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1 政 大 體 育 研 究 第 22 期 頁 1-18(2013 年 10 月 ) 1 1 摘 要 以 何 種 的 運 動 強 度 進 行 運 動 訓 練, 才 能 達 到 設 定 的 運 動 目 的, 經 常 是 一 般 大 眾 不 斷 提 出 的 問 題 事 實 上 運 動 強 度 的 差 異, 會 影 響 到 運 動 時 身 體 能 量 供 給 物 質 的 動 員 不 同 的 運 動 目 的, 必 須 以 不 同 的 運 動 強 度 進 行 訓 練 這 篇 文 章 介 紹 運 動 時 能 量 如 何 消 耗 以 及 運 動 強 度 的 測 量 方 式, 包 括 心 跳 率 攝 氧 量 運 動 自 覺 量 表 負 荷 與 反 覆 次 數 等 心 跳 率 的 測 量 因 其 簡 易 可 行, 適 合 一 般 大 眾 ; 攝 氧 量 則 必 須 在 生 理 實 驗 室 中 進 行, 適 合 專 業 運 動 員 的 有 氧 耐 力 的 評 估 ; 運 動 自 覺 量 表 雖 然 容 易 受 個 別 心 理 特 質 而 影 響 其 準 確 性, 但 是 因 其 簡 易 容 易 對 照 亦 有 其 存 在 價 值 ; 負 荷 與 反 覆 次 數 的 評 估, 適 合 肌 力 性 訓 練 運 動 強 度 的 判 定 本 文 希 望 幫 助 讀 者 進 行 運 動 訓 練 時, 建 立 初 步 而 正 確 的 概 念 關 鍵 詞 : 運 動 強 度 心 跳 率 攝 氧 量 自 覺 量 表 負 荷 與 反 覆 次 數 1 李 志 峰, 大 葉 大 學 體 育 室,[email protected]

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3 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 3 壹 前 言 筆 者 從 事 體 育 教 學 十 餘 年 來, 不 少 學 生 或 親 友 都 不 斷 的 詢 問 有 關 運 動 健 身 減 肥 維 持 身 材 雕 塑 肌 肉 等 等 的 問 題 不 管 是 以 上 哪 一 種 目 的, 其 中 必 定 牽 涉 到 一 個 重 要 而 關 鍵 的 問 題, 那 就 是 應 該 以 什 麼 樣 的 強 度 從 事 運 動, 才 能 達 到 運 動 的 目 的 正 確 的 觀 念 與 正 確 的 運 動 方 式, 才 能 有 效 率 的 達 成 目 標 因 此, 作 者 整 理 相 關 運 動 生 理 學 的 資 料, 介 紹 運 動 強 度 的 判 定 方 式 與 運 用, 希 望 使 讀 者 在 進 行 運 動 訓 練 前, 建 立 初 步 而 正 確 的 概 念 不 同 的 運 動 型 態 與 強 度, 消 耗 的 身 體 能 量 物 質 是 不 一 樣 的 想 要 降 低 體 脂 肪 卻 從 事 大 量 的 重 量 訓 練, 這 種 方 式 的 效 果 並 不 明 顯, 訓 練 的 初 期, 甚 至 會 因 為 肌 肉 量 的 增 加, 體 重 不 降 反 而 微 增, 這 就 是 觀 念 錯 誤 所 造 成 的 結 果 在 體 育 教 學 的 過 程 中, 作 者 經 常 舉 日 本 相 撲 選 手 作 為 例 子 : 相 撲 選 手 每 天 必 須 進 行 大 量 的 運 動 訓 練, 增 加 肌 肉 的 質 量 與 爆 發 力, 才 能 夠 將 對 手 推 出 比 賽 場 地 擊 敗 對 手, 但 是, 為 何 他 們 的 身 上 還 是 包 附 著 大 量 的 脂 肪? 因 為 他 們 的 訓 練 方 式 是 增 進 肌 肉 的 質 量, 並 無 法 降 低 脂 肪, 這 就 是 運 動 訓 練 方 式 所 造 成 的 差 異 ( 當 然 飲 食 也 有 很 大 的 影 響 ) 對 於 運 動 強 度 的 測 量 方 法, 作 者 整 理 目 前 運 動 生 理 學 及 相 關 研 究 資 料, 大 致 而 言, 可 以 測 量 運 動 時 的 攝 氧 量, 評 估 心 跳 率 填 寫 運 動 自 覺 量 表 或 者 是 計 算 負 荷 與 反 覆 次 數 等 方 式 但 是, 不 同 的 運 動 強 度 以 及 持 續 時 間, 消 耗 的 身 體 物 質 是 不 一 樣 的 因 此, 在 介 紹 各 種 運 動 強 度 的 評 估 方 法 前, 瞭 解 運 動 時 能 量 供 給 的 系 統 與 運 動 時 消 耗 的 身 體 物 質, 是 我 們 首 先 必 須 建 立 的 觀 念 貳 運 動 時 的 能 量 消 耗 許 多 人 從 事 運 動 訓 練 有 其 不 同 的 目 的, 有 人 的 目 的 是 要 利 用 有 氧 運 動 訓 練, 降 低 脂 肪 維 持 適 當 體 重, 有 些 人 想 要 透 過 重 量 訓 練 增 加 肌 肉 質 量, 保 持 健

