大學(xué)公共體育課程時段的日周期節(jié)律研究

張 杰

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大學(xué)公共體育課程時段的日周期節(jié)律研究

張 杰

為了研究大學(xué)公共體育課程時段設(shè)置的變化規(guī)律，運用實驗法和數(shù)理統(tǒng)計法，以在讀非體育專業(yè)112名學(xué)生為研究對象，進行體溫、脈搏、血壓、握力4個方面的生理測試，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：學(xué)生處于安靜狀態(tài)下的脈搏、體溫、舒張壓、收縮壓和握力指標均是下午或者傍晚時候達到頂峰；中午時段機體生理功能處于較低水平，不利于學(xué)生開展體育課，下午和傍晚時間段較適合開展體育課程。最后提出分性別、分時段安排體能課程的建議，研究結(jié)果對高校公共體育課程的時段安排具有一定參考價值。

大學(xué)；公共體育；課程時段；日周期節(jié)律；研究

在日周期節(jié)律中，與人類機體運動能力緊密關(guān)聯(lián)的多種生理指標都有明顯的周期性變動特點，說明人體的身體機能狀態(tài)與日周期節(jié)律關(guān)系密切；而采用擇時訓(xùn)練法，選擇合適的時間段開展體育教學(xué)或運動訓(xùn)練，將對體育教學(xué)目標的實現(xiàn)具有重要意義。當前，公共體育課程大多是在大學(xué)1年級和2年級開設(shè)的，以提高學(xué)生身體素質(zhì)，改善健康狀況，為終身體育鋪墊基礎(chǔ)，分析不同時段開展相應(yīng)體育課程應(yīng)與人體生物規(guī)律的聯(lián)系，對高校的公共體育課程時段安排上和對時間段選擇有一定的科學(xué)理論依據(jù)。基于此，本研究對國內(nèi)外公共體育課程資料進行整理歸納，提出適合公共體育課程設(shè)置的時段方案，為高校體育課程安排提供參考，以便教學(xué)管理部門選擇更適合的體育課程時段，科學(xué)有效地提高教學(xué)效果。

1 研究的對象

在浙江省杭州市濱江區(qū)高教園區(qū)選擇4所高校（本科、專科各兩所）非體育專業(yè)大學(xué)生共計112名為研究對象（大1、大2各66名，性別對半），對學(xué)生進行體溫、脈搏、血壓、握力4個方面的生理測試。

2 實驗方法

2.1 實驗?zāi)康?/p>

研究大學(xué)生在不同時段的體溫、血壓、脈搏和握力等生理指標的變化，探討簡易而又能靈敏反映學(xué)生體育課程時段周期變化的客觀規(guī)律，為進一步研究體育課程時段設(shè)置提供依據(jù)。

2.2 實驗工具

（1）萊弗凱非接觸式紅外線電子體溫計，型號IT-901，誤差0.2℃。

（2）歐姆龍（OMRON）電子血壓（脈搏）計HEM-7052（上臂式），精度<5mmHg，測量范圍：壓力：0-280mmHg（0-37.3kPa）脈搏：40-200次/min，測量方法：示波測定法。

（3）電子計數(shù)握力計，型號eh101，誤差0.1 kg。

2.3 測試指標

根據(jù)現(xiàn)有的文獻，很多學(xué)者以體溫、脈搏、血壓和握力作為反映人體日節(jié)律運動的主要測試指標。

（1）靜息狀態(tài)下的體溫值。

（2）靜息狀態(tài)下的脈搏。

（3）靜息狀態(tài)下的舒張壓。

（4）靜息狀態(tài)下的收縮壓。

（5）強手握力最大值。

2.4 實驗過程

選取112名（66男、66女）同學(xué)進行采集在同一天中生理機能指標的時段變化，以白天體育課中的每節(jié)作為時段點（觀測點），分別測試該時段點上學(xué)生的體溫、血壓、脈搏和握力指標，各項指標測試時間從9:00-20:00，一共12觀測點（9:00、10:00、11:00、12:00、13:00、14:00、15:00、16:00、17：00、18:00、19:00、20:00），測試時間從周1到周5。測試當天，測試對象不參加訓(xùn)練、競賽或者其他體力活動，僅僅從事日常的生活，通過這種測試來判斷學(xué)生在一天中身體機能的時段變化規(guī)律，測試前讓受試者靜坐10min以上，以排除測試干擾，最后記錄采集到的數(shù)據(jù)。

