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消防员干嘛非要考3000米跑,如何科学训练、快速提升?

2024-07-01 08:582261
 
消防救援人员的的体能考核项目中,3000米跑被分在“基础体能”之列并且在很多单位都是必考项目。为什么3000米这么受重视且非考不可呢?
 
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一、从最大摄氧量说起
众所周知,3000米跑属于有氧运动的范畴,有氧耐力水平的高低是决定3000米跑成绩好坏的关键。1923年,英国生理学家Hill和Lupton对人体运动中的能量代谢、氧气摄取等进行了测试研究[1],发现随着运动强度的提高,人体摄取的氧气也不断增加。但当运动强度提高到一定高度后,再增加运动强度,也无法迫使人体摄取更多的氧气。由此他们提出了身体在单位时间内可摄取的氧气量存在上限的观点,并将这个上限命名为“最大摄氧量”,以ml·kg-1或者ml·kg-1·min-1为计量单位。
学过中学生物的人都知道:氧气氧化葡萄糖和脂肪所产生的能量是人体完成一切运动和生理过程的根本性能量来源(因为无氧代谢的产物最终也要通过有氧代谢处理),因此最大摄氧量的发现意味着人体产生和使用能量的能力存在一个可测量的上限。这就引来了医学界和运动科学界的关注,试图通过对最大摄氧量的测定来评估病人的健康水平和运动员的能力极限。
对于经常需要在工作中完成高强度体力活动的消防员来说,最大摄氧量同样可以作为衡量其健康水平和工作能力的标尺。例如Gledhill和Jamnik对美国消防员各类作业中的氧气需求进行了测量,得出结论是消防工作对最大摄氧量的需求最高可达41.5ml·kg-1·min-1,并建议在选拔消防员时,以45ml·kg-1·min-1作为最大摄氧量考核的最低标准[2]。Perroni等人对意大利消防员的测试[3]和Kiss等人对比利时消防员的测试[4]也得出了类似的结果,分别为43.1和46.5ml·kg-1·min-1。而Malley等人对纽约市消防员进行的测试结果[5]则较高,为49ml·kg-1·min-1
和我国相比,欧美等国消防员职业化程度深,从业时间长,年龄偏大(40岁以上)的消防员较多。而一项针对加拿大汉密尔顿市消防员的调查显示,随着年龄增长,消防员的最大摄氧量出现显著下降,而上下肢肌肉力量则变化很小[6]。这意味着年龄偏大的消防员在救援时更容易出现心肺功能不堪重负的情况,甚至发生心血管意外。因此大龄消防员占比较高的欧美各国都把对消防员的最大摄氧量进行考察作为体能工作方面的重点。例如1997年国际消防员联合会(IAFF,International Association of Firefighters)提出的针对消防员的健康与体能管理倡议(WFI,Wellness-Fitness Initiative)中就把最大摄氧量测试作为重点进行讲解和强调。这一倡议在1999、2008和2018年多次更新,最近一次更新是在2022年[7]
至此各位应该都对最大摄氧量的重要性有所了解了,而第二个问题也就随之产生了:如此重要的最大摄氧量和3000米跑究竟有什么关系呢?
二、最大摄氧量的直接和间接测量
如前所述,最大摄氧量是指人体在运动中通过呼吸从外部空气中摄取的氧气极限。因此在实验室里,通常都是让被测人员戴上通过供气和呼气管道与专门仪器相连的面罩,在跑步机或其他可以调节速度的器械上进行速度按事先规定的程序逐步提升的运动,然后测量其吸入和呼出的空气体积及其中氧气含量的变化。这种测试方式可以直接获得人体在运动中摄取氧气量的数据,直接了当,准确性高,但也存在着需要专门配置仪器设备和操作人员(导致测试成本高),且一台仪器一段时间内只能对一个人进行测试(意味着测试效率低)的缺陷。
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所以很快人们又开始尝试通过被测人员在完成某一项运动时的最好成绩来推算其最大摄氧量,这类方法被称作“最大摄氧量的间接测量法”。在实践中,常用的间接测量最大摄氧量的方法主要是下面两类:
(1)通过被测人员在完成递增强度运动时能达到并保持规定时长的最高强度来推算其最大摄氧量这方面最著名的例子是常用于球类项目运动员的Yoyo测试,测试时被测人员需要在相距20米的两条线间按规定的速度往返跑动,每隔1分钟(也有2分钟或更长时间的)速度都会加快,直到无法按要求完成为止。
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最后根据被测人员所能达到的最快速度推算其最大摄氧量。例如Léger和Lambert[8]在1982年对91名志愿者在20米递增速度折返跑(起始速度8km·h-1,递增速度梯度为每2分钟提升0.5km·h-1)中能达到的最大速度及其最大摄氧量之间的关系进行了分析,提出了最大摄氧量和20米递增速度折返跑成绩之间的定量关系式y = 5.857 x-19.458(式中y为最大摄氧量,单位为ml·kg-1·min-1,x为被测人员在测试中能达到并保持的最高速度,单位为km·h-1)。