4 4 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 美 身 材 不 論 是 目 的 是 降 低 脂 肪 或 者 增 加 肌 肉 保 持 健 美, 首 先 必 須 建 立 運 動 時 能 量 消 耗 的 概 念 : 運 動 時 動 用 哪 些 身 體 物 質 作 為 能 量? 運 動 時 身 體 啟 動 哪 些 供 給 能 量 的 系 統? 運 動 強 度 與 運 動 時 間 的 長 短, 對 能 量 的 來 源 又 有 哪 些 影 響? 以 下 進 行 介 紹 一 能 量 的 來 源 物 質 身 體 活 動 的 能 量 來 源 物 質, 具 有 基 本 運 動 生 理 觀 念 的 人 都 知 道 是 糖 類 ( 碳 水 化 合 物 ) 蛋 白 質 ( 氨 基 酸 ) 以 及 脂 肪 等 三 大 類 物 質 當 我 們 人 體 在 進 行 運 動 時, 肌 肉 唯 一 利 用 的 直 接 能 量 來 源 是 儲 存 於 肌 纖 維 中 的 ATP( 三 磷 酸 腺 苷, 一 種 醣 類 的 分 子 ), 這 種 物 質 在 人 體 中 的 儲 存 量 相 當 的 少, 短 時 間 就 會 耗 盡, 因 此, 當 肌 纖 維 中 的 ATP 降 低 時, 就 必 須 由 其 他 的 物 質 進 行 氧 化 分 解 ( 也 可 以 在 無 氧 的 狀 態 下, 但 是 比 例 相 當 少 ) 再 合 成 ATP, 提 供 肌 肉 運 動 使 用, 這 些 物 質 也 就 是 上 面 所 提 到 的 糖 類 蛋 白 質 以 及 脂 肪 等 三 類 二 運 動 的 能 量 系 統 人 體 從 事 運 動 時, 提 供 能 量 的 系 統 可 分 為 三 種 不 同 型 態 的 系 統 ( 吳 鑒 鑫 黃 超 文,2001) 運 動 強 度 以 及 持 續 時 間 的 長 短, 都 會 影 響 這 三 種 能 量 系 統 的 動 員 這 三 種 能 量 系 統 分 別 是 : ( 一 ) 磷 酸 原 (ATP-CP) 系 統 ATP( 三 磷 酸 腺 苷 ) 是 肌 肉 運 動 的 直 接 能 量 來 源, 但 是 在 人 體 肌 肉 中 的 儲 存 量 相 當 少, 當 肌 肉 進 行 爆 發 性 運 動 時,ATP 會 迅 速 消 耗 此 時 CP( 磷 酸 肌 酸, 儲 存 於 肌 細 胞 中 的 另 一 種 高 能 磷 酸 化 合 物 ) 隨 即 迅 速 分 解, 並 合 成 ATP 提 供 肌 肉 使 用 磷 酸 原 系 統 在 運 動 供 能 系 統 中, 具 有 快 速 可 用 的 特 性, 短 距 離 或 短 時 間 爆 發 性 的 運 動 型 態, 絕 大 多 數 的 能 量 來 自 此 一 系 統 然 而, 供 能 的 時 間 相 當 短 暫, 通 常 只 持 續 短 暫 的 幾 秒 鐘 時 間

5 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 5 ( 二 ) 乳 酸 能 系 統 也 被 稱 為 無 氧 糖 酵 解 系 統, 它 的 能 量 來 自 肌 肉 中 肌 糖 原 的 無 氧 酵 解, 這 是 我 們 人 體 持 續 進 行 大 約 1-3 分 鐘 中 高 強 度 的 運 動, 身 體 處 於 缺 氧 狀 態 下 ( 不 需 要 氧 氣 參 與 ), 能 量 來 源 的 系 統 而 這 種 能 量 供 給 系 統 會 產 生 一 種 副 產 品 : 乳 酸 乳 酸 迅 速 的 堆 積, 隨 即 造 成 肌 肉 疲 勞 因 此, 即 便 是 世 界 頂 尖 的 運 動 選 手, 從 事 此 類 型 的 運 動, 通 常 無 法 長 時 間 持 續, 隨 即 會 疲 勞 衰 竭, 中 距 離 800 公 尺 賽 跑 就 是 一 個 明 顯 的 例 子 ( 三 ) 有 氧 氧 化 系 統 有 氧 氧 化 系 統, 指 的 是 肌 肉 中 的 糖 原 含 量 降 低 到 一 定 水 平 時, 糖 類 或 脂 肪, 在 氧 氣 的 參 與 之 下, 分 解 成 為 水 與 二 氧 化 碳, 並 且 產 生 大 量 的 ATP, 提 供 能 量 的 系 統, 它 是 長 時 間 耐 力 活 動 ( 例 如 馬 拉 松 ) 的 主 要 供 能 系 統 下 面 整 理 以 上 所 敘 述 的 三 種 能 量 系 統 的 特 點, 如 表 1 所 示, 讀 者 對 於 運 動 時 這 三 種 能 量 系 統 所 扮 演 的 角 色, 應 該 會 有 更 清 楚 的 概 念 表 1 三 種 不 同 運 動 能 量 系 統 的 特 性 能 量 系 統 特 性 磷 酸 原 系 統 乳 酸 能 系 統 有 氧 氧 化 系 統 代 謝 方 式 無 氧 無 氧 有 氧 能 量 提 供 速 度 立 刻 迅 速 緩 慢 能 量 來 源 CP 糖 原 糖 脂 肪 蛋 白 質 ATP 生 成 量 很 少 有 限 很 多 代 謝 副 產 品 無 乳 酸 導 致 肌 肉 疲 勞 沒 有 導 致 疲 勞 副 產 品 運 動 型 態 爆 發 性 動 作, 如 衝 持 續 1-3 分 鐘 強 度 的 長 時 間 耐 力 活 動, 如 長 刺 扣 籃 等 運 動, 如 800M 跑 泳 馬 拉 松 等 資 料 來 源 : 作 者 整 理

