上海市儿童青少年运动员反应时、协调性、灵敏度的年龄特征

蔡广 沈勋章 许汪宇 葛珺

上海体育科学研究所（上海200030）

儿童青少年由于各个器官系统发展的程度有所不同，性别和发育阶段差异，以及遗传和环境的作用，其各项身体素质在某一生长发育期中生长发育速度较快，机体对外界环境因素的影响最敏感，此时是选材和训练的大好时机，常称为运动素质最佳敏感期和最佳发展期[1-4]。最佳敏感期的适宜训练刺激将会对此项运动素质的快速提高起到事半功倍的作用，早于或晚于敏感期的训练，其效果会大大降低，且某些早于敏感期的运动素质训练，还可能给儿童青少年身体带来伤害，从而缩短运动寿命。

上世纪80年代末到90年代初，研究人员对儿童青少年运动员各项身体素质发育规律进行了研究和报道，相关成果对儿童青少年训练提供了很好的帮助[1-4]；然而近20年来，数次大规模的中国学生健康与体质调查表明，中国儿童生长发育有加速的长期趋势[5，6]。 因此，当前的儿童青少年运动员各项身体素质发育规律是否也存在加速的趋势，是值得科研工作探讨的问题。

近十多年来，上海市各区、县每年定期开展大规模三线儿童青少年运动员选材测试工作，上海体育科学研究所选材研究中心每年都定期开展二线优秀运动员的年度追踪测评工作。本文以这两项选材工作为基础，整理近4年选材测试数据，探讨上海市儿童青少年运动员反应时、协调性、灵敏度的年龄特征，以期为儿童青少年训练选材提供一定的参考。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

本研究对象为上海市各区、县三线运动员和上海市二线运动员，年龄7～17岁，样本采集测试时间为2008～2011年共4年，每年在8～10月份集中测试，每位运动员根据其训练项目进行一项或多项测试，总体测试样本为11254人，其中男子6152人，女子5102人，样本量最少为女子声反应16岁年龄段，共49人，样本量最多为女子综合反应12岁年龄段，共599人，每个测试项目样本总体分布趋势为:两头年龄段较少，中间较多，各个测试项目每个年龄段的男女详细人数分布见表1。

1.2 研究方法

1.2.1 测试仪器

上海体育科学研究所选材研究中心研制的psytech心理实验系统，包括控制电脑1台，心理软件1套，脚踏板1对，手控面板1个。

1.2.2 测试方法

1.2.2.1 光反应（眼 手）:受试者呈坐位，用优势手拇指轻按在手控面板按键上，注意力集中，注视屏幕

上的小灯或图形，当出现亮点（红灯）后，立刻用手按键，反应越快越好，共测5次，去掉最大值和最小值，剩余的3次取平均值，单位为毫秒（ms）。

1.2.2.2 声反应（耳 脚）:受试者呈坐位，脚轻放在踏板上，戴上耳机，注意力集中，当听见声响时，立刻用脚踩踏板，反应越快越好，共测5次，去掉最大值和最小值，剩余的3次取平均值，单位为毫秒（ms）。

1.2.2.3 综合反应:受试者呈坐位，双眼注视屏幕上的图形，注意力集中，双手分别按在手控面板同侧按键上，双脚踏在同侧的踏板上。屏幕有6幅图形（图1），每个图的四个角上各有一个圆圈，左上角对应左手键，右上角对应右手键，左下角对应左脚键，右下角对应右脚键。当受试者准备好时，按任意键即开始计时，每幅图形从实心圆圈开始，顺着线条标记方向往下做，要求在做对的前提下，完成速度越快越好，测试时，先试做一组，然后正式测试后7组，最终记录7组中最快的一组，为最优组成绩，同时记录同组的错误次数，单位为秒（s）。

