107 高普考高考三級 體育行政 運動自然科學 考古題詳解

核心觀念

本題評量運動生理學中「能量代謝與運動強度監控」的核心理論。主要涉及以下觀念：

1. 乳酸代謝動力學：安靜與運動狀態下乳酸生成（glycolysis）與清除（氧化利用、糖質新生）之動態平衡機制。
2. 乳酸閾值（Lactate Threshold, LT）與血液乳酸快速累積點（Onset of Blood Lactate Accumulation, OBLA）：乳酸非線性急遽上升的轉折點及其生理指標定義（如固定濃度 $4.0\text{ mmol/L}$）。
3. 漸增負荷運動測驗（Graded Exercise Test, GXT）：實驗室中藉由階段性加載跑步機或功率自行車，採集微血管血液並繪製「強度－血乳酸曲線」之檢測流程。
4. 耐力訓練處方與適應性評估：利用 LT 劃分訓練強度區間（如節奏訓練、閾值訓練），並以「血乳酸曲線右移（Rightward Shift）」作為有氧耐力進步之黃金生理指標。

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解題方法

本題為典型的公職考試四合一組合型申論題，答題架構應緊扣題幹的四個子問，採「層次條列法」依序開展：

1. 界定定義與生理機制：從生成速率大於清除速率切入，闡明 LT 的生理本質，並適度帶出 LT 與 OBLA 的關聯與數值區隔。
2. 闡述量測流程與判定依據：說明 GXT 測驗設計（階段時間、強度遞增）、採血時機與常用判定判準（轉折點法、固定濃度法）。
3. 推導訓練處方實務：將生理數據轉換為實務訓練應用，包含強度區間界定、閾值訓練（Tempo Run）安排及比賽配速控制。
4. 分析成效評估之生理變化：以「血乳酸與運動強度曲線」之位移為核心，說明相同負荷下乳酸降低、閾值對應功率/速度增加，以及相對最大攝氧量百分比（$\%VO_2\max$）上升之生理意義。

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選項分析

本題為申論題，無選擇題選項。評分關鍵在於能否在試卷上條理分明地回答四大核心子題，並精準運用專有名詞（如 GXT、OBLA、$\%VO_2\max$、單羧酸轉運蛋白 MCT、曲線右移等）。

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解題技巧

1. 破除常見觀念陷阱：切勿將乳酸堆積歸因於「肌肉缺氧」。現代運動生理學已證實，乳酸上升主因是糖解速率劇增導致 NADH 生成過剩、快縮肌纖維（Type II）募集增加、兒茶酚胺濃度升高，以及乳酸清除通道達到飽和，而非組織缺氧。
2. 圖形化敘述強化專業感：於文字中生動描繪「乳酸－運動強度曲線圖」，強調橫軸為運動強度（跑速 $\text{km/h}$ 或功率 $\text{Watt}$）、縱軸為血乳酸濃度（$\text{mmol/L}$），受訓後的轉折點會「向右下方推移」，此描述能使閱卷委員迅速掌握答題重點。
3. 區分 LT 與 OBLA：

• $\text{LT}$（第一閾值）：血乳酸開始脫離安靜基準線呈非線性上升點（約 $2.0 \sim 2.5\text{ mmol/L}$）。
• $\text{OBLA}$（第二閾值）：系統性堆積達到不可逆平衡點，國際通用標準值為 $4.0\text{ mmol/L}$。

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【答案】

一、乳酸閾值（Lactate Threshold, LT）之意涵與生理機制

1. 定義： 在漸增負荷運動過程中，血液中乳酸濃度隨著運動強度增加，由原先的穩定狀態突然開始呈現非線性急遽上升的轉折點，即稱為乳酸閾值（LT）。此轉折點代表體內乳酸生成速率開始大於乳酸清除速率。安靜時人體血乳酸值約為 $1.0 \sim 1.8\text{ mmol/L}$；未受訓者 LT 約發生在 $50\% \sim 60\% VO_2\max$，優秀耐力選手則可延後至 $75\% \sim 85\% VO_2\max$ 發生。