(2) 通过被测人员在给定时间或距离的近似匀速运动中的最好成绩来推算其最大摄氧量这方面最著名的例子是曾一度用于足球运动员体能测试的12分钟跑,在国外通常被叫做Cooper Test,以被测人员在12分钟内跑动的最大距离作为衡量其最大摄氧量和有氧能力的基准,并通过Cooper公式:Y=0.02233X-11.3(式中Y为最大摄氧量,单位为ml·kg-1·min-1;X为被测人员在12分钟内跑过的距离,单位为m)。例如Grant等人对定期锻炼的年轻男性进行了20米递增速度折返跑、12分钟跑和固定自行车三项测试,发现由12分钟跑成绩推算的最大摄氧量数据与直接测量法获得的数据最为接近[9]
显然,这两种方式都不是直接测量被测人员在运动中摄入的氧气多少,而是根据其在给定运动形式下的最好表现推算得出的。那么下两个问题就来了:哪种方式推算出的最大摄氧量数据更为准确?作为“基础体能”的3000米跑成绩也可以用来推算最大摄氧量吗?
三、不同最大摄氧量间接测量方法的比较
先说准确性的问题。由于最大摄氧量的间接测量方法可以以较低的成本对多人同时进行测试,因此有很多研究都对上述的两类方法进行了研究比较。总的来看,支持第二类方法——也就是用固定距离或时间的近似匀速运动来间接测试最大摄氧量——的人要更多一些。例如:
(1)前述Grant等人[9]的研究认为对经常锻炼的年轻男性而言,通过12分钟跑测得的最大摄氧量要比通过递增速度折返跑和固定自行车测试测得的数值更加接近其最大摄氧量的直接测量值;
(2)Mcaughton等人[10]对32名男性大学生的由1.5英里跑、12分钟跑和20米递增速度折返跑成绩分别推算出的最大摄氧量与实验室实际测量的最大摄氧量数据进行了对比,结论是根据1.5英里和12分钟跑成绩推算出的最大摄氧量数据与实测值更加接近;
(3)Mayorga-Vega等人在2016年完成的一项荟萃分析[11]中搜集了与最大摄氧量的间接测量方法有关的123项研究,其结果与Mcaughton的类似,都认为由1.5英里跑和12分钟跑成绩推算出来的最大摄氧量更为准确。
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当然,由于这两类方法都需要被测人员在测试过程中全力以赴地运动(如果没有尽全力,那测得的结果自然也不准确),因此对于有伤病、意志薄弱或缺少运动习惯的人来说,就不一定能得出准确的结果。例如一项针对久坐不动男性大学生的研究[12]就显示通过间接测试(12分钟跑)推算出来的最大摄氧量与实测摄氧量之间存在着显著差异,提示既往以健康运动人群为测试对象总结出来的经验公式在用于长期缺乏运动,体能薄弱的人群时可能需要额外的修正。
四、3000米跑成绩与最大摄氧量
有长跑经验的人都知道,对于有规律体能训练但并非专业中长跑出身的年轻男性来说,其12分钟跑的距离通常也是很接近于3000米的(同样地,1.5英里折合约2400米,和3000米也较为接近)。这就提示我们3000米可能同样具备作为最大摄氧量间接测量方法的潜力。同时,3000米跑相比于12分钟跑来说,又有两个优势:
(1)成绩测量更容易更准确。被测人员在12分钟时间到时不会正好跑完一圈或者半圈,这就产生了距离测量的麻烦事(需要额外的设备和人员),且容易因为被测人员在时间截止后的有意或无意走动而引入误差。
(2)被测人员可以根据已经跑完的圈数很容易地把握剩余距离,并据此决定体力分配从而获得较好成绩。而12分钟跑则因为人对时间的感知不一定准确,很容易误判剩余时间,导致无法发挥全部实力,进而使由此推算出来的最大摄氧量结果也不够准确。
所以也有人尝试了通过被测人员的3000米跑成绩来推测其最大摄氧量,例如Aandstad对挪威军校学员和新兵的3000米跑成绩及最大摄氧量之间的关系进行了研究[12],得到了根据3000米跑成绩推算最大摄氧量的定量关系式Y=17.5+2.75X,式中Y为最大摄氧量,单位为ml·kg-1·min-1;X为被测人员完成3000米跑的平均速度,单位为km·h-1。此处我们可以假设某位消防员用时12分钟整刚好跑完3000米,那么他的平均速度就是15km·h-1,与之对应的最大摄氧量是:
VO2max=17.5+2.75*15=58.75ml·kg-1·min-1
而如果使用前述的根据12分钟跑距离计算最大摄氧量的Cooper公式,则其最大摄氧量为:
VO2max=3000*0.02233-11.3=55.69ml·kg-1·min-1
可见两者结果还是很接近的。因此,将3000米跑作为体能考核的重中之重,是有充分的科学依据和现实意义的,而针对3000米跑考核而进行的一系列体能训练也可以让消防员从中受益。
热身慢跑
动作要领
先调整呼吸与节奏,然后逐渐加大动作,让身体慢慢活动开来以起到身体关节的活动和心血管系统的收缩,保持身体放松,不要紧绷,脚底有弹性自然地摆动双臂,帮助维持平衡和节奏,尽量保持直线跑步,落地要轻,避免用力着地。
徒手操

