户外体育活动影响小学生视力健康的追踪干预研究

王思佳 李佑发 李爱华 魏高峡

摘    要：目的：探究增加戶外体育活动时长对小学生视力健康水平的影响。方法：采用实验法和问卷调查法，在北京市某校2～6年级各1个班选取实验对象，每个班随机抽取50%的学生作为干预组，另外50%的学生作为对照组，一共有257名小学生参与干预实验与调查，干预时长为9个月，其间每隔3个月对受试小学生进行一次视力检查和问卷调查，对干预组实施为期9个月的户外体育活动干预，一学年后对受试小学生视力健康状况及干预效果进行分析。结果：受试小学生裸眼远视力呈现下降趋势;在保证常规体育活动的基础上，每周增加6 h及以上时间的户外体育活动，可显著改善小学生视力;在坚持6个月及以上时间的户外体育活动的前提下，每周增加1 h的户外体育活动，受试小学生裸眼远视力可提高0.005。结论：受试小学生裸眼远视力随时间的推移呈现逐渐下降趋势;增加户外体育活动时长对受试小学生视力具有保护作用，户外体育活动时长与受试小学生视力健康水平之间存在因果关系。这为通过增加户外体育活动时长预防小学生视力不良提供了理论和实践依据。

关键词：户外;体育活动;小学生;视力健康;追踪干预

中图分类号：G 804.55          学科代码：040302           文献标识码：A

Abstract：Objective： To analyze the influence of increasing outdoor physical activity time on the vision health of primary school students. Method： In this study， experimental method and questionnaire method were used， and a total of 257 primary school students from a class of each grade of 2 to 6 in a school in Beijing were selected as subjects， among whom half of the students in each class served as the intervention group and the other half as the control group. The duration of the intervention was 9 months， during which the visual acuity examination and questionnaire survey were conducted for the primary school students every 3 months， and the intervention group was intervened with outdoor physical activities for 9 months . After one academic year， the current situation and development trend of primary school students’visual health are investigated， and the intervention effect of increasing outdoor physical activity time on the visual health of primary school students is explored. Results： the Uncorrected Distance Visual Acuity （UDVA） in subject primary school students shows a declining trend. On the basis of ensuring regular physical activity， an increase of 6 hours or more of outdoor physical activity per week can improve the visual health of primary school students significantly. In the context of keeping the habit of doing outdoor physical activity for 6 months or more， the uncorrected distance visual acuity of subject primary school students could be improved by 0.005 if an hour a week for outdoor physical activities is added. Conclusion： the UDVA in subject primary school students is severe. Increasing outdoor physical activity time could improve the vision health of primary school students shows a gradual decrease with the passage of time. There is a positive causal relationship between outdoor physical activity time and vision health among subject primary school students， which provides theoretical and practical support for the increase of outdoor physical activity time as a prevention and treatment program for visual impairment in primary schools.

Keywords：outdoor; physical activity; primary school student; visual health; experimental intervention study

近年来，我国儿童青少年视力不良发生率居高不下，且愈发呈现低龄化趋势。2018年发布的《中国义务教育质量监测报告》显示，我国四年级小学生视力不良检出率为36.5%、八年级学生视力不良检出率为65.3%[1]。近视易引起白内障、青光眼、绒毛膜视网膜异常、视力障碍等一系列眼部并发症，同时也是致盲的一个重要原因[2-4]。长期以来，党和国家高度重视儿童青少年的近视问题。2018年，教育部等八部门联合发布的《综合防控儿童青少年近视实施方案》中对综合防控儿童青少年近视设定了具体目标：到2030年，实现全国儿童青少年新发近视率明显下降，儿童青少年视力健康整体水平显著提升，6岁儿童近视率控制在3%左右，小学生近视率下降到38%以下，初中生近视率下降到60%以下，高中阶段学生近视率下降到70%以下，国家学生体质健康标准达标优秀率达25%以上，并将儿童青少年近视防控工作、总体近视率和体质健康状况纳入政府绩效考核[5]。