2. 引發 LT 之生理機制：

• 肌纖維募集轉變：運動強度提高使運動神經元大量徵召快縮肌纖維（Type IIa、IIx），其富含乳酸脫氫酶（LDH）且糖解活性高，促使丙酮酸迅速轉化為乳酸。
• 糖解作用加速：交感神經興奮，促使腎上腺素與正腎上腺素大量分泌，刺激肝醣分解與糖解作用速率，生成的 NADH 超過粒線體電子傳遞鏈之氧化承載量。
• 乳酸清除率下降：隨運動強度增強，血液重新分配至運動肌群，流經肝臟（柯氏循環進行糖質新生）、腎臟與非運動肌群的血流量減少，降低了系統性的乳酸清除能力。
• OBLA 關聯：當運動強度持續提升，血乳酸濃度達到 $4.0\text{ mmol/L}$ 時，稱為「血液乳酸快速累積點」（Onset of Blood Lactate Accumulation, OBLA），代表最大乳酸穩定狀態（MLSS）的上限。

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二、乳酸閾值之測得方法

乳酸閾值之測定多採用實驗室內的漸增負荷運動測驗（Graded Exercise Test, GXT）：

核心觀念

本題的核心考點為運動心理學中的「團隊凝聚力」（Team Cohesion）理論及其在運動訓練實務上的應用（團隊建立，Team Building）。

1. 團隊凝聚力的定義： 根據運動心理學者 Carron（1982）的經典定義，團隊凝聚力是指「一個團體在追求其目標任務，以及滿足成員情感需求時，所展現出團結一致並維持在一起的動態歷程（dynamic process）」。
2. 凝聚力的兩大核心面向（Carron, Widmeyer, & Brawley, 1985）：

• 任務凝聚力（Task Cohesion）：團隊成員為了達成共同的競爭任務與績效目標，彼此通力合作的程度。
• 社交凝聚力（Social Cohesion）：團隊成員彼此喜愛、享受相互陪伴並維持人際友誼的程度。

3. 凝聚力前置因素概念模式（Carron's Conceptual Model of Cohesion）： 包含「環境因素」（組織規範、合約、團隊規模）、「個人因素」（動機、滿意度、相似性）、「領導因素」（教練領導風格、行為回饋）與「團隊因素」（任務特性、團隊規範、團隊目標、角色明確與接受度）。提升凝聚力即是針對上述可調控之後天因素（尤其是領導與團隊層面）進行系統化介入。

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解題方法

本題為國家考試「體育行政」類科之經典申論題。解題切入點應採取「理論奠基 $\rightarrow$ 實務策略展現 $\rightarrow$ 效益總結」的架構，展現兼具運動心理學理論基礎與運動現場教練實務的作答深度：

1. 破題界定：簡明扼要點出凝聚力的「動態歷程」本質，並區分「任務凝聚力」與「社交凝聚力」，確立「以任務為核心、兼顧社交情感」的策略基調。
2. 系統化開展策略：以 Carron 的團隊因素與領導因素為架構核心，針對教練與團隊運作，從「目標設定」、「角色功能」、「溝通網絡」、「團隊文化與認同」、「領導行為」及「社交互動」等面向，條列出具操作性與心理學支持的提升策略。
3. 收斂總結：點出團隊凝聚力的維繫需視情境動態調整，並強調團隊規範對預防破壞性次級團體（派系）的重要性。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無選項分析。在申論評分標準中，考官評閱此題的評分指標著重於：

1. 理論精準度：能否寫出 Carron 的凝聚力內涵、任務凝聚力與社交凝聚力的區別。
2. 面向完整性：回答不可僅侷限於「聚餐、辦活動」等表層社交手段，必須深入「目標、角色、溝通、規範、教練領導」等任務面向。
3. 架構層次：標題層次分明、用詞專業，具備體育行政與運動科學專業論述能力。

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解題技巧

1. 破除直覺盲點（常見陷阱）：

• 陷阱一：將凝聚力窄化為「社交感情好」。一般考生常直覺回答「多辦休閒聯誼、建立感情」，但在高競爭運動情境中，「任務凝聚力」（對共同勝利目標的承諾）往往比「社交凝聚力」對運動表現有更直接且穩定的正向預測力。過度強調社交有時甚至可能演變為團體迷思或忽視規範。
• 陷阱二：口號化與空泛化。切忌寫「教練要好好對待選手」、「大家要一條心」等口語，務必換成專業術語，如「角色明確性（Role clarity）」、「角色接受度（Role acceptance）」、「團隊規範（Team norms）」。

