IR:Item 987654321/4169
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(2) 國立台灣體育學院體育研究所碩士論文摘要 研究生：周志松. 指導教授：呂欣善 博士. 不同臨界速度對游泳選手有氧訓練時耗氧量、心跳率及乳酸之效應 本研究的目的，在探討以各種不同臨界速度（CV）作為訓練時的指標，並針 對各種不同 CV 強度的心跳率（HR） 、血乳酸（LA） 、換氣量（VE） 、耗氧量（VO2） 、 二氧化碳產生量（VCO2）等生理變化加以觀察，以確認採用何種 CV 強度，是適 合做為有氧運動能力訓練強度的重要指標。受試者以 14 名(男生 11 人，女生 3 人) 高中游泳隊選手為對象，年齡 17±0.67 歲，身高 168.22±6.48 公分，體重 64.07±7.54 公斤。所有受試者皆需接受 50、100、200 公尺的最大努力捷泳測驗，將此成績代 入距離－時間的線性關係模式（D-T），計算出每位選手的 CV，再分別以 CV 的 80%、85%、90%、95%與 100%之不同 CV 強度進行ㄧ趟 400m 捷泳，並測量各項 生理變化。研究結果發現，臨界速度平均為 1.322±0.118 m/sec，與 50、100、200 公尺捷泳成績的負相關依序為 r = -0.578、r = -0.702、r = -0.999 (P<.05)皆達顯著水 準。在 LA 方面經由單因子變異數分析結果達顯著水準(p<.05)，另外在 90%CV 強 度時 LA 為 3.79 ± 0.45 mM/L、95%CV 強度時為 5.22 ± 0.50 mM/L、100%CV 強度 則達到 6.42 ±0.65 mM/L。在 HR、VE、VO2、VCO2 等生理變化，經重複量數變異 數分析結果均達顯著水準(p<.05)。研究結果顯示，CV 對於捷泳成績的預測，無法 有效預測短時間的 50 公尺捷泳，但對於 200 與 400 公尺的項目則有很高的預測能 力。在 95%與 100%CV 強度時 LA 有高於 4mM/L 的現象，顯示無氧能量代謝的參 與。因此，以 CV 強度作為有氧訓練的強度確實有高估之現象，並且無法持續較長 時間之運動。. 關鍵詞：臨界速度、有氧訓練、游泳. I.
(3) The Effect of Different Critical Velocity Percentage on VO2, HR, LA during Aerobic Training in Swimmers The purpose of this research aimed to discuss on taking different critical velocity (CV) as training indicator and conduct further observation in the respect of physical changes including heart rate (HR), blood lactate (LA), ventilation volume (VE), oxygen consumption (VO2), and volume of carbon dioxide (VCO2) of different CV intensity to confirm to adopt what intensity of CV for the important indicator when receiving aerobic exercise ability training intensity. Subjects of this research were consisted of fourteen senior high students (11 male students, 3 female students) from swimming team, age in 17±0.67, height in 168.22±6.48 cm., and weight at 64.07±7.54 kg. All subjects shall receive 50m, 100m and 200m front crawl test in maximum physical exertion, with the results carried over to D－T (distance－time) linear relation model to calculate each athlete’s critical velocity (CV), followed by conducting 400m freestyle swimming in 80%, 85%, 90%, 95% and 100% of CV intensity respectively and then measuring each physical change. Findings of this research indicated that the average CV was 1.322±0.118 m/sec, and for the negative association with results of 50m, 100m and 200m front crawl, the sequence is r = -0.578, -0.702, -0.999 (p<.05), all of which have reached marked standards. For LA, the result has reached marked standard (p<.05) through the analysis of one-way ANOVA, and LA was 3.79 ± 0.45 mM/L when at 90% CV intensity, LA is 5.22 ± 0.50 mM/L when at 95% CV intensity, LA is 6.42 ±0.65 mM/L when at 100% CV intensity. HR, VE, VO2, and VCO2 had achieved marked standard (p<.05) through the analytic result of Factorial ANOVA. In the respect of prediction over freestyle swimming, findings indicated that CV could not predict 50-m front crawl in short period, but produces high prediction on 200-m and 400-m front crawl. At 95% and 100% CV intensity, it appears a phenomenon that LA was higher than 4mM/L, indicating if there is the participation of oxygen energy metabolism. Therefore, taking CV intensity as aerobic training intensity is exactly overestimated and it can hardly be maintained long-time sports.. Key Words: Critical Velocity, Aerobic Training, Swimming. II.
(4) 謝. 誌. 經過多次的挑戰終於成為夢寐以求的研究生，當然更會珍惜在研究所的求學 生活，並且更想把以往所學不足的地方，利用這段期間好好的加強，雖然其中的 辛苦不足為道，但卻是人生當中一段美好回憶。畢業在即，感謝指導教授呂欣善 博士以其豐富的學術涵養，悉心指導論文的完成，以及蘇金德博士、謝俊宏博士、 李振昌老師的鼓勵與指導；在實驗過程中非常感謝育瑞、棋貿、士欣等學弟們與 西苑高中擔任受試者的選手們之鼎力相助，才得以完成。 在這些日子中母親的鼓勵與愛妻淑惠的包容與支持，她擔負起照顧兩個女兒 的責任與家庭中大部分的工作，才得以讓我順利完成學業，在此由衷的感謝。最 後，僅將此份榮耀獻給親愛的家人、師長以及所有關愛我的人。. 周志松. 謹誌於. 國立台灣體育學院體育研究所 中華民國. III. 九十四年. 六月.
(5) 論文內容目錄 中文摘要--------------------------------------------------------------------------------------- Ⅰ 英文摘要--------------------------------------------------------------------------------------- Ⅱ 謝誌--------------------------------------------------------------------------------------------- Ⅲ 論文內容目錄--------------------------------------------------------------------------------- Ⅳ 表目錄------------------------------------------------------------------------------------------ Ⅵ 圖目錄------------------------------------------------------------------------------------------ Ⅶ 第壹章 緒論----------------------------------------------------------------------------------- 1 第一節 前言-------------------------------------------------------------------------------- 1 第二節 研究背景-------------------------------------------------------------------------- 2 第三節 研究目的-------------------------------------------------------------------------- 5 第四節 研究假設-------------------------------------------------------------------------- 6 第五節 研究範圍與限制----------------------------------------------------------------- 6 第六節 操作性定義----------------------------------------------------------------------- 6 第七節 研究的重要性-------------------------------------------------------------------- 8 第貳章 文獻探討----------------------------------------------------------------------------- 9 第一節 有關臨界負荷測驗方法的沿革與計算方式-------------------------------- 9 第二節 臨界負荷在不同運動項目之研究-------------------------------------------- 15 第三節 臨界負荷在游泳項目之研究-------------------------------------------------- 18 第四節 有關臨界負荷各項生理反應的研究----------------------------------------- 23 第五節 有關臨界負荷在運動訓練上影響的研究----------------------------------- 27 第六節 本章總結-------------------------------------------------------------------------- 28 第參章 研究方法----------------------------------------------------------------------------- 30 第一節 研究對象-------------------------------------------------------------------------- 30 第二節 實驗日期與地點----------------------------------------------------------------- 30 第三節 實驗方法與程序----------------------------------------------------------------- 30. IV.
(6) 第四節 實驗流程-------------------------------------------------------------------------- 35 第五節 資料處理-------------------------------------------------------------------------- 35 第肆章 結果----------------------------------------------------------------------------------- 37 第一節 受試者基本資料----------------------------------------------------------------- 37 第二節 兩次捷泳測驗成績與 CV 計算之結果-------------------------------------- 37 第三節 游泳臨界速度與 50m、100m、200m 捷泳成績之相關----------------- 40 第四節 以 CV 預測 50、100、200、400 公尺捷泳成績之結果----------------- 40 第五節 不同 CV 強度運動時之血乳酸反應結果----------------------------------- 43 第六節 不同 CV 強度運動時之心跳率與自覺量表反應結果-------------------- 45 第七節 不同 CV 強度在運動後呼吸系統反應結果-------------------------------- 51 第伍章 討論----------------------------------------------------------------------------------- 58 第一節 游泳臨界速度與 50m、100m、200m 捷泳成績之相關------------------ 58 第二節 以 CV 預測 50、100、200、400 公尺捷泳成績-------------------------- 59 第三節 不同 CV 強度運動時血乳酸反應-------------------------------------------- 60 第四節 不同 CV 強度運動時之 HR 與自覺量表反應------------------------------ 61 第五節 不同 CV 強度在運動後呼吸系統反應-------------------------------------- 62 第陸章 結論與建議-------------------------------------------------------------------------- 63 第一節 結論-------------------------------------------------------------------------------- 63 第二節 建議-------------------------------------------------------------------------------- 63 參考文獻--------------------------------------------------------------------------------------- 64 附錄一、受試者參與研究須知及同意書------------------------------------------------ 72 附錄二、實驗流程圖------------------------------------------------------------------------- 74 附錄三、運動後血乳酸單因子變異數分析事後比較摘要表------------------------- 75 附錄四、運動後自覺量表單因子變異數分析事後比較摘要表---------------------- 76. V.
(7) 表目錄 表 4-1、受試者基本資料摘要表----------------------------------------------------------- 37 表 4-2、兩次捷泳測驗成績摘要表-------------------------------------------------------- 38 表4-3、兩次最大努力測驗之相關信度統計表----------------------------------------- 38 表 4-4、50、100、200 公尺最佳成績與 CV 摘要表---------------------------------- 39 表 4-5、臨界速度與各捷泳成績之相關係數表----------------------------------------- 40 表 4-6、CV 預測 50、100、200 及 400 公尺捷泳成績之回歸方程式與預測變 數解釋量--------------------------------------------------------------------------- 41 表 4-7、50 公尺回歸模式之變異數分析摘要表---------------------------------------- 41 表4-8、100公尺回歸模式之變異數分析摘要表---------------------------------------- 42 表4-9、200公尺回歸模式之變異數分析摘要表---------------------------------------- 42 表4-10、400公尺回歸模式之變異數分析摘要表-------------------------------------- 43 表 4-11、不同 CV 強度運動前後血乳酸反應摘要表---------------------------------- 44 表 4-12、運動後血乳酸的單因子變異數分析摘要表--------------------------------- 44 表 4-13、運動後血乳酸變異數分析事後比較結果------------------------------------- 44 表 4-14、不同 CV 強度運動中心跳率反應摘要表--------------------------------------- 46 表 4-15、運動中心跳率變異數分析摘要表--------------------------------------------- 47 表 4-16、不同 CV 強度運動後自覺量表摘要------------------------------------------- 49 表 4-17、運動後自覺量表單因子變異數分析摘要表--------------------------------- 50 表 4-18、運動後自覺量表變異數分析事後比較結果---------------------------------- 51 表 4-19、不同臨界速度運動後恢復期 VE 反應摘要表------------------------------- 52 表 4-20、不同臨界速度運動後恢復期 VE 反應變異數分析摘要表---------------- 52 表 4-21、不同臨界速度運動後恢復期 VCO2 反應摘要表------------------------------ 54 表 4-22、不同臨界速度運動後恢復期 VCO2 反應變異數分析摘要表--------------- 54 表 4-23、不同臨界速度運動後恢復期 VO2 反應摘要表------------------------------ 56 表 4-24、不同臨界速度運動後恢復期 VO2 反應變異數分析摘要表--------------- 56. VI.
