学前儿童动作技能与身体素质水平的典型相关分析

王 欢，胡水清*，李一辰，郑迎东

0 前言

3～6岁是儿童生长发育的重要阶段，不仅体格以及身体素质快速增长，同时也是动作发展的黄金时期。身体素质和动作技能是两个不同的发展领域，两者即互相联系，又彼此独立。身体素质发展更关注幼儿跑多快、跳多远，测评的是能力结果，动作发展则注重培养跑、跳、控球的动作模式，测试的是动作过程。我国自2000年建立国民体质监测制度，定期采集分析3～6岁幼儿的体质数据，分析和报告我国幼儿形态和身体素质的变化情况，不过对幼儿动作发展的测评和教学相对较少。相比于我国，西方发达国家非常重视儿童的动作发展，将动作发展列为幼儿学习的首要目标，认为动作发展是个体其他方面发展的基础（Gabbard，2012）。

动作技能和身体素质的发展贯穿于生命全过程，在生命不同的时期有不同的发展阶段。3～6岁阶段，动作技能与身体素质的关系如何，为数不多的研究所得出的结果不尽相同。有研究发现4～6岁儿童的粗大动作发展无论是位移运动能力还是物体控制能力都与体质相关。该研究结果支持了之前的研究结论，即儿童的基本运动能力对于儿童的体育活动度和体质健康水平都有很好的正相关性（Vlahov，et al.，2014）。对9～10岁儿童的体质状况和运动能力的研究发现，儿童的体质状况和运动能力（灵敏、协调、精细和粗大运动能力）之间呈显著正相关，各项指标之间相关系数为0.3～0.4（Haga，2010）。也有的研究与上述结果不一致，采用TGMD-2以及美国儿童体质测试对50名7～8岁儿童的动作发展以及体质健康状况进行测试，发现两者并没有显著相关性，有些孩子确实动作做得很完美，但是体质状况比较差，也就是说动作发展水平和身体素质脱轨（Krebs，et al.，2011）。

影响动作发展与身体素质关系研究的一个重要要素是合适统计分析方法的使用。目前研究多采用线性相关或回归的方法，只能逐一分析各个动作技能与体质的关系（Haga，2010；Krebs，et al.，2011；Vlahov，et al.，2014）。由于动作技能与体质都是多维变量，两类指标之间的关系错综复杂而且因果关系尚不明确。在使用线性模型进行多因素分析时，难以合理确定孰为因变量孰为自变量，且无法在整体上定量估计两类指标之间的关系。因此，本研究采用典型相关分析方法，综合分析幼儿的13项动作技能与6项身体素质两类指标间的关联，探讨幼儿期动作技能发展与运动素质之间的关系。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选择北京市4所幼儿园中全体3～6岁幼儿，要求幼儿身体健康，无运动和认知方面的障碍，所有受试儿童家长填写知情同意书。共有646名儿童进入本研究，其中男童326名，女童320名。

1.2 测量指标与方法

身体素质：身体素质的测试指标包括10米折返跑、双脚连续跳、立定跳远、网球掷远、走平衡木、坐位体前屈。测试方法同国民体质监测工作规定（国家体育总局，2017）。

动作技能：采用美国粗大动作发展测试工具第三版（test of gross motor development，TGMD-3），包括两部分，分别为物体控制能力测试和移动能力测试（Ulrich，2016）。这两种能力是儿童基本运动能力的重要组成部分。TGMD-3的作用是评价儿童粗大动作发展水平，筛选动作发育迟缓的孩子，为体育教学活动提供课程目标。

统计方法：数据分析使用SAS 9.4统计软件。分析指标为动作技能的X1跑、X2前滑步、X3侧滑步、X4小马跳、X5立定跳远、X6单脚跳、X7上手投球、X8下手投球、X9接球、X10拍球、X11挥拍击反弹球、X12用棒击固定球、X13踢球共13个项目的标准分，身体素质的Y1折返跑、Y2双脚连续跳、Y3立定跳远、Y4网球掷远、Y5走平衡木、Y6坐位体前屈共6个项目的标准分。分性别和年龄组给出各项指标标准分的均数和标准差以及样本量，使用SAS软件的PROC CANCORR过程做典型相关分析。

