健美操鍛煉對小學生執(zhí)行功能的影響

王葉瓊 宋鑫平

小學階段是兒童認知功能發(fā)展的關鍵期。而體育運動是促進認知發(fā)展的有效干預方式，能提高個體的執(zhí)行功能。有研究表明，短時間健美操鍛煉(有氧運動)較其他類型運動對小學生執(zhí)行功能的改善更明顯。雖然已有分析長時間有氧運動對小學生執(zhí)行功能影響的研究，但缺少以健美操為干預方式的實證研究。為此，本研究假設，每周2次，每次90分鐘，為期12周的中等強度健美操鍛煉，能夠提高小學生的執(zhí)行功能。研究不僅能夠豐富鍛煉心理效益的相關理論，也能夠為小學生執(zhí)行功能的改善提供實證依據(jù)。

1. 研究方法

1.1 研究參與者

健美操干預組選取北京市某小學四年級選修健美操課的學生17名。以課后興趣班的形式組織；手工干預組選取該小學四年級選修手工課的學生17名。以課后興趣班的形式組織。對照組選取該小學四年級未選修這兩門課程的學生18名。

1.2 研究設計及程序

本研究采用單因素縱向準實驗設計，組間因素為干預類型，包括3個水平，分別為健美操、手工及無干預。干預時間為2017年9月至12月。實驗為期12周，每周干預2次，每次干預時間為90分鐘。

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

1.3 研究材料

《兒童身體活動問卷》(Physical Activity Questionnaire for Older Children，PAQ - C)，見附錄。該量表共有10個題目，用來評價過去7天整體的身體活動水平(總PA)及中等到較大強度身體活動(MVPA)。分別采用Stroop任務、More-odd shifting任務和2-back任務評價執(zhí)行功能的抑制功能、轉換功能和刷新功能。程序自編，該測量在計算機上完成，所有程序都通過E-prime 2.0系統(tǒng)實現(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?，以干預類型為自變量，以前測成績?yōu)閰f(xié)變量，進行協(xié)方差分析檢驗干預類型對執(zhí)行功能的影響。在不滿足協(xié)方差分析的前提條件時，以后測成績與前測成績的差值為因變量，以干預類型為自變量，進行單因素方差分析。使用SPSS16.0進行數(shù)據(jù)處理。

2. 結果與分析

本研究的有效參與者共計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 小學生日常身體活動情況

三組學生身體活動水平的描述性統(tǒng)計見表1?？梢姡M學生的日?；顒恿刻幱谥械壬眢w活動水平，且組間差異不大。

表1 兒童身體活動問卷評分(M±SD，n = 50)

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

2.2 不同組干預前后的執(zhí)行功能

執(zhí)行功能各子功能的描述性統(tǒng)計如下：

由表2可知，運動干預前，三組學生抑制功能、轉換功能和刷新功能的反應時相差不大，且正確率都在80%以上。干預后，抑制、轉換和刷新功能的反應時有所下降，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。結果提示，干預可能是有效的。為檢驗干預類型對執(zhí)行功能各子功能的影響，需進一步進行協(xié)方差分析。

表2 干預前后執(zhí)行功能各子功能的測量結果(M±SD)

2.3 干預類型對小學生執(zhí)行功能的影響

2.3.1 干預類型對小學生抑制功能的影響

(1)干預類型對小學生抑制功能正確率的影響

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

表4 干預類型對抑制功能正確率影響的協(xié)方差分析(n = 50)

(2)干預類型對小學生抑制功能反應時的影響

經(jīng)檢驗滿足協(xié)方差分析的前提條件。檢驗結果(表4)表明，干預類型的主效應顯著(F(2,46)= 8.817，p < .05，偏η2= .277)。該結果表明在控制了前測成績之后，干預類型對小學生抑制功能反應時的后測成績有影響。進一步進行事后比較。

表4 干預類型對抑制功能反應時影響的協(xié)方差分析(n = 50)