(8) 圖目錄 圖 2-1、速度-時間的非線性關係模式---------------------------------------------------- 10 圖 2-2、距離-時間的線性關係模式------------------------------------------------------- 11 圖 2-3、速度-時間的倒數線性關係模式------------------------------------------------- 11 圖 2-4、漸增強度(ramp)運動測驗模式--------------------------------------------------- 12 圖 2-5、三參數非線性關係模式----------------------------------------------------------- 13 圖 4-1、不同 CV 強度血乳酸反應圖----------------------------------------------------- 45 圖 4-2-1、80%CV 運動中心跳率反應圖------------------------------------------------- 47 圖 4-2-2、85%CV 運動中心跳率反應圖------------------------------------------------- 47 圖 4-2-3、90%CV 運動中心跳率反應圖------------------------------------------------- 48 圖 4-2-4、95%CV 運動中心跳率反應圖------------------------------------------------- 48 圖 4-2-5、100%CV 運動中心跳率反應圖----------------------------------------------- 48 圖 4-3、不同 CV 強度運動自覺量表反應圖-------------------------------------------- 50 圖 4-4、不同 CV 強度運動後恢復期 VE 之反應圖----------------------------------- 53 圖 4-5、不同 CV 強度運動後恢復期 VCO2 之反應圖--------------------------------- 55 圖 4-6、不同 CV 強度運動後恢復期 VO2 之反應圖----------------------------------- 57. VII.
(9) 第壹章 緒 第一節. 論. 前言. 在競技運動訓練的過程中，運動強度負荷的決定是每一 位教練最重視的問題，訓練強度的決定必然會影響到運動訓 練實施的成效。游泳訓練中耐力訓練是所有選手必備的課程 之一，在現今一些游泳強國如美國、澳洲、德國，亞洲的大 陸、日本等國家在訓練上，採取的是質量並重的訓練方式， 所以在耐力訓練課程中，如何讓選手能夠以最快的速度維持 較長的訓練時間與距離，並且不讓選手因乳酸的堆積而導致 疲勞提早出現，這是教練們一直在研究的一個課題。 自 從 Monod & Scherrer 於 1965 年 提 出 以 肌 肉 在 動 態 （ dynamic） 與 靜 態 （ static） 收 縮 時 的 「 負 荷 耐 力 模 式 」 之 概念，證實肌肉在固定負荷下進行最大能力持續運動時，肌 肉所作的功與最大持續運動時間呈直線正比關係，進而用來 評 估 肌 肉 活 動 時 的 臨 界 負 荷 （ Critical Power 簡 稱 CP） 與 臨 界 力 量 （ C r i t i c a l F o r c e ， 簡 稱 C F ）。 這 也 代 表 了 在 此 情 況 下 肌肉能夠以固定之負荷持續極長時間的運動，因此這是最早 臨 界 負 荷 形 成 的 概 念 （ 吳 穎 照 ， 2003； 王 順 正 與 林 正 常 ， 1 9 9 4 ）。 若 將 此 概 念 運 用 在 以 時 間 、 距 離 為 主 的 運 動 項 目 中 ， 如 游 泳 、 跑 步 等 其 單 位 是 以 速 度 ( Ve l o c i t y ) 來 顯 示 者 ， 亦 可 稱 為 臨 界 速 度 （ C r i t i c a l Ve l o c i t y 簡 稱 C V ）。 因 此 ， C V 的 定 義 即是肌肉在動態與靜態收縮時，能夠持續長時間運動而不覺 得疲勞的最大固定負荷；這也是設定有氧運動能力的一個強 度 指 標 （ 王 順 正 與 林 正 常 ， 1 9 9 4 。 李 長 生 ， 1 9 9 7 ）。 根 據 以 往 的 研 究 顯 示 ， 最 大 攝 氧 量 （ Maximal Oxygen intake 簡 稱 VO2max） 與 無 氧 閾 值 （ Anaerobic Threshold 簡. 1.
(10) 稱 AT ）， 可 作 為 耐 力 運 動 訓 練 強 度 的 指 標 。 雖 然 ， V O 2 m a x 和 AT 與 耐 力 運 動 成 績 有 高 度 相 關 ， 但 一 般 而 言 V O 2 m a x 所 代 表 的 是 選 手 個 人 有 氧 能 力 的 潛 能，AT 則 是 表 示 一 個 選 手 所 能承受訓練的能力，但這兩者必須借助於昂貴的科學儀器測 試及繁瑣的操作，甚至於侵體性的測量過程造成諸多不便。 以 往 評 估 耐 力 性 運 動 的 指 標 是 以 最 大 攝 氧 量（ V O 2 m a x ）為 指 標 。 但 兩 個 具 有 同 樣 VO2max 的 運 動 員 在 相 同 負 荷 下 運 動 時，會因為對血乳酸濃度忍受程度的不同，而對運動持續時 間 亦 有 所 不 同 。 因 此 ， 漸 漸 地 被 無 氧 閾 值 （ AT ）、 乳 酸 閾 值 （ L a c t a t e T h r e s h o l d ）、 心 跳 閾 值 （ H e a r t R a t e T h r e s h o l d ） 等 所取代。而在非侵體性的方法中，則以心跳閾值、臨界負荷 （ CP） 作 為 無 氧 閾 值 的 訂 定 ， 應 是 最 為 方 便 的 強 度 設 定 。 臨 界 速 度 （ CV） 或 臨 界 負 荷 （ CP） 是 利 用 簡 單 、 客 觀 、 科 學 的 評量方法提供準確的參數，成為應用在耐力運動訓練上的強 度指標。並且為近年來運動科學研究者用來提升耐力性運動 訓練上一個新的研究趨勢。而目前大部分學者對於游泳臨界 速 度 的 研 究 上，只 是 將 選 手 在 游 泳 池 中 所 測 得 5 0 至 8 0 0 公 尺 的成績加以組合計算，來預測長距離耐力游泳的成績，或以 原 位 游 泳 水 槽（ s w i m m i n g f l u m e ）來 測 量 耐 力 性 游 泳 的 成 效 。 但在實際訓練當中很多狀況並不是我們所能控制的，這些在 實驗室中所推算出來的臨界速度，對於實際從事訓練工作但 缺乏科學儀器的基層教練們是否真的有所幫助，而運用於實 際訓練中成效如何，是值得進一步探討。. 第二節. 研究背景. 運動科學訓練的日新月異，成績日益精進，在競技游泳. 2.
(11) 比賽中可說是分秒必爭，尤其近年來競技游泳成績突飛猛 進，各項比賽中屢創佳績。教練為了尋求更有效的訓練方法 以 提 昇 選 手 體 能、技 術，以 獲 得 較 好 的 運 動 訓 練 成 效。因 此 ， 在耐力訓練的過程中，運動負荷強度的決定一直是教練最關 切的問題。然而位於基層的運動教練們，因為缺乏科學儀器 與運科人員的支援，所以在訓練過程中對於運動強度，包括 持續時間、重覆次數、運動休息時間的長短等，都無法做有 效的控制。大部份的教練都是以經驗法則或是採用最原始的 心跳率測量法來進行訓練工作，如此一來很容易造成訓練不 足或是過度訓練；而且讓選手自行測量心跳也會造成誤差或 是謊報次數，對教練與選手來說何嘗不是一種傷害，更直接 影響到訓練實施的成效。 1965 年 Monod & Scherrer 提 出 肌 肉 所 作 的 功 與 最 大 持 續運動時間呈直線正比關係，進而用來評估肌肉活動時的臨 界 負 荷 （ C P ） 與 臨 界 力 量 （ C F ） 之 後 。 1 9 8 0 年 D e Vr i e s 與 Moritani 首 先 將 臨 界 負 荷 的 概 念 運 用 在 腳 踏 車 的 研 究 上 ， 隨 後 相 繼 有 許 多 學 者 ， 如 D e V r i e s 等 人 （ 1 9 8 2 ）、 N a g a t e 等 人 （ 1983） 、 B u l b u l i a n 等 人（ 1 9 8 6 ） 、 H o u s h 等 人（ 1 9 8 9、 1 9 9 1 a、 1 9 9 1 b ）、 J e n k i n s 和 Q u i g l e y 等 人 （ 1 9 9 3 ）、 O v e r e n d 等 人 （ 1992） 、 王 順 正 與 林 正 常（ 1 9 9 2 ） 、 H i l l 等 人（ 1 9 9 4 ） 、G a e s s e r 和 C a r n e v a l e 等 人 （ 1 9 9 5 ）、 陳 孟 言 （ 1 9 9 7 ）、 W i l l i a m s 等 人 （ 1997） 都 是 進 行 有 關 於 腳 踏 車 臨 界 負 荷 之 研 究 。 所 以 臨 界 負 荷 應 用 在 腳 踏 車 的 運 動 研 究 中，是 相 當 早 就 有 學 者 在 進 行。 臨 界 負 荷（ CP）與 臨 界 速 度（ CV）兩 者 如 果 運 用 在 不 同 的運動項目時，會因為所採用的單位不同而有所區別。例如 以原地腳踏車或舉重項目來實施測驗時，所要求的是力量，. 3.
(12) 因 此 單 位 為 「 動 力 （ P o w e r ）」， 所 以 以 動 力 為 主 的 測 驗 統 稱 為 「 臨 界 負 荷 （ C P ）」。 另 外 ， 以 時 間 、 距 離 為 主 的 項 目 如 游 泳 、 跑 步 ， 很 明 顯 的 其 單 位 是 以 「 速 度 （ Ve l o c i t y ）」 來 顯 示 ， 所 以 在 測 驗 中 稱 為 「 臨 界 速 度 （ C V ）」。 1 9 8 4 年 H u g h s o n 等 人 研究發現以臨界速度可有效預測長距離跑步成績的表現。而 P e p p e r 等 人 （ 1 9 9 2 ）、 王 順 正 與 林 正 常 （ 1 9 9 4 ）、 K o l b e 等 人 （ 1 9 9 5 ）、 K a c h o u r i 等 人 （ 1 9 9 6 ）、 H i l l 與 R o w e l l （ 1 9 9 6 ）、 王 順 正 （ 1 9 9 8 ）、 吳 穎 照 （ 2 0 0 3 ） 等 研 究 ， 都 進 行 有 關 於 跑 步 臨 界速度的相關研究。 而 Wa k a y o s h i 和 M o r i t a n i 等 人 （ 1 9 9 2 a ） 首 次 將 臨 界 速 度 的概念應用在游泳方面的研究，並且發現對於競技游泳選手 的 耐 力 表 現 有 極 高 的 相 關 。 後 續 則 有 Wa k a y o s h i 等 人（ 1 9 9 2 b， 、S t e w a r d 等 人（ 1 9 9 4 ） 、戴 堯 種（ 1 9 9 5 ） 、H i l l 等 人（ 1 9 9 5 ） 、 1993） F i n k e 等 人 （ 1 9 9 6 ）、 李 長 生 （ 1 9 9 7 ）、 M a r t i n L 等 人 （ 2 0 0 0 ）、 吳 忠 芳 等 人（ 1 9 9 8 ） 、 陳 福 財（ 2 0 0 2 ） 、 張 育 瑞 與 周 志 松（ 2 0 0 4 ） 周 志 松 與 呂 欣 善 （ 2005） 等 人 ， 也 都 進 行 相 關 的 研 究 。 然 而 游泳項目在臨界速度的相關研究中起步最晚，但游泳臨界速 度的研究卻是在臨界負荷這個研究中發展最快的一個項目。 從以往許多文獻的研究結果中可以發現，臨界速度與耐 力運動項目表現有很高的相關，對於運動成績表現的預測能 力，也有很高的信度與效度。而臨界速度的概念在理論上是 指 選 手 可 以 在 CV的 強 度 負 荷 下 進 行 無 限 長 時 間 的 最 大 有 氧 性 運 動 。 王 順 正 與 林 正 常 （ 1995） 也 利 用 整 合 分 析 （ meta-analysis）的 效 度 概 化（ validity generalization）研 究 法 ， 證 實 了 C V 對 於 AT 的 評 量 方 式 是 有 效 的 。 李 長 生 （ 1 9 9 7 ） 也 運 用 2 5 m、 5 0 m、 1 0 0 m、 2 0 0 m、 4 0 0 m、 8 0 0 m的 捷 泳 在 不 同. 4.