2 研究结果

2.1 男女童分年龄组身体素质与动作技能各项指标的标准分

男女童的折返跑、立定跳远、网球掷远、双脚连续跳、走平衡木的成绩随年龄增大而逐年提高，表明幼儿的速度、上下肢力量、协调灵敏和平衡能力在3～6岁处于快速发展阶段，男童的这几项身体素质略高于女童。不过，坐位体前屈的成绩男童呈现逐年降低，而女童则是小幅度增长的趋势，说明女童的柔韧性好于男童。男女童的12项动作技能变化表现出随年龄增大而逐年升高的趋势，女童的滑步、跳跃、单手拍球动作评分高于男童，而男童的投球、击球的动作评分高于女童。

表1 男童和女童身体素质6项指标测试结果Table 1 Results of Six Indexes of Physical Fitness of Boys and Girls

表2 男童和女童大动作技能得分Table 2 The Scores of Boys and Girls in Gross Motion Skills

2.2 身体素质与动作技能两组指标的总体典型相关系数

典型变量是依照两组指标的相关性最大化原则提取的综合指标。表3为13项动作技能和6项身体素质指标标准分的典型相关分析结果，男童第1典型相关系数和第2典型相关系数有统计学意义，分别为0.585和0.393，累积特征值比例为0.798，提示，男童前两对典型变量解释了其身体素质和动作技能指标间79.8%的相关性；女童仅第1典型相关系数有统计学意义，对应的特征值比例为0.697，提示，第1对典型变量解释了其身体素质和动作技能指标间69.7%的相关性。

表3 身体素质与动作技能的典型相关系数Table 3 Canonical Correlation Coef ficient between Physical Fitness and Motor Skills

2.3 典型结构分析

典型结构分析是分析典型变量和原始变量之间的关系。第1对典型变量中W1为13项运动技能指标（X1～X13）的线性组合，第1对典型变量中V1为6项身体素质指标（Y1～Y6）的线性组合。

男童：表4显示，男童W1与X1～X13的相关系数均为正，除与立定跳远动作技术（X5）的相关系数（0.338）较低外，与其他变量均呈中等以上的正相关，提示，W1是代表运动技能的有效的综合指标；另外，表4还给出男童13项动作技能与V1的相关系数，在13项指标中与身体素质关系相对密切的指标是跑步、单脚跳、拍球、挥棒击球4项动作。表5显示男童除体前屈（与V1相关系数为0.2）外，其他5项素质指标与V1均呈中高度正相关，提示，V1是代表5项身体素质（Y1～Y4，Y6）的有效的综合指标。

男童第2典型相关系数有统计学意义，但W2除与X1、X2、X3和X13的相关系数绝对值大于0.3外，与其他变量相关系数绝对值均小于0.3，无一绝对值大于0.5者，V2仅与Y2、Y4和Y5呈中等程度的正相关，虽然第2典型相关系数（0.39）有统计学意义，但其典型结构不明，基于本研究的数据，尚无法评价第2对典型变量及其相关系数。

女童：仅第1典型相关系数有统计学意义，表4显示W1与X1～X13均呈中等以上的正相关，提示，W1是代表运动技能的有效的综合指标，另外根据相关系数提示，在13项指标中与身体素质关系相对密切的指标是前侧滑步、单脚跳、拍球4项动作技能；表5显示V1为6项身体素质指标（Y1～Y6）呈中高度正相关，提示，V1是代表身体素质的有效的综合指标。

2.4 典型冗余分析

典型冗余分析是以典型变量所解释原始变量的方差比例为指标评价典型变量对原始变量所含信息的解释能力。

男童：典型变量V1解释本方原始变量（身体素质）标准化方差比例为45.0%，解释对方原始变量（运动技能）标准化方差比例为15.4%（表6）；W1解释本方原始变量（运动技能）标准化方差比例为33.9%，解释对方原始变量（身体素质）标准化方差比例为11.7%（表6、表7），提示，男童身体素质的变异中11.7%与运动技能水平有关（表7）。

表4 男女童动作技能相对于身体素质的典型结构Table 4 Canonical Structure of Movement Skills and Physical Fitness of Boys and Girls （相关系数）

表6 典型变量V1对身体素质类指标和运动技能类指标方差的解释比例Table 6 Ratio of Variance of Canonical Variable V1 to Physical Fitness and Motor Skill

表7 典型变量W1对运动技能类指标和身体素质类指标方差的解释比例Table7 Ratio of Variance of Canonical Variable W1 to Physical Fitness and Motor Skill

女童：典型变量V1解释本方原始变量（身体素质）标准化方差比例为46.8%，解释对方原始变量（运动技能）标准化方差比例为15.8%（表6）；W1解释本方原始变量（运动技能）标准化方差比例为37.5%，解释对方原始变量（身体素质）标准化方差比例为12.7%，提示，女童身体素质的变异中12.7%与运动技能水平有关（表7）。