2.5 數(shù)理統(tǒng)計法

對實驗中收集的數(shù)據(jù)資料運用SPSS19.0進行描述性和相關(guān)性分析。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 被試生理機能的基本狀況

測試指標的選擇主要依據(jù)現(xiàn)有的文獻成果，如馬英華在《人體生理機能的晝夜變化》一文中就以體溫、脈搏、握力、血壓作為生理指標來研究人體生理晝夜變化規(guī)律[1]，另外，運動生理學(xué)界諸多研究顯示體溫、脈搏、血壓和握力具有時段規(guī)律性。為研究學(xué)生在一天中生理機能的時段變化規(guī)律，以12節(jié)課程中的每節(jié)課作為時段點（觀測點），分別測試該時段點上學(xué)生的體溫、血壓、脈搏和握力指標，各項指標測試時間從9:00-20:00一天的時段中，每隔1h測試1次，一共12次，記做第1到第12節(jié)觀測點，對數(shù)據(jù)進行整體描述性統(tǒng)計（如表1）。

表1 觀測指標的描述統(tǒng)計結(jié)果（n=12）

從表1可以看出，被試各個生理指標測試均值都在正常范圍內(nèi)，另外指標極大值與極小值之間都存在顯著差異，說明指標在不同時段之間具有變化現(xiàn)象，為了進一步研究被試生理機能的時段變化，分別對各指標的時段數(shù)據(jù)進行分析。

3.2 體溫時段節(jié)律變化

體溫與人體運動能力具有較高的相關(guān)性，它是衡量人體活動能力的重要條件之一，溫度過高或過低都會造成機體內(nèi)環(huán)境不穩(wěn)定，從而引起生理功能障礙[2]。在公共體育課程時段設(shè)置中，不同觀測點的體溫變化情況對學(xué)生運動機能具有一定影響。通過測試發(fā)現(xiàn)一天的觀測時段中，學(xué)生的體溫是呈波浪升高的曲線狀態(tài)（如圖1所示）。

圖1 不同時段體溫變化表

從圖1可以看出，整天的課程時段觀測點中，第2節(jié)（10:00）學(xué)生的體溫最低，平均為36.68℃，體溫最高的是第11節(jié)（19:00），平均為37.11℃。從曲線的形狀分析還可以發(fā)現(xiàn)，上午的課程時段觀測點體溫基本是逐漸升高的，從第6節(jié)（14:00）開始下降，直到第7-8節(jié)（15:00-16:00）體溫才快速升高，8-9節(jié)（16:00-17:00）時體溫又開始下降，但整體維持較高水平，到第10-11節(jié)（18:00-19:00）體溫上升達到峰值。

上述變化曲線具有明顯的三個平均峰值，上午、下午和晚上各一次，晚上峰值均值最高，這種變化與人體的新陳代謝有明顯關(guān)系，一般情況下，青少年體溫在35.9-37.6℃之間，在這個范圍內(nèi)，體溫越高，人體的新陳代謝能力越高，主要是因為適宜體溫內(nèi)環(huán)境下，機體內(nèi)的各種酶處于活性狀態(tài)，有利于運動，但是體溫過高或過低都會影響運動能力，如體溫接近于39.5℃時，盡管肌糖原儲備仍很充足，也會出現(xiàn)疲勞[3]。

