（天津師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 天津300387）

1、研究對(duì)象與方法

1.1、研究對(duì)象與分組

本文以間歇性跳繩對(duì)兒童認(rèn)知影響效果為研究對(duì)象。試驗(yàn)對(duì)象為天津市某小學(xué)二年級(jí)的學(xué)生90名，年齡均在8-9歲之間。將其按性別1:1隨機(jī)分為3組。第1組為高強(qiáng)度間歇跳繩組，第2組為中強(qiáng)度間歇跳繩組，第3組為對(duì)照組，不進(jìn)行跳繩干預(yù)。

已有的研究表明，個(gè)體的一些身體狀況以及家庭經(jīng)濟(jì)情況等因素會(huì)影響兒童認(rèn)知的發(fā)展。因此，在試驗(yàn)之前需要對(duì)受試者的身體狀況（健康狀況、智力情況、視力情況、體質(zhì)情況）以及家庭經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行調(diào)查，以選取符合本試驗(yàn)要求的受試者，并盡可能地避免這些因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。通過對(duì)影響兒童執(zhí)行功能發(fā)展的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量進(jìn)行描述和分析發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組與對(duì)照組之間在身體質(zhì)量指數(shù)、智力情況、體質(zhì)情況以及心理能力情況均不存在顯著差異（P＞0.05），各組受試者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量具有同質(zhì)性，可以進(jìn)行比較研究。

表1 受試學(xué)生人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果（M±SD）

1.2、運(yùn)動(dòng)方案

（1）運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的確定。

①跳繩組合的確定：在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，隨機(jī)選取30名受試者（高強(qiáng)度間歇跳繩組15人，中強(qiáng)度間歇跳繩組15人）根據(jù)他們的實(shí)際情況嘗試不同數(shù)量（30個(gè)/組、40個(gè)/組、50個(gè)/組）和不同節(jié)奏（2個(gè)/秒、1個(gè)/秒、2個(gè)/秒）的跳繩組合，每種組合共測(cè)試10次，每次結(jié)束時(shí)記錄下受試者即時(shí)心率。每?jī)纱翁K之間的間隔時(shí)間根據(jù)受試者的主觀疲勞感覺程度最終確定為1分鐘。為了能夠達(dá)到既定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)保證每次干預(yù)時(shí)兩組的干預(yù)時(shí)間盡可能相等，最終確定高強(qiáng)度間歇跳繩組每組跳30個(gè)，節(jié)奏為20快（2個(gè)/秒）+10慢（1個(gè)/秒），此時(shí)受試者心率在170次/分-190次/分之間；中強(qiáng)度間歇跳繩組每組跳30個(gè)，節(jié)奏為1.2/秒。此時(shí)受試者心率在150次/分-169次/分之間。跳繩節(jié)奏通過錄音的形式記錄下來用于之后運(yùn)動(dòng)干預(yù)的語音提示；

②跳繩組合及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的驗(yàn)證：60名受試者（高強(qiáng)度間歇跳繩組30名，中強(qiáng)度間歇跳繩組30名）佩戴心率表，分別在語音提示下進(jìn)行20次的跳繩干預(yù)，每組之間間歇1分鐘，并記錄受試者的心率情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度間歇跳繩組受試者心率在170次/分-190次/分之間，中強(qiáng)度間歇跳繩組受試者的心率在150次/分-169次/分之間。這表明兩種跳繩組合滿足試驗(yàn)要求。

（2）運(yùn)動(dòng)方案的具體實(shí)施。

在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)之前進(jìn)行10分鐘左右的熱身運(yùn)動(dòng)（方式為間歇跳繩），10分鐘后開始進(jìn)行正式的運(yùn)動(dòng)干預(yù)。2個(gè)組分別在不同的鍛煉環(huán)境中完成跳繩30次/每組×20組的訓(xùn)練。高強(qiáng)度間歇跳繩組完成跳繩的節(jié)奏為：前20下快速（每秒約2個(gè)），后10下（每秒約1個(gè)）；中強(qiáng)度間歇跳繩組完成跳繩的節(jié)奏為：勻速完成30個(gè)（約每秒1.2個(gè)/個(gè)）；每組之間的間歇時(shí)間為1分鐘，間歇方式為原地休息。受試者佩戴心率表全程監(jiān)控運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

