第3章 体能训练导论

本章介绍体能（Physical Fitness）的基本概念及相关术语。体能这一概念通常用来定义、测量身体素质水平，以及其他有关体育训练的基本术语。诸如：有氧和无氧之类的专业术语将贯穿于全书各个章节，所以，本章首先介绍这类基本术语，随后的章节再对具体体能训练技巧做进一步讲解。我们建议读者详细地阅读本章内容，这些基本术语及概念有助于你更好地理解全书内容，使你更快地掌握训练技巧。

第一节运动生理学概述

运动生理学是体育科学的基础学科之一，旨在研究人体在体育活动和运动训练影响下结构和机能的变化，以及人体对运动的反应和适应。研究结果应用于体育教学课程设计、组织体育锻炼和运动训练等。身体素质包括心肺耐力、身体形态、肌肉强度与耐力、反应灵敏度等。

基本概念和术语

以下是运动生理学的基本概念和常见术语，这些术语贯穿全书，请读者仔细阅读。

有氧运动：需要氧气产生能量的过程。

有氧运动能力：单位时间内能完成的最大有氧运动量。

有氧代谢：大部分超过3分钟的运动都需要氧气为其输送能量（氧化过程），换句话说，即必须通过氧气代谢才能产生能量。

灵敏素质：是指迅速、准确改变体位的能力。

无氧运动：不需要氧气产生能量的过程。

无氧运动能力：单位时间内能完成的最大无氧运动量。

无氧糖酵解：在无氧条件下，葡萄糖或糖原分解为乳酸的过程。乳酸是这个过程中的副产品。

无氧代谢：无氧物质和能量的转化过程，即运动时氧气供应无法满足需要，肌肉则利用其他成分释放能量以满足运动需要的过程。

无氧阈：无氧阈就是无氧界限，当运动时肌肉所需的氧不能由呼吸循环系统完全供应时，能量将来自无氧代谢；此时，动脉血管中的乳酸量开始增加。

三磷酸腺苷（ATP）：三磷酸腺苷在肌肉中储存、转化能量。食物分解进入肌肉后，以ATP的形式储存能量；运动时ATP分解，释放能量。

平衡素质：当身体处于静态或动态时，身体保持平衡的能力。

心肺功能：指心脏、肺部、血管为运动的肌肉输送氧气、排出体内垃圾的能力。

同心收缩：又名向心收缩、缩短收缩，也称“积极运动”，是指肌肉收紧时导致肌肉变短的收缩。

协调素质：运用某一感官协同肌肉组织准确地完成某一运动的能力；例如，射击过程中的手眼协调素质。

动力性运动：引起关节活动的骨骼肌或其他肌肉的收缩和放松运动。

离心收缩：又名拉长收缩，也称“消极运动”，是指使肌肉变长的肌肉收缩。克服重力时，肌肉会发生拉长收缩，如下山或下楼时发生的肌肉收缩。

心电图（ECG）：是利用心电图机从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形。

肌力计/测力计：测量功率或力量的工具。

测力：在体育活动中测量力量的过程。

体育锻炼：指以发展身体、增进健康、增强体质为目的而进行的有组织、有计划的体育活动。包括心肺功能、肌肉力量与耐力、灵敏素质、身体形态等体能素质（详见前言）的锻炼。

法特莱克训练法（Fartlek Training）：也称“速度游戏”，加速跑与慢跑交替进行的训练方法，是一种为了提高速度素质、没有特定组织形式的间歇性训练方法。

柔韧素质（Flexibility）：控制某一关节活动范围的能力，具体是指肌腱、韧带及周围软组织的灵敏度；在任何活动强度下，尤其是极限运动时的控制能力与反应能力。

糖原：一种储存在肝脏和骨骼肌中的碳水化合物（糖类）。

糖酵解：葡萄糖或糖原在组织中进行类似发酵的降解反应过程。最终形成乳酸或丙酮酸，同时释放出部分能量，形成三磷酸腺苷（ATP）供组织利用。该过程是无氧代谢过程。

糖分解的：准备或促进糖酵解。

心率：心脏每分钟跳动的次数。

间歇式训练：在一次或一组剧烈运动后进行休息，或减轻运动强度。间歇式训练主要用于无氧锻炼。

