中小學學生體質量與學業表現相關關系

詹逸思　張羽　梁哲

摘 要：采用描述統計和計量回歸模型，對陜西省某市2012年168所中小學共79 475名學生的身高體重等級和學業成績研究發現：中國欠發達地區體重等級不良的學生規模較大，44.85%中小學生體重偏輕，16.44%體重偏重；體重偏輕與中小學生學業表現呈顯著正相關；小學和初中階段，體重偏重與學業表現無顯著相關；在高中生子群體中，體重偏重與學業表現呈顯著負相關，其中偏重的高中女生中學習成績更差。

關 鍵 詞：運動生理學；體質量；學業成績；中小學生；陜西省

中圖分類號：G807.0 文獻標志碼：A 文章編號：1006-7116（2015）06-0122-06

Abstract： By using descriptive statistics as well as measurement and regression model， the authors studied the height and body weight ratings and academic performance of 79 475 students in 168 elementary and middle schools in a certain city in Shanxi in 2012， and revealed the following findings： in an underdeveloped region in China， the percentage of students with a poor body weight rating was big， 44.85% of the elementary and middle school students had a body weight on the light side， while 16.44% of them had a body weight on the heavy side； there was a significant positive correlation between body weight on the light side and the academic performance of the elementary and middle school students； at elementary and junior middle school stages， there was no significant correlation between body weight on the heavy side and academic performance； in the subgroup of high school students， there was a significant negative correlation between body weight on the heavy side and academic performance， in which the high school girls with a body weight on the heavy side had poorer academic performance.

Key words： sports phisiology；body mass；academic performance；elementary and middle school students；Shanxi province

在中國，青少年的肥胖與超重檢出率一直呈上升趨勢。根據教育部關于2010年全國學生體質與健康調研結果公告顯示：7～22歲城市男、女生，鄉村男、女生肥胖檢出率分別為13.33%、5.64%和7.83%、3.78%，比2005年分別增加1.94、0.63、2.76、1.15個百分點；超重檢出率分別為14.81%、9.92%和10.79%、8.03%，比2005年分別增加1.56、1.20、2.59、3.42個百分點[1]。

盡管青少年的超重與肥胖問題日趨被關注，越來越多的描述肥胖與超重現狀的嚴重性的研究結論不斷出現[2]。但是關于超重、肥胖與學業表現的相關關系研究卻很少。

國際學術界已討論出通過以下幾種途徑發現孩子的體重可能會影響到他們的學業表現。超重的孩子更容易有睡眠呼吸暫停和哮喘，這可能會阻礙其認知能力提升[3]。肥胖的孩子也更可能缺鐵，從而降低認知能力[4-5]。一項最新的研究對比了體重對于標準測試與教師評估方式的學業表現結果的相關關系，Madeline[6]發現對比標準測試的學業表現分數，兒童的體重與老師評估的學業表現的負相關關系更加顯著。因為教師對肥胖的人有負面看法[7]，并認為肥胖的人缺乏自我控制力等心理問題[8]。正如Hayden-Wade和Strauss等人的研究結論顯示體重超重會降低孩子的自尊，所以體重可能會間接導致較差的學習成績[9-10]。同齡人、家長或者教師對超重兒童的偏見，也會使得這些孩子的學習機會更少，或者受到更少的鼓勵，從而可能會使他們的學習成績更差[6]。

國際學術界有部分學者認為體重和學業表現之間的關系可能不是因果關系，而是存在共同的因素來影響兩者。例如，花了很多時間看電視的孩子更可能既成為超重，也成為在學校學業表現較差的兒童；那些被父母密切監督活動的孩子們可能會吃得更好，花更多的時間學習。出生體重、母乳喂養持續時間、孕婦在懷孕期間是否吸煙，和產婦的年齡都與兒童超重與認知結果相關，而營養不良和缺乏身體活動可能對兒童的體重和學校的表現造成不利影響[11]。在學校更大的體力活動能提高孩子的學習成績，并降低他們的體重增加[12]。體重偏輕的兒童可能因為健康問題而同時影響他們的體重和學習能力。重量和學習成績之間的負相關關系也可能反映了相反的因果關系，比如學習成績不好的結果將可能使兒童吃得過多或花費更少的時間鍛煉。最后，如果偏胖的孩子選擇花費更多的時間學習，而不是體育運動或與同齡人交往，那么體重對學習成果的影響可能反而是正面的。

