运动干预对学龄儿童执行功能和学业成绩的影响

李顺 陈超

文章编号：1003?6180（2023） 03?0064?05

摘  要：分析运动干预对学龄儿童执行功能、学业成绩的影响.采用横断面研究设计，以204名6～7岁学龄儿童为研究对象，随机分为实验组和对照组.实验组进行中高等强度干预12周，每周3次，每次45分钟，通过心率控制运动强度.结果显示，运动干预有利于学龄儿童执行功能的发展，提高了抑制、刷新和转换功能，可有效改善阅读和拼写成绩.

关键词：小学生； 执行功能；学业表现

[   中图分类号    ]O363.2  O4-33[    文献标志码   ]  A

ffects of an Exercise Intervention on Executive Function and

Academic Performance of School-aged Children

LI Shun，CHEN Chao

（Shanghai University Of SPort，Athletic Sports Academy，Shanghai 200438，China）

Abstract：To analyze the effect of motor intervention on executive function and academic performance of school-aged children. A cross-sectional study design was used with a total of 204 school-aged children aged 6-7 years，randomly divided into experimental and control groups. The experimental group underwent a moderate to high intensity intervention for 12 weeks，three times a week for 45 min each time，with exercise intensity controlled by heart rate. The results showed that the exercise intervention facilitated the development of executive functions in school-aged children，improved inhibition，refreshment and conversion functions，and could effectively improve reading and spelling performance

Key words： elementary school students； executive functioning； academic Performance

执行功能是参与组织和控制目标导向行为的一种高阶认知功能，它能够调节、指导和协调人们的思想、情感和行为，分为三个核心子功能：抑制（抑制与手头任务不相关的能力）、刷新（记住信息，并在脑海中处理这些信息）、转换（换位思考的能力）又可称为抑制控制、工作记忆和认知灵活性.良好的执行功能可以促进个体在认知以及社会心理方面的发展，并有利于其在生活和学业上取得成功.[1]6～11岁是儿童执行功能发展的敏感期，一般10岁以后趋于平缓并接近成人水平.[1]儿童时期认知功能的发展可以预测成年期高级认知功能[2]，适当的体育活动可以改善前额叶皮质功能，促进执行功能发展；缺乏运动会损伤执行功能，不利于儿童身心健康发展.[3]因此，寻求行之有效的干预方案尤为重要.

相关研究表明，学业成绩与大脑的结构、功能和认知功能高度相关，运动可以改善大脑结构、功能和认知功能，提高与学习相关脑区的激活水平.[4]陈爱国[5]等人通过短时中等强度有氧运动干预改善了儿童静息状态下脑功能局部一致性，改善了儿童脑的可塑性，提高其执行功能.David[6]等人探讨了为期8周中高强度间歇训练对于儿童认知功能的影响，发现实验组抑制控制和工作记忆都有所提高.Castelli[7]等人进行的一项长期的追踪研究表明，有氧耐力与数学、阅读及总成绩呈正相关.但也有研究表明，体力活动对学业成绩没有影响或有负面影响.[8，9]本研究探讨12周运动干预对学龄儿童执行功能和学业成绩的影响，揭示体育活动与学龄儿童执行功能和学业成绩的关系，为体育课堂教学提供理论基础.

1 研究对象与方法

1.1 研究对象与分组

研究对象为上海浦东区某小学一、二年级4个教学班204名学生.筛选标准为：智力发育正常，BMI在正常范围内，血压正常，无重大疾病.实验组102人，身高（129.96±6.06）cm，体重（28.43±5.8）kg，BMI为16.7±2.51.对照组102人，身高（129.05±6.94）cm，体重（29.45±7.41）kg，BMI为17.11±7.67.

将204名学生随机分为实验组（102人）和对照组（102人），由于数据缺失，实验组最后的人数为98人.实验组进行为期12周的中高等强度干预，对照组保持正常体育课教学，在此期间不参加有规律的体育活动.

1.2 运动干预方案

研究依据学龄儿童身心发展特点，参考殷恒婵等人的研究结果，选择以学龄儿童日常动作模式为主，趣味游戏为辅的练习，以提高运动干预的效果.研究采用中高等運动强度（>60%HRmax），TEAM2心率监控系统全程监控学生的心率，确保达到目标运动强度.运动时间为45 min，运动频率为每周3次.干预方案：（1）准备部分10 min，内容为慢跑、热身操.（2）基本部分30 min，内容为灵敏、协调、游戏、抗阻等练习.（3）结束部分5 min，内容为拉伸.

1.3 执行功能和学业成绩测量

执行功能测量 采用Gioia[11]等人编制的学龄儿童执行功能（BRIEF父母版）行为评定量表.量表包含86个条目，主要分为：行为管理指数（behavioral regulation index BRI，包括抑制、转换和情绪控制3个因子），元认知功能指数（metacognitoon index，MI，包括任务启动、工作记忆、计划、和监控5个因子）.条目按照1-3级评分（1=从不；2=有时；3=经常）.得分越高，说明儿童执行功能受损越严重.该量表的重测信度为0.68～0.89，内部一致性系数为0.74～0.96，符合我国文化背景，可用于评定学龄儿童执行功能水平.[12]

学业成绩测量 采用学业成绩表现教师评估问卷评估学生的学业表现.问卷由15个条目构成，条目按照1-5级评分（1=很好，2=较好，3=一般，4=较差，5=差），得分越高，说明学业表现越差.参考考夫曼教育成就测试第二版[13]（KTEA II），选取阅读、拼写以及数学作为评估学业成绩指标.KTEA II测验具有很高的内部一致性、评分者间信度和内部效度（r = 0.91～0.97）.