等动收缩：在整个关节活动范围内，肌肉以恒定速度进行的最大用力收缩；例如，自由泳中的挥臂练习。

等长收缩（静力性）：肌肉在收缩时既不伸长也不缩短，而肌肉张力等于外加阻力，作用是支持、固定、维持某种身体姿势。在这类活动中，没有关节运动。

等张收缩（动力性）：肌肉收缩时保持张力，肌肉可伸长也可缩短。

乳酸：无氧代谢产生的副产品。

韧带：使各骨块相互连接的结缔组织的索状物，其功能是强化关节。

最大吸氧量（VO2max）：是测量有氧代谢能力的重要指标，机体在单位时间内所摄入的最大氧气量。通常用L/min或者ml/kg/min来表示。

代谢当量（MET，代谢等量单位）：在体育运动中估算身体代谢消耗的一种单位。一代谢当量是指个体在静止的状态下所消耗的能量，相当于每千克体重消耗3.5毫升氧气。

新陈代谢：维持生命的物理和化学反应过程。

每分通气量：每分钟吸入的空气的量。

肌肉耐力：在较长时间内，对抗一定阻力（通常是最大阻力的50%～60%）时多次完成动作的能力。

肌肉力量：一个或一组肌肉所能产生的最大力量。

肌红蛋白：是组成骨骼肌和心肌的主要蛋白质，有运输和储存氧的功能，是判断肌肉劳损的重要指标。

身体活动：消耗能量的骨骼肌运动。

体适能/体能：进行体育锻炼的能力。

肌肉增强式训练：通常也叫“爆发式弹跳能力训练”，用于锻炼肌肉突然伸展与收缩的能力，包括立定跳和混合跳等。

爆发力：肌肉在短时间内移动至尽量远的距离的能力。如短跑冲刺、跳高、拳击所展现出的爆发力。

自感用力度分级（RPE）：自感用力度是博格（Borg）根据运动者自我感觉疲劳程度来衡量相对运动强度的指标，是测量持续强度运动中体力水平的可靠指标，可用来评定运动强度；它通常与心肺代谢的指标有关，如吸氧量、心率等。

反应时间：接收信号后，做出反应的时间。

换气比值：产生的二氧化碳与消耗的氧气的比值，是体育运动中衡量初始能量的一项重要指标。

速度素质：短时间内完成某种运动的能力。

力量素质：肌肉克服阻力的收缩能力，并能够在活动范围内进行有效控制的能力。

每搏输出量（Stroke Volume）：心脏每跳动一次泵出的血液量。

肌腱：肌肉末梢附着的纤维束，肌肉通过肌腱与骨骼或其他组织相连接。

潮气量（Tidal Volume， TV）：在静息状态下每次吸入或呼出的气量，似潮汐涨落，故名潮气量。

第二节肌肉组织与功能

肌肉主要分为以下三类：

心肌

骨骼肌

平滑肌

本节主要讨论骨骼肌，它能使化学能量转化为机械动能，从而完成人体活动。下面介绍骨骼肌的基本构成及其各自的特点和功能。尽管有些学者对骨骼肌纤维做出不同的划分，但骨骼肌大体可分为以下三类：

慢缩红肌（Ⅰ类）

快缩红肌（Ⅱ类a）

快缩白肌（Ⅱ类b）

1．Ⅰ类骨骼肌纤维

Ⅰ类骨骼肌纤维通常在耐力性运动中发挥重要的作用。这类纤维通常称为慢肌纤维，具有很高的有氧能力与抗疲劳能力，主要的能量来源是脂肪，但是，其糖酵解(无氧)能力差、收缩速度慢、运动单位肌力较低，属于低强度、长时间运动的肌肉类型。慢肌纤维富含肌红蛋白，呈红色，故也称慢缩红肌；肌红蛋白是指肌肉中储存并输送氧气的含铁蛋白。慢肌纤维属于张力性运动神经元，负责维持张力姿势，又称作缓慢运动单位。慢肌纤维含肌红蛋白和细胞色素较多，肌原纤维较少，在运动时慢肌纤维收缩较慢，爆发力不强，但能持久耐劳。

2．Ⅱ类骨骼肌纤维

Ⅱ类骨骼肌纤维至少可以分成两类：Ⅱ类a（快缩红肌）和Ⅱ类b（快缩白肌）。这类纤维主要在力量性活动和爆发力性活动中发挥作用。Ⅱ类a纤维富含肌红蛋白，所以颜色略呈红色，人称快缩红肌。它位于快肌纤维和慢肌纤维之间，虽然比慢肌纤维快，但也不适合耐力性活动。