(13) 距離的組合方式，來導出與臨界速度的相關，結果發現採用 5 0、 1 0 0、 2 0 0 公 尺 捷 泳 所 組 合 出 來 的 C V 最 適 合 運 用 在 長 距 離 的 有 氧 訓 練 中 ， 其 解 釋 力 高 達 93%以 上 。 這 對 於 在 基 層 從 事 訓練工作的教練來說，要實施有氧耐力訓練確實是一種便捷 的 計 算 方 式。但 也 有 多 位 學 者 認 為 如 P o o l e 等 人（ 1 9 8 8 ） 、H o u s h 等 人 （ 1 9 8 9 ， 1 9 9 1 a ， 1 9 9 1 b ）、 P e p p e r 等 人 （ 1 9 9 2 ）、 O v e r e n d 等 人 （ 1 9 9 2 ）、 王 順 正 與 林 正 常 （ 1 9 9 2 ， 1 9 9 4 ）、 B i l l a t 等 人 （ 1 9 9 4 ）、 王 順 正 等 人 （ 1 9 9 5 ）、 陳 孟 言 （ 1 9 9 7 ） 等 人 的 研 究 發 現 ， C V 的 強 度 有 顯 著 高 於 AT 的 情 形 ， 或 是 其 生 理 狀 態 無 法 呈現穩定的現象。 基 於 以 上 所 述 ， C V 與 AT 雖 然 有 顯 著 的 相 關 ， 但 又 有 學 者 認為有高估的現象，因此本研究希望透過選手實際在游泳池 中 以 CV的 各 種 強 度 來 從 事 游 泳 有 氧 運 動 能 力，並 測 量 選 手 的 心 跳 率 （ H e a r t R a t e ， 簡 稱 H R ）、 換 氣 量 （ Ve n t i l a t i o n ， 簡 稱 V E ）、 耗 氧 量 （ O x y g e n i n t a k e ， 簡 稱 V O 2 ）、 二 氧 化 碳 產 生 量 （ C a r b o n d i o x i d e o u t p u t ， 簡 稱 V C O 2 ）、 血 乳 酸 （ B l o o d L a c t a t e， 簡 稱 L A ） 等 人 體 的 生 理 反 應 的 穩 定 性 ， 加 以 驗 證 以 CV強 度 從 事 游 泳 有 氧 性 運 動 訓 練 是 否 適 合，或 是 必 須 降 低 其 強度，則是本研究想要進一步探討的問題。. 第三節. 研究目的. 本 研 究 的 目 的 ， 將 探 討 在 游 泳 池 中 所 測 量 得 到 的 CV， 並 以 CV 的 各 種 強 度 （ 80%、 85%、 90%、 95%、 100%） 作 為 訓 練 的 指 標 ， 進 行 400 公 尺 捷 泳 訓 練 。 並 且 針 對 受 試 者 在 各 種 不 同 C V 強 度 中 的 心 跳 率 （ H R ）、 換 氣 量 （ V E ）、 耗 氧 量 （ V O 2 ）、 二 氧 化 碳 產 生 量 （ V C O 2 ）、 血 乳 酸 （ L A ） 等 生 理 變. 5.
(14) 化 加 以 觀 察 。 以 確 認 採 用 何 種 的 CV 強 度 訓 練 ， 適 合 做 為 游 泳有氧運動能力訓練強度的重要指標。. 第四節. 研究假設. 本研究假設如下： 受 試 者 以 不 同 CV強 度 作 為 有 氧 運 動 能 力 訓 練 的 指 標 ， 進 行 捷 泳 訓 練 時 ， 受 試 者 在 各 種 不 同 游 泳 CV強 度 中 的 各 項 生 理 反 應 包 含 心 跳 率 （ H R ）、 換 氣 量 （ V E ）、 耗 氧 量 （ V O 2 ）、 二 氧 化 碳 產 生 量 （ V C O 2 ）、 血 乳 酸 （ L A ） 等 人 體 的 生 理 變 化 無 顯 著差異。. 第五節. 研究範圍與限制. 由 於 本 研 究 是 讓 受 試 者 在 水 中 進 行 實 際 的 400公 尺 捷 泳 ， 因 此 在 耗 氧 量 的 採 氣 部 份，因 為 儀 器 無 防 水 裝 置，所 以 無 法 進 行運動中的採氣，只能進行運動後恢復期的氣體收集。. 第六節. 操作性定義. ㄧ 、 臨 界 速 度 （ C r i t i c a l Ve l o c i t y ） 在運動過程中，只要是持續長時間的運動項目，不論是 單一肌肉的活動、腳踏車、跑步或游泳等，運動強度與持續 時間可以發現會呈現一種特定關係。在高強度負荷運動時， 持續時間較短；低強度負荷運動時，持續運動時間較長，兩 者 呈 現 性 關 係 。 臨 界 負 荷 （ CP） 是 以 單 一 肌 肉 收 縮 或 以 原 地 腳踏車，推算可以維持一段長時間的運動強度，並將這個強 度 稱 之 為 臨 界 負 荷（ C P ）（ M o n o d & S c h e r r e r， 1 9 6 5； M o r i t a n i 等 人 ， 1 9 8 1 ）。 若 將 此 概 念 運 用 在 游 泳 或 跑 步 時 ， 運 動 強 度 則. 6.
(15) 以 速 度 （ Ve l o c i t y ） 來 代 表 。 因 此 ， 將 C P 運 用 在 這 些 運 動 項 目 時，稱 為 臨 界 速 度（ C r i t i c a l Ve l o c i t y；C V ） （王 順 正，1 9 9 8 ） 。 本研究是以不同的固定游泳距離對其游泳時間的直線關係求 出迴歸直線，此直線的斜率則為臨界負荷，以公式表示如下 （ 李 長 生 ， 1 9 9 7 ）： D（ 距 離 ） ＝ AW C（ 無 氧 工 作 能 力 ） ＋ C V（ 臨 界 速 度 ） × T（ 時 間） 二、有氧運動能力 有 氧 運 動 能 力 是 長 時 間 持 續 運 動 的 重 要 指 標，這 類 型 態 的 運 動 主 要 能 量 是 藉 由 有 氧 系 統 的 途 徑 來 供 給。以 能 量 系 統 的 供 給 時 間 來 說，只 要 運 動 時 間 超 過 三 分 鐘，身 體 的 能 量 供 給 系 統 即 進 入 有 氧 能 量（ 林 正 常，1 9 8 7。黃 彬 彬，1 9 9 3。蘇 金 德，1 9 8 7 ） 。 龔 憶 琳（ 1 9 9 0 ）則 認 為 最 大 攝 氧 量 是 評 定 個 人 有 氧 作 業 能 量 最 佳 的 指 標。另 外，無 氧 閾 值 在 生 理 上 的 意 義 代 表 著 能 量 來 源 將 由 有 氧 路 徑 轉 為 無 氧 路 徑 的 一 個 轉 折 點 。 林 正 常（ 1996）也 確 認無氧閾值與最大攝氧量及運動能力之間有高度相關的事 實。因 此，本 研 究 所 指 的 有 氧 運 動 能 力，是 藉 由 從 泳 池 中 測 得 之 捷 泳 成 績 所 推 算 的 CV， 以 及 心 跳 率 、 換 氣 量 、 耗 氧 量 、 二 氧化碳產生量、血乳酸等來代表有氧運動能力。 三、不同游泳臨界速度 本 實 驗 所 訂 定 之 不 同 游 泳 臨 界 速 度 為，受 試 者 經 過 三 種 距 離 （ 50m、 100m、 200m） 的 最 大 努 力 捷 泳 測 驗 後 ， 經 由 公 式 求 出 每 位 受 試 者 的 C V， 此 C V 為 1 0 0 % 的 強 度 。 然 後 在 依 據 1 0 0 % 的 強 度 分 別 換 算 出 80%、 85%、 90%與 95%的 CV強 度 ， 這 些 強 度皆代表不同游泳的臨界速度。. 7.
(16) 第七節. 研究的重要性. 無氧閾值一直是評量有氧運動能力的一個指標，但必須 借助於昂貴的科學儀器測試及繁瑣的操作，甚至於侵體性的 測 量 過 程 造 成 諸 多 不 便 。 而 CV 是 近 年 來 運 動 科 學 研 究 者 用 來提升有氧運動能力的一種簡便且更經濟方法。但對此方法 仍 然 有 許 多 學 者 有 不 同 的 看 法，本 研 究 若 能 再 一 次 驗 證 以 C V 強度確實可做為有氧運動能力的指標，那基層教練將可以運 用更簡便的方式，來訂定適宜的運動強度。. 8.
(17) 第貳章 文獻探討 第一節 有關臨界負荷測驗方法的沿革與計算方式 M o n o d 與 S c h e r r e r 於 1 9 6 5 年 提 出 肌 肉 臨 界 負 荷 的 概 念， 他們測量受試者肌肉動態與靜態的肌力，和肌肉所能持續活 動的最大時間關係。發現肌肉在固定負荷下進行最大能力運 動時，肌肉所做的功與最大持續運動時間成直線正比關係。 因 此 ， Monod 與 Scherrer 提 出 臨 界 負 荷 （ CP） 與 臨 界 力 量 （ C F ）， 若 將 此 概 念 運 用 在 以 時 間 、 距 離 為 主 的 項 目 中 ， 如 游泳、跑步等其單位是以速度來顯示，所以亦可稱為臨界速 度 （ C V ）。 因 此 ， C V 的 定 義 即 是 肌 肉 再 動 態 與 靜 態 收 縮 時 ， 能夠持續長時間運動而不覺得疲勞的最大固定負荷；這是設 定 有 氧 運 動 能 力 的 一 個 強 度 指 標 （ 王 順 正 與 林 正 常 ， 1994。 李 長 生 ， 1 9 9 7 ）。 自 從 1965 年 Monod 與 Scherrer 開 始 至 今 ， 對 於 CV 的 計算方式，大致有下列五種模式： 一 、 速 度 —時 間 的 非 線 性 關 係 模 式 （ V—T） 此 模 式 是 有 關 CV 計 算 模 式 中 ， 由 Monod 與 Scherrer 於 1965 年 最 早 提 出 的，他 是 藉 由 不 同 負 荷 強 度 的 最 大 反 覆 持 續 運動時間與肌肉所做的功之關係。而肌肉的無氧工作能力 （ A n a e r o b i c Wo r k C a p a c i t y ， 簡 稱 AW C ） 為 截 距 ， 肌 肉 能 夠 持 續 極 長 運 動 時 間 的 最 大 負 荷 為 斜 率 （ 如 圖 2 - 1 ）。 其 計 算 模 式如下： 最大持續運動時間＝. 無氧工作能力(AWC) 運動能力－CP. 9.
(18) 最 大 持 續 運 動 時 間. CP. 運 動 強 度 負 荷. 圖2-1：速度—時間的非線性關係模式(Monod et al;1965). 二 、 距 離 —時 間 的 線 性 關 係 模 式 （ D—T） 是 由 Moritani 等 人 於 1981 年 提 出 ， 是 透 過 腳 踏 車 測 功 器的實驗，推算出最大做功（運動強度負荷乘以最大持續運 動 時 間 ） 與 最 大 持 續 運 動 時 間 的 線 性 正 比 關 係 （ 如 圖 2 - 2 ）。 主 要 的 優 點 是 以 距 離 為 測 量 單 位 的 運 動 項 目（ 如 跑 步 、 游 泳 、 划 船 等 ）， 而 且 選 手 的 資 料 取 得 容 易 ， 透 過 此 數 學 模 式 為 距 離 與運動時間成績的正比關係模式來評量，其計算模式如下：. 最 大 功 =運 動 強 度 負 荷 ×最 大 持 續 運 動 時 間 （ 運 動 成 績 ） 或 距 離 （ D ） = 無 氧 工 作 能 力 （ AW C ） ＋ 臨 界 負 荷 （ C V ） × 最 大 持 續 運 動 時 間 （ T）. 10.
