肌力訓練：該如何選擇訓練動作──自由重量 vs. 器械式重量
作者: 林庭佑 ／ 國立臺灣師範大學 體育與運動科學系 博士候選人
(此文章僅為提供資訊，非醫療建議，有任何疾病相關問題請與您的醫師討論)
上一篇文章討論過了多關節與單關節訓練動作的議題 <肌力訓練 ： 該如何選擇訓練動作──多關節動作 vs. 單關節動作>，這次要接著帶大家來看看肌力訓練的另外一種分類方式：自由重量 vs. 器械式重量。自由重量代表著訓練用的器材可以被自由地移動，例如槓鈴與壺鈴；器械式重量則是健身房常見的一座座很佔空間的機器，這類器材運動的軌道是被固定住的，例如進行膝關節伸展機。因為要同時控制前後、上下、左右的力量，我們可以把自由重量當作是３Ｄ的訓練，不像器械式重量大多只有固定的一條移動路線。這就是為什麼美國肌力與體能訓練協會 (National Strength and Conditioning Association) 把「模擬現實生活中的動作」(“Simulation of real-life activities”) 列為自由重量的主要優勢之一1(Pg35)。除此之外，自由重量跟器械式重量之間還有什麼訓練效果上的不同呢 ？
自由重量 vs. 器械式重量：對身體功能性的效果
Wirth等人發表於2016年的研究比較了每星期兩次，為期八周的自由重量 (槓鈴蹲舉，barbell squat) 與器械式重量 (腿部推蹬，leg press) 訓練對於身體功能的影響。他們的結果發現，只有自由重量組在八週的訓練後垂直跳躍 (squat jump & countermovement jump) 的能力有所提升2(T4)。
結論一：提升身體功能的效益：自由重量 > 器械式重量
自由重量 vs. 器械式重量：轉移效果
Rossi等人發表於2018年的研究一樣式比較蹲舉 (自由重量) 與腿部推燈 (器械式) 訓練的效果。結果顯示，在為期十周，每周兩次的訓練後，自由重量組不僅蹲舉進步的程度大於器械式組，而且即便自由重量組的訓練項目只有蹲舉，他們在腿部推蹬進步的幅度也與器械式組不相上下3(T2)，代表了自由重量訓練的轉移效果 (transfer) 比器械式訓練來得更好 (什麼是訓練的轉移請看多關節動作 vs. 單關節動作 )。
結論二：進行自由重量訓練後器械式動作的肌力也會有相當程度的進步，但反之不然。
自由重量 vs. 器械式重量：使用到的肌肉群
兩篇發表在肌力與體能訓練研究期刊 (Journal of Strength and Conditioning Research) 的研究分別探討了使用自由重量與否對於蹲舉4與仰臥推舉5訓練效果的影響。雖然動作不同，但兩個研究都是比較在使用一般的槓鈴 (自由重量) 與史密斯機器 (器械式重量) 時肌肉活動的程度。(史密斯架是一種將槓鈴固定在一條直線軌道上的器材，大家可以上網搜尋一下圖片。) 兩個研究都發現在使用自由重量的槓鈴時，特定肌肉群的肌電訊號高於使用史密斯機器 4(F1),5(T1)，代表自由重量對於負責動作穩定與保持平衡的協同肌群 (synergists) 可能有更好的訓練效果5(I2)。
結論三：不論是蹲舉還是仰臥推舉，使用自由重量 (正常槓鈴) 所訓練到的協同肌肉群比器械式 (史密斯架) 來得更多。
總結：不論是對身體功能、輔助肌群訓練還是轉移效果，自由重量都優於器械式重量。下一篇文章將接著探討肌力訓練動作的另外一個分類：結構式 vs. 非結構式。
延伸閱讀
Section 4.2. 7 The Use of Training Machines in Super Training Sixth Edition-Expanded Version by Yuri Verkhoshansky & Mel C. Siff (Verkhoshansky.com, 2009)
參考文獻
- Haff, G. G. & Triplett, N. T. Essentials of Strength Training and Conditioning 4th Edition. (Human Kinetics, 2015).
- Wirth, K., Keiner, M., Hartmann, H., Sander, A. & Mickel, C. Effect of 8 weeks of free-weight and machine-based strength training on strength and power performance. J Hum Kinet 53, 201-210, doi:10.1515/hukin-2016-0023 (2016).
- Rossi, F. E. et al. Strength, body composition, and functional outcomes in the squat versus leg press exercises. J Sports Med Phys Fitness 58, 263-270, doi:10.23736/s0022-4707.16.06698-6 (2018).
- Schwanbeck, S., Chilibeck, P. D. & Binsted, G. A comparison of free weight squat to Smith machine squat using electromyography. J Strength Cond Res 23, 2588-2591, doi:10.1519/JSC.0b013e3181b1b181 (2009).
- Schick, E. E. et al. A Comparison of Muscle Activation Between a Smith Machine and Free Weight Bench Press. The Journal of Strength & Conditioning Research 24 (2010).
作者介紹
作者林庭佑畢業於台師大體育與運動科學系與生命科學系 (雙學士)，以連續八學期系排名第一的成績畢業後直攻博士班，是體育系第一位完全跳過碩士逕讀博士的研究生，也是第一屆科技部優秀博士生獲獎者。在學期間通過美國肌力與體能訓練協會共四張證照考試 (NSCA-CPT, CSCS, CSPS, TSAC-F)，目前已通過資格考試，為臺師大體育與運動科學系博士候選人。
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