兒童接受八週增強式訓練之肌肉活化策略與運動表現的影響

國立臺中教育大學教育暨管理學院體育學系碩士論文

指導教授：張曉昀 博士

兒童接受八週增強式訓練之肌肉活

化策略與運動表現的影響

The Effect of 8-Weeks Plyometric Training on

Lower Extremities Muscle Activation and

Sports Performance for Childern

研究生：王哲彥 撰

兒童接受八週增強式訓練之肌肉活化策略與運動表現的影響

研 究 生 王哲彥 指導教授 張曉昀 博士 2009 年 12 月 摘要 研究背景：以往訓練下肢爆發力通常是採用阻力訓練，但是最近許多研究顯示， 阻力訓練的方式並不會比增強式訓練還要有效率，因為增強式訓練是結合了牽張 －縮短循環來達到神經適應與彈性能的運用，此外，在兒童期如果參與增強式的 訓練將有助未來在各項運動的表現，因為在這個時期的神經系統具有可塑性且很 容易達到神經的適應。然而，並未有相關研究針對兒童接受增強式訓練後的神經 肌肉活化情形進行研究。 研究目的：本研究目的主要是在了解男童接受八週增強式訓練在運動表現與下肢 神經肌肉活化以及反應的策略。 研究方法：26 位男童參與此研究，並分為實驗組(13 位)與控制組(13 位)，實驗組 接受八週的增強式訓練，在訓練前後分別測驗深跳、立定跳遠、20 公尺衝刺跑、 敏捷跑與下肢肌電反應(包含股直肌、股二頭肌、腓腸肌)。 研究結果：在運動表現方面，兩組間在深跳、立定跳遠、20 公尺衝刺跑之進步 百分比達顯著差異（p<.05），實驗組優於控制組，敏捷跑則沒有。肌電值方面， 兩組間在積分肌電值的預先活化期之股直肌與腓腸肌有顯著差異（p<.05），反應 期方面，股直肌、股二頭肌與腓腸肌達顯著差異（p<.05）；預先活化期的峰值出 現時間，股直肌達顯著差異（p<.05），反應期在股直肌與腓腸肌達顯著差異 （p<.05）。 結論：八週的增強式訓練對於男童在運動表現與肌電的反應方面有顯著進步。 關鍵詞：牽張－縮短循環、神經肌肉、肌電、表現 VI

National Taichung University

The Effect of 8-Weeks Plyometric Training on Lower Extremities Muscle Activation and Sports Performance for Childern

Graduate students:Che-Yeng Wang Advisor:Hsiao-Yun Chang

Presented date:12/2009

ABSTRACT

Background: The resistance training was the mostly used method to improving

muscle power of the lower extremities. Nevertheless, because of the elastic energy usage and neuromuscular adaptation, the efficient of plyometric training was better than resistance training in recently studies shown. In addition, the plyometric training would improve the sports performance which resulted from nervous plastics and adaption in pre-puberty stage. However, no research was to assess the effect of plyometric training in neuromuscular activation of the lower extremities for pre-puberty boy.

Purpose: The purpose of this study was to determine the effect of 8 weeks plyometric

training in sports performance and neuromuscular activation of lower extremities for pre-puberty boy.

Methods: Twenty-six boys were participated this study, and divide into training group

(13 subjects) and control group (13 subjects). The training group was received the low-to- moderate intensity plyometric training plus general basketball training across 8 weeks. The control group had only general basketball training during the study. All subjects were measured height of drop jump, standing jump distance, 20 meters sprint, time of agility running, and electromyographic(EMG) response of lower extremities (including rectus femoris, biceps femoris, and gastrocnemius).

Results: In the sports performance, the results were showed the significantly

difference in height of drop jump, standing jump distance, and 20 meters sprint between experiment and control group, excluding time of agility running. In EMG response of lower extremities, the pre-active phase of integrated EMG had significant different between 2 groups in rectus femoris and gastrocnemius during drop jump landing (p<.05). The reaction phase of integrated EMG had significant different between 2 groups in all muscles (p<.05). The time to peak EMG was smaller in rectus femoris of pre-active phase and rectus femoris and gastrocnemius of reaction phase for training group.

Conclusion: The significant improving in sports performance and EMG response of

lower extremities was found in pre-puberty boys that received the 8-week low-to-moderate intensity plyometric training, besides the agility running.

Keywords: Stretch-shortening cycle, Neuromuscular, Electromyography, Performance

內容目次

國科會碩士論文授權書………I 碩博士論文電子檔案上網授權書………..II 國立臺中教育大學碩博士論文全文上網授權書...III 考試委員會審定書………. IV 謝辭………...V 中文摘要………..VI 英文摘要………....VII 內容目次 ………... IX 表目次………XII 圖目次………...XIII

第壹章 緒論

第一節 前言………1 第二節 研究背景………2 第三節 研究目的………3 第四節 研究假設………3 第五節 研究範圍與限制...3 第六節 操作性定義...4

第貳章 文獻探討

第一節 增強式訓練的定義及原理...5 第二節 增強式訓練對神經肌肉活化反應的影響...9 第三節 增強式訓練對運動表現的影響...13 第四節 文獻總結...18 IX

第參章 研究方法與步驟

第一節 研究對象...19 第二節 實驗地點...19 第三節 實驗儀器設備...20 第四節 實驗流程與方法...22 第五節 增強式運動設計...31 第六節 統計方法...33

第肆章 結果與討論

第一節 實驗組與控制組的同質性考驗...34 第二節 增強式訓練對運動表現的影響...35 第三節 增強式訓練對肌電反應的影響...40 第四節 討論...47

第伍章 結論與建議

第一節 結論...52 第二節 建議...52

參考文獻

...53 附錄一 人體試驗安全評估同意書...60 附錄二 監護人同意書...61 附錄三 實驗參與者成績登錄表...63 附錄四 實驗參與者基本資料表...67 附錄五 決定實驗參與者跳箱的訓練高度...68 附錄六 實驗參與者深跳紀錄表...69 附錄七 實驗參與者立定跳遠紀錄表...70 X

附錄八 實驗參與者 20 公尺衝刺跑紀錄表...71 附錄九 實驗參與者敏捷跑紀錄表...72 附錄十 肌電測量登錄表...73

表目次

表 3-1 訓練的強度...31 表 3-2 訓練的休息時間...32 表 3-3 訓練課程...32 表 4-1-1 各組間基本資料同質性考驗...34 表 4-1-2 各組間運動表現前測同質性考驗...35 表 4-2-1 深跳之訓練前後的描述性統計...36 表 4-2-2 各組間深跳的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果 ...36 表 4-2-3 立定跳遠在訓練前後的描述性統計...37 表 4-2-4 各組間立定跳遠的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果...37 表 4-2-5 20 公尺衝刺跑在訓練前後的描述性統計... 38 表 4-2-6 各組間 20 公尺衝刺跑的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果...38 表 4-2-7 敏捷跑在訓練前後的描述性統計...39 表 4-2-8 各組間敏捷跑的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果...39 表 4-3-1 訓練前後各分期之積分肌電值的描述性統計...40 表 4-3-2 各組間深跳的積分肌電值差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果... 41 表 4-3-3 訓練前後各分期出現峰值時間的描述性統計...43 表 4-3-4 組間各分期出現峰值時間的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果....43 表 4-3-5 訓練前後各分期之傅利葉轉換值的描述性統計... 45 表 4-3-6 組間各分期之傅利葉轉換值的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果 ... 46 XII

圖目次

圖 2-1 彈性能的組成要素...8 圖 3-1 實驗配置圖...20 圖 3-2 實驗流程圖...22 圖 3-3 敏捷跑路線圖...25 圖 3-4 電極片黏貼位置...26 圖 3-5 測驗動作流程...27 圖 3-6 訊號擷取畫面...28 圖 3-7 深跳的分期與肌肉活化情形...30 圖 4-2-1 控制組與實驗組訓練後的深跳改變百分比...36 圖 4-2-2 控制組與實驗組訓練後的立定跳遠改變百分比...37 圖 4-2-3 控制組與實驗組訓練後的 20 公尺衝刺跑改變百分比...38 圖 4-2-4 控制組與實驗組訓練後的敏捷跑改變百分比...39 圖 4-3-1 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌在預先活化期的 積分肌電值之改變百分比...41 圖 4-3-2 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌在反應期的積分 肌電值之改變百分比………...42 圖 4-3-3 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌在預先活化期的 肌電峰值出現時間之改變百分比………...44 圖 4-3-4 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌在反應期的肌電 峰值出現時間之改變百分比………...44 圖 4-3-5 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌在預先活化期的 傅立葉之改變百分比………...46 圖 4-3-6 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌在反應期的傅立 葉之改變百分比...47 XIII

