儿童青少年身体素质提升指导与实践心肺耐力练习

国家体育总局青少年体育司　国家体育总局体育科学研究所　主编

儿童青少年身体素质提升指导与实践.心肺耐力练习/国家体育总局青少年体育司，国家体育总局体育科学研究所主编；李良，路瑛丽，李晓雷编著.--北京：人民邮电出版社，2023.8

ISBN　978-7-115-60359-3

Ⅰ.①儿…　Ⅱ.①国…②国…③李…④路…⑤李…　Ⅲ.①儿童—身体素质—耐力（体育）—运动训练—研究②青少年—身体素质—耐力（体育）—运动训练—研究　Ⅳ.①G808.17

中国版本图书馆CIP数据核字（2022）第204715号

本书内容旨在为大众提供有用的信息。所有材料（包括文本、图形和图像）仅供参考，不能替代医疗诊断、建议、治疗或来自专业人士的意见。所有读者在需要医疗或其他专业协助时，均应向专业的医疗保健机构或医生进行咨询。作者和出版商都已尽可能确保本书技术上的准确性以及合理性，并特别声明，不会承担由于使用本出版物中的材料而遭受的任何损伤所直接或间接产生的与个人或团体相关的一切责任、损失或风险。

◆主编　国家体育总局青少年体育司　国家体育总局体育科学研究所

编著　李良　路瑛丽　李晓雷

责任编辑　王若璇

责任印制　马振武

◆人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号

邮编　100164　　电子邮件　315@ptpress.com.cn

网址　https://www.ptpress.com.cn

北京瑞禾彩色印刷有限公司印刷

◆开本：700×1000　1/16

印张：12　　2023年8月第1版

字数：266千字　　2023年8月北京第1次印刷

内容提要

本书由国家体育总局青少年体育司和国家体育总局体育科学研究所联合主编，提供了儿童青少年心肺耐力训练的科学知识和练习指导。本书首先阐述了心肺耐力的基础知识，包括心肺耐力的定义、影响因素、敏感期及训练意义；其次介绍了心肺耐力的测试方法；接着概述了心肺耐力的训练方法，并通过多步骤图文和视频演示详细讲解了包括跳绳练习、栏架练习、锥桶练习、绳梯练习和其他练习在内的心肺耐力练习，以及热身与放松练习；最后提供了针对不同水平、专项、体育测试等的心肺耐力训练计划。全书内容科学、系统，能有效帮助儿童青少年精准掌握相关知识和练习，安全、高效地进行心肺耐力训练，循序渐进地提升心肺耐力水平。

编委会

朱　伟　国家体育总局青少年体育司发展指导处一级主任科员

徐建方　国家体育总局体育科学研究所国民体质与科学健身研究中心主任

冯　强　国家体育总局体育科学研究所国民体质与科学健身研究中心副主任

张彦峰　国家体育总局体育科学研究所国民体质与科学健身研究中心副主任

李　良　国家体育总局体育科学研究所国民体质与科学健身研究中心副研究员

第1章心肺耐力基础知识

1.1 耐力的定义及分类

耐力是一项基本的运动能力，指在一定时间内，人体维持某种强度或状态运动的能力。它既会影响人们的日常生活质量，也会影响人们的运动表现。

根据不同的标准，耐力可以分为多种类型。

根据涉及的生理系统，耐力可被分为心肺耐力和肌肉耐力。

心肺耐力（CRF）通常指人体进行某项活动时，呼吸、循环和肌肉系统持续为机体提供氧气的能力。它与呼吸、循环和肌肉系统摄取、转运和利用氧的能力息息相关，包括心脏泵血和肺部通气换气的能力、血液循环系统携带氧气的能力，以及肌肉等外周组织利用氧的能力。心肺耐力为各项机能和素质的发展奠定了基础，因此，可以通过心肺耐力这项指标，来观察个体的健康状况和机能水平是否良好。心肺耐力也是儿童青少年体质健康的重要评价指标之一。