徒手操

(动作要领)

 

 

 

 

扩胸

运动

 

动作要领:双脚与肩同宽,站立姿势双臂弯折向胸前交叉,肘关节与肩平行,手臂经胸前向身体两侧展开双臂,尽力向身体外侧张开,最大幅度拉伸。(根据节拍做行进间)

拉伸部位作用:拉伸胸部肌肉,同时对背部和肩胛部的肌肉力量也有一定的拉伸。

 

 

 

俯身

摸脚

动作要领:首先俯身将我们的一只脚的脚尖勾起来垂直朝上,前腿伸直后腿微弯曲,双手从脚后跟摸至前脚尖,然后向前行进换另外一只脚。

拉伸部位作用:拉伸小腿后侧群肌,同时拉伸臀部肌肉,可增加肌肉的柔韧性以及缓解肌肉紧张。

 

 

 

体转

运动

动作要领:两脚前后分开脚尖向前成微弓箭步形态,上身保持直立两臂弯曲胸前平举,两臂带动上体向左后向右后最大幅度转动。

拉伸部位作用:体转运动能够强化锻炼背部两侧肌肉,同时缓解腰部肌肉紧张。

 

 

 

 

提 膝

动作要领:脚尖朝前,双脚与肩同宽,腰背打直,以右脚为例,重心位于左脚,双手紧握右膝盖,从体前侧微微抬起,腰腹挺直,大腿面尽量靠近胸部。

拉伸部位作用:拉伸大腿后侧和内侧的肌肉,帮助提高腿部和腰部的柔韧性,增加髋关节的活动范围,有助于改善身体的平衡感,提升力量传递和动作的协调性。

 

 

 

 

肩绕环

动作要领:胳膊伸直,手握拳大拇指朝上,肩部向前画圈,向前时尽量把肩部打开,肩部放松,然后肩部向后画圈,向后时尽量把肩部打开,此动作为小半径绕环。

拉伸部位作用:肩绕环动作主要拉伸肩部肌肉:包括三角肌、斜方肌等,可适度拉伸颈部相关肌群,可以有效地放松和拉伸这些部位的肌肉,增加肌肉柔韧性和关节活动度。

 

 

 

 

提踝

动作要领:脚尖朝前,双脚与肩同宽,腰背打直,以右脚为例,重心位于左脚,双手一手抱住被拉伸侧的踝关节,一手抱住膝关节,膝关节成90°做出斗鸡的姿势,往上抬腿拉伸,抱脚踝的手不能低于外踝以防损伤踝关节。