第壹章 緒論

第一節 前言

對於運動員的表現而言，不論是參與個人項目或是團體項目，他們成功的要 訣就是需要有良好的身體素質，而這些素質包含了肌力（strength）、肌耐力（muscle endurance）、爆發力（power）、速度（speed）、協調性（coordination）、耐力（endurance） 等。同時，不同運動項目所強調的身體素質及能量也不盡相同，例如，長距離的 運動員所注重的為心肺功能及有氧能量系統，鉛球及標槍選手強調上肢的爆發 力，短跑選手強調速度，體操及溜冰選手強調身體的協調性，而籃球及排球選手 需要不斷的跳躍動作，因此，下肢的爆發力就顯得格外的重要。 在跳躍的動作中，很少是由單一離心收縮或是向心收縮來完成的，大部分都 是結合牽張－縮短循環（Stretch-Shortening cycle, SSC）。所以，在訓練的過程中， 教練必須考慮肌肉上述的特性，利用最佳的牽張幅度以達到最佳的訓練效果。 Bosco, Komi, 與 Ito（1981）指出，SSC 的原理是利用預先伸展肌肉的長度，再 結合向心收縮，使之產生最大的收縮力量，因為預先拉長某ㄧ動作肌群，可徵召 大量的運動單位共同參與完成肌肉的收縮。

另外，Komi 與 Bosco (1978) 研究發現，實驗參與者在垂直跳表現分別利用 深跳（drop jump）、直膝蹲跳（countermovement jump）與蹲跳（squat jump）三 種測驗方法，結果顯示深跳的表現最佳，其次為直膝蹲跳和蹲跳，而男生在垂直 跳的表現優於女性，女生則在彈性能的利用較有效率。所以利用肌肉預先伸展活 化（activation）更多的運動單位（motor unit）將有助於接下來的向心收縮，同 時也可以儲存更多的肌肉彈性能，達到肌肉神經反射以及彈性能儲存的雙重效 果。

第二節 研究背景

在籃球競技運動中，如果擁有良好的彈跳力你就能夠有較多的優勢，因為搶 籃板、跳投、上籃等皆需要跳躍，因此，許多球員為了增進自己的彈跳力，就想 盡各種方法來增進下肢爆發力，諸如連續跳摸籃板、綁沙袋、跳繩…等，所以早 在 1975 年美國一位教練 Fred Wilt 就創造了增強式訓練這個名詞，其主要的訓練 目的就是為了增進下肢或是上肢的爆發力。 增強式訓練主要就是結合了肌肉離心與向心收縮，利用預先伸展的肌肉儲存 了彈性能，以利向心收縮時能夠有較多的力量輸出，同時，也運用到神經反射的 機制來達到訓練效果；因為它的訓練效果是有效率的，所以也廣為教練及選手所 接受，設計出不同的訓練課程來增進選手的表現。(Durell, Pujol, & Barnes, 2003; Ebben, Carroll, & Simenz, 2004; Ebben, Hintz, & Simenz, 2005; Simenz, Dugan, & Ebben, 2005)。而以往訓練下肢爆發力通常是採用阻力訓練，但是根據許多實驗 顯示阻力訓練對於運動員的爆發力並非是最有效率的方式，取而代之的是增強式 訓練。此外，在兒童期如果參與增強式的訓練將有助未來在各項運動的表現，因 為在這個時期的神經系統具有可塑性且很容易達到神經的適應，所以，如果提早 為將來有關跳躍、跑步、投擲等相關的運動技能作準備，相信能夠在運動表現達 到事半功倍的效果（Faigenbaum, 2006）。最近許多學者也認為增強式訓練對於兒 童期及青少年而言是一種安全且有效率的訓練方法，只要在適合的強度及教練的 監控之下，對於運動員跑步以及跳躍都有顯著的幫助 (Marginsonet, Rowlands, Gleeson, & Eston, 2005)。

因此，對於需要跳躍力的籃球運動，如跳投、上籃、連續跳搶籃板等跳躍動 作，利用增強式訓練來增進運動員的爆發力在目前階段是非常有效的。所以，本 研究將以國小男童籃球隊員為研究對象，利用深跳的訓練方法以了解增強式訓練 對於兒童在下肢神經反應以及運動表現的影響。

第三節 研究目的

敏捷性、爆發力等運動基本條件對於大多數的專項運動員來說是最根本的要 素，如何提高球員的爆發力及敏捷性常是許多教練所關心的課題，因此，本實驗 的目的： 一、了解八週增強式訓練後對於男童在運動表現之影響。 二、了解八週增強式訓練後對於男童在下肢神經肌肉活化以及反應的策略。

第四節 研究假設

一、經過八週增強式訓練後，實驗組與控制組在運動表現會有顯著差異。 二、經過八週增強式訓練後，實驗組與控制組在下肢肌電訊號會有顯著差異。

第五節 研究範圍與限制

一、研究範圍： 本研究以臺中縣文雅國小四、五年級籃球隊員為研究對象，因此所得到的 結果只能推論到相同條件之運動員。 二、研究限制 （一）本研究以股直肌、股二頭肌及腓腸肌為偵測之肌肉，而上述之肌群為跨雙 關節肌，在取得肌電訊號時可能有少部份之干擾。 （二）大腿部分的伸肌與屈肌礙於實驗的困難性，因此分別以股直肌與股二頭肌 為其偵測代表肌群。 （三）由於儀器設備之限制，因此無法在實際球場上進行跳躍時肌電訊號之收集。 （四）本研究的深跳高度以全體之深跳後的垂直高度之平均值為一個參考標準，

因為要研究出每一個個體最理想的高度確實有其難度，況且以學童的深跳 平均值之參考數據是最自然、最直接的，畢竟以其經驗必定有辦法承受地 面之反作用力，只不過教練在方法技巧上必須加以監控指導。 （五）兒童期的可塑性很大，且同年齡之間在肌電以及運動表現也有些許的差 異，因此在統計上的標準差之變異會相對較高。

第六節 操作性定義

一、牽張－縮短循環（Stretch-Shortening Cycle）： 指在做跳躍運動中先拉長肌纖維長度隨即再結合主動收縮的力量來產生最 大的功能輸出。 二、深跳訓練（Drop Jump）： 實驗參與者站在一木箱上，前導腳懸空，另一隻腳輕微從跳箱上彈起後自然 落下，待雙腳接觸到地面後隨即盡最大努力往上垂直跳。 三、預先活化期（Pre-activation）： 指實驗參與者落地前 150 毫秒神經肌肉活化的情形。 四、反應期（Reactive）： 指實驗參與者落地後到 250 毫秒神經肌肉的反應情形。 五、神經肌肉活化（Neuromusclar activation）： 指肌肉在收縮時受到神經支配所產生的活化現象。

第貳章 文獻探討

本研究主要探討增強式訓練對兒童肌肉活化策略及運動表現的影響，其相關 討論內容及知識背景依序為增強式訓練的定義及原理、增強式訓練對神經肌肉活 化反應的影響、增強式訓練對運動表現的影響、文獻總結等。

第一節 增強式訓練的定義及原理

ㄧ、增強式訓練的定義：

增強式訓練（plyometric training）的源起可以追朔到 1970 年以前，東歐國 家聯盟當初認為爆發力及敏捷性是運動成功的必要條件，所以訓練方法皆著重於 此，在同一時期，蘇聯著名的跳部教練 Versoshanski，結合不同跳躍形式而設計 相關之訓練計劃。在1972 年的慕尼黑奧運之後，當地的運動雜誌也介紹了蘇聯 為了增進運動選手的爆發力所設計的許多跳躍障礙的課程，後來更應用在體操及 舉重之訓練（Kutz, 2003）。在美國，直到 1970 年代才開始流行此訓練方法，當 初一位叫Fred Wilt 的教練，於 1975 年創造了這個名詞－「plyometric」，這個字 是由希臘字根”plio”及”metric”所組成，其主要意思分別為”更加”及”測量”，更進 一步解釋為肌肉在預先伸展且活化了牽張－縮短循環而產生了快速且有力的移 動（Prentice, 2004）。 增強式訓練已經成為現今許多教練及選手為了增加爆發力和敏捷性而使用 的一種訓練方法，在三十年前，它是神祕且不為大家所了解的，除了許多較大膽 的、不遵循舊法的運動員及教練願意嘗試，其他的人還是持保留的態度，隨著訓 練方法的改進及運動科學的驗證，如今，儼然成為受歡迎且廣為流行的訓練方 式，最主要的理由是因為它對於增進運動員的運動表現能力是具有高效率的，而 且依據其原理可以設計許多多變的、有創意的、樂趣的訓練課程，使之訓練過程

