小学生认知疲劳缓解技术研究

张建兴 宋佳

[摘 要] 目的：在了解小学生认知疲劳的基础上，提出两种缓解认知疲劳的技术—手指操和眼保健操，比较两种缓解技术的效果明显程度。方法：整个研究的数据采集过程所使用的工具为译码测验，被试为淮南某小学五年级152名同学，随机选取两个班，然后分成四组，采用实验组和对照组准实验设计。结果：（一）性别、班干部与否与环节技术的效果不存在显著差异;（二）手指操和眼保健操实验组的前后测数据通过SPSS分析得出结果表明：两种技术都存在明显的差异;（三）手指操和眼保健操两种技术的实验组差值通过独立样本t检验结果可以得出，在均值上，眼保健操是优于手指操的。结论：（一）男生还是女生，是班干部还是不是班干部对缓解技术的效果变化没有明显的影响;（二）眼保健操和手指操都能够在一定策划那个程度上缓解小学生的认知疲劳;（三）从均值这一角度看，眼保健操的缓解疲劳的效果要好于手指操。

[关键词] 小学生;认知疲劳;缓解技术

[中图分类号]G445    [文献标志码]A

纵观整个小学时期，虽说小学生的课业负担不重，社会各界也一直在呼吁给小学生减负，但随着社会的发展，人们越来越重视教育，父母的高期望也使得小学生承受着更大的压力，加之学业上所带来的疲劳，使小学生承受着这个年龄段所不能承受的越来越多的认知疲劳。

一、问题的提出

（一）问题来源

认知疲劳研究仍然可以看做是一个非常热门的话题，最重要的是认知疲劳的研究具有十分现实的意义，它不仅能够通过数据的采集了解现阶段学生的认知疲劳状况，为教育界对学生的课业要求提供一个判断标准，还能够由此展开系列性的研究，以此探讨出缓解和解决相关的问题，为学生的身心健康发展提供具有可行性的方法技术。为什么要研究小学生这个群体呢？小学生是祖国的花朵，社会主义的接班人，小学生本身具有的脆弱性，让社会各界投入了更多更广的关注关心，而随着社会的进步和经济的蓬勃发展，压力群体开始幼龄化，如何为小学生减负，如何缓解小学生的认知上和学习上的疲劳成了亟待解决的状况。而在众多的相关文献中，有研究大学生的认知疲劳[1]1102，有研究中学生的心理疲劳和中学生的放松训练[2]79[3]96，对小学生这个群体的研究非常少，那么，本研究可以说是顺社会形势，提出小学生认知疲劳的研究课题，然后通过实验得出数据，经过专业的角度，以专业的技能分析探讨出缓解技术的效果，并比较不同技术的效果差异，为现实问题服务。

（二）研究意义

1.研究的理论意义

在本研究的准备阶段，查找并阅读了大量的国内外相关研究文献，丰富了认知疲劳这一领域的理论知识，开阔了眼界，随着研究的正式开始，查阅了各种不同的量表，最后综合各方面的情况，根据专业判断选定韦克斯勒儿童智力量表，随后根据小学生的心理发展特点、认知发展规律选择了手指操、眼保健操这两种缓解技术。本研究以认知疲劳为核心，通过调查研究了解到了小学生认知疲劳的最新状况，同时缓解技术的应用，也为我们该如何缓解小学生的认知疲劳，进而促进身心健康良好发展，提供了一些具有价值的参考。

2.研究的实践意义

通过对小学生不同时间点和时间段的认知疲劳情况的充分了解，进一步实验对比得出具有实践意义的认知疲劳缓解技术，有利于为后人对此领域的研究提供数据参考，也可引起教育界对小学生学习负担的进一步认识并采取相关措施，将理论成果运用于实践有利于小学生认知疲劳的缓解，对小学生的健康成长有十分重要的现实意义。整个研究过程中出现的问题及不足，也可以為以后的研究者研究相关话题提供经验教训，避免曾经出现过的问题的再次发生，使研究能够进展地为顺利，这也是本研究进行的重要实践意义所在。

二、认知疲劳缓解的相关研究

对于认知疲劳及认知疲劳的缓解技术研究探索，可以追溯到20世纪80年代，认知疲劳缓解技术的研究要晚于认知疲劳的研究。时至今日众多学者仍在继续着探索的步伐，对这一领域的研究最早是从西方国家开始的，这是心理学界一致认同的，而了解我国的心理学发展可以看出，我国的心理学研究早期基本沿袭西方的心理学，近十几年间，我国在借鉴西方的心理学发展额基础上，本土的心理学也有了长足的发展，所以本研究的参考文献大部分都是国内学者的研究文献，特别是这一领域国内学者越发关注起来，这也表明此研究主题本身所包含的非凡价值所在，因此对于这一话题的研究是非常有必要的。