(19) 距 離. 斜 率 ＝ CV. AW C. 最 大 持 續 運 動 時 間 (運 動 成 績 ). 圖 2-2：距離—時間的線性關係模式(Moritani et al;1981). 三 、 速 度 —時 間 的 倒 數 線 性 關 係 模 式 （ V—1/T） 是 由 Hughson 等 人 於 1984 年 所 提 出 ， 並 將 此 概 念 應 用 在跑步運動上，主要的模式是運動強度負荷與最大持續運動 時 間 倒 數 的 線 性 正 比 關 係 （ 如 圖 2 - 3 ）。 此 模 式 比 較 簡 單 且 容 易實施，其計算模式如下： 無氧工作能力(AWC). 運動負荷(P)＝臨界負荷(CV)＋. 最大持續運動時間. 運 動 負 荷 強 度. CV. 最 大 運 動 持 續 時 間 (運 動 成 績 ). 圖2-3：速度—時間的倒數線性關係模式(Hughson et al;1984). 11.
(20) 四 、 漸 增 強 度 （ ramp） 運 動 測 驗 模 式 是 由 Morton 於 1944 年 所 提 出 ， 是 利 用 漸 增 運 動 測 驗 的 無氧工作能力、臨界負荷與最大運動時間的平衡方程式來計 算 （ 如 圖 2 - 4 ）， 而 這 種 方 法 可 以 獲 得 有 效 的 C P 負 荷 值 ， 其 測 量 值 和 傳 統 的 測 量 方 法 也 極 為 接 近 （ 王 順 正 等 人 ， 1995； M o r t o n ， 1 9 9 7 ； 王 順 正 ， 1 9 9 8 ）。 並 且 可 以 避 免 傳 統 測 驗 中 ， 有 關 C P 測 量 值 偏 高 和 AW C 偏 低 的 現 象 。 其 計 算 模 式 如 下 ：. 臨界負荷(CP) 漸增強度運動時間＝. 2 ×無氧工作能力 ＋. 強度增加率. 強度增加率. AW C 1 運 動 負 荷. AW C 2. AW C 3 CP. AW C 1 = AW C 2 = AW C 3. 運 動 時 間. 圖 2-4：漸增強度(ramp)運動測驗模式(Morton;1994). 五 、 三 參 數 非 線 性 關 係 模 式 （ 3P） 是 由 H o p k i n s 等 人 於 1 9 8 9 年 所 發 展 出 來 的，它 是 以 最 大 持 續 運 動 時 間 、 運 動 負 荷 、 最 大 瞬 間 運 動 負 荷 （ maximal instantaneous power， 簡 稱 Pmax） 此 三 個 參 數 的 非 線 性 CP 計 算 模 式 ， 所 計 算 出 來 的 CP 值 也 與 漸 增 強 度 運 動 測 驗 模 式. 12.
(21) 一 樣 ， 可 避 免 傳 統 CP 測 量 值 偏 高 的 現 象 ， 且 能 提 供 一 個 最 大 運 動 負 荷 的 值 （ 吳 忠 芳 ， 1 9 9 8 ； 王 順 正 ， 1 9 9 8 ）， 其 計 算 模 式如下： 無氧工作能力(AWC) 最大持續運動時間＝ 臨界負荷(CP)－最大瞬間運動負荷( Pmax ). 運 動 負 荷. Pmax. CP 最 大 持 續 運 動 時 間 (運 動 成 績 ). 圖 2-5：三參數非線性關係模式(Hopkins et al;1989). 以上五種計算模式是目前研究臨界速度的主要方向，在 1995 年 王 順 正 等 人 ， 利 用 效 度 概 化 的 理 論 ， 分 析 16 篇 有 關 臨 界 負 荷 效 度 的 研 究 資 料 （ 測 驗 方 式 為 踏 車 10 篇 、 游 泳 5 篇 與 跑 步 1 篇 ）， 發 現 C P 評 估 AT 的 效 度 達 到 概 化 ， C P 評 估 AT 的 真 正 效 度 為 0 . 9 0 5 ， 以 踏 車 與 游 泳 為 測 驗 方 式 的 C P 效 度 亦 達 概 化 ， 其 真 正 效 度 分 別 為 0 . 8 9 5 與 0 . 9 2 1。 另 外 ， 吳 忠 芳 等 人 （ 1998） 將 四 種 臨 界 速 度 的 推 算 模 式 相 互 比 較 ， 即 速 度 — 時 間 非 線 性 關 係 模 式（ V — T ）， 速 度 — 時 間 的 倒 數 線 性 關 係 模 式 （ V — 1 / T ）、 距 離 — 時 間 的 線 性 關 係 模 式 （ D — T ） 和 三. 13.
(22) 參 數 非 線 性 關 係 模 式 （ 3 P ）， 結 果 顯 示 ， 各 數 學 模 式 C V 中 ， V—T 非 線 性 模 式 、 V—1/T 線 性 模 式 、 D—T 線 性 模 式 分 別 高 於 3P 非 線 性 模 式 3.7%、 6.0%和 11.2%， 發 現 兩 線 性 數 學 模 式 之 CV 有 偏 高 現 象 ， 而 非 線 性 數 學 模 式 之 CV 可 減 少 偏 高 的 現 象 。 不 同 CV 的 計 算 方 式 之 中 ， D—T 線 性 模 式 是 最 為 簡 便 的 ， 3P 非 線 性 模 式 的 CV 值 是 最 低 的 ， 這 兩 種 的 推 算 模 式 相 關 高 達 r=0.97。 可 見 臨 界 負 荷 是 可 以 運 用 在 運 動 訓 練 上 ， 而 這 五 種 數 學 模 式 都 是 有 效 的 CP 計 算 模 式 。 運 用 CP 測 量 運 動 負 荷 ， 其 測 驗 項 目 該 用 幾 項 ， 1990 年 Housh 等 人 進 行 四 個 固 定 負 荷 的 最 大 持 續 運 動 時 間 測 驗 ， 發 現 以 二 個 固 定 負 荷 所 測 得 的 CP 與 四 個 固 定 負 荷 所 測 得 的 CP 強 度 值 是 相 同 的 。 Clingeleffer 等 人 （ 1994a） 以 划 船 項 目 進 行測驗，也發現以二次最大持續運動時間，也可以獲得準確 的 C V 測 量 結 果 。 H i l l（ 1 9 9 3 ） 指 出 以 四 至 五 個 固 定 負 荷 來 評 量 C P 是 理 想 的 測 驗 次 數 。 Wa k a y o s h i 等 人 （ 1 9 9 3 ） 以 八 名 游 泳 選 手 為 受 試 者 ， 進 行 CV 與 該 速 度 乳 酸 堆 積 之 間 的 關 係 研 究 ， 受 試 者 須 接 受 400m 最 大 努 力 游 泳 及 85%400m 最 大 努 力 游 泳 測 驗 ， 求 出 V O 2 m a x 及 乳 酸 閾 值 泳 速 （ V- O B L A ）， 再 以 2 0 0 m 及 4 0 0 m 最 大 努 力 測 驗 求 出 C V，並 認 為 C V 可 由 二 次 不 同距離最大努力游泳求出，且臨界速度可反應出最大乳酸穩 定 堆 積 的 運 動 強 度 。 李 長 生 （ 1997） 針 對 游 泳 項 目 ， 探 討 不 同 游 泳 距 離 進 行 組 合 來 計 算 出 CV 負 荷 的 差 異 ， 發 現 可 以 測 量 選 手 的 5 0 m、 1 0 0 m、 2 0 0 m 的 捷 泳 成 績 成 為 有 效 的 C V 值 。 林 正 常 （ 2002） 也 提 到 對 於 CV 的 計 算 可 以 測 量 跑 者 400m、 800m、 1500m 的 三 個 成 績 來 求 出 CV 值 。 因 此 ， 對 於 CV 負 荷值的測量可以利用三個項目測驗所得的運動成績來求出。. 14.
(23) 而本研究主要是想提供基層運動教練們能夠運用一種簡單的 模式，不需要複雜的科學儀器或侵入性的測試，就能夠設定 最有效的有氧訓練強度，讓選手進行訓練。. 第二節 臨界負荷在不同運動項目之研究 C l i n g e l e f f e r 等 人 （ 1 9 9 4 a、 1 9 9 4 b ） 測 量 八 名 優 秀 的 男 性 划 船 選 手 ， 進 行 60 秒 、 240 秒 、 600 秒 與 1200 秒 的 划 船 最 大 持 續 運 動 表 現，結 果 發 現，只 要 利 用 90 秒 與 240 秒 二 次 的 最 大 持 續 運 動 負 荷 表 現 ， 即 可 獲 得 有 效 的 CP 負 荷 值 。 Jenkins 和 Quigley（ 1990） 以 八 位 高 度 訓 練 的 自 由 車 選 手 做 四 個 固 定 負 荷 強 度 （ 360W、 425W、 480W 和 520W） 的 踏車運動，由四個總作工量和到運動衰竭的時間來計算每位 受 試 者 的 CP。 並 要 求 受 試 者 以 CP 的 強 度 運 動 30 分 鐘 ， 藉 以 判 定 CP 的 運 動 強 度 是 否 可 以 維 持 一 段 很 長 時 間 而 不 會 產 生疲勞，並且與最大乳酸穩定狀態時的運動強度相比較。結 果 發 現 ， 八 位 自 由 車 選 手 中 有 六 位 無 法 以 他 們 的 CP 強 度 維 持 30 分 鐘 ， 其 平 均 負 荷 低 於 預 估 知 CP 有 6.4%， 而 且 發 現 C P 有 高 估 最 大 乳 酸 穩 定 狀 態。作 者 認 為 在 持 續 長 時 間 運 動 時 的血乳酸會比在漸增運動測驗而相同功率時的血乳酸還要 高 。 另 外 ， 作 者 也 確 認 CP 可 作 為 評 量 持 續 長 時 間 運 動 強 度 簡單而又方便的方法。 Pepper等 人 （ 1992） 分 別 測 量 10名 男 性 受 試 者 在 跑 步 機 的 臨 界 速 度 之 後 ， 進 一 步 以 臨 界 速 度 的 70%、 85%、 100%、 1 1 5 % 與 1 3 0 % 的 速 度 運 動 到 衰 竭，來 探 討 預 測 與 實 測 最 大 持 續 運 動 時 間 的 差 異 。 結 果 發 現 ， CP的 100%到 130%跑 步 速 度 的 預 測 時 間 和 實 際 衰 竭 時 間 之 間 有 顯 著 不 同 ， 高 於 CP之 跑 步 速. 15.