不致太過枯燥乏味同時達到訓練的目的。

二、增強式訓練的生理特性

（一）肌肉收縮的形式

肌肉的收縮形式主要可分為等長收縮（isometric contraction）、離心收縮 （eccentric contraction）、向心收縮（concentric contraction）等（McNeely, 2007）， 而增強式訓練主要就是結合離心收縮與向心收縮，藉由向心收縮前的離心收縮儲 存更多的能量以利在向心收縮時有更多的力量、速度以及爆發力的輸出，這樣的 過程我們稱之為牽張－縮短循環（Norman & Komi, 1979）。在大部分的運動很少 是單一離心收縮或向心收縮所完成，大都結合了離心收縮和向心收縮，如跑步與 籃球、排球的跳躍動作，因此，增強式訓練的原理就是結合了上述肌肉的收縮特 性，以利運動的表現。 Kutz（2003）指出，實施增強式訓練可將整個過程分為三階段來加以分析： 第一階段（離心期）：在此階段，肌纖維會適當的伸展以便儲存更多的彈性能， 這個階段就是大家所熟悉的離心收縮，由於肌肉牽張的結果，將導致肌梭被迫牽 張，緊接著傳遞訊息給中樞神經以引起肌肉的收縮。 第二階段（過渡期）：在這個階段我們稱之為偶聯時期（amortization phase），在 第一階段（離心收縮）與第三階段（向心收縮）中扮演重要的角色，簡單的說就 是跳躍動作中落地與離地間的轉換時期，時間的長短為此階段的關鍵因素。一般 而言，時間越短暫才不會浪費所儲存的彈性能，否則將轉化為熱能而消失浪費掉 （Bosco, Tarkka, & Komi, 1982），並影響向心收縮的機械效能（Aura & Komi, 1986），同時Viitasalo 與 Bosco（1982）的研究指出，如果轉換時間超過 500ms， 所儲存的能量將會轉化成熱能而流逝、消失，離心收縮的效益將完全喪失。 第三階段（向心期）：最後這個階段除了肌肉主動的向心收縮之外將結合第一階 段被動儲存之並聯及串聯的彈性能量與落地時的肌肉神經反射，導致肌肉迅速收

縮，產生較大的彈跳力或爆發力。 以深跳的訓練為例，當實驗參與者在一高台自然往下落地後隨即盡最大努力 往上跳，這個過程我們可以加以切割分析，在落地時由於肌肉被迫伸展而儲存了 彈性能，同時肌肉內的肌梭（msucle spindles）將感應肌肉伸展的長度而將訊息 傳遞給脊髓神經使之反射，最後再結合向心收縮而達到速度、爆發力的強大輸出 效果。 （二）肌肉的機械特性 肌肉的機械特性可以由三個組成的模式來加以解釋，分別為肌肉本身可收縮 的特性（contractile component, cc）、串聯的彈性組成特性（series elastic component, sec）以及並聯的彈性組成特性（parallel elastic component, pec）（Prentice, 2004） （圖2-1）。肌肉本身可收縮的組成特性是由肌肉的肌原纖維所包含的許多蛋白質 所構成，它是主動收縮的，我們可以稱之為彈力蛋白（elastin），讓肌肉的肌纖 維細絲滑向另一端，造成肌肉收縮；而串聯的組成是由骨骼肌的許多結締組織所 構成的，這些結締組織位於肌腱、橫橋、細的肌動蛋白和粗的肌球蛋白（Cavagna, 1968; Huxley & Simmons, 1971），但是在肌腱所儲存的彈性能相對較多(Cavagna, 1977)；並聯是由圍繞在周圍的 cc 以及 sec 之結締組織所組成的，包含了肌纖維 膜、肌內膜、肌束膜和肌外膜等。而增強式訓練的原理如何來利用這些肌肉組織？ 肌纖維的牽張機械變化將增加肌肉的勁度（stiffness）而有利於運用所儲存之彈 性能(Walshe, Wilson, & Ettema, 1998)，在收縮前的牽張速度越快則越有利於力量 輸出（van Ingen Schenau, Bobbert, & deHaan, 1997），較短的偶聯時間（coupling time）可以較有效利用肌肉韌帶（tendomuscular）內的彈性能（Bosco 等, 1982） ，同時Komi (2000)曾經指出，較小範圍的的肌肉伸展幅度將有助於彈性能的儲 存，以利在向心期利用上述的肌肉機械特性，Finni, Ikegawa, Lepola, 與 Komi （2003）也指出，肌束的預先伸展使達到最小化將有助於彈性能的釋放，利用深 跳訓練將有效利用彈性能而達到較大的功率（power）輸出（Bosco & Komi, 1979; Komi & Bosco, 1978）。

綜合上述可知，彈性能與牽張之幅度有正相關，但是否強度越強就越有利於 彈性的儲存及釋放？答案顯然不是的，因為必須考慮的因素很多，包含神經反射 機制、偶聯時間、彈性能等，彼此之間的交互作用確實是很難去量化並求得最佳 化，同時，個別差異也是其中一個複雜的因素。 pec sec cc power 圖2-1 彈性能的組成要素（修改自 Prentice, 2004） （三）神經反射機械作用 人體的骨骼肌內有本體感受器（proprioceptor）負責偵測肌肉的張力及長度 以誘發肌肉的牽張－縮短循環，而增強式的原理也就是利用接受器的訊息傳遞進 而引發肌肉收縮以達到訓練的效果。人體的本體感受器有肌梭（muscle spindles） 和高爾基腱器（golgi tendon organs），肌梭是由梭內纖維（intrafusal fibers）所組 成，與梭外纖維（extrafusal fibers）平行，其周圍纏繞著許多感覺神經，我們將 它稱之為感覺神經纖維（sensory nerve fibers）。當肌肉拉長時，肌梭也被動拉長， 同時感覺神經將訊息傳遞給中樞神經或脊髓神經，引起主動肌運動單位的徵召而 抑制拮抗肌的收縮，這些反應稱之為牽張反射，其主要之功能為動作控制、維持 姿勢或應付緊急狀況（Vaczi, 2000）。Chimera, Swanik, Swanik, 與 Straub（2004） 也指出，在離心期的牽張反射將更容易徵召較多的運動單位參與接下來的向心收 縮，Prentice(2004)也提出，在牽張－縮短循環的運動中，人體的本體感受器肌梭

藉由牽張反射的機制而參與力量輸出，但是牽張的速度如果不夠快將使得反射衝 動減少。 高爾基腱器位於肌腱內，連接肌纖維及肌腱，不同於肌梭，它主要是抑制肌 纖維的過度收縮，當肌肉拉長時感受器也感受到張力，將衝動傳給中樞神經系統 抑制α 運動單位引起力量輸出的減少（Prentice, 2004），因此，它是一種保護裝 置，藉由感受張力來保護肌肉的過度收縮，然而，Hutton 與 Atwater（1992）認 為，藉由增強式的訓練可以讓高爾基腱器的靈敏度減低而有助於徵召更多的運動 單位。 因此，在深跳的訓練中，肌梭以及高爾基腱器扮演著重要的角色，當實驗參 與者從一高度落下後股四頭肌將被迫伸展，同時梭內纖維的肌梭也跟隨著伸長而 觸動了感覺神經將訊息傳遞給中樞和脊髓神經，隨後將引起反射作用而導致肌肉 快速收縮，但是高爾基腱器為了防止肌肉過度的收縮而產生了保護作用，這對於 運動表現似乎是負面的，但是透過了增強式訓練將可以抑制高爾基腱器的靈敏 度，使得垂直跳的表現更為優異。

第二節 增強式訓練對神經肌肉活化反應的影響

對於人類而言，利用牽張－縮短循環的運動方式是最自然的，大部分的運動 都是結合了離心與向心收縮，很少是由純粹的離心或向心收縮來完成動作的，增 強式的原理就是運用這樣的特性設計出許多課程來達到彈性能及神經反射的有 效利用，其中深跳訓練是廣受歡迎的一種訓練方式，對於增進垂直跳的表現非常 有幫助（Matavulj, Kukolj, Ugarkovic, Tihanyi, & Jaric, 2001），方法為實驗參與者 站在一高台上，伸出前導腳後自然落下，待雙腳接觸到地板之後膝蓋、髖關節彎 曲（以減少膝蓋反作用而受傷），隨即伸肌（extensor muscles）盡最大努力牽張 使得身體重心往上提升，這樣的過程我們稱之為深跳訓練。這個訓練中的優勢就

是當實驗參與者在高台自然落下而未接觸地之前，人類有一種動作控制系統是依 賴前饋控制（feed-forward）且產生回饋動作控制（feedback motor control）以預 期關節所受的反作用力而產生肌肉的預先活化（pre-activation），同時有系統的依 據以往的特殊動作經驗來保護關節組織構造（Swanik, Lephart, Giannantonio, & Fu, 1997; Lephart, Ferris, Riemann, & Myers, 2001），同時在 SSC 的過程中預先活 化對於運動表現將扮演著重要的角色（Komi, 2000），Linnamo, Strojnik, 與 Komi （2006）也曾經指出，力量的輸出是跟預先活化有相關。