2. 記憶口訣與答題骨架： 作答時可利用「標、角、通、認、範、導、社」七字口訣快速構思結構：

• 標：設定團隊目標。
• 角：明確角色與接納。
• 通：保持開放溝通。
• 認：塑造團隊認同與獨特性。
• 範：建立正向團隊規範。
• 導：發揮民主與支持性領導。
• 社：營造良性社交支持。

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【答案】

申論答題參考架構與擬答如下：

核心觀念

本題出自民國 107 年高考三級體育行政類科《運動自然科學》（運動生物力學領域），主要測驗考生對流體力學（Fluid Mechanics）​中「流體動態阻力」之定義、物理公式推導及運動實務影響變數的理解程度。

1. 拖曳力（Drag Force, $F_D$）的定義： 物體在流體（氣體或液體）中運動，或流體流經物體時，流體對物體所施加之合動態力（Dynamic fluid force）在平行於相對運動方向、且方向相反的分力，其作用為阻礙物體與流體之間的相對運動。
2. 總流體阻力公式： $F_D = \frac{1}{2} C_D \rho A v^2$

• $F_D$：拖曳力（單位：$\text{N}$）
• $C_D$：拖曳係數（Drag coefficient，無因次常數）
• $\rho$：流體密度（Fluid density，單位：$\text{kg/m}^3$）
• $A$：迎風截面積／投影面積（Frontal area，單位：$\text{m}^2$）
• $v$：物體與流體間之相對速度（Relative velocity，單位：$\text{m/s}$）

3. 拖曳力的組成機制：

• 表面摩擦阻力（Surface drag / Skin friction drag）：由流體黏滯性與物體表面剪應力所致。
• 形狀／壓力阻力（Form drag / Pressure drag）：由物體迎風面與背風面之壓力差所致。
• 興波阻力（Wave drag）：發生於雙相介面（如水與空氣交界面）因激起波浪所產生的阻力。

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解題方法

本題為典型申論題，答題架構應採「定義確立 $\rightarrow$ 數學模型支撐 $\rightarrow$ 變數拆解與機制說明 $\rightarrow$ 運動實例佐證」四層次展開：

1. 第一部分：概念定義

• 區分「相對運動」而非「絕對運動」。
• 明確指出拖曳力是流體作用力沿相對運動反方向的「平行分力」（與之垂直的分力為升力 Lift force）。

2. 第二部分：理論公式導出影響變數

• 寫出標準流體阻力方程式 $F_D = \frac{1}{2} C_D \rho A v^2$。
• 以公式中的四個獨立變數為大綱，逐一剖析其對阻力的影響權重。

3. 第三部分：質性生物力學機制補充

• 將影響拖曳係數（$C_D$）的內在子因素展開（流線型程度、表面粗糙度、邊界層分離）。
• 補充水上運動特有的「興波阻力」。

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選項分析

本題為國家考試專業科目之申論題，非選擇題，故無固定選項。評分重點聚焦於「物理定義嚴謹度」、「影響因素完整性」及「運動實務連結性」：

• 未列出物理公式者：僅質性描述速度與面積，缺乏數學方程式論證，難以取得高分（常僅能得基本分 10～12 分）。
• 遺漏「相對速度」或未標記「平方」關係者：誤寫為與速度成正比，屬重大物理概念瑕疵。
• 未區分形狀阻力與表面摩擦阻力者：僅籠統寫「表面」，無法展現高普考層級對邊界層分離（Boundary layer separation）與流線化設計的專業知識。

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解題技巧

1. 公式記憶口訣（密、積、速、係）： 考場上第一時間在草稿紙寫下 $F_D = \frac{1}{2} C_D \rho A v^2$，即可直接對應出四大影響因素：

