4-5歲幼兒縱跳和跑步能力及相關性研究

劉金富，李威超，李志遠

(1.福建師范大學 體育與科學學院，福建 福州 350117；2.嘉興南湖學院 體軍部， 浙江 嘉興 314000；3.嘉興學院 體軍部， 浙江 嘉興 314001；4.浙江大學 公共體育與藝術部，浙江 杭州 310058)

幼兒期是走、跑、跳、投等多種基本動作技能發展的敏感期。該階段基本動作技能的發展水平對個體后期的運動能力[1]、身體活動、體能和心理健康促進[2]具有積極影響，其中跑步、單腳跳等5個基本動作技能與幼兒身體素質發展密切相關[3]。跑步動作作為個體出生后18～24個月獲得并形成的基本動作模式，是人類運動能力發展的基礎。因此，科學發展幼兒動作發展敏感期中的跑步動作至關重要。從動作發展的方向和年齡特征看，跑步動作發展優先于跳躍，但個體從步行到跑步發展進程中包含跳躍的成分[4]，它與跑步動作具有一定的關聯。人體進行跳躍動作時下肢肌肉收縮形式為“拉長—縮短周期”運動(stretch-shortening cycle，SSC)，即受重力作用下下肢肌腱復合體強制性被動拉長，而后立即縮短的循環往復運動。SSC運動是人體進行走、跑、跳、投等動作時肌肉的基本收縮形式。李志遠等[5]研究發現，肌肉SSC運動發展水平主要受神經-肌肉-肌腱影響產生適應性變化以及運動神經元間的傳導和協調配合能力影響。相關研究也進一步證實了SSC運動作為人體運動自然形式的諸多特征和優勢[6,7]。

一般而言，評價下肢SSC運動能力普遍采用跳深(drop jump，DJ)或連續反彈跳(rebound jump，RJ)；同時，也常采用下蹲跳(counter movement jump，CMJ)對下肢爆發力進行簡易評價。李志遠等[5]對3～6歲幼兒下肢SSC運動能力的發展過程進行調查發現，縱跳能力隨年齡和月齡的增長，均呈現逐漸增長的趨勢，并在50個月齡后(約4周歲)開始出現個體差異。另外，以成人和中小學生為受試對象，分析縱跳與快速跑能力的相關研究較多[8,9]，且兩者相關性較高。例如，Sales等[10]研究發現青少年五人制足球運動員的CMJ與35m快速跑相關系數為0.95，Balsalobre-fernández等[11]研究顯示男籃球運動員的CMJ與短距離快速跑的相關系數為0.73，Davis等[12]調查發現大學生極限運動員的CMJ與36m快速跑兩者間的相關系數為0.85，Struzik等[13]研究發現CMJ與5m、10m及30m等短距離快速跑存在顯著性相關關系。此外，Endo等[14]對中小學生1年間快速跑能力與CMJ和RJ能力進行縱向調查，發現RJ與快速跑能力年間變化率之間存在顯著性相關關系，這表明中小學生跑步能力受RJ發展水平的影響較大。然而，目前以幼兒為受試對象，探討跑步與CMJ、RJ能力關系的研究鮮有涉及，國內僅有的幾篇研究集中在3～6歲幼兒縱跳動作發展特征[5]、跑步動作發展特征[15]、跑步步態特征的運動學分析[16]以及跑跳運動學特征與生物力學分析[17,18]。因此，以幼兒為受試對象，對其跑步與CMJ、RJ能力進行調查分析，可以闡明幼兒縱跳和跑步能力的年間變化特征，進一步豐富幼兒基本動作技能發展研究，幫助幼兒教師、幼兒體育工作者和家長了解4～5歲幼兒縱跳和跑步動作學習和發展的基本規律和特征，更好地指導并實現《3～6歲兒童學習和發展指南》中幼兒跑步和跳躍動作發展目標。

基于此，本研究旨在以RJ能力開始出現個體差異的4周歲幼兒[5]為受試對象，對跑步、CMJ和RJ能力進行調查，闡明它們之間的相互關系，為更好掌握幼兒基本動作技能發展規律和特征提供一定的參考價值。

1 研究對象與方法

1.1 測試對象

募集嘉興市某幼兒園中班4歲幼兒64名(男37名，女27名)，第一次測試時間為2017年12月10日，第二次測試時間為12個月后的2018年12月9日(男幼兒平均月齡：2017年：51.42±2.92個月，2018年：62.42±3.23個月；女幼兒平均月齡：2017年：52.85±3.56個月，2018年：63.92±3.75個月)。兩次測試前，向幼兒園園長、教師詳細介紹并說明本測試的方案、安全注意事項及應急方案，受試者的家長均填寫知情同意書。正式測試時，再次確認幼兒下肢無傷病方可進行測試。