關於預先活化的研究，McBride, McCaulley, 與 Cormie（2008）針對六位與 跳部有關的選手進行蹲跳（squat jump, SJ）、直膝蹲跳（countermovement jump, CMJ）與深跳（drop jump, DJ）等動作實驗，測量其爆發力、速度、垂直跳高度， 除此之外還測量主動肌（股外側肌、股內側肌）和拮抗肌（股二頭肌）之預先活 化期、離心期的積分肌電值，實驗結果顯示DJ 的主動肌在預先活化期和離心期 之平均肌電值分別為 0.2±0.11mv、1±0.36mv，而 CMJ 之平均肌電值分別為 0.11±0.1mv、0.45±0.17mv，統計結果顯示 DJ 的肌電平均值明顯高於 CMJ，同時 關於實驗參與者的垂直跳表現，DJ、CMJ 和 SJ 分別為 0.41±0.05 m、0.40±0.06 m 和0.37± 0.07 m；與前面主動肌之預先活化期與離心期之平均肌電作比較，可發 現肌電值與運動表現呈現一個正相關，也就是預先活化期與離心期的肌電值越高 其運動表現越好。因此，很多增強式的訓練都會使用深跳的方式來達到訓練的效 果，其主要的原因是因為利用視覺上的感受去預期可能發生的地面衝擊力而事先 活化肌群，這樣的神經反應將有助於在離心期徵召更多的運動單位而讓運動表現 更為傑出。 Kyröläinen 與 Komi (1995)也針對10位爆發力型與10位耐力型選手進行深 跳及自製斜板實驗（sledge jumps）設計來了解牽張－縮短循環的運動對神經系 統的影響，每位實驗參與者在實驗之前從各種不同的高度落下後立即盡最大努力 往上跳，尋找最適合的落下高度，以此為基準再訂出兩種高度，分別是高40公分 以及低40公分，因此每位實驗參與者的三種高度分別為最適高度、最適高度＋40

公分、最適高度－40公分，每位實驗參與者在這兩種設備上的三種高度分別跳十 次，取六次最好的成績（重心上升的高度），實驗結果顯示，在離心期雙腳與地 面接觸時間、起跳速度、膝關節起跳角速度、踝關節角速度在爆發力組與耐力組 之間都未達到顯著差異，可是在向心期中，兩種跳法爆發力組在膝關節及踝關節 的角速度皆優於耐力組，起跳速度、重心提升高度也是如此，與地面接觸時間則 是爆發力組較短，兩組間皆達顯著水準。另外，在深跳的運動中離心期的股外側 肌、股內側肌肌電反應皆大於向心期，但是斜板的運動中卻是向心期的肌電高於 離心期，以上的狀況爆發力組的肌電值都優於耐力組。同時爆發力組在最理想的 深跳高度下有最高的離心肌電反應，在實驗中也發現預先活化期的肌電反應愈 高，空中的停留時間愈長，且深跳的跳法高於斜板跳法。由此可知，深跳組在預 先活化的肌電值增加與空中的停留時間有關，但是斜板組卻沒有關聯。由本實驗 我們可以了解，深跳的方式在適當的預先活化下可以導致在離心期產生更多的肌 電活化，這樣的肌電反應將使得垂直跳的表現更為良好。

Viitasalo, Salo, 與 Lahtinen（1998）針對運動員與非運動員在深跳的過程中 有關神經系統的控制做一比較，實驗組為三級跳的選手，而控制組為非專項的選 手，但平時有從事運動的習慣，深跳的高度為40公分與80公分，利用測力板以及 EMG的儀器來瞭解不同組別及不同高度在各個時期的反作用力及肌電反應，同 時以空中的停留時間來計算垂直跳的表現，實驗結果為實驗組的垂直跳高度在40 公分及80公分的深跳高度分別高出控制組32％和34％，偶聯時間也較控制組短， 反作用力的平均值也比控制組高。另外，在肌電的反應結果顯示，股外側肌及腓 腸肌在預先活化期中較早出現，股直肌以及股二頭肌則與控制組差不多；整體的 肌電値，實驗組的股外側肌、股二頭肌以及腓腸肌在預先活化期、離心期皆優於 控制組，從以上的結果得知，實驗組在預先活化期以及離心期的肌電表現皆大於 控制組且垂直跳表現也是如此，所以我們可以推測，垂直跳表現是和前兩個時期 有正相關的。 在各種需要跑跳的運動中，由於雙腳必須支撐身體的重量，也因此下肢的相

關組織構造必須要強健才能夠去對抗地面反作用力所造成的傷害，尤其在膝關節 的地方，是許多運動員最常面臨的問題。我們知道股四頭肌是伸展肌，對於跳躍 扮 演 著 重 要 的 角 色 ， 但 是 通 常 也 會 對 於 膝 蓋 的 十 字 韌 帶 （anterior cruciate ligament）造成傷害，Edwars 等（1984）表示，造成十字韌帶受傷的原因是因為 落地時股四頭肌施予一力量給脛骨，而導致脛骨將力量轉移至十字韌帶使得韌帶 繃緊因而造成撕裂；相對的，大腿後肌是拮抗肌，主要的功能是在增加膝蓋的穩 定度，因此，對於運動員而言拮抗肌與主動肌的協調作用是非常重要的，該收縮 的時候收縮、該放鬆的時候放鬆才能夠預防運動傷害及提升運動表現。 Chimera等（2004）對於增強式訓練在肌肉的活化與運動表現也作了相關的 研究，首先徵召大學女生的足球員與冰上曲棍球員共18位，其中實驗組及控制組 各有7名足球員及2名冰上曲棍球員，球員的年齡介於18-22歲，實施每週兩次的 增強式訓練共六週，每次約20-30分鐘，控制組則無，所評量的項目包含肌電訊 號（股內側肌、股外側肌、後大腿外側肌、後大腿內側肌、內收肌與外展肌）、 衝刺跑以及垂直跳。實驗結果顯示藉由增強式的訓練將有助於髖關節內收肌群的 神經適應且增加關節的穩定度，因為內收肌群在預先活化期肌電反應和控制組間 達顯著水準，且內收肌群與外展肌群也增加了共同收縮（co-contraction）的比值， 同時增加肌肉與關節的勁度，而且減少了內收肌群與外展肌群的力矩，將使得肌 肉肌鍵系統吸收更多的衝擊力而不會造成十字韌帶過多的負荷。在運動員的表現 方面，經過六週的訓練沒有達顯著的進步，可能的原因在於實驗參與者的運動水 準較高，所以進步的空間較有限。 在深跳的過程中，可以分為三個階段來加以討論，第一為從高台往下落到接 觸地面前的時間，稱之為預先活化期；第二為接觸地面到最小的膝關節角度，稱 之為離心期；第三為推進期到雙腳離開地面的時間，稱之為向心期，每一個階段 的股四頭肌與大腿後肌的共同收縮比例都不一樣，一般而言，在預先活化期以及 離心期的共同收縮比值（H/Q）要大才有助於增加膝關節周圍的肌肉－肌腱的勁 度，同時加強膝關節的穩定度以預防十字韌帶的受傷（Baratta等, 1988），可是

在推進期階段股四頭肌是主要的伸肌，大腿後肌為屈肌，又可將股四頭肌定義為 主動肌（agonist muscles），大腿後肌為拮抗肌（antagonist muscles），在這個時 期主動肌的力量輸出要越大越好，拮抗肌則越小越好，Baratta等也指出，對於垂 直跳的表現，好的運動員的股四頭肌通常較肥大，且在向心期有較少的共同收縮 （大腿後肌－股四頭肌）以免影響運動表現。

第三節 增強式訓練對運動表現的影響

人類或動物在平日的運動型態主要是跟肌肉的牽張－縮短有關，這是最自然 也最順暢的肢體表現方式，當然了，如何利用上述的機制來增進運動表現也是許 多體育相關人士所關心的，而目前增強式訓練的方法就是結合了離心收縮與向心 收縮，這樣的訓練方式比單純的離心或向心收縮來的有利，McBride等（2008） 的研究發現，在垂直跳的表現，深跳以及直膝蹲跳的跳法就比單純的蹲跳要好， 主要的原因是因為在向心收縮前有一個預先伸展而儲存了彈性能且達到肌肉的 神經反射作用，隨即迅速的在推進期產生強有力的爆發力量輸出（Bosco, Tihanyi, Komi, Fekete, & Apor, 1982），以下就針對許多成人及青少年的增強式訓練對於運 動表現之影響做探討。

一、成人相關的增強式訓練

Gehri, Ricard, Kleiner, 與 Kirkendall（1998）徵召大學男生及女生非競技型 的學生各14位，平時不參與有關跳躍的活動，但是每週固定參與有氧運動三次， 每次20-30分鐘，實驗參與者隨機分派三組分別為直膝蹲跳組（7人）、深跳組（11 人）和控制組（10人），主要目的是比較上述不同增強式訓練後三組間在蹲跳、 直膝蹲跳和深跳以及能量的差別，經過12週的不同增強式訓練後，結果顯示直膝 蹲跳組在蹲跳以及直膝蹲跳的跳法有顯著進步，深跳組則在三種跳法皆達顯著水

準，蹲跳組在三種跳法都沒有顯著進步；在能量的方面，直膝蹲跳組在直膝蹲跳 以及蹲跳分別進步8.6J以及9.72J且達顯著進步，深跳組在蹲跳、直膝蹲跳以及深 跳分別進步21.51J、14.11J和18.39J且達顯著進步，控制組則沒有顯著進步。由以 上的研究我們可以知道直膝蹲跳組以及深跳組對於垂直跳的表現以及能量的增 加都有明顯的幫助，只不過深跳的訓練方式在深跳的表現優於直膝蹲跳組，這似 乎說明了深跳訓練對於需要連續跳的專項運動是較有幫助的，諸如籃球的連續搶 籃板或是排球的攔網、攻擊等。