运动既是缓解视疲劳的最佳方法，又是保持良好视力、矫正不良视力的有效手段之一。经常进行体育锻炼，可以缓解眼部疲劳、改善视力、预防近视。Jacobsen 等以156名大学生为样本进行了为期2年的纵向研究，结果显示，体育活动与近视屈光改变呈负相关关系，对近视具有显著改善作用[6]。Yurova 等将600名8～17岁的被试分为运动组和非运动组，12个月后观察到，运动组近视发生率较低，而对于有轻度或中度近视的青少年，体育活动有助于其维持现有视力并降低近视的发展速度[7]。张泽宇选取60名小学生为实验对象，进行12周的乒乓球训练干预，结果发现，乒乓球训练干预可以有效改善近视儿童的视力状况，实验结束3个月后的随访研究又发现，坚持乒乓球训练的小学生视力水平继续改善，而停止乒乓球锻炼的小学生，视力水平相对明显下降[8]。近年来，有研究者提出，户外活动而非体育活动对儿童青少年的视力健康具有积极保护作用。关于户外活动对儿童青少年视力健康的相关研究主要集中在横断面研究和队列研究。多项横断面研究发现，户外活动是影响小学生视力的主要因素之一，近视儿童的户外活动时间明显低于非近视儿童[9-10]。一些连续多年的跟踪研究发现，近视发展速度慢的学生每天在户外活动的时间显著超过近视发展速度快的学生，父母近视的学生用更多时间进行户外活动也能达到保护视力的作用[11-12]。近年来，有相关干预研究要求，干预组在单位时间内保证一定量的户外活动来探究一段时间后的学生视力水平变化情况。胥芹 等对606名小学生进行为期6个月的干预研究，要求干预组学生每天保证户外活动时间累积3.5 h以上，结果发现，户外活动时间的延长在一定程度上可保护小学生的视力，并能延缓近视的进展[13]。还有相关研究要求干预组在单位时间内增加一定量的户外活动，然后观察一段时间后的学生视力健康水平变化情况[14]。Jin等对中国东北地区6～11岁的学生进行了每天增加40 min课间户外活动时间的干预研究，1年后发现此干预方式可有效延缓视力不良的发生和发展[15]。

综上所述，我国儿童青少年视力不良问题严峻，增加户外活动时间可能是有效预防儿童青少年视力不良发生发展的方法。然而，以往关于户外活动与儿童青少年视力健康的相关研究主要以横断面研究为主，缺乏户外活动对视力健康影响的干预研究，无法得出两个变量之间存在直接因果关系的结论。目前，在已有的研究中还未见到将户外活动与体育活动结合起来对儿童青少年视力健康进行干预的实验研究，以及也未见到探究不同户外体育活动时长对儿童青少年视力健康影响的相关研究。基于此，本研究对北京市某校2～6年级小学生进行为期一学年的纵向调查和干预研究，旨在探究户外体育活动时长与小学生视力健康水平之间的关系，以及增加户外体育活动时长的干预方法对小学生视力健康的促进作用，为降低小学生视力不良发生率提供有效的干预途径，也为政府有关部门制定相关政策提供理论依据。

1 研究方法

1.1  实验及调查对象

采用方便抽样法，抽取北京市某小学作为实验学校，随机抽取该小学2～6年级各一个班级，共计257名小学生参与实验与调查。对实验对象进行为期一学年的干预研究，实验时间为2018年9月至2019年6月，干预时长为9个月，实验期间共进行4次测试，第1次测试（T1）时间是2018年9月，仅进行视力测试;第2次测试（T2）、第3次测试（T3）和第4次测试（T4）的时间分别是2018年12月、2019年3月和2019年6月，并且均同时进行问卷调查和视力检查。

实验对象按照每班随机抽取50%的学生进入干预组，另外50%的学生进入对照组。T2时排除失访、问卷填答不合格、佩戴角膜塑形镜、患有弱视散光等眼部疾病的学生共50人;T3时排除失访、问卷填答不合格、佩戴角膜塑形镜、患有弱视散光等眼部疾病的学生共23人;T4时排除失访、问卷填答不合格、佩戴角膜塑形镜、患有弱视散光等眼部疾病的学生共7人，最终共有177人纳入本研究，其中：干预组为89人，对照组为88人。

本研究于实验前与实验校校长、班主任、体育教师等进行了详细的沟通和协商，由班主任對参与实验的学生及其家长就涉及到实验的相关内容和程序进行了详细的说明，得到了学生及其家长的配合和支持，并征得了学生及其家长对于参与实验的口头同意。

该校要求小学生每天参加2次时长为30 min的户外大课间活动，即在校园体育课外，本研究样本总体可以保证在校每天1 h的户外体育活动时长。实验对象来源于同一所学校，日常作息时间安排大致相同，本研究默认实验对象除接受干预手段之外，其余日常户外体育活动时长具有同质性。

