结构化教学对青少年体育课能量消耗的影响

洪斯杰

体育与健康课程的主要目的是改善学生的身体健康，充足的运动量是影响青少年身体健康的一个重要因素，适宜的能量消耗是运动量的内在支撑。基于近几年正在兴起的体育课结构化教学，强调学生获得并应用全面且系统的基本体育技能，发展运动技战术能力。通过结构化教学，可以促使学生转化自身对于体育课上的学习观念，从“要我学”变成“我要学”，学会学以致用，并养成体育锻炼的习惯，同时保有适宜的运动量，最终以达到改善青少年身体健康状况的目的。本文随机选取南京市第二十九中学初一年级两个班级的93 名学生作为实验对象。其中一个班级为实验组，一个班级为对照组。实验组采用结构化体育教学方案上课，对照组采用一般性体育课方案上课，实验为期12周，每周3节体育课。实验期间利用GT3X 三维加速度计监测每节体育课上实验组及对照组男生的能量消耗数据，保留最具有代表性的能量消耗数据。使用SPSS22.0进行各组能量消耗的独立样本T检验。

一、问题的提出

（一）选题依据

新的课程教学方法改革正在尝试转变传统的教学理念，体育教师可以结合自己的教学经验制定运动技能的课程与内容，提高学生的参与程度，避免学生的能量消耗不足导致的体质健康问题。那么，在体育课上，采用什么样的指标对学生的能量消耗进行测量以及如何测量，不同的运动量下的能量消耗水平对学生的体质健康是否存在影响、存在什么样的影响，这些问题值得体育教育工作者进行研究讨论，并找到更加适宜的教学方法进行应对。结构化教学既是从运动负荷的视角与国际接轨，也是对已有的体育课密度原理与测算方法的完善和延展。提升体育课上学生的身体活动量是青少年健康成长的需要。本研究拟通过实验干预的方法，在体育课中监测学生的卡路里（Calorie）和代谢当量（MET，metabolism equivalent）的能量消耗指标，比较不同的教学方法及安排不同的运动量对学生的能量消耗水平产生的影响效果，探索学生在体育课上的适宜的能量消耗范围。

（二）关于结构化教学和体育课能量消耗的研究

结构化教学的理论起初是在数学学科中对单元教学的运用构想，由此逐渐推广到其他学科的教学。早期提出结构化教学相关理论的比较具有代表性的学者是布鲁纳和罗伯特·梅逊。我国的教育家叶澜、冯忠良也对结构化教学的理论做出了详细的阐述。大家关于结构化教学理论所持的观点不一致，对结构化教学理论的认识有一个过程：著名学者布鲁纳是最早提出认知结构学习理论的学者，他曾提出“学习一门学科就是把握它的基本结构”。罗伯特·梅逊认为，学生学习运用基本结构的能力，可以作为理解和解决其他问题的基础。著名教育家叶澜教授在“新基础教育”理论中详细地阐述了结构化教学理论：结构化教学是基于教材的特点对单元内容进行梳理、整合，并以单元内容为载体，结构化地推进教学活动的过程，改变了传统意义上的从“分”到“整”的教学过程，是“综合感知”到“逐步学习”再到“综合应用”。冯忠良是最早将“结构化”引入各个学科的心理学家，他从教育心理学上阐述并解释了结构化教学，即教育首先必须以学生的心理结构为中心。结构化教学的思想重点是构建学生的心理结构，教学系统的所有方面都是为了使学生能够发展自己的思想，产生预期的变化。本研究对于结构化教学理解为各个学科的知识内部都是一个完整的结构化系统，学生的认知活动也具有潜在的结构性。需要以由“整”到“分”再到“整”的教学过程来结构化地推进教学活动，改变学生的心理结构，以期使学生得到更好的发展。

国内的学者对于体育课结构化教学的理解是：首先帮助学生建立运动技能的完整概念，然后每一节课逐步去学习相互联系的运动技能，最后通过反思总结，完整地呈现运动技能。他们认为，结构化的知识和技能与体育和健康的知识和技能拥有相关特征。体育课的结构化教学是运动技能的组合教学，呈现的是“总—分—总”的教学结构，旨在使学生真正地掌握一门运动技术。

