國立臺中教育大學體育學系碩士論文
指導教授：林順安 教授
心跳率強度與心跳率控制騎乘速度訓練對國小學童
耐力表現之影響
The Study of the School Children’s Cardiopulmonary
Fitness Performance Effect Through The Intensity By
Heart Rate Percent Training And Riding Bicycle Speed
Of Variance By Heart Rate Control Training
研 究 生：蘇明輝 撰
國科會碩士論文授權書
(國科會科學技術資料中心版本) 本授權書所授權之論文為本人在國立臺中教育大學體育學系碩士班 97 學年度第二 學期取得碩士學位之論文。 論文名稱：心跳率強度與心跳率控制騎乘速度訓練對國小學童耐力表現之影響 ■同意 □不同意 本人具有著作財產權之論文全文資料，授予行政院國家科學委員會科學技術資料中 心(或其改制後之機構)、國家圖書館及本人畢業學校圖書館，得不限地域、時間與次數 以微縮、光碟或數位化等各種方式重製後散布發行或上載網路。 本論文為本人向經濟部智慧財產局申請專利（未申請者本條款請不予理會）的附件 之一，申請文號為：＿＿＿＿＿＿，註明文號者請將全文資料延後半年後再公開。 ■同意 □不同意 本人具有著作財產權之論文全文資料，授予教育部指定送繳之圖書館及本人畢業學 校圖書館，為學術研究之目的以各種方法重製，或為上述目的再授權他人以各種方法重 製，不限地域與時間，惟每人以一份為限。 上述授權內容均無須訂立讓與及授權契約書。依本授權之發行權為非專屬性發行權 利。依本授權所為之收錄、重製、發行及學術研發利用均為無償。上述同意與不同意之 欄位若未鉤選，本人同意視同授權。 指導教授姓名：林順安 研究生簽名： 學號：BPE095112 （親筆正楷） （務必填寫） 日期：民國 98 年 07 月 18 日博碩士論文電子檔案上網授權書
（提供授權人裝訂於紙本論文書名頁之次頁用）本授權書所授權之論文為授權人在 國立臺中教育大學 體育學系碩士班
運動與健康 組 97 學年度第 二 學期取得 碩士 學位之論文。
論文題目：心跳率強度與心跳率控制騎乘速度訓練對國小學童耐力表現之
影響
指導教授： 林順安
茲同意將授權人擁有著作權之上列論文全文（含摘要）
，非專屬、無償授權
國家圖書館及本人畢業學校圖書館，不限地域、時間與次數，以微縮、光
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l 讀者基非營利性質之線上檢索、閱覽、下載或列印上列論文，應依著作權法 相關規定辦理。授權人：蘇明輝
簽 名：_____________________
中華民國 97 年 07 月 18 日
謝 誌
這篇碩士論文的完成著實要感謝許多人，首先要感激的是指導教授林順安教
授，二年多來不分寒暑假辛勤主動且不厭其煩的指導與提攜，使學生在求學階段
更加順利。也要感謝口試委員呂香珠教授與吳忠芳教授在百忙之餘仍抽空指導，
提供寶貴的經驗與知識，使學生對運動訓練與學術領域有更多的認識與體會。
求學期間，承蒙許太彥老師、李炳昭老師、張碧峰老師的指導與教誨，讓學
生在學術領域上受益良多。而研究進行過程中，感謝台中縣僑仁國小張輝道校長
鼎力支持，訓導處同仁、體衛組的熱心協助、及曾經幫助我鼓勵我的所有同仁，
由於您們不斷的給予我支持與打氣，讓我在工作崗位上無多餘的負擔，使本研究
得以順利完成，特此致謝。
實驗期間，感謝仲瑜同學全力的幫助，實驗後的資料處理給予我諸多協助與
建議，使處理資料更加容易與順利；以及中正大學王順正老師的指導，讓學生的
論文更加充實；參與實驗的僑仁國小五年級小朋友們，感謝你們犧牲早自習的時
間陪我一起完成實驗。
最後感謝家人的支持與鼓勵，更要感謝愛妻碧娟無怨無悔的付出，使我無後
顧之憂順利完成學業，以及我兒乙芩、靖彥的乖巧與配合，使我得以順利完成這
段學習的歷程，雖然父親因傷而無法表達，相信他能體會這份喜悅與榮耀。謹以
本文獻給我在天上的母親，很欣慰終於能完成您的遺願。
蘇 明 輝
謹誌於
國立臺中教育大學體育系碩士班
中華民國九十八年七月
心跳率強度與心跳率控制騎乘速度訓練對國小學童耐力表現之影響
指導教授： 林順安 教授 研 究 生： 蘇明輝2009 年 7 月
摘
要
目的：本研究目的為透過心跳率控制 (heart rate control, HRC) 與心跳率控制騎乘速 度變異 (riding bicycle speed variance by heart rate control, RBSVHRC ) 的固定速度方式， 在自行車訓練台進行八週的耐力訓練，比較 HRC 與 RBSVHRC 固定速度訓練對學童耐 力表現的差異。方法：受試者以台中縣烏日鄉僑仁國小五年級學童為研究對象，年齡 10.73 ± 0.28 歲，身高 140.86 ± 5.70 公分，體重 38.33 ± 4.86 公斤。受試者依隨機法分 為 HRC 組、RBSVHRC 及控制組，每組男女童各 6 人，進行八週、每週三次、每次持 續 30 分鐘的自行車滾輪式訓練台訓練。HRC 組以 80% HR max 為訓練強度，RBSVHRC 組以 80% HR max RBSVHRC 騎乘速度為訓練強度；控制組則不進行訓練。所有受試者訓 練前後分別接受最大心跳率 ( HR max ) 測驗、滾輪式訓練台 5 公里耐力騎乘測驗、800m 跑步測驗與 80% HR max RBSVHRC 騎乘速度測驗。結果：一、HR max方面：訓練組（HRC 組、RBSVHRC 組）與控制組無顯著差異 (p＞.05)，但訓練組的 HR max有下降的趨勢； 二、耐力運動表現方面：（一）5 公里耐力騎乘成績：HRC 組時間顯著低於 RBSVHRC 組及控制組(p＜.05)，且 RBSVHRC 組顯著低於控制組 (p＜.05)；（二）800m 跑步成績： HRC 組時間顯著低於 RBSVHRC 組及控制組 (p＜.05) ， 且 RBSVHRC 組顯著低於控制組 (p＜.05)；（三）80% HR max RBSVHRC 騎乘速度測驗：HRC 組測驗速度顯著高於 RBSVHRC 組及控制組 (p＜.05)，且 RBSVHRC 組顯著高於控制組 (p＜.05)；三、 騎乘 速度與心跳率方面：（一）HRC 組速度：第二週與第八週的第 10、20、30 分鐘達顯 著差異 (p＜.05)；（二）RBSVHRC 組心跳：第二週與第八週的第 10、20 分鐘達顯著 差異 (p＜.05)。結論： HRC 訓練與 RBSVHRC 固定速度訓練皆能有效增進學童的耐力 表現，其中以 HRC 訓練效果較佳。 關鍵詞：心跳率控制、自行車、心跳率控制騎乘速度變異、自行車滾輪式訓練台The Study of the School Children’s Endurance Performance Effect
Through The Intensity By Heart Rate Percent Training And Riding Bicycle
Speed Of Variance By Heart Rate Control Training
Graduate student: Su, MingHui
Advisor: Lin, ShunAn
Presented Date:07/2009
Abstract
Purpose: Through heart rate control (HRC) and riding bicycle speed variance by heart rate control (RBSVHRC), we proceeded aerobic training on roller for 8 weeks to compare the
differences between HRC training and RBSVHRC fixed speed training into influenced
cardiopulmonary fitness by these two kinds of trainings. Method: 36 children of ChiaoJen elementary school students.(age 10.73 ± 0.28, height 140.86 ± 5.70 cm, and weight 38.33 ± 4.86 kg ) According to the random way of order, In accordance with the results of the test, we separated them into three groups: HRC training, RBSVHRC fixed speed training and
control group, every group has 6 males and 6 females. To carry on the riding training by roller of 30 minutes each time, 3 times a week for 8 weeks. The training speed of HRC training was decided by 80% HR max intensity. The training speed of RBSVHRC fixed speed
were decided by RBSVHRC test result. The control group was not trained. Then tested them
HR max, riding 5kilometer endurance test on roller, 800m running test and RBSVHRC riding
speed test with 80% heart rate before and after the 8 weeks trainin. Result: The group of training (HRC, RBSVHRC) in HR max were not significant differences than the control group
(p ＞.05); the group of HRC in 5kilometer endurance time test was less significant differences than RBSVHRC group and control group, and the RBSVHRC group was less
significant differences than control group (p＜.05); the group of HRC in 800m running time test was less significant differences than the RBSVHRC group and control group (p＜.05),
and the RBSVHRC group was less significant differences than control group (p＜.05); the
group of HRC in RBSVHRC riding speed test with 80% heart rate were more significant
differences than the RBSVHRC group and control group (p＜.05), and the RBSVHRC group
were more significant differences than control group (p＜.05). The HRC group, on the second and eighth week, the tenth twentieth and thirtieth’s speed were significant differences. The RBSVHRC group, on the second and eighth week, the tenth and twentieth’s
heart rate were significant differences. Conclusion: HRC training and RBSVHRC fixed
speed training could in force increase school children’s cardiopulmonary fitness performance, and HRC training was better than RBSVHRC fixed speed training.