1.2  实验过程

1.2.1  视力筛查

视力测试使用标准对数视力灯箱，对所有实验对象进行5 m裸眼远视力检查。视力检查由教育学、心理学、体育学专业的在读硕士研究生、在读博士研究生进行。研究主试在每次测试前接受统一培训，以确保测试结果的准确性。在本研究中，样本总体双眼裸眼远视力测试结果显著相关（p<0.001），本研究选取左眼裸眼远视力进行分析。

1.2.2  問卷调查

本研究自编了调查问卷，收集了受试学生角膜塑形镜佩戴情况、眼部患病情况、在校日及周末户外通勤情况、在校日户外课间操情况、在校日课后户外体育活动情况、周末户外体育活动情况、校外户外体育课程参与情况等相关数据信息。其中：采用角膜塑形镜佩戴情况、眼部患病情况的相关数据作为筛选被试的依据;采用其余数据进行一周户外体育活动时长的计算，并用于一周户外体育活动时长和裸眼远视力测试结果的交叉滞后分析。

鉴于2～3年级小学生知识水平和阅读理解能力有限，2～3年级小学生的问卷由其家长代替填写;4～6年级小学生的问卷由其本人独立填写。为尽可能保证测量结果的准确性，在本研究中，低年级家长在填写问卷的过程中，凡涉及学生主观问题时，要求家长与孩子确认后作答。为尽可能减少学生及其家长产生回忆偏倚问题，本研究选择在周一发放问卷，调查其最近过去一周的行为情况。

1.2.3  干预措施

干预组学生于在校日每日放学后参加学校的户外体育活动社团，鉴于受试学生运动兴趣存在差异，实验设计了足球、篮球、田径、啦啦操、花样跳绳5个运动项目的户外体育活动社团，干预组学生可自愿选择参与某一社团的运动项目。根据实验校的实际情况，各运动项目社团每周活动时间分别是：足球为450 min/周、篮球为450 min/周、田径为300 min/周、啦啦操为270 min/周、花样跳绳为240 min/周。实验期间存在为期约1个月的寒假，寒假期间未组织干预组进行户外体育社团活动，但是在放假前，由社团教师要求学生在放假期间坚持原有的户外体育运动习惯，对照组则不采取任何措施。

由于干预组选择参与的户外体育活动社团的活动时长不完全相同，本研究根据受试学生每周实际参与户外体育社团的时间，将干预组再细分为3个亚组，分别为低户外体育活动时长组（4 h及以内/周）、中户外体育活动时长组（4～6 h/周）、高户外体育活动时长组（6 h及以上 /周），由此进一步分析不同户外体育活动时长对小学生视力健康水平的影响。

对照组正常参加学校开设的体育课，不对其采取任何干预措施。实验要求干预组除参与本实验设计的户外体育活动社团之外，不得参与其他体育社团活动;与此同时，要求在实验期间，户外体育活动社团不得有新成员加入，以尽可能保证被试参与的运动项目社团的人数相对固定，避免出现实验对象被影响的情况。本课题组成员定期到干预学校调查体育社团活动开展情况和学生参与情况。

1.3  统计分析

本研究采用“SPSS20.0”“Mplus7.0”软件处理和分析相关数据。采用卡方检验和t检验对样本基本情况进行描述性统计分析;采用重复测量方差分析对小学生视力发展情况进行分析，并探究增加户外体育活动时长的干预手段对小学生裸眼远视力的影响效果;采用交叉滞后回归分析探究一周户外体育活动时长与小学生裸眼远视力水平之间的关系。

2   研究结果

2.1  基本情况描述

采用卡方检验和t检验对干预组和对照组样本的人口学特征信息进行分析，结果表明，干预组和对照组间性别、年级差异均不显著（p>0.05），具体分析结果详见表1。

2.2  结果与分析

2.2.1  受试小学生视力发展趋势分析

如图1所示，对受试小学生裸眼远视力测试结果进行分析发现，该校小学生裸眼远视力测试结果在T1至T4的9个月内呈现逐渐下降趋势。对照组样本的平均裸眼远视力在9个月内从4.99下降至4.85，干预组样本的平均裸眼远视力则从4.98下降至4.93。采用重复测量方差分析对对照组和干预组样本进行分析，结果发现，对照组不同时间点的裸眼远视力差异具有统计学意义（F=48.143，p<0.001），与对照组相比，干预组样本的裸眼远视力下降幅度较小，但不同时间点的裸眼远视力差异也具有统计学意义（F=7.002，p<0.001）。2.2.2  户外体育活动对受试小学生视力健康水平的干预效果分析