由于男女存在生理上的差異，體溫時段的變化趨勢存在一定差異，如圖2所示。

圖2 男女生平均體溫變化趨勢圖

從圖2可以發(fā)現(xiàn)，女生體溫也是在第1節(jié)（9:00）觀測點前最低，到第2節(jié)（10:00）前，體溫迅速升高，然后又降低，第3-5節(jié)（11:00-13:00）升高較為平緩，最高點在第6節(jié)（14:00），為所有觀測點的最高峰，然后逐漸下降，呈現(xiàn)出雙高峰形狀。說明在正常體溫范圍內(nèi)，女生更適合在第2節(jié)（10:00）和第6節(jié)（14:00）觀測點參加體育活動，因為此時的體溫環(huán)境都在適宜運動的范圍內(nèi)。

從男女被試的體溫時段變化差異來看，男女體溫差別較大的在第2節(jié)（10:00）觀測點、第7節(jié)觀測點（15:00）、第12觀測點（20:00），其中在第2觀測點上男女生平均體溫相差0.8℃。可見，女生體溫時段變化與男生存在較大差異，如果將男女生合并一起上課，從時段設(shè)置的科學(xué)性方面來講，存在一定的不合理性。

3.3 脈搏的時段節(jié)律性變化

人體機能狀態(tài)在一定程度由脈搏來反映。同時人體循環(huán)系統(tǒng)機能狀態(tài)也是由脈搏來反映的。在公共體育課程時段中，除第1觀測點較高外，不同觀測點的脈搏變化情況對學(xué)生運動機能具有一定影響。通過測試發(fā)現(xiàn)一天的課程時段中，學(xué)生的脈搏是呈總體平緩上升的曲線狀態(tài)（如圖3所示）。

圖3 平均脈搏的時段變化

從圖3可以看出，整天的課程時段觀測點中，第4節(jié)觀測點（12:00）學(xué)生的脈搏最低，平均為65.87次/min，脈搏最高的是第1節(jié)（9:00），平均為73.00次/min。從曲線的形狀分析還可以發(fā)現(xiàn)，上午的時段觀測點脈搏基本是波浪形降低的，從第5節(jié)（13:00）開始緩慢上升，直到第9節(jié)（17:00）脈搏到達一個峰值，到第10節(jié)（18:00）脈搏又開始下降，第12節(jié)（20:00）脈搏又上升了。

上述變化曲線具有明顯的兩個平均峰值，上午和晚上各1次，晚上峰值均值最高，下午總體高于上午。出現(xiàn)上圖的主要原因可能是這種變化與人體的新陳代謝有明顯關(guān)系，一般情況下，成年人每分鐘脈搏為60-100次，普遍為70-80次/min，平均值為72次/min。年齡較高的人，是每分鐘55-60次/min。正常的成年人脈搏不會出現(xiàn)強弱起伏的現(xiàn)象，不會出現(xiàn)跳動間隔忽短忽長的現(xiàn)象，應(yīng)是強弱均勻。健康大學(xué)生在安靜狀態(tài)下的心率及收縮壓上、下午間呈顯著性差異（p<0.05），都呈現(xiàn)下午 16:00-17:00 高于上午06:00-07:00[4]。

圖4 男女生平均脈搏的時段變化

從圖4可以發(fā)現(xiàn)，除了第9觀測點（17:00）時女生脈搏低于男生脈搏，其余11個觀測時間點女生脈搏總體高于男生。女生脈搏是在第9節(jié)時最低，到第9節(jié)觀測點前，脈搏是呈波浪震蕩降低，然后9節(jié)后大幅升高在第11節(jié)觀測點（18:00）達到最頂峰。說明在正常脈搏范圍內(nèi)，女生更適合在17:00左右參加體能訓(xùn)練。

從男女被試的脈搏時段變化差異來看，男女脈搏差別較大的在第2節(jié)觀測點（10:00）、第5節(jié)觀測點（13:00）、第7觀測點（15:00）、第9觀測點（17:00），在這4個觀測點上男女生平均脈搏相差5次/min。可見，女生脈搏時段變化與男生存在較大差異。