图1 综合反应测试示意图

1.2.2.4 测试要求:测试仪器均放置在较安静的单独的房间内，以减少测试时外界环境对受试者的干扰。

1.2.3 数据统计:所有数据采用SAS6.12统计软件包进行统计学处理，拟合趋势线采用多项式，阶数为2。

2 结果与分析

2.1 光反应年龄特征

反应时是指人体的感受器官接受刺激，通过传导，引起肌肉收缩过程，反应时越短，机体对刺激的反应越迅速。光反应和声反应都属于简单反应时，前者反映的是视觉反应，后者反映的是听觉反应，它们都主要受先天遗传的影响，后天改变小[2]。 图2、3分别是男女光反应变化趋势情况。由图2可见，男子光反应数值随着年龄增长呈现下降趋势，但在年龄最后阶段，即15～17岁呈现上升趋势。从图3中可见，女子整个年龄段，光反应数值均呈现下降趋势。从拟合趋势线看，男女在15岁以前光反应时数值都是下降趋势，15岁以后拟合趋势线变平坦，也就是反应时数值基本稳定不变。另外通过拟合趋势线变化可见，男女光反应数值在12岁之前变化幅度较大，在12～15岁之间变化趋缓，15～17岁趋于稳定。以上光反应的变化趋势反映了儿童青少年视觉反应年龄规律，随着年龄的增长，视觉反应变化呈现加快的趋势，在12岁之前变化幅度较大，12～15岁变化幅度逐渐趋缓，15-17岁变化趋于稳定，也就是视觉反应速度不再发生变化。

上世纪90年代，谢燕群《运动员选材学》中引用了法尔费利《运动生理学》中反应速度与年龄关系的研究[3]。该研究表明:在2～3岁时反应的潜伏时间为0.5～0.90秒，而在5～7岁时反应的潜伏时间就缩短到0.30～0.40秒，到13～14岁，运动反应潜伏时间已达0.15～0.20秒，基本接近成人水平；此外，在不同的年龄阶段，运动反应潜伏时间的缩短速度也不同:9～11岁以前，运动反应潜伏时间的缩短速度很快，在这以后，缩短速度逐渐放缓，特别是在13～14岁之后，缩短速度就更慢。本研究视觉反应发育趋势与文献报道基本一致，但是加速期和稳定期时间点均往后推迟1岁，这可能是视觉反应发育长期变化的结果。近年有研究报道男女视觉反应速度快速增长期存在性别差异，但是该研究中采用的是视觉选择反应时，与本研究简单反应时测试方法存在一定的差异，且样本量也远远少于本研究，这些也许是造成与本研究有差异的原因。

图2 不同年龄组儿童青少年运动员光反应变化曲线（男）

图3不同年龄组儿童青少年运动员光反应变化曲线（女）

2.2 声反应年龄特征

图4 、5分别是男女声反应变化趋势情况。从图4、5中可见，男女在9岁之前，声反应数值都呈现快速下降趋势，但在9～10岁之间男女均出现平台现象，声反应变化趋缓，10岁以后又开始呈现下降趋势。从拟合趋势线看，男女声反应数值在15岁之前变化幅度最快，而15岁以后变化趋缓，但是相对于光反应15～17岁趋于稳定，声反应在15～17岁之间并未出现稳定现象，仍旧呈现下降趋势。以上的变化趋势反映了儿童青少年运动员听觉反应年龄规律，随着年龄的增大，听觉反应变化呈现加快的趋势，9岁之前变化幅度较大，9～10岁之间变化趋缓，10～15岁以后变化幅度又开始加大，15～17岁以后变化趋缓，但是并未表现出稳定。

曾凡辉等报道声反应和光反应年龄变化规律[2]:光反应时明显快于声反应时，但它们在年龄变化规律上基本一致，男女均在14岁以前增长明显，各年龄组之间存在明显差异（P<0.05），14岁以后，各年龄组之间无显著性差异，趋向稳定。本研究中光反应和声反应总体趋势也基本相同，但是具体各年龄段的情况两者之间还有一定差异，声反应时在9～10岁之间有平台现象，而光反应没有；另外光反应在12岁以前变化比较快，而声反应在15岁以前变化比较快，15岁以后光反应时趋于稳定，而声反应并未表现出稳定趋势，声反应快速增长阶段也比曾凡辉等报道要推后1年。

