陳愛國　馮磊　朱麗娜　顏軍

摘要：為了尋找有效手段促進(jìn)兒童執(zhí)行功能發(fā)展與完善，揭示不同運(yùn)動持續(xù)時間運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能的影響效果，為科學(xué)設(shè)計(jì)體育活動方案提高兒童的執(zhí)行功能提供證據(jù)，以揚(yáng)州市某小學(xué)4年級學(xué)生為研究對象，依據(jù)實(shí)施中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動時間不同分為8min運(yùn)動組、8min對照組、15min運(yùn)動組、15min對照組、30min運(yùn)動組和30min對照組，分別使用Flanker任務(wù)、1-back任務(wù)、More-oddshifting任務(wù)全面評價(jià)一次不同持續(xù)時間的籃球運(yùn)動前后各組兒童執(zhí)行功能的抑制、刷新和轉(zhuǎn)換3個子功能的變化。結(jié)果顯示：中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動可以提高兒童的執(zhí)行功能，不同持續(xù)時間對兒童執(zhí)行功能的影響具有差異性。具體表現(xiàn)為：在抑制功能方面，30min運(yùn)動組、15min運(yùn)動組>8min運(yùn)動組；在轉(zhuǎn)換功能方面，30min運(yùn)動組>15min運(yùn)動組、8min運(yùn)動組；在刷新功能方面，30min運(yùn)動組>8min運(yùn)動組、15min運(yùn)動組。結(jié)論：中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動可以提高兒童的執(zhí)行功能，但效果與運(yùn)動持續(xù)時間有關(guān)；30min籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能改善效果最好。

關(guān)鍵詞：持續(xù)時間；籃球運(yùn)球；兒童；執(zhí)行功能；實(shí)驗(yàn)研究

中圖分類號：G804.8

文章編號：1009-783X（2015）03-0223-05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

許多因素影響兒童的身心健康發(fā)展，如兒童的學(xué)業(yè)能力發(fā)展、身體健康發(fā)展、認(rèn)知發(fā)展、良好社會關(guān)系形成、道德發(fā)展等，其中一個核心因素是兒童的執(zhí)行功能發(fā)展水平。執(zhí)行功能（executive function）是指對各種基本認(rèn)知過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，產(chǎn)生協(xié)調(diào)有序、具有目標(biāo)性行為的高級認(rèn)知過程，主要包括抑制、刷新和轉(zhuǎn)換3個子功能。當(dāng)前，促進(jìn)兒童執(zhí)行功能的發(fā)展與完善已成為教育科學(xué)、心理科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等多學(xué)科研究的重要前沿和熱點(diǎn)課題，且已呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉的研究趨勢，而為家庭和學(xué)校提供發(fā)展兒童執(zhí)行功能的方法和活動方案，也成為社會的重要責(zé)任之一。

近期不斷增加的研究成果發(fā)現(xiàn)：持續(xù)一段時間的中等強(qiáng)度體育活動對兒童執(zhí)行功能有積極影響，且為喚醒水平假說和神經(jīng)營養(yǎng)因子假說等理論所解釋，提示其可以作為發(fā)展和改善兒童執(zhí)行功能的手段之一，但該觀點(diǎn)仍需要更充分、可信的研究加以論證，突出表現(xiàn)在以下3個方面：1）不同持續(xù)時間的體育活動影響兒童執(zhí)行功能的效果差異尚未明確。運(yùn)動持續(xù)時間是運(yùn)動方案或運(yùn)動處方的一個重要構(gòu)成要素，是指個體一次從事體育活動時間的長短，反映了對運(yùn)動者身心刺激的程度。已有研究表明：不同持續(xù)時間運(yùn)動對運(yùn)動者身心的影響效果存在差異；因此，本研究的第一個目的是揭示究竟持續(xù)多久的體育活動能對兒童執(zhí)行功能產(chǎn)生顯著的積極效果？2）缺乏對兒童執(zhí)行功能多維結(jié)構(gòu)的全面研究。已有的研究多是考察短時間體育活動對兒童單一執(zhí)行功能維度的效果，主要涉及抑制功能，少數(shù)研究涉及轉(zhuǎn)換功能；然而，執(zhí)行功能是多維的，主要包括3個子功能：抑制、刷新和轉(zhuǎn)換。因此，本研究的第2個目的是全面揭示不同持續(xù)時間的體育運(yùn)動對各執(zhí)行功能子功能的效果差異。3）研究的生態(tài)效度有待提高。所謂研究的生態(tài)效度是指實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果推廣到真實(shí)生活情景的效果，已有的研究大多在實(shí)驗(yàn)室中開展，一味追求變量的純潔與方法的精準(zhǔn)，脫離真實(shí)的兒童學(xué)習(xí)生活環(huán)境，這不但使研究結(jié)果受到質(zhì)疑，也無法滿足實(shí)踐應(yīng)用的要求。