3.4 舒張壓的節(jié)律性變化

人體心臟舒張時，全身動脈向心臟方向回縮，繼而產(chǎn)生的血壓就是舒張壓，又稱為低壓。心臟舒張時，主動脈壓下降，在心舒末期動脈血壓處于最低值稱為舒張壓，成人正常的舒張壓為<90mmHg（12kpa），血壓的單位為千帕（kpa），1kpa=7.6mmHg。通過測試發(fā)現(xiàn)一天的課程時段中，學(xué)生的舒張壓是呈雙高峰曲線狀態(tài)（如圖5所示）。

圖5 平均舒張壓均值時段變化

從圖5可以看出，整天的課程時段觀測點中，第7節(jié)（15:00）觀測點學(xué)生的舒張壓最低，平均為70.75mmhg，最高的是第4節(jié)（12:00）和第9節(jié)（17:00）觀測點，平均分別為75.37mmhg和76.25mmhg。從曲線的形狀分析還可以發(fā)現(xiàn)，上午的課程時段觀測點舒張壓基本是逐漸升高的，從第4節(jié)（12:00）開始下降，直到第8節(jié)（16:00）舒張壓才陡然升高，到第10節(jié)時（18:00）舒張壓又開始下降，到第11節(jié)（19:00）達到一個低谷。

上述變化曲線具有明顯的兩個平均峰值，上午和晚上各一次，晚上峰值均值最高。一般情況下，血壓受到中樞神經(jīng)系統(tǒng)整合作用的影響。此外，影響血壓的因素還有腎功能狀態(tài)、腦垂體激素、體液平衡和腎上腺分泌等。高級動物受到外界刺激時會發(fā)生血壓高低變動。但是神經(jīng)系統(tǒng)和體液調(diào)節(jié)功能會保持血壓的平穩(wěn)。根據(jù)恢復(fù)的快慢，血壓調(diào)節(jié)功能又可分為快調(diào)節(jié)功能和慢調(diào)節(jié)功能。

圖6 男女生舒張壓均值變化

從圖6可以發(fā)現(xiàn)，男女生時段變化基本一致。女生舒張壓是在第7節(jié)（15:00）觀測點最低，到第8節(jié)（16:00）舒張壓迅速升高，然后在第10節(jié)（18:00）又降低，第1-5節(jié)（9:00-13:00）觀測段升高較為平緩，最高點在第9節(jié)（17:00），為所有觀測點的最高峰，呈現(xiàn)出前平緩后大波動形狀。說明在正常舒張壓范圍內(nèi)，也反映出女生更適合在17:00左右參加體育課程，過低的舒張壓會引起新陳代謝的變化，從而增加室性心律失常的概率[5]。

從男女被試的舒張壓時段變化差異來看，男女舒張壓差別最大的在第9節(jié)觀測點（17:00）、第11節(jié)觀測點（19:00），其中在第9觀測點上男女生平均舒張壓相差2.53mmhg，在第11節(jié)觀測點上男女平均舒張壓相差2.47mmhg。在一天中血壓變化的同時，心率、血管外周阻力、心輸出量、腎小球濾過率、電解質(zhì)排泄、交感神經(jīng)活性、血中兒茶酚胺水平、腎素和腎上腺皮質(zhì)激素的分泌和活性等的晝夜節(jié)律呈相應(yīng)關(guān)系[2]。所以體育課程的不同時段中，平均舒張壓也存在性別差異。

3.5 收縮壓的時段節(jié)律性變化

收縮壓就是當人的心臟收縮時，動脈內(nèi)的壓力上升，心臟收縮的中期，動脈壓力最高，此時血液對血管內(nèi)壁的壓力成為收縮壓，亦稱高壓。根據(jù)世界衛(wèi)生組織規(guī)定，成人收縮壓小于等于120mmhg為理想血壓。在體育課程時段設(shè)置中，不同觀測點的收縮壓變化情況對學(xué)生運動機能具有一定影響。通過測試發(fā)現(xiàn)一天的課程時段中，學(xué)生的收縮壓是呈雙高峰的曲線狀態(tài)（如圖7所示）。