Keyword: Hear rate control, bicycle, fixed speed riding bicycle variance by heart rate control, roller train by bicycle
目 次
國科會碩士論文授權書………I 博碩士論文電子檔案上網授權書 ………II 謝誌………III 中文摘要 ………IV 英文摘要………V 目次 ………VI 表次 ………VIII 圖次………X 第壹章 緒論……… 1 第一節 前言……… 1 第二節 問題背景……… 1 第三節 研究目的……… 5 第四節 研究範圍與限制……… 5 第五節 研究的重要性……… 5 第六節 名詞操作性定義……… 6 第貳章 文獻探討……… 8 第一節 心肺適能與活動……… 8 第二節 運動中心跳率的改變……… 9 第三節 心跳率控制的相關研究 ……… 10 第四節 學童耐力訓練效果方面 ……… 11 第五節 本章總結 ……… 13 第參章 研究方法與步驟 ……… 14 第一節 研究對象 ……… 14 第二節 研究架構 ……… 14 第三節 研究工具 ……… 21 第四節 訓練內容 ……… 23 第五節 研究流程 ……… 24 第六節 資料處理與統計分析 ……… 26第肆章 研究結果 ……… 27 第一節 受試者基本資料 ……… 27 第二節 不同訓練方式對學童 HRmax 之影響方面……… 28 第三節 不同訓練方式對學童耐力運動表現之影響 ……… 30 第四節 訓練期間騎乘速度與心跳率變化之影響方面 ……… 37 第伍章 討論 ……… 45 第一節 不同訓練方式對學童 HRmax 影響方面……… 45 第二節 不同訓練方式對學童耐力運動表現之影響方面 ……… 46 第三節 訓練期間騎乘速度與心跳率變化之影響方面 ……… 48 第陸章 結論與建議 ……… 50 第一節 結論 ……… 50 第二節 建議 ……… 51 參考文獻 ……… 52 中文部分 ……… 52 英文部分 ……… 54 附錄一 國立臺中教育大學人體試驗委員會人體試驗安全評估審查意見表 ………… 57 附錄二 受試者須知 ……… 58 附錄三 受試者健康調查表 ……… 59 附錄四 受試者同意書 ……… 60
表 次
表 4-1 受試者基本資料………27 表 4-2 三組在八週訓練前後的 HRmax 測驗結果資料數值表……… 28 表 4-3 三組在八週訓練後的 HRmax 之獨立樣本單因子共變數分析摘要表………… 28 表 4-4 三組在八週訓練前後的 5 公里耐力測驗時間測驗結果資料數值表………… 30 表 4-5 三組在八週訓練後的 5 公里耐力測驗之獨立樣本單因子共變數分析摘要表…31 表 4-6 三組在八週訓練後的 5 公里耐力測驗之獨立樣本單因子共變數分析事後比較摘 要表……… 31 表 4-7 三組在八週訓練前後 800m 耐力跑測驗結果資料數值表……… 33 表 4-8 三組在八週訓練後的 800 m 跑步時間之獨立樣本單因子共變數分析摘要表 33 表 4-9 三組在八週訓練後的 800m 跑步時間之獨立樣本單因子共變數分析事後比較 要表……… 34 表 4-10 三組在八週訓練前後的 80% HRmax RBSVHRC 測驗結果資料數值表……… 35 表 4-11 三組在八週訓練後的 80% HRmax RBSVHRC 之獨立樣本單因子共變數分析摘 要表……… 35 表 4-12 三組在八週訓練後的 80% HRmax RBSVHRC 之獨立樣本單因子共變數分析事後 比較摘要表……… 36 表 4-13 HRC 組在第二、四、六、八週的第 10、20、30 分鐘之速度測驗結果數表…37 表 4-14 HRC 組在第二、四、六、八週第 10 分鐘速度之相依樣本單因子變異數分析摘 要表……… 38 表 4-15 HRC 組在第二、四、六、八週第 20 分鐘速度之相依樣本單因子變異數分析摘 要表……… 38 表 4-16 HRC 組在第二、四、六、八週第 30 分鐘速度之相依樣本單因子變異數分析摘 要表……… 38表 4-17 HRC 組在第二、四、六、八週第 10 分鐘速度之相依樣本單因子變異數分析事 後比較摘要表……… 39 表 4-18 HRC 組在第二、四、六、八週第 20 分鐘速度之相依樣本單因子變異數分析事 後比較摘要表……… 39 表 4-19 HRC 組在第二、四、六、八週第 30 分鐘速度之相依樣本單因子變異數分析事 後比較摘要表……… 40 表 4-20 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週的第 10、20、30 分鐘之心跳測驗結果數值 表……… 41 表 4-21 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週第 10 分鐘心跳之相依樣本單因子變異數分 析摘要表……… 42 表 4-22 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週第 20 分鐘心跳之相依樣本單因子變異數分 析摘要表……… 42 表 4-23 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週第 30 分鐘心跳之相依樣本單因子變異數分 析摘要表……… 42 表 4-24 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週第 10 分鐘心跳之相依樣本單因子變異數分 析事後比較摘要表……… 43 表 4-25 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週第 20 分鐘心跳之相依樣本單因子變異數分 析事後比較摘要表……… 43 表 4-26 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週第 30 分鐘心跳之相依樣本單因子變異分析 事後比較摘要表……… 44
圖 次
圖 3-1 漸增強度的 HRmax 測驗流程圖 ……… 16 圖 3-2 滾輪式訓練台心跳率控制騎乘速度變異測驗流程……… 18 圖 3-3 80% HRmax RBSVHRC 的判定………19 圖 3-4 TIAN-FWU 平把 24 速登山自行車………21 圖 3-5 自行車阻力式訓練台……… 21 圖 3-6 自行車滾輪訓式練台……… 22 圖 3-7 多功能自行車專用心率型碼錶 ………22 圖 3-8 碼錶……… 23 圖 3-9 HRC 組與 RBSVHRC 組的訓練……… 24 圖 3-10 實驗流程圖………25 圖 4-1 三組在八週訓練後的 HRmax差異圖……… 29 圖 4-2 三組在八週訓練後的 5 公里耐力測驗時間差異圖………32 圖 4-3 三組在八週訓練後的 800m 跑步時間差異圖………34 圖 4-4 三組在八週訓練後的 80% HRmax RBSVHRC 差異圖………36 圖 4-5 HRC 組在第二、四、六、八週的第 10、20、30 分鐘之速度差異………40 圖 4-6 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週的第 10、20、30 分鐘之心跳差異圖 …… 44第壹章 緒
論
第一節 前 言
台灣鐵人三項運動的發展，自 1992 年 9 月統一盃鐵人三項競賽的展開，1994 年 成立中華民國鐵人三項運動協會後，開始日趨蓬勃，不論是參與的人口或是整體的技術 水準，都有很顯著的成長。鐵人三項運動是結合游泳 1500 m、自行車 40 km 和長跑 10 km 等三項有氧運動於一體的競賽項目，並且是以連續且獨力的方式完成比賽，無論在 體能、毅力還是意志力方面，對選手都是非常嚴苛的考驗。在國內為了推廣此運動，於 2004 年開始舉辦全國小鐵人挑戰賽，競賽規程與國際標準相同，內容則為國際標準的 十分之一左右，並視比賽地點略做調整（中華民國鐵人三項運動協會，2008）。 鐵人三項運動在國內發展迅速，成績也不斷在創新。在小鐵人的自行車項目訓練方 面，國內對於學童自行車訓練方面的研究付之闕如，同時涉及到公路騎乘的安全性，再 加上自行車專用訓練場所尋覓不易，因此自行車訓練台應是最佳的訓練輔助工具之一。 針對國小學童選擇適當且安全的運動訓練強度與方式，一直是從事運動科學訓練人 員努力的方向。透過監控心跳率 (heart rate；HR) 的訓練方式，可以在安全且考慮到個 人能力的情況下，提供訓練者一個相對於自己體能的運動強度。林正常、蔡崇濱、劉立 宇、林政東與吳忠芳（2001）指出教練可用心跳率偵測與控制訓練強度。然而根據心跳 率訂定運動強度且固定心跳率騎乘訓練的方式，與一次能力測驗中所提供的絕對運動強 度並固定速度騎乘訓練的方式，進行運動訓練的效果，是否有所不同，是研究者欲探究 的問題。第二節 問題背景