拉伸部位作用:提踝主要拉伸梨状肌涉及臀部,增加灵活性,提高梨状肌和周围肌肉的柔韧性,改善活动范围,增加髋关节的活动度。

 

 

 

 

 

腹背

运动

动作要领:两腿伸直,两脚与肩同宽,两臂自然下垂,掌心向下,侧一步开立,左脚向左侧一步,略宽于肩,同时上体前屈90度,两臂经下摆至后举,掌心向上,抬头体前屈交叉,上体前屈,两臂体前交叉,左臂在前,手指指向脚尖方向,还原成直立姿势。(上述动作为一个八拍,第二个八拍与第一个八拍动作相同,但方向相反)

拉伸部位作用:腹背运动可以拉伸斜方肌以及核心肌肉群。该运动通过对躯干部位的全面拉伸,促进拉伸部位的血液循环,起到放松肌肉的作用。

 

 

 

 

弓箭步最伟大拉伸

动作要领:呈弓箭步姿势,将对侧手放在与前脚平行的位置,把后面那条腿的膝盖抬起来,同时伸展髋部,从而拉伸后面那条腿,可以通过努力挤压臀大肌,将前脚的同侧手向异侧旋转放低,这将帮助获得更好的胸椎活动度,尽可能向相对侧够,感受上背部的拉伸,在能伸到最远的位置保持几秒,然后向对侧旋转,一路向上。

拉伸部位作用:可以拉伸到腹股沟、后侧腿的屈髋肌、前侧腿的臀肌以及前腿的大腿后侧肌群,帮助提高髋关节、膝关节和踝关节的活动范围,提高身体的协调能力,还可以增加胸椎活动度。

跑的专门性训练

跑的专门性训练
(动作要领)

 

 

 

双脚跳

动作要领:双脚并拢,脚尖向前平行,微屈膝向下背部挺直,两臂自然举起,两腿迅速蹬伸,使髋、膝、踝三关节充分伸直,同时两臂迅速有力向前上蹬摆,用脚尖蹬离地面,向上跳起,落地时前脚掌屈膝缓冲。

 

 

 

 

高抬

腿跑

动作要领:头部保持正位,不要后仰,躯干保持稳定性,不要左摇右晃,肩颈放松,做到上肢和下肢的协调配合以肩为轴的前后摆臂,大腿摆至与地面平行,前脚掌着地快速交替抬腿,在抬腿的过程中保持身体稳定,随着抬腿节奏用力摆臂,在原地跑动过程中,高摆、折叠、下压、蹬摆要配合好,不要向后仰或坐着跑,重心往上提,沉肩,坚持住,肩颈放松。

 

 

 

后踢

腿跑

动作要领:上身保持直立,收紧腹部,向前慢跑,双腿交替用脚后跟踢至臀部,落地脚始终保持前脚掌踮起,脚后跟不着地状态,手臂自然地前后摆臂,想象双脚是轮子,只是滚过地面而已,落地时让脚底尽可能多地接触地面,前脚掌或全脚掌着地,落地点要在重心垂直线上,膝盖保持弯曲。

 

 

 

 

马克操

动作要领:身体站直,抬起来的脚至少90度以上,足跟可以微微跟着提起,肩膀放松,手臂自然摆动。重点是抬腿抬膝,使用髂腰肌活动髋关节,注意力集中,重心踏稳,垫步抬腿,先做抬腿的动作后,利用大腿的力量脚尖向下抓地,并且注意将重心维持在最高点,重点在于动作衔接上的流畅度,反应要快速。与三步一抬腿不同之处在于,在抬腿时脚向前提出,落下时有意识的下压。

 

 

 

直腿跑

动作要领:直腿跑是行进间向前直腿跑步,上身和跑步摆臂状态相同,呼吸为正常呼吸,然后下肢的踝、膝、髋三关节充分蹬直,双腿呈剪刀状,依次拍打地面,并且脚下有下压的动作。运动过程中,身体不能后仰,膝盖不要弯曲,靠踝关节以及核心力量带动抬腿。

 法特莱克训练

法特莱克训练

(动作要领)

 

 

 

 