表8显示，以身体素质各指标分别为因变量，以代表运动技能的第1典型变量中的W1为自变量，建立线性回归方程的决定系数，其中，平衡木（Y6）对应的决定系数最高，男女童均为0.25左右，而体前屈（Y5）的决定系数最低，男女童均小于0.1，其他4项指标对应的决定系数在0.1～0.2不等，男女童略有差异。

表8 身体素质各指标与W1的决定系数Table 8 Indicators of Physical Fitness and Determining Coef ficient of W1

3 讨论

TGMD是评价儿童动作技能评价的常用方法，包括跑、跳、投球、接球、拍球、踢球、击球等13个指标，比较完整地测评儿童的大动作能力（Ulrich，2016）。国内外基于TGMD评价工具的诸多研究证实，不同年龄儿童动作技能与身体素质存在一定的关系（Barnett，et al.，2009；Chaves，et al.，2016；Haga，2010；Vlahov，et al.，2014），但是研究的儿童年龄主要集中在6岁以上（Barnett，et al.，2009；Chaves，et al.，2016；Haga，2010），6岁以下很少，Vlahov（2014）的研究表明4～6岁儿童的移动能力和球控制能力与体质水平呈正相关，相关系数是0.3～0.5。

本研究采用典型相关分析从整体上研究幼儿动作技能与身体素质之间的关系，发现3～6岁幼儿动作技能与身体素质存在明确的整体关联性，第1典型相关系数，男童为0.585，女童为0.582，均呈中度相关。典型结构分析显示，第1对典型变量为两类指标的良好的综合指标。本研究发现，男女童之间的典型结构呈现不同的特点，男童提取了两对有统计学意义的典型变量，而女童则仅第1对典型变量有统计学意义，且第1对典型变量的结构男女童之间也略有不同。特别地，男童第2对典型变量的实际意义难以解释。此结果提示，男女童间的身体素质和动作技能之间的关系呈现不同的特征，可通过增加样本量或加入更多的年龄段做进一步研究。

本研究中涉及的身体素质指标和动作技能指标均为标准评分而非原始测试结果，此标准评分已经排除了年龄的影响，所以将不同年龄组的幼儿数据合并分析，典型相关系数不会受到来自年龄的混杂，可以认为本研究中得出的典型相关系数真实地反映了两组变量之间的实际关系。尽管本研究发现，幼儿身体素质和动作技能存在中度正相关，但以动作技能综合指标W1预测身体素质综合指标V1，W1仅能解释V1方差的12%左右，即在幼儿身体素质的诸多影响因素中，移动和球操控技能的学习对幼儿身体素质影响占总影响的12%。提示幼儿身体素质受先天和后天的多种因素影响，动作技能仅为后天因素的一部分。关于儿童动作技能的掌握对身体素质的影响程度，不同研究结果不一致（Barnett，et al.，2009；Haga，2010；Stodden，et al.，2009；Vlahov，et al.，2014）。导致差异的原因除了受测试方法的影响外，主要与测试对象的年龄有关。研究者认为，儿童动作发展水平和体质状况之间的相关性不是固定不变的，随着年龄的增长，动作技能与体质的关联可能越来越强。ERI学者利用回归模型预测4岁儿童的动作技能对11年后的体质水平的影响，移动和控球技能可解释男女童体质变异（方差）的40%～70%（Vlahov，et al.，2014），另一项研究表明对于18岁青少年，3项主要动作技能可以解释79%的身体素质变异（Stodden，et al.，2009）。Clark指出，7岁是动作技能促进体质发展的重要拐点，随着儿童认知水平的快速发展，学习动作技能的能力越来越强，在运动中运用动作技能的意识越来越强，有更多的机会和兴趣参与运动提高体质（Clark，et al.，2005）。综上，幼儿时期的动作技能对身体素质的影响可能处于初级阶段，随着年龄的增长和动作技能的不断获得，两者关系可能越来越密切。

图1 动作技能与身体素质第1对典型相关的结构图Figure 1． Structural Charts of the First Canonical Relations between Motion Skills and Physical Fitness