1.2 測試儀器

電子兒童秤(TCS-150-RT)、縱跳測試儀(健民牌GMCS-Ⅱ型，北京信恒公司產)、足底壓力開關(Novel Pedar-X，Novel公司產)、秒表等。

1.3 測試方法

1.3.1 縱跳動作。縱跳動作測試采用腳著地時間較長的CMJ和著地時間較短的RJ。CMJ采用跳躍高度作為評價指標，選取3次縱跳測試儀測試中最高的一次作為分析對象。同時，采用連續5次反彈跳來評價RJ的完成能力，預測試中存在連續跳躍不到5次就停止或5次以后還在跳躍的幼兒，針對這些幼兒采用10s連續反彈跳的方法，讓受試幼兒在測試前觀摩標準示范動作的同時加強練習，將連續反彈跳過程中RJ-index最高的一次動作作為分析對象。RJ-index為反彈跳指數，是反彈跳能力的重要指標?？刹捎米愕组_關獲取滯空時間和著地時間，計算出跳躍高度：h=g(t/2)2/2，(g=9.81，t=滯空時間)，RJ-index=跳躍高度/著地時間[14]。另外，為了測驗幼兒完成CMJ和RJ動作的可信度，將8名幼兒作為對象進行預測試，計算實施間的組內相關系數(intra-class correlation coefficient，ICC)，CMJ：ICC=0.924，RJ：ICC=0.974，兩者均具有較高的可信度。2017年至2018年縱跳和跑步能力的年間變化率根據以下公式計算：年間變化率=(2018年測定值—2017年測定值)/2017年測定值×100%。

1.3.2 跑步動作。采用20m快速跑作為跑步能力的評價指標。測試方法為20m區間內每5m設置一個測試點，分別測量其總時間和各區段的時間，采用距離/時間計算平均速度。其中每個測試點站立一位測試員，指示和鼓勵幼兒全力奔跑；為消除起點處的影響，讓幼兒在起點前1m處進行起跑。

1.3.3 身高和體重。采用電子兒童秤測量幼兒身高、體重。測量方法為連續測量兩次，取平均值，其中身高測量精確到0.5cm，體重測量精確到0.1kg。測量時幼兒須穿著輕便的衣服。

1.4 數據處理與指標選取

利用Excel 2016軟件建立數據庫計算各指標值以及平均值和標準差。其中身體形態指標包括身高和體重；縱跳指標包括下蹲跳跳躍高度(CMJ-H)、反彈跳跳躍高度(RJ-H)、反彈跳著地時間(RJ-T)和反彈跳指數(RJ-index)；跑步指標選取20m快速跑速度(20mRV)。

1.5 統計分析

利用SPSS統計軟件進行配對樣本t檢驗，對前后測試結果進行差異性檢驗。CMJ、RJ指標與跑步能力指標間的關系采用Pearson法計算，顯著性水平為P<0.05表示顯著性差異，P<0.01表示非常顯著性差異。

2 研究結果

2.1 12個月前后身體形態、縱跳和跑步能力各指標平均值變化特征

如表1所示，男、女幼兒的身高和體重在2017至2018年間呈現出增長的趨勢，且前后測試結果存在非常顯著性差異(P<0.01)；圖1顯示男女幼兒的身高、體重個體變化特征相似，均呈現增長趨勢。

圖1 2017-2018年男女幼兒身體形態個體變化特征

表1 2017-2018年男女幼兒身體形態變化特征

如表2所示，男女幼兒的CMJ-H、RJ-index、RJ-H、RJ-T和20mRV在2017至2018年間均呈現增長趨勢，且在1年后CMJ-H、RJ-index、20mRV前后測試結果均存在非常顯著性差異(P<0.01)。

表2 2017-2018年男女幼兒CMJ、RJ和20m快速跑能力變化特征

如圖2所示，男、女幼兒的CMJ-H和RJ-index的平均值總體呈現出年間增加趨勢，但個體變化量的差異較大，CMJ-H、RJ-index指標中存在明顯增加、發展停滯和減小的現象。

圖2 2017-2018年男女幼兒CMJ-H和RJ-index個體變化特征

如圖3所示，男女幼兒的RJ-index構成要素RJ-H和RJ-T平均值分別在2017至2018年間呈現出年間增加和減少的趨勢。個體RJ-H變化量存在既有增加也有減少的現象，而RJ-T的個體變化量均存在縮短的趨勢。

