游泳影响幼儿大肌肉动作发展：横向与干预研究的证据

张 腾，温宇红，赵 响，徐 飞

(1. 杭州师范大学体育与健康学院，浙江 杭州 311121； 2. 北京体育大学体育休闲与旅游学院，北京 100084)

当前，幼儿大肌肉动作发展受到前所未有的关注，不仅是因为幼儿期是大肌肉动作发展的关键期和敏感期[1]，更重要的是大肌肉动作发展与儿童身体活动参与和健康密切相关[2-4]，是复杂和专项运动技能形成的基础[5].Clark将动作发展(motor development，MD)阐述为在生命期限内的运动行为变化和潜存于这些变化下的发展过程[6].大肌肉动作是人体躯干和大肌肉参与的动作，包括移动性动作、操作性动作和稳定性动作[5,7].Newell认为，大肌肉动作技能是在非完全自然发生的基础运动学习模式，动作发展受到个体、环境、任务相互作用的结果[8].Southard认为个体、任务、环境的改变会影响动作参数，有利于向一个新的动作状态转变[9].

目前，因为诸多原因，我国对幼儿动作技能发展的研究(任务设置、评价、干预等方面内容)大多都在陆地环境完成.水环境及水中任务对动作发展的探索并未受到重视，而水环境和水中任务具有陆地环境任务难以体验的特殊性，为幼儿阶段动作发展的多样化学习提供了较大的研究空间.利用水环境进行动作发展的研究可追溯到McGraw(1939)对人类早期(婴儿期)水上行为发展变化的研究，提出了3个动作变化期，即动作反射期、无组织期、自主期[10].后来，Thelen又利用水环境研究了婴儿迈步反射消失的原理[11].Diem将游泳作为主要的运动干预方式，对婴幼儿进行了一项长期跟踪研究，开启了游泳学习促进儿童动作发展研究的先河[12].Langendorfer则是首位将Newell约束理论用于水环境的学者，他提出应从水环境的独特角度对儿童动作发展进行研究[13].但因为上述开创性研究存在一些方法学和客观条件等方面的局限，该主题的研究在20世纪80年代后经历了一段时间的沉寂.

近年来，随着研究方法和测量工具标准化的发展，水环境与动作发展之间的关系探讨再次得到研究者的关注.Dias(2013)通过让7～9个月大婴儿进行游泳，利用Alberta婴儿运动量表检测游泳对婴儿早期大肌肉动作发展的影响，证实游泳对婴儿早期大肌肉动作发展具有一定作用[14].Rocha等通过对幼儿进行5个月、10个月、30个月纵向研究，发现游泳和足球对幼儿动作熟练度相同程度的积极影响[15].Martins对学龄儿童(1～4年级学生)的大肌肉动作发展水平进行描述，发现有游泳经历的学生大肌肉动作发展水平显著高于无游泳经历的学生，而且有游泳经历的学生操作性技能的表现更好[16].Nissim等将4～6岁的94名儿童分成了水上组、陆上组和非运动组进行干预，结果显示水上组在大肌肉动作、时间估计、逻辑推理能力上得到提高[17].但上述研究分别在研究设计(仅进行纵向追踪)[15]、受试者年龄[16]、研究样本量(N=12)[13]、动作技能评价[14]与干预变量的控制(对游泳经历的界定模糊)[15]等方面存在一定局限性，所以尚不能确定水环境运动对幼儿动作技能的确切影响.遗憾的是，国内尚鲜见从水环境或水中活动视角探讨幼儿大肌肉动作发展的相关研究.而国外相关研究从横向[16]或纵向研究[15,17]的单向角度发现的积极结果，很可能因为受试者个体差异而导致结果不一致，研究设计的单向度也很可能导致研究结果的外部效度受限.而且基于西方儿童得到的研究结果，是否符合中国儿童的实际情况，也并未得到证实.因此，很有必要针对中国儿童，在扩大样本量的前提下通过横向和纵向实验研究设计，检验游泳对我国幼儿大肌肉动作发展的潜在影响，观察幼儿不同环境下动作技能学习效果的转化情况.

1 研究一 游泳对幼儿大肌肉动作发展的影响：横向研究

1.1 方法

1.1.1 研究参与者

在北京、浙江地区以方便抽样方式招募参与游泳的幼儿(游泳组)和没有参与游泳的幼儿(普通组)进行大肌肉动作发展测试.根据幼儿教学经验以及国内外对基本动作技能干预效果最为明显是8～16周(有效干预比例)[18]，游泳组幼儿认定为截止到参与本次测试前已系统地参与游泳学习或训练3个月及以上者(每周至少两次，每次1 h)，普通组幼儿为尚未参与过有组织的游泳学习者.采用G*power3.1.9.2进行了样本量估算，根据纳入和排除标准剔除无效数据后游泳组幼儿为389人，普通组幼儿为397人，基本满足独立样本T检验要求，各年龄组基本信息见表1.本测试对象的年龄跨度为3～6岁，由于其身心发育存在较大差异性，参考国内对幼儿大肌肉动作发展构建常模的年龄划分[19]，故采用1岁为界点进行分析.

