揭示“體之育”與“腦之育”最佳結合的科學運動奧秘

潘紹偉

如何正確認識與處理學生體育鍛煉與文化學習的關系，并在此基礎上建構“體之育”與“腦之育”有機結合、相得益彰的體育教育始終是我國學校體育理論與實踐發展中最重要、最難回答的問題之一。

對于參加體育鍛煉究竟是有利于文化學習，還是影響文化學習，歷來有截然不同的認知。不少教育學家和教育實踐者通過觀察、分析大量教育現象后，提出體育鍛煉不僅不影響文化學習，還會促進文化學習的認知與觀點；更多的學生、家長、教育者則認為參加體育鍛煉會影響文化學習。

要想改變運動影響文化學習的認知，最好的方式就是以嚴密科學研究提供的體育運動促進學生腦發育、腦功能、學業成績的證據加以證明。通過揭開體育運動與文化學習之間的奧秘，揭示體育運動促進學生腦發育、促進腦功能發展的規律，指明通過科學體育運動既促進學生身體發展與健康的“體之育”，同時又能促進學生心理發展與健康的“腦之育”。這一問題一直是人們特別期望解決，但由于研究方法手段限制，懸而未決的問題。

早期的腦科學研究取得了許多有用的信息，對于人們認識最神秘的人腦起到了很好的作用，但是腦科學研究與教育科學研究處在一種互不相干的狀態。在相關研究中幾乎沒有闡述關于腦科學與教育科學之間聯系的文獻，在《教育心理學雜志》數據庫9000篇文章之中，只有6篇的題目包含“大腦”這個詞。教育神經科學對教育心理學領域的貢獻，最重要的考量標準是能具體明確神經教育神經科學研究能夠超出現有的教育心理學的研究成果合理的增值部分，即對教學設計和課堂教學的新啟示。

近些年來，隨著教育神經科學研究的發展，正在漸漸被揭開腦機制與教育關系神秘的面紗。教育神經科學為教育提供更多的關于學習者在學習認知過程客觀準確測量學習者已經學到的內容；揭示學習者的個體差異與教學方法對學習結果的影響等測量手段與方法。通過在學習科學和神經科學之間建立聯系將神經科學、學習科學、教學科學以及教育實踐很好地整合起來。也就是說，神經教育科學將教育心理學引向了更新、更深入、更具教育實踐意義的領域，即關注學科領域的學習、關注真實情境的學習任務、關注學習期間的認知過程和學習結果、關注學習認知過程的教學技能的指導等。在整合式雙通道情境下，神經科學和心理學依靠彼此之間相互作用來解釋學習是如何進行的學習科學，又通過教育心理學這一連接科學與教育相互作用，從而解釋教學方法是如何影響學習過程和結果的教學科學。

教育神經科學研究中有一個觸角伸向體育運動，形成了體育科學與神經科學的交叉這一備受國際社會關注的新興交叉科學研究領域。體育神經科學主要對體育運動與兒童腦的可塑性、與兒童執行功能的關系、體育運動改善兒童腦的機制、促進兒童執行功能的體育運動方案的設計與實踐等進行研究，目的在于闡述體育運動與腦的關系及其作用原理，并將這些原理的研究成功進行轉化和應用，提高腦功能與腦健康水平。2017年9月26日在北京師范大學成立的中國兒童少年腦智研究聯盟，對科學理解中國兒童少年腦發育規律，大面積開發中國兒童少年腦智潛能，有效提升中國對學困生認知水平具有里程碑意義。

陳愛國博士是我國最早將教育神經科學引入體育教育的研究者之一，經過若干年的潛心研究，形成了具有開拓性、創造性、實用性的研究成果，《教育神經科學視野中的體育教育創新》就是其結晶。作為一名數十年研究學校體育理論與實踐的專業工作者，非常欣喜看到這一研究，相信這一研究對于我國學校體育、體育課程與教學理論與實踐的發展都具有積極的意義。

一、澄清體育運動影響文化學習的誤區

我國自宋代后“重文輕武”的傳統文化和哲學的身心二元論的影響，一直至今在人們的潛意識中比較普遍地存在身體與心理、運動與學習二元背反錯誤認知，以及體育人四肢發達、頭腦簡單的刻板印象。當下，很多教育者、學習者、教育管理者、學生家長對于學生參加體育鍛煉總是有一種揮之不去的運動與學習有沖突，參與體育運動必然影響文化學習的擔憂；為了取得良好的學習成績，只能放棄參與體育運動，即使這些人也認識到這樣做對學生身體健康有負面的影響也在所不惜，換言之，他們認為犧牲學生鍛煉時間和學生健康是保證學生文化學習成績必須付出的代價。

上述認知形成除了歷史與文化的外部原因以外，還有體育本身的不足與體育研究缺失的內部原因——在我國的確存在著學校體育實施過程中，由于生物體育觀的影響，認為參加體育鍛煉是身體運動，追求的是生物學的改造，而不是腦體真正有機融合與互動的過程，在體育實踐中確實存在體腦分家、重體輕智的現象；在對體育教育的研究中有關體育運動促進腦發育與腦功能開發在內的心理與社會功能機制與實踐系統嚴重缺失。加上，少數運動員文化水平較低的現象，一定程度上為參加體育運動影響文化學習找到一點口實。