图4 不同年龄组儿童青少年运动员声反应变化曲线（男）

图5 不同年龄组儿童青少年运动员声反应变化曲线（女）

2.3 协调性年龄特征

综合反应是比光反应和声反应更复杂的神经活动过程的测试方法，这种测试都需要大脑进行迅速判断，按照程序要求，指挥手和脚的相互配合完成测试，其完成测试的时间可以反映运动员的灵敏素质，测试过程中的错误次数则可以反映运动员的协调能力。图6、7分别是男、女综合反应中错误次数变化曲线图。从图中可见，总体上男女错误次数均随着年龄增长而下降，但是男子在10～11岁之间，女子在9～10岁之间出现平台现象，表明错误次数变化在这两个年龄段之间变缓。从拟合趋势线看:男女都出现14岁以前错误次数呈现下降趋势，14岁以后表现出上升趋势。综合反应错误次数变化趋势反映了儿童青少年运动员协调性年龄规律，男子在10岁之前协调性发展迅速，10～11岁开始减缓，11～14岁又开始加快，14～17岁开始出现下降趋势；女子在9岁之前发展迅速，9～10岁开始减缓，10～14岁又开始加快，14～17岁也开始出现下降趋势。毛浓选报道了7～10岁男子少年武术运动员协调能力发展特点，该研究显示7～9岁年龄段少年儿童动作协调能力增长速度比较快，9～10岁年龄段是协调能力发展平缓期[7]，该结果与本研究相同年龄段男子年龄特征基本一致。

本研究显示协调性不但有年龄差异，还出现了性别差异，男女都出现协调能力发展缓慢期，但是男子在9～10岁之间，而女子在10～11岁之间，两者拟合趋势线在同一坐标体系中出现明显的交叉现象，交叉点在11岁，11岁以前女子协调性好于男子，11岁以后男子协调性好于女子。谢燕群关于协调性的研究也有相同的报道[3]:儿童少年的协调能力随年龄的增长而提高，但是男女协调能力发展存在性别差异，在青春期以前，一般是女孩比男孩协调性好，在青春期以后，男孩协调性好于女孩。潘泰陶报道了以视觉与上肢之间配合为主要任务的动作协调能力研究结果:7～9岁时男童比女童发展水平低，10岁出现交叉，11～12岁时发展又呈现出一个加速，女童随年龄增长发展较平稳[8]，该报道的性别差异发展特点与本研究相似，但交叉点早于本研究。

图6 不同年龄组儿童青少年运动员综合反应错误次数变化曲线（男）

图7 不同年龄组儿童青少年运动员综合反应错误次数变化曲线（女）

2.4 灵敏度年龄特征

灵敏度是指在复杂条件下对刺激作出快速和准确的反应，灵活控制身体和随机应变的能力，灵敏度与中枢神经活动有着紧密联系[2]，因此综合反应的测试时间能在一定程度上反映运动员的灵敏度。图8、9即是男女儿童青少年运动员综合反应时间变化曲线图。从图中可见男女综合反应时间数值也是随着年龄增长而减小，从拟合趋势线看男女综合反应时间数值在15岁以前均呈现下降趋势，15岁以后变平坦，综合反应时间数值保持稳定。综合反应时间数值在13岁以前变化较快，13～15岁变化趋缓，15岁以后基本保持不变。综合反应时间数值变化趋势反映了灵敏度年龄规律，灵敏度随着年龄增长而增长，在13岁以前发展速度最快，13岁到15岁发展速度减缓，15岁以后基本趋于稳定。

谢燕群认为[3]:空间定位准确性是灵敏度的表现之一，在7岁以前，空间定位能力还不是很发达，7～10岁提高很快，10～12岁稳定，14～15岁时判断身体各部分在空间的姿势和位置能力有所下降，16～17岁时，空间判断能力已接近成人水平。本研究中，灵敏度无论男女在13岁以前变化都很快，在15岁以后稳定，而在14～15岁阶段并无下降趋势。两结果出现较大的差异原因可能是由于对于灵敏度理解的差异，空间定位应该属于空间感觉，并非为灵敏度表现。曾凡辉等[2]研究认为，男女儿童青少年综合反应时在14岁以前增长最快，各年龄组差异显著，15岁以后显著性差异消失，趋向稳定。本研究综合反应数值变化趋势与曾凡辉研究结果一致。