相反，Ⅱ类b纤维才是真正意义上的快肌纤维，它含较多的肌原纤维，而肌红蛋白和细胞色素较少，所以有学者称它为“白”肌。它在运动时收缩的速度快而有力，爆发力强，但持久力较差。快缩白肌具有最高的糖酵解(无氧)能力与运动单位肌力，但是，在有氧能力、收缩速度以及疲劳阻力方面较差，属于高强度、短时间运动的肌肉类型。Ⅱ类b纤维容易使乳酸堆积，如果不及时排出乳酸，最终会导致肌体疲劳。

Ⅰ类a纤维同时具备这两种肌肉类型的优点，既可进行有氧运动，也可进行无氧运动。但应该注意的是，两类骨骼肌纤维拥有不同的特性。一般来说，人体骨骼肌用力时，如果用力的方式较为轻微，则仅有慢缩红肌参与收缩、产生力量；随着骨骼肌用力强度的增加，快缩红肌也会参与收缩用力。但是，只有骨骼肌的用力强度达到最大时，快缩白肌（Ⅱ类b纤维）才会参与收缩用力。但是，体育锻炼可以改变骨骼纤维的特性。因此，耐力素质训练可以使快缩红肌呈现更多的慢缩红肌特性。表1-1对各类骨骼肌纤维做出了详细说明。

3．骨骼肌纤维分布

每个人体内的快肌纤维和慢肌纤维的数量都是天生的，所有正常的骨骼肌内都含有这三种纤维。但是，这些纤维的具体分布却因人、因肌肉组织而异，哪怕是在同一个人的体内，不同的肌肉组织也有着不同的纤维分布。体能训练可以转换肌肉纤维类型，可以通过耐力训练和爆发力训练提升快肌纤维和慢肌纤维的代谢能力。需要注意的是，训练效果不仅受到体内肌肉纤维分布的影响，而且还受到具体训练情况和饮食等其他因素的制约。图1-1总结了各类运动员慢肌纤维的平均分布情况。

如图1-1所示，与短跑运动员和摔跤运动员相比，平时经常参加耐力性运动的人体内含有较高水平的慢缩肌。图1-1还向我们展示了这些人群的最高有氧代谢能力情况：体内慢肌纤维含量越高的人，有氧代谢能力则越强。请注意，在业余运动员中，情况可能略有差异。专项体育训练会改变体内的骨骼肌纤维分布及其特性。

第三节体能训练原则

体能训练的目标是提高体能水平。每个下定决心进行体能训练的人，都有独特的身体素质。本章将讨论适用于各种体能训练的四个基本原则。

1．适宜负荷原则

人体必须在一定强度的刺激之下才能提高机能，因此，训练者必须进行比平时强度更大的体能训练，才能使身体逐步适应强化训练。身体适应较高强度的运动后，才能有效地提高身体机能。你可以通过反复训练、增大运动强度、延长运动时间等途径进行负荷训练。这些途径可以明显提高跑步、游泳和骑自行车的训练效果，而增大阻力和反复训练则可以显着提高力量素质训练的效果。

2．专项训练原则

这个原则指的是通过特定的体育运动项目改善人体相应的代谢机能和生理机能。例如：跑步可以提高身体素质，但不能提高游泳水平，反之亦然。因此，想要取得良好的训练效果，必须明确特定的专项训练项目来提高相关的肌肉机能。

3．区别对待原则

运动训练效应因人而异。应该根据个体的身体素质差异选择适当的训练内容，制订相应负荷的训练计划。

4．停训与体能下降原则

定期训练是保持体能的前提条件。训练停止（Detraining）一两周后，原先获得的健身效果会逐渐消退，本章的稍后部分将会对这个问题做详细论述。

根据特种作战的属性，海豹突击队队员必须全面提高体能素质：力量、速度、灵敏、耐力素质。因此，FITT（Frequency， Intensity， Time，Type）原则在体能训练中发挥了重要作用，必须按照这些原则进行训练。

FITT：频率、强度、时间、类型

FITT原则将帮助你收获最佳的健身效果。交替训练中要充分考虑运动强度、运动量、运动持续时间这三个要素(详见第三章)，下一小节将讲解如何测定运动强度。

第四节如何测定训练心率

这一小节主要讲解运动强度，本书的随后几个章节也会提到这一术语。这里的运动强度指的是运动的激烈程度。如果在健身房健身，健身器材会控制运动强度。测量心率是测量运动强度较为简单、便捷的方法，通过测量心率，可以检验运动时的心率是否在目标心率范围内。

在颈动脉或腕动脉处测量15秒钟的脉搏数，然后乘以4，这样就得到1分钟的心跳次数（心率）。将这一数值与你的目标心率比较，如果所得的数值偏低，则需提高运动强度；反之，则降低运动强度。

