多功能健身器材對中學生體質健康核心指標的干預效果

中圖分類號：G818 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2025）-16-111-3-SZG

學校應當把體育鍛煉標準的施行工作同體育課及課外體育活動緊密結合，并納入學校工作計劃。目前，我國中學生體質健康狀況呈現不容樂觀的下滑趨勢，視力不良、肥胖問題及耐力素質與柔韌性不足等問題日益凸顯。學校體育教學模式亟須創新，以有效應對學生體質健康的挑戰。多功能健身器材因其設計科學、功能多樣、安全便捷等特點，正成為學校體育教學的理想輔助手段。中學生正處于身體發育關鍵期，這一階段的科學健身干預對其終身健康發展具有基礎性影響。本研究通過對某省中學生實施多功能健身器材干預方案，系統評估其對體質健康核心指標的影響，為學校提供實踐參考，同時為體育教學改革提供科學依據。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

本研究選取某省四所中學384名初二年級學生作為研究對象。研究團隊采用分層隨機抽樣方法將學生分為實驗組192名（男生98名，女生94名）與對照組192名（男生96名，女生96名）。實驗前，兩組學生的年齡、身高、體重、BMI指數等基本情況差異無統計學意義 （Pgt;0.05） ，具有可比性。研究獲得學校與學生家長的知情同意，學生均自愿參與研究過程，且研究方案通過學校倫理委員會審查批準。實驗對象年齡范圍為13一14歲，所有參與者均無影響實驗結果的疾病或運動損傷史。實驗過程中有8名學生因個人原因退出實驗，最終完成全部實驗過程的學生為376名，其中實驗組188名、對照組188名，實驗完成率為 97.9% 。

1.2、研究方法

（1）實驗設計。

本研究采用隨機對照實驗設計，干預周期為16周。實驗組學生在常規體育課程基礎上增加多功能健身器材訓練方案，對照組學生僅參與常規體育課程。兩組學生均接受每周3次、每次45min的體育課程。實驗組學生每周另外安排2次、每次 30min 的多功能健身器材專項訓練。實驗前后，研究人員對所有學生進行體質健康核心指標測試。主要測試指標包括身體形態指數（BMI、體脂率）、心肺功能（肺活量、臺階試驗）、肌肉力量（握力、立定跳遠）、柔韌性（坐位體前屈）及速度素質（50m跑）。測試人員均經過專業培訓，測試儀器經過校準，確保測量結果準確可靠。測試過程中，研究人員采用雙盲法進行數據采集，所有數據經兩名研究員獨立錄入后核對，確保數據真實有效。

（2）干預方案。

多功能健身器材干預方案由體育教育專家、運動生理學專家與體質測量專家共同設計。該方案包含6大功能模塊：心肺耐力訓練模塊、上肢力量訓練模塊、下肢力量訓練模塊、核心力量訓練模塊、柔韌性訓練模塊及協調性訓練模塊。實驗組學生根據個人體質狀況進行分組，每組8一10人，由專業體育教師指導訓練。訓練過程采用循環訓練法與間歇訓練法相結合的方式進行，每個訓練日學生需完成4個模塊的訓練內容。訓練強度控制在最大心率的 60%～80% 范圍內，運動負荷根據學生適應情況進行漸進式增加。研究團隊為每位學生建立訓練檔案，記錄每次訓練的內容、強度、持續時間及主觀疲勞感受。訓練過程全程有專業教師進行指導與監督，確保訓練質量與安全。對照組學生參與常規體育課，內容包括基本體育技能學習與傳統體育游戲活動，無額外體育器材訓練安排。研究人員對兩組學生的課程參與率進行記錄，實驗組學生訓練參與率達到 94.7% ，對照組學生體育課出勤率為 93.5% 0

2、研究結果

2.1、干預前后兩組學生身體形態指標變化

身體形態指標是評價中學生身體發育狀況的基礎數據。本研究測量了學生干預前后的BMI指數與體脂率兩項核心指標。實驗結果顯示，干預前兩組學生BMI指數與體脂率均無顯著差異（ Pgt;0.05 ）。16周干預后，實驗組學生體脂率顯著降低，超重肥胖學生改善效果更為明顯（見表1）。

表1干預前后兩組學生身體形態指標變化 一

注：與干預前比較， *Plt;0.05 **Plt;0.01 ；與對照組比較， Plt;0.05

2.2、干預前后兩組學生心肺功能指標變化

心肺功能是評價中學生有氧代謝能力與心血管系統健康狀況的重要指標。本研究通過肺活量測定與臺階試驗兩項指標評估學生的心肺功能水平。實驗數據表明，干預前兩組學生心肺功能指標無顯著差異（ ?Pgt;0.05 ）。16周干預后，實驗組學生心肺功能顯著改善（見表2）。

表2干預前后兩組學生心肺功能指標變化 （x±s ）

注：與干預前比較， **Plt;0.01; ：與對照組比較， Plt;0.01

2.3、干預前后兩組學生肌肉力量指標變化

肌肉力量是中學生完成日常體育活動與運動技能的基礎保障。本研究選取握力與立定跳遠作為評價學生肌肉力量的核心指標。實驗數據顯示，干預前兩組學生肌肉力量指標無顯著差異 （Pgt;0.05 ）。16周干預后，實驗組學生肌肉力量水平明顯提高（見表3）。

表3干預前后兩組學生肌肉力量指標變化 （x±5 0

注：與干預前比較， **Plt;0.01 ；與對照組比較， Plt;0.01

2.4、干預前后兩組學生柔韌性指標變化

柔韌性是中學生身體素質的重要組成部分，與運動損傷預防和身體姿態維持密切相關。本研究采用坐位體前屈測試學生柔韌度。實驗數據表明，干預前兩組學生柔韌性指標無顯著差異 （Pgt;0.05 ）。16周干預后，實驗組學生柔韌性水平顯著提高。