6 6 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 由 以 上 能 量 來 源 以 及 運 動 供 能 的 系 統 的 說 明 中, 我 們 可 以 瞭 解 不 同 的 運 動 強 度 以 及 持 續 時 間, 影 響 我 們 身 體 啟 動 的 供 能 系 統 以 及 供 能 物 質 高 強 度 短 時 間 比 如 跳 遠 扣 籃 等 爆 發 性 運 動, 主 要 依 靠 磷 酸 原 ATP-CP 能 量 系 統, 能 量 很 快 耗 盡 ; 持 續 1-3 分 鐘 的 激 烈 運 動 則 是 在 無 氧 的 狀 態 下 代 謝 肌 肉 中 的 肌 糖, 但 是 伴 隨 產 生 乳 酸 使 人 快 速 疲 勞 ; 持 續 時 間 較 長 較 為 緩 和 的 有 氧 運 動 則 以 糖 類 及 脂 肪 作 為 能 量 來 源, 進 行 此 類 行 的 運 動, 才 能 有 效 幫 助 消 耗 身 體 的 脂 肪 運 動 時 間 持 續 的 長 短 與 能 量 來 源 物 質 有 相 當 的 關 係, 通 常, 從 事 低 強 度 運 動 ( 低 於 30% 的 最 大 攝 氧 量 ), 能 量 來 源 主 要 為 脂 肪 所 提 供 ; 而 從 事 高 強 度 運 動 ( 高 於 70% 的 最 大 攝 氧 量 ), 能 量 的 來 源 比 較 高 的 比 例 為 碳 水 化 合 物 ( 蔡 立 偉, 2005) 但 是, 能 量 的 來 源 不 是 有 糖 類 脂 肪 還 有 蛋 白 質 嗎? 蛋 白 質 又 何 時 才 能 參 與 運 動 的 供 能 呢? 通 常, 蛋 白 質 並 不 做 為 運 動 供 能 的 物 質, 只 有 在 沒 有 其 他 能 源 可 以 利 用 的 狀 態 下 才 會 動 員 蛋 白 質, 比 如 超 長 時 間 的 運 動 ( 如 東 吳 大 學 舉 辦 的 24H 馬 拉 松 ) 或 者 長 時 間 嚴 重 飢 餓 的 狀 態 所 以, 利 用 長 時 間 節 食 挨 餓 的 方 式 進 行 體 重 控 制, 不 僅 僅 會 消 耗 掉 身 體 的 糖 類 脂 肪, 肌 肉 中 的 蛋 白 質 也 一 併 代 謝 掉, 肌 肉 量 降 低 身 體 的 代 謝 率 也 會 隨 之 下 降 ( 根 據 研 究, 激 烈 的 節 食, 基 礎 代 謝 率 可 能 僅 剩 原 來 的 45%, 饒 慧 玲 譯,2002), 身 體 每 天 所 需 要 的 熱 量 大 量 降 低, 恢 復 正 常 飲 食, 很 容 易 就 會 產 生 復 胖 的 現 象 參 運 動 強 度 的 測 量 方 法 一 攝 氧 量 (oxygen uptake) 所 謂 的 攝 氧 量 是 指 一 個 人 從 事 運 動 時, 身 體 組 織 細 胞 每 分 鐘 所 能 攝 取 或 消 耗 的 氧 氣 量 ( 王 順 正,1999d) 人 體 隨 著 運 動 強 度 的 增 強, 攝 氧 量 也 會 隨 之 增 加, 當 人 體 進 行 大 肌 肉 群 參 加 的 力 竭 性 運 動 中, 人 體 在 單 位 時 間 內 所 能 攝 取 的

7 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 7 最 大 氧 氣 量, 我 們 稱 之 為 最 大 攝 氧 量 VO 2MAX ( 吳 鑒 鑫 黃 超 文,2001) 這 種 的 運 動 強 度 測 量 方 式, 必 須 在 運 動 生 理 學 實 驗 室 中 進 行 人 體 在 運 動 過 程 中 攝 氧 量 的 變 化 狀 況, 是 專 業 運 動 員 評 定 心 肺 耐 力 的 重 要 校 標 此 外, 除 了 透 過 攝 氧 量 的 百 分 比, 可 以 直 接 進 行 較 科 學 的 運 動 強 度 判 定 外, 另 外 運 動 生 理 學 上 也 有 以 休 息 狀 態 下 攝 氧 量 METs (metabolicequivalents) 的 倍 數, 來 代 表 運 動 的 強 度 1MET 大 約 等 於 3.5ml/kg/min( 當 然 每 一 個 個 體 會 有 所 差 異 ) 隨 著 運 動 強 度 的 增 加, 運 動 時 的 攝 氧 量 也 會 跟 著 提 高, 例 如 某 人 慢 跑 時 的 攝 氧 量 為 14 ml/kg/min 時, 則 他 的 運 動 強 度 即 為 4METs 而 運 動 生 理 學 界 以 METs 為 概 念, 整 理 出 不 同 的 運 動 項 目 的 運 動 強 度, 如 下 表 2, 可 做 為 大 家 從 事 運 動 時 的 選 擇 與 參 考 依 據 表 2 不 同 運 動 項 目 的 METs 強 度 表 運 動 項 目 METs 範 圍 運 動 項 目 METs 範 圍 桌 球 3 至 5 保 齡 球 2 至 4 羽 球 4 至 9 騎 腳 踏 車 3 至 8 網 球 4 至 9 有 氧 舞 蹈 3 至 9 籃 球 3 至 12 高 爾 夫 ( 走 路 ) 4 至 7 排 球 3 至 6 高 爾 夫 ( 電 動 車 ) 2 至 3 足 球 5 至 12 爬 山 5 至 10 跑 步 6 至 15 跳 繩 9 至 12 游 泳 4 至 8 爬 樓 梯 4 至 8 通 常, 就 運 動 強 度 而 言, 如 果 將 它 區 分 為 五 等, 男 性 從 事 的 運 動 在 4METs 以 下 屬 於 弱,4 至 6METs 屬 於 中 等, 6 至 8METs 屬 於 強, 8 至 10METs 屬 於 非 常 強,10 METs 以 上 則 屬 於 非 常 非 常 強 ; 而 對 女 性 而 言, 2.8METs 以 下 屬 於 弱,2.8 至 4.3METs 屬 於 中 等,4.4 至 5.9METs