方法与

手段

    法特莱克训练法是一种加速跑与慢跑结合进行的中长跑训练,跑步中加入短时间的速度爆发,当感觉疲劳后以舒适的速度跑步恢复,这是一种快跑与慢跑的结合训练。一般我们运用的方法有400m快400m慢,(8公里)、1分钟快1分钟慢30分钟--40分钟(6公里),快跑85%的速度,慢跑60%的速度,以慢跑开始快跑结束。(教练员准备一个哨子,队员听哨声为指令)注意准备起跑的时候摸心率看是否恢复可进行训练,训练结束摸心率看是否达到训练效果。

 

 

 

 

原因

    法特莱克是将有氧和无氧训练结合,所以它是一项高质量的训练方法在法特莱克训练中,高强度的间歇跑会对新陈代谢产生积极的作用,这种持续的压力会提高心血管的能力。如关节,肌肉,神经,呼吸和心率等。在训练过程中,不同的配速,环境会让身体各结构得到提升,从而提高跑步能力,帮助提升速度,力量,耐力和训练效率。

 

 

注意

事项

    法特莱克训练与其他速度训练不同,特别注意法特莱克跑,快跑要控制速度不能太快,慢跑不能太慢。法特莱克训练在大多数情况下是非结构化的,而节奏跑和间歇训练更有规律。

 

 

 

 

训练如何检测心率 

    最大心率是220减去年龄,在跑步运动中适宜的心率一般为最大心率的70%~80%,运动时心率控制在140~160次每分钟比较合适。在跑步过程中监测自己的心率,并根据目标心率来调整速度。使用心率监测设备:可以用专业的心率监测仪,如心率带或运动手表,平时运用的方法有找脉搏,专项强度结束后最大心率24次—28次之间,时间为10秒去做检测,看是否达到训练效果。

力量训练

力量训练

(动作要领)

 

 


负重

提踵

动作要领:在练习过程中,脚下放杠铃片作为辅助,双脚并拢,脚尖正直向前,前脚掌放在杠铃片,后脚跟悬空做提踵,尽可能地抬起脚后跟,下落时脚跟不要落地,也要保持核心身体的稳定,尽量避免摇晃。(最大重量的85%,每组做8到10个即可做三组)通过进行提踵训练,可以增强腓肠肌和比目鱼肌以及脚踝的力量和耐力,从而改善小腿的健康状况,并提高身体的稳定性和平衡性。

 

 

 

 

负重

半蹲

动作要领:双脚与肩同宽,脚尖微微向外,双手自然放在杠铃杆的两侧。下蹲时注意腰腹核心收紧,膝盖慢慢弯曲,臀部向后移动,同时保持背部挺直,下蹲时,膝盖应尽量不超过脚尖,以减少膝关节的压力,起身时快速蹬伸向上,注意慢下快起,重复练习。(最大重量的85%,每组做8到10个即可做三组)负重半蹲主要锻炼的肌肉有股四头肌是大腿前方的主要肌肉群,臀大肌是臀部的主要肌肉,参与下肢的伸展和稳定,核心肌群包括腹部和腰部的肌肉,在半蹲过程中也起到一定的稳定作用。

 

 

 

负重

快挺

动作要领:“负重快挺”是一种力量训练动作,主要锻炼上下肢爆发力和身体的协调能力,双手握住杠铃片,将其放在胸前,然后迅速前后分腿,同时将杠铃片向上移动,直到手臂伸直,接着,用力爆发,快速双腿前后交换,将杠铃向回收至胸前,意腰腹核心收紧。提高爆发力和运动速度,锻炼身体的协调能力和平衡感。在进行负重快挺训练时,要选择适当的重量,避免过度负荷。每次做30个,重复三组)

 

 

 

 

负重

弓箭步 

动作要领:在进行负重弓箭步训练时,需要注意保持上身直立,核心收紧,下蹲和缓慢起身时身体保持稳定,不要左右摇晃,双脚微微打开与肩同宽,双手紧握一个重量适宜的杠铃杆,杠铃杆放在肩上,单腿向前迈一大步,同时负重物上举,前后腿保持90度,膝关节不可内扣。下蹲到最低点之后再停顿一下,然后用前脚脚跟发力,将身体支撑向上站立,同时将后腿向前迈出,重复前面弓步蹲动作,双腿交替以弓步蹲的动作向前行走,必要时可以转身。(每条腿做五次重复交换三组)

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