Turner, Owings, 與 Schwane（2003）針對男女共18位有接受規律訓練的跑 步選手(年齡29±7)進行實驗，其中實驗組除了正常的接受平日的訓練外還參與了 每週三次的增強式訓練，控制組則沒有，實驗的目的主要是瞭解接受訓練後的跑 步經濟性是否有進步，測驗的方式是每位實驗參與者利用踩腳踏車的同時收集六 分鐘的氣體，評量前三分鐘及後三分鐘的差異，騎腳踏車預設的速度為三種，男 生為每秒2.68公尺、3.13公尺和3.58公尺，女生為每秒2.32公尺、2.68公尺及3.13 公尺，前三分鐘和三分鐘的差異越小表示其跑步越經濟，實驗結果為經過增強式 訓練後的跑步經濟性優於控制組且達到統計上的顯著差異。 以上的探討得知，藉由增強式的訓練不但可以在垂直跳的表現更為優越外， 對於跑步的經濟性也是同樣有幫助，除此之外，也有學者比較衝刺跑與增強式訓 練的差異，Markovic, Jukic, Milanovic, 與 Metikos（2007）徵召了93位體育系的 大學男生，將其分派為三組，分別為衝刺組、增強式訓練組以及控制組，每週訓 練三次但不連續共達10週，測驗項目為立定跳遠、20公尺衝刺跑以及20碼的敏捷 跑，實驗結果顯示衝刺組與增強式訓練組在訓練後的立定跳遠測驗達顯著差異， 分別進步3.2％與2.8％，衝刺跑與敏捷跑的結果只有衝刺跑組有達顯著差異，增 強組與控制組則未達顯著水準。Kubo等（2007）比較增強式訓練與重量訓練對 垂直跳的影響，實驗參與者共有10位參與實驗，選手訓練的方法為一隻腳實施增 強式訓練（負荷為1RM之40％），另一隻腳為重量訓練（負荷為1RM之80％）， 訓練的時間為期12週每週訓練四次，實驗結果顯示接受增強式的腳在蹲跳、直膝

蹲跳與深跳達顯著進步，重量訓練的卻只有蹲跳達顯著進步，另外，兩組之間的 比較，實施增強式訓練的腳在垂直跳的表現明顯優於實施重量訓練的腳。 多樣性的增強式訓練也是許多教練所喜歡的訓練模式，包含了障礙跳、側 跳、立定跳加衝刺跑、跑跳步...等，這些都包含許多停止、變換方向、加速等動 作，對於敏捷性（agility）也都有一定的幫助（Craig, 2004; Miller, Hilbert, & Brown, 2001）。Miller, Herniman, Ricard, Cheatham, 與 Micahael（2006）針對28位平均 年齡23-24歲的成年男女進行實驗，實驗參與者分為實驗組及控制組各14人，實 驗組進行六週的各種增強式訓練，控制組則沒有，同時不參與相關增強式的活 動，測驗敏捷性的方式有T-Test、Illinois Agility Test和Force Plate Agility，實驗結 果顯示接受六週增強式訓練的實驗組在組內的比較都達顯著水準，控制組則沒 有。從這次的研究我們可以得知，藉由增強式訓練可以有助於敏捷性的表現，同 時在較短的六週訓練週期也同樣可以達到訓練的目的。

二、增強式訓練對兒童及青少年的影響

人類從母體脫離呱呱墜地之後就開始學習如何爬以及走路，等到會走路以 後自然而然就會跑、跳等動作，這是人類的本能也是對抗地心引力最自然的肢體 表現，常常看到兒童在操場上盡情的奔跑、盡情的跳躍，是讓人最感動、最興奮 的時刻，然而，現今的社會由於少子化的影響導致「萬般皆下品，惟有讀書高」 的觀念深植在父母親的內心裡，因此，補習佔滿了許多課後時間，兒童的活動卻 大大的減少了，Faigenbaum（2006）曾經指出兒童時期神經系統的可塑性是最好 的，如果在孩童期讓他們接受增強式的訓練如跨跳、跳躍、跑步、投擲等運動， 可以讓孩童在上述的這些動作神經控制提早適應，如果錯過了這個黃金時期，在 往後可能就無法得到。所以，我們常常看到有些成人的基本運動能力比較差，探 究其原因主要是在孩童期較少接觸跑、跳、投擲等動作，因此，爆發力以及肢體 的協調性顯得較不理想和順暢。

Kotzamanidis（2006）招募了非專長運動的男童平均年齡約為10-11歲共30 名參與增強式的訓練，訓練的週數為期10週，研究者將30名學童分成實驗組以及 控制組各15名，實驗組接受各式的增強式訓練如單腳跳、雙腳跳、障礙跳....等， 訓練的強度以雙腳與地面接觸的次數為依據，訓練的原則採漸增負荷，依序為前 兩週60下，第三週70下，第四週至第七週為70-80下，第八週至第十週為90-100 下，經過十週的訓練後，實驗組在0-10公尺的衝刺跑表現優於控制組且達顯著差 異，10-20公尺的衝刺跑表現，實驗組不但比訓練前進步且優於控制組同時都達 顯著效果，20-30公尺和0-30公尺的衝刺跑表現與10-20公尺的效果類似，另外在 垂直跳的表現，實驗組的前測成績為22.99±0.15公分，後測為30.96±4.13公分，達 顯著進步，控制組前後測分別為21.84±5.26公分和21.22±5.51公分，未達顯著進 步，最終，經過十週的增強式的訓練對於青春前期的男童並未有受傷的情形發 生。因此，藉由本研究我們可以得知低中強度的增強式訓練可以改善衝刺跑和垂 直跳，最重要的是並不會造成學童的傷害。 對於籃球隊員而言，能夠擁有良好的彈跳力是令人羨慕的，還記得美國飛人 喬丹從罰球線起跳後灌籃，整個過程可以說是經典之作，至今還令人難以忘懷， 這一幕激起許多籃球運動員不斷的嘗試許多訓練方法想要對抗地心引力，而增強 式訓練就是在目前廣為接受且有效的方式。Matavulj等（2001）曾經指出，對於 許多的運動項目而言擁有良好的跳躍力是一個重要的因素，另外，各式各樣的垂 直跳訓練是非常受歡迎的方式並且可以了解運動生物力學的許多參數和神經肌 肉的反應，最後，跳躍力可以有效的評估運動員的爆發力和運動表現。Matavulj 等學者針對33位青少年籃球隊員進行實驗，將其隨機分派成三組，分別為50公分 深跳組、100公分深跳組以及控制組，每週訓練三次共六週，所有實驗參與者還 是規律的進行專項訓練，實驗結果顯示在直膝蹲跳的表現，50公分及100公分的 深跳組在前後測均達顯著進步，分別是進步4.8公分和5.6公分，控制組則沒有達 顯著差異，組間的比較，實驗組和控制組也達顯著差異，兩實驗組別則沒有。 透過增強式的訓練可以使得腿部的伸肌及爆發力量增加，因此有助於各專項

運動員，Diallo, Dore, Duche, 與 Praagh（2001）就針對12-13歲的男童足球員實 施為期10週的各種增強式訓練，主要的目的是要了解訓練前後和訓練後八週在各 種垂直跳、衝刺跑和腿部爆發力的表現，實驗組每週訓練三次，其訓練內容包含 了深跳、障礙跳、原地跳等，所有實驗參與者還是規律的接受原有專項訓練，訓 練結果顯示，訓練後實驗組在直膝蹲跳以及蹲跳皆有明顯的進步，分別是進步12 ％和7.3％，衝刺跑的表現是以腳踏車的阻力進行測驗，實驗組在訓練後進步了 12％達顯著水準，腿部爆發力的評量方式為實驗參與者在測力板連續跳15秒取其 平均的爆發力，結果顯示實驗組有達顯著進步，進步了12％，以上測驗控制組則 是沒有明顯的進步，另外，在訓練後八週再次的測驗顯示，實驗組的表現並沒有 減低。從以上的實驗我們可以了解增強式訓練對於兒童在腿部的爆發力、垂直跳 表現及衝刺跑有明顯的進步，且訓練後八週並不會減低兒童的表現。 除了單純的增強式訓練之外，也有學者結合了阻力訓練來了解對運動員表現 的影響，Faigenbaum等（2007）針對12-15歲的男童進行實驗，比較增強式訓練 結合阻力訓練和單純實施阻力訓練之間的差別，結合訓練組為13人，阻力訓練組 為12人，訓練週期為六週每週兩次，訓練結果在垂直跳、立定跳遠、敏捷跑、投 擲藥球和柔軟度的表現，結合訓練組在訓練後有達顯著進步，阻力訓練組在投擲 藥球和柔軟度達顯著進步，在組間的比較，經過六週的訓練後，混合組在立定跳 遠、敏捷跑和投擲藥球明顯優於阻力訓練組，因此，以往的觀念總是認為阻力訓 練有助於選手的爆發力及肌力表現，可是在這個研究中我們似乎打破了舊思維， 青春前期的男童需要的是神經的適應，單純的阻力訓練顯然不是最好的訓練方 式。