為此，本研究以執(zhí)行功能發(fā)展關(guān)鍵期小學(xué)4年級學(xué)生為研究對象，選擇籃球運(yùn)球?yàn)檫\(yùn)動內(nèi)容，探討不同持續(xù)時間（8min、15min和30min）的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能的影響及效果差異，研究成果不但能豐富體育運(yùn)動與兒童執(zhí)行功能關(guān)系研究的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，也可為采用適宜持續(xù)時間的體育運(yùn)動發(fā)展兒童執(zhí)行功能提供實(shí)踐基礎(chǔ)。本研究假設(shè)：中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能有積極效果；隨著運(yùn)動持續(xù)時間的增加，籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能的作用效果更加顯著。

1研究對象與方法

1.1研究對象

以揚(yáng)州市某小學(xué)4年級學(xué)生為研究對象，經(jīng)篩查選取兒童130人。篩查標(biāo)準(zhǔn)：右利手，無色盲，正常視力或矯正視力大于0.8，智力正常（IQ>90），已掌握籃球原地運(yùn)球和行進(jìn)間運(yùn)球的動作，適合參加本實(shí)驗(yàn)運(yùn)動強(qiáng)度所要求的活動。

1.2實(shí)驗(yàn)分組

把選取的學(xué)生依據(jù)實(shí)施籃球運(yùn)動時間不同隨機(jī)分為8min運(yùn)動實(shí)驗(yàn)組、8min對照組、15min運(yùn)動實(shí)驗(yàn)組、15min對照組、30min運(yùn)動實(shí)驗(yàn)組和30min對照組；在體育活動時間對實(shí)驗(yàn)組實(shí)施運(yùn)動干預(yù)，對照組在相同時間段內(nèi)在教室內(nèi)自由活動。

1.3運(yùn)動方案

從頻率、強(qiáng)度、持續(xù)時間、內(nèi)容4個方面制定運(yùn)動訓(xùn)練方案。具體的各組運(yùn)動訓(xùn)練方案見表1。各實(shí)驗(yàn)組依據(jù)研究設(shè)計(jì)進(jìn)行1次不同持續(xù)時間（8min、15min、30min）的籃球運(yùn)動訓(xùn)練。其中，運(yùn)動內(nèi)容均為：籃球的原地快速高運(yùn)球和行進(jìn)間運(yùn)球。依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果，確立兒童進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動的標(biāo)準(zhǔn)：中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動負(fù)荷設(shè)定為個體的60～69%最大心率，其中最大心率=220-年齡；運(yùn)動實(shí)施過程中隨機(jī)選取6名實(shí)驗(yàn)對象佩戴RS800CXSD型心率遙測儀（芬蘭產(chǎn)）全程監(jiān)控，保障兒童運(yùn)動強(qiáng)度。經(jīng)計(jì)算實(shí)際運(yùn)動過程中各實(shí)驗(yàn)組兒童運(yùn)動強(qiáng)度的平均值：8min運(yùn)動組為65%最大心率，15min運(yùn)動組為64%最大心率，30min運(yùn)動組為66%最大心率達(dá)到中等強(qiáng)度負(fù)荷。各對照組兒童運(yùn)動強(qiáng)度的平均值：8min組學(xué)生為47%最大心率，15min組學(xué)生為48%最大心率，30min組學(xué)生為47%最大心率，屬于較輕微的運(yùn)動負(fù)荷。

本研究之所以選擇8min、15min和30min這3種持續(xù)時間，主要考慮到：目前，多數(shù)小學(xué)學(xué)校的課間休息時間是10min，除去一些必要活動花費(fèi)的時間，大約可以利用的運(yùn)動時間為8min；大課間休息時間為20min，大約可以利用的運(yùn)動時間為15min；兒童在校的體育課時間為40min，大約可以利用的運(yùn)動時間為30min。目的是通過對比分析3種持續(xù)時間對于兒童執(zhí)行功能的效果差異，探索在課間、大課間和體育課實(shí)施體育活動促進(jìn)兒童執(zhí)行功能發(fā)展的科學(xué)性和可行性，為學(xué)校體育活動設(shè)計(jì)和開展提供一定參考依據(jù)。