隨著青少年超重和肥胖問題越來越突出，體重與學業表現的相關關系研究也逐漸增多。尤其是國際學術界對體重與學業表現的相關關系、體重影響學業表現的機制都有了較多的論述。然而現有的研究并沒有得到統一的結論，且存在以下局限性：第一，缺乏對不同年級、年齡中小學學生的對比性研究；第二幾乎沒有以中國等發展中國家的現實狀況為基礎的實證研究。因此對中小學生學業表現與體重相關關系的研究有助于填補中國學術界對該問題研究的空白，也有助于公共部門制定適宜的培養方案以及期待子女提升學業表現的家長科學有效地進行家庭教育。

1 研究方法

1.1 研究問題

本研究聚焦以下問題：體重與中小學生的學業表現是否相關、不同教育階段兩者的相關程度是否不同？本研究中，學業表現定義為客觀考試成績描述，包括語文、數學、外語3門主科總平均學習成績，語文、數學、外語分科目的學習成績。體重采用中國《國家學生體質健康標準》中身高體重標準的參考指標，把學生的體重分為營養不良、較低體重、正常體重、超重、肥胖5類水平。隨后把營養不良、較低體重兩個等級標記為“體重偏輕”虛擬變量，把超重和肥胖標記為“體重偏重”的虛擬變量。（目前，體重指數（BMI）是世界公認的一種評定肥胖程度的分級方法，世界衛生組織（WHO）也以BMI來對肥胖或超重進行定義。本研究之所以沒有采用此指標是因為目前中國學術界關于BMI分類標準是否符合中國等亞洲國家人群體質仍在爭論，已有標準中僅有中國衛生部疾病預防控制局2007年出版的《中國學齡兒童少年超重和肥胖預防與控制指南》中提出的《中國學齡兒童青少年超重、肥胖篩查體重指數分類標準》。但僅劃分出了正常體重、超重和肥胖3個等級，故也無法采用。）

1.2 實證模型

本研究首先對全樣本建立OLS（Ordinary Least Square普通最小二乘法[13]）來估算體重對中小學生學業表現的影響情況。具體模型如下：

Score=α+β1overweight+β2underweight+β3gender+

β4rural+β5Age+ε （1）

其中，Score表征中小學生學業表現水平的4個因變量，包括語文、數學、外語3門主科總平均分數，語文、數學、外語分科分數；overweight（是否超重或肥胖，虛擬變量）；underweight（是否體重較低或營養不良，虛擬變量）；gender（性別，虛擬變量）；rural（城鄉，虛擬變量）；age（年齡，5～20歲）；ε為誤差項。

Student academic performance（學生學業表現）：3門主科成績總平均、語文成績、數學成績、英語成績。

同時，本研究為了進一步探究不同群體中體重對其學業表現的影響，分別在性別和教育階段的子樣本中進行了回歸。性別分為男性和女性2個子樣本，并在方程（1）的基礎上，刪去表征性別的控制變量gender，具體方程式如式（2）。

Score=α+β1overweight+β2underweight+β3rural+

β4Age+ε （2）

在分教育階段時，分別在小學、初中、高中3個子樣本中進行回歸，回歸方程為在方程（1）的基礎上刪除表征年齡類型的控制變量age，具體方程式如式（3）。

Score=α+β1overweight+β2underweight+β3gender+

β4rural+ε （3）

在分教育階段不同性別時，分別在小學男性、小學女性、初中男性、初中女性、高中男性、高中女性6個子樣本中進行回歸，回歸方程為在方程（1）的基礎上刪除表征年齡類型的控制變量age和表征性別的控制變量gender，具體方程式如式（4）。

