運動干預對學齡兒童執行功能和學業成績的影響

李順 陳超

文章編號：1003?6180（2023） 03?0064?05

摘? 要：分析運動干預對學齡兒童執行功能、學業成績的影響.采用橫斷面研究設計，以204名6～7歲學齡兒童為研究對象，隨機分為實驗組和對照組.實驗組進行中高等強度干預12周，每周3次，每次45分鐘，通過心率控制運動強度.結果顯示，運動干預有利于學齡兒童執行功能的發展，提高了抑制、刷新和轉換功能，可有效改善閱讀和拼寫成績.

關鍵詞：小學生； 執行功能；學業表現

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ffects of an Exercise Intervention on Executive Function and

Academic Performance of School-aged Children

LI Shun，CHEN Chao

（Shanghai University Of SPort，Athletic Sports Academy，Shanghai 200438，China）

Abstract：To analyze the effect of motor intervention on executive function and academic performance of school-aged children. A cross-sectional study design was used with a total of 204 school-aged children aged 6-7 years，randomly divided into experimental and control groups. The experimental group underwent a moderate to high intensity intervention for 12 weeks，three times a week for 45 min each time，with exercise intensity controlled by heart rate. The results showed that the exercise intervention facilitated the development of executive functions in school-aged children，improved inhibition，refreshment and conversion functions，and could effectively improve reading and spelling performance

Key words： elementary school students； executive functioning； academic Performance

執行功能是參與組織和控制目標導向行為的一種高階認知功能，它能夠調節、指導和協調人們的思想、情感和行為，分為三個核心子功能：抑制（抑制與手頭任務不相關的能力）、刷新（記住信息，并在腦海中處理這些信息）、轉換（換位思考的能力）又可稱為抑制控制、工作記憶和認知靈活性.良好的執行功能可以促進個體在認知以及社會心理方面的發展，并有利于其在生活和學業上取得成功.[1]6～11歲是兒童執行功能發展的敏感期，一般10歲以后趨于平緩并接近成人水平.[1]兒童時期認知功能的發展可以預測成年期高級認知功能[2]，適當的體育活動可以改善前額葉皮質功能，促進執行功能發展；缺乏運動會損傷執行功能，不利于兒童身心健康發展.[3]因此，尋求行之有效的干預方案尤為重要.

相關研究表明，學業成績與大腦的結構、功能和認知功能高度相關，運動可以改善大腦結構、功能和認知功能，提高與學習相關腦區的激活水平.[4]陳愛國[5]等人通過短時中等強度有氧運動干預改善了兒童靜息狀態下腦功能局部一致性，改善了兒童腦的可塑性，提高其執行功能.David[6]等人探討了為期8周中高強度間歇訓練對于兒童認知功能的影響，發現實驗組抑制控制和工作記憶都有所提高.Castelli[7]等人進行的一項長期的追蹤研究表明，有氧耐力與數學、閱讀及總成績呈正相關.但也有研究表明，體力活動對學業成績沒有影響或有負面影響.[8，9]本研究探討12周運動干預對學齡兒童執行功能和學業成績的影響，揭示體育活動與學齡兒童執行功能和學業成績的關系，為體育課堂教學提供理論基礎.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象與分組

研究對象為上海浦東區某小學一、二年級4個教學班204名學生.篩選標準為：智力發育正常，BMI在正常范圍內，血壓正常，無重大疾病.實驗組102人，身高（129.96±6.06）cm，體重（28.43±5.8）kg，BMI為16.7±2.51.對照組102人，身高（129.05±6.94）cm，體重（29.45±7.41）kg，BMI為17.11±7.67.

將204名學生隨機分為實驗組（102人）和對照組（102人），由于數據缺失，實驗組最后的人數為98人.實驗組進行為期12周的中高等強度干預，對照組保持正常體育課教學，在此期間不參加有規律的體育活動.

1.2 運動干預方案

研究依據學齡兒童身心發展特點，參考殷恒嬋等人的研究結果，選擇以學齡兒童日常動作模式為主，趣味游戲為輔的練習，以提高運動干預的效果.研究采用中高等運動強度（>60%HRmax），TEAM2心率監控系統全程監控學生的心率，確保達到目標運動強度.運動時間為45 min，運動頻率為每周3次.干預方案：（1）準備部分10 min，內容為慢跑、熱身操.（2）基本部分30 min，內容為靈敏、協調、游戲、抗阻等練習.（3）結束部分5 min，內容為拉伸.

1.3 執行功能和學業成績測量

執行功能測量 采用Gioia[11]等人編制的學齡兒童執行功能（BRIEF父母版）行為評定量表.量表包含86個條目，主要分為：行為管理指數（behavioral regulation index BRI，包括抑制、轉換和情緒控制3個因子），元認知功能指數（metacognitoon index，MI，包括任務啟動、工作記憶、計劃、和監控5個因子）.條目按照1-3級評分（1=從不；2=有時；3=經常）.得分越高，說明兒童執行功能受損越嚴重.該量表的重測信度為0.68～0.89，內部一致性系數為0.74～0.96，符合我國文化背景，可用于評定學齡兒童執行功能水平.[12]

學業成績測量 采用學業成績表現教師評估問卷評估學生的學業表現.問卷由15個條目構成，條目按照1-5級評分（1=很好，2=較好，3=一般，4=較差，5=差），得分越高，說明學業表現越差.參考考夫曼教育成就測試第二版[13]（KTEA II），選取閱讀、拼寫以及數學作為評估學業成績指標.KTEA II測驗具有很高的內部一致性、評分者間信度和內部效度（r = 0.91～0.97）.

