20分鐘鍛煉干預(yù)對高中生文化成績的影響

林曼

摘 要：青少年體育鍛煉和文化學(xué)習(xí)在生理促進、心理建設(shè)和社會適應(yīng)能力等方面存在諸多關(guān)聯(lián)。近年來，許多研究學(xué)者從多個角度分析青少年體育鍛煉和文化學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系。本研究以高二學(xué)生為研究對象，每天額外為其安排20分鐘體育鍛煉時間，通過一學(xué)年的干預(yù)，記錄實驗前后文化考試的相應(yīng)數(shù)據(jù)，并進行對比分析。實驗數(shù)據(jù)表明，體育鍛煉有利于促進中學(xué)生文化成績的提高，但實驗組的大多數(shù)學(xué)科成績均未顯著高于對照組。分析認為，實驗組的不顯著可能有中介因素、影響滯后和個性化不足等原因影響。

關(guān)鍵詞：體育鍛煉;干預(yù);文化成績;高中生

中圖分類號：G807.3

文獻標(biāo)識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.06.019

1 研究背景

2015年，對全廣州市1057所小學(xué)、520所中學(xué)合計1 473 637名中小學(xué)生的體質(zhì)測試研究《中小學(xué)生國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)測試》顯示：我市中學(xué)生的體質(zhì)優(yōu)良率較低，以初三年級為分界線，從高一開始逐漸下降，特別是高三學(xué)生體質(zhì)狀況堪憂。學(xué)生健康對于學(xué)生學(xué)業(yè)水平的影響一直停留在“以經(jīng)驗應(yīng)對經(jīng)驗，以個案回答個案”的經(jīng)驗判斷階段，沒有采用定量分析對此問題進行深入研究，以至于多數(shù)學(xué)校和家長對學(xué)生健康的重要性認知仍停留在“說起來重要，做起來不重要”的階段。在高中階段學(xué)業(yè)壓力增大、學(xué)業(yè)負擔(dān)加重的情況下，忽視學(xué)生健康成了一種不正常的常態(tài)。

通過梳理學(xué)術(shù)期刊發(fā)現(xiàn)，青少年體育鍛煉和文化學(xué)習(xí)存在相互關(guān)聯(lián)的理論基礎(chǔ)[1]～[4]。從生理學(xué)角度分析，青少年在文化學(xué)習(xí)中的記憶力、專注力和反應(yīng)能力主要受大腦功能調(diào)節(jié)，而體育鍛煉對其大腦發(fā)育、腦神經(jīng)功能等具有顯著影響[5]。從心理學(xué)角度分析，體育鍛煉能夠提升青少年自我價值和自信心，此類自我效能的提高有助于建立文化學(xué)習(xí)自信和價值追求。從社會學(xué)角度分析，青少年能夠從團體性體育活動中發(fā)展社交和溝通能力，有助于其在課堂中與教師或同學(xué)的交流討論。總之，青少年體育鍛煉和文化學(xué)習(xí)在生理促進、心理建設(shè)和社會適應(yīng)能力等方面存在諸多關(guān)聯(lián)[6]。本課題通過小范圍隊列研究，探究適量體育鍛煉對學(xué)生體測和文化成績的影響，以探索提升學(xué)生身體素質(zhì)和文化成績的可行策略。

1.1 體育鍛煉的概念

體育鍛煉指的是運用各種體育手段，融合了自然力以及衛(wèi)生措施，以發(fā)展身體，增進健康，增強體質(zhì)，調(diào)節(jié)精神，豐富文化生活和支配余暇時間為目的的體育活動。本文中，體育鍛煉特指為：不影響正常的教育教學(xué)工作的情況下，在有急救證的體育教師帶領(lǐng)下學(xué)生進行有效的20分鐘體育鍛煉。鍛煉內(nèi)容包括關(guān)節(jié)操等熱身運動、1000～1200米慢跑、上肢及腰腹力量訓(xùn)練和靜態(tài)拉伸，以提升學(xué)生心肺機能和肌肉力量。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

