不同體育鍛煉類型與兒童認知功能

蔣佳慧

(揚州大學體育學院 江蘇揚州 225127)

認知功能為人體高級腦功能，是人對外界信息進行獲取、編碼、操作、提取和使用的過程，包括記憶、注意、思維、想象等心理過程。兒童階段處于腦功能發育的高速期，該階段也正是認知功能發育的關鍵期，良好的認知功能可以促進兒童情緒智力和學業的進步[1，2]，同時有助于個體更好地發展。兒童是人類群體的一大組成部分，其發展狀況對社會和國家有著深遠的影響。國家統計局2015年全國1%人口抽樣調查結果顯示，0～14歲人口占全國人口的16.52%，為22696萬人，60歲及以上人口占全國人口的16.15%，為22182萬人，相較于2010年第六次全國人口普查結果，60歲及以上的人口比重上升2.89%，0～14歲的人口比重下降0.08%。兩次人口調查結果對比顯示，老齡人口數量逐年遞增，0～14歲青少年數量卻不斷減少，中國正快速進入老齡化社會。兒童是文化傳承和社會持續發展的保證，兒童的發展關系著國家未來的發展。因此，對于正進入老齡化的社會，更高效地提升兒童認知功能，不僅對兒童個體具有重要意義，也對國家未來的發展有著潛在的重要影響。

1 體育鍛煉的分類

體育鍛煉目前已經被許多研究證實對兒童認知功能具有提升效益。體育鍛煉是運用各種體育手段，結合自然力和衛生措施，以發展身體、增進健康、增強體質、娛樂身心為目的的身體活動過程。然而，體育鍛煉可根據認知參與情況分為閉鎖性鍛煉與開放性鍛煉兩種不同類型。閉鎖性鍛煉指處在較穩定的環境中進行的一系列有計劃的身體活動，如體操、游泳、跑步等；而開放性鍛煉在身體活動的基礎上還需要大量的認知投入，具有較大的靈活性與變通性，它要求人們在不可預測的環境中具有一定的處理外界信息的能力，如籃球、排球、羽毛球等。

2 開放性鍛煉與認知功能

開放性鍛煉較大程度受到外界環境的影響，個體需要根據環境的變化以及自身感覺的變化進行操作的同時，還需要利用自身的認知能力對下一步進行快速準確的判斷、調整。因此，開放性鍛煉要求人們具有一定的處理外界信息的能力與對事件的預測能力，須根據當時的外在刺激快速反應決定下一個動作。以排球為例，場上隊員需根據對方進攻手變化的起跳高度、手型及面向角度等對不同的來球做出相應的準確的判斷和快速回應，此外還需要根據本方隊員已作出回應及變化的戰術作出快速準確的反應，因此對參與者的認知功能需求較高。

目前，已有研究將開放性鍛煉作為干預方式，探討其對兒童認知功能的影響效果，劉春榮以32名4～5歲無足球基礎兒童為實驗對象，進行為期7周和14周的足球活動干預，7周干預結果顯示，實驗組與對照組的注意穩定時間和注意指數存在顯著差異，14周足球活動干預結果顯示，兩組被試均在注意維持時間和注意指數上存在極顯著差異，因此認為中等強度的足球活動有利于培養幼兒注意力的穩定性，且在一定范圍內足球活動時間越長，注意力穩定性的提升幅度越明顯[3]。孫慶山以106名志愿者為研究對象，按年齡進行隨機分組，將6歲兒童分為對照組和實驗組，將10歲兒童分為對照組、實驗組和熟練組，并實施干預，研究發現，16周的乒乓球運動干預對6歲和10歲兒童執行功能以及10歲兒童的注意力具有顯著提升效果，長期的乒乓球運動對10歲兒童注意力、記憶力和反應時均有顯著的促進作用[4]。吳廣宏等通過心理測量、文獻資料調研、實驗、專家咨詢、數理統計等方法，研究足球與乒乓球鍛煉對小學生注意特征的影響，研究結果顯示，中等強度和小強度的乒乓球鍛煉對小學生的注意持續性、集中性以及注意廣度具有顯著的影響,且中等強度的鍛煉效果優于小強度的鍛煉效果，此外，研究還發現，低強度的足球鍛煉比小強度的乒乓球鍛煉對小學生注意轉移特征的影響更大,相較于中等強度的足球鍛煉，中等強度的乒乓球鍛煉對小學生的注意轉移特征的影響更大[5]。以上研究表明，開放性鍛煉對兒童認知功能具有提升效益。

3 閉鎖性鍛煉與認知功能

閉鎖性鍛煉中個人不需要根據外部環境變化而作出反應，而是僅需要根據事先已經計劃好的一系列動作進行。例如，體操運動員在比賽前已經熟悉比賽內容并進行反復練習，在比賽中僅僅需要根據已經規劃好的套路進行即可，不需要根據環境的變化而改變自身動作；跑步運動員僅需要根據已經完善的跑步技術在自我固定的跑道內盡全力完成相應距離的跑動即可，無需如排球運動員一般根據環境的變化臨時決定下一運動軌跡。

