体育锻炼对青少年非认知能力的影响、差异及路径分析—基于CEPS 数据的实证研究

□ 周 威 刘 杰

一、引 言

体育这一概念古已有之，是指人类经由专门设计的身体运动及游戏，以增强体质、提高竞技水平和丰富社会生活为目标的独特社会文化现象［1］。体育锻炼具备“健体”及“健心”两项基本功能，能够增强体质水平、锤炼个体意志、培养社会精神以及构建价值标准，对于个体发展及社会进步意义非凡。青少年作为国家之希望、民族之未来，其健康水平是国家人力资本总量的关键基础及重要组成，但长期以来，由于学校教育的工具性异化及主客分离的体育教育认知方式，我国青少年体质健康状况堪忧［2］。第八次全国学生体质与健康调研数据显示，近年来我国青少年体质达标优良率逐渐提升，但仍旧处于较低水平，且学生近视率和肥胖率呈上升趋势［3］。《健康中国行动（2019—2030年）》对个人、家庭、学校及政府提出不同层次的期许，鼓励开展健康促进运动，实现以体育智和以体育心［4］。非认知能力是人力资本的重要组成部分，其形成发展一定程度上可能受到体育锻炼的影响，分析体育锻炼之于青少年非认知能力的作用，是明晰体育“健心”功能的必要之举，亦是响应国家政策方针、促进青少年开展体育锻炼的价值应然，具有一定的现实意义。

二、文献综述

当前社会大众对于体育锻炼的多维回报已有一定认知，尤其是对于正值生长发育的青少年而言，体育锻炼对其身心健康具有颇多益处。针对青少年体育锻炼及认知能力间的研究较为丰富，但结论尚未统一。早期研究认为体育锻炼无法提升学生的认知能力，该观点的持有者认为体育锻炼会导致学生过度兴奋，锻炼后的心理状态不利于其开展学习，长此以往可能会抑制学生的认知能力发展［5］；部分研究则认为二者不存在显著关系［6］。而随着时间的推移，有研究表明学生参与体育锻炼能显著提高其学业成就，根据“唤醒理论”和“具身认知理论”，体育锻炼可以通过“神经生理”与“认知表达”两种机制影响青少年的认知能力，增强与认知和记忆功能相关的脑区神经发育，增进脑部协调性。美国“零点体育课程”计划表明，针对学生的专项体育锻炼能够提升其阅读及计算能力［7］，而长期参与SPARK（Sport，Play and Active Recreation for Kids）项目的学生，成绩降低概率显著低于未参与的学生；不同的运动项目及强度对于学生认知能力发展的影响不尽相同，且其中存在一定的性别及年级差异［8］。

除对学生认知能力产生影响外，也有较多研究表明参与体育运动还能够对青少年心理健康及个体情绪产生影响，即提示了体育锻炼的“健心”功能。Knapen等基于临床试验发现体育锻炼能够显著压制个体的抑郁情绪［9］，其作用甚至优于药物治疗［10］。对于青少年而言，体育锻炼能健全其人格，合理的体育锻炼能够帮助学生增进同伴关系［11］，经常参加体育锻炼的学生会发展出更高的社会信任水平以及社会参与热情，增进其社会融入能力并加速其社会化进程［12］。一定周期的规律运动还能够增强学生的专注力及抗干扰能力［13］。优质的体育教学甚至能够潜移默化地影响学生的毕生品格，引导其形成积极向上的价值观，塑造其刚毅、自强、乐观和开放的个人品质，在调节学生情绪、培养坚强的意志及社会责任感等方面具有不可替代的重要作用［14］。

非认知能力作为21世纪的核心胜任力，被视为隐性的人力资本，是对个体性格、情感和品质等人格特征的衡量指标之一［15］，但其具体内涵尚未得以明晰。现有研究多基于“大五人格量表”进行相关测量，在此框架下，针对青少年情绪稳定性、开放性、尽责性等特质的探究均属于非认知能力的研究范畴［16］。青少年在校期间的非认知能力发展水平直接决定了其未来的人力资本存量，也间接影响着我国的人力资源质量［17］。当前国内缺乏基于全国大样本数据专门针对青少年体育锻炼及非认知能力间关系的深入研究，较为分散的研究结论也多未考虑可能的内生性问题。因此结合既有研究，文章认为青少年体育锻炼对于其非认知能力存在正向影响，因而提出假设1：