为考察增加户外体育活动时长对小学生裸眼远视力的影响，本研究对干预组和对照组的小学生在不同测试时间点的裸眼远视力测试结果进行重复测量方差分析。结果发现，如表2所示，时间主效应具有显著性（F=45.549，p<0.001），说明学生裸眼远视力会随着时间的推移而下降。时间×组别的交互效应具有显著性（F=10.187，p<0.001），说明在时间和组别的交互效应下，裸眼远视力与干预是有关联的，即增加户外体育活动时间对裸眼远视力是有影响的。

简单效应分析结果（见表3）显示，在基线测试水平上，干预组与对照组的差异不具有统计学意义（F=0.064，p>0.05）;在后测水平上，干预组和对照组的差异具有统计学意义（F=4.520，p<0.05）。

2.2.3  不同时长的户外体育活动对受试小学生视力健康水平的干预效果分析

为进一步探究不同户外体育活动时长对受试小学生裸眼远视力的影响，本研究采用重复测量方差分析对各时间点的不同户外体育活动时长组样本与对照组样本的裸眼远视力结果进行差异检验，如图2所示。结果表明，时间主效应（F=44.994，p<0.001）和时间×组别交互效应（F=8.865，p<0.001）均具有显著性，表明受试小学生裸眼远视力会随着时间的推移而下降，且不同时长的户外体育活动干预与裸眼远视力结果是相关的。简单效应分析结果表明，不同户外体育活动时长组的裸眼远视力与对照组的基线裸眼远视力均不存在显著差异（F =0.108，p >0.05）。而T4时，即各组间的后测结果表明，每周增加4 h及以内时间，以及每周增加4～6 h户外体育活动时间的学生，其裸眼远视力测试结果与对照组无显著差异，而每周增加6 h及以上户外体育活动时间的学生，其裸眼远视力与对照组相比有显著改善（F =4.143，p<0.05）。

2.2.4  户外体育活动时长与受试小学生裸眼远视力的交叉滞后分析

为进一步探究户外体育活动时长与小学生裸眼远视力的因果关系，本研究对3次测试的一周户外体育活动时长和裸眼远视力测试结果进行交叉滞后分析。为保证生态学效度，一周户外体育活动时长变量在一周户外体育活动干预时长的基础上，加入其他日常生活中的户外体育活动时间。一周户外体育活动时长变量的计算方法为：一周户外体育活动时长=（在校日平均户外通勤时长+在校日平均户外课间操时长+在校日平均课后户外活动时长）×5+周末平均户外通勤时长×2+周末两天户外体育活动时长总和+一周校内户外体育课程时长+一周校外户外体育课程时长。

在验证各变量同步相关和稳定性相关基本一致后，对3次测试的一周户外体育活动时长和裸眼远视力测试结果进行交叉滞后回归分析。从回归分析结果发现，T3时的一周户外体育活动时长显著正向预测T4时的裸眼远视力变化，？茁系数为0.005，说明样本总体的一周户外体育活动时长与裸眼远视力结果之间存在因果关系。在坚持户外体育活动6个月及以上的前提下，每周增加1 h的户外体育活动时间，受试学生的裸眼远视力增加量为0.005，具体指数见图3。

3   讨论

3.1  受试小学生裸眼远视力下降较为严重

小学是儿童视力发展的重要阶段，然而学业压力以及电子设备的普及使越来越多的小学生长时间进行视近学习或视屏，与此同时，很多小学生及其家长对眼部保健不够重视，更加剧了儿童视力不良的发生。本研究发现，实验校小学生裸眼远视力测试结果在9个月间呈现逐渐下降趋势，对照组学生的裸眼远视力从T1时的4.99下降至T4时的4.85，且9个月间4个测试时间点的裸眼远视力测试结果的差异具有统计学意义。干预组学生的视力下降幅度与对照组学生相比较不明显，但是在9个月间，也从4.98下降至4.93。可见，该校小学生裸眼远视力下降较为严重，该校及受试学生家长要高度重视学生视力健康状况。