第四節 文獻總結

增強式訓練是一種結合離心與向心收縮的訓練方式，它是人類在活動時最自 然的表現型態（Komi, 2000），因為，在所有的運動中很少是由單純的離心收縮 或是向心收縮來完成動作，同時，藉由這樣的聯結有助於在運動時的優異表現， 因此，許多教練也特別喜歡採用這樣的訓練方法來增進選手的爆發力、敏捷性、 協調性等，而在增強式諸多的訓練方法中深跳訓練是一種很有效率的方式 (Matavulj等, 2001），主要的原因是在落地前肌肉已經被事先活化，這樣的預先活 化有助於在離心期徵召更多的運動單位(Kyrolainen & Komi, 1995)；另外，預先 活化有利於增加肌肉內神經肌梭反射的敏感度（Gottlieb, Agarwal, & Jaeger, 1981），同時增加肌肉的勁度（Komi, 2000），以上皆有助於運動表現。

在許多的研究報告中也指出，兒童在接受增強式訓練後運動表現也相對的進 步許多（Diallo等, 2001；Faigenbaum等, 2007；Kotzamanidis, 2006），但是對於神 經肌肉活化的研究，根據我所了解卻是較少的，因此，本研究設計除了要了解增 強式訓練後對於運動表現的影響之外，將以肌電測量的方式來了解訓練後其肌肉 活化的策略是否有顯著差異，希望能夠提供給基層教練一個方向，增強式的訓練 是否可以對於兒童有正面的幫助。

第參章 研究方法與步驟

第一節 研究對象

本研究以臺中縣文雅國民小學四、五年級男生籃球隊員為研究對象，實驗參 與者須先經過調查後無腿部開刀、下背痛、膝關節疼痛、氣喘、心臟病等先天性 的重大遺傳疾病，並經過監護人同意後願意接受增強式訓練以及測量。

第二節 實驗地點

實驗地點

： （一）訓練地點：臺中縣文雅國民小學橡膠跑道 （二）測驗地點：文雅國小橡膠跑道、籃球場、中興醫院

訊號線 插槽

第三節 實驗儀器設備

圖3-1 實驗配置圖 反光片 CMS-HS 基本 元件 腳底觸 動器 個人電腦 電極片 電腦螢幕 地墊 跳箱

ㄧ、攝影機：本研究採用硬碟式數位攝影機，型號為JVC-MG275-BTW，總像素 218 萬像素，10 倍光學變焦。

二、SiliconCoach 動作分析軟體：可以將數位攝影機的影片匯入分析其垂直高 度、測量 XY 座標、距離、角度、速度、時間等運動學資料。

三、Zebris 3D 超音波動作分析及肌電測量系統(Zebris 3D ultrasound motion analysis and EMG myography measuring system, Zebris Medical GmbH, Germany)。

（一）Zebris CMS-HS 基本元件： 連接個人電腦及平行埠介面。 （二）訊號線插槽(cable adapter)：具有 10-12 個訊號輸入線的插槽。

（三）放大器(amplifier):放大倍率可調整 3 個程度(1000 倍、2500 倍、5000 倍) 。 （四）Zebris Win Data 2.19.44 for windows 軟體。

（五）自製的腳底觸動器：包含了一個轉接盒及觸動片。

四、自製跳箱：材質為木頭，長寬高分別為40 公分×30 公分×25 公分。

五、反光片：市售螢光色的反光片，將之固定於胸前，長寬為3 公分×2 公分。 六、地墊：市售的地墊，厚度為2 公分。

七、Acknowledge 軟體：Acknowledge 3.7 軟體，將 windata 所擷取到的資料加 以處理，可以得到我們所需要的積分肌電值、傅利葉中位數頻率轉換值、峰 值出現時間。 八、分段計時器：由友聲電子公司所設計的計時器，測量方式為無線光電偵測， 量測速度 20 米/秒內。 腳底觸動器 前置放大器 電極片

第四節 實驗流程與方法

圖3-2 實驗流程圖 建立基本資料（身高、體重）、 問卷調查及填寫監護人同意 決定實驗高度 S 型均分 實驗組 控制組 八週增強式訓練 籃球訓練 籃球訓練 前 測 運動表現 EMG 後 測 運動表現 EMG 資料分析與處理

實驗流程：

步驟一：建立選手基本資料以及問卷調查

（一）建立選手基本資料： 至健康中心測量選手的身高、體重以及記錄出生年月日。 （二）問卷調查： 使用身體狀況問卷表了解實驗參與者的身體狀況，如果有下背痛、心臟病、 腿部開刀、其他先天性疾病則不參與此次實驗。 （三）填寫監護人同意書。

步驟二：決定實驗高度

選用三種不同高度的高台，分別是 15 公分、25 公分以及 35 公分，實 驗參與者在胸部固定反光片，以 JVC 數位攝影機拍攝再以 SiliconCoach 軟體分析垂直位移高度。

步驟三：均分

根據最佳的深跳高度，實驗參與者採 S 型均分的原則將其分為實驗組以 及控制組各 13 人。

步驟四：前測

運動表現 包含深跳、立定跳遠、衝刺跑與敏捷跑。 肌電值 包含股直肌、股二頭肌、腓腸肌的積分肌電值、峰值出現時間、 傅利葉中位數頻率轉換值。

步驟五、進行訓練

實驗組進行為期八週每週三次的增強式訓練和籃球訓練，控制組則維持 規律的籃球訓練。

步驟六、後測

後測的過程與項目和前測相同。

步驟七、資料分析與處理

將所得到的資料進行分析與處理。

實驗方法：

決定實驗高度

選用三種不同高度的高台，分別是 15 公分、25 公分以及 35 公分，實驗參 與者在胸部固定反光片，以 JVC 數位攝影機拍攝再以 SiliconCoach 軟體分 析垂直位移高度，實驗參與者先站在高台上，其中的一隻腳為前導腳往前懸 空，另一隻腳則輕輕的往前彈起後自然落下，待雙腳接觸到地面之後隨即盡 最大努力的往上跳，三種不同深跳高度後的垂直位移分別加以平均，取其最 佳的平均值為實驗高度。實驗參與者在測驗前均跑操場三圈，同時做 10 分 鐘的暖身操。

運動表現

實驗參與者在進行測驗前先跑操場三圈再暖身 10 分鐘後開始各項的測驗。 1.深跳表現： 實驗參與者在胸部的地方貼上反光片，以 JVC 的攝影機拍攝再以 SiliconCoach 軟體分析重心位移之垂直高度。 2.二十公尺衝刺跑： 實驗參與者於起跑線採用站姿，測量的儀器為無線的紅外線分段計時器 （精確度為 0.0001 秒），一開始後腳踩腳底觸動器，起跑後隨即開始計時， 待通過光閘終點後則停止計時，所得到的數據即為實驗參與者的衝刺跑成 績。

3.立定跳遠： 實驗參與者站立於起跳線，手臂自然擺動待往前擺臂的同時盡最大努力往 前跳，以皮尺量測距離，共試跳三次取其最佳成績。 4.敏捷性測驗： 敏捷性的測驗如圖 3-3，跟衝刺跑所使用的儀器一樣，首先實驗參與者後 腳先踩著腳底觸動器，從起跑線出發後即開始計時。所經過的路徑：先是 黑色的線條，由 A－B－1－2，再來是橘色部份，繞過 1－C－D 通過終點， 紅外線光閘隨即感應，即可得知所花費的時間。A 至 B 的距離為 9 公尺； B 至 C 的距離為 5 公尺；底線至○1 為3 公尺；○1 _至○2 _為3 公尺。 (修改自 Miller 等, 2006) A D B C 1 2 結束 開始 _{圖 3-3 敏捷跑路線圖}

肌電測量

肌電測量的動作流程如圖 3-5。實驗參與者在接受測驗之前先踩腳踏車機 5 分鐘後再進行測驗。 1.貼電極片的方法： 電極片的材質為 Ag/Agcl，本實驗主要了解三個肌群的運動單位徵召 的情形，分別為股直肌、股二頭肌以及腓腸肌，先以酒精擦拭要貼的 地方同時以砂紙將皮膚上的角質去除以及剃刀將腿毛剔除乾淨以減少 皮膚所產生的阻抗，電極片貼的位置與肌纖維平行，兩電極片的軸心 間距位置相距兩公分，股直肌貼的方法為實驗參與者成仰臥，髕骨上 緣與髂前上棘的連線中間肌腹處為黏貼的位置，股二頭肌貼的方法為 實驗參與者俯臥，坐骨粗隆與腓骨頭連線中間的肌腹處為其黏貼處， 外側腓腸肌貼的方法為實驗參與者俯臥，從股骨外髁約五指幅處為其 黏貼位置，內側腓腸肌為從股骨內髁約五指幅處為其黏貼位置（圖3-4） （Cram & Kasman, 1998）。