8 8 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 屬 於 強,6 至 7.5METs 屬 於 非 常 強,7.6METs 以 上 則 屬 於 非 常 非 常 強 二 心 跳 率 (heart rate) 利 用 最 大 心 跳 率 (HR MAX ) 的 百 分 比 來 代 表 運 動 強 度, 是 最 簡 單 的 運 動 強 度 測 量 方 式, 也 是 一 般 人 最 容 易 操 作 的 一 種 方 法 首 先, 運 動 者 必 須 先 確 立 最 大 心 跳 率 的 次 數, 最 簡 單 也 是 最 普 遍 的 公 式 是 每 分 鐘 的 最 大 心 跳 率 =220- 年 齡 ( 當 然 透 過 生 理 實 驗 室 內 漸 增 負 荷 的 運 動 測 驗 方 式, 所 測 量 出 的 數 據, 則 是 最 有 效 度 的 方 法 ) 例 如 20 歲 的 學 生, 最 大 心 跳 率 代 入 公 式 為 =200, 如 果 想 要 以 運 動 強 度 70% 進 行 訓 練, 則 心 跳 地 需 達 到 200*70%=140 下, 測 量 的 方 法 相 當 簡 便 而 運 動 時 心 跳 率 的 測 量, 必 須 遵 循 下 面 四 個 原 則 ( 卓 俊 辰,1996): ( 一 ) 保 持 穩 定 的 運 動 強 度 : 不 可 忽 快 忽 慢, 運 動 強 度 明 顯 起 伏, 測 量 容 易 失 真 ( 二 ) 立 即 量 取 脈 拍 數 : 在 運 動 時 或 者 立 即 停 止 時, 馬 上 進 行 測 量, 因 運 動 停 止 後 脈 拍 次 數 會 減 少 ( 三 ) 測 量 10 秒 或 15 秒 : 測 量 10 秒 所 得 次 數 *6,15 秒 *4, 因 為 如 果 以 30 或 60 秒 進 行 量 測, 可 量 會 因 為 心 跳 率 的 恢 復 而 低 估 了 運 動 的 強 度 ( 四 ) 測 量 頸 動 脈 脈 拍 : 頸 動 脈 在 運 動 時 搏 動 相 當 明 顯, 比 較 容 易 測 量, 以 食 指 與 中 指 兩 指 按 壓 頸 動 脈, 進 行 測 量 以 上 介 紹 的 方 式 雖 然 簡 便, 但 是 通 常 必 須 在 停 止 運 動 的 狀 態 下 測 量, 實 際 上 有 些 運 動 型 態 並 不 適 合 進 行, 但 是 拜 科 技 發 達 所 賜, 坊 間 已 有 販 售 具 有 心 率 測 量 功 能 的 運 動 錶, 約 略 可 分 為 兩 種 型 態 : 一 種 是 以 指 尖 按 壓 手 錶 感 應 處, 即 可 測 量 出 心 跳 率 的 產 品 ; 另 一 種 則 必 須 穿 上 心 跳 帶, 隨 時 無 線 感 應 出 運 動 時 的

9 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 9 脈 搏 次 數, 調 整 運 動 強 度, 甚 至 具 有 GPS 衛 星 紀 錄 運 動 路 徑 的 功 能, 可 以 作 為 有 心 進 階 從 事 運 動 訓 練 者 的 參 考 而 由 這 個 簡 易 最 大 心 跳 率 的 公 式 可 以 得 知, 年 齡 是 一 個 影 響 最 大 心 跳 率 相 當 重 要 的 變 數,20 歲 的 年 輕 學 生 與 50 歲 的 中 年 人 最 大 心 跳 率 分 別 是 200 以 及 170 下, 假 設 同 樣 從 事 運 動 強 度 65% 的 有 氧 運 動, 則 20 歲 的 學 生 需 要 達 到 130 下,50 歲 的 中 年 人 則 僅 需 要 達 到 110 下 左 右 了 因 此, 教 育 部 推 廣 所 謂 運 動 333, 有 氧 訓 練 的 有 效 運 度 動 強 度 大 約 是 60-70%, 心 跳 率 達 到 130 下, 是 針 對 20 歲 左 右 的 年 輕 學 子, 並 非 適 合 所 有 年 齡 層 年 紀 越 大, 因 為 最 大 心 跳 率 的 下 降, 有 氧 訓 練 的 脈 拍 數 也 越 下 降 但 是, 只 有 以 最 大 心 跳 率 作 為 運 動 強 度 判 定 的 標 準, 事 實 上, 並 沒 有 將 個 別 運 動 者 的 休 息 心 跳 率 (HR rest ) 考 量 進 去 ( 王 順 正,1999a; 陳 敏 宏,2000) 心 肺 耐 力 優 異 的 運 動 參 與 者, 因 為 安 靜 心 跳 率 較 低, 而 具 備 較 大 的 儲 備 心 跳 率 此 外, 這 者 方 式 無 法 評 估 低 強 度 的 運 動 訓 練 ( 王 順 正,1999a), 例 如 :20 歲 的 年 輕 人 進 行 20% 運 動 強 度 的 訓 練, 心 跳 率 是 40 下, 事 實 上 大 多 數 人 是 不 可 能 產 生 如 此 低 的 心 跳 率 這 個 公 式 只 是 讓 一 般 大 眾 可 以 非 常 簡 單 的 計 算 運 動 強 度, 並 不 是 一 個 精 確 科 學 的 方 法 因 此, 美 國 運 動 醫 學 會 (ACSM,1995) 與 許 多 學 者 建 議 可 以 採 用 HRR(heart rate reserve) 計 算 式, 比 較 具 備 精 確 的 價 值 : HRR=(HR max -HR rest ) X%+HR rest 例 如 假 設 一 位 受 測 者, 最 大 心 跳 率 HR max 為 170, 休 息 心 跳 率 HR rest 為 70, 他 要 進 行 80% 的 運 動 強 度 訓 練, 以 最 大 心 跳 率 80% 算 出 的 次 數 是 136 次, 但 是 以 HRR 的 公 式 計 算 (170-70) 80%+70 則 為 150 次, 兩 者 之 間 有 14 次 的 差 異, 訓 練 的 效 果 可 能 就 打 了 折 扣