(24) 度 的 TL值 和 預 測 值 之 間 的 相 關 範 圍 從 r=0.957~0.980， 在 85% 臨 界 速 度 時 則 有 8名 完 成 60分 鐘 之 跑 步 ， 在 100%臨 界 速 度 時 ， 平 均 運 動 時 間 則 只 有 16.43±6.08分 鐘 。 作 者 認 為 此 研 究 結 果 並 未 支 持 CP測 驗 能 預 測 跑 步 機 跑 步 之 實 際 衰 竭 時 間 ， 並 且 顯 示，其 臨 界 速 度 約 高 估 可 以 維 持 6 0 分 鐘 的 跑 步 速 度 1 5 %。 王 順 正 與 林 正 常（ 1 9 9 4 ）以 2 9 名 男 女 生 進 行 實 地 測 量 跑 步成績來計算臨界速度，以及在原地跑步機上測量換氣閾值 速度，比較兩種速度之間的相關。結果發現實地測量所得到 之臨界速度顯著大於換氣閾值速度，但實測成績的臨界速度 與 換 氣 閾 值 速 度 的 相 關 為 r = 0 . 8 7（ P < 0 . 0 5 ）， 作 者 認 為 臨 界 速 度可用來預測無氧閾值。 Housh 等 人 （ 1991b） 利 用 跑 步 機 分 別 測 量 10 名 男 性 受 試 者 臨 界 速 度 與 VO2max， 結 果 發 現 臨 界 速 度 （ 14.0±0.4km/hr） 與 VO2max（ 14.4±0.4km/hr） 沒 有 顯 著 差 異 存 在 ， 但 是 相 關 高 達 r = 0 . 8 6（ p < 0 . 0 5 ）。 此 外 ， 臨 界 速 度 與 H R（ r = 0 . 8 9 ）、 V O 2（ r = 0 . 9 3 ） 與 L A（ r = 0 . 6 8 ） 的 相 關 亦 皆 達 到 顯 著 水 準 ， Housh 等 人 同 時 發 現 臨 界 速 度 有 高 估 最 大 持 運 動 時 間 負 荷 的 現 象 （ 3 0 分 鐘 為 1 %、 6 0 分 鐘 為 3 0 % ）， 因 此 提 出臨界速度無法有效評估能夠持續相當長運動時間的最大跑 步速度。 劉 昶 宗（ 2002）針 對 20位 國 內 優 秀 的 男 性 長 跑 選 手 ， 探 討 長 跑 選 手 的 臨 界 速 度 （ CV） 對 1500公 尺 、 5000公 尺 、 10000公 尺 及 馬 拉 松 成 績 的 相 關 與 預 測 能 力 。 採 用 距 離 （ D） ＝ 臨 界 速 度 （ CV） ×時 間 （ T） 的 直 線 模 式 計 算 出 CV， 結 果 顯 示 ， 臨 界 速 度 與 1500公 尺 、 5000公 尺 、 10000公 尺 及 馬 拉 松 成 績 負 相 關 分 別 為 r=-0.39、 -0.83、 -0.99及 -0.79， 除 1500公 尺 外 ， 其 他 各. 16.
(25) 項 的 成 績 都 與 馬 拉 松 成 績 相 關 達 顯 著 水 準 （ P ﹤ 0 . 0 5 ）。 以 迴 歸 模 式 預 測 不 同 距 離 成 績 時 發 現 ， 以 CV預 測 1500公 尺 只 有 16% 解 釋 量 ， 顯 示 本 研 究 之 臨 界 速 度 不 可 有 效 預 測 1500公 尺 的 成 績 ， 但 是 對 10000公 尺 的 成 績 則 是 有 很 高 的 預 測 力 高 達 89%。 另 外 和 馬 拉 松 成 績 的 負 相 關 為 r = - 0 . 8 9 （ P ＜ 0 . 0 5 ）， 達 顯 著 水 準 ， 解 釋 變 異 數 79%， 表 示 CV對 馬 拉 松 跑 步 成 績 具 有 預 測 能 力 。 作 者 認 為 CV可 做 為 訓 練 時 的 參 考 ， 而 這 研 究 也 是 少 數 以 選手實際比賽紀錄或最佳成績作為研究數據的來源。 黃 崑 明 （ 2001） 以 24名 大 專 男 生 為 對 象 ， 進 行 臨 界 力 量 （ CF） 與 舉 重 最 大 能 力 的 推 估 和 肌 耐 力 的 關 係 。 每 位 受 試 者 均 接 受 仰 臥 推 舉 、 屈 膝 深 蹲 的 最 大 肌 力 （ 1RM） 測 驗 和 70%、 8 0 %、 9 0 % R M 固 定 負 荷 的 每 分 鐘 最 大 反 覆 次 數 測 驗 ， 再 求 取 C F 值 。 結 果 發 現 ， CF推 估 仰 握 推 舉 最 大 預 測 值 與 實 際 最 大 肌 力 兩 者 間 相 關 達 r = 0 . 9 9 （ p ＜ . 0 5 ）， 經 考 驗 結 果 t = 0 . 9 0 0 （ p ＞ . 0 5 ） 不具差異顯著水準，在推估最大預測值估計標準誤則為 0.791， 證 實 了 預 測 方 程 式 確 實 有 其 準 確 性 。 而 在 屈 膝 深 蹲 方 面 C F 推 估 最 大 預 測 值 與 實 際 最 大 肌 力 兩 者 間 相 關 達 r = 0 . 9 8 7（ p ＜ . 0 5 ）， 考 驗 結 果 t = 0 . 4 5 （ p ＞ . 0 5 ） 差 異 未 達 顯 著 水 準 ， 最 大 預 測 值 估 計 標 準 誤 為 1.099。 因 此 ， 作 者 認 為 仰 握 推 舉 和 屈 膝 深 蹲 的 CF對 推 估 預 測 最 大 表 現 重 量 有 很 高 的 相 關 存 在 ， 但 未 達 顯 著 差 異 水 準 ； 並 且 CF推 估 最 大 預 測 值 之 平 均 值 皆 比 實 際 最 大 肌 力 之 平 均 值 略 高，有 高 估 可 持 續 長 時 間 運 動 的 現 象。另 外 ， 屈 膝 深 蹲 的 CF可 作 為 肌 耐 力 （ 跳 躍 耐 力 ） 的 有 效 指 標 。 王 順 正（ 1998）以 國 內 20位 長 跑 選 手 為 對 象 ， 進 行 實 驗 室 與 田 徑 場 上 的 CV測 驗 ， 結 果 兩 者 的 CV值 相 關 達 到 r=0.84， 顯 示 在 田 徑 場 上 所 做 的 測 驗 確 實 可 以 作 為 CV有 效 的 評 量 方 式 。. 17.
(26) 第三節 臨界負荷在游泳項目之研究 Wa k a y o s h i 等 人（ 1 9 9 2 a ）將 C V 的 概 念 應 用 在 游 泳 項 目 ， 以 原 位 游 泳 水 槽 （ swimming flume） 測 量 9 名 大 學 男 性 的 游 泳 選 手 的 最 大 攝 氧 量 （ V O 2 m a x ）、 換 氣 閾 值 （ Ve n t i l a t o r y T h r e s h o l d， 簡 稱 V T ） ，以 及 OBLA 在 4mM/L 出 現 時 的 的 VO2 與 CV 的 關 係 。 研 究 結 果 顯 示 ， CV 與 VO2max 的 相 關 只 有 r=0.318， CV 與 VT 的 相 關 為 r=0.818， CV 與 OBLA 的 相 關 為 r = 0 . 9 4 9， C V 與 4 0 0 公 尺 游 泳 平 均 速 度 的 相 關 為 r = 0 . 8 6 4 。 此研究發現臨界速度對競技游泳選手而言，是非常有效的耐 力表現指標。 S t e w a r d 等 人（ 1 9 9 4 ）將 C V 的 概 念 應 用 在 非 優 秀 選 手 上， 他 們 以 86 名 非 優 秀 游 泳 選 手 ， 年 齡 在 8-18 歲 為 對 象 的 受 試 者，每位選手依年齡及經驗分成兩組，進行四種不同游泳距 離 （ 一 組 距 離 為 22.9m、 45.7m、 91.4m、 182.9m， 另 一 組 距 離 為 91.4m、 182.9m、 457.2m、 2286m） 的 最 大 努 力 測 驗 ， 依 其 成 績 求 出 C V 及 無 氧 游 泳 能 力 （ A S C ）； 結 果 顯 示 ， C V 與 長 距 離 游 泳 平 均 速 度 相 關 均 達 r=0.86 以 上 。 Steward 認 為 CV 的 概 念 提 供 了 教 練 對 於 訓 練 時 有 氧 能 力 與 無 氧 能 力 的 簡 單預估指標，並且可應用於年齡較小的選手。 Wa k a y o s h i 和 Yo s h i d a 等 人 （ 1 9 9 2 b ） 測 量 八 位 經 過 高 度 訓練的游泳選手，分別在原位游泳水槽中以四個預定的游泳 速度，一直游到選手產生疲勞的時間和在游泳池中測驗四個 不 同 距 離 的 時 間 ， 求 出 臨 界 速 度 （ C S ）。 藉 以 判 斷 C V 的 概 念 是 否 能 由 原 位 游 泳 水 槽 中 （ CS-flume） 或 經 由 一 般 標 準 游 泳 池 （ C S - P o o l ） 中 所 判 定 的 游 泳 臨 界 速 度 （ C S ）， 加 以 應 用 在 游 泳 競 賽 上 ， 並 探 討 CS 是 否 可 以 當 作 評 量 游 泳 選 手 的 耐 力. 18.
(27) 表 現。結 果 發 現，CS 可 以 透 過 游 泳 距 離 和 游 泳 時 間 之 間 的 關 係來判定，也可以在游泳水槽及一般游泳池中求得，並且可 以作為評量游泳選手耐力表現的指標。 Wa k a y o s h i 和 Yo s h i d a 等 人（ 1 9 9 3 ）測 量 8 位 游 泳 選 手 盡 最 大 努 力 游 兩 種 距 離 的 自 由 泳 （ 200 和 400 公 尺 ） 的 游 泳 時 間 ， 求 出 臨 界 速 度 （ V c r i t ）。 藉 以 判 定 臨 界 游 泳 速 度 （ C S ） 是否可以用在游泳競賽上，以及和最大乳酸穩定狀態時的運 動 強 度 是 否 一 致 。 結 果 發 現 Vcrit 和 4mmol 乳 酸 濃 度 時 的 游 泳 速 度 （ r=0.914） 和 400 公 尺 自 由 泳 的 平 均 速 度 （ r=0.977） 有 顯 著 相 關（ p < 0 . 0 1 ）。 受 試 者 以 自 由 泳 從 事 三 種 固 定 負 荷 的 速 度 （ 98%、 100%、 102%的 CP） 進 行 1600 公 尺 （ 4×400 公 尺 ）。 結 果 顯 示 ， V c r i t 可 經 由 從 事 兩 個 盡 最 大 努 力 之 游 泳 表 現的時間計算出來，並且它可能和最大乳酸穩定狀態時的運 動強度一致。 戴 堯 種（ 1 9 9 5 ）以 2 0 名 女 子 游 泳 選 手 ， 測 量 在 游 泳 池 中 盡 最 大 努 力 游 完 5 0、 1 0 0、 2 0 0 和 4 0 0 公 尺 的 捷 泳 成 績 ， 並 以 距離與時間（成績）的直線正比關係之計算模式，計算出臨 界 速 度 （ C V ） 與 無 氧 游 泳 能 力 （ A S C ）， 並 由 漸 增 游 泳 速 度 測 驗 中 求 出 心 跳 閾 值 （ H e a r t R a t e T h r e s h o l d ， 簡 稱 H RT ） 速 度，比較臨界速度、心跳閾值速度兩者間之差異，和對於捷 泳 成 績 的 預 測 能 力 。 受 試 者 的 臨 界 速 度 平 均 值 為 1.17± 0 . 1 m / s e c， 心 跳 閾 值 速 度 平 均 為 1 . 2 2 ± 0 . 0 9 m / s e c， 兩 者 與 5 0 、 100、 200 和 400 公 尺 捷 泳 成 績 負 相 關 依 序 分 別 為 -0.85、 - 0 . 8 6、 - 0 . 9 4、 - 0 . 9 9（ C V ） ； - 0 . 8 5、 - 0 . 9 0、 - 0 . 8 6、 - 0 . 8 3（ H R T ）， 兩 者 與 所 有 捷 泳 成 績 成 績 相 關 皆 達 顯 著 水 準（ p < 0 . 0 1 ）。 由 逐 步多元回歸分析發現，臨界速度可預測不同距離的捷泳成. 19.