能量消耗，广义上指在一定做功状态下，做功物体单位时间内所消耗的能或一定规格或标准的能源物质的量。能量消耗的大小，主要和机体做功的大小、克服自身阻力的大小、做功时间的长短等因素有关。能量消耗由身体活动能量消耗和基础能量消耗及食物特殊动力作用组成。本文研究的能量消耗是指身体活动能量消耗（physical activity energy expenditure，PAEE），其中PA 也称为体力活动（physical activity），是指由骨骼肌收缩产生的身体活动，也是指在基础代谢（BMR）的水平上，身体能量消耗增加的活动。

二、研究对象与方法

（一）研究对象

南京市第二十九中学初中部两个班级的93 名学生。

（二）实验方案

1.实验分组

将实验对象随机分成两组，一个实验组，47 人（22 名男生，25 名女生）；一个对照组，46 人（22 名男生，24名女生）。选取全部男生（44名）作为监测能量消耗的固定被试对象。

2.实验器材

ActiGraph GT3X+型三轴加速度计（简称GT3X+）。

GT3X+加速度传感器记录的实验数据可以通过该设备的USB 端口与电脑连接，通过配套软件ActiLife 6.0导出实验数据并存档。

3.实验设计

随机选取南京市第二十九中学初中部一年级的两个班级，调查学生的性别、年龄、身高、体重等基本健康状况。在教学实验期间运用结构化教学的方式对实验班进行篮球技能的授课，并从中选取全部男生在每节体育课上正确佩戴ActiGraph GT3X+型三轴加速度计，以便监测实验数据。

实验于2019 年9 月开始，先做一周预实验，使学生熟悉教学实验过程。实验开始之前，按照学生的编号表在实验器材配套的软件中输入学生的性别、身高、体重、出生年月等信息，将实验器材的采样频率设定为60Hz。每节体育课前10 分钟发放实验器材，指导学生统一将实验器材准确地佩戴在腰部。开始上课时，学生全程按照授课教师的指导进行学习。每次体育课后回收实验器材，用配套软件导出实验数据并存档。

通过对实验组和对照组的学生测量体育课能量消耗的指标进行比较，分析两种不同的教学方法对青少年体育课能量消耗情况的差异性。

4.数据处理

在预备性实验和正式性实验的测试中，利用Excel 电子表格存储实验数据，然后运用SPSS22.0统计软件进行数据分析。实验组和对照组前、中、后期的能量消耗对比采用独立样本t 检验，显著水平为p＜0.05，非常显著水平p＜0.01。

三、结果与分析

对实验组及对照组实验前、中、后期的卡路里消耗进行独立样本T检验，结果见表1。

表1 实验组与对照组不同时期的卡路里消耗对比（M±SD）

从表1 中可以看出，实验组前期卡路里消耗的平均值为（1.50±0.31），对照组卡路里消耗的平均值为（1.10±0.42），前期实验组与对照组的值有非常显著性的差异（t=-3.57，P=0.001）。实验组中期卡路里消耗的平均值为（1.65±0.69），对照组卡路里消耗的平均值为（1.10±0.29），中期实验组与对照组的值有非常显著性的差异（t=-6.28，p=0.000）。实验组后期卡路里消耗的平均值为（2.00±0.36），对照组卡路里消耗的平均值为（1.00±0.29），后期实验组与对照组的值有非常显著性的差异（t=-9.57，p=0.000）。

通过以上数据分析发现，实验组与对照组的卡路里消耗在实验的3个时期都发生了非常显著的变化（P＜0.01）。我们认为是自变量即结构化教学实验的干预引起了实验组卡路里消耗水平的提升，因此实验组的能量消耗变化比对照组更加显著，实验结果具有可靠性。