10 10 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 此 外, 安 靜 與 運 動 時 的 心 跳 率, 也 具 有 個 體 心 肺 耐 力 的 指 標 意 義 比 如 在 相 同 條 件 與 速 度 之 下, 兩 人 同 時 進 行 慢 跑 或 者 休 息, 心 跳 率 較 低 者 通 常 具 有 較 佳 的 心 肺 耐 力 因 為, 他 只 需 要 較 少 次 的 心 搏 出 血 量, 就 可 以 應 付 相 同 的 運 動 強 度, 心 肺 功 能 顯 然 比 較 強 並 且, 長 時 間 的 心 肺 適 能 訓 練, 也 可 以 有 效 的 降 低 脈 搏 次 數, 因 為 經 過 長 期 訓 練, 心 臟 血 液 的 搏 出 量 以 及 帶 氧 量 增 加, 當 然 就 不 需 要 那 麼 多 次 的 心 臟 搏 動 了 三 運 動 自 覺 量 表 (rating of perceived exertion) 運 動 強 度 的 評 估 除 了 可 以 攝 氧 量 以 及 心 跳 率 變 化 狀 況 來 進 行 之 外, 也 可 採 用 運 動 自 覺 量 表 (rating of perceived exertion, 簡 稱 RPE) 作 為 評 估 的 方 法 運 動 自 覺 量 表 是 由 瑞 典 生 理 學 家 Gunnar Borg 所 發 展 出 來 的 心 理 生 理 量 表 ( 引 自 王 順 正,1999b) 這 種 量 表 是 透 過 知 覺 上 的 努 力 程 度 判 斷, 整 合 肌 肉 骨 骼 系 統 呼 吸 循 環 系 統 與 中 樞 神 經 系 統 的 身 體 活 動 訊 息, 建 立 每 個 人 身 體 活 動 狀 況 的 知 覺 感 受 Borg 發 表 過 兩 種 運 動 自 覺 量 表, 第 一 種 量 表 是 依 據 運 動 時 心 跳 率 的 上 昇 狀 況, 建 立 知 覺 等 級 從 6( 安 靜 心 跳 率 約 每 分 鐘 60 次 ) 至 20( 最 大 心 跳 率 約 每 分 鐘 200 次 ) 的 運 動 自 覺 量 表 研 究 發 現, 此 種 運 動 自 覺 量 表 自 覺 的 運 動 強 度 與 運 動 時 的 心 跳 率 攝 氧 量 和 血 乳 酸 堆 積 成 正 比 ( 相 關 值 約 在 0.8 至 0.9 之 間 ) 但 是, 這 種 6 至 20 運 動 自 覺 量 表, 自 覺 強 度 的 值 與 心 跳 率 的 實 際 關 係, 容 易 受 到 運 動 者 的 年 齡 安 靜 心 跳 率 運 動 的 方 式 以 及 運 動 者 的 個 別 能 力 差 異 等 所 影 響 第 二 種 Borg 所 發 表 的 運 動 自 覺 量 表, 則 是 以 0-10 來 表 現 自 覺 運 動 強 度, 0( 沒 有 感 覺 ) 至 10( 非 常 非 常 強 ), 最 大 自 覺 強 度 則 以 超 過 10 來 代 表

11 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 11 此 種 運 動 自 覺 量 表, 以 3 來 代 表 適 度 自 覺 強 度, 7 以 上 的 自 覺 強 度 就 已 代 表 非 常 強 採 用 運 動 自 覺 量 表 來 判 定 運 動 的 強 度 時, 儘 管 僅 以 心 理 與 生 理 感 受, 進 行 運 動 強 度 的 判 定, 實 際 運 用 時 仍 有 其 簡 單 方 便 且 具 特 殊 代 表 性 的 價 值 存 在, 值 得 運 動 參 與 者 採 用 ( 王 順 正,1999b) 以 下 筆 者 結 合 兩 種 不 同 運 動 知 覺 量 表 相 對 於 跑 步 的 運 動 強 度 以 及 對 照 的 心 跳 率, 整 理 出 一 份 參 考 表 格, 可 以 作 為 一 般 從 事 運 動 者 設 定 運 動 強 度 時 的 參 考 而 由 表 中 我 們 可 以 得 知, 教 育 部 所 宣 導 的 運 動 333, 心 跳 率 達 到 大 約 130 下 左 右, 它 的 運 動 強 度 在 15 級 運 動 知 覺 量 表 是 在 等 級,10 級 量 表 相 對 則 是 落 於 4-5 級 中 等 強 度, 所 應 該 從 事 的 運 動 型 態 則 為 有 氧 性 的 慢 跑 活 動 表 3 運 動 自 覺 量 表 相 對 運 動 型 態 與 對 照 心 跳 率 參 考 表 15 級 運 動 自 覺 量 表 10 級 運 動 自 覺 量 表 相 對 運 動 型 態 對 照 心 跳 率 (bmp) 6 0 休 息 ( 非 常 輕 鬆 ) 1-2( 弱 ) 散 步 ( 輕 鬆 ) 2-3( 弱 - 適 度 ) 快 走 ( 有 些 吃 力 ) 4-5( 有 些 強 ) 慢 跑 ( 吃 力 ) 5-6( 強 ) 快 跑 ( 非 常 吃 力 ) 7( 非 常 強 ) 高 速 跑 ( 非 常 非 常 吃 力 ) 8-9( 非 常 非 常 強 ) 中 距 離 競 賽 ( 極 限 ) 10( 極 限 ) 短 距 離 衝 刺 200 資 料 來 源 : 作 者 整 理 註 : 以 20 歲, 安 靜 心 跳 率 為 60 者 為 樣 本 運 動 參 與 者 以 運 動 自 覺 量 表 判 定 運 動 強 度 時, 雖 然 簡 易 方 便 容 易 對 照, 但 是 仍 然 必 須 考 慮 運 動 的 方 式 年 齡 個 別 的 能 力 差 異 以 及 訓 練 水 平 等 狀 況, 所 建 立 的 強 度 評 估 才 能 更 正 確 有 效