目前，有研究采用閉鎖性鍛煉作為干預手段研究其對兒童認知功能的影響。高俊宏等采用一次短時中等強度游泳運動干預，并使用Stroop任務、威斯康辛卡片分類測試以及2-back任務對兒童的執行功能進行研究，結果發現，一次短時中等強度游泳運動對兒童抑制功能、轉換功能以及刷新功能均存在影響，具體表現在Stroop任務中正確率提高且反應時有顯著提高，威斯康辛卡片分類測試中反應時和正確率均有所提高且正確率提高顯著，2-back任務中正確率顯著提高[6]。馬冬靜選取84名小學五年級學生作為研究對象，在正常體育課時間內進行持續12周的中等強度武術操干預，并在實驗前、后分別測量所有研究對象執行功能的抑制、刷新和轉換維度，結果顯示，12周中等運動強度的武術操可以有效提高受試者的刷新功能和轉換功能，因此提出武術操可以作為促進執行功能健康發展的干預手段[7]。趙中艷對小學四年級學生進行一次中等強度跳繩干預，并使用Flanker任務、More-odd shifting任務和1-back任務分別測量受試者在實驗前和實驗后抑制、轉換和刷新3個子功能的變化，結果發現，個人跳繩組在執行功能的3個維度上相較于控制組均有改善[8]。由此可見，閉鎖性鍛煉對兒童認知功能同樣具有提升效益。

4 兩種運動鍛煉類型對認知功能的影響比較

此外，有研究同時采用開放性鍛煉與閉鎖性鍛煉作為干預，并對干預效果進行比較。Crova等將70名9～10歲兒童隨機分為加強體育（開放性鍛煉）組和傳統課程體育組，進行為期6個月的干預，結果發現，只有在進行開放性鍛煉的情況下，超重兒童進行干預后抑制功能的改善比瘦的兒童更明顯，且發現這種干預效果并不是通過有氧適應能力的提高來調節的，因此，認為開放性鍛煉固有的認知和互動挑戰，即使是加入在活動量較小的身體活動方案中，也可能是促進認知效率提高的有效手段，特別是對超重兒童[9]。Balleater等將60名兒童按定期參加的不同體育活動經歷分為足球組、田徑組和控制組，足球組和田徑組參與者報告在各自運動領域有超過4年的系統訓練經歷且沒有定期參與其他運動鍛煉，控制組參與者無運動經歷或每周課外運動時間在1h或1h以下，警覺測試任務結果顯示，田徑組和控制組在警覺上無顯著差異，而開放性運動鍛煉組兒童的警覺顯著優于田徑組和控制組[10]。Schmidt等將181名10～12的兒童分為團隊游戲組、有氧運動組和控制組并進行為期16周的干預，對比前后測結果發現，只有認知投入增加的團隊游戲組的兒童在轉換功能上有顯著改善，且顯著優于有氧運動組和控制組，而控制組和有氧運動組之間沒有表現出顯著差異，執行功能的其他兩個子維度，即抑制功能和刷新功能均未受到影響，因此，認為在身體活動中更多地納入認知成分更有希望增強兒童執行功能的慢性干預類型[11]。Zhu等采用Meta分析比較在兒童、成年人和老年人中開放性鍛煉與閉鎖性鍛煉對認知功能的效果，發現無論年齡如何，開放性鍛煉相較于閉鎖性鍛煉更有利于正常人的認知發展[12]。

由此可見，開放性鍛煉較閉鎖性鍛煉對兒童認知功能似乎具有更好的認知增益效果，可能是由于在開放性鍛煉過程中對認知需求的增加，參與者在鍛煉身體的同時，個體認知也得到了更多的鍛煉，然而關于開放性鍛煉會產生相較于閉鎖性鍛煉更好的認知增益效果的內在機制還需進一步探索證明。

5 結語

該文目的在于探討開放性鍛煉與閉鎖性鍛煉對兒童認知功能的提升效果，根據以往的研究結果發現，雖然開放性運動與閉鎖性運動對兒童認知功能都具有改善作用，但開放性鍛煉相較于閉鎖性鍛煉在一定程度上對兒童的認知功能發展具有更大的促進作用。因此，合理安排兒童的運動類型對個體發展具有重要影響。

體育課程作為兒童進行系統體育活動的主要載體之一，也是新一代基礎教育課程改革的主要對象之一，目前在原有的增強體質、促進學生健康的要求上，將學生的全面發展納入體育課程標準之中。開放性鍛煉相較于動作重復性較高、內容較枯燥的閉鎖性鍛煉更容易帶動學生興趣，促進學生社會交往，并且兼顧更高效促進學生的認知功能發展的效果。因此，在體育課程內容中，亦可適當提高開放性鍛煉占比，從而在豐富組織形式、提高參與積極性的同時，更高效地促進兒童認知功能的發展。值得注意的是，雖然開放性鍛煉對于兒童的認知功能的促進效果優于閉鎖性鍛煉，但是也不能片面地追求開放性鍛煉而否定閉鎖性鍛煉帶來的影響，應適當、科學地調整二者占比，以更加有效的教學形式提高體育鍛煉對兒童的影響，從而促進兒童個體和社會的發展。