• 密：流體密度（$\rho$）
• 積：迎風截面積（$A$）
• 速：相對速度平方（$v^2$）
• 係：拖曳係數（$C_D$，內含形狀、表面材質）

2. 常見陷阱與扣分點：

核心觀念

本題評量運動生理學、運動生物化學與運動營養學在特定專項（籃球）上的綜合應用能力，核心在於：

1. 籃球運動之生理特性：屬於「高強度、間歇性」運動，結合無氧動力（ATP-PCr 系統與乳酸醣酵解系統提供跳躍、衝刺、急停變向）與有氧耐力（提供攻守轉換、暫停與節間之恢復基礎）。同時，頻繁的跳躍落地與急停包含大量離心收縮，易造成運動引發之肌肉損傷（EIMD）。
2. 營養增補劑（Nutritional Ergogenic Aids）之實證分類：依據國際奧林匹克委員會（IOC）與國際運動營養學會（ISSN）之實證等級（Class A / Strong Evidence），選取兼具合法性、安全性與顯著提升運動表現或加速恢復之營養品。
3. 長期密集賽程之恢復機制：高頻率出賽（如連續出賽、密集盃賽）會加劇神經疲勞、肝醣耗竭、脫水與慢性發炎，補充重點須兼顧「即時性表現提升」與「修復超補償」。

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解題方法

本題採「生理特徵－代謝機制－增補處方」之矩陣對應法切入：

1. 確立專項生理需求：先定義籃球運動的四大挑戰——高強度無氧爆發、密集離心肌肉損傷、大量排汗與神經疲勞、長期密集賽程的有限恢復時間。
2. 篩選對應之實證增補品：嚴格挑選國際運動營養權威機構認可、具備充分科學文獻支持之一級增補劑（避免列舉療效不明確或具爭議之品項）。
3. 深入闡述生理作用機制與理由：針對每一項增補劑，說明其在體內的生化反應、對應的代謝路徑，以及如何解決上述運動員面臨的生理瓶頸。

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選項分析

本題為國家考試之申論題，非選擇題型，並無個別選項。閱卷評分重點在於「增補劑與籃球運動特性的扣合度」與「生化機制論述的深度」，各類品項在申論作答時的適切性分析如下：

• 核心必答品項（得分關鍵）：
• 一水肌酸：精準對應 ATP-PCr 爆發力與反覆衝刺需求。
• 優質蛋白質（如乳清蛋白）：精準對應急停跳躍之離心肌損修復與肌肉合成（MPS）。
• 碳水化合物補給品：精準對應高強度間歇跑動之肝醣消耗與賽後快速回補。
• 水與電解質：精準對應室內高溫多汗之水分流失與神經肌肉傳導穩定。
• 咖啡因：精準對應中樞神經刺激、專注度與自覺用力係數（RPE）之降低。
• 進階延伸品項（加分項目）：
• $\beta$-丙胺酸：提升肌肉肌肽（Carnosine）以緩衝 $H^+$，延緩乳酸堆積與疲勞。
• 魚油（Omega-3）與維生素 D：針對長期密集賽程之抗發炎、關節保護與室內訓練日照不足問題。
• 易失分／不宜列入品項：
• 切勿列入世界運動禁藥管制組織（WADA）禁用之興奮劑、合成代謝類固醇等違禁藥物。
• 避免將效果實證不足、機轉微弱的補品（如左旋肉鹼 L-Carnitine、花鹿茸等）作為主軸，以免展現不符運動科學主流認知的論點。

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解題技巧

1. 架構層次化：答題採「先寫運動特性，再分項列舉增補品與理由」，結構明快，利於閱卷委員逐點給分。
2. 扣緊「長期密集」題旨：不可只答提升單次爆發力的增補劑，必須特別強調「肝醣再合成」、「肌纖維修復」與「抗發炎免疫維持」，凸顯對密集賽季恢復的理解。
3. 運用專業運動生理學詞彙：適度帶出如「ATP-PCr 系統」、「離心收縮與 EIMD」、「mTOR 途徑」、「肌肉蛋白質合成（MPS）」、「肌肉肌肽與緩衝容量」等專有名詞，展現專業深度。

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【答案】

一、 籃球運動之專項生理特性

1. 能量代謝特性：屬於高強度間歇性運動。場上之加速衝刺、急停變向、強力起跳爭球等動作高度依賴磷酸原系統（ATP-PCr）​與快速醣酵解系統提供無氧爆發力；而攻守轉換、暫停與節間休息則需仰賴有氧系統快速再合成 ATP 並清除代謝副產物。
2. 骨骼肌肉負荷：頻繁的跳躍著地與變向煞車產生劇烈之離心收縮，極易引發骨骼肌微結構受損（運動引發之肌肉損傷，EIMD）與延遲性肌肉酸痛（DOMS）。