12 12 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 四 負 荷 與 反 覆 次 數 對 於 舉 重 舉 啞 鈴 等 肌 力 性 的 運 動 訓 練, 因 為 每 次 實 際 操 作 的 時 間 相 當 短 暫, 可 能 只 有 幾 秒 或 幾 十 秒 的 時 間, 在 心 跳 率 以 及 攝 氧 量 方 面, 不 容 易 形 成 穩 定 的 狀 態 因 此, 不 適 合 作 為 這 種 型 態 運 動 強 度 的 判 定 方 法 反 覆 次 數 (repetition maximum, 簡 稱 RM), 反 而 是 比 較 適 合 這 類 運 動 判 定 強 度 的 方 法 下 面 有 幾 個 肌 力 性 訓 練 的 基 本 觀 念, 必 須 先 建 立 : ( 一 ) RM 的 定 義 : 指 某 些 肌 群 在 沒 有 疲 勞 的 情 況 下, 負 荷 一 定 的 重 量 時, 所 能 完 成 的 最 大 反 覆 次 數 ( 王 順 正,1999c) ( 二 ) 1RM (one-repetition maximum, 簡 稱 1RM): 以 RM 的 定 義 可 以 得 知, 它 指 的 是 肌 群 可 以 產 生 的 最 大 力 量, 亦 即 是 完 成 一 次 後 第 二 次 已 經 無 法 完 成 的 負 荷, 也 可 以 稱 最 大 肌 力 ( 三 ) 肌 肉 臨 界 負 荷 (critical power) 與 臨 界 力 量 (critical force):monod & Scherrer (1965) 研 究 所 提 出 的 肌 肉 臨 界 負 荷 (critical power) 與 臨 界 力 量 (critical force) 概 念, 可 以 解 釋 肌 肉 能 夠 持 續 反 覆 無 限 多 次 的 最 大 負 荷 當 訓 練 的 重 量 低 於 臨 界 力 量 時, 肌 肉 的 訓 練 效 果 主 要 呈 現 在 肌 肉 耐 力 與 心 肺 耐 力 上 隨 著 RM 次 數 的 減 少, 肌 肉 參 與 無 氧 性 的 訓 練 愈 強, 肌 力 的 訓 練 效 果 也 越 增 加 肌 肉 在 進 行 重 量 訓 練 的 過 程, 高 負 荷 強 度 所 能 重 複 的 次 數 較 少, 低 負 荷 強 度 所 能 重 複 的 次 數 較 多, 而 且 負 荷 與 重 覆 次 數 間 存 在 非 線 性 的 反 比 關 係 ( 王 順 正,1999c) 例 如 某 人 蹲 舉 的 1RM 為 100 公 斤 2RM 為 90 公 斤,3RM 絕 對 不 會 是 80 公 斤, 而 有 可 能 是 85 公 斤 ;10RM 時, 則 可 能 達 70 或 75 公 斤 ; 可 見, 蹲 舉 的 耐 力 表 現, 已 由 1RM 增 加 到 10RM 之 多, 實 際 的 負 荷 重 量 則 僅 下

13 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 13 降 30% 此 外, 如 果 負 荷 的 強 度, 低 到 可 以 重 複 30-40RM 以 上 時, 對 於 肌 力 與 爆 發 力 的 訓 練 效 果 就 較 為 有 限, 這 種 訓 練 方 式 是 以 肌 肉 的 耐 力 訓 練 為 主 除 了 重 量 訓 練 以 外, 持 續 運 動 時 間 較 長 的 運 動 方 式, 不 管 是 單 一 肌 肉 的 活 動, 或 者 是 自 行 車 跑 步 游 泳 等 全 身 性 運 動, 都 可 以 發 現 運 動 負 荷 與 持 續 運 動 時 間 耐 力 的 非 線 性 反 比 關 係 ( 王 順 正,1999c) 以 田 徑 比 賽 做 為 例 子, 跑 步 速 度 與 距 離, 很 明 顯 的 呈 現 非 線 性 反 比 下 表 是 筆 者 節 錄 中 華 民 國 田 徑 協 會 的 全 國 田 徑 記 錄 資 料, 由 表 中 的 資 料 可 以 發 現, 當 跑 步 的 距 離 由 100M 增 加 到 5000M 時 ( 增 加 4900M), 跑 步 的 平 均 速 度 由 每 秒 9.73M 降 低 到 5.99M, 降 低 的 比 例 為 39.9%, 而 跑 步 的 距 離 達 800M 時 ( 僅 增 加 700M), 跑 步 的 平 均 速 度 降 低 比 例 為 23%; 但 是, 當 跑 步 距 離 由 5000M 增 加 到 10000M 時 ( 增 加 了 5000M), 跑 步 的 平 均 速 度 則 僅 由 每 秒 5.99M 降 低 到 5.71M, 降 低 的 比 例 僅 僅 只 有 4.7% 表 4 全 國 男 子 田 徑 記 錄 時 間 與 平 均 時 速 表 項 目 跑 步 時 間 ( 秒 ) 平 均 速 度 ( 公 尺 / 秒 ) 100m m m m m m m 資 料 來 源 : 中 華 民 國 田 徑 協 會 有 了 以 上 的 基 礎 觀 念, 接 下 來 該 如 何 進 行 重 量 訓 練? 重 量 訓 練 的 原 則 各 家 皆 有 不 同 的 看 法, 但 是 萬 變 不 離 其 宗, 大 概 可 以 歸 納 出 以 下 幾 點 : ( 一 ) 漸 進 與 評 量 原 則 : 設 定 訓 練 目 標 和 內 容 後, 必 須 依 據 自 己 肌 力 的 進 步, 定 期 評 估, 並 加 以 漸 進 式 調 整