圖3-5 電極片黏貼位置，由左至右分別為股直肌、腓腸肌和股二頭肌

2.最大自主收縮： 為使肌電訊號標準化，每位實驗參與者均經過股直肌、股二頭肌與腓腸 肌之最大自主肌力(MVIC)測試，每個動作收集肌電訊號 5 秒時間。股 直肌的方法為實驗參與者坐在椅子上，一人用手握住慣用腳的踝關節 並且往內推，實驗參與者盡最大努力往外推與之對抗；股二頭肌的方 法為實驗參與者成站姿，一人握住慣用腳的踝關節並且往下壓，實驗參 與者盡最大努力往上勾；腓腸肌的方法為實驗參與者成站姿，一人握住 慣用腳的膝關節並且往下壓，實驗參與者墊腳尖盡最大努力往上抬。 3.腳底觸動器： 實驗參與者打赤腳，將自製的腳底觸動器固定於慣用腳跟處，另一端接 在 CMS-HS 電腦主機，當實驗參與者從高台往下落地的瞬間，腳底的 觸動器就會透過 trigger 訊號盒將訊息傳至電腦以進行資料的同步，待 離地時觸動器則沒有受壓迫，進而了解到何時離地。 圖3-5 測驗動作流程

以上的訊號皆由 Zebris 動作分析系統進行資料的擷取，其中 CMS-HS 主機 透過前置放大器接收肌電訊號，腳底觸動片固定於腳跟並連接至CMS-HS 主機， 當實驗參與者開始測驗前，研究者會喊口令「預備－開始」，肌電訊號與落地時 間同步接收並連接至個人電腦進行資料的擷取，在螢幕上藉由windata 軟體可觀 測到三個頻道同時顯示肌群，另一個頻道顯示落地時間（如圖3-6），動作開始時 按錄製即可得到肌電訊號以及落地狀況，最後再以Acqknowledge 軟體進行資料 的分析。 圖 3-6 訊號擷取畫面 股直肌 股二頭肌 腓腸肌 腳底觸動訊號

資料分析與處理

將所得的原始資料經由軟體 Acqknowlege 進行處理（如圖 3-7），訊號的擷 取頻率為1000 Hz，CMRR130db，經過帶通濾波(band pass filter) 10-500Hz 與訊 號翻正（abs）後，取落地前 150ms（預先活化期）及落地後 250ms（反應期） （Chimera 等, 2004）的積分肌電值(Integral EMG, IEMG)、傅利葉（FFT）中位數 （median F）頻率轉換值、落地前與落地後的肌電峰值（Peak）時間，其中積分 肌電值的單位為﹪MVIC，也就是分別將所得到的預先活化期以及反應期的股直 肌、股二頭肌與腓腸肌之 IEMG 除以各肌群最大主收縮後×100，Peak 時間之值 就是找出預先活化期與反應期出現最大肌電值所出現的時間。

第五節 增強式運動設計

本實驗設計首先以三種跳箱高度進行前測，取最佳的深跳高度進行八週的跳 箱訓練，其高度為25 公分，訓練的原則採漸增負荷方式，參考McNeely（2007） 如表3-1 及 3-2 的訓練強度、回合、次數以及休息時間設計出訓練課程，第一週 以低強度的直屈蹲跳進行訓練，訓練回合×5，重複次數×8，雙腳與地面接觸次 數為8×5×2=80 次，回合間的休息時間為兩分鐘，第二、三週實施深跳訓練，訓 練回合×5，重複次數×6，回合間休息時間為兩分鐘，雙腳與地面接觸次數為 5×6×2=60 次，第四、五週實施深跳訓練，訓練回合×5，重複次數×8，回合間休 息時間為兩分半鐘，雙腳與地面接觸次數為5×8×2=80 次，第六、七週實施深跳 訓練，訓練回合×5，重複次數×12，回合間休息三分鐘，雙腳與地面接觸次數為 5×12×2=120 次，第八週實施深跳訓練，訓練回合×5，重複次數×6，回合間休息 時間為兩分鐘，雙腳與地面接觸次數為5×6×2=60 次（如表 3-3）。 表 3-1 訓練的強度（雙腳觸地次數）（修改自McNeely, 2007） 程度 強度 低強度 中強度 高強度 初學者 80 60 40 中程度 100 80 60 高程度 140 120 100

表3-2 訓練的休息時間（修改自McNeely, 2007） 訓練時間 重複次數間的休息時間 回合間的休息時間 ＜1 秒 5-10 秒 1-2 分 1-3 秒 無 2-3 分 4-15 秒 無 2-4 分 15-30 秒 無 3-5 分 表 3-3 訓練課程（雙腳觸地次數） 週次 訓練方法 訓練回合 重複次數 訓練量 第一週 直膝蹲跳 5 8 80 二、三週 深 跳 5 6 60 四、五週 深 跳 5 8 80 六、七週 深 跳 5 12 120 第八週 深 跳 5 6 60

第六節 統計方法

本研究主要是在比較經由八週增強式訓練後，在深跳、20公尺衝刺跑、立定

跳遠、敏捷跑是否有顯著差異，同時藉由在深跳過程中，觸地前150ms之預先活 化期以及落地後250ms（反應期）的積分肌電值（Integral EMG, IEMG）、分析落 地前與落地後出現肌電峰值(Peak)的時間、落地前與落地後的傅利葉（FFT）中 位數（median F）頻率轉換值。本研究以SPSS for Windows 12.0中文視窗版軟體 進行統計分析，統計方法如下： 一、以獨立樣本t檢定，考驗基本資料以及訓練前運動表現的同質性 二、以獨立樣本t 檢定考驗兩組間前後測差異百分比之顯著性 （一）運動表現 運動表現的測驗方式如實驗方法，將(後測－前測)/前測×100 所得的資料 以獨立樣本 t 檢定考驗兩組間深跳、立定跳遠、20 公尺衝刺跑、敏捷跑的 百分比是否有顯著差異。 （二）肌電值分析 擷取資料的動作流程如圖 3-6，將落地前 150ms 與落地後的 250ms 的積分 肌電值、出現峰值的時間、傅利葉中位數頻率轉換進行分析，將(後測－ 前測)/前測×100 所得的資料以獨立樣本 t 檢定考驗兩組間的百分比是否有 顯著差異。 三、本研究之顯著水準定為α=.05。

第肆章 結果與討論

本研究目的在探討八週增強式訓練對於男童在運動表現與肌電反應的影響， 將所得到的結果分述如下： 第一節 實驗組與控制組的同質性考驗。 第二節 增強式訓練對運動表現的影響。 第三節 增強式訓練對肌電反應的影響。

第一節 實驗組與控制組的同質性考驗

本研究將實驗參與者分成實驗組與控制組各 13 人，年齡分別為 10.38±0.51 歲和 10.38±0.65 歲，以獨立樣本 t 檢定，考驗其前測之基本資料、運動表現的同 質性。

一、各組間的基本資料同質性考驗

由表 4-1-1 結果顯示各組間的身高、體重無顯著差異，代表兩組實驗參與者 在基本資料上具有高同質性。 表4-1-1 各組間基本資料同質性考驗 項目 組别 平均數 標準差 F值 P值 控制組 142.54 8.17 身高（公分） 實驗組 146.42 7.69 .003 .211 控制組 35.92 7.86 體重（公斤） 實驗組 40.42 6.88 .079 .133

二、各組間運動表現前測同質性考驗

由表4-1-2可得知各組間在運動表現測驗（深跳、立定跳遠、20公尺衝刺跑 、敏捷跑）的前測值上無顯著差異，代表兩組實驗參與者在訓練前具有高同 質性的運動表現。 表 4-1-2 各組間運動表現前測同質性考驗

第二節 增強式訓練對運動表現的影響

一、深跳

由表 4-2-1 的描述性統計可知，控制組在深跳的前後測成績分別為 36.08±4.25 公分以及 36.62±4.96 公分，實驗組分別為 38.23±5.07 公分以及 44.62±6.17 公分， 實驗組的進步空間較為明顯，再以獨立樣本 t 考驗比較實驗組與控制組之間前後 測的差異百分比，所得到結果如表 4-2-2，經過八週的增強式訓練之後，實驗組 的進步百分比為 16.97±9.65 優於控制組的 1.75±9.91，且達顯著水準(p<.05)。 項目 組别 平均數 標準差 F值 P值 控制組 38.23 5.07 深跳（公分） 實驗組 36.08 4.25 .815 .252 控制組 168.85 19.60 立定跳遠（公分） 實驗組 170.38 14.89 1.119 .824 控制組 3.96 .31 20m衝刺跑（秒） 實驗組 3.93 .20 1.463 .779 控制組 13.43 1.16 敏捷跑（秒） 實驗組 13.55 .86 1.964 .781

表 4-2-1 深跳之訓練前後的描述性統計 控制組（N=13） 實驗組（N=13） 組別 變項 前測 後測 前測 後測 深跳 （公分） 36.08±4.25 36.62±4.96 38.23±5.07 44.62±6.17 表 4-2-2 各組間深跳的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果 控制組(N=13) 實驗組(N=13) 項目 _{前後測的差異} 百分比（%） 前後測的差異 百分比（%） P 值 深跳 1.75±9.91 16.97±9.65 .001* *p<.05 0 5 10 15 20 25 30 深跳 改變(%) 控制組 實驗組 * 圖 4-2-1 控制組與實驗組訓練後的深跳改變百分比(*p<.05)