核心觀念

本題評量運動生理學與運動訓練法之核心知識，涉及：

1. 高強度間歇訓練（High-Intensity Interval Training, HIIT）的操作性定義與訓練處方變數：運動與休息交替之作息比（work-to-rest ratio）、負荷強度（通常以 $\ge 80\% \sim 90\%$ 最大心率 $\text{HR}_{\max}$ 或 $\ge 85\% \sim 100\%$ 最大攝氧量 $\text{VO}_2\max$ 定義）。
2. 能量系統整合：無氧磷化物系統、無氧醣解與有氧氧化系統之動態交互作用。
3. 心血管適應：每搏輸出量（Stroke Volume, SV）、心肌收縮力、血管內皮功能（FMD）與最大攝氧量之調控。
4. 細胞與分子代謝調控：單磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）與 p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）路徑活化過氧化體增殖活化受體 $\gamma$ 共活化因子 $1\alpha$（PGC-1$\alpha$），進而驅動粒線體生物合成（Mitochondrial Biogenesis）及葡萄糖轉運蛋白 4（GLUT4）轉位。
5. 後燃效應：運動後過量氧耗（Excess Post-Exercise Oxygen Consumption, EPOC）及其脂質氧化機制。

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解題方法

本題屬「名詞解釋＋生理機轉比較」型之申論題，答題策略應採取​「定義先立、維度展開、機轉對比」​之架構：

1. 破題定義：清楚界定 HIIT 的操作機制、強度門檻、間歇結構與常見處方模式（如 Tabata 或 4×4 間歇）。
2. 對比開展：以中強度持續性訓練（Moderate-Intensity Continuous Training, MICT，通常為 $60\% \sim 75\% \text{HR}_{\max}$ 持續 30～60 分鐘）為對照基準，從心血管系統、粒線體與分子適應、代謝與胰島素敏感度、運動後代謝（EPOC）與脂肪消耗、神經肌肉適應五大生理層面，逐一剖析 HIIT 之生理優勢與生理反應機制。
3. 凸顯「時間效率（Time-efficiency）」的生理學本質：點出為何「較短時間」能誘發同等甚至更佳之細胞內分子訊息傳遞反應。

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選項分析

本題為高考三級體育行政類科之申論題，無選擇題選項。依據典試委員評分標準，配分通常採兩階段落點：

• 子題一：何謂高強度間歇訓練（約佔 30% 分數）： 若僅回答「很累的間歇運動」將難獲高分；必須具備強度數值（$\text{HR}_{\max}$、$\text{VO}_2\max$）、作息間隔、主動/被動恢復等運動處方（FITT-VP）要素。
• 子題二：相較於 MICT 之生理效應（約佔 70% 分數）： 若僅回答「比較燃脂、心肺變好」屬通俗口語；必須寫出生理機轉關鍵名詞（如每搏輸出量、PGC-1$\alpha$、GLUT4、EPOC、快肌纖維徵召），方能獲得「極佳（20分以上/滿分25分）」等級。

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解題技巧

1. 比較型題目採用「對比標題」：內文採用系統分類，段落標題並列呈現「HIIT 相對於 MICT」的具體優勢。
2. 必背專業關鍵字：$\text{VO}_2\max$、每搏輸出量（SV）、PGC-1$\alpha$、粒線體密度、EPOC、快肌纖維（Type II）、胰島素敏感度。
3. 常見陷阱與盲點：

• 避免將 HIIT 與 SIT（Sprint Interval Training，衝刺間歇訓練，超最大強度全力衝刺）混為一談，答題時可適度說明兩者同屬間歇體系，但 HIIT 強度通常落在次最大至最大攝氧量區間。
• 勿忽視心血管「中央適應（心臟幫浦功能）」與「周邊適應（微血管與粒線體攝氧能力）」的雙重對比。

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【答案】

一、高強度間歇訓練（HIIT）之定義與特徵

高強度間歇訓練（High-Intensity Interval Training, HIIT）是一種將多次短時間的高強度運動刺激與低強度動態恢復或完全靜止休息反覆交替實施的訓練法：

1. 負荷強度：運動階段之心率通常設定在 $80\% \sim 95\%$ 最大心率（$\text{HR}_{\max}$）或 $85\% \sim 100\%$ 最大攝氧量（$\text{VO}_2\max$），使運動強度接近或略高於乳酸閾值（Lactate Threshold）。