圖7 收縮壓均值時段變化

從圖7可以看出，整天的課程時段觀測點中，第8節(jié)（16:00）觀測點中學(xué)生的收縮壓最低，平均為116.875mmhg，體溫最高的是第9節(jié)（17:00），平均為123.5mmhg。從曲線的形狀分析還可以發(fā)現(xiàn)，上午12:00的課程時段觀測點收縮壓基本是逐漸升高的，直到第9節(jié)收縮壓才陡然升高，到第10節(jié)（18:00）時收縮壓又開始下降，直到第12節(jié)（20:00）觀測點。

上述變化曲線具有明顯的兩個平均峰值，上午和晚上各一次，晚上峰值均值最高，這種變化與人體的新陳代謝有明顯關(guān)系，一般情況下，青少年在收縮壓（高壓）110-139mmHg這個范圍內(nèi)，正常人體動脈血壓的晝夜波動十分明顯，安靜狀態(tài)下，一天中最高值和最低值可相差 2 倍，在上午 9-10 點鐘時血壓最高，以后逐漸下降，于晚間睡眠中血壓降至最低點，最大差值可達5.33kPa（40mmHg），醒來時血壓可上升2.67kPa（20mmHg）左右，起床后血壓會進一步升高。血壓的波動與覺醒睡眠的周期有相應(yīng)關(guān)系。健康人從覺醒到睡眠，平均動脈壓下降20%左右，女性下降大于男性，選擇不同時間測定血壓的結(jié)果不同與此有關(guān)[6]。

圖8 男女生收縮壓均值的時段變化

從圖8可以發(fā)現(xiàn)，女生收縮壓是在第8節(jié)（16:00）課前最低，到第9節(jié)（17:00）觀測點前，收縮壓迅速升高，然后又降低，第2-5節(jié)（10:00-13:00）觀測段升高較為平緩，最高點在第9節(jié)課，為所有觀測點的最高峰，然后逐漸下降，呈現(xiàn)出單高峰形狀。說明在正常收縮壓范圍內(nèi)，女生更適合在第6節(jié)（14:00）和第8節(jié)（16:00）時段參加體育訓(xùn)練。

從男女被試的體溫時段變化差異來看，男女體溫差別最大的在第6節(jié)觀測點、第8節(jié)觀測點，其中在第8節(jié)觀測點上男女生平均收縮壓相差13.1mmhg。

3.6 握力的時段節(jié)律性變化

握力反映的是前臂及手部屈肌群的靜力以及神經(jīng)系統(tǒng)對手部肌群和前臂肌群的調(diào)控能力。在一定程度上，握力可以反映人體的健康狀況。握力同人體力量緊密關(guān)聯(lián)，握力與體重大小有關(guān)[7]。在體育課程時段設(shè)置中，不同觀測點的握力變化情況對學(xué)生運動機能具有一定影響。通過測試發(fā)現(xiàn)一天的課程時段中，學(xué)生的握力是呈波浪升高后下降的單高峰曲線狀態(tài)（如圖9所示）。

圖9 握力均值的時段變化

從圖9可以看出，整天的課程時段觀測點中，第6節(jié)（14:00）觀測點學(xué)生的握力最大，平均為46.3kg，握力最低的是第1節(jié)（9:00），平均為42kg。從曲線的形狀分析還可以發(fā)現(xiàn)，上午的課程時段從第1到第5觀測點握力是基本是逐漸升高的，從第7節(jié)（15:00）開始下降，直到第10節(jié)（18:00）握力才有所升高，到第11節(jié)觀測點握力又開始下降。

上述變化曲線具有明顯的一個平均峰值，下午峰值均值最高，這種變化與人體的新陳代謝有明顯關(guān)系，一般情況下，人體血糖在一天中下午1時至2時濃度最高，凌晨3時最低，此時學(xué)生經(jīng)歷較為旺盛，力量也比較大。

圖10 男女握力均值的時段變化

從圖10可以發(fā)現(xiàn)，女生握力總體變化不大，也是在第3節(jié)（11:00）觀測點最低，到第4節(jié)（12:00）觀測點，握力漸漸升高，然后又較為平緩，最高點在第6節(jié)（14:00）為37.03kg，為所有觀測點的最高峰，呈現(xiàn)出階梯形狀。