本研究发现动作技能与我国幼儿不同身体素质指标的关联度是有差异的。若以13项运动技能指标对应的典型变量W1为自变量预测身体素质6项指标，以决定系数评价，W1对平衡素质（平衡木）的预测能力最好（决定系数约0.25），对柔韧素质（体前屈项目）的预测能力最差，对协调、速度、力量素质的决定系数在0.1～0.2。根据儿童身体素质发展的规律，3～6岁是平衡和协调、灵敏素质发展的快速时期，在这个时期走、跑、跳等基本动作技能的掌握对身体素质的提高大有助益。关于基本运动技能促进儿童身体素质水平的机制，有学者提出很多动作的学习需要较高水平神经肌肉协调，这一机制同样也是平衡、速度灵敏、力量素质发展的机制，因此参与涉及这些动作的运动和游戏能够促进儿童身体素质的提升（Hands，2008；Lopes，et al.，2011）。在本研究中，坐位体前屈反映的柔韧与动作技能关联度不高这一结果与前人的研究报道相一致（Haga，2010；Vlahov，et al.，2014）。坐位体前屈的测试目的是反映在静止状态下的躯干、腰、髋、肩等关节可能达到的活动幅度，在幼儿阶段坐位体前屈的成绩与幼儿上下肢长度和比例更相关，而与动作技能的关联性较低。

在13项动作技能指标中，多数指标与身体素质有中度以上关联，其中相关系数较大指标是单脚跳（男女相同），以及女童的两种滑步和抛球，男童的击球和拍球。

单脚跳是一项重要的移动动作，动作难度比双脚跳大，在TGMD测评中，不仅要求单脚连续离地和落地，还有对上肢摆动、非支撑腿摆动的要求（Ulrich，2016）。该动作的成功完成需要神经肌肉协调性、身体平衡能力以及下肢肌力等多项素质的支持（Lloyd，et al.，2014）。由此可见，幼儿单脚跳动作之所以成为预测身体素质的重要因子是建立在动作技能与身体素质共同的神经生理基础之上的。

本研究还发现女童的前、侧滑步与身体素质的关系密切（相关系数＞0.4）。滑步是一项基础移动动作，动作的掌握需要后天学习，我国幼儿体育教学中较少教授该动作，但在欧美国家，包括滑步动作在内的移动动作课程则是重要的教学内容之一（Lubans，et al.，2010）。3～6岁是学习滑步动作的关键时期，来自课题组的研究数据表明，刚入园的3岁幼儿只有10%能简单模仿滑步动作，6岁幼儿根据示范动作做出正确模式的比例接近50%。通过滑步动作的练习，可以有效地锻炼幼儿协调性、平衡性、节律感。

除了移动动作，动作技能的评估还包括球操控能力。本研究结果提示，男童球操控动作与身体素质的关联性比女童更密切，性别的差异可能与男童对球类活动的天生喜爱以及球技能水平显著高于女童有关（Westendorp，et al.，2014）。球技能水平与身体素质的密切关系已经在多篇研究报道中证实（Stodden，et al.，2014；Vlahov，et al.，2014）。其中的机制可能包括两个方面，一个是直接影响，接球、拍球、击球等动作的完成需要大脑神经系统多条通路的密切配合，以较高的感知觉——运动统合能力为生理基础，而这一机制同样也是身体素质发展的机制（Eleftherios，et al.，2012）；另一个方面是间接影响，有研究认为，球类动作技能好的孩子会更积极参与体育活动，在大强度的体育活动中，孩子的身体素质有所提升（Vandorpe，et al.，2012）。

典型冗余分析发现，动作技能可以解释幼儿身体素质约12%的变异，身体素质也可以解释动作技能15%～16%的变异。为动作发展和体质变化的双向关系理论提供了证据，同时也有助于推动幼儿体育教学中体能教学与动作教学的融合发展。现阶段我国幼儿体育教学普遍存在重体能训练轻动作培养的问题，希望本研究结果能为增强体育教师的动作教学意识，帮助老师依据不同年龄、性别儿童的特点开展针对性的动作教学活动提供支持。在传统体育教学中融入动作教学可在一定程度上增强幼儿体质，同时还可以带动幼儿认知、社交和语言的全面发展。

4 结论

3～6岁幼儿身体素质评分和动作技能评分两类指标存在中等程度的正相关（第1典型相关系数：男0.585，女0.582），动作技能的整体水平可以解释身体素质整体水平约12%的变异，动作技能的整体水平对身体素质各单项的解释能力不同，其中，对平衡木项目的解释能力最好（决定系数约为0.25），对体前屈项目解释能力最差（决定系数小于0.1），对折返跑、立定跳远、网球掷远和双脚跳项目的解释能力在0.1～0.2。与幼儿6项身体素质水平密切相关的动作技能主要包括跑步、单脚跳、滑步、拍球、击球动作（相关系数大于0.4）。