(28) 績，且距離愈長預測力愈高。由此研究結果發現，心跳閾值 速度與臨界速度兩種簡便的測驗方式，皆可預測有氧能力。 李 長 生 （ 1997） 以 21 名 大 專 游 泳 選 手 ， 接 受 25、 50、 100、 200、 400 和 800 公 尺 的 最 大 努 力 捷 泳 測 驗 ， 利 用 距 離 與 時 間（ 成 績 ）的 直 線 正 比 關 係 的 計 算 模 式 ， 各 求 出 2 5、 5 0 、 100 公 尺 的 臨 界 速 度 （ CV） 與 200、 400、 800 公 尺 的 CV 及 其 個 別 的 無 氧 游 泳 能 力 （ A S C ）， 來 探 討 不 同 距 離 組 合 的 臨 界 速度與捷泳成績之相關，並以漸增速度的方式進行心跳閾值 （ Heart Rate Threshold） 測 驗 。 結 果 發 現 ， 在 三 個 不 同 距 離 捷 泳 成 績 的 組 合 （ CV251： 25、 50、 100 公 尺 ； CV512： 50、 100、 200 公 尺 ； CV248： 200、 400、 800 公 尺 ） 和 所 有 距 離 組 合 （ C V 2 5 - 8 0 0 ）， 依 距 離 — 時 間 的 線 性 模 式 計 算 出 臨 界 速 度 ， 顯 示 出 臨 界 速 度 與 所 有 距 離 （ 25-80 公 尺 ） 捷 泳 成 績 的 相 關 皆 達 到 統 計 上 的 顯 著 水 準 （ p < 0 . 0 1 ）。 另 外 ， 由 最 短 距 離 捷 泳 成 績 所 導 出 之 臨 界 速 度 （ CV251） 較 其 他 不 同 組 合 之 臨 界 速 度 可 預 測 短 距 離 捷 泳 成 績 （ 25、 50、 100 公 尺 ） 相 關 較 高 ， 其 解 釋 量 都 在 71%以 上 ， 而 預 測 100 公 尺 的 變 異 解 釋 力 更 高 達 98%； 亦 可 預 測 長 距 離 捷 泳 成 績 ， 但 預 測 能 力 不 如 長 距 離 組 合 之 臨 界 速 度 來 得 高 ， 其 解 釋 變 異 量 為 81%、 78%和 8 1 %。 相 對 的 以 較 長 距 離 成 績 組 合 （ C V 5 1 2、 C V 2 4 8 ） 及 所 有 距 離 成 績 組 合 （ CV25-800） 所 導 出 之 臨 界 速 度 與 短 距 離 捷 泳 成 績 的 相 關 較 低 ， 但 與 長 距 離 捷 泳 成 績 的 相 關 極 高 （ r=-0.97 以 上 ， p < 0 . 0 1 ）， 以 此 來 預 測 長 距 離 捷 泳 成 績 的 變 異 解 釋 量 達 9 3 % 以 上 ， 對 8 0 0 公 尺 的 預 測 能 力 更 高 達 9 8 %， 尤 其 是 由 5 0、 100、 200 公 尺 捷 泳 成 績 組 合 所 求 得 的 臨 界 速 度 （ CV512） 與 長 距 離 捷 泳 成 績 有 極 高 的 負 相 關 （ r 依 序 為 -0.98、 -0.98、. 20.
(29) - 0 . 9 7 ）。 在 心 跳 閾 值 速 度 與 各 捷 泳 （ 2 5 - 8 0 0 公 尺 ） 成 績 的 負 相 關 依 序 為 - 0 . 7 8、 - 0 . 6 7、 - 0 . 8 9、 - 0 . 9 5、 - 0 . 9 6 及 - 0 . 9 6， 顯 示 心 跳 閾 值 速 度 可 以 預 測 長 距 離 捷 泳 運 動 表 現 ， 尤 其 是 400 公 尺 （ 9 2 % ） 和 8 0 0 公 尺 （ 9 2 % ）。 研 究 結 果 顯 示 ， 在 實 際 應 用 上 只 需 測 量 5 0、 1 0 0、 2 0 0 公 尺 的 捷 泳 成 績 ， 求 出 臨 界 速 度 ， 即 可 作 為 長 距 離 捷 泳 成 績 的 預 測，而 不 必 實 際 測 量 4 0 0 和 8 0 0 公尺的捷泳成績。 Biggerstaff 等 人 （ 1992） 以 九 位 游 泳 選 手 接 受 了 91.4 m （ 1 0 0 碼 ）、 1 8 2 . 9 m （ 2 0 0 碼 ） 和 3 6 5 . 8 m （ 4 0 0 碼 ） 的 游 泳 測驗，利用速度和時間的非線性關係模式計算出臨界速度， 並在測驗完二分鐘後採血進行血乳酸分析，與無氧能力的相 關 係 數 高 達 r = 0 . 8 7 6 , p = . 0 0 2。 另 外 ， 在 預 測 9 1 4 . 4 m（ 1 0 0 0 碼 ） 也 有 很 高 的 相 關 （ r = 0 . 9 6 3 , p ＜ . 0 0 1 ）。 因 此 ， 作 者 認 為 三 個 短 距 離 的 全 力 游 泳 就 能 求 出 臨 界 速 度 （ S ’ ）。 Martin 等 人 （ 2000） 以 八 位 （ 5 男 、 3 女 ） 優 秀 鐵 人 三 項選手為對象，測量鐵人三項選手在游泳項目臨界速度與血 乳 酸 閾 值 是 否 一 致 。 每 位 受 試 者 均 接 受 最 大 努 力 100、 200、 4 0 0、 8 0 0 和 1 5 0 0 公 尺 捷 泳 測 驗 ， 以 線 性 回 歸 線 方 式 求 斜 率 ， 從 2-5 個 測 試 的 時 間 中 全 部 可 能 的 組 合 計 算 出 臨 界 速 度 。 另 外 ， 受 試 者 又 完 成 5×300 公 尺 的 漸 增 速 度 的 水 中 配 速 游 泳 （ 300 公 尺 的 平 均 速 度 是 從 1500 公 尺 的 每 100 公 尺 配 速 得 到） ， 3 0 0 公 尺 的 速 率 分 別 是 － 1 0 %、－ 5 %、0、 ＋ 5 % 和 ＋ 1 0 %， 完 成 每 個 300 公 尺 後 休 息 一 分 鐘 採 血 進 行 分 析 。 結 果 發 現 ， 所 有 的 受 試 者 的 第 一 個 V c r i t （ 游 泳 臨 界 速 度 ）（ p < 0 . 0 5 ） 比 V- LT （ 速 度 乳 酸 閾 值 ）（ 分 別 為 1 . 2 3 ± 0 . 1 1 m • s - 1 a n d 1 . 1 5 ± 0 . 1 0 m•s - 1 ）有 顯 著。同 時 血 乳 酸 的 集 中 是 顯 著 較 高（ p < 0 . 0 5 ） ，. 21.
(30) 在 V c r i t （ 3 . 0 ± 1 . 0 m M ） 在 LT （ 1 . 9 ± 0 . 4 m M ）。 作 者 認 為 從 這 研 究 證 實，Vcrit 能 從 任 何 二 個 測 驗 時 間 的 組 合 來 計 算，然 而 在 三 項 運 動 中 V c r i t 是 不 代 表 V- LT，從 V c r i t 測 驗 中 得 知 V- LT 它是未必是被無限支持的。 吳 忠 芳 等 人 （ 1998） 以 18 名 優 秀 青 少 年 游 泳 選 手 為 對 象 ， 每 位 受 試 者 皆 接 受 25m、 50m、 100m、 200m 和 400m 捷 泳測驗，將所得之成績帶入以下四種臨界速度的計算模式： 1 . 速 度 — 時 間 非 線 性 關 係 模 式 （ V — T ）、 2 . 速 度 — 時 間 的 倒 數 線 性 關 係 模 式 （ V — 1 / T ）、 3 . 距 離 — 時 間 的 線 性 關 係 模 式 （ D — T ） 和 4 . 三 參 數 非 線 性 關 係 模 式 （ 3 P ）， 將 所 得 之 C V 的差異及其運動表現的相關做一探討。結果顯示，各數學模 式 CV 中 ， V—T 非 線 性 模 式 、 V—1/T 線 性 模 式 、 D—T 線 性 模 式 三 者 分 別 高 於 3P 非 線 性 模 式 3.7%、 6.0%和 11.2%， 發 現 兩 線 性 數 學 模 式 之 CV 有 偏 高 現 象 ， 而 非 線 性 數 學 模 式 之 C V 可 減 少 偏 高 的 現 象。不 同 C V 的 數 學 模 式 與 運 動 表 現 的 相 關 ， 隨 著 運 動 距 離 增 加 而 增 加 （ r = 0 . 9 0 ~ 0 . 9 9 ）， 表 示 皆 能 代 表 游 泳 選 手 的 有 氧 運 動 能 力。在 不 同 C V 的 計 算 方 式 中，D — T 線 性 模 式 是 最 為 簡 便 的 ， 3P 非 線 性 模 式 的 CV 值 是 最 低 的 ， 但 兩 者 的 相 關 高 達 r=0.97。 所 以 作 者 建 議 ， 為 增 加 CV 的 實 用 性 可 利 用 回 歸 方 程 式 ： 3P 模 式 CV=0.8905×D-T 模 式 CV+0.2146。 縱 觀 以 上 各 位 學 者 對 於 游 泳 運 動 臨 界 速 度 的 研 究，在 C P 系 列 研 究 中 是 最 晚 才 開 始 的，是 在 1 9 9 2 年 才 被 運 用 在 游 泳 運 動 項 目 中，但 卻 是 在 臨 界 負 荷 研 究 中 發 展 最 快 速 的 研 究 方 向。. 22.
(31) 第四節 有關臨界負荷各項生理反應的研究 Wa k a y o s h i 等 人 （ 1 9 9 2 a ） 以 原 位 游 泳 水 槽 （ s w i m m i n g f l u m e ） 測 量 9 名 大 學 男 性 的 游 泳 選 手 ， 其 V O 2 m a x 、 AT 與 4mM/L OBLA 出 現 時 的 VO2 與 游 泳 臨 界 速 度 的 關 係 。 研 究 結 果 顯 示，C V（ 1 . 1 6 6 ± 0 . 0 5 2 m / s ）與 V O 2 m a x 的 相 關 只 有 r = 0 . 3 1 8 （ p < 0 . 0 5 ）， C V 與 AT 的 相 關 為 r = 0 . 8 1 8（ p < 0 . 0 1 ）， 臨 界 速 度 與 O B L A 的 相 關 為 r = 0 . 9 4 9 （ p < 0 . 0 1 ）， 臨 界 速 度 與 4 0 0 公 尺 游 泳 平 均 速 度 的 相 關 r = 0 . 8 6 4 （ p < 0 . 0 1 ）。 受 試 者 在 臨 界 速 度 負 荷 下 游 泳 4 分 鐘 後 搭 LA 濃 度 為 4.23±0.67mM/L， 顯 示 出 臨界速度對於競技游泳選手而言，是非常有效的耐力表現指 標 。 但 若 以 CV 負 荷 運 動 時 ， LA 濃 度 高 於 4mM/L 的 現 象 來 說 ， CV 強 度 可 能 無 法 持 續 長 時 間 的 運 動 。 戴 堯 種（ 1 9 9 5 ）測 量 2 0 名 女 子 游 泳 選 手 ， 以 捷 泳 盡 最 大 努 力 分 別 游 完 5 0、 1 0 0、 2 0 0、 與 4 0 0 公 尺 ， 所 得 到 之 成 績 利 用游泳距離與游泳成績成直線正比關係的數學模式，計算出 游泳選手的臨界速度負荷值，結果顯示臨界速度 （ 1 . 1 7 ± 0 . 1 0 m / s e c ） 與 心 跳 閾 值 （ H RT ， 1 . 2 2 ± 0 . 0 9 m / s e c ） 的 相 關 r = 0 . 8 1（ p < 0 . 0 1 ）， 而 且 臨 界 速 度 與 心 跳 閾 值 速 度 沒 有 顯 著差異存在。 李 長 生 （ 1997） 以 21 名 大 專 游 泳 選 手 ， 接 受 25、 50、 100、 200、 400 和 800 公 尺 的 最 大 努 力 捷 泳 測 驗 ， 利 用 距 離 與 時 間（ D — T ）的 直 線 正 比 關 係 之 計 算 模 式 ， 各 求 出 2 5、 5 0 、 100 公 尺 的 臨 界 速 度 與 200、 400、 800 公 尺 的 臨 界 速 度 及 其 個 別 的 無 氧 游 泳 能 力 （ A S C ）， 來 探 討 不 同 距 離 組 合 的 臨 界 速 度與捷泳成績之相關，並以漸增速度的方式進行心跳閾值 （ Heart Rate Threshold） 測 驗 。 研 究 結 果 得 知 ， 心 跳 閾 值 速. 23.