我國從20世紀(jì)80年代才開始研究體育鍛煉和學(xué)業(yè)成就的關(guān)系，運動的作用早已引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注。越來越多的研究表明，運動有助于提升大腦神經(jīng)功能，改善學(xué)習(xí)記憶能力。研究人員通過追蹤966名初中生的體質(zhì)健康和學(xué)業(yè)成績，發(fā)現(xiàn)體質(zhì)健康的改善可助于學(xué)業(yè)成績的提升，其中有氧耐力對學(xué)業(yè)成績的影響最明顯。對新疆某中學(xué)224名中學(xué)生進行施策，結(jié)果顯示體育鍛煉對學(xué)業(yè)成績的部分影響來自改善睡眠質(zhì)量，其中中介效應(yīng)占21.75%，從中介作用印證了體育鍛煉對學(xué)業(yè)成績的正面影響。潘家禮[10]等探討了自主研發(fā)的運動干預(yù)方案對學(xué)習(xí)困難和非學(xué)習(xí)困難小學(xué)生執(zhí)行功能的影響，通過比較實驗組和對照組干預(yù)前后的差異，發(fā)現(xiàn)運動干預(yù)對學(xué)習(xí)困難和非學(xué)習(xí)困難小學(xué)生均有顯著的正向影響，其中實驗組學(xué)習(xí)困難小學(xué)生干預(yù)后的差異顯著大于非學(xué)習(xí)困難小學(xué)生。徐波[11]等以大鼠為實驗對象，研究長期運動訓(xùn)練對大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響，發(fā)現(xiàn)長期適宜的游泳訓(xùn)練能提高大鼠的學(xué)習(xí)記憶方面的表現(xiàn)，結(jié)果對運動促進學(xué)習(xí)記憶能力的可能機制作出貢獻。陽緒銀[12]通過建立跑臺模型，探究不同運動強度對學(xué)習(xí)記憶的影響，發(fā)現(xiàn)中等強度跑臺訓(xùn)練的結(jié)果更為顯著。

相比國內(nèi)，國外的研究起步更早，并且實驗性研究更加完善、內(nèi)容更加詳細。Charles[7]通過研究清楚地表明，健康問題會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和能力。體育活動是影響學(xué)習(xí)認知能力的健康差異之一。體育活動影響新陳代謝和所有主要的身體系統(tǒng)，對大腦和脊髓產(chǎn)生強大的積極影響，從而影響情緒穩(wěn)定、身體健康、學(xué)習(xí)動機和能力。Erin[8]研究了697名學(xué)生的體質(zhì)健康、自我認知和學(xué)業(yè)成績?nèi)咧g的關(guān)系，結(jié)果表明預(yù)測變量之間具有顯著性差異。其中，心肺健康是最重要的預(yù)測因素。David[9]等通過3個月每天20分鐘和40分鐘的平均心率為166±8次/分的有氧運動干預(yù)實驗，發(fā)現(xiàn)有氧運動通過增加雙側(cè)前額葉皮層活動和減少雙側(cè)后葉皮層活動，能夠顯著干預(yù)執(zhí)行功能和數(shù)學(xué)成績。

綜上所述，學(xué)界關(guān)于運動對認知學(xué)習(xí)能力表現(xiàn)影響的研究起步早、涉及面較廣、成果較多。學(xué)者們從多角度對運動影響學(xué)習(xí)認知能力表現(xiàn)的機制進行了研究，提供了多種生物學(xué)上的證據(jù)。這種影響機制是復(fù)雜的，涉及多個不同的變量與路徑，因此運動對學(xué)習(xí)認知能力表現(xiàn)的影響并不能簡單概述。在以往研究的基礎(chǔ)上，本研究設(shè)計出了對學(xué)生學(xué)習(xí)認知能力表現(xiàn)有正向影響的運動干預(yù)手段作為自變量，以學(xué)生成績作為學(xué)生學(xué)習(xí)認知能力表現(xiàn)的結(jié)果操作變量，進行實證研究，旨在補充對于體育鍛煉對學(xué)生學(xué)業(yè)水平的影響問題的認識，并提供統(tǒng)計學(xué)上的實證支持。

