健美操鍛煉對小學(xué)生執(zhí)行功能的影響

王葉瓊 宋鑫平

小學(xué)階段是兒童認(rèn)知功能發(fā)展的關(guān)鍵期。而體育運(yùn)動(dòng)是促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展的有效干預(yù)方式，能提高個(gè)體的執(zhí)行功能。有研究表明，短時(shí)間健美操鍛煉(有氧運(yùn)動(dòng))較其他類型運(yùn)動(dòng)對小學(xué)生執(zhí)行功能的改善更明顯。雖然已有分析長時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)對小學(xué)生執(zhí)行功能影響的研究，但缺少以健美操為干預(yù)方式的實(shí)證研究。為此，本研究假設(shè)，每周2次，每次90分鐘，為期12周的中等強(qiáng)度健美操鍛煉，能夠提高小學(xué)生的執(zhí)行功能。研究不僅能夠豐富鍛煉心理效益的相關(guān)理論，也能夠?yàn)樾W(xué)生執(zhí)行功能的改善提供實(shí)證依據(jù)。

1. 研究方法

1.1 研究參與者

健美操干預(yù)組選取北京市某小學(xué)四年級(jí)選修健美操課的學(xué)生17名。以課后興趣班的形式組織；手工干預(yù)組選取該小學(xué)四年級(jí)選修手工課的學(xué)生17名。以課后興趣班的形式組織。對照組選取該小學(xué)四年級(jí)未選修這兩門課程的學(xué)生18名。

1.2 研究設(shè)計(jì)及程序

本研究采用單因素縱向準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，組間因素為干預(yù)類型，包括3個(gè)水平，分別為健美操、手工及無干預(yù)。干預(yù)時(shí)間為2017年9月至12月。實(shí)驗(yàn)為期12周，每周干預(yù)2次，每次干預(yù)時(shí)間為90分鐘。

采用集體施測方式，分別在實(shí)驗(yàn)開始前和干預(yù)結(jié)束后一周測量參與者的執(zhí)行功能。所有測試在型號(hào)為清華同方超翔Z860計(jì)算機(jī)(系統(tǒng)：MS Windows 7；CPU：i3；內(nèi)存：4.00GB；硬盤：320GB)上完成。施測時(shí)間大約為30分鐘，測試環(huán)境寬敞、明亮、安靜。為衡量不同組身體活動(dòng)量，在第7周采用《兒童身體活動(dòng)問卷》進(jìn)行集體施測，施測時(shí)間大約為8-10分鐘。

1.3 研究材料

《兒童身體活動(dòng)問卷》(Physical Activity Questionnaire for Older Children，PAQ - C)，見附錄。該量表共有10個(gè)題目，用來評(píng)價(jià)過去7天整體的身體活動(dòng)水平(總PA)及中等到較大強(qiáng)度身體活動(dòng)(MVPA)。分別采用Stroop任務(wù)、More-odd shifting任務(wù)和2-back任務(wù)評(píng)價(jià)執(zhí)行功能的抑制功能、轉(zhuǎn)換功能和刷新功能。程序自編，該測量在計(jì)算機(jī)上完成，所有程序都通過E-prime 2.0系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

分別以執(zhí)行功能的后測成績?yōu)橐蜃兞浚愿深A(yù)類型為自變量，以前測成績?yōu)閰f(xié)變量，進(jìn)行協(xié)方差分析檢驗(yàn)干預(yù)類型對執(zhí)行功能的影響。在不滿足協(xié)方差分析的前提條件時(shí)，以后測成績與前測成績的差值為因變量，以干預(yù)類型為自變量，進(jìn)行單因素方差分析。使用SPSS16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2. 結(jié)果與分析

本研究的有效參與者共計(jì)50人，其中健美操組16人(10.13 ± 0.342歲，男2人)，手工組16人(10.25 ± 0.447歲，男2人)，對照組18人(10.15 ± 0.104歲，男2人)。

2.1 小學(xué)生日常身體活動(dòng)情況

三組學(xué)生身體活動(dòng)水平的描述性統(tǒng)計(jì)見表1。可見，三組學(xué)生的日常活動(dòng)量處于中等身體活動(dòng)水平，且組間差異不大。

表1 兒童身體活動(dòng)問卷評(píng)分(M±SD，n = 50)

注：MVPA為“中等到較大強(qiáng)度身體活動(dòng)”；Q為PAQ-C問卷的題目編號(hào)；PA總分為“過去7天整體的身體活動(dòng)水平”。