1.4 数据处理

采用Excel和SPSS26.0软件进行统计分析，用平均值±标准差表示.采用独立样本和t检验和配对样本t检验进行同质性检验和干预前后各指标数据比较，显著差异设定为 P<0.05，非常显著性差异设定为 P<0.01.

2 结果与分析

2.1 干预前执行功能和学业成绩同质性检验

采用独立样本t检验对干预前实验组和对照组执行功能和学业成绩进行同质性分析，结果见表1.表1的结果表明，执行功能和学业成绩各维度指標不存在显著性差异（P>0.05）.

2.2 干预前后对执行功能和学业成绩的影响

干预前后对照组各指标前后比较结果见表2. 执行功能与学业成绩对干预后执行功能和学业成绩进行描述性统计（M±SD），执行功能和学业成绩得分越高，说明儿童的执行功能和学业成绩表现越差.

采用配对样本T检验，比较实验组前后各指标变化，结果见表3.表3的结果表明，实验组前后执行功能和学业成绩各维度存在非常显著性差异.其中抑制功能、刷新功能、转换功能、阅读以及拼写实验前后存在非常显著性差异（P=0.00），而数学表现不存在差异（P=0.93）.在对照组中，执行功能和学业成绩各维度均不存在显著性差异（抑制P=0.50，刷新P=0.67，转换P=0.051，阅读P=025，拼写P=0.25，数学P=0.75）.

2.3 干预后对执行功能和学业成绩的影响

采用独立样本t检验，比较实验后两组各指标变化，结果见表4 .表4的结果表明，实验后执行功能和学业成绩各维度存在显著性差异，其中抑制功能、阅读和拼写表现存在非常显著性差异（P=0.00），刷新功能、转换功能、存在显著性差异（分别为P=0.04，P=0.02），而数学表现实验后不存在显著性差异（P=0.30）.

3 讨论

3.1 12周运动干预对学龄儿童执行功能的影响

12周的运动干预显著改善了学龄儿童的执行功能，并对各子成分均有积极效果.原因可能包括：强度方面，儿童适合参与中高等强度运动效果较好，强度过低或过高都会影响其干预效果，甚至带来不利影响.Ishihara[14]等发现12周中高等强度运动显著改善儿童执行功能.运动方式方面，在运动中涉及一些协调、灵敏性运动，儿童参与过程中需要抑制一些动作，完成其他动作.因此，有利于提高抑制控制能力.由于设计动作的难度是循序渐进的，对儿童认知提出挑战，不仅需要回忆动作的特点、空间特征以及手脚如何配合，还要将这些信息储存在大脑里，在需要时灵活运用，这些过程有利于儿童工作记忆的提高，一些多方向的跑动和手脚协调练习，需要不断完成视觉和空间记忆任务，并根据运动情境的变化灵活控制身体和速度，可有效改善儿童认知灵活性的发展.这与Planinsec[15]和Budde[16]等人的研究一致.

3.2 12周运动干预对学龄儿童学业成绩的影响

12周运动干预改善了学龄儿童的执行功能和学业成绩，增强了抑制功能、刷新功能和转换功能，提高了阅读和拼写表现，但对数学表现并未发现显著性差异.

12周运动干预改善了儿童学业成绩，但是对阅读、拼写以及数学成绩存在差异.在阅读方面，实验组前后存在非常显著性差异，而对照组并未发现阅读能力有所改善.在拼写方面，实验组前后存在非常显著性差异，对照组并未发现有明显的差异，说明干预后有利于儿童拼写成绩，与相关研究结果较为一致.[17]在数学成绩上，虽然实验组在数学成绩上优于对照组，但两组不存在显著性差异，与相关研究结果不一致，主要原因是学业成绩测评方法以及干预形式的差异，造成研究结果不统一.此外，开放性的动作技能与较高的数学成绩具有相关性.[18]开放性运动与空间处理有关，而这与数学相关的表现紧密联系.参与开放性运动时（篮球、足球、羽毛球等），需要保持注意力并判断对手、队友以及球的位置，这会锻炼与数学相关任务的认知技能.提高数学成绩，本研究多采用一些跑动练习，对空间处理能力锻炼相对较少.

总之，12周运动干预改善了儿童抑制控制、工作记忆和认知灵活性，并显著改善了阅读和拼写表现，对儿童体育课程开展提供了一定的理论和指导意义，既以体育课为载体，采用以动作模式主导、结合游戏、灵敏、协调、抗阻等具有高认知参与的体育活动等内容，规律、长期的锻炼，有利于儿童执行功能和学业成绩的发展.

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编辑：吴楠