不同體育游戲對小學生執行功能影響的實驗研究

張雪萍 顏軍 陳愛國

摘 要：目的 探討不同體育游戲干預方案對小學生執行功能的影響，為采用體育游戲干預方案改善小學生的執行功能提供理論支持。方法 選取211名小學生，將其隨機分為實驗組和對照組，使用flanker任務、1-back任務、more-odd shifting任務全面評價一次20min短時中等強度體育游戲干預前、后小學生執行功能的抑制、刷新和轉換三個子功能的變化。結果 干預方案對小學生整體執行功能和刷新功能的影響均有統計學意義，對抑制功能和轉換功能的影響均無統計學意義，對刷新功能的改善效果存在差異：搭橋過河組>賽龍舟組>打龍尾組>對照組>算錢組。結論 不同體育游戲干預方案對小學生的刷新功能有顯著提升作用。

關鍵詞：體育游戲 小學生 執行功能 刷新功能

中圖分類號：G807 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）08（a）-0124-02

執行功能也稱為執行控制或認知控制，是指在完成復雜的認知任務時，對其他認知過程進行控制和調節的高級認知過程，其根本作用是產生協調有序、具有目標性的行為[1]。殷恒嬋等的一系列研究發現在運動干預中體育游戲這一教學形式對兒童執行功能的改善具有積極效應[2，3]。但是，一次20min短時中等強度的不同體育游戲對兒童執行功能的影響問題尚未得到揭示，因此，本研究探討不同體育游戲方案對小學生執行功能的影響，旨在為促進小學生的執行功能的發展提供理論支持。

1 對象與方法

1.1 對象

采用方便取樣選取285名小學五年級學生，確保無影響執行功能的軀體、精神或心理等疾病。隨機分為合作類游戲組、靈敏類游戲組、平衡類游戲組、跑跳類游戲組和對照組，每組57人，對照組在相同生理節律時段內在教室中閱讀書籍。最終實際完成實驗的人數分別為：44名、40名、39名、44名；44名。

1.2 方法

1.2.1 測試工具

（1）人口統計學問卷：包括年齡、性別、身高、體重等；（2）Achenbach兒童行為量表[4]：用于評定兒童行為和情緒問題；（3）RS800CXSD型心率遙測儀（芬蘭產）：兒童基礎心率測試，中等強度有氧運動負荷設定為個體的60%～69%最大心率，其中最大心率=220—年齡；（4）執行功能測試：采用陳愛國開發的兒童執行功能測量工具和測試方法[5，6]，在計算機上通過E-prime1.1系統完成測試任務。

1.2.2 實驗方法

本研究為5（組別）×2（測試時間點）混合實驗設計，由前測、干預方案的實施和后測組成。前測：干預方案實施前一周測量各參與組的執行功能和基礎心率；體育游戲干預方案的實施；后測：干預方案實施后直至參與者心率恢復到安靜心率的±10%以內，測量各參與組的執行功能。

1.3 統計學處理

采用數據統計分析軟件包SPSS 20.0進行統計分析，結果用平均值±標準差（M±SD）表示。

2 結果

2.1 各組同質性檢驗

采用單因素方差分析各參與組在年齡、性別、心理行為、體質健康、BMI指標、REST指標和執行功能前測的差異，結果顯示均不具有統計學意義，表明實驗前各組具有同質性。

2.2 體育游戲干預方案對小學生整體執行功能的效果

采用重復測量方差分析體育游戲干預方案對小學生整體執行功能（抑制、刷新、轉換）的影響，結果顯示體育游戲干預方案對小學生整體執行功能具有顯著的積極效應F（4，206）=3.52，P=0.008<0.05。

2.3 體育游戲干預方案對小學生執行功能三個子功能效果差異

采用重復度量方差分析法，探討體育游戲干預方案對小學生抑制功能、刷新功能、轉換功能的影響。結果顯示體育游戲干預方案對小學生抑制功能和轉換功能均不具有顯著的改善效果，對小學生刷新功能具有顯著的改善效果F（4， 206）=2.96，P=0.02<0.05。