2 實驗方法與對象

2.1 實驗對象

選擇廣州市某中學(xué)2018級高二理科學(xué)生478人，隨機分為實驗組與對照組，最終按計劃完成體能測試和考試的共377人，其中實驗組90人，對照組287人。

2.2 實驗方法

根據(jù)研究需要，通過在中國知網(wǎng)等學(xué)術(shù)網(wǎng)站中搜索“體育鍛煉”“學(xué)業(yè)成績”“中學(xué)生”等關(guān)鍵詞，共檢索到197篇文獻，收集“體育鍛煉與學(xué)業(yè)成績”文章10 篇，碩博論文 6 篇;同時閱讀外文文獻4篇，這些文獻為本文研究提供了較豐富的理論基礎(chǔ)。其次，以“運動”“學(xué)習(xí)”“認知”等詞語作為關(guān)鍵詞，搜索出相關(guān)文獻作為補充理論支持，為研究設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。

本研究采用自然實驗法進行定量研究，選擇秩和檢驗對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)上的驗證。研究設(shè)計體能測試采取《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》的測試標(biāo)準(zhǔn)，并將其結(jié)果作為研究操作變量數(shù)據(jù)。文化成績作為學(xué)生學(xué)習(xí)認知能力表現(xiàn)的指標(biāo)，采取學(xué)校年級統(tǒng)一的測試結(jié)果作為研究操作變量數(shù)據(jù)。本次研究實驗流程如圖1所示，首先對學(xué)生按《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》進行體能測試，并進行年級統(tǒng)一文化考試，考試科目包括語文、數(shù)學(xué)、英語、物理、化學(xué)、生物，將此次測試得到的體能測試與文化成績數(shù)據(jù)作為實驗前的原始數(shù)據(jù)。實驗前的數(shù)據(jù)采集完畢后，將學(xué)生隨機分為實驗組與對照組，對實驗組學(xué)生執(zhí)行個性化運動處方，并由老師監(jiān)督指導(dǎo)每天20分鐘鍛煉，跟蹤實驗1年。對照組則不進行任何處理，維持原樣。1年后再次對實驗組與對照組學(xué)生進行體能測試和文化考試，記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，并進行對比分析。

2.3 觀察指標(biāo)

觀察指標(biāo)取學(xué)生體能測試總分，文化考試各科分?jǐn)?shù)、總分及年級排名四項數(shù)據(jù)。運用SPSS 20.0軟件，對上述進行數(shù)理分析，進行秩和檢驗以研究體育鍛煉與文化考試年級排名的相關(guān)性，并對學(xué)生前后兩次文化考試年級排名進行對比分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 體測與文化考試成績中位數(shù)統(tǒng)計結(jié)果

根據(jù)體測與文化考試成績中位數(shù)統(tǒng)計結(jié)果繪制表1、表2。學(xué)生體測及文化考試成績中位數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果如表1所示，實驗組的體測成績與文化考試總分中位數(shù)在實驗前后沒有變化。對照組體測成績中位數(shù)在實驗后下降兩分，文化考試總分中位數(shù)在實驗后下降16.5分。學(xué)生體測成績及各學(xué)科文化考試年級排名變化中位數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果如表2所示，實驗組體測成績排名變化中位數(shù)較實驗前提高了0.50名，高于對照組的下降1.00名。實驗組文化考試總分排名變化中位數(shù)亦較實驗前提高了2.25名，高于對照組的下降8.5名。其中實驗組學(xué)生數(shù)學(xué)、生物排名提高最為明顯，分別提高了28.00名和25.00名。實驗組學(xué)生在6科中有4科考試排名變化中位數(shù)提高，兩科下降;與此同時，對照組學(xué)生在6科中只有1科考試排名變化中位數(shù)提高，其余5科均下降。

3.2 文化考試成績差異分析

根據(jù)實驗組和對照組各文化學(xué)科考試年級排名變化的秩和檢驗結(jié)果繪制表3。如表3所示，實驗組和對照組實驗前后的總分排名變化秩和檢驗結(jié)果顯示p值為0.123，大于0.05，兩組學(xué)生的排名變化沒有顯著差異（p=0.123>0.05），因此不能認為實驗組文化課總分排名變化明顯高于對照組。在進一步對各個學(xué)科的對比中發(fā)現(xiàn)，兩組只有在生物成績的排名變化上有顯著差異（p=0.045<0.05）。因此實驗組只有生物成績排名變化顯著高于對照組。