H1：青少年参与体育锻炼能够促进其非认知能力发展

此外，值得探讨的是，体育运动对青少年非认知能力的影响是通过何种路径实现。当前少部分针对体育锻炼及非认知能力的研究多直接将二者联系起来，并未对其作用路径进行深入分析，对该部分的探究可为理解体育运动如何影响青少年非认知能力以及干预和强化其作用提供一定参考。

一方面，个体非认知能力往往是在复杂多变的社会交往及信息互动中形成，不同的社会经历造成个体非认知能力的差异化发展：另一方面，体育运动本就是一项饱含社交属性的社会活动，其对于青少年非认知能力的影响可能是通过提升青少年与交往者的沟通频率而引致，玩伴和父母正是其主要的交往者。已有部分研究成果提示了体育锻炼可能经由影响青少年与同伴和父母的交往而发挥其多维作用。如柳建坤等的研究发现亲子关系在体育锻炼对青少年心理健康的影响中起到了显著的中介作用［18］，即青少年在对某项体育运动产生兴趣之后，其父母极有可能参与其中，向其提供一定的指导或是一同参与体育锻炼，可以通过改善亲子关系进而影响子代各项能力的发展。而同伴群体间的能力发展可能存在“传染效应”，体育锻炼过程中频繁的同伴交往亦能够对个体各项能力产生影响［19］。此外，体育锻炼能够显著提升青少年自我效能感、未来自信心及自我成就感［20］，鼓励青少年进行体育锻炼能够促进其身心健康［21］，最终通过增进学生对其未来的信心这一路径促进青少年非认知能力的发展。

因此，基于现有研究成果和理论基础，体育锻炼对于学生非认知能力的影响，可能是以亲友交往和自我效能为作用路径，继而提出假设2：

H2：体育锻炼对青少年非认知能力的影响以亲友交往和自我效能为作用路径

综上所述，现有相关研究多探究体育锻炼对学生认知能力的影响，虽有部分研究针对非认知能力进行探索，但其成果较为分散，并未系统探讨体育锻炼对青少年多项非认知能力的影响及其作用差异，且鲜有研究对其可能的作用路径进行探究。因此文章的边际贡献主要有三，一是系统探究了体育锻炼与青少年各类非认知能力之间的具体关系，对当前较为零碎的体育运动“健心”功能探究具备一定的补充作用。二是以青少年的亲友交往和自我效能为路径，探究学生体育锻炼对其非认知能力影响的可能实现路径，为青少年的体育锻炼抉择及强化体育锻炼的非认知能力提升效应提供参考。三是文章基于具有一定全国代表性的调查数据进行分析，并控制了部分内生性问题，使得研究所得结论更具可靠性，同实际情况更为贴近，能够服务于国家相关政策的制定及完善。

三、数据与方法

1.数据来源

文章基于中国教育追踪调查（China Education Panel Survey，CEPS）最新公布的2014/2015调查数据进行分析。CEPS由中国人民大学中国调查与数据中心设计并实施，采用多阶段概率与规模成比例（PSS）抽样，样本覆盖28个县级单位的112所学校438个班级，具有较高的全国代表性。在剔除失访、关键变量缺失及奇异值后，共纳入6566名青少年作为研究对象进行分析。

2.变量测量

（1）因变量

参考同类研究［22］，文章从学习毅力、积极情绪、学校适应及开放能力这四个维度对青少年的非认知能力进行测量。每个维度都包括若干问题，原问卷采用里克特4级或5级量表进行测量，每个维度均通过主成分分析法提取出一个公因子，参考胡荣的做法将其分别转换为取值范围在0～100的连续变量［23］。每个维度包括的问题及KMO值详见表1。

表1 非认知能力测量方式及其基本情况

（2）自变量

参照同类研究［24］，通过将周锻炼天数乘以日锻炼时间计算周总锻炼时长，再将其除以7计算平均每日锻炼时间，最后将其作对数转换以进行平滑处理，得到研究自变量体育锻炼时长。

（3）协变量

参考已有研究［25］［26］，文章纳入青少年个体因素及家长因素作为研究的协变量，具体包括：①初中生个体因素：性别（女性为0，男性为1）、年龄（取值范围：11～16）、户口类型（非农户口为0，农村户口为1）、独生子女与否（否为0，是为1）、寄宿与否（否为0，是为1）、标准化认知能力得分（取值范围：-3.13 ～2.06）、对身材肥胖的感知（较胖为1，中等为2，较瘦为3）、健康状况（较差为0，较好为1）；②家长因素：父母精英职业与否［27］（否为0，是为1）、父母最高受教育年限（取值范围：0～19）、家庭经济情况（较差为1，中等为2，较好为3）。