采用單因素方差分析進一步多重比較實驗前、后各組刷新功能測量任務變化幅度的差異，結果顯示不同體育游戲干預方案對小學生刷新功能的改善效果存在差異：搭橋過河組>賽龍舟組>打龍尾組>對照組>算錢組。

3 分析

體育游戲主要通過技術動作、運動強度和運動情景影響小學生的執行功能[2]。首先，體育游戲干預方案包括豐富的執行功能操作訓練，呈現出多情景和多轉變的特點，需要多種認知成分交互變換、共同協作，蘊含著豐富的執行控制過程。其次，已有的研究發現，運動能增加腦血流量、提高血管生成、增加腦源性神經營養因子的分泌以及激活神經內分泌通路，進而積極影響執行功能，且中等強度的運動效果最佳[3]。最后，體育游戲規則學生均熟悉， 老師講解、示范時，規則進入學生視覺和聽覺系統被登記；在注意的作用下得到識記并轉到短時記憶，再與從長時記憶中提取出來的有關信息相匹配，使游戲在頭腦中快速的再現一遍。體育游戲項目準備環節和游戲環節的內部心理機制是相同的。

刷新功能的本質是有意識、靈活的更新工作記憶中的內容，而體育游戲具有趣味性和娛樂性，能增加執行功能相關腦區血流水平，進而促進了個體刷新功能的提高；且一次20min的中等強度的體育鍛煉有利于小學生刷新功能的發展，這與已有的研究結果相符[5，7]；反應時是快速的信息加工過程的指標，不同體育游戲對信息加工過程的要求各不相同：搭橋過河屬于平衡類游戲，即要求搭橋與過河兩個動作任務的準確的靈活切換，腦需不斷更新當前任務的技術動作內容；賽龍舟屬于合作類游戲，要求在保證集體動作一致的前提下對信息進行快速的加工；打龍尾游戲屬于靈敏類游戲，需要在極快的信息加工過程中迅速的協調肢體動作最終完成游戲；算錢游戲屬于跑跳類游戲，其游戲規則更傾向于對完成游戲的正確率。

4 結論與建議

（1）體育游戲可以顯著改善小學生執行功能。

（2）體育游戲可以顯著改善小學生執行功能的刷新功能；對小學生執行功能的抑制功能、轉換功能沒有顯著影響。

（3）不同體育游戲對小學生執行功能的改善效果有顯著差異。

總而言之，以上結論可應用到小學體育教學中，在課程教學過程中以科學研究理論為基礎，豐富體育教學形式和教學內容，以科學的評估手段，在教學課程之后，靈活評價學生對教學內容的掌握；在體育游戲的基礎上，將體育游戲的設計和改編與發展兒童認知功能相結合，鍛煉身體和寓教于樂的同時，改善兒童腦的認知功能。

參考文獻

[1] FUNAHASHI S. Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex [J]. Neuroscience Research， 2001， 39（2）： 147-65.

[2] 殷恒嬋，李鑫楠，陳愛國，等.5種運動干預方案對小學生腦執行功能影響的試驗研究[J].天津體育學院學報， 2015，30（1）：7-10.

[3] 殷恒嬋，陳愛國，馬錚，等.兩種運動干預方案對小學生執行功能影響的追蹤研究[J].體育科學，2014，34（3）：24-28.

[4] 都萍，閆亞瓊.兒童行為量表篩查兒童行為問題界定標準分析[J].中國學校衛生，2001（5）：445-446.

[5] 陳愛國，殷恒嬋，王君，等.短時中等強度有氧運動改善兒童執行功能的磁共振成像研究[J].體育科學，2011，31（10）：35-40.

[6] 陳愛國，趙莉，李煥玉，等.不同強度短時籃球運球訓練對小學生執行功能的影響[J].天津體育學院學報，2014，29（4）：352-355.

[7] RICHMOND J B， FISHER P A， BALES S N. Building the Brain's "Air Traffic Control" System： How Early Experiences Shape the Development of Executive Function. Working Paper 11 [J]. National Scientific Council on the Developing Child， 2011（20）.