1.4 數據處理

采用Excel和SPSS26.0軟件進行統計分析，用平均值±標準差表示.采用獨立樣本和t檢驗和配對樣本t檢驗進行同質性檢驗和干預前后各指標數據比較，顯著差異設定為 P<0.05，非常顯著性差異設定為 P<0.01.

2 結果與分析

2.1 干預前執行功能和學業成績同質性檢驗

采用獨立樣本t檢驗對干預前實驗組和對照組執行功能和學業成績進行同質性分析，結果見表1.表1的結果表明，執行功能和學業成績各維度指標不存在顯著性差異（P>0.05）.

2.2 干預前后對執行功能和學業成績的影響

干預前后對照組各指標前后比較結果見表2. 執行功能與學業成績對干預后執行功能和學業成績進行描述性統計（M±SD），執行功能和學業成績得分越高，說明兒童的執行功能和學業成績表現越差.

采用配對樣本T檢驗，比較實驗組前后各指標變化，結果見表3.表3的結果表明，實驗組前后執行功能和學業成績各維度存在非常顯著性差異.其中抑制功能、刷新功能、轉換功能、閱讀以及拼寫實驗前后存在非常顯著性差異（P=0.00），而數學表現不存在差異（P=0.93）.在對照組中，執行功能和學業成績各維度均不存在顯著性差異（抑制P=0.50，刷新P=0.67，轉換P=0.051，閱讀P=025，拼寫P=0.25，數學P=0.75）.

2.3 干預后對執行功能和學業成績的影響

采用獨立樣本t檢驗，比較實驗后兩組各指標變化，結果見表4 .表4的結果表明，實驗后執行功能和學業成績各維度存在顯著性差異，其中抑制功能、閱讀和拼寫表現存在非常顯著性差異（P=0.00），刷新功能、轉換功能、存在顯著性差異（分別為P=0.04，P=0.02），而數學表現實驗后不存在顯著性差異（P=0.30）.

3 討論

3.1 12周運動干預對學齡兒童執行功能的影響

12周的運動干預顯著改善了學齡兒童的執行功能，并對各子成分均有積極效果.原因可能包括：強度方面，兒童適合參與中高等強度運動效果較好，強度過低或過高都會影響其干預效果，甚至帶來不利影響.Ishihara[14]等發現12周中高等強度運動顯著改善兒童執行功能.運動方式方面，在運動中涉及一些協調、靈敏性運動，兒童參與過程中需要抑制一些動作，完成其他動作.因此，有利于提高抑制控制能力.由于設計動作的難度是循序漸進的，對兒童認知提出挑戰，不僅需要回憶動作的特點、空間特征以及手腳如何配合，還要將這些信息儲存在大腦里，在需要時靈活運用，這些過程有利于兒童工作記憶的提高，一些多方向的跑動和手腳協調練習，需要不斷完成視覺和空間記憶任務，并根據運動情境的變化靈活控制身體和速度，可有效改善兒童認知靈活性的發展.這與Planinsec[15]和Budde[16]等人的研究一致.

3.2 12周運動干預對學齡兒童學業成績的影響

12周運動干預改善了學齡兒童的執行功能和學業成績，增強了抑制功能、刷新功能和轉換功能，提高了閱讀和拼寫表現，但對數學表現并未發現顯著性差異.

12周運動干預改善了兒童學業成績，但是對閱讀、拼寫以及數學成績存在差異.在閱讀方面，實驗組前后存在非常顯著性差異，而對照組并未發現閱讀能力有所改善.在拼寫方面，實驗組前后存在非常顯著性差異，對照組并未發現有明顯的差異，說明干預后有利于兒童拼寫成績，與相關研究結果較為一致.[17]在數學成績上，雖然實驗組在數學成績上優于對照組，但兩組不存在顯著性差異，與相關研究結果不一致，主要原因是學業成績測評方法以及干預形式的差異，造成研究結果不統一.此外，開放性的動作技能與較高的數學成績具有相關性.[18]開放性運動與空間處理有關，而這與數學相關的表現緊密聯系.參與開放性運動時（籃球、足球、羽毛球等），需要保持注意力并判斷對手、隊友以及球的位置，這會鍛煉與數學相關任務的認知技能.提高數學成績，本研究多采用一些跑動練習，對空間處理能力鍛煉相對較少.

總之，12周運動干預改善了兒童抑制控制、工作記憶和認知靈活性，并顯著改善了閱讀和拼寫表現，對兒童體育課程開展提供了一定的理論和指導意義，既以體育課為載體，采用以動作模式主導、結合游戲、靈敏、協調、抗阻等具有高認知參與的體育活動等內容，規律、長期的鍛煉，有利于兒童執行功能和學業成績的發展.

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編輯：吳楠