图中拟合曲线的决定系数为0.509,提示二者间存在一定的线性关系。在50名男性受试者中,跑台测量最大摄氧量相对值的平均值为49.95±4.70ml/min·kg-1,20M折返跑推算最大摄氧量相对值的平均值为45.23±4.34 ml/min·kg-1,通过配对样本t检验可知,p≤0.01,二者之间差异具有高度显著性。

 

3.3  误差分析

 

表6  间接测试法推算结果与效标数据的误差分析


12min

20M折返跑


%

%

%

%

≤5%

10

20

13

26

13

26

20

40

6%-10%

17

34

20

40

13

26

20

40

11%-15%

16

32

15

30

18

36

6

12

16%-20%

7

14

1

2

5

10

2

4

≥20%

0

0

1

2

1

2

2

4

 

对两种间接测量方法所推测的最大摄氧量数值与跑台测试法所测量的最大摄氧量数值进行误差计算和分析发现:通过12min跑推算最大摄氧量产生的误差全部控制在20%以内。其中,误差控制在5%及以内的男生人数为10人,女生人数为13人,分别占全体样本量的20%和26%;误差控制在6%-10%的男生人数为17人,女生人数为20人,分别占全体样本量34%和40%。通过20M折返跑推算最大摄氧量产生的误差控制最为良好。其中,误差控制在5%及以内的男生人数为13人,女生人数为20人,分别占全体样本量的26%和40%,误差大于20%的男生人数为1人,女生人数为2人,分别占全体样本量的2%和4%。

综合两种间接测量方法与跑台测试法进行的相关性分析和配对样本t检验,显而易见,20M折返跑较其他两种间接测量方法更适合测量高校学生的最大摄氧量。[9]

通过上述比较分析,在两种间接测试法中,20M折返跑测试方法简易,指标采集相对简单,测试过程中的质量控制相对轻松,对测试人员的专业要求不高,同时能够满足人群测试的要求。但是在实际测试过程中发现,不同受试对象在同一级别同一回合结束测试的情况下,二者的最大摄氧量推测值为同一数值。

 

结论与建议

 

(1)12min跑的效度在本研究中以得到初步的验证。该方法能够应用于有氧工作能力的测量和评价当中。在测试过程中应重点把握运动负荷和运动强度。

(2)20M折返跑这项测试占用场地小,测试过程简单,设备简易,对测试人员的准也要求不高,测试过程容易掌控。适合用于人群测试,其效度已得到验证。

(3)通过本研究发现,20M折返跑相对12min跑而言,误差控制更为精确,信度较好。更加适合在实际中推广应用。

参考文献:

[1]王安利.运动医学[M].第一版.北京:人民体育出版社.2008.

[2]田野.运动生理学高级教程[M].第一版.北京:高等教育出版社.2003.

[3]Cooper K H.A means of assessimg maximal oxygen intake correlation between field and treadmill testing.JAMA.1968.203(3):201-204.

[4]Leger LA ,Mercier D,Gadoury C.The multistage 20 metre shuttle run test for aerobic fitness [J]J Sports Sci,1988 (2):93-101.

[5]Barry A.Franklin.ACSM’s Guidelines For Exercise Testing Andprescription[M]. Prescription[M].Sixth Edition.USA:American college of sports medicine.

[6]Paliczka VJ, Nichols AK, Boreham CA. A multi – stage shuttle run as a predictor of running performance and maximal oxygen uptake in adults [ J ] . Br J Sports Med,1987 (12):163-165.

[7]Shannan E.Gormley,David P.Effect of intensity of aerobic training on VO2max[J] .Med Sci Sport Exerc,2008(40):1336-134.

[8]王翔,陈嵘,蔡秋,王健:用20-MST 预测大学生最大吸氧量的研究[J].浙江体育科学.2007,29(3):111-113.

[9]王瑜娟,汤长发等.中国普通大学生的VO2max测定及其影响因素[J].沈阳体育学院院报,2004,28(3):306-308.


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