圖3 2017-2018年男女幼兒RJ-H和RJ-T個體變化特征

圖4結果顯示，男女幼兒20mRV速度平均值均呈現出年間增加的趨勢，且個體變化量也均存在增加趨勢。

圖4 2017-2018年男女幼兒20mRV個體變化特征

2.2 12個月前后身體形態、縱跳和跑步能力各指標年間變化率之間的關系

表3結果顯示，男女幼兒身高、體重年間變化率與CMJ-H、RJ-index和20mRV年間變化率之間均不存在相關關系。

表3 男女幼兒身高、體重年間變化率與CMJ-H、RJ-index和20mRV年間變化率之間的關系

表4結果顯示，男女幼兒CMJ-H年間變化率與RJ-index和20mRV年間變化率之間均不存在相關關系；而表4和圖5的結果表明，男、女幼兒RJ-index年間變化率與20mRV年間變化率之間均存在顯著性正相關關系。

表4 男女幼兒CMJ-H、RJ-index和20mRV各指標年間變化率之間的關系

表5、圖6的結果表明，2017年男女幼兒CMJ-H與20mRV存在非常顯著性正相關關系，男女幼兒RJ-index與20mRV存在顯著性正相關關系。

圖5 男女幼兒RJ-index年間變化率和20mRV年間變化率之間的關系

表5 2017年、2018年男女幼兒20mRV與CMJ-H和RJ-Index間的關系

圖6 2017年男女幼兒20mRV與CMJ-H和RJ-Index間相關散點圖

表5、圖7的結果表明，2018年男幼兒CMJ-H與20mRV存在非常顯著性正相關關系，女幼兒則不存在相關關系；男女幼兒RJ-index與20mRV存在顯著性正相關關系。

圖7 2018年男女幼兒20mRV與CMJ-H和RJ-Index間相關散點圖

3 討論與分析

3.1 身體形態、縱跳和跑步能力變化特征

12個月前后結果顯示，男、女幼兒身高和體重均明顯增加(表1和圖1)。這與李志遠等[5]的研究中，4歲與5歲幼兒的身高、體重變化結果類似，表明本研究中幼兒身體形態發育變化與橫向研究結果具有相同的發展趨勢。同時，男、女幼兒CMJ和RJ能力均明顯增加(表2和圖2)。CMJ能力與前人橫向研究結果具有相同的發展趨勢，5歲時的平均值已達到橫向研究中6歲時的發展水平[5]；這也與Koren等[19]縱向研究結果一致，而且Koren等進一步指出CMJ跳躍高度平均每年提高10%～30%，其中5歲幼兒提高16%～30%，6歲幼兒提高10%～17%。另外，個體變化量除個別男幼兒有下降趨勢外，其余男、女幼兒均呈現出增加的趨勢(圖2)。有研究指出跳躍時的身體協調性是CMJ動作表現的重要影響因素，上下肢協調性好的幼兒CMJ跳躍高度提高明顯[19]，特別是合理擺臂可以提高跳躍高度[20]，提高幅度為13%～13.6%[21,22]，而協調性差的幼兒則出現停滯甚至下降的現象[19]；另外，Cowley等[23]認為超重幼兒CMJ跳躍高度低于正常幼兒，推測個體從正常體重變為超重影響了CMJ跳躍高度。以上因素或許可以解釋本研究中個體變化量中出現個別停滯或下降現象的原因。此外，Koren等[19]還指出，個體最大跳躍高度主要受肌纖維類型、肌肉質量與力量、身高以及手臂的合理運用等因素的影響，這與Harrison等[24]研究中身體協調性與控制影響較小的結論存在偏頗，值得后續研究進一步探討。

RJ能力構成要素RJ-H和RJ-T的年間變化結果顯示，兩者均發生顯著性變化(圖3)。本研究中RJ-H的發展趨勢與李志遠等[5]的橫向研究結果一致，即RJ-H發展水平年間無差異；但RJ-T與先前研究無顯著變化相比，RJ-T具有明顯縮短趨勢。50個月齡后發育優先型幼兒RJ能力相比于遲緩型，跳躍高度不僅明顯增加，著地時間也明顯縮短[5]。這可能跟幼兒有無與RJ相類似的運動經驗有關[14]。本研究中被試幼兒RJ能力在12個月后均提高，可能是由于被試幼兒每天入園后進行30min跑跳結合的體育游戲以及其他戶外體育游戲有關，說明幼兒在園內活動中獲得與RJ相類似的各種彈性跳躍運動經驗提高了RJ能力。本研究中僅調查和探討了同一幼兒園中幼兒相關動作的變化趨勢，今后需增加幼兒園調查數量，從而比較不同園內活動內容產生的RJ能力效果差異。此外，本研究結果還表明，男、女幼兒20mRV能力在12個月后明顯提高(圖4)，這與坂口將太等[9]橫向調查結果一致。