表4干預前后兩組學生柔韌性指標變化 1×±s ）

注：與干預前比較， **Plt;0.01 ；男女生差異， *Plt;0.05 ；與對照組比較， Plt;0.01

2.5、干預前后兩組學生速度素質指標變化

速度素質是中學生在體育活動與競技項目中的關鍵能力指標。本研究采用 50m 跑測試的方式評價學生速度素質水平。實驗數據顯示，干預前兩組學生速度素質指標無顯著差異 （P gt;0.05 ）。16周干預后，實驗組學生速度素質顯著提高（見表5）。

表5干預前后兩組學生速度素質指標變化及相關性分析（ x±s ）

注：與干預前比較， **Plt;0.01 ：相關系數， **Flt;0.01 ：與對照組比較， Plt;0.01

3、討論

3.1、多功能健身器材干預對中學生體質健康指標的影響機制

研究數據表明，16周多功能健身器材干預顯著改善了中學生五大體質健康核心指標。身體形態指標改善源于健身器材訓練促進能量代謝增強與脂肪分解加速，表現為體脂率下降幅度達 10.2% 。心肺功能提升體現為肺活量增加 10.2% 、臺階試驗指數提高 15.8% ，這與器材訓練中的有氧運動模塊直接相關。該模塊訓練旨在促進學生心肌收縮力增強、肺泡通氣功能提高、血液循環效率優化。肌肉力量指標中握力提升17.6% ，立定跳遠距離增長 8.0% ，這種提升源于肌肉橫截面積增加、肌纖維募集效率提高、神經肌肉協調性改善三重機制。柔韌性指標中坐位體前屈提高 59.3% ，改善機制包括關節活動度增大、肌腱彈性提高、肌肉拮抗及協調性優化。速度素質50m跑成績提升 7.7% ，其機制涉及下肢力量增強 （r=0.675） 、核心穩定性提高（ .r=0.643 ）、能量供應系統效率優化。多功能健身器材訓練方案的設計優勢在于6大功能模塊互補協同，既保證了訓練的全面性，又實現了針對性干預。數據分析顯示，不同體質基礎的學生獲益情況存在差異，體質較弱學生尤其在身體形態與心肺功能方面改善幅度更大，這表明器材訓練具有顯著的差異化適應性。

3.2、多功能健身器材干預的社會心理效應分析

多功能健身器材的干預產生了超越生理指標的積極心理社會效應。問卷調查顯示，實驗組學生體育自我效能感評分提高 34.6% ，身體形象滿意度提升 27.8% ，體育參與動機增強 41.2% 。這些心理變化與體質指標改善形成雙向促進機制。機能提升帶來的成功體驗增強體育自信心，積極心理狀態促進訓練依從性提高，訓練依從性提高又進一步改善體質水平。多功能健身器材設計中的趣味性要素有效降低了學生訓練的枯燥感，使學生的參與動機提高了 43.5% 。社會互動方面，實驗組教師觀察記錄顯示，學生訓練互助行為頻率增加68. 7% ，團隊協作能力評分提高 25.3‰ 家長問卷反饋數據表明，參與訓練學生在家庭環境中主動談論體育話題的頻率增加2.4倍，課外體育活動參與時長增加 46.5% 。深度訪談發現，器材訓練改變了學生對體育活動的認知框架，使其從被動參與轉變為主動探索，從單純技能訓練轉變為健康生活方式構建。這種社會心理轉變對中學生建立終身體育鍛煉習慣具有奠基作用，體現了學校體育的教育價值。

3.3、多功能健身器材在學校體育中的應用價值與推廣策略

研究數據驗證了多功能健身器材在中學體育教學中的顯著應用價值。器材設計具有明顯優勢特征。空間效益分析顯示，一套完整設備占地面積約 30m² ，可同時容納20名學生訓練，空間利用效率是傳統器械的2.6倍。安全性評估中，16周實驗期間安全事故發生率為零，設備結構穩定性測試合格率為99.4% 。適用性分析表明，不同性別的學生均獲顯著收益，其中女生柔韌性提升幅度高于男生11.5個百分點，表明該器材設計充分考慮了性別差異。經濟效益評估顯示，多功能健身器材投入產出比為1：3.8，遠高于單功能健身設備。推廣應用方面，多功能健身器材的成功應用需要采用系統化策略。政府層面應增加專項資金投入，制定多功能健身器材配置標準，推動產品的研發與創新。學校層面需優化場地規劃設計，實現與課程體系的有機銜接，確保器材使用效率最大化。教師發展方面，應開展專業培訓，提升其訓練指導能力，建立教學資源共享平臺。評價體系建設需建立學生體質健康監測數據庫，形成科學評價指標體系，實現精準干預。社會參與層面應構建家校社協同育人機制，擴大健身器材的應用范圍與影響力。

4、結論

本研究通過16周多功能健身器材干預實驗證實，該訓練方案顯著改善了中學生體質健康核心指標，實驗組學生在身體形態（BMI指數與體脂率降低）、心肺功能（肺活量與臺階試驗指數提高）、肌肉力量（握力與立定跳遠成績增強）、柔韌性（坐位體前屈成績提升）及速度素質（50m跑成績提高）等方面均獲得顯著改善，且各功能訓練模塊與相應指標改善程度呈正相關。同時，女生在柔韌性提高方面表現更佳，超重肥胖學生在身體形態改善方面獲益更多，證明多功能健身器材在學校體育中具有顯著應用價值。其推廣應重視資金投入、場地規劃、教師培訓及評價體系建設。

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