高中生身體素質、執行控制能力與學業成績相關性研究

王媛媛 趙敬國 （通訊作者）

（1.山東師范大學體育學院體質測評與健康促進中心 山東 濟南 250014；2.膠州實驗中學 山東 膠州 266300）

體育鍛煉與學習成績之間的關系一直是人們關注和議論的話題之一。自從1968年肯尼斯·庫珀（Kenneth H·Cooper）出版了《有氧運動》一書，他“有氧運動”的理念，讓人們認識到運動能夠促進身體健康。2008年約翰·瑞迪（John Ratey）教授出版了《運動改造大腦》一書，他運動改造大腦的新理念，使人們充分認識到運動不僅可以健身，更可以健腦。許多研究已發現健身運動或身體素質可正向影響大腦的認知功能，且健身運動的效益近年來已推廣至兒童的學業表現。研究顯示急性健身運動可有效促進兒童的認知功能，對其特定的學業成績有所幫助。參加身體活動水平高的學生也傾向于有較好的學業成就，且學生的身體素質、參與運動的程度也與學業成就呈正向相關。但前人的有關研究主要是針對兒童及低年級學生的研究，其學業成就評價指標也不盡相同。針對我國學生尤其是高中學生的相關研究報道甚少，為了進一步評價體育運動對學生尤其是高中學生學業成績的影響，本文對青島市膠州實驗中學高中普通學生的身體素質、執行控制能力以及期中各科考試成績進行了測量并就其相關關系進行了評價。

1、對象與方法

1.1、對象

選取青島市膠州實驗中學高中2018級在校健康普通學生141人（女 83 人，男 58 人），平均年齡（15±2）歲，平均身高（167±10）cm，平均體重（59.85±20）kg。實驗前告知受試者本次研究的目的及有關事項，所有受試者均知情并愿意配合完成本實驗。

1.2、方法

（1）身體素質指標測試。

按照教育部《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》的測試標準，分別測量了受試者的50m跑、坐位體前屈、立定跳遠、引體向上（男）/1 分鐘仰臥起坐（女）、1000m 跑（男）/800m 跑（女）。

（2）執行控制能力測試。

采用Stroop Color-Word Test反應時測定。采用E-prime2.0系統下編寫的經典Stroop Color-Word Test來進行。要求測試的正確率≥95%，錯誤次數不能超過三次，在保證正確率的基礎上反應越快越好。若正確率低于95%，則再重新進行一次測試。

（3）學業成績測試。

采用學校期中考試各科考試成績，分別有語文、數學、英語、物理、化學、生物、政治、地理、歷史各科的分數以及總分。

1.3、統計學處理

采用SPSS15.0統計軟件，對所得結果進行整理，并就身體素質與各科成績，Stroop反應時及準確率與各科成績間的相關性進行了Pearson correlation分析。顯著性標準采用P＜0.05，極顯著性標準采用P＜0.01。

整個測試均于2018年10-12月在膠州市實驗中學體質健康測試室完成，整體實驗設計得到相應倫理委員會認可。

2、結果

2.1、高中生執行控制能力與學業成績之間的相關性分析（見表1）

表1 高中生執行控制能力與學業成績之間的相關性（n=141，男 58，女 83）

2.2、高中生身體素質與學業成績之間的相關性分析（見表2、表3）

表2 高中女生身體素質與學業成績之間的相關性（n=166）

表3 高中男生身體素質與學業成績之間的相關性（n=116）

3、討論

3.1、高中生執行控制能力與學業成績的相關性

腦的執行控制（executive control）是腦認知功能的核心要素，評價執行控制能力的指標眾多，Stroop Color-Word Test反應時測定是最為常用的方法之一。高中生執行控制能力（Stroop實驗反應時及準確率）與文化科各科學習成績關系如何？本研究結果中表 1 顯示，語文（P=0.001）、物理（P=0.045）、化學（P=0.013）、生物（P=0.003）、 地理 （P=0.013） 各科得分以及總分 （P=0.022）與Stroop Color-Word Test反應時呈現顯著性負向相關關系，英語成績則與反應的準確率顯著性正相關關系（P=0.04）。說明大腦的執行控制功能與學業成績之間具有明顯的相關性，執行控制功能越好（反應時越短、準確率越高），則有關文化課的學業成績也就越好。研究顯示運動對執行控制功能具有顯著的促進作用，表現為Stroop實驗反應時縮短。似乎提示運動鍛煉理應對高中生的學業成績有良好的促進作用。

3.2、高中生身體素質與學業成績之間的相關性

身體素質既受先天遺傳因素的影響，同時也受后天環境因素的影響如體育鍛煉等。學生身體素質的發展狀況也成為了評價學校體育活動開展好壞的重要依據。那么高中生身體素質指標與高中文化科學習成績之間究竟有無關系，關系如何？本文表2中可見，高中女生的身體素質與學業成績之間存在一定的相關性，具體表現為語文（P=0.008）、物理（P=0.042）、生物（P=0.036）、政治（P=0.002）的考試成績與50m跑的成績成正相關，50m跑成績越好（用時越短）相應文化課成績越高；政治課成績與立定跳躍成績之間呈顯著正相關（P=0.012）；語文（P=0.015）、英語（P=0.026）、物理（P=0.006）、政治（P=0.018）以及總分（P=0.037）成績與 800m 跑的成績呈正相關，800m跑成績越好（用時越短）相應文化課成績越高；語文成績與仰臥起坐成績成正相關（P=0.033）。但化學成績與坐位體前屈成績呈負相關（P=0.028）。提示對女生而言，速度素質（50m跑）、耐力素質（800m跑）、力量耐力（仰臥起坐）均與相關課程的學業成績呈正向關，即這些身體素質越好，相關課程學業成績越高。表3可見，高中男生的身體素質與高中學業成績之間存在一定的相關性，其中英語（P=0.016）、地理成績（P=0.001）與 1000m 跑的成績呈負相關，即跑的成績越好（時間越短），學業成績越差。英語成績與俯臥撐測試成績也呈負相關關系（P=0.044）。但歷史成績與坐位體前屈測試成績則呈顯著正相關（P=0.018）。提示對男生而言，耐力素質（1000m）、力量耐力（俯臥撐）均與相關課程的學業成績呈負相關關系。

結合表2、表3結果提示，身體素質與學業成績之間的關系男女間是不同的，女性身體素質越好的，相關文化課學業成績越好；但男生則相反。究其原因，可能是高中女生總體不愛運動，身體素質偏低，相對而言越是愛活動或身體素質稍好的學生，健康狀況可能越好，精力也就越充沛，越能從容應對高強度的高中學習生活，文化課成績也就越好。男生總體身體活動好于女生，身體素質相對而言整體較好，在此基礎上，身體素質越高的學生可能從事了過多的運動鍛煉，相對而言分配至文化課學習的時間相對減少，可能影響了其文化課學習成績。以上結果提示，身體素質與文化課學業成績之間似乎存有身體素質的某一最佳值，身體素質高于或低于該最佳值均會影響文化課學業成績。但該“最佳值”假設還有待今后進一步研究探討。

鑒于各科成績與身體素質各指標間的不同相關關系，提示學生可以根據自己的優勢和弱勢進行不同項目的體育課選課學習，該實驗結果也為高中新課標改革下的走班教學模式提供了實驗支持。

4、結論

大腦的執行控制功能與學業成績之間具有明顯的相關性，執行控制功能越好（反應時越短、準確率越高），則有關文化課的學業成績越好。身體素質與學業成績之間的相關性存有性別間差異，女性身體素質越好的，相關課程學業成績越好。