Score=α+β1overweight+β2underweight+β3rural+ε （4）

本研究采用STATA[14]軟件進行數據清洗與分析。

2 數據

2.1 數據情況

本研究中所使用的數據來自清華大學教育研究院、國家社會科學基金項目《我國青少年體質發展的現狀、趨勢及對策研究》于2012年對陜西省某市區全體中小學生例行體檢與統考記錄已有數據的采集。最終確定有效樣本為79 475個。采集數據包括性別、年齡、身高、體重等體檢信息；中小學生學籍號、年級、所在學校、戶口所在地等人口基本信息；2012年區里統考的語文、數學、外語科目成績。

2.2 描述統計

根據表1的描述統計結果可以發現：樣本中正常體重者僅占38.57%，較低體重比例最高，達38.82%，肥胖的比重僅次于較低體重和正常體重，高達10.86%；樣本中男性比例較大，占51.32%；城鎮戶口（樣本）學生占絕大多數，為94.66%；樣本中小學生人數最多，占46.26%。

從表1數據中，本研究標記體重較低和營養不良為體重較輕（underweight），標記超重和肥胖為體重較重（overweight）。在本研究樣本中，體重等級不良的中小學生規模較大，44.85%中小學生體重偏輕，16.44%中小學體重偏重。

3 數據分析結果

3.1 學業表現與體重等級關系的OLS回歸結果

以體重偏輕、體重偏重為自變量，年齡、性別、戶口為控制變量，以2012年的統考3門主科分科成績和總平均分為因變量的全樣本的OLS結果如表2。方程（3）和（4）的R-squared值為0.000 4和0.001 2，P值均小于0.01，模型對學業表現具有一定的解釋能力。

從結果可以看出，體重偏重對于全樣本的語、數、外3門科目和總平均成績均無顯著相關；體重偏輕對總平均分和英語成績的系數為正，即體重越輕主科總成績和外語成績越好。具體而言，相對于體重偏重和正常體重的學生，體重偏輕學生的3門主科總平均分要高3.6%個標準差，外語要高6.7%個標準差；性別控制變量對中小學生的學業表現影響均為顯著，因此接下來將分析不同群體中體重對其學業表現的影響（見表2）。

3.2 按性別、教育階段子樣本的主科平均分與體重等級關系的OLS回歸結果

以體重偏輕、體重偏重為自變量，年齡、戶口為控制變量，以2012年的統考3門主科總平均分為因變量的性別子樣本的OLS結果如表3。以體重偏輕、體重偏重為自變量，性別、戶口為控制變量，以2012年的統考3門主科總平均分為因變量的分教育階段子樣本的OLS結果如表3。5個方程的R-squared值介于0.001 2到0.119 8之間，P值均小于0.01，模型對學業表現具有一定的解釋能力。

從結果可以看出，體重偏重、偏輕和與男女子樣本的語、數、外、總平均成績均無顯著相關，這一結論與國外已有研究中體重偏重與女生學習成績呈負相關，體重偏輕與男生學習成績呈負相關的結論不一致；年齡和戶口的控制變量對中小學生總平均分的系數顯著為正。

從分教育階段子樣本回歸的結果看出，高中生群體中體重偏重與學習成績呈負相關。具體而言，相對于體重偏輕和正常的學生群體，體重偏重的高中生3門主科平均成績要低4.2%個標準差。而在小學和初中階段，體重偏重與學習成績無顯著相關。在任何教育階段的子樣本中，體重偏輕與學習成績均無顯著相關。

從表3結果看出體重與學業表現的相關呈現了教育階段差異，為了更加清晰地分教育階段討論不同性別中體重的貢獻，本研究以體重偏輕、體重偏重為自變量，戶口為控制變量，以2012年的統考3門主科總平均分為因變量的分不同教育階段不同性別6個子樣本進行OLS，結果如表4。

