健美操锻炼对小学生执行功能的影响

2018-12-19王叶琼宋鑫平

体育世界(学术版) 2018年11期

王叶琼宋鑫平

小学阶段是儿童认知功能发展的关键期。而体育运动是促进认知发展的有效干预方式，能提高个体的执行功能。有研究表明，短时间健美操锻炼(有氧运动)较其他类型运动对小学生执行功能的改善更明显。虽然已有分析长时间有氧运动对小学生执行功能影响的研究，但缺少以健美操为干预方式的实证研究。为此，本研究假设，每周2次，每次90分钟，为期12周的中等强度健美操锻炼，能够提高小学生的执行功能。研究不仅能够丰富锻炼心理效益的相关理论，也能够为小学生执行功能的改善提供实证依据。

1. 研究方法

1.1 研究参与者

健美操干预组选取北京市某小学四年级选修健美操课的学生17名。以课后兴趣班的形式组织；手工干预组选取该小学四年级选修手工课的学生17名。以课后兴趣班的形式组织。对照组选取该小学四年级未选修这两门课程的学生18名。

1.2 研究设计及程序

本研究采用单因素纵向准实验设计，组间因素为干预类型，包括3个水平，分别为健美操、手工及无干预。干预时间为2017年9月至12月。实验为期12周，每周干预2次，每次干预时间为90分钟。

采用集体施测方式，分别在实验开始前和干预结束后一周测量参与者的执行功能。所有测试在型号为清华同方超翔Z860计算机(系统：MS Windows 7；CPU：i3；内存：4.00GB；硬盘：320GB)上完成。施测时间大约为30分钟，测试环境宽敞、明亮、安静。为衡量不同组身体活动量，在第7周采用《儿童身体活动问卷》进行集体施测，施测时间大约为8-10分钟。

1.3 研究材料

《儿童身体活动问卷》(Physical Activity Questionnaire for Older Children，PAQ - C)，见附录。该量表共有10个题目，用来评价过去7天整体的身体活动水平(总PA)及中等到较大强度身体活动(MVPA)。分别采用Stroop任务、More-odd shifting任务和2-back任务评价执行功能的抑制功能、转换功能和刷新功能。程序自编，该测量在计算机上完成，所有程序都通过E-prime 2.0系统实现。

1.4 数据处理

分别以执行功能的后测成绩为因变量，以干预类型为自变量，以前测成绩为协变量，进行协方差分析检验干预类型对执行功能的影响。在不满足协方差分析的前提条件时，以后测成绩与前测成绩的差值为因变量，以干预类型为自变量，进行单因素方差分析。使用SPSS16.0进行数据处理。

2. 结果与分析

本研究的有效参与者共计50人，其中健美操组16人(10.13 ± 0.342岁，男2人)，手工组16人(10.25 ± 0.447岁，男2人)，对照组18人(10.15 ± 0.104岁，男2人)。

2.1 小学生日常身体活动情况

三组学生身体活动水平的描述性统计见表1。可见，三组学生的日常活动量处于中等身体活动水平，且组间差异不大。

表1 儿童身体活动问卷评分(M±SD，n = 50)

注：MVPA为“中等到较大强度身体活动”；Q为PAQ-C问卷的题目编号；PA总分为“过去7天整体的身体活动水平”。

2.2 不同组干预前后的执行功能

执行功能各子功能的描述性统计如下：

由表2可知，运动干预前，三组学生抑制功能、转换功能和刷新功能的反应时相差不大，且正确率都在80%以上。干预后，抑制、转换和刷新功能的反应时有所下降，正确率有所提高。相较于手工和对照组，健美操组的后测成绩提高较多。结果提示，干预可能是有效的。为检验干预类型对执行功能各子功能的影响，需进一步进行协方差分析。

表2 干预前后执行功能各子功能的测量结果(M±SD)

2.3 干预类型对小学生执行功能的影响

2.3.1 干预类型对小学生抑制功能的影响

(1)干预类型对小学生抑制功能正确率的影响

经检验满足协方差分析的前提条件。检验结果(表4)表明，干预类型的主效应不显著(p > .05)。该结果表明在控制了前测成绩之后，干预类型对抑制功能正确率后测成绩的影响未达到显著水平。

表4 干预类型对抑制功能正确率影响的协方差分析(n = 50)

(2)干预类型对小学生抑制功能反应时的影响

经检验满足协方差分析的前提条件。检验结果(表4)表明，干预类型的主效应显著(F(2,46)= 8.817，p < .05，偏η2= .277)。该结果表明在控制了前测成绩之后，干预类型对小学生抑制功能反应时的后测成绩有影响。进一步进行事后比较。