心跳率是日常生活中最容易取得的生理運動資訊，不管是安靜心跳率、運動時心跳 率以及運動後恢復心跳率，這些資料可以反映出心肺適能的優劣（林正常，2002）。因此，利用心跳率容易取得，且具代表性的優點，發展出利用運動時心跳率變化及可以依 受試者的能力調整目標心跳率，並藉此評估受試者的心肺適能。
身為運動教練，採用何種強度進行運動訓練對選手的訓練效果最好，一直是關心的 焦點之一。目前作為運動訓練強度設定的指標主要有：最大攝氧量 (maximal oxygen uptake, V ‧ O2 max ) 百分比法、速度法、代謝當量法 (Metabolic equivalent, METs) 、心跳
率法等（林正常等譯，2004）。其中最常見的就是 V ‧ O2 max 百分比法。然而， V ‧ O2 max 百 分比法雖然較準確，但其立即性與實用性較不適合基層教師或教練應用，原因是 V ‧ O2 max 測驗大多只能在運動生理學實驗室中進行，對於一般基層教練及教師都有使用上的困 難，更遑論一般社會大眾。 速度法是一般教練使用最頻繁的強度設定法，在某種距離內以某種速度完成，強度 的訂定完全是教練主觀判定，因此在速度法的使用上，教練的經驗就成為一個很重要的 因素，但在實際的訓練上有許多難以克服的缺點，有經驗的教練或許可以訂定適合選手 強度的課表，反之則造成訓練效果不彰或因過度訓練而受傷等憾事。 METs 法，代表人體安靜休息狀態下攝氧量（亦稱為休息代謝率）的倍數，1 MET 等於 3.5 ml/kg/min。隨著運動強度的增加，運動時的攝氧量也會跟著提高（林正常， 2001）。METs 法不需要昂貴測驗儀器與簡單方便的優點。但 METs 法無法做計算上 的修正，因為它無法顯現運動參與者的個別化差異，原因是在相同的運動強度之下，對 於運動能力佳者其相對運動強度較低，對於運動能力不佳者的相對運動強度是較高的。 心跳率法是將耐力訓練的最佳強度維持心跳率在一個適當的範圍中，「每分鐘的 HR max = 220－年齡」計算公式，是最普遍的 HR max 評量方法，其計算方式以十歲學童 為例，HR max 大約每分鐘 210 次，假設想以 80% HR max 為運動強度，就須維持心跳 每分鐘在 210 × 80% = 168 次。然而此公式的缺點是 HR max 是一個假設值，由 220 減 去年齡而得，這只是一個粗略的估計量，獲得正確 HR max 的方法是作最大運動能力測 試，但是對那些未接受過訓練，或是適能特別好的學童，HR max 與一般學童並不太相同。
因此，對未接受過訓練的學童而言，以「每分鐘的 HR max = 220－年齡」的 80% 來作 為訓練量會造成高估的現象，而對於那些體能極佳的學童而言，則會相反的造成低估的 現象。因此，本實驗利用漸增強度的原理（林正常等譯，2004），在自行車阻力式訓練 台上以漸增強度的最大努力測驗，實際測出每位受試者的 HR max ，用來作為訓練負荷時 是較為精確與合理的依據。 心跳率的優點在於運動時可監控運動強度。心跳率控制跑速變異 (running speed variance by heart rate control, RSVHRC) 是透過心跳率監控運動強度來評量跑步機使用者 心肺適能的方法，通常以 80% HR max 或 75% HR max 為目標心跳率，進行心跳率監測 進而控制跑步機負荷的心肺適能評量與運動訓練的新方法 （林必寧等，2005；王順正等， 2005；林必寧，2006；胡文瑜、謝旻宏、王予仕、黃彥鈞、王順正，2006；Young 等, 2004）。 程文欣 （2006）以大學學生 33 名為對象，分別接受一次漸增強度的最大努力測驗與 80 % HR max 的 RSVHRC 測驗，依前測結果分為 HRC 組 11 人，固定速度組 11 人，控 制組 11 人，進行八週、每週三次、每次 30 分鐘的跑步機有氧訓練，HRC 組以 80 % HR max RSVHRC 測驗測得的速度為起始速度，80% HR max 為訓練強度； RSVHRC 組以 80% HR max RBSVHRC 測驗測得的速度為訓練速度；控制組則不進行訓練。結果顯示 HRC（heart rate control）訓練是相當有效的耐力訓練方法，值得進一步推廣採用。 RSVHRC 理論是從 Wagner 與 Housh (1993) 關於心跳穩定閾值強度 ( physical
working capacity at the heart rate threshold, PWCHRT) 的研究衍生而來。Wagner 等人的研
究發現，為了維持固定強度運動時的心跳率能夠穩定，似乎只在低負荷時才可能出現。 王順正（2003b）也認為低強度運動時（例如以 100 watts 的負荷騎車），運動心跳率 除了在運動剛開始的 1 至 2 分鐘會顯著上升以外，隨著運動時間的增加，運動心跳率 也會慢慢的提高。Perry, Housh, Johnson, Ebersole & Bull (2001) 研究發現，無論以 80%、100% 或 120% 的 PWCHRT 強度進行原地腳踏車的一小時持續運動，心跳率都不 會出現穩定狀態 (steady state)。楊群正（2005）的研究也發現，以平均 58% V ‧ O2 max 強
度跑步 1 小時的運動過程中，跑者 V ‧ O2 max 並不會因為運動時間的增加而改變，心跳 率卻從每分鐘 148 次增加到 162 次。這種中等強度運動時心跳率不會穩定的特殊生理 現象，正是 RSVHRC 用在跑步機評量受測者心肺耐力能力的理論基礎。 由於 HRC 控制跑步速度的訓練，是以透過監控運動參與者心跳率的方式，在安全 且考量到個人能力的情況下，提供跑步者一個相對於自己體能的合適運動強度，對於訓 練強度的掌控是一種有效並且即時的訓練方式，在醫院也時常以心跳率做為心血管疾病 患者運動或復健運動強度的基準，因此這是一個安全的方式。在傳統的訓練強度設定 中，多採固定速度訓練方式為依據，訓練後也都有顯著進步的效果，但卻有著訓練前期 強度太強或訓練後期強度不足的考量。因此以固定心跳率作為訓練強度依據，運動者可 依自身的能力作調整，但研究者認為，針對學童自行車的訓練上，透過心跳率控制騎乘 速度變異 (riding bicycle speed variance by heart rate control, RBSVHRC) 的訓練方式，尚不 多見，許多研究指出 RSVHRC 測驗相當適合在跑步運動中實際運用（王順正等，2008； 吳泰昌，2007；林必寧、胡文瑜等、程文欣，2006），但若應用在學童騎乘自行車的訓 練上，是否具相同效果則值得加以研究。 目前心肺功能的檢測項目有直接測量法，如使用心肺功能測量定儀測量肺活量，或 以腳踏車、跑步機配合氣體分析儀可測量最大攝氧量；間接測量法如哈佛登階法、12 分 鐘跑走、1600m（800m）跑走、1.5 英哩跑走或 1.6 英哩跑走等，以固定運動強度時之 運動心跳率，固定時間內之最大運動距離，或固定距離下之運動所需時間等，來推估運 動者的最大攝氧量。因此本研究利用心跳率控制騎乘速度變異的固定速度方式，進行八 週的自行車訓練台耐力訓練，訓練時的心跳率在 80% HR max－5 次的範圍。心肺耐力 表現採用 2004 年「中華民國鐵人三項運動協會」所公佈小鐵人競賽規則中，自行車 5 公里耐力騎乘項目，與教育部於 1997 年所公布的「中華民國國民體能檢測項目」中， 800m 跑走等兩項為檢測的項目，比較兩種訓練法對學童在八週訓練後的差異，並將結 果實際運用於學童合理安全的訓練原則上。
第三節 研究目的
本研究的目的在透過 HRC 與 RBSVHRC 固定速度兩種不同訓練方式，對國小學童 進行八週的自行車滾輪式訓練台耐力訓練，探討兩種不同訓練後對學童： 一、最大心跳率（HR max）表現之影響。 二、耐力運動表現之影響： （一）自行車 5 公里耐力騎乘成績。 （二）800m 跑步成績。 （三）80% HR max RBSVHRC 騎乘速度。 三、訓練期間心跳率與騎乘速度變化之影響。第四節 研究範圍與限制
一、
本研究以心跳率作為強度控制的依據，但是影響心跳的因素非常多，因此本研 究僅界定心跳率受運動能力影響。 二、每位學童的家庭環境及生活型態皆有所差異，因此，放學後的身體活動量無法作 有效的控制，僅能以書面及口頭要求盡量避免與實驗類似的活動。 三、本研究是以台中縣僑仁國小五年級學童為範圍，故研究結果只適合推論相同背景 或是相類似的群體，無法推估至廣大人口。第五節 研究的重要性