不同运动状态下，氧气参与供能的程度不同，心肺耐力可依此分为有氧耐力、无氧耐力及有氧无氧混合耐力三类。有氧耐力指血液中的氧量充足时，机体在有氧代谢供能的情况下持续运动的能力；无氧耐力指机体在无氧代谢（糖酵解）供能的情况下持续运动的能力；有氧无氧混合耐力指血液中的氧量达不到运动所需的氧量，机体在有氧代谢和无氧代谢混合供能的情况下持续运动的能力。

肌肉长时间进行收缩的能力被称为肌肉耐力，通常其评价指标为肌肉克服特定负荷的最多次数（动力性运动）或最长时间（静力性运动）。根据运动时参与的主要肌肉及身体部位，肌肉耐力可被分为全身耐力和局部耐力。

根据与运动专项表现的关系，耐力可被分为一般耐力和专项耐力。一般耐力是所有运动必不可少的基础能力；专项耐力以一般耐力为基础，是将某种耐力训练至最大限度并应用于比赛中的能力，如马拉松等长距离运动需要训练有氧耐力，百米跑等短距离运动需要训练无氧耐力，篮球等球类运动需要训练有氧无氧混合耐力。提升专项耐力有利于提高专项运动成绩。

根据运动时间的长短，耐力被分为短时间耐力、中等时间耐力和长时间耐力。这三类耐力相对应的时间分别为45秒至2分钟、2分钟至8分钟、8分钟以上，主要供能方式分别为无氧代谢供能、有氧代谢和无氧代谢混合供能、有氧代谢供能。

根据肌肉收缩方式，耐力被分为静力性耐力与动力性耐力。静力性耐力即肌肉在长时间静力性工作状态下进行等长收缩的能力；动力性耐力是肌肉进行等张、等速收缩，保持长时间动力性工作时表现出来的能力。

1.2 心肺耐力的评价指标及影响因素

通常，我们可以通过最大摄氧量（VO2max）、摄氧量峰值（VO2peak）、无氧阈（AT）、最大摄氧量速度（vVO2max）、代谢当量（MET）、呼吸商（RQ）和心率（HR）等指标，对心肺耐力进行评价。

最大摄氧量指机体在进行极量运动时，心血管系统和肌肉系统利用氧的能力达到最大水平的情况下，在单位时间内摄取的氧气量。在极量运动中，机体内大量肌肉做功，对氧气的需求量达到最大。最大摄氧量受氧运输系统功能、心脏泵血功能、肌肉利用氧的效率等多种因素的影响，是评价心肺耐力的有效指标。

摄氧量峰值指在特定条件下对个体进行有氧能力测试时，所获得的摄氧量最大值。测试时，个体可能达到极量运动状态，也可能未达到，具体由测试条件和个体实际的运动状态决定，因此，摄氧量峰值可能与最大摄氧量不相等。摄氧量峰值主要用于评价个体在特定条件下的摄氧量水平，也被视为衡量最大摄氧量的有效指标。它常被用于评价儿童青少年或老年人等运动能力较弱群体的心肺耐力水平，因为极量运动很可能会对他们造成不可逆的伤害，用最大摄氧量来评价他们的心肺耐力存在一定的局限性。

随着运动强度的增大，在有氧代谢供能无法满足机体的能量需要的情况下，无氧代谢开始大量参与供能的临界点被称为无氧阈。无氧阈是评价个体有氧能力的重要指标，与有氧能力正相关。

最大摄氧量速度指个体在进行递增负荷运动时，个体达到最大摄氧量水平时的最小速度。该指标能综合反映个体的跑步经济性，还能弥补只利用最大摄氧量对心肺耐力进行评价时存在的局限性。