表4 干预类型对抑制功能反应时影响的协方差分析(n = 50)

事后分析结果(表6)表明，健美操锻炼对小学生抑制功能反应时的影响较手工和无干预更优，而手工和无干预对抑制功能反应时的影响无明显差别。

表6 干预类型对抑制功能反应时影响的成对比较(n = 50)

表7 干预类型对转换功能正确率影响的协方差分析(n = 50)

由此可知，相较于手工和无干预，健美操锻炼对小学生的抑制功能具有改善和提高效应。

2.3.2 干预类型对小学生转换功能的影响

①干预类型对小学生转换功能正确率的影响

经检验满足协方差分析的前提条件。检验结果(表7)表明，干预类型的主效应不显著(p > .05)。该结果表明在控制了前测成绩之后，干预类型对转换功能正确率后测成绩的影响未达到显著水平。

②干预类型对小学生转换功能反应时的影响

经检验不满足协方差分析的前提条件。以三组学生More-odd shifting任务反应时的后测成绩与前测成绩的差值为因变量，以干预类型为自变量，进行单因素方差分析，考查干预类型对小学生转换功能反应时的影响。

检验结果(表8)表明，干预类型对小学生的转换功能反应时的影响具有显著性差异(F(2,49)= 5.027，p < .05，η2= .176)。即不同干预方式对各组学生转换功能反应时的影响存在区别，进一步进行事后比较。

表8 干预类型对转换功能反应时影响的单因素方差分析(n = 50)

事后分析结果(表9)表明，健美操锻炼对小学生转换功能反应时的影响较手工和无干预有差别，而手工和无干预对转换功能反应时的影响无明显差别。

表9 干预类型对转换功能反应时影响的成对比较(n = 50)

结合表10可知，健美操锻炼对小学生转换功能反应时的影响优于手工和无干预。

表10 干预类型对转换功能反应时影响的描述性统计(M±SD，n = 50)

由此可知，相较于手工和无干预，健美操锻炼能促进小学生转换功能的提高。

2.3.3 干预类型对小学生刷新功能的影响

①干预类型对小学生刷新功能正确率的影响

经检验满足协方差分析的前提条件。检验结果(表11)表明，干预类型的主效应不显著(p > .05)。该结果表明在控制了前测成绩之后，干预类型对刷新功能正确率后测成绩的影响未达到显著水平。

②干预类型对小学生刷新功能反应时的影响

经检验不满足协方差分析的前提条件。以三组学生2-back任务反应时的后测成绩与前测成绩的差值为因变量，以干预类型为自变量，进行单因素方差分析，考查干预类型对小学生刷新功能反应时的影响。

表11 干预类型对刷新功能正确率影响的协方差分析(n = 50)

检验结果(表12)表明，干预类型对小学生的刷新功能反应时的影响存在显著性差异(F(2,49)= 11.313，p < .05，η2= .325)。即不同干预方式对各组学生刷新功能反应时的影响有区别，进一步进行事后比较。

表12 干预类型对刷新功能反应时影响的单因素方差分析(n = 50)

事后分析结果(表13)表明，健美操锻炼对小学生刷新功能反应时的影响较手工和无干预有差别，而手工和无干预对转换功能反应时的影响无明显差别。

表13 干预类型对刷新功能反应时影响的成对比较(n = 50)

结合表14可知，健美操锻炼对小学生刷新功能反应时的影响较手工和无干预更优。

综上，健美操锻炼对小学生的抑制、转换和刷新功能均具有积极的影响。

3. 讨论

3.1 健美操锻炼对执行功能的干预效果

经过12周的健美操干预，有效提高了抑制、转换和刷新等执行功能。且相较于手工和无干预，健美操锻炼对执行功能的干预效果更好。这可能是由于健美操锻炼使个体脑血氧饱和度提高，血液循环改善，从而提高心血管机能，改善脑功能，影响认知功能。另一方面，也可能是因为健美操锻炼通过增加脑神经内分泌水平，使得脑部儿茶酚胺类递质发生变化，导致个体的执行功能得到改善。也有研究者认为，个体在持续一段时间的中等强度健美操锻炼后，通过心理压力的释放，良性思维和积极情绪的激发，诱发了执行功能脑激活模式的变化，进而以动态而又灵活的方式协调若干认知子系统，提高执行功能。