結構化教學對青少年體育課能量消耗的影響

洪斯杰

體育與健康課程的主要目的是改善學生的身體健康，充足的運動量是影響青少年身體健康的一個重要因素，適宜的能量消耗是運動量的內在支撐。基于近幾年正在興起的體育課結構化教學，強調學生獲得并應用全面且系統的基本體育技能，發展運動技戰術能力。通過結構化教學，可以促使學生轉化自身對于體育課上的學習觀念，從“要我學”變成“我要學”，學會學以致用，并養成體育鍛煉的習慣，同時保有適宜的運動量，最終以達到改善青少年身體健康狀況的目的。本文隨機選取南京市第二十九中學初一年級兩個班級的93 名學生作為實驗對象。其中一個班級為實驗組，一個班級為對照組。實驗組采用結構化體育教學方案上課，對照組采用一般性體育課方案上課，實驗為期12周，每周3節體育課。實驗期間利用GT3X 三維加速度計監測每節體育課上實驗組及對照組男生的能量消耗數據，保留最具有代表性的能量消耗數據。使用SPSS22.0進行各組能量消耗的獨立樣本T檢驗。

一、問題的提出

（一）選題依據

新的課程教學方法改革正在嘗試轉變傳統的教學理念，體育教師可以結合自己的教學經驗制定運動技能的課程與內容，提高學生的參與程度，避免學生的能量消耗不足導致的體質健康問題。那么，在體育課上，采用什么樣的指標對學生的能量消耗進行測量以及如何測量，不同的運動量下的能量消耗水平對學生的體質健康是否存在影響、存在什么樣的影響，這些問題值得體育教育工作者進行研究討論，并找到更加適宜的教學方法進行應對。結構化教學既是從運動負荷的視角與國際接軌，也是對已有的體育課密度原理與測算方法的完善和延展。提升體育課上學生的身體活動量是青少年健康成長的需要。本研究擬通過實驗干預的方法，在體育課中監測學生的卡路里（Calorie）和代謝當量（MET，metabolism equivalent）的能量消耗指標，比較不同的教學方法及安排不同的運動量對學生的能量消耗水平產生的影響效果，探索學生在體育課上的適宜的能量消耗范圍。

（二）關于結構化教學和體育課能量消耗的研究

結構化教學的理論起初是在數學學科中對單元教學的運用構想，由此逐漸推廣到其他學科的教學。早期提出結構化教學相關理論的比較具有代表性的學者是布魯納和羅伯特·梅遜。我國的教育家葉瀾、馮忠良也對結構化教學的理論做出了詳細的闡述。大家關于結構化教學理論所持的觀點不一致，對結構化教學理論的認識有一個過程：著名學者布魯納是最早提出認知結構學習理論的學者，他曾提出“學習一門學科就是把握它的基本結構”。羅伯特·梅遜認為，學生學習運用基本結構的能力，可以作為理解和解決其他問題的基礎。著名教育家葉瀾教授在“新基礎教育”理論中詳細地闡述了結構化教學理論：結構化教學是基于教材的特點對單元內容進行梳理、整合，并以單元內容為載體，結構化地推進教學活動的過程，改變了傳統意義上的從“分”到“整”的教學過程，是“綜合感知”到“逐步學習”再到“綜合應用”。馮忠良是最早將“結構化”引入各個學科的心理學家，他從教育心理學上闡述并解釋了結構化教學，即教育首先必須以學生的心理結構為中心。結構化教學的思想重點是構建學生的心理結構，教學系統的所有方面都是為了使學生能夠發展自己的思想，產生預期的變化。本研究對于結構化教學理解為各個學科的知識內部都是一個完整的結構化系統，學生的認知活動也具有潛在的結構性。需要以由“整”到“分”再到“整”的教學過程來結構化地推進教學活動，改變學生的心理結構，以期使學生得到更好的發展。

國內的學者對于體育課結構化教學的理解是：首先幫助學生建立運動技能的完整概念，然后每一節課逐步去學習相互聯系的運動技能，最后通過反思總結，完整地呈現運動技能。他們認為，結構化的知識和技能與體育和健康的知識和技能擁有相關特征。體育課的結構化教學是運動技能的組合教學，呈現的是“總—分—總”的教學結構，旨在使學生真正地掌握一門運動技術。