表1 受试幼儿基本信息Tab.1 Basic information of participants

1.1.2 测试工具

1.1.3 统计方法

利用SPSS22.0和AMOS22.0进行统计.组间比较采用独立样本T检验，显著性水平P取20.05.差异性检验，使用Cohen’s d效果量进行评估(ES=MD/pooledSD，0.2小，0.5中，0.8大)[22].

1.2 结果

通过横向调查，有/无游泳经历的幼儿在大肌肉动作发展中的表现(图1)，两组差异性检验结果：3～4岁两群组大肌肉动作发展三维度和总分均无显著差异，4～5岁游泳组在移动性技能(P<0.05，ES=0.32)、稳定性技能(P<0.01，ES=0.44)及大肌肉动作总分显著优于普通组(P<0.05，ES=0.32)，操作性技能上无显著差异； 5～6岁游泳组在移动性技能(P<0.05，ES=0.30)、稳定性技能(P<0.05，ES=0.32)、大肌肉动作总分(P<0.05，ES=0.34)上显著优于普通组，操作性技能上无显著差异，但肩上投球测试项，游泳组显著优于普通组(P<0.05，ES=0.30)； 6岁以上游泳组操作性技能(P<0.05，ES=0.31)、稳定性技能(P<0.01，ES=0.41)、大肌肉动作总分(P<0.05，ES=0.31)显著优于普通组.

1.3 讨论

研究一通过横向调查，检验有游泳经历的幼儿和普通幼儿在大肌肉动作发展上的差异.结果显示，除3～4岁年龄组外，有游泳经历的幼儿大肌肉动作发展不同程度上优于普通组幼儿，体现在移动性和稳定性技能及大肌肉动作总分上.操作性技能的显著优势只表现在6岁以上幼儿游泳群体中，这和Rocha[16]，Martins[17]的调查结果并不完全相同，结果发现4、5岁的幼儿进行游泳学习，在操作性技能中表现出一定的优势，这可能与欧美国家的社会文化相关，他们对儿童参与较为重视，开展较早，活动内容和方法手段也十分丰富，当前我国许多婴幼儿游泳机构均引进或借鉴欧美国家的教学体系作培训[23].

本研究结果支持了运动形式、生物力学因素、环境等对动作发展的影响.游泳是在水环境中开展的特殊运动，水特有的特殊物理属性如压力、浮力、阻力等激活了前庭和触觉系统，且它们共同作用于水中活动的个体时可产生综合效应[23]，水环境可以提供人体3个维度上的活动，使人在水中活动时获得更多新的感觉信息[24].Sato等利用近红外光谱术检测水环境中人体的神经活动及躯体感觉处理时发现：躯体感觉区、顶骨联合区、辅助运动区得到激活，而辅助运动区的激活可能与小脑及辅助的动作序列有关，认为水中浸没对动作相关能力的提高有一定帮助[25]，并推断游泳可能有助于小脑相关功能的加强.Louder等研究发现：当受试者在完成水中静止双脚站立任务时，身体姿势摇摆增加，摇摆速度加大，感知稳定性降低，中心压力偏移更大，认为水环境中的活动可以使神经肌肉协调和姿势控制得到改善，从而提高身体机能及稳定性[26].Roth等研究认为水特有的物理属性使人在水环境中没有固定的静止状态，肌肉被持续激活以维持身体的稳定，这个维持过程可以让人获得更多的力量和柔韧性，还可以提高平衡，因此认为水环境是平衡训练的有效媒介[27].上述研究都证实了水环境对人协调、稳定的有益作用，为本研究结果提供了佐证.

2 研究二 游泳对幼儿大肌肉动作发展的影响：实验研究

研究一从横向角度证实了游泳对幼儿大肌肉动作发展的积极作用，但横向研究存在缺乏系统性、严谨性等方面的局限性，虽样本量大但调查研究证据力度较弱，而实验研究虽样本量小但证据力度较强.因此，为进一步探讨游泳对幼儿大肌肉动作发展的影响，在研究一的基础上又进行了实验设计，尽管实验中仍有难以控制的额外变量而无法进行因果关系探讨，但采用实验研究设计可以向因果关系探讨迈进一步.