一、針對國小學童的訓練方式： 對於發育中的學童一般都建議從事無負重的運動，自行車運動是一種借助器械來達 到運動效果的運動方式；而滾輪式訓練台原是專業自行車選手的輔助訓練器材，對於未 曾接受過任何運動訓練的國小學童，在 30 分鐘的訓練中，藉由心跳率做為訓練負荷的監控，這種訓練方式對兒童會產生何種訓練效果，所得結果可供推廣全民運動之參考， 因此更顯重要。 二、確認 HRC 對於自行車訓練的效果： HRC 的耐力訓練主要是以心跳率為強度控制的依據，因此，訓練的強度也就隨個 人狀況不同而有所調整，也就是依個人能力訂定訓練強度，對於強度訂定的依據較有解 釋力。人的身體生理狀況每日皆有所不同，HRC 的訓練依其狀況不同而調整，較符合 人性化。然而隨著能力的增強，隨時調整以符合訓練漸增強原則，加強訓練效果。在本 研究中，利用自行車滾輪式訓練台做為訓練工具，以 80% HR max 的強度作為訓練負 荷，是否與跑步機具相同訓練的效果，可供自行車教練訓練上之參考。 三、依運動者能力設計訓練強度： 藉由固定心跳率騎乘速度變異檢測所得之值，若能將其作為訓練強度，使用者將擁 有依個人能力設計的訓練強度，符合安全、個別化的訓練原則。
第六節 名詞操作性定義
一、最大心跳率 (heart rate maximal, HR max )： 本研究是以漸增強度的最大努力測驗，在阻力式訓練台上騎乘 5 分鐘：實驗開始 是在阻力式訓練台上以漸增速度騎乘，直至每分鐘之心跳率為 150 次時開始計時 5 分 鐘，每分鐘內之騎乘目標心跳率固定；第 1 分鐘內的目標心跳率為 150 ± 5 次/分鐘， 第 2 分鐘內的目標心跳率為 160 ± 5 次/分鐘， 第 3 分鐘內的目標心跳率為 170 ± 5 次 /分鐘，第 4 分鐘內的目標心跳率為 180 ± 5 次/分鐘；第 5 分 鐘開始時要求受試者 盡最大努力踩踏直至第 5 分鐘結束，第 5 分鐘內之最後 20 秒內心跳率最大值與次大值 相差不超過 3 次，作為是否為 HR max 的依據。 二、心跳率控制騎乘速度變異 (riding bicycle speed variance by heart rate control, RBSVHRC) 測驗：本研究是利用林必寧（2006）之標準測驗流程，以自行車滾輪式訓練台做為測驗工 具，設定 80% HR max 的運動心跳率，在滾輪式訓練台上實施 10 分鐘騎乘測驗，依據 維持固定心跳率的騎乘速度下降率，來進行運動者心肺耐力的評量。實際進行騎乘自行 車的 80% HR max RBSVHRC 數據計算時，採用第 4 至第 10 分鐘速度的騎乘速度變 化。以騎乘速度與運動時間的乘積（騎乘距離） 與騎乘時間的正比關係為計算 RBSVHRC 的基礎，其公式為：RBSVHRC = Σ (d－Md)*(T－MT) / Σ (T－MT) 2 。 三、自行車運動訓練 (Cycling Training) ： 本研究之自行車運動訓練係指針對 HRC 組與 RBSVHRC 組，進行八週、每週三次 （週一、週三、週五）、每次持續 30 分鐘（AM 7:00 7:30）的自行車滾輪式訓練台訓 練。 四、HRC 訓練： HRC 的訓練乃是根據受試者的 80% HR max RBSVHRC 測驗測得的速度為起始速 度，以 80% HR max至 80% HR max－5 次之間為訓練強度，做為訓練時的目標心跳率， 在訓練的過程中，根據受試者當次訓練的心跳率變化調整相對的自行車騎乘速度。 五、RBSVHRC 固定速度訓練： RBSVHRC 固定速度訓練是以 80% HR max RBSVHRC 騎乘速度測驗測得的速度為訓 練速度，進行為期八週的自行車騎乘訓練，在訓練過程中，騎乘速度不隨著訓練時間 及受試者心跳率而改變。 六、滾輪式訓練台 5 公里耐力測驗： 本研究之 5 公里耐力測驗係指針對所有受試者在實驗前、後的自行車滾輪式訓練 台上盡最大努力騎乘 5 公里的測驗。 七、800m 跑步測驗： 本研究之 800m 跑步測驗，係依據教育部（1997）公佈：「八十六年度台閩地區中 小學學生體適能測驗手冊」內，國小學童體適能測驗 800m 跑步的標準測驗。
第貳章 文獻探討
本章共分五個部分進行探討，內容分別為：一、心肺適能與活動；二、運動中心跳 率的改變；三、心跳率控制的相關研究；四、學童耐力訓練效果方面；五、本章總結。第一節 心肺適能與活動
許多研究發現耐力訓練有助於學童身體心肺與健康方面的適能(林正常，2001)，而 耐力訓練對心肺適能的成效端看運動期間的頻率、時間與強度是否恰當，因此，對於改 善心肺適能的運動處方則更顯重要。 心肺適能又稱心血管耐力 (Cardiovascular Endurance)、心肺能力 (Cardiorespiratory Capacity)、循環適能 (Circulatory Fitness)、或有氧適能 (Aerobic Fitness) 等，它所代表 的是身體氧氣供輸系統 (Oxygen Supply System) 能力的優劣。具體而言，是指身體維持 運動時間的能力，其所涉及範圍包括：心臟、肺呼吸及血液循環系統的機能，亦指大肌 肉群在一特定運動強度下或為長時間持續工作的能力 (AAHPERD, 1984)。Bompa(1999) 指出心血管耐力為健康體適能五大要素中最為重要的一項，因為心血管循環耐力好壞與 心臟的每跳輸出量，安靜時心跳率及紅血球數的多寡有關，進而影響肺臟與心臟運輸養 份及氧氣至組織細胞及排除身體代謝所產生的廢物的能力；心血管循環耐力愈佳，可使 我們工作或運動的持續力愈久，且較不易疲勞，進而提昇工作及運動的效率。林正常、 林貴福、徐台閣、吳慧君譯 (2002) 亦指出心血管循環系統可藉由運動強度為最大攝氧 量 60% 80% 的長時間有氧耐力運動來加以訓練，如：慢跑、快走、游泳、爬山、踩 腳踏車、有氧舞蹈等。身體活動量愈大，健康體適能愈佳，健康狀況就更好。相反的， 一個人體能差，身體活動之能力和活動量就愈少，健康狀況就相對不佳，也就更容易罹 患疾病。 沈樹林（2000）以國小二、三、四年級學童為研究對象，進行十週、每週三次，每次三十分鐘的跳繩訓練活動，來探討國小學童體適能的變化情形，結果顯示在柔軟度、 肌力、肌耐力與心肺耐力等健康體適能方面達顯著水準，研究者認為，進行跳繩的有氧 訓練活動會有較佳的體力及適應能力，包括可能提升學童攝氧量、心臟每跳輸出量並降 低安靜時心跳率，這些都可增進學童心肺耐力並提高恢復體能的能力。
第二節 運動中心跳率的改變
心跳率受交感神經與副交感神經交互作用影響，當安靜休息時，副交感神經作用提 升，心跳率趨於穩定；低強度運動時，副交感神經驅策下降，心跳率上升；當運動強度 增加時，交感神經驅策心跳率增加 (Wood, Hondzinski, & Lee, 2003)。Coyle and GonzálezAlonso (2001) 提出運動時心血管循環轉變的新觀點，並指出心臟每跳輸出 量、平均動脈壓和心跳率的變動會受到皮膚血流量、交感神經活動、身體的核心溫度、 總血量的交錯循環等影響。運動時水分補充多寡及外在環境溫度也會對心血管循環轉變 造成顯著的影響。 吳忠芳與林正常 （2004） 研究指出，在跑步機上以穩定強度 ( 90 % HR max ) 持續 30 分鐘，記錄第 5、10、15、20、25、30 分鐘的心跳率，結果顯示心跳率會隨時間的增 加而上升，當運動時間超過 20 分鐘後的心跳率顯著高於 5、10、15 分鐘，而 20 至 30 分鐘的心跳率未達顯著差異。楊群正（2005）的研究也發現，以 58 % V ‧ O2 max 強度 跑步 1 小時的運動過程中，跑者 V ‧ O2 max 並不會因為運動時間的增加而改變，心跳率 卻從每分鐘 148 次增加到 162 次，上述文獻指出只要達到中等運動強度的運動過程， 心跳率就不會達到穩定狀態，顯示中等強度運動時心跳率不會穩定的特殊生理現象。 Achten 與 Jeukendrup (2003) 的研究指出漸增負荷運動過程中，心跳率會隨運動強度增 加而上昇，與攝氧量呈現近共線性的關係。因此，在非最大努力運動下，心跳率是一個 簡便且具參考價值的生理指標。 王順正（2003a）指出在低於 30%V ‧ O2 max 的強度下運動時的運動心跳率會有下降現象，顯現運動在於安定情緒、穩定生理反應上的效果。低強度運動時的運動心跳率上升 現象，則是運動時體溫的上升、能量代謝廢物的增加、以及心理上的厭倦等因素的影響。 固定心跳率跑速變異 (running speed variance, RSV) 概念，其意義是代表人體在固 定心跳率下，跑步速度會隨運動時間增加而下降的特殊運動生理現象，即心肺功能好者 速度下降率較低。RSVHRC 是近年來由林必寧、王錠堯、王彥欽、楊群正、呂盈賢、王 順正（2005）發展出的非最大努力運動評量心肺適能的方法。這樣的測驗方法是利用運 動過程中心跳不穩定的現象而來，因為有心跳不穩定的現象，反之利用速度變化控制心 跳率，記錄運動過程中第 3 至第 10 分鐘的跑步速度，帶入計算公式而得到 RSVHRC 測 驗值。