1.4執(zhí)行功能測量

使用陳愛國等設(shè)計(jì)的Flanker任務(wù)、1-back任務(wù)和More-oddshifting任務(wù)分別評價(jià)兒童的抑制功能、刷新功能和轉(zhuǎn)換功能，測量在計(jì)算機(jī)上通過E-prime 1.1系統(tǒng)完成；評價(jià)指標(biāo)均為反應(yīng)時，測試值越低，代表該功能越好。

所有兒童都在相同的計(jì)算機(jī)房內(nèi)完成執(zhí)行功能任務(wù)測量，3項(xiàng)任務(wù)測試的順序：Flanker任務(wù)、1-back任務(wù)和More-oddshifting任務(wù)。每進(jìn)行一次任務(wù)測試之前先由主試引導(dǎo)兒童進(jìn)行測試任務(wù)練習(xí)，直至兒童掌握（正確率不低于85%）后，開始進(jìn)入正式測試。實(shí)驗(yàn)約需40min，兒童在每一任務(wù)之間都可略作休息。

1.5實(shí)驗(yàn)程序

本研究采用對2（組別：實(shí)驗(yàn)組、對照組）×2（測試時間點(diǎn)：前測、后測）混合設(shè)計(jì)，其中組別為被試間因素，測試時間點(diǎn)為被試內(nèi)因素。整個實(shí)驗(yàn)由4個部分組成：身心評價(jià)、前測、運(yùn)動訓(xùn)練實(shí)施和后測。身心評價(jià)：在正式實(shí)驗(yàn)前1周進(jìn)行，測量實(shí)驗(yàn)兒童人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征和身心健康水平。前測：運(yùn)動方案實(shí)施前進(jìn)行，在計(jì)算機(jī)房首先測量參加實(shí)驗(yàn)兒童的基礎(chǔ)心率，然后測量其執(zhí)行功能。運(yùn)動訓(xùn)練實(shí)施：在操場使用設(shè)計(jì)運(yùn)動方案進(jìn)行運(yùn)動干預(yù)。后測：運(yùn)動方案實(shí)施后進(jìn)行，回到計(jì)算機(jī)房，休息，當(dāng)心率恢復(fù)到基礎(chǔ)心率±10%以內(nèi)時，使用與前測相同的認(rèn)知任務(wù)測量其執(zhí)行功能。

1.6數(shù)理統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（X±SD）表示，采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析。具體思路：分別檢驗(yàn)不同持續(xù)時間的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童3個執(zhí)行功能子功能的影響差異；如存在顯著差異，則進(jìn)一步進(jìn)行多重比較。顯著性為P<0.05。

2結(jié)果

2.1各組人口學(xué)變量和身心健康狀態(tài)的差異

由于已有的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)個體的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量和身心健康狀態(tài)因素會影響其執(zhí)行功能，影響因素包括年齡、體重、心理行為水平、體質(zhì)、基礎(chǔ)心率；因此，需要首先考察各組兒童的這些因素是否存在差異，以更科學(xué)地探討運(yùn)動與兒童執(zhí)行功能的關(guān)系。各組人口學(xué)變量和身心健康狀態(tài)評價(jià)結(jié)果見表2。進(jìn)一步采用單因素方差分析方法，比較各組差異發(fā)現(xiàn)：年齡F（5，124）=0.86，P>0.05；體重指數(shù)F（5，124）=0.30，P>0.05；心理行為：社會能力F（5，124）=1.28，P>0.05；行為問題F（5，124）=0.94，P>0.05；體質(zhì)健康F（5，124）=0.81，P>0.05；基礎(chǔ)心率F（5，124）=0.13，P>0.05，各組以上指標(biāo)均不存在顯著差異。結(jié)果說明，各組兒童在影響執(zhí)行功能的相關(guān)人口變量和身心健康狀態(tài)各項(xiàng)指標(biāo)上同質(zhì)。

2.2不同持續(xù)時間的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能影響

2.2.18min的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能影響

對2（組別：實(shí)驗(yàn)組、對照組）×2（測試時間點(diǎn)：前測、后測）混合設(shè)計(jì)的研究采用重復(fù)測量方差分析，分別檢驗(yàn)8min籃球運(yùn)動對兒童3個執(zhí)行功能子功能的效應(yīng)。檢驗(yàn)結(jié)果顯示如下：抑制功能的組別因素主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，40）=0.28，P>0.05；刷新功能的組別因素主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，40）=3.27，P>0.05；轉(zhuǎn)換功能的組別因素主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，40）=0.34，P>0.05。以上結(jié)果說明8min籃球運(yùn)球訓(xùn)練對兒童執(zhí)行功能無明顯作用效果。