4 結(jié)論與建議

4.1 討論

本研究以廣州市某中學(xué)2018級高二理科學(xué)生為實驗對象，將每天增加20分鐘體育鍛煉作為運動干預(yù)手段，以學(xué)生體測成績和文化考試成績作為結(jié)果變量，隨機劃分實驗組和對照組，并對實驗后結(jié)果進行秩和檢驗。研究補充了體育鍛煉對學(xué)生學(xué)業(yè)水平的影響問題的認識，并提供統(tǒng)計學(xué)上的實證支持。研究探討了體育鍛煉對高中生健康水平及文化成績的影響，對提高學(xué)生的體質(zhì)健康和學(xué)習(xí)認知表現(xiàn)提供建議，以促進學(xué)生各素質(zhì)全面發(fā)展。

本次研究中實驗組體測及文化考試成績中位數(shù)均高于對照組，提示適量體育鍛煉有利于促進中學(xué)生身體素質(zhì)和文化成績的提高。但除生物成績外，總分及各學(xué)科成績排名變化均未顯著高于對照組。對于這一研究結(jié)果，我們認為有以下幾點可能：第一，文化成績的提高是一個多因素共同作用、相互影響的結(jié)果，體育鍛煉與文化學(xué)習(xí)的關(guān)系模式還有待研究。有研究提示學(xué)生的家庭背景、性別特征、學(xué)習(xí)興趣等因素均與考試成績有一定關(guān)聯(lián)，可能在體育鍛煉與文化成績的關(guān)系中起混雜作用。本次研究中未對上述因素的背景資料進行采集及作標(biāo)準(zhǔn)化處理，并未引入控制變量對實驗進行嚴(yán)格的控制干預(yù)，因此結(jié)果可能受到上述因素干擾。第二，文化成績和身體素質(zhì)的提高均是動態(tài)發(fā)展、長期積累的過程，在有限的研究計劃周期中，體育鍛煉可能不足以發(fā)揮理想的效果。第三，體育鍛煉不是“填鴨式”教育，亦須因地制宜、因材施教。在本次研究中學(xué)生失訪率較高（21.13%），提示有待進一步調(diào)動學(xué)生積極性、改善鍛煉環(huán)境條件和改進個性化運動處方設(shè)計，力爭讓每一位學(xué)生都得到充分的鍛煉。

4.2 結(jié)論

1.適量、個性化的課外體育鍛煉有助于中學(xué)生身體素質(zhì)的維持和提高。

2.適量、個性化的課外體育鍛煉可在一定程度上輔助文化知識的學(xué)習(xí)，其中對生物成績的提高有較顯著作用。

3.中學(xué)生缺乏足夠體育鍛煉可能引起身體素質(zhì)和學(xué)習(xí)成績的同步下滑。

4.3 建議

本次研究在小范圍中證明適量的課外體育鍛煉和文化學(xué)習(xí)二者并非非此即彼，而是相互促進、共同進步的關(guān)系。即使在高中繁重的學(xué)業(yè)壓力下，也有必要保證學(xué)生得到足夠的運動鍛煉。這需要老師在體育課內(nèi)課外的不懈努力，和學(xué)校、家庭共同配合。在體育課教學(xué)中，老師需要多關(guān)注學(xué)生身體素質(zhì)和運動興趣的不同，爭取提高學(xué)生的運動時間和運動質(zhì)量，并讓學(xué)生樂在其中;在體育教學(xué)外，老師亦可配合學(xué)校為學(xué)生提供課外運動所需的軟硬件支持，設(shè)立面向?qū)W生和家長的運動知識科普講壇，改變學(xué)生和家長對體育運動枯燥費時的固有印象，提高學(xué)生主動參與更多課外運動的積極性，力求促進學(xué)生身心健康的全面發(fā)展。

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