不同体育游戏对小学生执行功能影响的实验研究

张雪萍 颜军 陈爱国

摘 要：目的 探讨不同体育游戏干预方案对小学生执行功能的影响，为采用体育游戏干预方案改善小学生的执行功能提供理论支持。方法 选取211名小学生，将其随机分为实验组和对照组，使用flanker任务、1-back任务、more-odd shifting任务全面评价一次20min短时中等强度体育游戏干预前、后小学生执行功能的抑制、刷新和转换三个子功能的变化。结果 干预方案对小学生整体执行功能和刷新功能的影响均有统计学意义，对抑制功能和转换功能的影响均无统计学意义，对刷新功能的改善效果存在差异：搭桥过河组>赛龙舟组>打龙尾组>对照组>算钱组。结论 不同体育游戏干预方案对小学生的刷新功能有显著提升作用。

关键词：体育游戏 小学生 执行功能 刷新功能

中图分类号：G807 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）08（a）-0124-02

执行功能也称为执行控制或认知控制，是指在完成复杂的认知任务时，对其他认知过程进行控制和调节的高级认知过程，其根本作用是产生协调有序、具有目标性的行为[1]。殷恒婵等的一系列研究发现在运动干预中体育游戏这一教学形式对儿童执行功能的改善具有积极效应[2，3]。但是，一次20min短时中等强度的不同体育游戏对儿童执行功能的影响问题尚未得到揭示，因此，本研究探讨不同体育游戏方案对小学生执行功能的影响，旨在为促进小学生的执行功能的发展提供理论支持。

1 对象与方法

1.1 对象

采用方便取样选取285名小学五年级学生，确保无影响执行功能的躯体、精神或心理等疾病。随机分为合作类游戏组、灵敏类游戏组、平衡类游戏组、跑跳类游戏组和对照组，每组57人，对照组在相同生理节律时段内在教室中阅读书籍。最终实际完成实验的人数分别为：44名、40名、39名、44名；44名。

1.2 方法

1.2.1 测试工具

（1）人口统计学问卷：包括年龄、性别、身高、体重等；（2）Achenbach儿童行为量表[4]：用于评定儿童行为和情绪问题；（3）RS800CXSD型心率遥测仪（芬兰产）：儿童基础心率测试，中等强度有氧运动负荷设定为个体的60%～69%最大心率，其中最大心率=220—年龄；（4）执行功能测试：采用陈爱国开发的儿童执行功能测量工具和测试方法[5，6]，在计算机上通过E-prime1.1系统完成测试任务。

1.2.2 实验方法

本研究为5（组别）×2（测试时间点）混合实验设计，由前测、干预方案的实施和后测组成。前测：干预方案实施前一周测量各参与组的执行功能和基础心率；体育游戏干预方案的实施；后测：干预方案实施后直至参与者心率恢复到安静心率的±10%以内，测量各参与组的执行功能。

1.3 统计学处理

采用数据统计分析软件包SPSS 20.0进行统计分析，结果用平均值±标准差（M±SD）表示。

2 结果

2.1 各组同质性检验

采用单因素方差分析各参与组在年龄、性别、心理行为、体质健康、BMI指标、REST指标和执行功能前测的差异，结果显示均不具有统计学意义，表明实验前各组具有同质性。

2.2 体育游戏干预方案对小学生整体执行功能的效果

采用重复测量方差分析体育游戏干预方案对小学生整体执行功能（抑制、刷新、转换）的影响，结果显示体育游戏干预方案对小学生整体执行功能具有显著的积极效应F（4，206）=3.52，P=0.008<0.05。

2.3 体育游戏干预方案对小学生执行功能三个子功能效果差异

采用重复度量方差分析法，探讨体育游戏干预方案对小学生抑制功能、刷新功能、转换功能的影响。结果显示体育游戏干预方案对小学生抑制功能和转换功能均不具有显著的改善效果，对小学生刷新功能具有显著的改善效果F（4， 206）=2.96，P=0.02<0.05。