2.2.215min的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能影響

對2（組別：實(shí)驗(yàn)組、對照組）×2（測試時間點(diǎn)：前測、后測）混合設(shè)計(jì)的研究采用重復(fù)測量方差分析，分別檢驗(yàn)15min籃球運(yùn)動對兒童3個執(zhí)行功能子功能的效應(yīng)。檢驗(yàn)結(jié)果顯示如下：抑制功能的組別因素主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，40）=4.22，P<0.05，見表3，根據(jù)前后測結(jié)果，可知實(shí)驗(yàn)組抑制功能好于對照組；刷新功能的組別因素主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，40）=0.67，P>0.05；轉(zhuǎn)換功能的組別因素主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（1，40）=0.05，P>0.05。以上結(jié)果說明15min籃球運(yùn)球訓(xùn)練僅對兒童執(zhí)行中的抑制功能有積極效果。

2.2.330min的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能影響

對2（組別：實(shí)驗(yàn)組、對照組）×2（測試時間點(diǎn)：前測、后測）混合設(shè)計(jì)的研究采用重復(fù)測量方差分析，分別檢驗(yàn)30min籃球運(yùn)動對兒童3個執(zhí)行功能子功能的效應(yīng)。檢驗(yàn)結(jié)果顯示如下：抑制功能的組別因素主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，44）=13.49，P<0.01，見表3，根據(jù)前后測結(jié)果，可知實(shí)驗(yàn)組抑制功能好于對照組；刷新功能的組別因素主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，44）=16.12，P<0.01，見表3，根據(jù)前后測結(jié)果，可知實(shí)驗(yàn)組抑制功能好于對照組；轉(zhuǎn)換功能的組別因素主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，44）=58.47，P<0.01，見表3，根據(jù)前后測結(jié)果，可知實(shí)驗(yàn)組抑制功能好于對照組。以上結(jié)果說明30min籃球運(yùn)球訓(xùn)練對兒童執(zhí)行功能中的抑制、刷新、轉(zhuǎn)換3個子功能均有積極影響效果。

2.3不同持續(xù)時間籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能影響的差異

首先，分析不同持續(xù)時間的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童抑制功能影響差異。由于8min籃球運(yùn)動對兒童抑制功能無明顯效果，故只需比較15min組和30min組的效果差異；而2個持續(xù)時間實(shí)驗(yàn)組抑制功能前后測差值比較，t=1.50，P>0.05，說明15min組和30min組效果沒有顯著差異。由此可知，不同運(yùn)動持續(xù)時間籃球運(yùn)動對兒童抑制功能的改善效果為30min組、15min組的效果優(yōu)于8min組。

其次，分析不同持續(xù)時間的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童刷新功能影響的差異。由于8min運(yùn)動組和15min運(yùn)動組對刷新功能影響無明顯效果，因此，不同運(yùn)動持續(xù)時間籃球運(yùn)動對兒童刷新功能的改善效果為：30min運(yùn)動組的效果要優(yōu)于8min運(yùn)動組和15min運(yùn)動組。

最后，分析不同持續(xù)時間的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童轉(zhuǎn)換功能影響的差異。由于8min運(yùn)動組和15min運(yùn)動組對轉(zhuǎn)換功能影響無明顯效果，所以不同運(yùn)動持續(xù)時間籃球運(yùn)動對兒童轉(zhuǎn)換功能的改善效果為30min運(yùn)動組的效果優(yōu)于8min運(yùn)動組和15min運(yùn)動組。