代谢当量是用于评价体力活动强度的指标。1代谢当量被定义为个体静坐时的能量消耗量，此时个体的耗氧量水平通常为3.5毫升/（千克体重·分钟）。体力活动代谢当量的值等于人体进行该活动时与静坐时的能量消耗量的比值。通常，代谢当量值小于3、为3～6、大于6的体力活动分别被定义为低强度、中等强度、较高强度体力活动。个体所能从事体力活动的代谢当量极值，在一定程度上能反映其心肺功能水平。

呼吸商即一定时间内机体排出的二氧化碳量和摄入的氧气量的比值，也被称为呼吸交换率（RER）。根据个体呼吸商的值，可以判断其体内主要的供能方式和能量代谢底物。当呼吸商的值约为0.85时，机体的能量来源以糖和脂肪为主；当呼吸商的值为1时，机体的能量来源几乎全是糖；当呼吸商的值超过1时，机体内主要的供能方式为无氧代谢，因为此时机体排出的二氧化碳较多。

心率指一定时间内心脏搏动的次数，能反映运动时的机能状态，常被用来监控和调整运动强度。监控和调整运动强度时，通常以静息状态、运动终止后即刻及运动后恢复期前3分钟的心率为主要依据。常用的运动指导心率指标为静息心率、最大心率和合理的心率训练区间。实践中常用、便捷的最大心率计算公式为最大心率=220－年龄，其值随年龄的增加而下降。

儿童青少年的最大摄氧量受氧运输系统的能力、肌肉利用氧的能力，以及遗传、性别、年龄、环境、体力活动等因素的影响。

氧运输系统的功能水平由肺部的通气与换气功能、动脉血与氧气的结合率等因素决定。正常情况下，氧气经由呼吸道进入肺部。在压差的作用下，静脉血在肺泡周围的毛细血管网进行气体交换，与氧气较好地结合，使血氧饱和度超过95%，静脉血转变为动脉血。在高强度运动过程中，快速的血液流动减少了红细胞停留的时间和血氧结合的时间，血氧饱和度会下降。

当动脉血流经肌肉组织时，肌肉组织利用的氧量与这些动脉血携带的氧量之比，被称为氧利用率，该指标能反映肌肉组织利用氧的效率。不同类型的肌纤维的氧利用率不同。动脉血流经慢肌纤维时，其丰富的毛细血管增加了动脉血的通过时间，氧的利用率相应增加。

1.遗传。遗传因素对最大摄氧量的影响程度可达80%～90%，是儿童青少年运动员选材的重要参考指标。但最大摄氧量并非不能在后天被改善，研究表明，科学的训练可为最大摄氧量带来20%～25%的变化，引起该变化的主要原因是肌纤维的代谢方式发生改变。

2.性别。通常情况下，男性的最大摄氧量比女性高10%。男性的最大摄氧量一般在18～20岁达到峰值并且可持续到30岁，而女性的最大摄氧量一般在14～16岁达到峰值并且可持续到25岁。导致性别差异的主要原因是男性心输出量大、骨骼肌发达以及血红蛋白含量较高。

3.年龄。对于未经训练的个体来说，在青春期至青年期，心肺耐力水平随年龄的增长呈非线性提升；在青年期之后，心肺耐力水平随年龄的增长而下降。45岁之后，个体心肺耐力水平的下降速度明显增快。

4.环境。在高温高湿的环境下，机体会产生更多的散热需求，于是流向皮肤的血液量增多，肌肉中血流相应变少，导致最大摄氧量下降。当个体处于高原地区时，机体会通过增加适量的红细胞来保持较高的血氧水平，从而使有氧能力维持在一定水平上。但需注意的是，红细胞数量并非越多越好，过多会导致血液黏滞性显著增强，反而不利于氧的运输，最大摄氧量会下降，运动能力会降低。当个体身处低氧环境时，机体会通过增加肌肉组织中的毛细血管、生成更多的肌红蛋白、增加线粒体的数量和增强线粒体内氧化酶的活性等方式，有效提高肌肉组织对氧的利用效率，提升最大摄氧量。