体能训练目标心率计算方法

为了保持有氧代谢能力，运动强度需在中等或以上强度，即最大心率（Max HR）的70%～90%。

请注意：这只是最大心率的一个估算值。

由于个人的生理差异和身体素质差异，实际最大心率应该高于这个估算值。但是，国际通常使用这一方法测算最大心率。

每分钟的最大心率＝220－年龄

用所得的数值分别乘以0.7和0.9，这样就可以得到目标心率范围。进行体育锻炼时，你的心率应该处于这个区间。表1-2作为一个例子，教大家如何用这个方法确定自己的目标心率范围。

你可以通过上面这个方法或图1-2中的方法计算你的最大心率。请注意一点：在游泳和臂膀体育活动中，目标心率的最大值通常偏低，如果进行此类训练，请将最大心率减去13。表1-3将给出具体算法。

第五节运动时骨骼肌的三大供能系统

在阐述体能训练方法之前，我们先来讨论一下骨骼肌的三大供能系统。这三个系统都非常重要，它们为运动的肌肉提供能量。运动类型不同，主要供能系统也不同。

1．速度运动中的供能系统

在运动过程中，物质代谢伴随着能量转化，而由于三磷酸腺苷（ATP）是运动时人体肌肉收缩的直接能源，所以，能量的释放与利用是以ATP为中心的。ATP是肌肉运动时将化学能量转化成机械能量的唯一直接能源，运动时ATP转化率大大加快，与运动速度成正比。但是，骨骼肌肉中ATP的含量很少，只能维持很短时间的最大强度运动。ATP释放能量时，它们就转化成腺嘌呤核甙二磷酸（ADP），为了使ADP二次合成ATP，为肌肉提供更多的能量，就需要磷酸肌酸（CP）来促成二者的转化。因此，激活CP的途径就尤为重要。没有CP，ADP就只能为机体提供几秒钟的能量，而在CP的“帮助下”，磷酸原功能系统（ATP-CP）能提供30秒的能量。因此，速度运动中的ATP-CP系统，又称为磷酸储能池，为肌肉收缩提供即时的无氧能量。

ATPADP+磷酸+能量

ADP+CPATP+肌酸

2．无氧运动中的供能系统

无氧运动中的功能系统叫作糖酵解和磷酸原(ATP-CP)混合代谢功能系统。该供能系统是一个过渡系统。

剧烈运动持续30分钟以上时，葡萄糖是唯一能向肌肉提供ATP的物质。肌肉通过糖原获得葡萄糖，葡萄糖或糖原在肌肉中无氧分解成乳酸，并合成ATP释放能量的过程，称为糖酵解。运动过程中，骨骼肌依靠糖酵解的再生成供能和利用过程，称为糖酵解功能系统。然而，葡萄糖在转化成ATP的过程中会产生乳酸。正常情况下，血液和肌肉中只含有微量乳酸，当乳酸在肌肉和血液中聚积时，肌肉就会感到疲劳，除非乳酸被及时排出体外。人体之所以能够及时排出乳酸，是因为肌肉进行了氧化代谢，为机体提供了能力以维持运动。如果继续进行剧烈运动，三五分钟后肌肉必然会感到疲劳。

3．有氧运动的供能系统

有氧运动的有氧代谢供能系统为长时间、稳定、持续的运动提供能量，例如：长跑、游泳等体育项目。肌肉可以通过葡萄糖和脂肪酸获得能量，肌肉本身可以储存这些糖原，也可以通过血液循环获得这些能量源。葡萄糖以糖原的形式储存在肌肉中，而脂肪酸以甘油三酸酯的形式储存在肌肉中。当肌体进行长时间的慢速运动时，甘油三酸酯将取代葡萄糖为肌肉提供能量。

在不同类型的体育项目中，这三大能量转化系统会在不同时间发挥不同的作用。它们在能量代谢过程中产生的能量多少，与运动时间、运动强度、运动类型有关。

总体而言，高强度、时间短的运动项目，主要靠无氧代谢获得能量。表1-4总结了各类体育活动的供能系统。

第六节体能训练的技巧和方法

大多数人认为体育运动要么是单纯的有氧运动，要么是单纯的无氧运动，非此即彼。其实不然，很多体育项目是二者的结合体。例如：在1500米田径赛中，起跑和冲刺阶段是无氧运动，而中间阶段则是有氧运动。运用恰当的体能训练技巧，可以提高肌体的有氧代谢能力和无氧代谢能力。表1-5列出了三大代谢系统在各项体能训练方法中的应用，下面我们就来讨论一下哪些技巧可以提高体能素质，以及如何运用这些技巧。