3討論

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，持續(xù)15min和30min的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能都有積極的影響，與研究假設(shè)一致。該研究結(jié)果主要?dú)w結(jié)于以下原因：1）已有成果指出兒童執(zhí)行功能是在實(shí)踐中發(fā)展起來的，在活動中反復(fù)使用這些能力的經(jīng)驗(yàn)得以強(qiáng)化，特定的訓(xùn)練可以改善兒童執(zhí)行功能的發(fā)展。本研究使用的籃球原地高運(yùn)球和行進(jìn)間運(yùn)球?yàn)橛?xùn)練兒童執(zhí)行功能提供了豐富的機(jī)會。原地高運(yùn)球不但需要兒童抑制周圍無關(guān)信息的干擾，還要控制拍球的力量、球的反彈角度等，抑制功能的參與至關(guān)重要；而在行進(jìn)間運(yùn)球中，人與球的互動是一個動態(tài)的過程，對控球水平的要求有所提高，既要求兒童具有一定動作協(xié)調(diào)與控制能力，又要求其通過對籃球的感知而采用更加快速有效的策略，這既需要工作記憶的刷新能力，也是轉(zhuǎn)換能力的一種體現(xiàn)。正是在運(yùn)球中反復(fù)使用和練習(xí)這些執(zhí)行功能的技巧，使得籃球運(yùn)球能發(fā)展兒童執(zhí)行功能。其次，從體育活動的強(qiáng)度來看，本研究采用的是中等強(qiáng)度的籃球運(yùn)動訓(xùn)練方案，而短時中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能發(fā)展的積極效果已被眾多研究所證實(shí)，且為喚醒水平假說和神經(jīng)營養(yǎng)因子假說等理論所解釋。

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，不同持續(xù)時間的中等強(qiáng)度籃球運(yùn)球?qū)和瘓?zhí)行功能的效果存在差異。8min籃球運(yùn)球?qū)和瘓?zhí)行功能未產(chǎn)生影響，15min籃球運(yùn)動和30min籃球運(yùn)動都對執(zhí)行功能產(chǎn)生顯著影響，但15min籃球運(yùn)動僅對抑制功能產(chǎn)生積極影響，而30min籃球運(yùn)動對抑制功能、刷新功能和轉(zhuǎn)換功能3個子功能均有積極影響。參與本研究的各組兒童人口學(xué)變量和身心健康狀態(tài)的特征無顯著差異，整個運(yùn)動訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)過程中僅運(yùn)動持續(xù)時間不同，其他變量得到控制或條件一致；因此，導(dǎo)致研究結(jié)果差異的原因是運(yùn)動持續(xù)時間的長短所致的訓(xùn)練效果累積量，其最終決定執(zhí)行功能改善效應(yīng)的產(chǎn)生。就本實(shí)驗(yàn)來說，8min籃球運(yùn)球訓(xùn)練對兒童執(zhí)行功能刺激的效果累積，尚未達(dá)到最終導(dǎo)致兒童執(zhí)行功能改善的效果，而隨著運(yùn)動時間的增加，對執(zhí)行功能訓(xùn)練的累積效果增加，特別是達(dá)到一定閾值后，如15min、30min，就會產(chǎn)生單一執(zhí)行功能子功能甚至整體執(zhí)行功能的改善效益。由此可知，運(yùn)動持續(xù)時間在籃球運(yùn)球影響兒童執(zhí)行功能關(guān)系中起到調(diào)節(jié)作用。

本實(shí)驗(yàn)研究探討了不同持續(xù)時間籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能的效果差異，為全面揭示運(yùn)動與兒童執(zhí)行功能的關(guān)系提供了新的證據(jù)，具有重要的價(jià)值。首先，本研究與本領(lǐng)域已有研究結(jié)果一致，再次佐證了體育運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能有積極效果，提示體育活動是發(fā)展兒童執(zhí)行功能的一條行之有效的途徑。其次，本研究首次明確了運(yùn)動持續(xù)時間在體育運(yùn)動影響兒童執(zhí)行功能關(guān)系中起到調(diào)節(jié)作用的觀點(diǎn)，拓寬了體育運(yùn)動與兒童執(zhí)行功能關(guān)系研究的視野，并且實(shí)驗(yàn)是在真實(shí)學(xué)校情景中開展的，使得研究具有較高的生態(tài)效度，研究結(jié)果更為可信。另外，該研究結(jié)果對于體育活動實(shí)踐具有重要價(jià)值，教師和家長應(yīng)把握這一研究結(jié)果，合理設(shè)置體育活動時間，促進(jìn)兒童執(zhí)行功能的健康發(fā)展。

4結(jié)論

中等強(qiáng)度的籃球運(yùn)動可以提高兒童的執(zhí)行功能，但效果與運(yùn)動持續(xù)時間有關(guān)；30min中等強(qiáng)度的籃球運(yùn)動對兒童執(zhí)行功能改善效果最好。研究結(jié)果為全面揭示運(yùn)動與兒童執(zhí)行功能發(fā)展的關(guān)系提供了新證據(jù)，且為今后從運(yùn)動持續(xù)時間角度選擇合理的體育活動方案改善兒童執(zhí)行功能提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。