第三節 心跳率控制的相關研究
許多生理因素會導致心跳率變化，運動時心血管的循環轉變使身體核心溫度上升， 交感神經處於活絡狀態、副交感神經於抑制狀態，因此運動時心跳率高於安靜時心跳率 (Coyle & GonzálezAlonso, 2001)。張妙瑛等（2004）指出心跳率變化是受到骨骼肌對氧 的需要程度多寡所影響，與氧需求量成正比。Wagner 與 Housh (1993) 首先提出心跳 穩定閾值強度 (physical working capacity at the heart rate threshold, PWC HRT ) 的概念，估 算腳踏車測功器在不發生疲勞的最大功率輸出的研究中，發現分別在 80% 和 100% PWC HRT 非最大努力強度下維持 1 小時的運動，心跳率均會增加，但並不如預期的呈 現穩定，為了維持固定強度運動時的心跳率能夠穩定，似乎只能在輕負荷的條件下才 有可能出現。只要運動強度高於 30% V ‧ O2 max 的固定強度運動過程中，心跳率就不會 達到穩定狀態，顯示中等強度運動時心跳率不會穩定的特殊生理現象。 王順正等（2008）採用 HRC 跑步速度與 RSVHRC 的固定速度，進行跑步機的八週 耐力訓練，以便瞭解 HRC 與 RSVHRC 固定速度在耐力訓練效果的差異；結果發現 HRC 與 RSVHRC 固定速度訓練對心肺訓練耐力效果的提升達顯著差異。研究者認為80% HR max 的 HRC 訓練，是相當有效的耐力訓練方法。 吳泰昌（2007）以 32 名大學學生 (18 名男性、14 位女性) 為受試對象。所有受 試者訓練之前，分別進行最大攝氧量 (maximal oxygen uptake, V ‧ O2max) 測驗與固定心跳 率跑速變異 (running speed variable by heart rate control, RSVHRC) 測驗 。受試者分為 80% HRmax 訓練組 (9名) 、70%HRmax 訓練組 (11名) 、控制組 (12名) 不訓練。訓練組進 行八週、每週三次、每次 30 分鐘的 HRC 跑步訓練，八週訓練結束後，再進行 V ‧ O2max 與 RSVHRC 測驗。結果發現 80% HRmax 與 70% HRmax 的 HRC 跑步訓練，可有效增 進 vV ‧ O2max、RSVHRC，但對於 V ‧ O2max 並沒有顯著的提升效果。 程文欣（2006）以自願參與實驗的大學學生 33 名為對象，分別接受一次漸增強度 的最大努力測驗與 80 % HR max 的 RSVHRC 測驗。接著受試者依能力分為 HRC 訓練 組 11 人、RSVHRC (running speed variance by heart rate control) 固定速度訓練組 11人、 控制組 11 人，進行八週、每週三次、每次 30 分鐘的跑步機有氧訓練；HRC 訓練組 以 RSVHRC 測得的速度為起始速度，80 % HR max 為跑步訓練時的目標心跳率；RSVHRC 固定速度訓練組以 RSVHRC 的速度為訓練速度；控制組則不進行訓練。八週訓練結束 後，再進行一次漸增強度的最大努力測驗與 RSVHRC 測驗。結果發現兩種訓練方法在 RSVHRC、V ‧ O2max 與 VT 皆有顯著訓練效果，而且 HRC 訓練還具有顯著增進 vV ‧ O2max 的效果，原因是為維持穩定目標心跳率，需要用更高強度的騎乘速度以維持訓練負荷， 符合訓練原理的漸增負荷原則。
第四節 學童耐力訓練效果方面
心肺功能是體適能之基礎，亦是健康體適能的重心，而有氧運動是改善體適能主要 的運動方式。美國運動醫學會 ACSM (1995) 指出一個有氧能力好的人，能提高最大攝 氧量，增加氧的利用率，使心臟、肺臟、血管能傳送更多的氧氣到身體的組織，產生更 多能量供給身體活動之用，而不會使疲勞提早出現。透過規律的有氧運動訓練，如：慢跑、有氧舞蹈、騎單車、划船、游泳、溜冰、越野滑雪等，均可提昇心肺耐力。 Tanaka 與 Shindo（1985）以 66 位 615 歲男童為研究對象，研究學童在非最大 運動強度時的跑速變異，將受試者分為 67 歲、89 歲、10 11 歲、12 13 歲 與 1415 歲 五組，以不高於 2 mmol 1 乳酸閾值為運動強度，在跑步機上測驗跑速變異，結果發 現 10 11 歲及 12 13 歲男生達無氧閾值的平均心跳率分別為 185 次/min 及 173 次 /min。謝伸裕等人（2002）則認為 8 13 歲男生的無氧閾值的心跳率約為 177 次/min， 並指出受試者年齡在 11 13 歲之間，以不同的強度訓練六週，強度分別為 170180 次 /min，150160 次/min，130 – 140 次/min 的心跳率，結果只有強度最高的一組有顯著 增加最大攝氧量。 Ignico 與 Mahon (1995) 以 28 位 8 ~11 歲的學童為受試者，進行 10 週、每週 3 天、每天 1 小時(週一跑步、周三游泳及週五騎自行車)的有氧耐力訓練，探討耐力訓練 對學童有氧能力的改變情形，運動強度設定在 80% HR max，訓練結束後測量一英哩跑 走，測量結果時間明顯縮短，顯示學童經訓練後在耐力表現方面達顯著差異，研究者認 為規律的有氧耐力訓練，可以提昇學童的耐力表現。 Rowland 與 Boyajian (1995) 以 24 個男生和 13 個女生，年齡為 1012 歲的學童 為研究對象，進行 12 週、每週 3 次、每次 30 分鐘的自行車有氧耐力訓練，探討耐 力訓練對學童有氧能力的改變情形，運動強度為每分鐘心跳率 166 次，訓練前後以固 定式腳踏車測量受試者最大攝氧量，結果最大攝氧量由 44.7 (5.8) mL kg 1 min 1 提昇至 47.6 (6.4) mL kg 1 min 1 ，提升率 6.5% 達顯著差異 (p< .05).，顯示自行車有氧耐力訓練 可提昇學童心肺功能。
Mandigout, Melin, Fauchier, N'Guyen, Courteix 與 Obert (2002) 以 19 位 10-11 歲 的男童為研究對象，12 名為訓練組，7 名為控制組，探討耐力訓練對青春前期男童的 心率變異，其中訓練組進行 13 週、每週 3 次、每次 60 分鐘，運動強度設定在大於 80
訓練前後跑步機測量受試者最大攝氧量，結果訓練組最大攝氧量提昇率 15.5 % ± 12.1 達顯著差異 (p< .01)，訓練組經由心率監控儀（SportTest PE4000, Polar Electro, Oy, Finland）顯示經訓練後，在每小時的訓練期間有 2535 分鐘的時間心跳率能持續維持 在 80 % 以上，夜間無從事運動時的心跳率與控制組則無顯著差異，研究結果發現經由 有系統的有氧耐力訓練，可有效提昇學童心肺功能。 吳泰昌（2007）研究不同強度心跳率控制跑步訓練對心肺適能之影響，發現心跳率 控制跑步訓練比傳統的固定速度跑步訓練更有效果，原因是訓練者的心跳率高於心跳設 定區間時，則降低負荷（速度、阻抗等），以增進訓練之安全性；反之，則調高負荷， 達到漸增強之訓練原則，以增進訓練之有效性。利用這樣的原則發展出 HRC 訓練的 方式，訓練強度可以依照個人的體能狀況作調整，隨著運動者能力的進步，運動強度 亦會隨之增加，使得訓練效果提昇。
第五節 本章總結
一、研究發現耐力訓練可以提昇學童攝氧量、心臟每跳輸出量、增加紅血球數，並使 安靜時血壓下降並降低安靜時心跳率，這些都可增進學童心肺耐力，並有助於提 昇學童身體適能，增進身體健康。 二、運動訓練的強度因年齡、性別、個人體能水準等條件而不同，研究指出訓練心肺 功能的強度範圍設定介於最大攝氧量的 50% 至 85%，然而漸增負荷的運動過程 中，心跳率會隨運動強度增加而上昇，與攝氧量呈現近共線性的關係。因此，利用 心跳率容易取得，且具代表性的優點，在非最大努力運動下，心跳率是一個簡便且 具參考價值的生理指標。 三、HRC 的訓練方式是以心跳率作為運動強度的判定基準，利用運動時心跳率變化及 可以依受試者的能力調整目標心跳率，是一個安全有效的訓練方法，在一些相關研 究中也指出耐力表現經 HRC 的訓練方式後有顯著進步。第参章 研究方法與步驟
第一節 研究對象
本研究以台中縣烏日鄉僑仁國小 97 學年度第一學期五年級學童為研究對象，排除 特殊學習或身體障礙的學童，共 36 名健康學童（18 名男童、18 名女童），且 36 名受 試者皆會騎自行車，並從未參與過自行車訓練與其他運動訓練。第二節 研究架構