(32) 度 對 200、 400、 800 公 尺 的 捷 泳 成 績 有 很 高 的 相 關 （ r=0.89~0.92） 和 預 測 有 氧 能 力 的 運 動 表 現 。 Wa k a y o s h i 等 人 （ 1 9 9 3 ） 以 8 名 游 泳 選 手 為 受 試 者 ， 進 行 臨 界 速 度（ CV）與 該 速 度 乳 酸 堆 積 的 關 係 ， 受 試 者 須 接 受 400 公 尺 最 大 努 力 及 85% 400 公 尺 最 大 努 力 游 泳 測 驗 ， 求 出 V O 2 m a x 及 乳 酸 閾 值 泳 速 （ V- O B L A ）， 再 以 2 0 0 及 4 0 0 公 尺 最 大 努 力 測 驗 求 出 C V， 最 後 以 9 8 % 臨 界 速 度 、 1 0 0 % 與 1 0 2 % 的 臨 界 速 度 ， 進 行 4×400 公 尺 四 階 段 乳 酸 變 化 研 究 。 結 果 發 現 ， 臨 界 速 度 與 V- O B L A 相 關 為 r = 0 . 9 1 、 臨 界 速 度 與 V- 4 0 0 相 關 達 到 r=0.97， 而 在 三 種 定 速 下 四 階 段 乳 酸 濃 度 的 變 化 情 形 ， 以 100%臨 界 速 度 最 為 穩 定 ， 98%臨 界 速 度 呈 下 降 的 趨 勢 ， 102%臨 界 速 度 則 呈 現 逐 漸 升 高 ， 作 者 認 為 臨 界 速 度 可 反 應出最大乳酸穩定堆積的運動強度。 Housh 等 人 （ 1991b） 利 用 跑 步 機 分 別 測 量 10 名 男 性 受 試 者 臨 界 速 度 與 VO2max， 結 果 發 現 臨 界 速 度（ 1 4 . 0 ± 0 . 4 k m / h r ） 與 VO2max（ 1 4 . 4 ± 0 . 4 k m / h r ） 沒 有 顯 著 差 異 存 在 ， 但 是 相 關 高 達 r = 0 . 8 6 （ p < 0 . 0 5 ）。 此 外 ， 臨 界 速 度 與 H R （ r = 0 . 8 9 ）、 VO2 （ r = 0 . 9 3 ） 與 L A（ r = 0 . 6 8 ） 的 相 關 亦 皆 達 到 顯 著 水 準 ， H o u s h 等人同時發現臨界速度有高估最大持運動時間負荷的現象 （ 3 0 分 鐘 為 1 %、 6 0 分 鐘 為 3 0 % ）， 因 此 提 出 臨 界 速 度 無 法 有 效評估能夠持續相當長運動時間的最大跑步速度。 王 順 正 等 人（ 2003）以 20名 經 常 參 與 運 動 的 大 專 男 生 ， 分 別 在 實 驗 室 內 接 受 跑 步 機 上 四 個 不 同 速 度 （ 2.0~3.2m/sec） 最 大 走 路 時 間 的 測 驗 ， 進 而 計 算 與 評 量 走 路 的 CV。 接 著 以 走 路 CV強 度 進 行 最 長 20分 鐘 的 固 定 強 度 運 動 測 驗 ， 並 詳 細 紀 錄 受 試 者 的 各 項 生 理 變 化 包 括 心 跳 率、攝 氧 量、二 氧 化 碳 產 生 量 、. 24.
(33) 換 氣 量 及 自 覺 量 表 等 反 應。研 究 結 果 得 知，攝 氧 量 在 20分 鐘 的 運 動 過 程 中，僅 由 17.38±2.83 ml/kg/min微 幅 增 加 到 17.60±2.84 ml/kg/min， 心 跳 率 （ 由 運 動 後 5分 鐘 時 的 每 分 鐘 144.35±15.50 次 ， 增 加 到 第 1 0 分 鐘 的 每 分 鐘 1 5 1 . 0 5 ± 1 5 . 5 7 次 ）、 二 氧 化 碳 產 生 量 （ 由 運 動 後 5分 鐘 時 的 14.99±2.72 ml/kg/min， 增 加 到 第 10 分 鐘 的 15.23±2.87ml/kg/min） 與 換 氣 量 （ 由 運 動 後 5分 鐘 時 的 2 4 . 5 1 ± 4 . 7 4 l / m i n ， 增 加 到 第 1 0 分 鐘 的 2 6 . 0 3 ± 4 . 8 2 l / m i n ）， 這 些 生 理 變 化 均 在 第 1 0 分 鐘 以 後 才 會 出 現 穩 定 狀 態，自 覺 量 表 也 無 法 出 現 穩 定 狀 態，僅 攝 氧 量 幾 乎 不 會 隨 著 運 動 時 間 的 增 加 而 改 變。 B i g g e r s t a f f 等 人（ 1 9 9 2 ）以 九 位 游 泳 選 手 接 受 了 9 1 . 4 m（ 1 0 0 y d ）、 1 8 2 . 9 m （ 2 0 0 y d ） 和 3 6 5 . 8 m （ 4 0 0 y d ） 的 游 泳 測 驗 ， 以 速度和時間的非線性關係模式計算出臨界速度，並在測驗完2 分 鐘 後 採 血 取 得 血 乳 酸 樣 本。研 究 結 果 發 現，與 無 氧 能 力 的 相 關 係 數 高 達 r=0.876,p=.002。 另 外 ， 在 預 測 914.4m（ 1000 yd） 也 有 很 高 的 相 關 （ r = 0 . 9 6 3 , p ＜ . 0 0 1 ）。 因 此 ， 作 者 認 為 沒 有 必 要在做侵入性的測試。 Housh 等 人 （ 1991a） 以 12 名 自 願 的 受 試 者 為 對 象 ， 進 行 腳 踏 車 對 於 大 腿 伸 肌 肌 肉 臨 界 動 力（ C P ）的 血 乳 酸（ O B L A ） 累 積 測 定 ， 結 果 在 CP 強 度 下 運 動 後 ， OBLA 的 濃 度 有 高 於 4mM/L 的 現 象 。 王 順 正（ 1998）以 國 內 20 位 長 跑 選 手 為 對 象 採 用 CV 的 8 5 %、 1 0 0 %、 1 1 5 % 之 強 度 進 行 運 動 中 的 生 理 評 估 。 結 果 發 現 ， 在 運 動 持 續 時 間 方 面，所 有 受 試 者 在 8 5 % 和 1 0 0 % 強 度 皆 可 持 續 達 20 分 鐘 ， 而 115%強 度 中 只 有 一 名 受 試 者 可 持 續 運 動 達 20 分 鐘 ； 在 心 跳 率 （ HR） 方 面 ， 這 三 個 強 度 皆 無 法 出 現 穩. 25.
(34) 定 狀 態，從 運 動 開 始 後 5 分 鐘 至 運 動 結 束 20 分 鐘 其 心 跳 率 ， 在 85%從 147.20~158.25 次 /分 鐘 、 在 100%從 161.20~176.90 次 /分 鐘 、 在 115 %從 170.40~180.25 次 / 分 鐘 ， HR 會 隨 著 運 動 的 時 間 增 加 而 增 加 ， 在 100%CV 強 度 時 當 運 動 至 15 分 鐘 以 後 HR 則 不 會 再 顯 著 提 昇 ； 在 呼 吸 系 統 （ VE、 VO2、 VCO2） 方 面 ， 換 氣 量 （ VE） 在 三 個 不 同 強 度 運 動 結 束 時 的 反 應 分 別 為 ， 85%為 1.250±0.225 L/min/kg、 在 100%和 115%為 2.248±0.302 L/min/kg 皆 達 顯 著 差 異 ， 相 對 於 運 動 5 分 鐘 的 VE 變 化 在 100%、 115%則 沒 有 顯 著 差 異 。 在 耗 氧 量 （ VO2） 三 個 不 同 強 度 運 動 時 ， 8 5 % 為 4 3 . 7 2 ± 7 . 2 1 m l / m i n / k g、 在 1 0 0 % 和 1 1 5 % 為 6 0 . 6 1 ± 7 . 1 7 m l / m i n / k g 皆 達 顯 著 差 異，而 在 1 0 0 % C V 強 度 運 動 時 VO2 會 隨 著 運 動 時 間 的 增 加 而 增 加 ， 當 運 動 時 間 超 過 15 分 鐘 以 後 VO2 則 不 會 在 顯 著 的 提 昇 。 二 氧 化 碳 產 生 量（ VCO2）則 是 在 前 10 分 鐘 有 顯 著 的 提 昇 ， 超 過 10 分 鐘 之 後 即 不 會 在 顯 著 的 提 昇 。 所 以 在 呼 吸 系 統 方 面 ， 以 85%的 強 度 是 呈 現 穩 定 狀 態 ， 100%和 115%強 度 的 VO2 會 隨 著 運 動 時 間 與 強 度 的 增 加 而 增 加 ， VCO2 則 是 受 到 運 動 強 度 的 影 響 。 在 血 乳 酸 （ LA） 濃 度 方 面 ， 在 三 個 強 度 下 運 動 20 分 鐘 ， 運 動 前 後 分 別 為 8 5 % C V （ 1 . 5 1 ± 0 . 3 5 與 2 . 4 7 ± 0 . 8 8 m M / L ）、 1 0 0 % C V（ 1 . 9 1 ± 0 . 6 7 與 6 . 9 3 ± 3 . 4 7 m M / L ）和 1 1 5 % C V（ 1 . 9 7 ± 0 . 6 8 與 11.38±2.49mM/L） ，在 8 5 % C V 血 乳 酸 不 致 於 出 現 過 高 的 現 象 ， 而 100%和 115%CV 則 有 高 於 4mM/L 的 現 象 。 另 外 ， 股 四 頭 肌 積 分 肌 電 反 應 （ QIEMG） 會 隨 著 運 動 時 間 的 增 加 而 增 加 ， 交 感 神 經 系 統 驅 策 反 應 （ SN） 則 不 會 隨 著 時 間 而 改 變 。 因 此，作 者 認 為 在 CV 強 度 下 進 行 跑 步 運 動 時，除 了 SN 還 沒 有出現增加的趨勢外，其他的各項人體生理變化皆會出現不. 26.