对实验组及对照组实验前、中、后期的代谢当量进行独立样本T检验，结果见表2。

表2 实验组与对照组不同时期的代谢当量对比（M±SD）

从表2 中可以看出，实验组前期的代谢当量平均值为（2.42±0.38），对照组的代谢当量平均值为（2.00±0.45），前期实验组与对照组的值有非常显著性的差异（t=-3.35，P=0.002）。实验组中期的代谢当量平均值为（2.64±0.35），对照组的代谢当量平均值为（1.99±0.33），中期实验组与对照组的值有非常显著性的差异（t=-6.33，p=0.000）。实验组后期的代谢当量平均值为（2.93±0.45），对照的代谢当量平均值为（1.97±0.35），后期实验组与对照组的值有非常显著性的差异（t=-7.98，p=0.000）。

通过以上数据分析发现，实验组与对照组的代谢当量在实验的3个时期都发生了非常显著的变化（P＜0.01）。我们认为是自变量即结构化教学实验的干预引起了实验组代谢当量水平的提升，因此实验组的能量消耗变化比对照组更加显著。说明结构化教学班的体育课能量消耗大于传统体育教学班，学生被施以了更多的运动刺激，实验结果具有可靠性。

四、讨论

教学实验的研究结果表明，结构化教学班的能量消耗大于传统体育教学班，学生被施加了更多的运动刺激，就会有更利于促进青少年的生长发育和身体健康，说明运用结构化教学法来给学生授以篮球技能课，起到了增强学生体质的效果。并且说明了在学校中若要增加学生的能量消耗，就要在体育课上充分地将学生调动起来，避免学生上课不活跃的情况。需要特别注意的是，结构化教学班的体育课能量消耗是在结构化教学所划定的运动负荷范围之内，并非指学生在体育课上消耗的能量越多，就会越有利于学生的身体健康。

本研究中，设置一组实验组（结构化教学班）和一组对照组（传统体育教学班），对比在为期12周的实验期间内，两个组的体育课能量消耗变化。研究结果显示，实验组与对照组在不同时期的卡路里消耗和代谢当量发生了非常显著的变化（P＜0.01），所以认为是自变量即结构化教学的干预所引起的，实验结果具有可靠性。所以，通过为期3个月的篮球技能结构化教学实验，实验班学生的身体活动水平得到提升。研究表明，充分地运动起来可以达到增强体质的目的，且可以有效地提高体育课的教学效果。由此证明，研究假设成立。

经实验研究表明，不同的体育课能量消耗水平对学生的身体健康有不同的影响，在结构化教学要求范围内的体育课能量消耗对青少年身体健康的贡献大于传统体育教学模式。在实验的研究过程当中，学生除了自然地生长发育外，更加适宜的运动刺激下的能量消耗能够促进生长发育，科学合理地安排运动量对促进学生的身体健康有很高的价值。在体育课上，体育教师要根据适宜的能量消耗量来调控体育课，使得青少年在更为科学的运动量下活动，以满足正常的生长发育需求。但是在实验结果的研究中发现，在教学实验时间比较短的情况下，学生改变身体健康的可能性较小。

五、结论与建议

（一）结论

结构化教学提升了青少年的体育课锻炼效果，表现为实验组在不同时期的体育课能量消耗值都大于对照组。

（二）建议

仅仅对篮球技能教学进行了结构化教学方法的实验研究，至于其他运动技能是否也适合运用结构化思想进行教学，还需要进一步探讨。建议学校将结构化教学多应用于中小学体育课堂上的多种运动技能的教学中。

在体育教学中深入研究结构化教学可能对青少年的体质健康带来影响，应致力于改善学生的体质健康水平，并提高学生的体育学习满意度。

教学实验的研究时间较短，尚不明确长时间的结构化教学上课方法会对学生的身心健康产生什么样的影响，建议进行长期运用结构化教学法教授体育课与青少年身心健康之间的关系的实验研究。

六、研究不足

本研究在教学实验的设计过程中仅选取了南京市第二十九中学初中部一年级的两个班级的学生作为实验对象。因此，本研究所选取的实验对象的代表性还需进一步增强，在以后的研究中要选取更多的学校，对更多年级的学生做进一步研究。

由于本研究的实验器材有限，无法对应实验选取的两个班级的全部学生，只监测到南京市第二十九中学初中部一年级两组男生的能量消耗数据，对不同教学方法下的体育课的能量消耗监测带来了局限。