本研究所获得的关于认知疲劳缓解技术的研究绝大部分通过中国知网、万方数据资源系统查找关键字得到，在研究的初期，尽可能的找到最早的关于这一领域的描述性文献，追本溯源，才能更好地了解这一领域的发展脉络，正式撰写论文阶段，重点的引用主要来自近五年的国内外文献，主要是因为社会的变化日新月异，年份越晚，研究成果越贴近现实状况，研究结果可能更具备参考价值。下面按时间早晚顺序，从认知疲劳和认知疲劳缓解技术两个方面来呈现其国内外研究状况。

（一）认知疲劳的国内外研究现状

20 世纪80 年代，开始涉及认知疲劳的相关概念，这时候，John Swellerz提出认知负荷理论[3]145，开启了心理学界关于认知疲劳的研究。

Kaplan（1989）在注意恢复理论里认为，认知活动的效率取决于注意力集中的程度，由于长时间的注意集中导致集中注意能力下降，伴随着认知主体的注意力离开任务事物时，注意力就会恢复，从而恢复认知疲劳。但是这种注意力的恢复需要较长的时间。

Cary&Carlson（2001）研究了大学生这个群体工作记忆内外部资源分配的选择情况，对小学生等其他群体的工作记忆资源分配策略上所呈现的问题和状况，甚至是认知疲劳的相关研究提供了有价值的借鉴和参考。

Tops等人（2004）也指出，心理疲劳的产生原因和付出回报具有不平衡关系，这一观点在两年后被Boksem，MeiJman&Lorist等学者的脑电实验所证实。

林岭（2006）通过近几年的研究在生理生化方面，例如：声光反应时、皮温、心率、血压等生理指标再次证实了认知个体出现认知疲劳的原因。

Nolte，Wright，Turner，Contrada（2008）研究发现了认知疲劳的生理机制，并研究了大脑皮层、神经递质对心理认知疲劳的影响。

李艳玲，吴小玲（2017）[4]543以固定的同一批大学生为被试，综合考虑了被试群体的智商和气质类型，在一天中不同的时间点测验认知疲劳程度，得出大学生认知疲劳的相关结论。

（二）认知疲劳缓解技术的国内外研究状况

丁世勇（1999）研究发现，热水浴不管是从生理学、保健学还是从生物力学角度出发都能消除个体的疲劳和恢复体力，热水浴对消除疲劳有以下作用：促进毛细血管扩张，加速血液循环;对调节神经系统具有一定的作用;能够调节个体的心情，提高个体的身心舒适感，获得愉悦舒畅的情绪体验。Kim（2004）[5]3研究得出结论，芳香疗法对学生缓解疲劳和注意力水平的提高有显著的效果，而且对考试焦虑等症状有一定的缓解作用。两年后他再次发现，伸展练习在缓解学生疲劳，提高学生注意力水平方面有明显的效果。TorabiFarnaz（2007）等认为，对于疲劳的缓解音乐疗法效果显著，舒缓的轻音乐或者纯音乐能够调节脑神经，使其处于比较放松的状态，能够缓解神经的紧张度，进而消除一定的疲劳，使个體身心能处于一个放松的状态。Edmund Jacobson的渐进性肌肉放松技术经研究被证实可以有效的降低个体的肌肉紧张度，缓解焦虑，达到缓解疲劳的效果，被后来的研究者多次应用于相关研究，如安徽师范大学的崔立中教授等人在2007年就参考此技术研究出心理保健操，2013年张志园也是参考了此技术，根据具体情况稍作了改动，形成新的较容易操作的放松训练，同样被证实对缓解认知疲劳具有一定的效果和作用。刘庆峰，罗永昌等（2013）[6]250经研究得出：条件比较恶劣的环境，如高原上，研究生物反馈放松训练能够有效的缓解疲劳程度，在飞行作业的情况下，个体的认知力有所下降，这时可以作为作业能力维护的保障手段。张爱群，李艳玲，李志勇（2016）[7]117通过实验组对照组前后测准实验设计，得出结论：心理辅导结合自适应训练对降低紧张度、焦虑，特别是在降低认知疲劳方面效果显著。

三、研究方法

（一）研究对象

根据实际情况，选用方便取样，以随机选取的淮南市某小学的五年级两个班为被试，而后再分成四组，实验组和对照组各2个，共发放译码测验152份，收回有效问卷140份，有效率为92.12%，其中男生68人，女生72人，班干部57人，非班干部83人，年龄在1013岁之间（包括临界值）。

（二）施测工具

1.韦克斯勒儿童智力量表分测验

在充分考虑小学生认知和身心发展的特点的基础上，采用韦克斯勒智力量表中的儿童智力量表，并且随机选择译码进行乱序排列，从而组成不同的译码测验表。韦克斯勒儿童智力量表具有高度的信效度和内部一致性，由此得出的疲劳水平指数具有可靠准确的研究意义，在确定量表时，也参考了张志园在研究肌肉放松训练等相关课题的基础上所得出的关于中学生心理疲劳量表的具体内容[8]209。