1.3、執(zhí)行功能測(cè)量

實(shí)驗(yàn)中所有操作程序都通過電腦的E-prime1.1系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，具體測(cè)量執(zhí)行功能的任務(wù)設(shè)計(jì)程序如下：More-odd shifting任務(wù)：要求被試對(duì)數(shù)字1到9（5除外）進(jìn)行數(shù)字大小判斷或奇偶數(shù)判斷。首先，呈現(xiàn)黑色數(shù)字，讓被試者判斷數(shù)字大于5還是小于5（“大/小”判斷）。然后，呈現(xiàn)綠色數(shù)字，讓被試判斷數(shù)字是奇數(shù)還是偶數(shù)（“奇/偶”判斷）。最后，如果數(shù)字是黑色，就進(jìn)行“大/小”判斷，如果數(shù)字是綠色，就進(jìn)行“奇/偶”判斷（“大/小—奇/偶”轉(zhuǎn)換）。正式測(cè)驗(yàn)分6小段，采用ABCCBA的順序。A和B段不需要轉(zhuǎn)換，各16次；C段需要轉(zhuǎn)換32次，其中包含16次轉(zhuǎn)換過程。第一次進(jìn)行A或B段前練習(xí)8次，C段前練習(xí)8次。測(cè)驗(yàn)成績(jī)?yōu)檗D(zhuǎn)換條件與不轉(zhuǎn)換條件下的平均反應(yīng)時(shí)相減，差異越小，轉(zhuǎn)換能力越好。

1.4、試驗(yàn)程序

整個(gè)試驗(yàn)包括任務(wù)前測(cè)、運(yùn)動(dòng)干預(yù)和任務(wù)后測(cè)3個(gè)部分組成。前測(cè)：先讓受試者在安靜環(huán)境里休息2分鐘，然后在計(jì)算機(jī)上使用認(rèn)知任務(wù)測(cè)量受試者的認(rèn)知功能。運(yùn)動(dòng)干預(yù)部分：按設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)。后測(cè)：運(yùn)動(dòng)完之后10分鐘（受試者心率恢復(fù)到正常心率左右）使用與前測(cè)相同的認(rèn)知任務(wù)再次測(cè)量受試者。

2、結(jié)果與分析

表2 中、高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)兒童認(rèn)知影響的主體間效應(yīng)檢驗(yàn)

采用重復(fù)測(cè)量方差分析不同強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)兒童認(rèn)知的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，時(shí)間和組別交互作用效應(yīng)邊緣性顯著，F(xiàn)（2，87）=3.188，P=0.051；時(shí)間因素主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，87）=5.967，P=0.023＜0.05；組別因素主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)（2，87）=0.340，P=0.714＞0.05。進(jìn)一步對(duì)組別因素采用LSD多重比較分析不同組別變化幅度差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中強(qiáng)度間歇跳繩組兒童的odd-shifting任務(wù)的反應(yīng)時(shí)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)前有顯著性差異（P＜0.001），說明中強(qiáng)度間歇跳繩干預(yù)能夠顯著提高兒童的認(rèn)知。高強(qiáng)度間歇跳繩組兒童odd-shifting任務(wù)的反應(yīng)時(shí)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)前存在顯著性差異（P＜0.05），說明高強(qiáng)度間歇跳繩能夠顯著提高兒童的認(rèn)知。進(jìn)一步多重比較發(fā)現(xiàn)，中強(qiáng)度間歇跳繩組的odd-shifting任務(wù)的反應(yīng)時(shí)與高強(qiáng)度間歇跳繩組存在顯著性差異（P＜0.05），說明相比高強(qiáng)度間歇跳繩，中強(qiáng)度間歇跳繩能夠更好的改善兒童的認(rèn)知。

3、討論

本研究以8-9歲兒童為研究對(duì)象,揭示了兩種不同強(qiáng)度間歇跳繩對(duì)兒童認(rèn)知的影響。研究結(jié)果顯示，中強(qiáng)度間歇跳繩對(duì)兒童的認(rèn)知表現(xiàn)出更好的改善效果。本研究再次證明了運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度是運(yùn)動(dòng)影響執(zhí)行功能各子功能發(fā)展的重要因子，這與以往的研究結(jié)果是一致的。從神經(jīng)生理學(xué)角度看，運(yùn)動(dòng)干預(yù)可以通過改善腦功能局部一致性、腦區(qū)網(wǎng)絡(luò)功能連接以及腦激活模式等腦功能指標(biāo)進(jìn)而促進(jìn)兒童執(zhí)行功能的發(fā)展。本研究采用的中、高強(qiáng)度的間歇跳繩能夠激活大腦中與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的初級(jí)感覺皮層、輔助運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)以及小腦等區(qū)域，而這些腦區(qū)在運(yùn)動(dòng)干預(yù)的影響下會(huì)加強(qiáng)與認(rèn)知相關(guān)的腦區(qū)的功能連接。

4、結(jié)論

中、高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)干預(yù)后受試者在三個(gè)執(zhí)行功能測(cè)量任務(wù)中均表現(xiàn)出不同的水平，其中HIIT有效改善了兒童的抑制功能，MIIT有效改善了兒童執(zhí)行功能的三個(gè)子功能。與非綠色鍛煉環(huán)境相比，在綠色鍛煉環(huán)境中進(jìn)行HIIT能夠更有效地改善兒童抑制功能。不同鍛煉環(huán)境下MIIT對(duì)兒童執(zhí)行功能的三個(gè)子功能均有積極影響，且無明顯差異。