事后分析結果(表6)表明，健美操鍛煉對小學生抑制功能反應時的影響較手工和無干預更優(yōu)，而手工和無干預對抑制功能反應時的影響無明顯差別。

表6 干預類型對抑制功能反應時影響的成對比較(n = 50)

表7 干預類型對轉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，健美操鍛煉對小學生的抑制功能具有改善和提高效應。

2.3.2 干預類型對小學生轉換功能的影響

①干預類型對小學生轉換功能正確率的影響

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

②干預類型對小學生轉換功能反應時的影響

經(jīng)檢驗不滿足協(xié)方差分析的前提條件。以三組學生More-odd shifting任務反應時的后測成績與前測成績的差值為因變量，以干預類型為自變量，進行單因素方差分析，考查干預類型對小學生轉換功能反應時的影響。

檢驗結果(表8)表明，干預類型對小學生的轉換功能反應時的影響具有顯著性差異(F(2,49)= 5.027，p < .05，η2= .176)。即不同干預方式對各組學生轉換功能反應時的影響存在區(qū)別，進一步進行事后比較。

表8 干預類型對轉換功能反應時影響的單因素方差分析(n = 50)

事后分析結果(表9)表明，健美操鍛煉對小學生轉換功能反應時的影響較手工和無干預有差別，而手工和無干預對轉換功能反應時的影響無明顯差別。

表9 干預類型對轉換功能反應時影響的成對比較(n = 50)

結合表10可知，健美操鍛煉對小學生轉換功能反應時的影響優(yōu)于手工和無干預。

表10 干預類型對轉換功能反應時影響的描述性統(tǒng)計(M±SD，n = 50)

由此可知，相較于手工和無干預，健美操鍛煉能促進小學生轉換功能的提高。

2.3.3 干預類型對小學生刷新功能的影響

①干預類型對小學生刷新功能正確率的影響

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

②干預類型對小學生刷新功能反應時的影響

經(jīng)檢驗不滿足協(xié)方差分析的前提條件。以三組學生2-back任務反應時的后測成績與前測成績的差值為因變量，以干預類型為自變量，進行單因素方差分析，考查干預類型對小學生刷新功能反應時的影響。

表11 干預類型對刷新功能正確率影響的協(xié)方差分析(n = 50)

檢驗結果(表12)表明，干預類型對小學生的刷新功能反應時的影響存在顯著性差異(F(2,49)= 11.313，p < .05，η2= .325)。即不同干預方式對各組學生刷新功能反應時的影響有區(qū)別，進一步進行事后比較。

表12 干預類型對刷新功能反應時影響的單因素方差分析(n = 50)

事后分析結果(表13)表明，健美操鍛煉對小學生刷新功能反應時的影響較手工和無干預有差別，而手工和無干預對轉換功能反應時的影響無明顯差別。

表13 干預類型對刷新功能反應時影響的成對比較(n = 50)

結合表14可知，健美操鍛煉對小學生刷新功能反應時的影響較手工和無干預更優(yōu)。

綜上，健美操鍛煉對小學生的抑制、轉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)行功能的干預效果

經(jīng)過12周的健美操干預，有效提高了抑制、轉換和刷新等執(zhí)行功能。且相較于手工和無干預，健美操鍛煉對執(zhí)行功能的干預效果更好。這可能是由于健美操鍛煉使個體腦血氧飽和度提高，血液循環(huán)改善，從而提高心血管機能，改善腦功能，影響認知功能。另一方面，也可能是因為健美操鍛煉通過增加腦神經(jīng)內(nèi)分泌水平，使得腦部兒茶酚胺類遞質發(fā)生變化，導致個體的執(zhí)行功能得到改善。也有研究者認為，個體在持續(xù)一段時間的中等強度健美操鍛煉后，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，進而以動態(tài)而又靈活的方式協(xié)調若干認知子系統(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，導致統(tǒng)計力(power)偏低；未能采用隨機分組設計，給析因研究帶來誤差。

4. 結論

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