在发达国家，游泳课程作为幼儿的必修课程已较为普及，而在我国由于受客观条件的限制以及对安全因素的担忧等原因，很少有幼儿园将游泳列为幼儿学习的必备技能，希望本研究结果可以为游泳在我国幼儿教学阶段的推广提供依据.在干预时间安排上，各研究也存在异同，多数的持续周期在5周～12个月，Logan等认为基本动作技能的提高与干预时间不存在高度相关关系[28].为此，本研究设计了为期10周的游泳干预计划，通过干预探讨游泳组与对照组幼儿大肌肉动作发展的差异，以期为提高幼儿大肌肉动作发展，制定和实施干预计划，丰富幼儿身体活动的多样性，最终使其健康成长提供依据.

2.1 方法

2.1.1 研究受试者

在浙江省温州市某幼儿园招募参与本实验受试者，在有游泳园本课的园区共招募实验组幼儿92人，采用配额抽样法以班级为单位在另一园区匹配对照组幼儿99人，根据纳入和排除标准及中途流失的样本，最后实验组76人(4～5岁22人，5～6岁25人，6岁以上29人)，对照组79人(4～5岁25人，5～6岁26人，6岁以上28人).实验组和对照组实验前均无游泳学习经验，两组基本信息无显著差异.

2.1.2 实验设计

本实验采用实验组和对照组前、后测的准实验研究设计.实验组幼儿在该园区四优游泳馆的一项为期10周、每周2次课、每次60 min的游泳学习课，所有课程均安排在正常园内活动时间，游泳课包括5 min热身、35 min游泳练习、15 min水中游戏以及5 min放松活动.教学内容包括：游泳准备技能如安全出水、安全入水、水中移动、呼吸练习、漂浮滑行等；水上移动性技能如游泳动作学习、游进练习、潜泳练习；水上安全技能如俯转仰和仰转俯练习、踩水、多形式起水练习等；水中游戏包括：水中跳跃、水中寻宝和拾物、水中石头剪刀布等.每节课根据孩子学习总体情况和个体差异调整学习内容比例，使孩子们在一个轻松、快乐的状态下学习.对照组幼儿保持原有日常园内外活动状态，不进行其他项目干预.

控制可能干扰实验结果的无关变量，以保证测试结果的效度和信度.在受试者选取时尽可能使实验组和对照组男女比例相当，基本信息无显著差异.为了避免年龄对结果的影响，采用1岁为间隔年龄进行教学和统计分析.另外，实验组教学人员由该园区3位固定负责该幼儿园游泳教学的教师组成，实验前向教师说明本研究的目的，并与教师商讨教学内容、方法手段、进度等安排，实验期间进行不定期讨论.

2.1.3 测试工具

幼儿大肌肉动作发展测试同研究一.

2.1.4 统计方法

2.2 结果

注：*表示P<0.05；**表示P<0.01.

2.3 讨论

研究二采用实验设计进一步探索游泳对幼儿大肌肉动作发展的影响.本研究结果显示：10周游泳学习后使幼儿大肌肉动作发展得到了不同程度的提高，4～5、5～6岁实验组幼儿的移动性技能、稳定性技能及大肌肉动作总分显著优于对照组，而6岁以上组幼儿只在稳定性技能上表现出显著性优势，操作性技能上两组各年龄均无显著差异，通过统计分析10周后两组增量的t检验得到了类似结果.组内比较发现：不管是实验组还是对照组，幼儿大肌肉动作技能在干预后明显提高.可见，幼儿参与游泳学习有助于幼儿大肌肉动作发展，实践中在幼儿中开展游泳活动一方面可以发展游泳本身的技能，提高水中能力，另一方面还有助于促进幼儿基本动作能力的发展.

首先，本实验结果显示4～5，5～6岁实验组幼儿在移动性、稳定性技能及大肌肉动作总分上显著优于对照组，而操作性技能优势不显著，这与横向调查结果相似，即有游泳经历的幼儿除操作性技能外，在移动性、稳定性动作和大肌肉动作总分上显著优于普通幼儿.实验研究再一次证实了幼儿参与游泳在一定范围内对大肌肉动作发展有促进作用.躯干和下肢运动控制主要以移动性、稳定性技能表现为主，其潜在的肌肉收缩和神经控制与执行游泳动作的肌肉收缩和神经控制较为相似.6岁以上幼儿实验组只在稳定性动作中体现出显著优势，这与横向调查结果有一定差异，这可能与受试者的游泳经验量相关，横向研究中6岁以上幼儿较多选自游泳的选材班.有一定的游泳经历，日常训练也会受到较多其他因素影响(如陆上素质训练等辅助训练内容).而本实验是在10周时间进行统一的游泳教学，实验中尽可能排除无关变量的干扰，另外，也可能受干预时间的影响而使游泳能力不能达到某种程度从而使操作性技能优势未在本实验6岁以上幼儿中显现出来.未来实验可考虑适当延长干预时间和进行水中的不同活动内容融合设计.

