不同运动方式对小学高段学生行为抑制能力的对比研究

韩富强 覃朝玲 熊黎 袁满

(1.重庆市育英小学 重庆 400030;2.西南大学体育学院 重庆 400715;3.重庆市树人小学 重庆 400030)

行为抑制是大脑执行功能的核心子成分［1］，是个体对自身不恰当的冲动行为模式的抑制控制，也就是说行为抑制是人们控制自身行为和情绪的能力，对个体发展有着重要的意义。有学者认为，良好的行为抑制能力是个体作出正确行为决策的前提［2-3］。中小学阶段是个体大脑发展的黄金时期，也是个体行为抑制能力发展的重要时间节点，现阶段研究证明，青少年行为抑制能力对自我调节、社会情感、学习能力都有着至关重要的作用［4-6］。那么如何有效提升青少年行为抑制能力，帮助儿童青少年建立良好的行为模式，受到了越来越多研究者的关注。

大量研究指出，运动不仅与儿童青少年身体健康相关，还与青少年大脑发育和认知能力发展存在密切关系［7］，有效的体育锻炼对儿童青少年行为抑制能力有着积极的影响［8］。杨宁等人通过10周的定向运动练习干预，发现儿童的抑制、刷新、转换等能力均有显著提升［9］。江大雷对一组4～6岁的儿童进行8周的足球干预后，发现儿童的抑制能力提升明显［10］。急性运动干预同样具有提升作用，Hillman 等人对20名9～11岁的儿童进行20 min的短时跑台运动后对其进行执行功能的测试，发现被试的注意力和执行控制能力有所改善［11］。解超的一项Meta 分析论证了短时中等强度有氧运动对我国儿童执行能力具有明显的提升作用［12］。有效的体育锻炼对于特殊儿童的行为抑制能力同样具有积极作用，王琛等人发现，长期有氧运动能有效改善超重儿童的行为抑制能力［13］。李焕玉等人认为，一次性不同时长的中等强度有氧运动对超重儿童的抑制能力提升明显［14］，有效的运动干预对注意缺陷多动障碍儿童的抑制能力同样具有改善作用［15-16］。

但以往的研究中，研究焦点多集中于运动任务本身的定量特征，如运动的强度、频率、持续时间、干预长度等，对于运动本身的定性特征（运动的类型）研究较为欠缺［17］。根据运动类型的特点，运动可分为连续性和间断性运动、大肌群和小肌群运动、器械与徒手运动、开放式和封闭式运动［18］。在测试任务的选择上，以往研究多采用Go/Nogo 任务［19］、Stop signal 任务［20］和双选择oddball任务，三者都是经典的行为抑制范式之一，但相比于前者，双选择oddball 任务更能诱发个体的自发抑制且能够记录被试的标准刺激反应时，受到了越来越多研究者的认可［21］。

综上可知，该研究根据需求并结合实际情况，选取开放式运动（篮球）和封闭式运动（田径）作为运动本身的定性特征，采用双选择oddball任务作为实验范式，横向比较不同运动场景下小学高段（水平三）学生行为抑制能力的差异，从而进一步丰富相关研究，并为中小学生今后体育运动选择和搭配提供理论依据。

1 实验方法

1.1 被试选取

根据实验需要并结合实际情况，将被试分为篮球组、田径组、对照组，每组40 人，男20、女20，共计120人，并在重庆市沙坪坝区选取两所小学进行被试筛选，被试需满足以下条件：被试选取水平三小学高段学生；篮球和田径组成员需训练满一年及以上且不参与其他体育活动，对照组成员除每周体育课外不参与其他体育培训；视力或矫正视力正常；无色盲色弱；智力水平正常；BMI 值在正常区间；均为右利手（人口学统计见表1）。

表1 被试的人口学特征(n=20)

1.2 实验设计

实验为2（标准刺激、偏差刺激）×2（男、女）×3（篮球组、田径组、对照组）混合实验设计，自变量为组间差异，因变量为偏差刺激、标准刺激的反应时和正确率（具体实验流程见图1）。