能量消耗，廣義上指在一定做功狀態下，做功物體單位時間內所消耗的能或一定規格或標準的能源物質的量。能量消耗的大小，主要和機體做功的大小、克服自身阻力的大小、做功時間的長短等因素有關。能量消耗由身體活動能量消耗和基礎能量消耗及食物特殊動力作用組成。本文研究的能量消耗是指身體活動能量消耗（physical activity energy expenditure，PAEE），其中PA 也稱為體力活動（physical activity），是指由骨骼肌收縮產生的身體活動，也是指在基礎代謝（BMR）的水平上，身體能量消耗增加的活動。

二、研究對象與方法

（一）研究對象

南京市第二十九中學初中部兩個班級的93 名學生。

（二）實驗方案

1.實驗分組

將實驗對象隨機分成兩組，一個實驗組，47 人（22 名男生，25 名女生）；一個對照組，46 人（22 名男生，24名女生）。選取全部男生（44名）作為監測能量消耗的固定被試對象。

2.實驗器材

ActiGraph GT3X+型三軸加速度計（簡稱GT3X+）。

GT3X+加速度傳感器記錄的實驗數據可以通過該設備的USB 端口與電腦連接，通過配套軟件ActiLife 6.0導出實驗數據并存檔。

3.實驗設計

隨機選取南京市第二十九中學初中部一年級的兩個班級，調查學生的性別、年齡、身高、體重等基本健康狀況。在教學實驗期間運用結構化教學的方式對實驗班進行籃球技能的授課，并從中選取全部男生在每節體育課上正確佩戴ActiGraph GT3X+型三軸加速度計，以便監測實驗數據。

實驗于2019 年9 月開始，先做一周預實驗，使學生熟悉教學實驗過程。實驗開始之前，按照學生的編號表在實驗器材配套的軟件中輸入學生的性別、身高、體重、出生年月等信息，將實驗器材的采樣頻率設定為60Hz。每節體育課前10 分鐘發放實驗器材，指導學生統一將實驗器材準確地佩戴在腰部。開始上課時，學生全程按照授課教師的指導進行學習。每次體育課后回收實驗器材，用配套軟件導出實驗數據并存檔。

通過對實驗組和對照組的學生測量體育課能量消耗的指標進行比較，分析兩種不同的教學方法對青少年體育課能量消耗情況的差異性。

4.數據處理

在預備性實驗和正式性實驗的測試中，利用Excel 電子表格存儲實驗數據，然后運用SPSS22.0統計軟件進行數據分析。實驗組和對照組前、中、后期的能量消耗對比采用獨立樣本t 檢驗，顯著水平為p＜0.05，非常顯著水平p＜0.01。

三、結果與分析

對實驗組及對照組實驗前、中、后期的卡路里消耗進行獨立樣本T檢驗，結果見表1。

表1 實驗組與對照組不同時期的卡路里消耗對比（M±SD）

從表1 中可以看出，實驗組前期卡路里消耗的平均值為（1.50±0.31），對照組卡路里消耗的平均值為（1.10±0.42），前期實驗組與對照組的值有非常顯著性的差異（t=-3.57，P=0.001）。實驗組中期卡路里消耗的平均值為（1.65±0.69），對照組卡路里消耗的平均值為（1.10±0.29），中期實驗組與對照組的值有非常顯著性的差異（t=-6.28，p=0.000）。實驗組后期卡路里消耗的平均值為（2.00±0.36），對照組卡路里消耗的平均值為（1.00±0.29），后期實驗組與對照組的值有非常顯著性的差異（t=-9.57，p=0.000）。

通過以上數據分析發現，實驗組與對照組的卡路里消耗在實驗的3個時期都發生了非常顯著的變化（P＜0.01）。我們認為是自變量即結構化教學實驗的干預引起了實驗組卡路里消耗水平的提升，因此實驗組的能量消耗變化比對照組更加顯著，實驗結果具有可靠性。