從結果可以看出，體重偏重、偏輕和與小學、初中男女生，高中男生5個子樣本的語、數、外、總平均成績均無顯著相關，而高中女生群體中體重偏重與學習成績呈負相關。具體而言，相對于體重偏輕和正常的高中女生學生群體，體重偏重的高中女生3門主科平均成績要低5.1%個標準差。

4 討論

本研究分析了體重等級與中小學學業表現水平的相關關系。經過以上分析，可以得到如下結論。

1）中小學生的體重偏輕（較低體重或者營養不良）與學業表現水平成顯著正相關。具體而言，與正常體重的學生相比，體重偏輕的學生成績要高3.6%個標準差；外語成績高出6.7%個標準差。

此結論背后的原因或許是因為學習投入較大的學生消耗體力較多，從而導致體重偏輕，同時學習成績也相對較好；或許是因為體重偏輕的學生運動習慣較好，適當的運動能促進腦部平衡發展，元認知能力提升，從而更加容易獲得較好的學習成績。

2）小學與初中體重偏重與學業表現水平無顯著相關性，高中生體重偏重與學業表現水平呈顯著負相關。

分教育階段子樣本來看，體重偏重與高中生的3門主科總平均成績有顯著的負相關，在小學和初中則無顯著的相關性。具體而言，相對于體重偏輕和正常的學生群體，體重偏重的高中生3門主科平均成績要低4.2%個標準差。

為了進一步探索為什么高中階段體重偏重與學業表現呈負相關，筆者進一步分析肺活量體重指數這一健康指標發現，體重偏重的高中生與其它群體高中生相比，該指標要明顯偏低，即心肺功能的這一指標明顯較差。具體而言，體重偏重高中生肺活量體重指數均值為43.28，中位數為42.82，體重正常和偏輕的高中生均值為51.54，中位數為50.85。因此，體重偏重高中生的學習成績要比其它群體差的背后原因或許是到了高中階段，中國高中生的學業壓力因為備戰高考、教學安排突然增大，而偏胖的學生由于心肺功能較差，易供氧不足，使得在日常的學習生活中易出現嗜睡、注意力不集中等問題，最終導致學習成績降低。

此研究結果按照劉承宜等學者提出的無標度網絡分析[13-14]，影響成績的因素分為必需、關鍵非必需和普通非必需3類。體重對成績的影響時有時無，說明體重的貢獻是關鍵非必需的。本研究發現體重偏重對高中成績產生負面影響，但對初中和小學沒有影響，應該是，中國高中生的學業壓力因為備戰高考、教學安排突然增大引起學生的亞健康，從而體現出體重偏重與學業表現有顯著相關。

3）高中女生體重偏重與學習成績顯著負相關，男生體重偏輕與學業表現無顯著相關。

分不同教育階段性別子樣本來看，高中女生體重偏重與3門主科總平均成績呈顯著相關，這一結論與Sabia等[15]得出以下結論——在青春期的白人女孩的體重指數變化與其學業表現的等級變化之間有顯著的負相關關系保持一致。根據以往的研究，其背后的一種原因有可能是同齡人、家長或者教師對超重女高中生的偏見，并認為肥胖的人缺乏自我控制力等心理問題，會使得這些孩子的學習機會更少，或者受到更少的鼓勵，同時體重超重也會降低她們自身的自尊，所以體重可能會間接導致較差的學習成績。另一種可能的解釋則是劉承宜等學者[16-17]提出的無標度網絡理論，高中階段由于學習壓力過大，相對于男生，偏重的女生由于體質更容易進入亞健康狀態，體重這一關鍵非必需因素與學業表現的相關開始有所表征。

對于男生，無論是哪個教育階段其體重與學業表現均不存在顯著相關。雖然Eide等[18]得出了與此相反的結論：對于男生來說，超重與數學和閱讀測試成績為正相關，而體重過輕與考試成績呈負相關。但這一結論符合中國的現實的情況。此結論或許是因為在中國的傳統文化下，男學生的學業表現是影響學生自尊水平的重要因素，即如果一個男同學的學習成績好，更加容易獲得教師、同輩的認可，使得該生更容易有較高的自尊。而在美國的文化中，人際關系的好壞對學生自尊水平的影響更大，因此男生偏瘦或者女生偏胖均會較大程度影響他們在同齡人中受歡迎的程度，以及老師對他們學業能力的判斷。因此，也可以看出不同的文化下影響學業表現的因素也千差萬別。