14 14 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 ( 二 ) 超 負 荷 原 則 : 訓 練 的 強 度 必 須 超 過 運 動 員 當 下 之 肌 肉 能 力, 使 肌 肉 在 超 負 荷 的 情 形 下 刺 激 其 生 理 適 應, 肌 力 才 會 增 加 因 此, 原 則 上 在 進 行 重 量 訓 練 時, 都 應 姿 勢 正 確 地 做 到 力 竭 舉 不 起 來 為 止 ( 三 ) 特 殊 性 原 則 : 有 效 的 重 量 訓 練, 必 須 依 據 個 人 所 從 事 運 動 的 特 屬 性, 進 行 不 同 的 設 計 舉 重 運 動 員 與 桌 球 運 動 員, 訓 練 的 方 式 當 然 會 有 極 大 的 差 異, 一 個 重 視 最 大 肌 力 與 爆 發 力 的 增 加, 一 個 則 必 須 訓 練 出 敏 捷 性 的 肌 肉 素 質, 快 速 反 應 ( 四 ) 全 身 性 原 則 : 全 身 的 肌 肉 骨 骼 結 締 組 織 等 必 須 均 衡 訓 練, 不 可 偏 頗 身 體 肌 力 的 不 平 衡, 常 常 會 造 成 運 動 傷 害 而 結 締 組 織 的 強 化 ( 利 用 低 強 度 訓 練 ), 也 是 避 免 關 節 與 肌 肉 受 傷 的 重 要 因 素 不 同 的 訓 練 目 的, 訓 練 的 方 式 亦 有 所 差 異, 比 如 羽 球 運 動 員 所 需 要 的 運 動 條 件 是 敏 捷 與 快 速 的 反 應, 就 不 適 合 進 行 高 負 荷 低 反 覆 次 數 速 度 慢, 以 訓 練 大 肌 肉 為 主 的 重 訓 方 式 表 5 及 表 6 是 不 同 目 的 重 量 訓 練 方 式 以 及 反 覆 次 數 與 訓 練 強 度 的 關 係 資 料 整 理, 可 供 訓 練 時 的 參 考 表 5 不 同 目 的 重 量 訓 練 方 式 一 覽 表 訓 練 目 的 反 覆 次 數 組 數 動 作 速 度 組 間 休 息 時 間 力 量 8-12 RM 2-3 慢 至 中 速 2-3 分 鐘 耐 力 15 RM 2-3 中 速 盡 量 短 爆 發 力 4-8 RM 3-6 最 快 3-5 分 鐘 增 加 肌 肉 體 積 8-12RM 3-6 慢 至 中 速 1-2 分 鐘 資 料 來 源 :Wellbing 生 活 誌 (2010)

15 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 15 表 6 反 覆 次 數 與 訓 練 強 度 的 關 係 反 覆 次 數 訓 練 強 度 反 覆 次 數 訓 練 強 度 2 95% 12 70% 4 90% 14 65% 6 85% 15 60% 8 80% 17 55% 10 75% 20 50% 資 料 來 源 : 銘 傳 大 學 台 北 校 區 跆 拳 社 網 址 : 而 重 量 訓 練 對 於 身 體 的 好 處, 許 多 研 究 ( 林 依 雯 陳 五 洲,2011; 蔡 政 霖 周 峻 忠,2008) 都 證 實 : 透 過 肌 力 的 訓 練, 可 以 提 升 肌 肉 素 質 與 力 量, 提 升 運 動 員 運 動 表 現 ; 不 論 是 對 一 般 人 或 老 年 人 而 言, 肌 力 增 加 可 以 提 高 身 體 新 陳 代 謝 減 少 體 脂 肪 增 加 骨 質 密 度 此 外, 減 重 的 過 程 當 中 適 當 的 重 量 訓 練, 能 增 加 肌 肉 質 量 及 直 接 影 響 基 礎 代 謝 率 的 上 昇, 也 可 以 避 免 復 胖 情 形 的 發 生 ( 林 作 慶 傅 正 思,2005) 肆 結 論 與 建 議 運 動 強 度 的 測 量 方 式 包 括 有 攝 氧 量 心 跳 率 自 覺 量 表 以 及 負 荷 與 反 覆 次 數 等 方 法 攝 氧 量 的 測 量 必 須 於 運 動 生 理 實 驗 室 進 行 測 量, 測 量 專 業 運 動 員 的 心 肺 耐 力 ; 而 一 般 的 民 眾 比 較 簡 易 方 便 的 評 估 方 式 是 心 跳 率 的 測 量, 利 用 美 國 運 動 醫 學 會 (ACSM,1995) 建 議 採 用 的 HRR (heart rate reserve) 計 算 公 式, 可 以 有 效 的 評 估 自 己 的 運 動 強 度 ; 自 覺 量 表 (RPE) 則 比 較 容 易 受 到 個 別 心 理 特 質 的 影 響, 而 有 失 準 確 ; 而 進 行 重 量 訓 練 時, 負 荷 與 反 覆 次 數 (RM) 的 觀 念, 是 評 估 運 動 強 度 適 合 的 方 式 此 外, 根 據 個 人 不 同 的 運 動 目 的, 必 須 採 取 不 同 的 運 動 強 度 與 持 續 時 間 高 強 度 的 運 動, 可 以 增 進 個 人 的 無 氧 耐 力 與 肌 肉 素 質, 但 是 因 其 強 度 太 高, 容