2.2 不同組干預(yù)前后的執(zhí)行功能

執(zhí)行功能各子功能的描述性統(tǒng)計(jì)如下：

由表2可知，運(yùn)動(dòng)干預(yù)前，三組學(xué)生抑制功能、轉(zhuǎn)換功能和刷新功能的反應(yīng)時(shí)相差不大，且正確率都在80%以上。干預(yù)后，抑制、轉(zhuǎn)換和刷新功能的反應(yīng)時(shí)有所下降，正確率有所提高。相較于手工和對照組，健美操組的后測成績提高較多。結(jié)果提示，干預(yù)可能是有效的。為檢驗(yàn)干預(yù)類型對執(zhí)行功能各子功能的影響，需進(jìn)一步進(jìn)行協(xié)方差分析。

表2 干預(yù)前后執(zhí)行功能各子功能的測量結(jié)果(M±SD)

2.3 干預(yù)類型對小學(xué)生執(zhí)行功能的影響

2.3.1 干預(yù)類型對小學(xué)生抑制功能的影響

(1)干預(yù)類型對小學(xué)生抑制功能正確率的影響

經(jīng)檢驗(yàn)滿足協(xié)方差分析的前提條件。檢驗(yàn)結(jié)果(表4)表明，干預(yù)類型的主效應(yīng)不顯著(p > .05)。該結(jié)果表明在控制了前測成績之后，干預(yù)類型對抑制功能正確率后測成績的影響未達(dá)到顯著水平。

表4 干預(yù)類型對抑制功能正確率影響的協(xié)方差分析(n = 50)

(2)干預(yù)類型對小學(xué)生抑制功能反應(yīng)時(shí)的影響

經(jīng)檢驗(yàn)滿足協(xié)方差分析的前提條件。檢驗(yàn)結(jié)果(表4)表明，干預(yù)類型的主效應(yīng)顯著(F(2,46)= 8.817，p < .05，偏η2= .277)。該結(jié)果表明在控制了前測成績之后，干預(yù)類型對小學(xué)生抑制功能反應(yīng)時(shí)的后測成績有影響。進(jìn)一步進(jìn)行事后比較。

表4 干預(yù)類型對抑制功能反應(yīng)時(shí)影響的協(xié)方差分析(n = 50)

事后分析結(jié)果(表6)表明，健美操鍛煉對小學(xué)生抑制功能反應(yīng)時(shí)的影響較手工和無干預(yù)更優(yōu)，而手工和無干預(yù)對抑制功能反應(yīng)時(shí)的影響無明顯差別。

表6 干預(yù)類型對抑制功能反應(yīng)時(shí)影響的成對比較(n = 50)

表7 干預(yù)類型對轉(zhuǎn)換功能正確率影響的協(xié)方差分析(n = 50)

由此可知，相較于手工和無干預(yù)，健美操鍛煉對小學(xué)生的抑制功能具有改善和提高效應(yīng)。

2.3.2 干預(yù)類型對小學(xué)生轉(zhuǎn)換功能的影響

①干預(yù)類型對小學(xué)生轉(zhuǎn)換功能正確率的影響

經(jīng)檢驗(yàn)滿足協(xié)方差分析的前提條件。檢驗(yàn)結(jié)果(表7)表明，干預(yù)類型的主效應(yīng)不顯著(p > .05)。該結(jié)果表明在控制了前測成績之后，干預(yù)類型對轉(zhuǎn)換功能正確率后測成績的影響未達(dá)到顯著水平。

②干預(yù)類型對小學(xué)生轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響

經(jīng)檢驗(yàn)不滿足協(xié)方差分析的前提條件。以三組學(xué)生More-odd shifting任務(wù)反應(yīng)時(shí)的后測成績與前測成績的差值為因變量，以干預(yù)類型為自變量，進(jìn)行單因素方差分析，考查干預(yù)類型對小學(xué)生轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響。

檢驗(yàn)結(jié)果(表8)表明，干預(yù)類型對小學(xué)生的轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響具有顯著性差異(F(2,49)= 5.027，p < .05，η2= .176)。即不同干預(yù)方式對各組學(xué)生轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響存在區(qū)別，進(jìn)一步進(jìn)行事后比較。

表8 干預(yù)類型對轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)影響的單因素方差分析(n = 50)

事后分析結(jié)果(表9)表明，健美操鍛煉對小學(xué)生轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響較手工和無干預(yù)有差別，而手工和無干預(yù)對轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響無明顯差別。

