运动对儿童执行功能发展的积极效应

揭江　黄焰

【摘要】执行功能对个体认知、情感和社会功能的发展影响深远，与学业成就、家庭和事业的成功密切相关。研究表明，儿童期是其发展的关键时期。因此，如何有效提高儿童的执行功能成为近年来心理学和教育学研究的热点。大量研究已表明运动能提高儿童的执行功能，且不同运动训练对执行功能的影响存在差异。经以往研究分析，建议未来的研究更多关注学龄前儿童和特色运动项目；并对个体差异如何调节运动对执行功能的影响进行深入探讨。

【关键词】执行功能 运动 儿童 认知发展

【中图分类号】G80 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）09-0247-02

执行功能（Executive Functions）是指服务于目标导向行为的一系列认知能力[1]，它对个体多方面发展有着重要意义。首先，早期的执行功能水平能够持续预测在校数学成绩、阅读能力以及亲社会行为[2-3]。其次，执行功能与心理健康息息相关：执行功能较高的个体，表现更少的消极情绪，更高的自我效能感和情绪调节能力[4]。一项长程追踪研究发现，3到11岁时自我控制较差的孩子在30年后往往健康状况更差，挣钱更少，犯罪率更高[5]。综合上述，执行功能关系到个体的学业成就、家庭和事业成功，甚至社会繁荣稳定。采用有效方法提高執行功能，对个人成功、社会进步都有着极为重大的意义。

越来越多心理学和教育学研究证实，运动能提高儿童的执行功能的。本文通过回顾国内外相关实证研究，再次验证运动对儿童执行功能的积极效应；并对这些研究进行分析比较，发现其中不足；并对今后的发展方向提出意见与建议。

一、执行功能的概念

经过近些年的发展，执行功能的概念已经相对完善，当前学术界较为成熟的是由Miyake提出的执行功能三维观： Miyake等人对多种执行功能测试结果进行潜变量分析，获得三种关键成分：抑制控制、工作记忆和认知灵活性，三者既相互独立，又彼此联系[6]。该框架提出后，大多数研究证实了其合理性。由此，该框架成为主流的执行功能框架[7]。

抑制控制是指在完成目标任务时，抑制占优势的自动化的反应，即将注意和行为投向目标刺激的能力。工作记忆是指在短时记忆系统中存储和更新信息的能力。认知灵活性是指面对新任务时，灵活转换的能力。它是基于工作记忆和抑制控制过程的——儿童若能够成功完成规则转换，其工作记忆必定能够保持多种规则，也必定能够抑制之前用过的规则[8]。复杂的执行功能还包括计划、推理和问题解决。

二、运动促进执行功能的实证研究

根据训练次数可将运动促进执行功能的研究分成急性运动训练与长程运动训练两类。

1.急性运动训练的研究

急性运动是指单次的持续时间为10～60分钟的运动。行为学和神经生理学指标均表明急性运动能提高儿童的执行功能，如Hillman和Pontifex等人发现一次20分钟中等强度的慢跑能提高儿童的注意控制[9]：Flanker任务上更高的正确率和p3成分波幅增加。国内研究得出类似结论：一次30分钟功率自行车训练后，10岁儿童抑制功能得到改善，fMRI结果表明运动后额叶顶叶激活增加，左侧扣带回激活降低[10]。

运动特征影响着执行功能的训练效果。不同类型的短时中等强度运动对执行功能整体及其子成分的影响存在差异；有氧运动比灵敏运动和阻力运动更能促进小学生执行功能[11]；中等强度的篮球运动对执行功能的积极影响最大[12]；运动时长不同，训练效果也不相同[13]。个体差异也会对训练效果产生影响。有研究发现初始认知控制水平低的儿童从急性运动训练中受益更大[14]。在不同认知参与程度的两类运动中，身体素质或学业成绩较好的孩子的工作记忆能从中获益，表明生理和认知上的需求量可能要依据个体情况做出相应调整[15]。

2.长程运动训练的研究

长期的瑜伽和有氧训练能够帮助儿童提高Stroop任务的表现 [16]，而恰恰舞训练则能够提高小学生大小—奇偶转换任务正确率，缩短1-back任务的反应时[17]。上述研究证明，长程运动训练也能够促进儿童执行功能。

同样，长程训练效果也会受到运动特征的影响。如殷恒婵，陈爱国等人发现20周训练后执行功能子成分的水平显著高于10周训练后的水平；“武术+跳绳+8字跑”方案抑制功能水平提高优于“花样跑步”方案；“花样跑步”刷新功能水平提高优于“武术+跳绳+8字跑”方案，转换功能上二者没有显著差异[18]。

三、总结与展望

通过两种训练方式效果的对比，人们发现长程训练几乎对所有子成分产生影响，而急性运动训练对各子成分的影响存在差异[21]；另外，研究发现长程的运动训练的效应持续性好于急性运动训练，效应的持续时间更长[22]。无论从效应的全面性还是持续性上看，长程的运动训练可能是一种更好的训练方式。文献回顾后，我们发现尚存在以下几方面问题：

