運動結合科技是運動員再突破的關鍵因子，國立臺灣師範大學將科技結合輔助體操運動，幫助包括剛在東奧拿下全能體操項目第七名的唐嘉鴻等頂尖選手取得佳績。為了培育更多體操小小選手，更成立小師大體操隊、小大師體操俱樂部，並發展遊戲中學習體操的創新體育教學模組，讓體操教學種子在各縣市國中小發芽，期待為培育出下一代「小小貓王」，讓未來國際賽事有更多的台灣之光。

身體教育的最佳途徑－體操

體操是全面性的運動，涵蓋人體基本的動作如滾、翻、騰、躍及器械運動，熟練這些動作可以促進肌肉發展、神經系統的統合，已被大量文獻證明可以改善學童的感覺統合系統與認知協調，透過正確的體操運動可幫助孩童建立自信，有效整合身體感覺並提升協調技能，在身體教育的功效顯著。

雖然一般大眾認為「體操」是一項較難入門的運動，但透過運動科學提供系統化的教學訓練，發展出可以降低門檻引導學童學習的體操課程，進而建立正確的訓練觀念，提升學習效率。 目前臺師大也積極研究並發展出具運動科學依據的體操課程，並從幼童、小學開始扎根，即早培育孩童的體操技能，成就身心健全的未來運動家。而臺師大體操隊將運動科學融入平時訓練（例如：慣性式阻力訓練、震動式訓練、增強式訓練、感測科技監控等），有效提升選手敏捷、速度、平衡、耐力、空感、爆發力、肌肉神經反應等綜合型技能，協助選手減少運動傷害的同時提升競技表現。

「世界貓王」唐嘉鴻完美落地的關鍵點是？

2021 年東京奧運體操全能項目中，體操好手「世界貓王」唐嘉鴻拿下世界第七名全能成績（84.798），為台灣體操寫下嶄新歷史。嘉鴻不屈不撓精神著實震撼人心，他一路走來歷經多次錯誤訓練方向與嚴重運動傷害，過程極盡痛苦，甚至幾乎想放棄。直到 2015 年加入臺師大體操隊，接受翁士航教授所提供的系統性訓練，在運動科學的精準分析與指引下，正式開啟頂尖選手培育的第一步。

長期於臺師大訓練的唐嘉鴻，其亮眼的成績除了自身努力之外，臺師大運動科學團隊功不可沒。團隊成員包含相子元教授、季力康教授、洪聰敏教授、陳美燕教授，以及體操教練翁士航與田徑教練蔡於儒，另外現任國訓中心運動科學處處長何仁育，也由臺師大運動競技系借調來支援培訓◦

臺師大競技系講座教授相子元為國家運動訓練中心運動科學的總召集人，運動科學主要透過各種運動科學之檢測及評析，支援選手的培育與訓練，協助選手減少運動傷害、提升競技表現，並提供選手心理諮商、營養規劃等相關事宜。

這次東京奧運，運動科學團隊分析唐嘉鴻在空中轉體、落地前後技術與受力狀態，並運用慣性感測器分別收集腰部及雙腳的加速度與角速度數據，評估出離心力以及著地技術的衝擊力，進一步找出完美落地的關鍵因素。

透過運動科學團隊的分析數據，並結合翁士航教授慣性式阻力訓練對於下肢穩定性與神經肌肉活化分析，唐嘉鴻明顯增加兩項優勢：一、落地穩定性提升 (2019 年，完美落地 36.3%；2021 年，完美落地 72.7%；進步36.4%)； 二、所有選手 E 分最高 (53.198)，扣分最少。

以GBODY架構設計中小學體操創新教學模組

現在的中小學體育課較少將體操運動納入課程，隨著 12 年國教課綱上路，強調培養學生素養能力，國立臺灣師範大學體育研究與發展中心詹俊成主任、體育與運動科學系掌慶維助理教授接受教育部體育署委託，自 105 年起依不同類型運動的教材特性，以大單元、模組化的方式，研發及推動體育教學模組，模組影片以「教師容易上手、學生容易學習」為主要訴求。

體育與運動科學系施登堯副教授及張琪老師發展體操遊戲教學模組，以「GBODY」(G：遊戲探索、B：動作挑戰、O：循環演練、D：小組討論、Y：分享賞析)為核心架構進行設計。107-109年度發展了中低年級及中高年級各 3 個總計 6 個教學模版。模版藉由故事情境讓學童在遊戲中學習體操的基本動作，減輕學生對制式體操動作的壓力與恐懼，進而提升學習動機。目前已有 14 個縣市的健體輔導團運用此模組培養體操種子教師，期待體操教學的種子在全台各縣市發芽、生根、茁壯，進而達成「自發、互動、共好」之教育理念。