（4）工具变量

班级层面其他同学的平均体育锻炼时长（同样取对数作平滑处理）。通过CEPS调查中提供的班级代码计算班级层面除受访者本人其他同学的体育锻炼时长。使用这一变量作为本次研究的工具变量之合理性在于：首先，参与体育锻炼会形成一种习惯与氛围，班级内参与体育锻炼的人越多，青少年也越容易跟随朋友和班集体参与到体育锻炼中，并且受访者的班级同学们参与体育锻炼的时间越长，自己也会参与更长时间的体育锻炼［28］，因而满足相关性假设。其次，班级层面的平均体育锻炼时长不会直接影响受访者的各维度非认知能力，此工具变量既满足相关性假设又满足外生性假设，是此次研究可行的工具变量。其他学者也曾循着这一思路，通过计算同一群体内其他人的相关情况来寻找工具变量［29］。

（5）中介变量

依据前文对现有文献的梳理以及参考既有研究结论，文章考虑以下五项中介变量：亲情质量（取值范围：1～6）、父母体育交往（取值范围：1～5）、友谊数量（取值范围：1～5）、朋友体育交往（取值范围：1～5）以及未来信心（取值范围：1～4），以上变量均为得分越高则具体情况或交往频率越高。

如表2所示，青少年群体各维度非认知能力均处于中上水平，开放能力平均得分最高，积极情绪能力次之，学习毅力能力再次，相比之下学校融入能力较弱；在自变量上，青少年的体育锻炼时长的对数均值为2.77，班级层面同学平均体育锻炼时长的对数均值为3.10。研究对象的基本特征中男女青少年比例大致相当，其中女性稍多；平均年龄为13.89岁；50.30%的研究对象为农村户口，49.70%的研究对象为非农村户口，农村青少年样本略多，其他情况详见表2。而在中介变量情况上，样本亲情质量较高，亲子关系较好；青少年拥有的好朋友数量也处于较高水平（原始数据显示人均好友数量为10.85人）；青少年的体育活动参与频率适中，但相较于父母而言，青少年与朋友一同参与体育活动更多；此外，青少年对自己未来的信心也较为充足。

表2 各变量描述性统计结果

3.分析方法

为分析体育锻炼时长对青少年各维度非认知能力的影响，依据因变量类型构建如下线性回归模型，经检验采用线性回归模型有效。模型表达式为：

Yi表示反映第i个青少年某维度非认知能力的因变量，Exercise表示其体育锻炼时长，α1为自变量系数，Ci表示控制变量，γ为控制变量的系数矩阵，α0为截距项，εi为残差项。

然而上述模型可能存在一定内生性问题。其一是可能遗漏部分影响青少年非认知能力的因素未纳入模型；其二是纵然从理论分析和实践经验出发，体育锻炼时长有可能会提升青少年的各维度非认知能力，但也可能是非认知能力较高的青少年才可能更多进行体育锻炼，即可能存在反向因果问题。因此，文章使用青少年班级层面其他同学的平均体育锻炼时长作为工具变量，拟合两阶段最小二乘法处理这一问题，第一阶段模型设定为：

式中，IVi表示青少年班级层面其他同学的体育锻炼时长对数，β1为所引入控制变量的系数，Ci表示控制变量，γ为控制变量的系数矩阵，β0为截距项，εi为残差项。

此外，线性回归模型本质上是一种均值回归，事先假定了体育锻炼对各维度非认知能力不同青少年的边际效应具有一致性。但实际上，这种影响在不同分位点处可能存在差异。为放开这一假定，进一步探究体育锻炼时长对不同非认知能力水平青少年的异质性影响。在线性回归模型的基础上，文章构建了条件分位数回归模型，重点考察青少年某一维度非认知能力在0.25、0.50以及0.75分位点上，其体育锻炼时长的影响作用与差异，模型设定如下：

其中q表示分位点，式（3）中其他变量含义与式（1）所示线性回归模型一致，主要对0.25、0.50以及0.75分位点处某维度的非认知能力进行参数估计。

而对具体作用路径（中介效应）的检验，本文则采用克里斯蒂安·卡尔森等开发的“混杂效应”和“标尺改变效应”（KHB）方法进行相应估计［30］。KHB方法可以直接分解自变量对因变量的总效应和直接效应以及中介变量的间接效应大小，以间接效应除以总效应可以得到中介作用占比。

