國內關于“運動干預”對兒童執行功能影響的研究綜述

王杰，陳旭輝

（上海體育學院，上海 200438）

執行功能是指在完成繁復的認知任務時，對各種基本認知過程進行協調和控制，為了保證認知系統能夠敏捷、通過更優的方式完成特定目標的一般性控制機制。執行功能一直被認為是兒童認知功能的重要組成部分，另外有研究表明兒童時期是執行功能發展的重要階段，是大腦發育的重要時期，這個時期大腦的可塑性比成年期、老年期都更好，積極有效地運動干預有助于大腦執行功能的發展。執行功能涉及記憶、控制、認知靈活等多方面，執行功能不良會造成兒童成長過程中出現各種問題，如學習上積極性減退、自我控制能力較差和注意轉換出現問題等，在心理問題方面上可能會引起自閉、多動障礙和注意缺陷等各種癥狀。

目前國內越來越多研究者關注并探討執行功能與運動之間的關系，進一步揭示體育活動促進兒童神經生理機制、認知機制和社會心理學機制。通過以往的研究發現，執行功能在受到運動干預影響時，受運動持續時間、運動強度、運動類型等諸多因素的影響，因此更多研究者通過設計不同類型的運動干預探討運動對于兒童執行功能的影響。該文運用文獻綜述法，通過研究國內運動干預對兒童執行功能的作用，希望在今后對我國兒童合理的參與體育活動提供一定理論依據。

1 不同運動時長對于兒童執行的影響

1.1 短時運動對兒童執行功能的影響

短時運動指持續一定時間的一次性運動，一般指一次持續10～60 min 的運動方式，可以根據運動時能量供應形式可分為有氧運動、無氧運動。通過運動干預過程中對于運動強度的監控，可分為大強度、中強度與小強度運動。國內關于短時運動對兒童執行功能的干預研究，從運動形式、運動強度、持續時間等方面研究越來越細致。

陳愛國等在2014年完成一項不同強度短時籃球訓練對小學生執行功能影響的研究，根據對籃球運動強度的控制，將研究對象分為小強度組、中強度組、大強度組和實驗組，探討一次需要復雜動作形式、多重配合、技戰術運用的籃球運動對小學生執行功能的影響。研究結果說明，30 min/次不同強度籃球運球訓練對小學生執行功能的影響效果不盡相同。不同強度籃球運動對于兒童抑制功能的影響分別效果為：中等強度組>大強度組、小強度組>對照組；對于刷新功能的影響效果分別為：中等強度組、大強度組>小強度組、對照組；對于轉換功能的影響效果分別為：中等強度組>大強度組、對照組、小強度組。張立敏等2019年通過一次45 min 足球運動干預發現，單次中等強度足球運動對實驗對象抑制、刷新、轉換功能成績都有所提高，但是3 個維度前后測成績不存在顯著差異；不同年級小學生實驗前后執行功能均呈現出提高趨勢，但前后測試變化不明顯；不同性別實驗前后，男生在抑制維度的提高達到顯著水平，而女生3 個維度在實驗前后變化不顯著。

另外2019年高俊宏等通過一次短時中等強度游泳研究對兒童執行功能的影響程度，他們選取了各項指標均有同質性的48 名9～11 歲兒童，隨機分為實驗組和對照組，實驗組進行一次60 min（5 min 動態熱身+4 自由泳準備活動+混合泳劃手+四中泳姿打腿+自由泳/混合泳+四種泳姿配合游）中等強度游泳運動。干預結果表明，一次短時中等強度游泳運動干預后，實驗組兒童在Stroop 任務測試的正確率、威斯康辛卡片分類測試中的反應時、2-back 任務中的正確率均顯著提高，說明該實驗干預對于兒童執行功能各子功能（抑制、轉換、刷新）都有一定影響效果。

通過國內對于兒童執行功能的運動干預研究發現，短時運動對兒童執行功能的研究已經由動作形式簡單的研究轉向（包括豐富的動作協調與控制）復雜動作操作形式研究，由普通陸地運動拓展到水中運動，并且干預的運動強度的研究范圍更廣。一次短時運動后實驗組與對照組兒童相比執行功能成績均有顯著差異；實驗組前后測試成績也均有提高，但差異并不顯著。研究者對于兒童執行功能與運動的研究更加詳細和多樣化，運動強度、形式、環境等方面都在不斷拓展。