小師大體操隊扎根培育「小小貓王」

頂尖運動員培育皆是從小有計畫性的培養開始。翁士航教授於 2013 年成立「小師大體操隊」，在校方與體育室的支持下陸續於國內大小賽事獲得亮眼成績（成立迄今共獲 89 金 68 銀 43 銅）。

2017 年正式成立「臺師大（推廣）體操社團」，於校內普及推廣體操，在第一屆社長與幹部的共同努力下，明顯感受到校內體操氛圍參與率提升。2018 年創立「小大師體操俱樂部」，正式開啟校外體操推廣與擴大小師大招生管道。

直至今日，透過臺師大體操隊、臺師大（推廣）體操社團、小師大體操隊、小大師體操俱樂部，已逐漸成形並奠定體操推廣成果與小師大體操幼苗栽培管道。相信在校方支持，未來品德教育與實務訓練完美結合運動科學，將可以穩定培育出下一代品德優異學術兼備的「小小貓王」。

臺師大提出發展體操全人教育訴求

體操運動的普及與這套體育教學模組的推廣，目前要普及到全台各級學校，仍須仰賴中央與地方政府協力倡議。而臺師大運科團隊與教育智庫辦公室提出的具體政策訴求：
1. 將模組教學融入學校總體課程計畫。
2. 結合課程延伸舉辦活力體操教學觀摩賽。
3. 建立人才培育機制，協助有興趣參與高階動作的學習社團、育樂營或代表隊。

有以上的政策支持，期能使研究、教學、活動一貫施行，達到體操全人教育的訴求。

資料來源／國立臺灣師範大學
責任編輯／Dama

跑步是人類與生俱來的移動模式之一，透過近代運動科學的興起以及持續不輟的研究，有關跑步生物力學機制的論文已相當豐碩，然而卻較少研究探討到跑步訓練時，手臂擺動對於能量消耗的影響，以及不同擺臂姿勢或型態對跑步時能量消耗的影響又有多少？

2014 年一篇名為《The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it?》的研究，實際針對跑步時的不同擺臂姿勢對能量消耗的影響進行研究。

他們研究了 13 位年輕跑者，在跑步機上以 11.5 km/h 的速度(每公里配速5分13秒)進行正常擺臂(Normal)、雙手交叉放背後(Back)、雙手交叉放胸前(Chest)以及雙手交叉放頭頂(Head)等 4 種不同擺手姿勢的跑步，並同步收集他們跑步時的能量消耗與動作變化情形。雖然一般跑者很少會把手放在背後或頭頂跑步，但此研究是希望了解，當手臂不正常擺動時，會對跑步動作及能量消耗有什麼影響，因此設定了不同擺放位置。不過值得注意的是，雙手交叉放胸前的擺臂方式，類似於一些習慣將手緊貼胸前並幾乎不擺動的跑者。

雙手放頭頂能量消耗最高

研究發現正常擺臂(Normal)的能量消耗(net metabolic power) (下圖中的灰線) 是最低的，而雙手交叉放背後(Back)、胸前(Chest)以及頭頂(Head)上跑步皆比正常擺臂分別多出3%、9%、13%的能量消耗。

擺臂動作有助減少身體旋轉

這項研究也發現，當跑步時不擺臂，其肩膀與骨盆左右旋轉的幅度會比正常擺臂來的高。雙手交叉放背後、胸前及頭頂分別增加了10%、44%、8%的肩膀左右旋轉幅度以及63%、102%、101%的骨盆旋轉幅度。

此結果反映出，跑步時的擺臂動作有助於減少身體的旋轉。因為擺臂時所產生的力量可與擺腿所產生的旋轉力量相互抵銷，進而減少軀幹的轉動，藉此達到較少的能量消耗。換言之，當跑速增加擺腿力量隨之增加的情況下，擺臂的幅度自然也需要相應的提高，就如同衝刺跑時，我們會自然加大擺臂動作來穩定軀幹姿勢，避免身體過多的旋轉。

結語

跑步時的擺臂是相當重要的，它可以幫助我們抵消擺腿時所產生的旋轉力量，進而減少軀幹的轉動與能量消耗，讓我們跑得更省力。雖然平常跑步時，我們很少會將手放在背後或頭頂，但值得注意的是，當擺臂過小時容易產生像研究中雙手交叉放胸前的姿勢。因此，適度的擺臂，並隨著跑步速度調整擺臂的程度，才能減少不必要的能量消耗。

參考文獻:
Arellano, C. J., & Kram, R. (2014). The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it? Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-2461.