图1 实验设计流程图

1.3 实验程序

本实验选取双选择oddball 任务，并通过Eprime3.0 软件进行实验程序的编写。实验分为练习和正式测试两阶段，练习阶段共10 次（trail），分8 个标准刺激和2个偏差刺激。若被试练习正确率达90%以上，则正式进行测试，否则继续练习。正式测试阶段分为2组（block），每组包含60次标准刺激（standard stimuli）和15次偏差刺激（deviant stimuli），二者比例4∶1。所有刺激均由两种动物图片构成，如图2和图3所示。

图2 练习测试刺激

图3 正式测试刺激

练习测试阶段，刺激图片如图2 所示。两只老虎毛色不同，背景颜色、大小保持一致。标准刺激：黄色老虎。偏差刺激：白色老虎。

正式测试阶段，刺激图片如图3 所示。两匹马颜色、方向不同，背景色、图片大小保持一致。标准刺激：黑马。偏差刺激：白马。

如图4所示，实验开始前，要求被试坐在距离电脑屏幕约0.8 m 的位置，水平和垂直视角约6°，并告知被试尽可能准确且快速的做出相应按键反应。实验开始时，屏幕上，首先呈现500 ms 的注视点“+”；随后出现300～500 ms 的随机空屏；之后再随机出现一幅1000 ms的刺激图片；当被试按键后，刺激图片随之消失。至此，结束一个完整的trail。接下来，重复以上流程操作，直至完成测试。

图4 双选择oddball任务任务流程示意图

1.4 统计方法

首先运用E-prime 3.0软件对实验组和对照组的前后测行为学数据进行搜集，将被试的练习阶段数据剔除，平均单个被试的反应时和正确率，并将每一位被试的反应时和正确率数据导出到Excel 2021当中，最后复制到SPSS 21.0 中进行分析。分析的具体方法是对被试的标准刺激和偏差刺激的反应时和正确率指标进行2（男、女）×2（标准刺激、偏差刺激）×3（篮球组、田径组、对照组）的重复测量方差分析，并对不满球形检验的统计量采用Greenhouse Geisser 法矫正自由度和P值，事后比较采用LSD法，将P＜0.05视为差异显著。

2 研究结果

2.1 正确率统计分析结果

通过正确率的重复测量方差分析发现：刺激类型主效应显著，F（1，114）=246.96，P＜0.001=0.68，表明本任务很好地形成了优势反应；分组×刺激类型交互效应显著，F（2，114）=5.56，P＜0.005，=0.09。其他交互效应不显著：性别×刺激类型交互效应，F（1，114）=0.7，P=0.4，=0.01；分组×性别×刺激类型交互效应，F（2，114）=1.59，P=0.21，=0.03。详细指标见表2、表3。

表2 各组间任务的正确率表现（%）

表3 各正确率重复测量方差分析结果

采用LSD 进行事后检验发现，对照组相比于篮球组和田径组在标准刺激的正确率上较低（P＜0.001），而篮球组相比于田径组在标准刺激的正确率上无显著差异（P=0.06＞0.05）；对照组相比于篮球组和田径组在偏差刺激的正确率上较低（P＜0.001），而篮球组在偏差刺激的正确率上优于田径组（P＜0.05）。详细指标见表4，交互效应见图5。

图5 各组正确率事后检验交互效应图

表4 各组正确率事后检验分析结果（%）

2.2 反应时统计分析结果

通过反应时的重复测量方差分析发现：刺激类型主效应显著，F（1，114）=456.63，P＜0.001=0.8，表明本任务很好地形成了优势反应；分组×刺激类型交互效应显著，F（2，114）=3.2，P＜0.04，=0.05。其他交互效应不显著：性别×刺激类型交互效应，F（1，114）=0.44，P=0.51，=0.01；分组×性别×刺激类型交互效应，F（2，114）=1.72，P=0.18，=0.03。详细指标见表5，交互效应详见表6。

表5 各组间任务的反应时表现（ms）

表6 各组间反应时重复测量方差分析结果

采用LSD 进行事后检验发现，对照组相比于篮球组和田径组在标准刺激的反应时上较低（P＜0.001），而篮球组在标准刺激的反应时上优于田径组（P＜0.005）；对照组相比于篮球组和田径组在偏差刺激的反应时上较低（P＜0.001、P＜0.01），而篮球组相比于田径组在偏差刺激的反应时上无显著差异（P=0.08）。详细指标见表7，交互效应见图6。