表9 干預(yù)類型對轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)影響的成對比較(n = 50)

結(jié)合表10可知，健美操鍛煉對小學(xué)生轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響優(yōu)于手工和無干預(yù)。

表10 干預(yù)類型對轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)影響的描述性統(tǒng)計(jì)(M±SD，n = 50)

由此可知，相較于手工和無干預(yù)，健美操鍛煉能促進(jìn)小學(xué)生轉(zhuǎn)換功能的提高。

2.3.3 干預(yù)類型對小學(xué)生刷新功能的影響

①干預(yù)類型對小學(xué)生刷新功能正確率的影響

經(jīng)檢驗(yàn)滿足協(xié)方差分析的前提條件。檢驗(yàn)結(jié)果(表11)表明，干預(yù)類型的主效應(yīng)不顯著(p > .05)。該結(jié)果表明在控制了前測成績之后，干預(yù)類型對刷新功能正確率后測成績的影響未達(dá)到顯著水平。

②干預(yù)類型對小學(xué)生刷新功能反應(yīng)時(shí)的影響

經(jīng)檢驗(yàn)不滿足協(xié)方差分析的前提條件。以三組學(xué)生2-back任務(wù)反應(yīng)時(shí)的后測成績與前測成績的差值為因變量，以干預(yù)類型為自變量，進(jìn)行單因素方差分析，考查干預(yù)類型對小學(xué)生刷新功能反應(yīng)時(shí)的影響。

表11 干預(yù)類型對刷新功能正確率影響的協(xié)方差分析(n = 50)

檢驗(yàn)結(jié)果(表12)表明，干預(yù)類型對小學(xué)生的刷新功能反應(yīng)時(shí)的影響存在顯著性差異(F(2,49)= 11.313，p < .05，η2= .325)。即不同干預(yù)方式對各組學(xué)生刷新功能反應(yīng)時(shí)的影響有區(qū)別，進(jìn)一步進(jìn)行事后比較。

表12 干預(yù)類型對刷新功能反應(yīng)時(shí)影響的單因素方差分析(n = 50)

事后分析結(jié)果(表13)表明，健美操鍛煉對小學(xué)生刷新功能反應(yīng)時(shí)的影響較手工和無干預(yù)有差別，而手工和無干預(yù)對轉(zhuǎn)換功能反應(yīng)時(shí)的影響無明顯差別。

表13 干預(yù)類型對刷新功能反應(yīng)時(shí)影響的成對比較(n = 50)

結(jié)合表14可知，健美操鍛煉對小學(xué)生刷新功能反應(yīng)時(shí)的影響較手工和無干預(yù)更優(yōu)。

綜上，健美操鍛煉對小學(xué)生的抑制、轉(zhuǎn)換和刷新功能均具有積極的影響。

3. 討論

3.1 健美操鍛煉對執(zhí)行功能的干預(yù)效果

經(jīng)過12周的健美操干預(yù)，有效提高了抑制、轉(zhuǎn)換和刷新等執(zhí)行功能。且相較于手工和無干預(yù)，健美操鍛煉對執(zhí)行功能的干預(yù)效果更好。這可能是由于健美操鍛煉使個(gè)體腦血氧飽和度提高，血液循環(huán)改善，從而提高心血管機(jī)能，改善腦功能，影響認(rèn)知功能。另一方面，也可能是因?yàn)榻∶啦馘憻捦ㄟ^增加腦神經(jīng)內(nèi)分泌水平，使得腦部兒茶酚胺類遞質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致個(gè)體的執(zhí)行功能得到改善。也有研究者認(rèn)為，個(gè)體在持續(xù)一段時(shí)間的中等強(qiáng)度健美操鍛煉后，通過心理壓力的釋放，良性思維和積極情緒的激發(fā)，誘發(fā)了執(zhí)行功能腦激活模式的變化，進(jìn)而以動(dòng)態(tài)而又靈活的方式協(xié)調(diào)若干認(rèn)知子系統(tǒng)，提高執(zhí)行功能。

3.2 研究局限

受研究資源所限，樣本量偏小，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)力(power)偏低；未能采用隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，給析因研究帶來誤差。

4. 結(jié)論

每周2次，每次90分鐘，為期12周的中等強(qiáng)度健美操鍛煉對執(zhí)行功能的三個(gè)子功能抑制、轉(zhuǎn)換和刷新功能具有積極的促進(jìn)作用。