2.心理保健手指操

本文的第一个认知疲劳缓解技术为崔立中教授在参考肌肉放松训练方法的基础上根据学生身心发展特点编制的第二套学生课间心理保健手指操（以下简称手指操）。该手指操适用于小学生群体，符合小学生认知和身心发展特点，该手指操共计5分钟，有专门的播放视频，第一次实际操作前只需简单口语介绍，让小学生跟着视频学着做即可，后面一次小学生已经熟悉操作的基本流程，但仍需跟着视频一起做[9]16。

3.眼保健操

此缓解技术无需专门进行，只需在学校规定的眼保健操时间进行，操作时间仍为5分钟，利用学校的眼保健操，省时省力，可操作性强。

（三）研究过程

本研究采取对照组和实验组前后测准实验设计（详见表1），用于前后测数据采集的工具均为译码测验表，译码测验由韦克斯勒儿童智力量表节选而来，因此译码测验表具有高度的信效度，整个实验过程要进行4次测验，每次测验所用的译码图形和对应选项顺序有所变动，为防止出现练习效应。每次实验的技术间隔时间大体一致，为排除时间的干扰因素，避免无关变量对实验结果的影响，虽然我们在设计实验时充分考虑到减轻小学生的负担，尽量不增加额外的疲劳，但是随着译码测验次数的增多，由于小学生这个阶段注意力易分散，而且会产生厌烦情绪，造成无关变量增多，结果会出现偏差。为了保证被试选取的合理性，我们对四组的前测数据用SPSS18.0进行了统计分析，我们可以得出，手指操的实验组、对照组（以下简称实验组一、对照组一）和眼保健操的实验组和对照组（以下简称实验组二、对照组二）的前测数据均不存在显著性，说明被试选取得较好。详见表2、表3。

表2的t值为0.460，P值为0.647，说明这组前测试没有显著差异的，表3的t值为0.489，P是0.626，说明这组前测被试同样没有显著的差异，综合来看，两组被试均没有太大的差别，是比较好的被试，符合研究的基本要求。

（四）统计方法

选用Excel录入、整理数据，采用SPSS18.0分析数据，分析都用t检验。

四、研究结果

（一）被试前测结果

对所有选取的被试在实验前进行译码测验，然后对所得前测得分进行统计分析，结果表明，都不存在显著差异，说明被试的选取是符合实验条件的。详见表2、表3。

（二）缓解技术在人口统计学变量上的差异

在SPSS18.0中采用独立样本t检验进行分析，本研究对小学生认知疲劳缓解技术的效果在性别和是否为班干部分别进行差异分析，结果表明，均不存在显著差异。

通过表4，我们可以看出女生的均值略高于男生，这也是符合男女生注意力发展规律的，一般来说，在一定时间段，小学阶段的女生的注意力稳定程度是要高于男生的，对所需数据进行分析后，得出t值为0.254，P值为0.800（大于0.05），说明性别的差异对结果的影响是不明显的。

通过表5，标准差的大小，我们可以得出是班干部的同学比不是班干部的同学得分更加稳定，再看t值为0.534，P值为0.595，说明是否为班干部对结果的影响是不显著的。

（三）实验组配对样本t检验的结果

本轮对所有被试在实验前完成限时三分钟的译码测验，然后实验组进行缓解技术的干预，时常为五分钟，对照组不做任何干预，小学生像平时一样自由活动，干预结束后，再同时立刻进行限时3分钟的译码测验，根据SPSS18.0统计分析所得出的统计参数表明：两组实验组前后测得分均存在显著差异（详见表6、表7）。

通过表6，从均值上看虽然后测分大于前测分，但是标准差的大小说明，前测分更稳定，后测分相对较大，再看t值为2.047，P值为0.048，说明前后测分存在显著差异，也就是说手指操的效果是明显的，但是对不同的个体效果也是不一样的。

通过表7，t值为7.839，P值为0.000，可以说眼保健操的差异是效果是极其显著的，虽然从标准差上得出，对个体的作用也是不一样的，但是较手指操作用在个體上的效果而言，差异更小。

（四）两组实验组前后测得分差值的分析结果

将两组实验组的差值（后测得分减前测得分）进行统计分析，结果表明：实验二差值的均值大于实验一差值的均值，实验一和实验二前后测差值增幅显著。

五、讨论

（一）人口学变量分析结果特点

在人口学这个变量上，我们只选取了两个方面进行独立样本t检验，分别是性别和是否为班干部，结果显示，这两个人口学变量和实验的结果不存在显著性，即这两个人口学变量基本没有对实验的结果产生明显的影响，被试样本量偏少可能也不会检测出明显的差异[10]118。