1.忽视个体差异的影响

运动特征和被试的个体差异都对训练的效果产生影响，适合不同儿童的运动训练也可能不同。如何根据孩子的身心发展情况，更有针对性地设计促进儿童执行功能的运动课程，是我们十分关切的问题。因此，个体差异与运动特征的交互作用在未来的研究中应予与重视。

2.缺乏对学前儿童的研究

学前期是执行功能发展的关键期，但目前对学前儿童的执行功能研究还较少，因此，未来的研究需把目光更多投向学前儿童，对其执行功能发展的运动训练进行探讨。同时，研究者还需要注意在实验中根据学前儿童的特点设计与其能力相适应的测量任务。

3.运动项目选择单一

当前研究主要集中于功率自行车、慢跑等较普遍的体育项目，对特色的、传统的项目（如小拳种、踢毽子、抖空竹等）很少关注。已有研究表明太极拳，跆拳道，瑜伽等都对执行功能有良好的促进作用。因此，我们需要扩大体育项目的研究范围。

参考文献

[1] Banich M T. Executive Function： The Search for an Integrated Account[J]. Current Directions in Psychological Science， 2010， 18（2）：89-94.

[2] Gathercole S E， Pickering S J， Knight C， et al. Working memory skills and educational attainment： evidence from national curriculum assessments at 7 and 14 years of age[J]. Applied Cognitive Psychology， 2004， 18（1）：1-16.

[3] Smith-Donald R， Raver C C， Hayes T， et al. Preliminary construct and concurrent validity of the Preschool Self-regulation Assessment （PSRA） for field-based research[J]. Early Childhood Research Quarterly， 2007， 22（2）：173-187.

[4] Schmeichel B J， Tang D. Individual Differences in Executive Functioning and Their Relationship to Emotional Processes and Responses[J]. Current Directions in Psychological Science， 2015， 24（2）：93-98.

[5] Moffitt T E， Poulton R， Caspi A. Lifelong Impact of Early Self-Control[J]. American Scientist， 2013， 101（5）：352.

[6] Miyake A， Friedman N P， Emerson M J， et al. The Unity and Diversity of Executive Functions and Their Contributions to Complex “Frontal Lobe” Tasks： A Latent Variable Analysis ☆[J]. Cogn Psychol， 2000， 41（1）：49-100.

[7] Best J R. Effects of Physical Activity on Childrens Executive Function： Contributions of Experimental Research on Aerobic Exercise[J]. Developmental Review， 2010， 30（4）：331-351.

[8] Garon N， Bryson S E， Smith I M. Executive function in preschoolers： a review using an integrative framework[J]. Psychological Bulletin， 2008， 134（1）：31-60.

[9] Hillman C H， Pontifex M B， Raine L B， et al. The effect of acute treadmill walking on cognitive control and academic achievement in preadolescent children[J]. Neuroscience， 2009， 159（3）：1044-1054.

[10]陈爱国， 殷恒婵， 颜军，等. 不同强度短时有氧运动对执行功能的影响[J]. 心理学报， 2011， 43（9）：1055-1062.

[11]颜军， 王源， 陈爱国，等. 短时中等强度不同类型运动对小学生执行功能的影响[J]. 体育与科学， 2014（6）：94-100.

[12]趙莉. 不同强度篮球运动对小学生执行功能影响的实验研究[D]. 扬州大学， 2014.

[13]陈爱国， 冯磊， 朱丽娜，等. 不同持续时间的中等强度篮球运动对儿童执行功能的影响[J]. 首都体育学院学报， 2015， 27（3）：223-227.

[14] Drollette E S， Scudder M R， Raine L B， et al. Acute exercise facilitates brain function and cognition in children who need it most： An ERP study of individual differences in inhibitory control capacity[J]. Developmental Cognitive Neuroscience， 2014， 7（1）：53-64.

[15] J?ger K， Schmidt M， Conzelmann A， et al. The effects of qualitatively different acute physical activity interventions in real-world settings on executive functions in preadolescent children[J]. Mental Health & Physical Activity， 2015， 9：1-9.

[16] Telles S， Singh N， Bhardwaj A K， et al. Effect of yoga or physical exercise on physical， cognitive and emotional measures in children： a randomized controlled trial[J]. Chinese Medicine，7，1（2013-11-07）， 2013， 7（1）：37-37.

[17]丁莉.“Poker Face”恰恰舞对小学生执行功能影响的实验研究[D]. 扬州大学， 2015.

[18]殷恒婵， 陈爱国， 马铮，等. 两种运动干预方案对小学生执行功能影响的追踪研究[J]. 体育科学， 2014， 34（3）：24-28.

[19] Barenberg J， Berse T， Dutke S. Executive functions in learning processes： Do they benefit from physical activity？[J]. Educational Research Review， 2011， 6（3）：208-222.

[20] Tomporowski P D. Cognitive and Behavioral Responses to Acute Exercise in Youths： A Review[J]. Pediatric Exercise Science， 2010， 15（4）：348-359.