一、實驗設計 本實驗採前測－後測控制組設計 (pretest－posttest control group design) ，以訓練負 荷為因子。所有受試者接受兩週的自行車滾輪式訓練台教學，隨即接受漸增強度的 HR max 測驗、80% HR max RBSVHRC 測驗、滾輪式訓練台 5 公里耐力測驗與 800m 跑 步測驗。以 80% HR max 的 RBSVHRC 測驗成績，依平衡次序法分訓練組中 HRC 組 12 人、 RBSVHRC 組 12 人，控制組 12 人。各組包括男童 6 人、女童 6 人。訓練組進 行為期八週，每週三次，每次 30 分鐘的自行車滾輪式訓練台訓練；控制組不進行訓練。 訓練過程中，分別記錄第二、四、六、八週，第一次訓練時第 10 分鐘、第 20 分鐘、 以及第 30 分鐘（訓練結束時）的騎乘速度（HRC 組）與運動心跳率（RBSVHRC 組）。 八週訓練結束後， 所有的受試者再進行漸增強度的 HR max 測驗 、 80% HR max 的 RBSVHRC 測驗、滾輪式訓練台 5 公里耐力測驗與 800 m 跑步測驗。 二、實驗前準備 （一）實驗儀器的校正與檢視 1、自行車胎壓（120psi）、變速器、前後齒輪比的校正與檢測。 2、阻力式自行車訓練台的校正與檢測。 3、滾輪式自行車訓練台的校正與檢測。4、ECHOWELL 多功能自行車專用心率型碼錶的校正與檢測。 5、計時碼錶的校正與檢測。 （二）測驗人員的準備 1、研究者對測驗人員說明清楚研究目的、測驗方法與受試者須知。 2、測驗人員熟練自己負責之實驗儀器的操作方式。 （三）受試者的準備 1、受試者參與實驗，對於研究的目的、方法與受試者須知，必須有所瞭解。 2、填寫受試者同意書、健康狀況調查表，並確認實驗日期時間。 3、受試者必須依據訓練的時間，穿著運動衣褲到達訓練地點。 4、提醒受試者於檢測前，務必保持作息、飲食正常（勿攝取含咖啡因之飲料）。 三、實驗方法與流程 （一）漸增強度的 HR max 測驗流程，如圖31。 1、測驗開始前受試者先以 15 Km/hr 的速度強度在阻力式自行車訓練台騎乘 10 分 鐘，然後採坐姿休息 5 分鐘後開始實驗。 2、實驗開始是在阻力式訓練台上以漸增速度騎乘，直至每分鐘之心跳率為 150 次 時開始計時 5 分鐘，每分鐘內之騎乘目標心跳率固定；第 1 分鐘內的目標心跳 率為 150 ± 5 次/分鐘，第 2 分鐘內的目標心跳率為 160 ± 5 次/分鐘，第 3 分 鐘內的目標心跳率為 170 ± 5 次/分鐘，第 4 分鐘內的目標心跳率為 180 ± 5 次/分鐘；第 5 分鐘開始時要求受試者盡最大努力踩踏直至第 5 分鐘結束。受試 者獲得最大心跳率判斷之依據： ( 1 ) 第 5 分鐘內之最後 20 秒內心跳率最大值與次大值相差不超過 3 次。 ( 2 ) 受試者自覺無法再繼續踩踏。
圖 31 漸增強度的 HR max 測驗流程 休息 5 分鐘 測驗開始 第 1 分鐘內 目標心跳率：150 ± 5 次/分 第 2 分鐘內目標心跳率：160±5 次/分 第 3 分鐘內目標心跳率：170±5 次/分 熱身 持續時間：10 分鐘 速度 ：15 Km/hr 第 5 分鐘開始： 盡最大努力踩踏至測驗結束 採計第 5 分鐘內心跳率最大值即 為受試者之 HR max 第 4 分鐘內目標心跳率：180±5 次/分 將 HR max ×目標 % 即為受試者 之訓練負荷
（二）滾輪式訓練台 80% HR max RBSVHRC 測驗流程，如圖 32。本研究之 80% HR max RBSVHRC 測驗流程是參考林必寧（2006）跑步機 RSVHRC 測驗流程，以自行車 在滾輪式訓練台上完成測驗。 1、負荷設定：利用漸增強度的最大努力測驗所測得之 HR max ，分別計算出訓練組每 位受試者的 80% HR max，計算出來的數字即為目標心跳率。 2、熱身：測驗開始前受試者先以 15 km/hr 在滾輪式自行車訓練台騎 10 分鐘，然 後採坐姿休息 5 分鐘。 3、開始測驗：進行滾輪式訓練台 80% HR max RBSVHRC 騎乘測驗共需 10 分鐘， 測驗開始時以 15 km/hr 的速度在滾輪式自行車訓練台騎乘 1.5 分鐘，目的是讓 心跳率逐漸上升以適應測驗，然後開始逐漸加速 1.5 分鐘，直至受試者心跳率達 到目標心跳率。如果未達到或超過目標心跳率時，施測者必須以口頭告知受試者 調整踩踏頻率，直至騎乘速度達到目標心跳率。在第 4 分鐘開始後以 30 秒為 每次判斷心跳率與記錄及騎乘速度的時間，目的在實驗過程中觀察受試者騎乘速 度的變異情形，直至第 10 分鐘結束。在每 30 秒的過程中，則不考慮這 30 秒 內的心跳率變化。由於受試者騎乘時，心跳率必須不斷維持在目標心跳率減 5 次 與目標心跳率之間，中間只有 5 下的誤差容忍空間，在實驗上會有過度調整的 問題產生，所以定 30 秒為觀察紀錄的時間。 4、80% HR max RBSVHRC 計算：計錄所有 10 分鐘測驗流程每 30 秒的騎乘速度， 實際進行測驗的受試者，通常到第 4 分鐘後開始即可達目標心跳率的穩定狀 態，因此採計第 4 分鐘開始的速度進行評量。計算時將 30 秒的騎乘時間乘以 30 秒結束時的騎乘的速度，即可獲得受試者在不同運動時間下的騎乘距離變 化，並且以騎乘時間與騎乘距離成正比的關係，計算線性關係的斜率，即為受試 者的 80% HR max RBSVHRC 測驗。
圖 32 滾輪式訓練台心跳率控制騎乘速度變異測驗流程 測驗前完全熱身：以 15 km/hr 在滾輪訓練台上騎 10 分鐘 ，再 採坐姿休息 5 分鐘 測驗正式開始： 持續時間：1.5 分鐘 騎乘速度：15 km/hr 利用 HR max 測驗所測得之 HR max 計算 80% HR max 持續時間：7 分鐘 騎乘速度：以 80% HR max 與 80% HR max－5 為目標心跳率 的騎乘速度 採第 4 分鐘至第 10 分鐘的速度 變化資料，計算得到 80% HR max 的 RBSVHRC 速度 持續時間：1.5 分鐘 騎乘速度：加速騎乘直到心跳 率到 80% HR max 目標心跳率 心跳到達目標心 跳率，以 30 秒為 單位，記錄實際 騎乘速度與騎乘 距離
（三）HR max RBSVHRC 判定，如圖 33。 HR max RBSVHRC 的判定以開始進行測驗的第 4 分鐘起，每 30 秒計錄一次騎乘的 速度，持續計錄到第 10 分鐘結束為止。將第 4 分鐘至第 10 分鐘所有每 30 秒計錄 一次的資料，透過運動時間與騎乘距離（騎乘速度乘以騎乘時間）成正比的關係，計算 出線性關係的斜率，即為該受試者在滾輪式自行車訓練台的 80% HR max RBSVHRC 測 驗。 控制組騎乘腳踏車80% HRmax的RBSVHRC判定(前測) y = 7 .575x + 80 5.55 R 2 = 0 .9855 y = 5 .7693 x + 1 346.8 R 2 = 0 .906 5 y = 9 .3729 x + 7 53.39 R 2 = 0 .989 8 y = 1 1.054 x + 1 327.1 R 2 = 0 .961 2 y = 9 .8321 x + 4 44.26 R 2 = 0 .996 9 y = 7 .5693 x + 1 254.6 R 2 = 0 .986 8 y = 9 .1186 x + 1 249.2 R 2 = 0 .992 1 y = 8 .2986 x + 7 55.36 R 2 = 0 .997 6 y = 8 .7929 x + 6 07.99 R 2 = 0 .995 9 y = 8 .08x + 845 .6 R 2 = 0.9798 y = 8.505 x + 5 79.45 R 2 = 0 .998 3 y = 8 .3071 x + 5 28.01 R 2 = 0 .995 6 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 100 200 300 400 500 600 700 騎乘時間 ( s ) 騎乘 距 離 ( km /h r* 秒 ) 圖 33 80% HR max RBSVHRC 的判定 （四）滾輪式訓練台 5 公里耐力測驗流程 1、熱身：測驗開始前受試者先以 15 km/hr 在滾輪式自行車訓練台騎 10 分鐘，再 採坐姿休息 5 分鐘。 2、測驗開始：受試者在滾輪式自行車訓練台上，施測者以一聲短哨音為開始訊號， 同時開始計時，受試者以自己的踩踏頻率盡力騎乘 5 公里。施測者觀察自行車 碼錶，5 公里一到馬上以一聲長哨音為結束訊號，同時結束計時，受試者再以 10 km/hr 在滾輪式自行車訓練台騎 5 分鐘。