從男女被試的握力時段變化差異來看，男女握力差別最大的在第3節(jié)觀測點、第7節(jié)觀測點，其中在第3觀測點上男女生平均握力相差19.11kg，說明男女生上午和下午課程時段中握力差距較大。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

（1）學(xué)生體溫出現(xiàn)3個平均峰值，上午（12:00）、下午（16:00-17:00）和晚上（18:00-19:00）各一次，其中晚上峰值均值最高，第16:00-18:00時段的男生平均體溫較高，女生在14:00-15:00時段的平均體溫較高。

（2）晚上17:00-18:00時段學(xué)生男女平均舒張壓高峰期，收縮壓處于高峰期，握力處于較低水平。

（3）男女生平均脈搏具有差異性，男生的平均脈搏在17:00-20:00時段處于較高值，女生平均脈搏在第13：00-14:00和15:00-16:00時段處于較高值，這些時段比較適合安排體育課程。

（4）觀察測量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)學(xué)生平均舒張壓在第17：00-18：00時段處于高峰；男生平均收縮壓在第19:00-20:00時段是上升至高峰的時段，女生平均收縮壓在第16:00-18:00時段處于高峰。

（5）觀察測量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)男女平均握力在第14:00-18:00時段適度處于高峰。

（6）下午和傍晚時間段的生理指標數(shù)據(jù)都明顯高于早晨和晚上時間段。人體在下午與傍晚時，靜止狀態(tài)下的脈搏、體溫、舒張壓、收縮壓和握力指數(shù)均達到了峰值，但各項指數(shù)在早晨降至峰谷。

4.2 建 議

綜上所述，合理健康的體能課時段設(shè)置應(yīng)依照人體生理及運動的客觀規(guī)律。經(jīng)過分析5項生理指標、人體日周期變化特征與空氣質(zhì)量變化等多種其他因素，認為早晨和中午不適合學(xué)生進行體育課程或訓(xùn)練，下午至傍晚最適合開展體育課程，由此對高校公共體育課程時段的設(shè)置給出如下建議：（1）基于為達到有氧運動的高效及健康的目的，盡量將下午13:00-18:00時段安排為優(yōu)先時段。根據(jù)《運動訓(xùn)練的理論與方法學(xué)導(dǎo)論》一書的描述，13：00-18:00時段中，人體的體力最好，適合做體育運動[8]。（2）將男學(xué)員與女學(xué)員分開授課。建議將男同學(xué)設(shè)置體育課在17:00-18:00時段；將女學(xué)生體育課程設(shè)置在14:00-15:00時段。（3）充分利用空閑時間安插體育活動，可以考慮在晚上17:00-20:00時段安排適當?shù)捏w育活動時間。

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Research on the Public Physical Education Curriculum’s Day Period Rhythm in University

ZHANG Jie

It is significant to choose the right time to teach and implement the Physical Education quality based on physical condition. In order to study the variation of Public Physical Course period setting time in University, used the methods of experimental and mathematical statistical ,took the non-sports 112 students as main object, tested their four areas of physiology of body temperature, pulse, blood pressure, grip strength, and the results showed that: students pulse, body temperature, diastolic, systolic pressure and grip strength indicators was peak shape in a quiet state in the afternoon or early evening; physiological functions of the body at a low level in the afternoon time, and it’s not suitable physical education period time for students, while it is more suitable to carry out P.E. programs in afternoon and evening period time . The study also made recommendations which setting P.E class time according different gender, different times, and the results have some reference value for the arrangements of Public Physical Education Curriculum’s day period in University.

University;Public physical education; Curriculum; Day period rthythm; Research

1007―6891（2017）01―0120―05

10.13932/j.cnki.sctykx.2017.01.26

G807.4

A

2016-06-07

2016-06-19

浙江警察學(xué)院教學(xué)改革和課堂改革研究項目，項目編號：20140105。

浙江警察學(xué)院警察體育部，浙江杭州，310053。

Zhejiang Police College, Hangzhou Zhejiang, 310053, China.