图6 各组反应时事后检验交互效应图

表7 各组正确率事后检验分析结果（ms）

综上可知，不同运动方式对小学高段学生行为抑制能力的影响在双选择oddball任务的正确率和反应时上体现为组间差异显著，性别影响差异较小。在标准刺激的正确率上篮球组、田径组都要优于对照组；在偏差刺激的正确率上篮球组优于田径组优于对照组。在标准刺激的反应时上篮球组优于田径组、对照组；在偏差刺激的反应时上篮球组、田径组都优于对照组。

3 讨论与分析

该研究的目的是横向比较不同运动方式（开放式、封闭式）对小学高段（水平三）学生行为抑制能力的影响，并选取双选择oddball 任务作为行为抑制的诱发材料，记录各组被试在偏差刺激和标准刺激上的按键正确率和反应时，以此评估被试现阶段行为抑制的能力水平。

双选择oddball 任务是由经典的oddball 任务演变而来，将大概率的刺激称为标准刺激，小概率的刺激称为偏差刺激，通常二者比例为4∶1，以此诱发被试对优势反应的抑制［22］。本实验中，刺激类型主效应显著，偏差刺激正确率显著低于标准刺激正确率，此次实验任务很好的诱发了被试的抑制反应。以往研究证实，长期进行体育活动的个体行为抑制能力更强［23］，且参与结构较为复杂的运动所产生的效益量要好于结构单一的运动所产生的效应量［24］，现实环境和场景对个体抑制能力的影响十分显著，进行开放式运动的参与者环境变化迅速，需要个体对外界的刺激作出快速反应和处理。因此，需要更多认知资源的参与，封闭式运动环境变化相对较小，但也需要个体对现有场景的刺激作出反应，而相较于不参与运动或较少参与运动的个体来说，生活和环境变化更小，产生的认知负荷远低于前两者［25］。

陈微选取了30 名乒乓球、田径中长跑运动员和没有任何运动训练的对照组大学生进行横向对比，结果发现运动员组抑制习惯性优势反应的能力比普通大学生更好［26］。在一项Meta 分析中，同样发现，长期进行体育活动对个体抑制能力的干预效果显著［27］。该实验进行对比分析后发现，相较于对照组，长期进行开放式（篮球）和封闭式（田径）运动训练的小学高段学生，在处理偏差刺激时的正确率更高且反应时间更短，说明参与开放式运动和封闭式运动的小学高段学生在处理外部刺激的能力更强，对优势反应的控制能力更好，这与前人的研究结果十分吻合。

本次实验还发现，相比于封闭式运动（田径），开放式运动（篮球）对小学高段学生的行为抑制能力提升效果更好。进一步分析显示，篮球组学生在处理偏差刺激时的正确率更高，说明篮球组学生在抑制优势反应上更具有优势。这与国内外的相关研究结果基本一致，如张劲松在一项探讨乒乓球和游泳项目对儿童抑制能力影响的研究中发现，乒乓球组相比于游泳组在偏差刺激上的正确率较高。Francesco 等人对35 名运动员和非运动员采用Go/Nogo 实验范式检验抑制功能后发现，开放式运动员的抑制功能相比于其他两组更好，并认为开放式运动可以通过促进运动反应的稳定性和灵活性来部分补偿执行控制障碍，而封闭式运动的转换成本更高［28-30］。本实验并未发现各组间存在性别差异，各组间男女行为抑制能力的交互效应均不显著，这与研究假设和以往研究不符。综上可知，该研究验证了长期参与体育训练有利于小学高段学生行为抑制能力的提升，而开放式运动的提升效果更为明显。

4 结语

（1）长期从事开放式（篮球）和封闭式（田径）运动训练的小学高段学生比不从事运动训练的学生行为抑制能力更好，表现在处理偏差刺激的正确率更高、反应时更短，对于优势反应的抑制能力更强。

（2）相比于封闭式（田径）运动，从事开放式（篮球）运动的小学生高段学生行为抑制能力更佳，表现在处理偏差刺激时的正确率更高，且处理优势反应速度更快。

（3）在小学水平三阶段，性别因素对个体行为抑制能力的影响较小。