撰文／董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站，原文：跑步時的擺臂對能量消耗有影響嗎？

你認為洗冷水澡或是處於冰冷的環境裡，能讓身體燃燒大量的熱能嗎?關於這個話題NASA的前材料科學家Ray Cronise花費了大量的時間研究「冷」對身體的好處，會進行這項研究的起源是在2008年，當他聽說游泳者邁克爾·菲爾普斯（Michael Phelps）每天吃進令人難以置信的12,000卡路里熱量時，就激起了他對這個話題的興趣。因為，沒人可以理解他吃進這麼多熱量卻能保持苗條的可能性，最後Cronise得出結論，菲爾普斯必須透過長時間在冷水的訓練裡，讓身體燃燒更多的卡路里；但在一個訪談會上菲爾普斯說道，我從來沒有吃那麼多這個故事只是一個神話。

雖然，菲爾普斯不承認自己有吃進12000大卡的熱量，但這個並沒有阻止Cronise自己進行實驗，他告訴大家在短短六個星期之中，他洗冷水澡並在寒冷的天氣穿T恤和短褲走了幾英里，以及在床上沒有床單的情況下睡覺，從以往的理論上來說，由於身體為了要維持正常的體溫必須要大量的消耗熱量，因此，讓身體處於寒冷的狀態之下會燃燒卡路里，進而幫助身體更快速的減少脂肪。

但這樣的理論是正確的嗎？你該進行這樣的動作來減少脂肪嗎？接下來是關於將身體暴露於寒冷的環境中，新陳代謝、脂肪減少與肌肉生長的研究總結。

1.寒冷確實會影響新陳代謝率

當你讓身體處於一種寒冷的環境之下，會刺激一種叫做棕色脂肪的組織(brown adipose tissue,簡稱BAT)，身體會透過BAT產生熱量使你保持溫暖，並在此過程中消耗掉卡路里。有研究表明，當室溫從22度的溫度降至16度的溫度時，受測試的對象每天平均額外燃燒170卡路里的熱量。

2.寒冷之下熱能消耗差異

荷蘭研究人員發現，在輕度冷(攝氏16度)之間，能量消耗的變化範圍為每天增加396卡路里到第三天之後變為減少50卡路里，總體而言，肥胖者與較瘦的人在相同的寒冷溫度下燃燒的卡路里會漸漸趨於緩慢，較瘦的人可能會需要更多的BAT才能在寒冷時保持體溫，但這對於超重或肥胖的人來說，這點並不是什麼大問題，因為它們身體有多餘的脂肪可以維持溫暖。

3.寒冷會增加你的食慾

事實證明，長時間浸泡在冷水中會使你的身體比平常還要飢餓，進而導致卡路里的攝取量增加，研究中還顯示，與攝氏20度的環境中運動相比，在攝氏8度的環境中進行體能訓練更能刺激運動後食物的攝取量。換句話說，就是你可能可透過寒冷的天氣讓身體燃燒更多卡路里，但同時也會增加攝取卡路里的量，因此，到最後熱量也就趨於一種平衡的狀態，因為寒冷會讓你更加的飢餓。

4.寒冷會增加脂肪流失

在為數不多的研究中，其中一例報告了每天在17攝氏度下，持續兩個小時並持續六週後的身體變化，平均脂肪損失僅為1.5磅，這樣的數字雖然沒有減少很多，但有一些受測者比其它人獲得更好的成績，它們減少了約4磅的脂肪，這些參與研究計劃的男性都沒有遵循任何規定的飲食或訓練計劃；但對於有適度經常性訓練與飲食控制的人來說，長時間暴露於寒冷天氣會如何影響脂肪的減少這塊，我們還沒有大量的數據可以證明。

5.冰浴會阻礙肌肉生長

還有一些新興的研究表明，訓練後的寒冷環境可能會干擾力量和肌肉的增加；在一項研究中，澳大利亞研究人員讓21名志願者組成小組，讓他們每週進行兩次腿部訓練，總共進行12週的時間；訓練之後有一半的人跳入冰浴中浸泡10分鐘，另一半人進行相同時間的自行車訓練，實驗最後儘管兩組都增加了肌肉，但訓練後騎自行車10分鐘的受試者，在肌肉質量上確比冰浴組增加了三倍，同時力量與強度也比冰浴組要大的多。

研究人員稱，這項研究提供了「迄今為止最強有力的證據，表明定期使用冷水浸泡可能會干擾訓練適應性」。換句話說，如果你想使肌肉更大及更強壯，那麼訓練後的冷水浸泡效果可能不會得到改善，並且很可能會傷害你的訓練結果。這並不是說暴露於低溫下除了對肌肉生長或脂肪減少有影響外，沒有其它好處。

也有證據表明，採用冷水浸泡可以幫助減少運動後的肌肉酸痛；增強對耐力訓練的適應性並在劇烈訓練期間加快恢復速度。但是考慮到所有因素，請不要相信在寒冷的天後之下，除了短褲和背心之外什麼都不穿會導致身體組成發生什麼變化，因為這只會讓你的身體感到不適而已。

資料參考／barbend、muscleandstrength

責任編輯／David