對于“體育運動是肉體運動，還是身心合一的運動？體育運動影響文化學習，還是促進文化學習？體育運動怎樣才能既提高學生健康水平，又促進學生學業成績的提高？”等問題，《教育神經科學視野中的體育教育創新》在系統總結研究教育神經科學對教育的作用的基礎上，較為系統地闡述了在體育運動領域國內外的研究進展及體育運動促進腦發育、腦功能的一些研究成果。如，利用美國芝加哥內珀維爾中央中學的體育教師通過有設計的體育鍛煉為學生做好學習準備，提高其參與課程學習的意識狀態，凝聚學生注意力，提高學習能力的實踐案例等。澄清體育運動不但能改善與學業有關的腦功能直接提高學習成績，還可以通過提高或改善學習行為（如注意能力、執行功能、情緒調節等）間接提高學習成績。增肌體育運動時間不僅不會降低學業成績，甚至會提高學業成績。

將以往體育運動有利于文化學習的假設，變成了利用新的腦科學研究的手段，提供了體育運動促進學生腦發育、腦的功能，以及對學業成業可測、可評的證據。極大地提高了體育運動不僅不影響文化學習，而且能促進文化學習這一認知的真實可信性，對于扭轉錯誤的體育運動影響文化學習的認知具有積極的意義。

二、通過基礎研究，揭示體育運動對學生文化學習良性作用的奧秘

近年來，有關運動干預促進兒童執行功能發展的多路徑理論研究的越來越多研究結果表明，體育運動對兒童執行功能有積極效益，但是體育運動發展和改善兒童執行功能的機制尚未清楚揭示。陳愛國博士在研究中利用功能性磁共振成像具有無創傷、無放射性、可重復等特點，時間空間分辨率高、可定位和定量檢測腦活動等特點，借助于該技術對體育運動與腦可塑性、運動表象和體育鍛煉心理健康效應的關系及腦機制等進行了初步探索，尤其是以可測、可量化的手段構建了體育運動改善兒童執行功能的機制，集中闡明了體育運動對腦的執行功能的作用原理，進一步提供了體育運動促進兒童執行功能發展的證據。

三、建構四位一體的運動干預促進兒童執行功能發展的理論假設

以往關于體育運動與智育的關系研究主要集中在某一學科領域，對于認識與揭示體育與智育之間的關系具有積極的作用，但是，這些單一學科的研究對于全面準確揭示體育運動與智育的關系仍顯牽強。陳愛國博士在書中提出“生理狀態、動作技能、情景互動、心理狀態”的“四位一體”運動干預促進兒童執行功能發展的多路徑理論。

運動干預主要通過改善生理狀況、提高動作技能水平、發展情景互動能力和提升心理狀況四條途徑作用于兒童的執行功能。具體的作用機制如下：1.改善生理狀況。運動感與通過影響兒童腦的神經營養因子、神經內分泌、心血管功能、喚醒水平、體質健康水平等發展其執行功能。2.提高動作技能水平。動作帶來經驗，而經驗促進發展。復雜的動作（協調性的、多肢體參與的、認知帶來參與豐富的動作等）激發了前額葉神經回路，需要執行功能參與。3.發展情景互動能力。一個新穎的、復雜的運動環境是發展執行功能的理想場所。在一個充滿新問題、新挑戰的情景中，個體在協調、組合原有動作、形成新的更復雜、更靈活、更有效動作的基礎上會實現執行功能的突破與優化。4.提升心理狀態。孤獨、消極的情緒體驗及壓力會損害執行功能，而運動干預可以通過緩解壓力、增加社會交往、促進積極情緒來發展兒童的執行該功能。這一理論假設將體育運動心理學、腦科學、教育學、學校體育學等有機融合，為整體解決“體之育”與“腦之育”的最佳結合提供了較好的思路。

四、通過實證研究，為科學設計與實施體育運動提供方案

陳愛國博士在揭示原理、機制的基礎上，在不同運動項目、不同持續運動時間、不同運動強度的體育運動對執行功能影響機制研究的基礎上，創造性地進行科學體育運動的設計并進行實證研究，針對不同年齡與背景的學齡兒童開發研制了軟式棒壘球、足球、體育游戲促進兒童執行功能發展的設計方案，并進行了實踐研究，解決了既鍛煉身體，又開發大腦功能的問題。提出中等強度的、包含復雜技能的學習和應用，體驗到積極情緒、環境豐富和變化的體育運動，更有利于“體之育”與“腦之育”最佳結合的方案。

陳愛國博士進行的體育神經科學研究與心理學、教育學、學校體育學等有機融合，這些基礎性的理論研究與科學體育運動方案的實踐應用研究會給學校體育與健康課程教學帶來更多的、有益的啟示，對我國的學校體育，尤其對體育與健康課程的教學改革產生比較積極、深遠的影響。