(35) 穩 定 狀 態 ， 顯 示 CV 強 度 並 不 是 可 以 持 續 長 時 間 跑 步 運 動 的 負 荷 強 度 。 而 以 VE、 VO2 和 LA 的 生 理 變 項 ， 在 85%CV 強 度下運動時，會出現穩定的生理狀況，超過這個強度之後則 會出現隨著運動時間增加而增加的生理反應。. 第五節 有關臨界負荷在運動訓練上影響的研究 J e n k i n s 和 Q u i g l e y（ 1 9 9 2 ）以 1 2 位 學 生 接 受 八 星 期 相 當 於 他 們 C P 強 度 之 腳 踏 車 耐 力 訓 練（ 3 0 ~ 4 0 分 鐘 / 天 ， 3 次 / 週 ， 8 週 ）。 訓 練 前 測 量 每 位 受 試 者 的 臨 界 負 荷 （ C P ）， 最 大 攝 氧 量 （ V O 2 m a x ）， 並 以 他 們 的 C P 強 度 連 續 採 腳 踏 車 4 0 分 鐘 ， 藉 以 判 定 CP 是 否 可 以 評 量 連 續 有 氧 性 的 運 動 表 現 ， 以 及 判 定 訓 練 所 導 致 之 有 氧 性 耐 力 的 改 變。結 果 發 現，C P 和 在 2 7 0 W 時 的 持 續 運 動 時 間 有 顯 著 的 相 關 （ r = 0 . 6 5 ， P < 0 . 0 5 ）， 並 且 和 可 維 持 4 0 分 鐘 的 平 均 負 荷 有 相 關 （ r = 0 . 8 7 ~ 0 . 9 5 ， P < 0 . 0 1 ）， 但 至 少 高 估 後 者 6%以 上 。 而 耐 力 訓 練 會 使 CP（ 196±40.9 w a t t ） 顯 著 增 加 3 1 % （ 2 5 5 ± 2 8 . 4 w a t t ）， 維 持 連 續 運 動 4 0 分 鐘 的 平 均 負 荷 （ 1 9 6 ± 3 4 . 5 w a t t ） 增 加 2 8 %（ 2 4 2 ± 3 4 . 9 w a t t ）， 在 VO2max（ 49.2±7.8 ml/kg/min） 增 加 8.5%（ 53.4±6.4 m l / k g / m i n ）。 因 此 ， 作 者 認 為 C P 可 作 為 追 蹤 有 氧 耐 力 和 個 體 對 訓 練 之 反 應 的 一 個 實 際 而 又 有 用 的 指 標 ， 而 CP 負 荷 值 對 於 有 氧 能 力 的 評 估 ， 似 乎 有 高 估 平 均 約 15%左 右 的 現 象 。 Pepper 等 人 （ 1992） 分 別 測 量 10 位 男 性 受 試 者 的 CV， 進 一 步 以 CV 的 70%、 85%、 100%、 115%和 130%的 速 度 ， 探討預測與實測最大運動時間的差異。結果發現，預測與實 測 兩 者 間 的 相 關 在 r=0.957~0.980 之 間 ， 預 估 標 準 誤 在 8.1%~11.0%之 間 。 以 85%CV 強 度 做 最 大 持 續 運 動 時 間 ， 10. 27.
(36) 名 受 試 者 有 8 位 完 成 60 分 鐘 的 跑 步 ， 在 100%CV 時 ， 平 均 運 動 時 間 只 有 16.43±6.08 分 鐘 。 因 此 ， 作 者 認 為 CV 高 估 了 能 夠 持 續 運 動 60 分 鐘 的 跑 步 速 度 達 15%以 上 。 Jenkins 和 Quigley（ 1993） 以 8 名 沒 有 經 過 訓 練 的 男 性 受 試 者，進 行 8 週 每 天 5 次 60 秒 的 最 大 腳 踏 車 測 功 器 訓 練 ， 每 週 3 次。結 果 發 現，CP 並 沒 有 因 為 從 事 短 時 間 高 強 度 的 運 動訓練而有所改變。 陳 福 財（ 2002）以 20 位 女 子 游 泳 選 手 ， 分 別 測 驗 50m、 100m、 200m、 400m 自 由 式 的 成 績 ， 以 距 離 與 時 間 的 計 算 模 式 ， 求 出 每 位 選 手 的 臨 界 速 度 （ C V ）， 在 依 據 每 位 選 手 的 C V 排 序 分 成 前 10 名 一 組 ， 後 10 名 一 組 。 然 後 以 每 組 各 距 離 成 績的平均值，最為期八週的耐力訓練，結束後再測驗求出 C V。 結 果 顯 示 ， 兩 組 之 間 的 成 績 進 步 幅 度 達 顯 著 差 異 ， 而 後 1 0 名 選 手 的 成 績 進 步 比 前 1 0 名 選 手 的 進 步 幅 度 還 多。因 此 ， 作 者 認 為 以 CV 作 為 耐 力 訓 練 強 度 的 指 標 是 有 其 成 效 。. 第六節 本章總結 由以上文獻可以歸納下列幾點： 一、從許多研究中可以得知臨界速度與長距離有氧訓練以及 無氧閾值有很高的相關，尤其是應用在游泳與跑步的運 動項目中。 二、對於臨界速度的應用，在五種不同臨界速度的計算方式 中 ， 距 離 與 時 間 （ D—T） 的 計 算 模 式 是 最 為 簡 便 的 ， 而 三 參 數 （ 3P） 非 線 性 模 式 的 CV 值 是 最 低 的 ， 這 兩 種 的 推 算 模 式 相 關 高 達 r=0.97。. 28.
(37) 三、採用距離與時間的計算模式，許多研究發現只要利用三 個固定負荷的運動成績，帶入此計算模式即可算出臨界 速度，這對於基層運動教練們可說是最為簡便可行的強 度計算模式。 四、有多位學者認為臨界速度的強度有高估有氧運動能力平 均 約 15%左 右 的 現 象 ， 心 跳 率 則 會 隨 著 運 動 的 強 度 增 加 而增加，耗氧量的變化則出現沒有改變與增加兩種，二 氧化碳產生量則是出現沒有改變與降低兩種，至於血乳 酸方面則是有穩定與增加的兩種可能。因此，利用臨界 速度作為耐力訓練的指標是否合宜，則必須進一步來求 證。 五、在訓練上的影響，研究顯示，以臨界負荷作為訓練的強 度確實有其成效存在，但從是短時間高強度的運動訓 練，臨界負荷值卻沒有明顯的改變。. 29.
(38) 第參章. 研究方法. 第一節 研究對象 本研究以台中市西苑高中游泳隊選手為對象，男生 名 、 女 生 3 名 ， 共 14 人 ， 泳 齡 從. 4 年至. 11. 8 年，曾代表學校. 參加全國中等學校運動會。. 第二節 實驗日期與地點 一 、 實 驗 日 期 ： 94年 2月 16日 ∼ 94年 3月 8日 。 二 、 實 驗 地 點 ： 台 中 市 三 信 公 園 游 泳 池 ， 為 長 度 50公 尺 之 室 外 標準游泳池。. 第三節 實驗方法與程序 一、實驗設計 本 研 究 採 受 試 者 內 設 計 ， 每 位 受 試 者 必 須 1.盡 最 大 努 力 游 完 50m、 100m、 200m 捷 泳 測 驗 ， 所 有 距 離 捷 泳 皆 需 測 量 兩 次 ， 以 考 驗 其 再 測 信 度 。 每 項 測 驗 均 間 隔 24 小 時 以 上 ， 但 50m 與 100m 同 一 天 測 驗 ， 兩 項 測 驗 需 間 隔 30 分 鐘 以 上 ， 並 求 出 4 0 0 m 的 臨 界 速 度 （ C V ）。 2 . 接 著 分 別 以 8 0 % C V 、 8 5 % CV、 90% CV、 95% CV 與 100%CV 的 強 度 完 成 一 趟 400m 捷 泳 ， 並 測 量 其 運 動 的 生 理 指 數 ， 包 含 心 跳 率 （ H R ）、 換 氣 量 （ V E ）、 耗 氧 量 （ V O 2 ）、 二 氧 化 碳 產 生 量 （ V C O 2 ）、 血 乳 酸 （ L A ）、 R P E 自 覺 量 表 紀 錄 等 ， 同 時 以 運 動 前 後 的 L A 做 為 本 研 究 的 依 變 項。每 個 強 度 測 驗 均 至 少 間 隔 48 小 時 以 上，為 去 除 測 驗 順 序 所 造 成 的 誤 差 ， 採 平 衡 次 序 （ balanced order） 進 行測驗。. 30.
(39) 二、實驗前的準備 本研究在實驗前的準備包括： （一）實驗儀器的準備、校正及檢視 1 . O p e r a t o r ’s M a n u a l V m a x S T 攜 帶 式 氣 體 分 析 儀 1 組 （ 包 括 採 氣 面 罩 ）， 並 做 實 驗 前 的 檢 測 與 校 正 。 2.Polar 心 跳 監 測 器 4組 ， 並 做 實 驗 前 的 檢 測 與 校 正 。 3.YSI-1500血 乳 酸 分 析 儀 1組 ， 並 做 實 驗 前 的 檢 測 與 校 正 。 4.SEIKO S-120型 碼 錶 2個 ， 並 做 實 驗 前 的 檢 測 與 校 正 。 5.步 調 鐘 3台 ， 並 做 實 驗 前 的 時 間 同 步 檢 測 與 校 正 。 6.華 碩 筆 記 型 電 腦 一 部 。 （二）測驗人員的準備 1.研 究 者 必 須 對 受 測 人 員 說 明 清 楚 研 究 的 目 的、方 法 與 受 試 者 須知。 2.測 驗 人 員 必 須 瞭 解 自 己 負 責 之 實 驗 儀 器 的 操 作 方 式 。 3.測 驗 人 員 必 須 清 楚 每 位 受 試 者 在 各 個 CV強 度 的 50m配 速 時 間，並且事先演練ㄧ次。 4.對 於 實 驗 環 境 的 設 計 應 盡 早 完 成 ， 實 際 進 行 測 試 ， 以 免 影 響 實驗的進行。 （ 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 與 研 究 者 約 定 實 驗 日期時間。 3.受 試 者 必 須 依 據 約 定 的 時 間 ， 穿 著 運 動 衣 褲 ， 並 且 自 備 泳 衣 或泳褲、泳鏡等個人裝備到達實驗測試的操作地點。 4.實 驗 期 間 ， 在 受 試 前. 48 小 時 內 不 得 飲 用 含 有 咖 啡 因 的 飲. 31.
(40) 料，不得做激烈之運動。. 三、各游泳距離成績的測量 每次正式測驗前，讓受試者分別依個人預定受試時間進 行 熱 身 （ Wa r m - u p 4 0 0 m 與 4 0 0 m 的 2 5 快 2 5 慢 的 變 速 游 ）， 休 息 10分 鐘 後 正 式 測 驗 。 每 位 受 試 者 須 接 受 50m、 100m、 200m最 大 努 力 捷 泳 測 驗 各 兩 次 ， 測 驗 時 採 蹬 牆 出 發 （ 不 跳 水 ）， 計 時 人 員 同 時 計 時 ， 每 次 測 驗 須 間 隔 24小 時 以 上 。 但 50m和 100m 兩 種 距 離 可 同 一 天 測 驗（ 兩 次 測 驗 間 隔 3 0 分 鐘 以 上 ）。 每 次 測 驗後藉由心跳監測評估選手是否有進最大努力進行測驗。. 四、臨界速度的評估 根 據 李 長 生 （ 1997） 研 究 指 出 在 不 同 距 離 組 合 中 臨 界 速 度 的 實 際 應 用 ， 只 需 要 測 量 50m、 100m、 200m的 捷 泳 成 績 所 求出的臨界速度即可作為長距離捷泳成績的預測。因此本研 究 則 採 用 三 個 捷 泳 成 績 ， 帶 入 由 Moritani等 人 於 1981年 提 出，最大作功（運動強度負荷乘以最大持續運動時間）與最 大持續運動時間的線性正比關係，以公式表示為： D（ 距 離 ） ＝ ASC（ 無 氧 游 泳 能 力 ） ＋ CV（ 臨 界 速 度 ） ¯ T（ 時 間 ） 也可用下列公式表示： 臨 界 速 度 (CV)＝ (T－ MT)(D－ MD)╱ Σ (T－ MT)2 《 T＝ 游 泳 時 間 ， D＝ 游 泳 距 離 ， MT＝ 3個 游 泳 的 時 間 ， MD ＝ 3個 游 泳 的 距 離 》 當人們在高強度負荷下運動時，持續運動時間較短，在 低強度負荷下運動時，持續時間較長。在運動時間距離越長. 32.
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