3.2  增加户外体育活动时长可有效预防小学生视力下降

已有大量研究表明，户外活动对儿童青少年视力具有一定保护作用，可有效降低儿童青少年视力不良的发生率[16-17]。但是，另有学者认为，对于已经视力不良的儿童青少年来说，增加户外活动时间并不能有效控制视力不良的进展[18]。本研究对2～6年级小学生进行研究发现，干预组学生被要求参加该校体育教师组织的户外体育活动社团，干预结果表明，增加户外体育活动时长能显著减缓受试小学生裸眼远视力下降速度。为期一学年的干预结束后，干预组学生的裸眼远视力显著好于对照组的学生，笔者由此推测，随着干预时间的延长，干预组和对照组学生间可能会呈现更显著的差异。英国有一项大样本量近视校正评估队列研究发现，患有近视的儿童，其眼部屈光度一般到（15.61±4.17）岁时会呈现稳定的状态[19]。在本研究中，研究对象的平均年龄为（9.19±1.37）岁，小于以往研究提出的屈光度稳定的平均年龄，本研究干预较为有效的原因可能与此有关。

在本研究中，对不同户外体育活动时长的小学生裸眼远视力干预效果进行分析发现，干预9个月后，每周增加4 h及以内时间，以及每周增加4～6 h户外体育活动时间的学生，其裸眼远视力测试结果与对照组无显著差异;而每周增加6 h及以上户外体育活动时间的学生，其裸眼远视力于9个月后与对照组相比有显著改善。可见，在保证校内户外体育课基础上，每周增加6 h及以上的户外体育活动，在9个月后，可对受试小学生的视力产生显著的保护作用。

进一步采用交叉滞后回归分析探究受试小学生裸眼远视力与户外体育活动时长之间的因果关系发现，T3时一周户外体育活动时长可显著影响T4时受试小学生的裸眼远视力（β=0.005，p<0.001），这表明在坚持6个月及以上户外体育活动时间的前提下，受试小学生每周增加1h的户外体育活动，其裸眼远视力可提升0.005。可见，户外体育活动时长与小学生裸眼远视力测试结果之间存在因果关系，户外体育活动时长的增加对小学生裸眼远视力具有积极影响。

户外体育活动有助于儿童青少年骨骼发育，增强免疫力，增加身體活动量，对儿童青少年的身心健康发展具有重要的影响，但是关于户外体育活动保护视力的具体机制仍未在学界形成统一认识。当前，“光照-多巴胺”学说被大多数研究者认可，并认为明亮的光线可以促进视网膜多巴胺的合成和释放，能抑制眼轴的生长[20];同时强烈的光照能引起瞳孔收缩，并增加聚焦深度[21];除此之外，强烈的光照可以促进人体皮肤合成维生素D，并影响视黄酸的调节作用[22]，从而延缓眼轴增长和屈光度改变，抑制视力不良的发生与发展。与此同时，在进行体育活动时，眼部肌肉不断进行收缩，使长期处于疲劳紧张状态的睫状肌放松，增加眼周的血液循环，从而可以使裸眼远视力得到改善。除此之外，随着户外体育活动时间的增加，小学生导致近视的活动时间可能会随之缩短，从而起到对眼球的保护作用。然而，究竟是户外活动还是体育活动对小学生的裸眼远视力产生了积极影响，还有待进一步研究与探讨。

本次干预实验的短期效果较为可观，但是小学生的视力不良的防控不会一蹴而就，而是有一个漫长的过程。在本研究结束后，依然建议受试者要坚持良好的用眼习惯和户外体育活动，如若对视力保护放松警惕，视力健康水平可能会下降。

本研究还存在一定的不足，在调查对象抽样上，仅选取了北京市一所小学进行了研究，样本量较小，研究结果在面向小学生人群进行推广具有一定的局限性。今后的研究可扩大学校范围和样本量，对规律性的问题进行进一步的验证，增强户外体育活动时长与裸眼远视力的交叉滞后模型的稳定性。在研究工具上，本研究仅选取了标准对数视力灯箱进行裸眼远视力检查和分析，而户外体育活动是否对眼轴、曲率性等眼球参数有积极影响还有待进一步探究。

4   结论

综上所述，本研究发现，受试小学生裸眼远视力下降幅度显著;增加户外体育活动时长对受试小学生视力具有保护作用，在保证校内户外体育活动时长的基础上，每周增加6 h及以上的户外体育活动在一学年后可显著改善受试小学生的裸眼远视力;户外体育活动时长与受试小学生裸眼远视力之间存在因果关系，在坚持6个月及以上时长的户外体育活动的前提下，每周增加1 h的户外体育活动，受试小学生裸眼远视力可提高0.005。本研究对引起学校、小学生及其家长对视力保健和户外体育活动的重视有一定的作用，同时也为以增加户外体育活动时长作为小学生视力不良预防手段提供了理论和实践依据。

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