采用單因素方差分析进一步多重比较实验前、后各组刷新功能测量任务变化幅度的差异，结果显示不同体育游戏干预方案对小学生刷新功能的改善效果存在差异：搭桥过河组>赛龙舟组>打龙尾组>对照组>算钱组。

3 分析

体育游戏主要通过技术动作、运动强度和运动情景影响小学生的执行功能[2]。首先，体育游戏干预方案包括丰富的执行功能操作训练，呈现出多情景和多转变的特点，需要多种认知成分交互变换、共同协作，蕴含着丰富的执行控制过程。其次，已有的研究发现，运动能增加脑血流量、提高血管生成、增加脑源性神经营养因子的分泌以及激活神经内分泌通路，进而积极影响执行功能，且中等强度的运动效果最佳[3]。最后，体育游戏规则学生均熟悉， 老师讲解、示范时，规则进入学生视觉和听觉系统被登记；在注意的作用下得到识记并转到短时记忆，再与从长时记忆中提取出来的有关信息相匹配，使游戏在头脑中快速的再现一遍。体育游戏项目准备环节和游戏环节的内部心理机制是相同的。

刷新功能的本质是有意识、灵活的更新工作记忆中的内容，而体育游戏具有趣味性和娱乐性，能增加执行功能相关脑区血流水平，进而促进了个体刷新功能的提高；且一次20min的中等强度的体育锻炼有利于小学生刷新功能的发展，这与已有的研究结果相符[5，7]；反应时是快速的信息加工过程的指标，不同体育游戏对信息加工过程的要求各不相同：搭桥过河属于平衡类游戏，即要求搭桥与过河两个动作任务的准确的灵活切换，脑需不断更新当前任务的技术动作内容；赛龙舟属于合作类游戏，要求在保证集体动作一致的前提下对信息进行快速的加工；打龙尾游戏属于灵敏类游戏，需要在极快的信息加工过程中迅速的协调肢体动作最终完成游戏；算钱游戏属于跑跳类游戏，其游戏规则更倾向于对完成游戏的正确率。

4 结论与建议

（1）體育游戏可以显著改善小学生执行功能。

（2）体育游戏可以显著改善小学生执行功能的刷新功能；对小学生执行功能的抑制功能、转换功能没有显著影响。

（3）不同体育游戏对小学生执行功能的改善效果有显著差异。

总而言之，以上结论可应用到小学体育教学中，在课程教学过程中以科学研究理论为基础，丰富体育教学形式和教学内容，以科学的评估手段，在教学课程之后，灵活评价学生对教学内容的掌握；在体育游戏的基础上，将体育游戏的设计和改编与发展儿童认知功能相结合，锻炼身体和寓教于乐的同时，改善儿童脑的认知功能。

参考文献

[1] FUNAHASHI S. Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex [J]. Neuroscience Research， 2001， 39（2）： 147-65.

[2] 殷恒婵，李鑫楠，陈爱国，等.5种运动干预方案对小学生脑执行功能影响的试验研究[J].天津体育学院学报， 2015，30（1）：7-10.

[3] 殷恒婵，陈爱国，马铮，等.两种运动干预方案对小学生执行功能影响的追踪研究[J].体育科学，2014，34（3）：24-28.

[4] 都萍，闫亚琼.儿童行为量表筛查儿童行为问题界定标准分析[J].中国学校卫生，2001（5）：445-446.

[5] 陈爱国，殷恒婵，王君，等.短时中等强度有氧运动改善儿童执行功能的磁共振成像研究[J].体育科学，2011，31（10）：35-40.

[6] 陈爱国，赵莉，李焕玉，等.不同强度短时篮球运球训练对小学生执行功能的影响[J].天津体育学院学报，2014，29（4）：352-355.

[7] RICHMOND J B， FISHER P A， BALES S N. Building the Brain's "Air Traffic Control" System： How Early Experiences Shape the Development of Executive Function. Working Paper 11 [J]. National Scientific Council on the Developing Child， 2011（20）.