1.2 長時運動對兒童執行功能的影響

長時運動指持續數周或者幾個月以上的運動，有研究表明長時間的運動干預對兒童的執行功能影響可能更為顯著，并且隨著時間的推移影響更深遠。2015年江大雷等通過8 周中等強度足球運動游戲研究對學齡前兒童執行功能的影響，選取61 名兒童（63～75月）隨機分為實驗組和對照組，實驗前后分別對兩組兒童抑制控制、工作記憶、認知靈活3 個維度的執行功能進行相應的測試。結果表明，通過8 周足球運動游戲的干預，5～6 歲學齡前兒童身體素質水平有所提高，執行功能中抑制控制能力也得到提升，但是對工作記憶和認識靈活性并沒有顯著影響。王葉瓊等2018年通過12周健美操干預研究對小學生執行功能的影響，分別選取17 名、17 名、18 名小學生作為健美操組、手工制作組、對照組研究對象，進行每周兩次，90 min/次為期12周干預實驗，并且調查發現3 組試驗對象日常活動情況組間差異不大。研究結果表示健美操鍛煉對小學生抑制、轉換、刷新功能反應時的影響較手工和無干預組更優，而手工和無干預組對抑制功能反應時的影響無明顯差別。

執行功能可以通過合理的運動得到改善和優化，但是其改善效果受到運動形式和內容較大的影響，執行功能不同的維度改善程度可能因為不同訓練內容而有所差異。兒童執行功能特征不同，其發展也不一致，而且不同運動干預方案對小學生執行功能各子功能效果也存在差異。殷恒嬋等2015年選取三年級學生274人、五年級學生336 人，在課外體育活動中采用五種不同的體育方案（花樣跑步、趣味田徑游戲、小手球+素質練習、踢毽+游戲、武術+花樣跳繩+8 字跑）對小學生進行10 周運動干預。10 周運動干預前后，分別使用Flanker、2-back、More-odd shifting 任務測量受試小學生的抑制、刷新和轉換子功能。研究結果：花樣跑步顯著提高小學生刷新功能和轉換功能；趣味田徑游戲和“踢毽+游戲” 對于學生的抑制功能均有明顯改善；“小手球+素質練習”對于小學生的轉換功能有顯著提高效果；“武術+花樣跳繩+8 字跑”對于小學生的抑制功能、刷新功能和轉換功能均有提升，說明5 種運動干預方案均對小學生執行功能具有促進作用，并且在改善小學生執行功能各子功能上表現出不同的效果。

為了探討體育鍛煉需要積累多少價值域內的運動時間才能對學生的執行功能和學習成績產生有益影響，傅建等人2016年進行不同時間中等強度體育鍛煉對初中生執行功能和學業成績影響的實驗研究。選取某中學初二年級5 個班級，共250 名學生作為實驗對象，通過隨機抽樣的方式分為4 個實驗班和1 個對照班，并通過調查、分析確定實驗組和對照組在各方面具有同質性，在此條件下進行不同時間中等強度體育鍛煉的干預，運動干預持續8 周，頻率每周3 次，各組每次進行中等強度運動時間分別為13.5 min、18 min、22.5 min、27 min。研究結果表示進行27 min 中等強度運動干預組學生各執行功能子功能以及語文、數學、英語成績提高最顯著；中等強度體育鍛煉的累積時間達到20 min 以上對初中生抑制功能和轉換功能的提高效果最為顯著；體育活動鍛煉主要通過執行功能的轉換功能改善對受試學生學業成績產生影響。

除了對正常兒童的執行功能進行研究，研究者也開始探討體育運動與執行功能異常兒童的關系。2015年陳愛國等進行了8 周中等強度的花樣跳繩運動對聾啞兒童執行功能影響的研究。選取9～13 歲聾啞兒童33名分為實驗組和對照組，進行為期8 周，每周3 次，每次40 min 的中等強度跳繩運動，分別用Flanker 任務、1-back 任務和More-odd shifting 任務評價受試者的抑制功能、刷新功能、轉換功能。研究結果表示，8 周變化形式多樣的中等強度的花樣跳繩運動對于聾啞兒童執行功能各子功能的影響效果并不完全相同。通過對跳繩運動信息的接受、存儲、執行的過程，聾啞兒童的刷新和轉換功能有顯著提高，但是其抑制功能沒有顯著改善。如今越來越多研究發現，長時的運動干預對兒童執行功能的促進效果更好，影響效果更持久，并且有研究者已經將研究對象從正常兒童轉向執行功能障礙兒童，更加關注運動干預對執行功能障礙兒童的影響。

2 結語

綜上所述，通過合理的運動干預能夠促進兒童執行功能的發展和提高兒童學業水平，但是目前國內無論是短時運動干預還是長時運動干預都只是橫斷面的研究，有效的運動干預對于兒童未來成年后的發展是否同樣存在影響，以及影響的程度還并不清楚。而且，基于國內研究現狀，研究的主要人群、研究的實驗環境、實驗控制條件等因素還有一定限制。未來關于國內這一領域的研究應該擴大研究人群，尋找更能促進執行功能發展的合理的運動，提高這一研究領域的學術性。