雖然本研究創新地采用回歸方程探索了在中國欠發達地區中小學生中，體重與學業表現的相關關系，但是仍因為數據變量的有限性，使得模型的解釋力度仍有較大的提升空間。接下來，可以考慮加入學校層面財政投入、師資力量等控制變量，采用Hierarchical Linear Model（HLM）分層回歸模型[19]來提高模型的解釋能力。同時，本研究也僅僅是體重與學業表現相關關系的初步探索，要進一步明晰兩者之間影響的機制還需要更精心的研究設計與數據搜集。

參考文獻：

[1] 中國學生體質與健康研究組. 2010年中國學生體質與健康調研報告[M]. 北京：高等教育出版，2012.

[2] 馬思遠. 我國中小青少年體質下降及其社會成因研究[D]. 北京：北京體育大學，2012.

[3] Luder E，Melnik T A，DiMaio M. Association of being overweight with greater asthma symptoms in inner city black and Hispanic children[J]. Journal of Pediatrics，1998，132（4）：699–703.

[4] Nead K G.，Halterman J S，Kaczorowski J M，et al. Overweight children and adolescents：A risk group for iron deficiency[J]. Pediatrics，2004，114（1）：104-108.

[5] Taras H. Nutrition and student performance in school [J]. Journal of School Health，2005，75（6）：199–213.

[6] Madeline Z. Does weight affect childrens test scores and teacher assessments differently？[J]. Economics of Education Review，2013，34：135-145.

[7] Neumark-Sztainer D，Story M. Beliefs and attitudes about obesity among teachers and school health care providers working with adolescents[J]. Journal of Nutrition Education，1999，31（1）：3-9.

[8] Price J H，Desmond S M，Stelzer C M. Elementary school principals perceptions of childhood obesity[J]. Journal of School Health，1987，57（9）：367-370.

[9] Hayden-Wade H A，Stein R I，Ghaderi A，et al. Prevalence，characteristics，and correlates of teasing experiences among overweight children vs. non-overweight peers[J]. Obesity Research，2005，13（8）：1381-1392.

[10] Strauss R S. Childhood obesity and self-esteem[J]. Pediatrics，2000，105（1）：e15.

[11] Veldwijk J，Fries M C E，Bemelmans W J E，et al. Overweight and school performance among primary school children：The PIAMA birth cohort study[J]. Obesity，2012，20（3）：590-596.

[12] Donnelly J E，Lambourne K. Classroom-based physical activity，cognition，and academic achievement [J]. Preventive Medicine，2011，51（S1）：S36-S42.

[13] Wooldridge J M. Introductory econometrics：A modern approach[M]. 4th ed. South-Western Cengage Learning，2009.

[14] 王天夫，李博柏. STATA實用教程[M]. 北京：中國人民大學出版社，2008.

[15] Sabia J. The effect of body weight on adolescent academic performance[J]. Southern Economic Journal，2007，73（4）：871-900.

[16] Liu TCY，Liu L，Chen J G，et al. Action-dependent photobiomodulation on health，suboptimal health and disease[J]. Int J Photoenergy，2014：832706.

[17] 劉承宜，李星兒，柳瓏，等. 基于Pareto原理的健康工程初步研究[J]. 華南師范大學學報：自然科學版，2013，45（6）：148-154.

[18] Eide E R，Showalter M H，Goldhaber D D. The relation between childrens health and academic achievement [J]. Children and Youth Services Review，2010，32（2）：231-238.

[19] Raudenbush S W，Bryk A S. Hierarchical linear models：Advanced Quantitative Techniques in the Social Sciences[M]. SAGE Publications，Inc.，2002.