對實驗組及對照組實驗前、中、后期的代謝當量進行獨立樣本T檢驗，結果見表2。

表2 實驗組與對照組不同時期的代謝當量對比（M±SD）

從表2 中可以看出，實驗組前期的代謝當量平均值為（2.42±0.38），對照組的代謝當量平均值為（2.00±0.45），前期實驗組與對照組的值有非常顯著性的差異（t=-3.35，P=0.002）。實驗組中期的代謝當量平均值為（2.64±0.35），對照組的代謝當量平均值為（1.99±0.33），中期實驗組與對照組的值有非常顯著性的差異（t=-6.33，p=0.000）。實驗組后期的代謝當量平均值為（2.93±0.45），對照的代謝當量平均值為（1.97±0.35），后期實驗組與對照組的值有非常顯著性的差異（t=-7.98，p=0.000）。

通過以上數據分析發現，實驗組與對照組的代謝當量在實驗的3個時期都發生了非常顯著的變化（P＜0.01）。我們認為是自變量即結構化教學實驗的干預引起了實驗組代謝當量水平的提升，因此實驗組的能量消耗變化比對照組更加顯著。說明結構化教學班的體育課能量消耗大于傳統體育教學班，學生被施以了更多的運動刺激，實驗結果具有可靠性。

四、討論

教學實驗的研究結果表明，結構化教學班的能量消耗大于傳統體育教學班，學生被施加了更多的運動刺激，就會有更利于促進青少年的生長發育和身體健康，說明運用結構化教學法來給學生授以籃球技能課，起到了增強學生體質的效果。并且說明了在學校中若要增加學生的能量消耗，就要在體育課上充分地將學生調動起來，避免學生上課不活躍的情況。需要特別注意的是，結構化教學班的體育課能量消耗是在結構化教學所劃定的運動負荷范圍之內，并非指學生在體育課上消耗的能量越多，就會越有利于學生的身體健康。

本研究中，設置一組實驗組（結構化教學班）和一組對照組（傳統體育教學班），對比在為期12周的實驗期間內，兩個組的體育課能量消耗變化。研究結果顯示，實驗組與對照組在不同時期的卡路里消耗和代謝當量發生了非常顯著的變化（P＜0.01），所以認為是自變量即結構化教學的干預所引起的，實驗結果具有可靠性。所以，通過為期3個月的籃球技能結構化教學實驗，實驗班學生的身體活動水平得到提升。研究表明，充分地運動起來可以達到增強體質的目的，且可以有效地提高體育課的教學效果。由此證明，研究假設成立。

經實驗研究表明，不同的體育課能量消耗水平對學生的身體健康有不同的影響，在結構化教學要求范圍內的體育課能量消耗對青少年身體健康的貢獻大于傳統體育教學模式。在實驗的研究過程當中，學生除了自然地生長發育外，更加適宜的運動刺激下的能量消耗能夠促進生長發育，科學合理地安排運動量對促進學生的身體健康有很高的價值。在體育課上，體育教師要根據適宜的能量消耗量來調控體育課，使得青少年在更為科學的運動量下活動，以滿足正常的生長發育需求。但是在實驗結果的研究中發現，在教學實驗時間比較短的情況下，學生改變身體健康的可能性較小。

五、結論與建議

（一）結論

結構化教學提升了青少年的體育課鍛煉效果，表現為實驗組在不同時期的體育課能量消耗值都大于對照組。

（二）建議

僅僅對籃球技能教學進行了結構化教學方法的實驗研究，至于其他運動技能是否也適合運用結構化思想進行教學，還需要進一步探討。建議學校將結構化教學多應用于中小學體育課堂上的多種運動技能的教學中。

在體育教學中深入研究結構化教學可能對青少年的體質健康帶來影響，應致力于改善學生的體質健康水平，并提高學生的體育學習滿意度。

教學實驗的研究時間較短，尚不明確長時間的結構化教學上課方法會對學生的身心健康產生什么樣的影響，建議進行長期運用結構化教學法教授體育課與青少年身心健康之間的關系的實驗研究。

六、研究不足

本研究在教學實驗的設計過程中僅選取了南京市第二十九中學初中部一年級的兩個班級的學生作為實驗對象。因此，本研究所選取的實驗對象的代表性還需進一步增強，在以后的研究中要選取更多的學校，對更多年級的學生做進一步研究。

由于本研究的實驗器材有限，無法對應實驗選取的兩個班級的全部學生，只監測到南京市第二十九中學初中部一年級兩組男生的能量消耗數據，對不同教學方法下的體育課的能量消耗監測帶來了局限。