3、成績記錄：每位受試者測驗一次，計算騎乘 5 公里之時間，成績以「秒」為單 位，並記錄至小數點後第二位。 （五）800 m 跑步測驗流程： 1、測驗開始前受試者先於 200 公尺跑道慢跑兩圈，再採坐姿休息 5 分鐘。 2、受測者站立於 200 公尺跑道起跑線上，聽到哨音後起跑並開始計時，受測者以 自己最大能力跑步，至終點後停止計時。 3、每位受試者測驗一次，計時成績以「秒」為單位，並記錄至小數點後第二位。
第三節 研究工具
一、平把 24 速登山自行車 (TIANFWU, TAIWAN)。圖 34 TIANFWU 平把 24 速登山自行車
二、自行車阻力式訓練台 (JOCO,VIGOETRANZX TRAINER, TAIWAN)。
三、自行車滾輪訓式練台 (JOCO,YG2006 PARABOLIC ROLLER, TAIWAN)。
圖 36 自行車滾輪訓式練台
四、多功能自行車專用心率型碼錶 (ECHOWELL, TAIWAN)。
五、碼錶 (SEIKO, JAPAN)。 圖 38 碼錶
第四節 訓練內容
一、HRC 組以 80% HR max RBSVHRC 測驗測得的速度為起始速度，80% HR max 為訓練 強度，進行八週、每週三次、每次持續 30 分鐘的自行車滾輪式訓練台訓練。訓練 過程中，分別記錄第二、四、六、八週，第一次訓練時第 10 分鐘、第 20 分鐘、 以及第 30 分鐘（訓練結束時）的騎乘速度。 二、RBSVHRC 組以 80% HR max RBSVHRC 測驗測得的速度為訓練速度，進行八週、每週 三次、每次持續 30 分鐘的自行車滾輪式訓練台訓練。訓練過程中，分別記錄第二、 四、六、八週，第一次訓練時第 10 分鐘、第 20 分鐘、以及第 30 分鐘（訓練結 束時）的運動心跳率，如圖 39。 三、控制組不進行訓練。圖 39 HRC 組與 RBSVHRC組的訓練
第五節 研究流程
本研究流程經國立臺中教育大學人體試驗委員會審查通過 （附錄一），實驗開始前， 請每位受試者先填寫基本資查表及健康聲明表，確認其身體狀況可承受運動測驗之負 荷；此外，請受試者閱讀受試者須知，並清楚說明實驗流程讓受試者瞭解實驗內容過程， 確認無誤後請受試者簽署同意書後開始進行實驗。圖 310 實驗流程圖 受試者基本資料 填寫同意書 測量各項數據 漸增強度的 HR max 測驗 80% HR max RBSVHRC 測驗 滾輪式訓練台 5 km 耐力測驗 800 m 跑步測驗 資料整理分析與統計處理 RBSVHRC 組：以 80% HR max RBSVHRC 測 驗測得的速度為訓 練速度，進行每週 3 次，每次持續 30 分 鐘，共 8 週滾輪式訓 練台訓練 控制組： 不做訓練 記錄第二、四、 六、八週，第一 次訓練時第 10、 20、30 分鐘（訓 練結束時）的騎 乘速度 記錄第二、四、 六、八週，第一 次訓練時第 10、 20、30 分鐘（訓 練結束時）的騎 乘心跳綠 HRC 訓練組：以 80% HR max RBSVHRC 測驗 測得的速度為起始速 度，80% HR max 為訓練 強度，進行每週 3 次每 次持續 30 分鐘共 8 週 滾輪式訓練台訓練 依隨機分組分為 漸增強度的 HR max 測驗、80% HR max RBSVHRC 測驗 滾輪式訓練台 5 km 耐力測驗 800 m 跑步測驗
第六節 資料處理與統計分析
實驗所得資料以 SPSS for WINDOWS 12.0 版統計套裝軟體進行分析： 一、以單因子共變數分析，比較 3 組受試者訓練前後 HR max、80% HR max RBSVHRC 測 驗、5 公里自行車騎乘耐力測驗與 800 m 跑步心肺耐力測驗之差異，若分析結果 達顯著，則以 Turkey 法進行事後比較。 二、以相依樣本單因子重複量數變異數分析，檢定 HRC 組在第二、四、六、八週第一 次訓練結束時之騎乘速度差異，若變異數分析結果達到顯著，則以 Turkey 法進行 事後比較。 三、以相依樣本單因子重複量數變異數分析，檢定 RBSVHRC 組在第二、四、六、八週 第一次訓練結束時之心跳差異，若變異數分析結果達到顯著，則以 Turkey 法進行 事後比較。 四、所有結果以平均值 ± 標準差 (mean ± SD) 表示，α =.05 達顯著水準。第肆章 研究結果
本研究將實驗之資料經統計處理後，所得結果分為：一、受試者基本資料；二、不 同訓練方式對學童 HRmax 之影響方面；三、不同訓練方式對學童耐力運動表現之影 響：（一）自行車 5 公里耐力騎乘成績；（二） 800m 跑步成績；（三）80% HR max RBSVHRC 騎乘速度方面；四、訓練期間騎乘速度與心跳率變化之影響方面。第一節 受試者基本資料
參與本研究之 36 名學童的平均年齡分別為 HRC 組 10.74 ± 0.32 歲、RBSVHRC 組 10.76 ± 0.32 歲、控制組 10.69 ± 0.20 歲；身高分別為 139.88 ± 5.73 公分、141.88 ± 6.33 公分、140.83 ± 5.04 公分；體重分別為 37.29 ± 3.29 公斤、38.63 ± 4.13 公斤、39.08 ± 7.17 公斤；身體質量指數分別為 19.07 ± 1.44 kg/ h∙m 2 、19.30 ± 2.65 kg/ h∙m 2 、19.65 ± 3.23 kg/ h∙m 2 （表 41）。 表 41 受試者基本資料 組別 年齡（歲） 身高（公分） 體重（公斤） BMI (kg/ h∙m 2 ) HRC 組 10.74 ± 0.32 139.88 ± 5.73 37.29 ± 3.29 19.07 ± 1.44 RBSVHRC 組 10.76 ± 0.32 141.88 ± 6.33 38.63 ± 4.13 19.30 ± 2.65 控制組 10.69 ± 0.20 140.83 ± 5.04 39.08 ± 7.17 19.65 ± 3.23 註：數值以 mean ± SD 表示 (n=36)第二節 不同訓練方式對學童 HR
max之影響方面
三組在八週訓練前後的 HR max， HRC 組前測 187.58 ± 11.06 bpm、後測 183.85 ± 6.43 bpm；RBSVHRC 組前測 188.80 ± 12.98 bpm、後測 182.80 ± 5.64 bpm；控制組前測 188.42 ± 11.01 bpm、後測 185.75 ± 11.29 bpm (表 42)。以獨立樣本單因子共變數分析， 比較三組受試者在八週訓練前後對 HR max 的差異，結果 Levene 的變異數同質性檢定 未達顯著差異 (p＞.05)，表示這三個樣本的離散情形無明顯差別。組間效果的考驗未達 顯著水準 (p＞.05)，表示不同的訓練方式未影響 HR max (表 43)。事後比較的結果 HRC 組、 RBSVHRC 組與控制組三組間無顯著差異 (p＞.05) (表 44) (圖 41)。 表 42 三組在八週訓練前後的 HR max 測驗結果資料數值表 組別 平均數 標準差 最大值 最小值 HRC 組 前測 後測 187.58 183.85 11.06 6.43 204 211 189 194 RBSVHRC 組 前測 後測 188.80 182.80 12.98 5.64 211 214 188 195 控制組 前測 後測 188.42 185.75 11.01 11.29 210 197 191 185 註：單位 (bpm) 表 43 三組在八週訓練後的 HR max 之獨立樣本單因子共變數分析摘要表 變異來源 SS df MS F P 共變量 712.641 3 237.547 117.48 .083 組間 3224.000 2 1612.000 120.266 .067 組內（誤差） 402.109 30 13.404 全體 4338.750 35170 175 180 185 190 195 200 205 1 2 3 心 跳 ( bp m ) 前測 後測 圖 41 三組在八週訓練後的 HR max 差異圖 HRC 組 RBSVHRC 組 控制組
第三節 不同訓練方式對學童耐力運動表現之影響