图8 不同年龄组儿童青少年运动员综合反应最优组时间变化曲线（男）

图9 不同年龄组儿童青少年运动员综合反应最优组时间变化曲线（女）

2.5 反应时、协调性、灵敏度年龄规律的应用

神经系统是生长发育最早的系统之一，这是神经系统的最大特点。如果没有强大的神经系统支持，人体就无法适应环境，无法生存下去。成人脑正常重量是1400～1500克，儿童长到6岁时，脑重量可达1200克，已接近成人脑总重量的90%，另外的10%在以后十年内逐渐长成，主要是质的变化，神经系统的髓鞘膜到9岁时基本发育完善，以保证神经传导的精确性，没有髓鞘膜，神经传导就不完善[2]。我们测定的反应能力与神经传导速度有密切关系，本研究显示视觉反应在12岁之前变化幅度最大，为加速期；12～15岁变化幅度逐渐趋缓，为变缓期；15～17岁变化趋于稳定，为稳定期，视觉发育规律提示对于视觉反应的训练在12岁之前效果最佳，视觉反应缩短速度要比未接受体育训练的快得多，如果在这一年龄段不加以训练，那么所造成的差距，后阶段训练可能难以弥补。听觉反应同样与神经系统发育关系密切，本研究中男女发育规律一致，无性别差异，在9岁之前变化幅度最大，为加速期；9～10岁之间变化趋缓，为平台期；10～15岁以后变化幅度又开始加快，为加速期；15～17岁变化趋缓，但是并未表现出稳定。因此对于听觉反应的训练应从儿童时期就开始，特别是在9岁以前和10～15岁年龄段是听觉发育的敏感期，需要进行强诱导刺激。

协调性与灵敏度同样与神经系统有密切联系，人体动作控制从婴儿时期粗放到儿童少年时期的精细，这些都与大脑以及神经系统发育逐渐完善有关。随着神经发育的完善，动作控制更加精细灵活，这些都是协调性和灵敏度提高的表现。本研究显示男女协调性发育有明显的性别差异，11岁以前女子协调性好于男子，11岁以后男子协调性好于女子，男子快速发展期在10岁以前和11～14岁，女子为9岁之前和10～14岁；灵敏度发育男女无性别差异，男女均在13岁以前为快速发展期。以上规律提示协调性、灵敏度都要在少年早期，特别是各自的敏感期予以塑造和选择，给予充分的改善。运动实践和早期研究结果也都说明，凡是不需要特殊力量和特殊耐力的技术项目，12岁以前的少年儿童是完全可以胜任的，如体操运动，12～13岁就能进入体坛，女孩在14～15岁就能夺得世界冠军。因为体操运动是以灵敏、协调、反应为主的项目，这与女子神经系统的发育有着密切关系，所以对协调、灵敏素质，无论选材还是训练都要抓住敏感期，进行挑选、培养，过时训练，发展提高就很困难。

3 小结

反应时、协调性、灵敏度是运动能力三项最基本，也是最重要的运动素质，几乎所有运动项目都需要。本研究显示反应时、协调性、灵敏度均表现出不同的年龄特征，有加速期、变缓期、平台期、稳定期、下降期，其中协调性还表现出性别特征；与早期的研究结果相比，反应时、协调性、灵敏度的发育加速期、稳定期均有一定的差异。在儿童青少年日常训练中，教练员应该根据三种运动能力的发育特点，在其敏感期里给予恰当的刺激，以达到最佳的训练效果。

[1]刘献武，林文弢，胡亦海，等.运动选材学.北京:人民体育出版社，1991:51-52.

[2]曾凡辉，王路德，刑文华，等.运动员科学选材.北京:人民体育出版社，1992:40-46.

[3]谢燕群.运动员选材学.四川:四川教育出版社，1990:63-83.

[4]何方生.运动人才学.福州:福建人民出版社，1992:130-135.

[5]张绍岩，花纪青，刘丽娟，等.中国人手腕骨发育标准—中华05.III.中国儿童骨发育的长期趋势.中国运动医学杂志，2007，26（2）:149-153.

[6]中国学生体质与健康研究组:改革开放20年中国汉族学生体质状况的动态分析.中国学生体质与健康调研报告.北京:高等教育出版社，2002:54-93.

[7]毛浓选.7～10岁男子少年武术运动员动作协调能力发展特征研究.搏击武术科学，2008，5（6）:38-40.

[8]潘泰陶.7～12岁儿童动作协调能力性别差异的研究.中国体育科技，2002，38（11）:15-17.

[9]支二林，王永波，王大鹏，等.长春市中小学生视觉选择反应时的动态分析比较研究.沈阳体育学院学报，2004，23（3）:392-393.