1．间歇训练法

间歇训练法是体育训练和休息交替进行的训练方法。通常采用积极性休息，如慢跑、走路等放松训练。根据不同的训练需要，设定不同的练习时间、运动强度、重复次数，以及休息时间和积极性休息的运动类型。间歇式训练有助于运动员提高运动强度。通过不同类型的间歇训练，可以提高机体的速度运动、无氧运动和有氧运动的功能能力。

2．短跑训练法

短跑训练法有助于提高速度素质和肌肉力量素质。需要以最快速度反复进行加速跑练习。通常情况下，起跑6秒后可达到最快速度，也就是起跑55～60米后才能达到最快速度。

3．短跑中的间歇训练法

这种训练方法是指经过45～55米短跑练习后，交叉进行55～65米的慢跑放松练习，然后再进行短跑练习，这样进行4800米的反复练习。间歇短跑训练法有助于提高有氧代谢能力。

4．加速跑练法

加速跑训练有助于提高速度素质和力量素质。具体做法是从慢跑到大步跑、再到冲刺的1组练习，然后进行1组走路的放松训练，重复进行训练。跑步距离可以设定成50～100米，例如可以依次进行50米慢跑、50米大步跑、50米冲刺、50米走路放松练习。

5．法特莱克训练法

法特莱克训练法（Fartlek Training）中的“Fartlek”在瑞典语中是“加速跑”的意思。这种加速训练包括在平地和坡道进行的快跑和慢跑交替练习。与间歇性训练法不同，法特莱克训练法不包含专门的放松训练和专项练习。例如，你对朋友说：“看见那个公车站没，咱们来比比，看谁先到那里。”然后你们便以最快的速度跑到那个站牌，到达终点后，又往前跑了几步，但是这几步的速度明显慢于前者。换句话说，在这个练习中，并无预先设计好的跑步速度。该方法非常适合常规健身，可根据自身需要自行调整训练强度。

6．持续训练法

持续训练法是指负荷强度较低、负荷时间较长，无间断地连续进行练习的方法。通常用于发展耐力素质，如长跑或户外游泳等耐力性运动。运动员既可进行慢速持续训练，也可进行快速持续训练。它可以有效地提高有氧运动的供能能力，以及在该供能状态下有氧运动的强度。本书的第四章和第五章将会对持续训练法做进一步探讨。

7．重复跑训练法

这个方法和间歇训练法相似，不同点在于每小组的跑步距离较长，通常在800～3200米之间。间歇休息时，在心率低于每分钟120次之后，或者低于最大心率的60%后，才开始进行重复训练。

第七节训练与停训

体能训练（Conditioning/Training）会提升体能水平，而在停止训练（Deconditioning/Detraining）后，体能水平会有所下降。然而，训练是一个循序渐进的过程，大概需要6周才会出现明显的训练效果；而停训则在相对较短的时间内，就能使体能水平下降。表1-6是体能训练效果表，显示了体能训练后人体的代谢变化和心肺变化。

停止训练后，体能水平将会在1-4周内出现下降。体能训练后，人体的代谢能力、心肺功能和肌肉酵素水平都有显着提高，然而，训练停止后，已经提高的体能素质又会下降。停训对体能的影响主要包括以下几点：

降低有氧代谢能力——运动后心率增大，单侧心房泵血量减少；

运动中，加速血乳酸聚积，引发肌肉过早疲劳；

降低主要肌肉酵素水平（酵素控制肌肉最大限度地获得能量）；

减少肺呼吸量，导致运动中肌肉可获得的氧气量变少；

降低耐力——抗疲劳时间缩短；

降低运动过程中消耗热量的能力；降低在艰苦环境中（如高温环境）的运动水平。

停训后，为了不让体能消退，有必要继续训练，以保持已经提高的体能素质。然而，在减少训练量和训练时间的情况下，可以通过维持正常训练的强度保持体能水平，避免体能消退。每周按正常强度进行两三次体能训练，可以保持有氧能力和抑制乳酸堆积的能力。每周进行一两次力量专项训练，可以维持力量素质。军事基地的专项训练和受伤后的恢复训练将在本书第十一章和第十二章做详细讨论。

第八节积极性恢复

积极性恢复是指在日常训练结束后，应该继续进行小幅或中幅（最大心率的30%～50%）的放松训练。例如：跑步训练结束后，应该继续走5-10分钟。本书第三章（心肺功能训练）将对其具体内容和积极作用做进一步讨论。