四、数据分析与研究发现

1.基准模型

在进行正式的多元线性回归前，文章首先检验了各模型中变量之间的共线性，检验结果显示各模型方差膨胀因子在1～2之间，远低于10，即不存在多重共线性问题。线性回归分析结果展示在表3中。

可以从表3 Panel A中看到，拟合的四个多元线性回归模型结果均显示进行体育锻炼能显著提升青少年包括学习毅力、积极情绪、学校融入和开放能力在内四个维度的非认知能力。在控制了青少年的个体因素及家长因素后，体育锻炼时长每提升一个单位，青少年的学习毅力得分提升2.311个单位，积极情绪上升0.734个单位，学校融入能力得分提高3.579个单位，开放能力则显著提升1.789个单位。从生理角度分析，体育运动不仅能够增强青少年的体质，在参与体育锻炼的过程中还能够促进其体内β-内啡肽的产生和释放，进而抑制负面情绪的产生，增强个体积极情绪［31］。并且体育锻炼过程中的“坚持与释放”能够帮助青少年缓解学业及生活中的压力，养成良好的学习习惯及生活心态，增进其学习毅力。而通过运动提高的社交频率和社会接触，则可能促使青少年形成开放的社会心态，增强其开放能力及学校适应性。

表3 体育锻炼对青少年非认知能力的影响

但上述结论还面临着一定内生性问题的干扰，因此文章采用工具变量法策略，引入青少年班级层面其他同学的体育锻炼时长作为工具变量，以检验研究结论的因果效力，分析结果展示在表3 Panel B中。结果显示在考虑了模型中潜在的内生性问题后，参与体育锻炼同样会显著提升青少年四个维度的非认知能力，并且提升效应更大，均在原有的显著性水平上显著。假设1得以证实，青少年参与体育锻炼确能促进其自身非认知能力发展。

2.分位数回归

为深入探究体育锻炼时长对不同水平非认知能力青少年的影响是否存在一定的群体差异及其具体表现，文章随即进行条件分位数回归分析。表4展示了三个常用、具有代表性分位点处的回归结果。可以看到，从25%分位点到75%分位点，体育锻炼时长对青少年对开放能力的影响系数从2.053降至1.857及1.333；对学习毅力水平的影响系数从3.426降至3.039及2.061；对积极情绪能力水平和学校融入能力水平的影响系数从25%分位的1.115和4.430降至50%分位的0.672和3.701，再提升至75%分位的至0.894和3.994，呈现一定的U形特征。

表4 分位数回归

为进一步明晰各类非认知能力在不同水平分位数上的具体影响，文章绘制出不同分位数的影响示意图。如图1-1至图1-4所示，体育锻炼对青少年开放能力维度非认知能力较低的青少年影响更大，即开放能力维度得分较低的青少年能够更多地从体育锻炼中受益，且体育锻炼时间越长，对他们非认知能力的提升效应更大。开放能力较强的青少年则可能从体育锻炼中获取的收益稍低，但也具有一定积极影响，即体育锻炼在提升青少年开放能力方面存在一定的“天花板效应”。而学习毅力、积极情绪和学校融入的分位数示意图大致呈“双峰分布”，在上述三个能力维度得分较高和较低的青少年更能从体育锻炼中获得非认知能力上的提升，即存在“培优补差效应”。并且各维度非认知能力较低的青少年从体育锻炼中受益最大，“补差”效应最为明显。

图1-1 因变量：学习毅力水平

图1-2 因变量：积极情绪水平

图1-3 因变量：学校融入水平

图1-4 因变量：开放能力水平

3.路径分析

体育锻炼可能直接提升青少年的各维度非认知能力，也可能通过其他路径提升青少年的学习毅力、积极情绪、学校融入和开放能力，研究者应当关心其具体的作用渠道。依据前文对现有文献的梳理与理论研究成果，文章引入亲情质量、父母体育交往、友谊数量、朋友体育交往和未来信心五个中介变量，通过KHB分析法检验亲友交往和自我效能在其中的中介作用，结果见表5。

表5 路径分析（中介效应）

如表5结果所示，亲友交往和自我效能的五个中介变量基本均能解释部分青少年参与体育锻炼对非认知能力的提升效应。在学习毅力维度，五个变量能解释-4.15%到20.60%的中介效应，值得注意的是“朋友体育交往”在其中起到了负效应，提示了学生及同伴体育交往的适度性，未来信心在其中发挥了较大作用；在积极情绪维度，其能解释10.31%到55.77%的中介效应，其中未来信心能解释50%以上的体育锻炼之积极情绪提升效应；在学校融入维度，三个维度的变量发挥了11.11%到17.32%的中介效应；在开放能力维度，则发挥了4.47%到23.14%的中介效应，未来信心同样在其中起到了最大的中介效应。总的来说，亲友交往和自我效能均能解释部分体育锻炼如何提升青少年四个维度的非认知能力，其中未来信心能解释大部分提升效应。即通过体育锻炼，可以提升青少年与父母的关系，增加好友数量、提高与父母和好友一起外出看电影、演出、体育比赛等的频率以及提升自己对未来的信心，进而提升青少年各项非认知能力，假设2得以证实。