二、立定跳遠

由表 4-2-3 的描述性統計可知，控制組在立定跳遠的前後測成績分別為 170.38±14.89 公分以及 177.69±11.43 公分，實驗組分別為 168.85±19.6 公分以及 186.31±19.11 公分，實驗組的進步空間較為明顯，再以以獨立樣本 t 考驗比較實 驗組與控制組之間前後測的差異百分比，所得到結果如表 4-2-4，經過八週的增 強式訓練之後，實驗組的進步百分比為 10.62±5.16 優於控制組的 4.65±6.67，且 達顯著水準(p<.05)。 表 4-2-3 立定跳遠在訓練前後的描述性統計 控制組（N=13） 實驗組（N=13） 組別 變項 前測 後測 前測 後測 立定跳遠 （公分） 170.38±14.89 177.69±11.43 168.85±19.6 186.31±19.11 表 4-2-4 各組間立定跳遠的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果 控制組(N=13) 實驗組(N=21) 項目 _{前後測的差異} 百分比（%） 前後測的差異 百分比（%） P 值 立定跳遠 _{4.65±6.67 10.62±5.16 .017*} 圖 4-2-2 控制組與實驗組訓練後的立定跳遠改變百分比(*p<.05) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 立定跳遠改變( % ) 控制組 實驗組 * *p<.05

三、20 公尺衝刺跑

由表 4-2-5 的描述性統計可知，控制組在 20 公尺衝刺跑的前後測成績分別 為 3.93±0.2 秒以及 3.89±0.2 秒，實驗組分別為 3.96±0.31 秒以及 3.80±0.29 秒， 實驗組的進步空間較為明顯，再以獨立樣本 t 考驗比較實驗組與控制組之間前後 測的差異百分比，所得到結果如表 4-2-6，經過八週的增強式訓練之後，實驗組 的進步百分比為 4.07±1.86 優於控制組的 1.09±2.86，且達顯著水準(p<.05)。 表 4-2-5 20 公尺衝刺跑在訓練前後的描述性統計 控制組（N=13） 實驗組（N=13） 組別 變項 前測 後測 前測 後測 20 公尺 衝刺跑 （秒） 3.93±0.2 3.89±0.2 3.96±0.31 3.80±0.29 表 4-2-6 各組間 20 公尺衝刺跑的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果 控制組(N=13) 實驗組(N=13) 項目 _{前後測的差異} 百分比（%） 前後測的差異 百分比（%） P 值 20 公尺衝刺跑 1.09±2.86 4.07±1.86 .004* *p<.05 0 1 2 3 4 5 6 7 2 0 公尺衝 刺跑改變( % ) * 控制組_實驗組 圖 4-2-3 控制組與實驗組訓練後的 20 公尺衝刺跑改變百分比(*p<.05)

四、敏捷跑

由表 4-2-7 的描述性統計可知，控制組在敏捷跑的前後測成績分別為 13.55±0.86 秒以及 13.21±0.76 秒，實驗組分別為 13.43±1.16 秒以及 12.98±0.74 秒， 實驗組的進步空間較多，再以獨立樣本 t 考驗比較實驗組與控制組之間前後測的 差異百分比，所得到結果如表 4-2-8，經過八週的增強式訓練之後，實驗組的進 步百分比為 3.08±4.27 優於控制組的 2.41±2.86，但未達顯著水準(p>.05)。 表 4-2-7 敏捷跑在訓練前後的描述性統計 控制組（N=13） 實驗組（N=13） 組別 變項 前測 後測 前測 後測 敏捷跑 （秒） 13.55±0.86 13.21±0.76 13.43±1.16 12.98±0.74 表 4-2-8 各組間敏捷跑的差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果 控制組(N=13) 實驗組(N=13) 項目 _{前後測的差異} 百分比（%） 前後測的差異 百分比（%） P 值 敏捷跑 2.41±2.86 3.08±4.27 .642 0 1 2 3 4 5 6 7 8 敏捷 跑改變(%) 控制組 實驗組 圖 4-2-4 控制組與實驗組訓練後的敏捷跑改變百分比

第三節 增強式訓練對肌電反應的影響

一、各分期的積分肌電值

經過八週的增強式訓練之後，實驗組和控制組在股直肌、股二頭肌以及腓腸 肌的預先活化期和反應期之積分肌電值(﹪MVIC)如表 4-3-1。由表 4-3-2 得知， 實驗組在預先活化期前後測差異百分比之股直肌、股二頭肌與腓腸肌分別為 74.55±122.52 優 於 控 制 組 的 -11.07±60.46 、 91.32±121.57 優 於 控 制 組 的 51.79±197.08、165.57±237.88 優於控制組的 3.47±62.49，再以獨立樣本 t 檢定考 驗實驗組與控制組之間前後測的差異百分比之顯著性，股直肌和腓腸肌達顯著差 異(p<.05)，股二頭肌則沒有(p>.05)。 在反應期方面，實驗組和控制組在股直肌、股二頭肌以及腓腸肌之積分肌電 值 ( ﹪ MVIC) 的 前 後 測 差 異 百 分 比 分 別 為 95.08±137.88 優 於 控 制 組 的 -11.75±54.53、99.89±119.84 優於控制組的 15.16±62.72、78.35±77.29 優於控制組 的 13.45±68.94，再以獨立樣本 t 檢定考驗實驗組與控制組之間前後測的差異百分 比之顯著性，股直肌、股二頭肌和腓腸肌達顯著差異 (p<.05)。 表 4-3-1 訓練前後各分期之積分肌電值的描述性統計 控制組（N=13） 實驗組（N=13） 組別 變項 前測 後測 前測 後測 股直肌預先活化期之 IEMG （%MVIC) 0.176992± 0.097084 0.121739± 0.067166 0.142428± 0.096392 0.162854± 0.074002 股直肌反應期之 IEMG （%MVIC） 0.319328± 0.108631 0.244458± 0.10682 0.313099± 0.176991 0.468843± 0.247302 股二頭肌預先活化期之 IEMG （%MVIC） 0.052127± 0.041372 0.045511± 0.009622 0.056882± 0.038116 0.083743± 0.050191 股二頭肌反應期之 IEMG （%MVIC） 0.083392± 0.04733 0.08924± 0.054173 0.101595± 0.067769 0.161469± 0.078582 腓腸肌預先活化期之 IEMG （%MVIC） 0.242451± 0.14438 0.277172± 0.245285 0.396357± 0.593226 0.351231± 0.231869 腓腸肌反應期之 IEMG （%MVIC） 0.28669± 0.330634 0.25638± 0.334847 0.315747± 0.5088 0.41294± 0.50193

表 4-3-2 各組間深跳的積分肌電值差異百分比之獨立樣本 t 考驗檢定結果 控制組(N=13) 實驗組(N=13) 項目 _{前後測的差異} 百分比（%） 前後測的差異 百分比（%） P 值 股直肌預先活化期 -11.07±60.46 74.55±122.52 .033* 股直肌反應期 -11.75±54.53 95.08±137.88 .016* 股二頭肌預先活化期 51.79±197.08 91.32±121.57 .544 股二頭肌反應期 15.16±62.72 99.89±119.84 .033* 腓腸肌預先活化期 3.47±62.49 165.57±237.88 .026* 腓腸肌反應期 13.45±68.94 78.35±77.29 .033* *p<.05 -100 0 100 200 300 400 500 預先活化期積分肌電值改變(%) 控制組 實驗組 * * 股直肌 股二頭肌 腓腸肌 圖 4-3-1 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌 在預先活化期的積分肌電值之改變百分比(*p<.05)

-50 0 50 100 150 200 250 反應期積分肌電值改變(%) 控制組 實驗組 * _* * 股直肌 股二頭肌 腓腸肌 圖 4-3-2 控制組與實驗組訓練後股直肌、股二頭肌與腓腸肌 在反應期的積分肌電值之改變百分比(*p<.05)

二、各分期出現肌電峰值的時間

各分期分別以落地前 150 毫秒為預先活化期，落地後 250 毫秒為反應期。 從表 4-3-3 的描述性統計得知，實驗組在訓練後股直肌、股二頭肌以及腓腸肌的 預先活化期出現峰值的時間有提早出現，控制組則都沒有，再以獨立樣本 t 檢定 考驗實驗組與控制組之間前後測的差異百分比之顯著性（表 4-3-4），只有股直 肌達顯著(p<.05)。 在反應期出現峰值的時間從表 4-3-3 的描述性統計得知，實驗組在股直肌、 股二頭肌與腓腸肌有提早出現，控制組在腓腸肌有提早出現，再以獨立樣本 t 檢 定考驗實驗組與控制組之間前後測的差異百分比之顯著性（表 4-3-4），股直肌 與腓腸肌達顯著(p<.05)。