一、自行車 5 公里耐力騎乘成績： 三組在八週訓練前後的 5 公里耐力測驗時間，HRC 組前測 1318.58 ± 223.63 秒、後測 1145.00 ± 130.64 秒；RBSVHRC 組前測 1325.00 ± 212.82 秒、後測 1235.47 ± 151.33 秒；控制組前測 1320.35 ± 277.63 秒、後測 1401.08 ± 278.03 秒 (表 45)。以 獨立樣本單因子共變數分析，比較三組受試者在八週訓練前後對騎乘 5 公里耐力測驗 時間的差異，結果 Levene 的變異數同質性檢定未達顯著差異 (p＞.05)，表示這三個 樣本的離散情形無明顯差別。組間效果的考驗則達顯著水準 (p＜.05)，表示不同的訓練 方式影響 5 公里耐力測驗時間(表 46)。事後比較的結果 HRC 組 5 公里耐力測驗時 間顯著低於 RBSVHRC 組及控制組 (p＜.05)，而 RBSVHRC 組顯著低於控制組 (p＜.05) (表 47) (圖 42)。 表 44 三組在八週訓練前後的 5 公里耐力測驗時間測驗結果資料數值表 組別 平均數 標準差 最大值 最小值 HRC 組 前測 後測 1318.58 1145.00 223.63 130.64 1868 1335 1053 942 RBSVHRC 組 前測 後測 1325.00 1235.47 212.82 151.33 1956 1495 1201 1143 控制組 前測 後測 1320.35 1401.08 277.63 278.03 1986 2051 912 1043 註：單位（秒）表 45 三組在八週訓練後的 5 公里耐力測驗之獨立樣本單因子共變數分析摘要表 變異來源 SS df MS F P 共變量 1089071.457 3 363023.819 28.772* .000 組間 404256.811 2 202128.405 9.736* .001 組內（誤差） 622811.371 30 20760.379 全體 2116139.639 35 * p＜.05 表 46 三組在八週訓練後的 5 公里耐力測驗之獨立樣本單因子共變數分析事後比較摘要表 (I) group (J) group 平均數差異 (IJ) 標準誤 顯著性(a) 差異的 95% 信賴區間(a) 下限 上限 1.00 2.00 306.461* 65.606 .000 172.476 440.445 3.00 262.292* 64.444 .029 19.320 243.903 2.00 3.00 194.169* 65.828 .006 328.608 59.730 * p＜.05 1.00 ： 代表 HRC 組 2.00 ： 代表 RBSV 組 3.00 ： 代表 控制組
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1 2 3 時 間 ( s ) 前測 後測 * p＜.05 圖 42 三組在八週訓練後的 5 公里耐力測驗時間差異圖 HRC 組 RBSVHRC 組 控制組 * * *
二、800m 跑步成績： 三組在八週訓練前後的 800 m 跑步時間，HRC 組前測 264.33 ± 17.52 秒、後測 246.08 ± 19.98 秒；RBSVHRC 組前測 268.50 ± 24.92 秒、後測 255.12 ± 23.46 秒；控制 組前測 272.50 ± 36.73 秒、後測 273.33 ± 36.73 秒 (表 48)。以獨立樣本單因子共變數 分析，比較三組受試者在八週訓練前後對 800 m 跑步時間的差異，結果 Levene 的變 異數同質性檢定未達顯著差異 (p＞.05)，表示這三個樣本的離散情形無明顯差別。組間 效果的考驗則達顯著水準 (p＜.05)，表示不同的訓練方式影響 800 m 跑步時間 (表 49)。事後比較的結果指出 HRC 組的 800 m 跑步時間顯著低於 RBSVHRC 組及控制 組 (p＜.05)，而 RBSVHRC 組顯著低於控制組 (p＜.05) (表 410) (圖 43)。 表 47 三組在八週訓練前後 800m 耐力跑測驗結果資料數值表 組別 平均數 標準差 最大值 最小值 HRC 組 前測 後測 264.33 246.08 17.52 19.98 285 274 241 220 RBSVHRC 組 前測 後測 268.50 255.12 24.92 23.46 302 283 226 216 控制組 前測 後測 272.50 273.33 36.73 36.73 319 323 226 226 註：單位（秒） 表 48 三組在八週訓練後的 800 m 跑步時間之獨立樣本單因子共變數分析摘要表 變異來源 SS df MS F P 共變量 15593.98 3 5197.993 25.102* .000 組間 4679.389 2 2339.694 7.242* .003 組內（誤差） 9691.603 30 323.053 全體 29964.972 35 * p＜.05
表 49 三組在八週訓練後的800m跑步時間之獨立樣本單因子共變數分析事後比較摘要表 (I) group (J) group 平均數差異 (IJ) 標準誤 顯著性(a) 差異的 95% 信賴區間(a) 下限 上限 1.00 2.00 19.957* 7.471 .043 4.699 35.215 3.00 4.531* 7.362 .012 10.504 19.567 2.00 3.00 15.426* 7.447 .047 30.635 .217 * p＜.05 1.00 ： 代表 HRC 組 2.00 ： 代表 RBSV 組 3.00 ： 代表 控制組 0 50 100 150 200 250 300 350 1 2 3 時 間 ( s ) 前測 後測 * p＜.05 圖 43 三組在八週訓練後的 800m 跑步時間差異圖 HRC 組 RBSVHRC 組 控制組 * * *
三、80% HR max RBSVHRC 騎乘速度： 三組在八週訓練前後的 80% HRmax RBSVHRC ，HRC 組前測 10.00 ± 2.58 km/hr、後 測 11.98 ± 1.87 km/hr；RBSVHRC 固定速度組前測 8.59 ± 1.94 km/hr、後測 9.05 ± 1.24 km/hr；控制組前測 8.52 ± 1.31 km/hr、後測 6.78 ± 1.00 km/hr (表 411)。以獨立樣 本單因子共變數分析，比較三組受試者在八週訓練前後對 80% HRmax RBSVHRC 的速 度差異，結果 Levene 的變異數同質性檢定未達顯著差異 (p＞.05)，表示這三個樣本 的離散情形無明顯差別。組間效果的考驗則達顯著水準 (p＜.05)，表示不同的訓練方式 影響 80% RBSVHRC (表 412)。事後比較的結果 HRC 組 80% HRmax RBSVHRC 顯著高 於控制組及 RBSVHRC 組 (p＜.05)，而 RBSVHRC 組顯著高於控制組 (p＜.05) (表 413) (圖 44)。 表 410 三組在八週訓練前後的 80% HRmax RBSVHRC 測驗結果資料數值表 組別 平均數 標準差 最大值 最小值 HRC 組 前測 後測 10.00 11.98 2.58 1.87 13.40 14.45 5.67 9.73 RBSVHRC 組 前測 後測 8.59 9.05 1.94 1.24 11.14 11.42 4.30 7.40 控制組 前測 後測 8.52 6.78 1.31 1.00 11.05 9.00 5.77 5.19 註：單位 (km/hr) 表411 三組在八週訓練後的 80% HRmax RBSVHRC 之獨立樣本單因子共變數分析摘要表 變異來源 SS df MS F P 共變量 0.794 3 0.265 30.016* .000 組間 162.518 2 81.259 37.338* .000 組內（誤差） 65.289 30 2.716 全體 228.601 35 * p＜.05
表412 三組在八週訓練後的 80% HRmax RBSVHRC 之獨立樣本單因子共變數分析事後 比較摘要表 依變數: post (I) group (J) group 平均數差異 (IJ) 標準誤 顯著性(a) 差異的 95% 信賴區間(a) 下限 上限 1.00 2.00 5.197* .649 .000 6.522 3.872 3.00 2.229* .635 .001 3.527 .932 2.00 3.00 2.968* .633 .000 1.675 4.261 * p＜.05 1.00 ： 代表 HRC 組 2.00 ： 代表 RBSV 組 3.00 ： 代表 控制組 八週訓練前後對80% RBSV 的影響 0 2 4 6 8 10 12 14 16 HRC組 RBSVHRC組 控制組 速 度 ( km/ h r ) 前測 後測 * p＜.05 圖 44 三組在八週訓練後的 80% HRmax RBSVHRC 差異圖 HRC 組 RBSVHRC 組 控制組 * * *