5.体力活动。足够时间的体力活动有助于优化最大摄氧量、心输出量等指标，还有助于降低静息心率、使体重保持在一定区间、减少身体脂肪等。对于儿童青少年来说，规律运动能帮助他们提高骨骼肌毛细血管的密度、增加线粒体数量和提升线粒体功能水平，使氧化酶愈加活跃，从而提高肌肉利用氧的效率。

1.3 心肺耐力发展的敏感期

各项身体素质在各年龄段均有不同的发展速度，呈现出阶段性的特点。若想身体素质得到有效发展，需重点把握关键的发展期，也就是身体各项素质的发展高峰期，这一时期往往被称为敏感期或窗口期。

心肺耐力发展的敏感期分别出现在少年和青年两个不同时期，一个是少年时身高发育的关键期，另一个则是青年时肌肉发育的关键期。另外，由于男生与女生身体发育时间具有一定的差异性，心肺耐力发展的敏感期也有所不同：男生的第一敏感期出现在12～14岁，第二敏感期出现在17～22岁；女生的第一敏感期出现在11～13岁，第二敏感期出现在16～21岁。

1.4 进行心肺耐力训练的意义

心肺耐力是一项十分重要的健康指标，能够真实地反映身体机能的情况，尤其是涉及呼吸系统和血液循环系统的相关疾病，都可能通过心肺耐力的强弱表现出来。检查心肺耐力的指数，可以在一定程度上监测心血管疾病，从而尽早发现并及时治疗。

对于儿童青少年来说，心肺耐力的强弱不仅反映了当下的身体机能水平，还会对成年后的身体健康产生影响。医学临床试验表明，青少年时期的心肺耐力越好，成年后罹患心血管疾病、糖尿病等慢性疾病的风险越低，反之则越高。2016年，美国心脏协会阐释了心肺耐力的重要性，并将心肺耐力列为第五大生命体征，建议民众重视心肺耐力，并对其进行定期的检查和评估。

心肺耐力在竞技体育中有举足轻重的作用。经过系统训练的运动员的肺活量通常比普通人更大，每次呼吸都会摄入更多的氧气并排出更多的二氧化碳；发达的心脏肌肉也能够使心房的储血量更多、心室的泵血能力更强。除了影响一般耐力之外，心肺耐力对专项耐力的影响也不可忽视。虽然不同运动对心肺耐力要求的侧重点不一样，但都要求个体具备一定水平的基础有氧耐力，尤其是足球、网球、马拉松等耗时较长的比赛，越到后半段甚至快结束时越能体现出心肺耐力对比赛结果的重要性。运动员的心肺耐力越强，则越有精力、越不易感到疲劳，无论是运动能力的发挥还是完成动作的准确度，都会比对手更胜一筹。

对儿童青少年来说，发展心肺耐力十分重要，该素质的发展贯穿他们的成长时期。根据《义务教育体育与健康课程标准（2022年版）》，并结合《普通高中体育与健康课程标准（2017年版2020年修订）》：处于水平二的学生应体验并知道发展心肺耐力的多种练习方法；处于水平三的学生应了解发展心肺耐力的基础知识，并会运用多种练习方法；处于水平四的学生应理解发展心肺耐力的基本原理，并运用多种练习方法；而对于高中生而言，则需掌握好发展心肺耐力的基本原理，并学会运用多种练习方法。

根据《国家学生体质健康标准》，肺活量测试和心肺耐力有着直接的关系，而进行如50米跑、1分钟跳绳、1分钟仰卧起坐、50米×8往返跑、1000米跑和800米跑等测试项目，也需要具备一定的心肺耐力水平，才能顺利完成。因此，中小学生必须加强心肺耐力训练，才能达到体质健康测试要求。其中，肺活量测试标准见第10页和第11页表格。