其次，无论是在横向调查还是实验干预中，游泳对幼儿操作性技能影响较小.这再一次证明了操作性动作的结构较为复杂，主要以上肢的控制能力、精细动作能力、手眼协调能力为主，这对幼儿提出了较高的要求，需要额外的认知和特定的大脑皮层参与.本实验中的教学内容安排前两周以熟悉水性为主，如呼吸练习、水中行走、漂浮及各类游戏(水中拾物、水中吹泡泡)等；后六周以爬泳教学为主，如打腿、划手和完整配合；最后两周在巩固提高前几周练习的基础上增加了踩水摸球，抓边起水，围绕纵轴翻转等水上安全的技能，这些活动任务尽管有上肢动作的参与，但动作结构较为简单.这或许是游泳学习在发展幼儿操作性动作上没有显著作用的原因.可见，操作性技能需接受特定的动作能力训练才能有效地激活相关大脑皮层，为此，未来在水上活动内容设计时可考虑把相关操作性动作融入水中活动.

3 综合讨论

本研究是国内首次探讨游泳对幼儿大肌肉动作发展影响较为系统的实证研究.Hulteen, Morgan等构建的理论模型认为游泳是终身体育活动养成的基本技能之一[29]，本研究表明游泳能发展4岁以上幼儿大肌肉动作中移动性、稳定性技能，从实证视角证实了游泳在儿童发展和终身体育活动养成方面的重要作用.在幼儿群体中推广和开展有一定的现实意义.

动作水平虽然会随生长发育而自然增长[1,5]，但根据动态系统理论，大肌肉动作发展是一个动态的、可塑造过程，除受个体成熟的影响外，还受到环境、任务的制约[25,28,30].游泳时要求游泳者在水中采用与陆上惯用动作模式完全不同的动作进行活动，在不稳定的水环境中保持相对稳定的身体姿态，并要求不断感知水中身体姿势的改变[26]，在这个过程中，全身各处运动单位和肌纤维将受到身体形状和波浪阻力的共同作用而充分动员，激活本体感受器，从而使肌肉力量得到提高，神经肌肉的协调性增加[27]，心肺功能和体能加强[30].在这个过程中同样需要多种感知觉系统的参与[18,20]，从而提高人的感知觉功能.游泳可能通过个体执行水中任务和水特有的物理属性相互作用下直接影响大肌肉动作发展：首先，游泳是多感官参与的运动[18,20]，在浮力的辅助下进行体位转换会影响前庭系统，促进感觉整合[31].幼儿游泳活动中除水本身的浮力外还能借助不同形状的浮具，如各种形状的打水板、浮力棒等可以产生不同的阻力效应，进而广泛刺激到多种感知觉.水中任务如滚翻、滑行、漂浮等练习是处于阻力环境中的三维活动任务，可以发展幼儿的前庭觉、本体觉，而潜水任务可以练习到幼儿的触压觉.其次，从《Swimming Anatomy》中可以看到游泳是大肌肉群参与度较高的运动[32].根据水中任务的动作结构需要动用身体大肌肉群，如打腿和踩水时需要动用股四头肌、臀大肌、小腿三头肌等大肌群；划臂时，需要动用胸大肌、背阔肌和前臂屈肌群等大肌群，这些练习任务直接刺激相关大肌群，使相应的大肌肉动作能力得到提高.第三，游泳作为一项特殊的身体活动，在水中的能量消耗比陆地同强度运动大得多，因此游泳时会产生较高的体力活动水平[33].研究证明游泳对身体功能(心肺[30]、体适能[34])的改善具有一定的贡献.综上所述，个体在完成水中任务过程中不仅掌握了肢体动作控制的多种能力，而且在水环境的共同作用下产生的综合效应提高了感知觉能力，通过对肢体动作的记忆和感知觉能力在执行陆上动作时被提取出来进而改善了大肌肉动作技能.

4 结论与建议

4.1 结论

游泳学习通过在不稳定环境中的多感官刺激和肌肉的持续抗水阻练习，有助于促进幼儿大肌肉动作发展，可作为发展移动性和稳定性动作的有效运动方式.即游泳学习效果具有一定的跨环境转移性，是儿童早期健康促进的有效教育方式，集健康教育和生存教育于一体，具有重要的价值，在幼儿群体中开展有助于终身体育活动习惯的养成.

4.2 建议

游泳学习对幼儿操作性动作影响较小，后期可以根据相关理论指导有针对性地设计游泳学习内容以提高对操作性动作发展的作用.未来的研究建议通过认知、运动学、动力学等多方面指标进一步确定游泳学习的潜在效益，以便更好地了解游泳学习对大肌肉动作发展的影响机制.在健康中国时代背景下，应多给孩子创设动作经验积累的环境，增加探索环境的机会，提高孩子生存能力，真正做到健康和生存并行，实现教育的价值与意义.