（二）两组实验组前后测比较分析

通过表6，实验组一t值是2.047，P值是0.048（小于0.05），说明实验组一前后测存在显著差异，即手指操对缓解小学生的认知疲劳有一定效果，能够放松小学生的身心，降低紧张度和疲劳感。通过表7，实验组二的t值是7.839，P值是0.000（小于0.05），说明实验组二前后测存在极为显著的差异，即眼保健操在缓解小学生疲劳上的作用是十分明显的，这也间接佐证了在全国中小学进行的课间眼保健操是非常有必要的[11]133[12]548。总之，两组实验组的配对样本t检验结果向我们充分揭示了，手指操和眼保健操的缓解疲劳的作用是有的。

（三）两组实验组前后测得分差值的比较分析

通过表8，我们可以看出，t值是4.531，P值是0.000（小于0.05），从统计学的角度看，差异是极为显著的，实验组前后测的增幅是明显的，我们也可以看出，实验组二的均值大于实验组一的均值，从这一方面来看，实验组二的缓解疲劳的效果要好于实验组一，也就是说眼保健操对缓解小学生认知疲劳的效果优于手指操[13]59。

六、结论

整体上看，性别、班干部与缓解技术效果没有显著差异，即不论是男生和女生，是班干部和不是班干部在结果上差异不明显，基本不影响结果。

眼保健操的前后测数据对比和手指操的前后测数据对比，均显示存在显著差异，说明眼保健操和手指操都对能够在缓解小学生认知疲劳上起作用。

从各自的前后测得分看，眼保健操前后测得分的增幅要大于手指操前后测得分的增幅[14]67，从均值上看，眼保健操的前后测差值要大于手指操前后测差值，综合来看，眼保健操对缓解小学生认知疲劳的效果要优于手指操。

一方面，本研究实测群体为小学生，在整个数据采集当中，被试群体的特殊性，认知等发展存在局限性，所以数据采集过程中不稳定因素颇多，班主任的协助能够更好的维持现场的秩序，使多数学生能够按要求。即使我们在实验设计之间已经尽可能的考虑到不给学生增加额外的负担，在保证实验数据足够的前提下，尽量简化实验轮次和单次实验时间，但是对于小学生而言，他的注意可能会出现不同程度的转移，施测本身也会带来疲劳和学生的厌烦情绪，或多或少会影响采集而来的数据的有效程度，从而影响结果[15]124。所以在这一方面，期望在以后的相关研究中，研究施测者可以吸取本次研究中存在不足的教训，提前做好各项准备，以及尽可能的预想到可能会发生的问题，并提出针对性的解决策略，以保证施测过程的顺利进行以及采集所得的数据符合研究的要求。另一方面，本研究在测试小学生的疲劳程度时，所用的工具均为译码测验，虽然选自韦克斯勒儿童智力量表，具有一定的信度和效度，但是在确定疲劳水平时仍然缺乏更为准确地证据，由于实验本身条件的限制，无法使用脑电等精密仪器，以后的研究者可以考虑将两者结合起来测验疲劳程度，结果可能会更加有力[16]753。最后，在统计分数时，我们发现，由于译码测验的装订方式不同，导致学生的填写方便程度不一，也会导致分数在整体上出现不同程度的变化，装订方面学生浏览和填写的，总体得分会偏高，不太方便浏览和书写的，总体得分会稍微低一些，两者是存在差异，但是不是很明显，为了保证研究的精确度，我们在以后的研究中还是应该充分考虑到这一细节。

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[责任编辑]王立国

Abstract：Objective： on the basis of understanding the cognitive fatigue of primary school students， two techniques of alleviating cognitive fatigue， to explore the influence of gender and whether or not the class cadre in the two demographic variables on the experimental results， and to compare the effect of the two mitigation techniques. Methods： the decoding test was used in the whole data acquisition process. the children were selected from the wexler intelligence scale. 152 students in grade 5 of a primary school in Huainan were randomly selected into two classes and then divided into four groups. the experimental group and the control group were designed as quasi experiments. Results： （1） there was no significant difference in gender， class cadre or not and the effect of link technology; （2） the data of finger exercises and eye exercises were analyzed by SPSS. the results showed that there were significant differences between the two techniques. （3） the difference between the experimental group of finger exercises and eye exercises can be obtained by independent sample t test results. on average， eye exercises are better than finger exercises. Conclusion： （1） whether male or female， whether class cadre or not， has no obvious influence on the effect change of mitigation technology; （2） eye exercises and finger exercises can be planned to a certain extent to ease the cognitive fatigue of primary school students; （3） from the point of view of mean， eye exercises to alleviate fatigue effect is better than finger exercises.

Keywords：pupil;cognitive fatigue;mitigation technology