16 16 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 易 累 積 乳 酸 而 無 法 持 續 一 段 長 時 間 因 此, 消 耗 的 身 體 能 量 物 質 大 多 是 醣 類 碳 水 化 合 物 為 主, 而 且 因 為 時 間 短, 消 耗 的 量 也 不 多, 對 於 降 低 身 體 脂 肪 的 效 果 不 佳 從 事 長 時 間 低 強 度 的 有 氧 運 動 ( 持 續 時 間 30 分 鐘 或 30 分 鐘 以 上 ), 例 如 健 走 慢 跑 長 泳 騎 自 行 車 等 運 動, 才 是 消 耗 脂 肪 有 效 的 運 動 型 態 參 考 文 獻 American College of Sport Medicine (1995). ACSM s Guideline for Exercise Testing and Prescription(5th Ed). Baltimore: Williams and Wilkins. Monod, H., & Scherrer, J. (1965). The work capicity of a synergic muscular group. Ergonomics, 8(14), Wellbing 生 活 誌 (2010) 想 長 肌 肉? 重 量 訓 練 是 唯 一 法 門 - 重 量 訓 練 概 念 篇 取 自 中 華 民 國 田 徑 協 會 (2013) 全 國 男 子 田 徑 最 高 紀 錄 取 自 王 予 仕 林 玉 瓊 王 順 正 (2009) 最 大 脂 肪 氧 化 運 動 強 度 的 研 究 趨 向 運 動 生 理 暨 體 能 學 報,9,9-19 王 順 正 (1999) 運 動 與 體 重 控 制 運 動 生 理 學 週 訊,5 取 自 王 順 正 (1999a) 運 動 強 度 的 判 定 ( 心 跳 率 ) 運 動 生 理 學 週 訊,17 取 自 王 順 正 (1999b) 運 動 強 度 的 判 定 ( 自 覺 量 表 ) 運 動 生 理 學 週 訊,18 取 自 王 順 正 (1999c) 運 動 強 度 的 判 定 ( 耐 力 與 負 荷 ) 運 動 生 理 學 週 訊,19 取 自 王 順 正 (1999d) 運 動 強 度 的 判 定 ( 攝 氧 量 ) 運 動 生 理 學 週 訊,20 取 自 吳 鑒 鑫 黃 超 文 (2001) 運 動 生 理 學 台 北 市 : 亞 太 圖 書

17 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 17 卓 俊 辰 (1996) 運 動 與 健 康 台 北 縣 : 國 立 空 中 大 學 林 作 慶 傅 正 思 (2005) 維 持 體 重 避 免 復 胖 的 關 鍵 因 素 之 一 : 重 量 訓 練 中 華 體 育 季 刊,19(1),30-37 林 依 雯 陳 五 洲 (2011) 一 次 反 覆 最 大 重 量 之 最 大 肌 力 探 討 台 灣 體 育 論 壇, 2,61-71 陳 敏 宏 (2000) 運 動 強 度 設 定 之 新 觀 念 -VO 2 Reserve 中 華 體 育 季 刊,14(2), 銘 傳 大 學 台 北 校 區 跆 拳 社 重 量 訓 練 取 自 蔡 立 偉 (2005) 脂 肪 代 謝 與 運 動 強 度 之 關 係 屏 師 體 育,9, 蔡 政 霖 周 峻 忠 (2008) 老 年 人 從 事 阻 力 訓 練 的 原 則 與 處 方 中 華 體 育 季 刊, 22(4),40-50 饒 慧 玲 譯 (2002) 健 康 塑 身 學 習 百 科 台 北 市 : 貓 頭 鷹

18 18 設 定 正 確 的 運 動 強 度 - 論 析 運 動 強 度 的 測 量 方 法 與 運 用 Set up correct sport intensity-to explore and utilize measuring methods of sport intensity Chi-Feng Lee Office of Physical Education, Da-Yeh University Abstract It s always an unending question that what kind of sport intensity can achieve the purpose of sport training or exercise. In fact, the variation of sport intensity could influence the utilization of body energy materials. Different exercise purposes should be executed in various sport intensity. This article introduced how exercise consumes energy and some methods to measure sport intensity, including heart rate, oxygen intake, rating of perceived exertion (RPE), loading and repetition etc. Measuring of heart rate is quite easy, so the method fits for common people. Oxygen intake should be carried out in a physiology laboratory, so it fits for the assessment of cardiopulmonary endurance of a professional athlete. Although RPE seems to be influenced easily by the psychological characteristics of various sport participants, it is yet a pretty simply way to measure sport intensity. Loading and repetition fits for the measuring of weight training. This paper may help people to build up preliminary correct concepts while carrying out sport training. Key words: sport intensity, heart rate, oxygen intake, rating of perceived exertion, loading and repetition