3.2 身體形態、縱跳和跑步能力的年間變化率相互關系

先前研究發現，幼兒CMJ和RJ能力與月齡存在顯著性正相關關系[5]，跑步能力也隨著年齡增長呈現出提高的趨勢[9]。因此，幼兒期的運動能力在很大程度上受到個體發育水平的影響。但個體發育對CMJ和RJ能力影響程度尚不清楚。因此，為闡述個體發育與運動能力變化間的關系，本研究探討了身高、體重的年間變化率與CMJ、RJ和20mRV能力年間變化率的關聯性。結果表明，男女幼兒身體形態與縱跳、跑步能力年間變化率均不存在相關關系，說明幼兒的運動能力并未隨著身體形態的發育而發生相應的提高。吳升扣等[25,26]和前橋明等[27]相關研究發現，幼兒肌力的發展相比于年齡對神經系統影響更大，表明幼兒期運動能力的發展很大程度上受身體形態以外的因素影響。

圖7中結果表明，男女幼兒CMJ-H和RJ-index的年間變化率不存在相關關系，說明4～5歲幼兒CMJ和RJ能力并非同步增長。李志遠等[5]研究認為，50個月齡后CMJ和RJ能力發展水平趨勢不同，即4歲以后CMJ與RJ能力發展程度發生變化。這與高年齡段兒童青少年的相關研究結果類似。例如，Endo等[14]研究發現，6～18歲中小學生的RJ和CMJ能力并沒有呈現出同樣的增加趨勢；Zushi等[7]以體育系大學生為研究對象發現，與RJ相類似的RDJ與CMJ能力相關性較低。這可能是由于RJ作為短時間內需發揮較大力量的運動模式，腳著地前預備緊張或準備動作等神經系統因素對其影響較大[28]；同時，RJ的完成時間約0.2s，其神經支配結構或發力相關的調節機制與完成時間較長的運動不同[7]，它要求發揮可以同時獲得較短著地時間和較高跳躍高度的相關綜合性能力。因此，RJ與CMJ是兩種肌肉收縮機制不同的運動，而這些不同機制的運動可能在4歲以后差異性更明顯。綜上，CMJ和RJ能力在幼兒期開始出現差異，其決定因素也各不相同。

另外，表5、圖6和圖7中結果表明，除2018年女幼兒的CMJ與跑步以外，2018年男幼兒和2017年男女幼兒CMJ、RJ與跑步能力間均存在顯著性正相關關系，表明幼兒期CMJ和RJ發展水平是影響跑步能力的重要因素。這與前人針對大中小學生及成人的研究結果類似[10-13]。但也有研究指出高水平運動員中短跑與CMJ間存在正相關關系[29,30]，而較低層次年輕運動員的短跑與CMJ間不存在相關關系[12，31]。關于RJ與跑步的關系，有研究指出 RJ與短跑中的下肢剛性存在顯著性正相關關系，即RJ過程中下肢剛性對短跑中下肢剛性的運動學參數產生重要影響[32]，兩個動作在離心工作過程中踝關節和膝關節的運動學參數具有相似性[33]。在同類研究中，Ayán-pérez等[34]發現4-5歲幼兒CMJ與25m快速跑不存在相關性，但研究者在分析中認為25m快速跑測量了4-5歲幼兒的速度耐力，并未體現初始階段和加速階段的爆發力，進而導致了上述研究結果。因此，本研究中對CMJ和RJ與跑步能力年間變化率的關系進行探討，發現男、女幼兒RJ與20mRV能力存在顯著性正相關關系(圖5)。相比于依靠最大力量或動作時間較長的CMJ運動，RJ運動與短時間發揮較大力量或著地后立即向離地轉化等運動形式相類似，RJ能力對跑步能力發展具有較大影響，這充分說明4歲后RJ發展水平是幼兒跑步動作發展的重要影響因素。另外，Endo等[14]提出，RJ運動經驗的有無或量的大小也可能影響跑步能力。因此，考慮到RJ能力的發展，在幼兒身體活動中加入各種與RJ運動形式相類似的跑跳游戲也可能有效提高RJ能力。同時，也要將RJ運動與提高跑步動作發展水平緊密結合，進而對幼兒的跑跳能力產生良好的影響。今后有必要對幼兒在園身體活動時的行為、與RJ相類似的跳躍動作活動方案等內容進行研究，以探討其對促進RJ或其他運動能力的影響，并詳細觀察幼兒運動游戲的內容，以期提出促進幼兒期RJ能力發展的有效方案及對策。

4 總 結

男女幼兒的身體形態、縱跳和跑步能力在4-5歲的一年間內變化明顯，且個體反彈跳指數存在增加、停滯和減少并存的現象；身高和體重的年間變化率與縱跳和跑步能力的年間變化率不存在相關關系，且下蹲跳與反彈跳指數年間變化率也不存在相關關系；男女幼兒反彈跳與跑步能力的年間變化率之間存在顯著性正相關關系。建議鼓勵4歲以上幼兒積極參與跑跳結合的非結構化游戲活動以及在結構化幼兒體育活動設計時重視跑、跳動作內容，在促進幼兒生長發育的同時提高縱跳和跑步能力。