图2 路径分析图示

五、结论与讨论

通过对既有文献梳理可知，学界当前针对体育锻炼及青少年非认知能力间关系的相关研究相对较少，亟待补充更为细致和深入的研究结论。文章基于CEPS 调查数据探究了体育锻炼对青少年四项非认知能力的具体影响、差异及其作用路径。通过线性回归模型和两阶段最小二乘法分析发现，青少年进行体育锻炼能够显著提升其学习毅力、积极情绪、学校融入及开放能力。基于分位数回归进一步分析发现，体育运动对于青少年开放能力的影响存在“天花板效应”，即非认知能力较弱的青少年能从体育锻炼中获益更多；于青少年学习毅力、积极情绪、学校融入能力的影响呈现出“培优补差效应”，即非认知能力较低和较高的青少年均能从中受益。中介效应分析则表明，亲友交往和自我效能存在显著的中介效应，青少年参与体育锻炼能够显著提升其亲情质量、友情数量、父母及朋友体育交往以及未来信心，进而对青少年非认知能力产生影响。但值得注意的是，青少年与朋友的体育交往在一定程度上可能降低了其学习毅力。

基于当前研究结论，文章提出以下政策建议：一是切实保障青少年的课内外体育锻炼时间。开齐开足开好学校体育课，办实办强办大社会体育馆，引导青少年形成多维多样多类的体育爱好，充分利用课余时间开展体育锻炼。二是贯彻落实“双减”政策，将学业减负及体育增效紧密结合，以合理的加减促进学生的高效成长。将体育锻炼融入课后服务，丰富学生课后服务内容。加强对非认知能力得分较低学生的补偿式教育，文章数据分析表明，非认知能力得分较低的学生更能够从体育运动中获益，学校可安排专门人员观察、记录和追踪学生的非认知能力状况，对于得分较低的学生，给予其更多的体育运动机会，将体育作为学生发展的重要增值点，贯彻以生为本的体育课程理念，促进学生非认知能力的均衡发展。三是重视亲子及同伴关系的构建。文章结论表明，体育锻炼对学生非认知能力的部分影响可能通过亲友交往和自我效能达成。在家庭维度，父母作为学生的监护者，应当以各种形式参与到子女的体育锻炼之中，比如可与其一同观看体育比赛，一同开展体育锻炼或向子女讲解体育锻炼知识等，通过体育这一主题增进亲子交流。在玩伴交往维度，通过体育锻炼能够扩充青少年的好友数量和增进其体育交往，进而显著正向影响学生非认知能力发展。四是适当提升学生的自我效能感，增强学生未来信心。文章路径分析结果表明，青少年对未来的信心在体育锻炼的非认知能力提升效应中起到了最大也最为重要的中介作用，增强青少年未来信心，是增强体育锻炼对非认知能力提升功能的重要举措。政府可制定有关政策，奖励在运动上达到一定成就的青少年，如坚持锻炼打卡一学年的青少年可获某项奖励，对其体育锻炼行为进行适时的正强化。在校期间的体育运动中，教师应当对学生的体育运动行为给予一定的认可及鼓励，引导青少年将某项体育锻炼培育为个体技能，激发学生内在的体育热情。家长则可积极参与到学生的体育锻炼之中，鼓励子女在体育锻炼中发现自己的闪光点，合理规划子女的发展，增强其未来信心。

综上所述，文章深入探究了体育锻炼对青少年非认知能力的影响，并分析了其具体的作用路径，具备一定的政策价值，为深入开展体育锻炼提供了证据支持，拓宽了非认知能力的研究口径与研究视角。但同时仍存在一些不足之处，如囿于数据的限制，研究样本仅局限在特定年龄阶段的青少年，因而其结论是否适用于其他年龄段的青少年尚不得而知，且文章路径分析仅从亲友交往和自我效能进行。后续研究应当拓宽研究范围，并依照有关理论进一步细致探究体育锻炼影响青少年非认知能力的其他可能作用路径。此外，研究何种体育锻炼的非认知能力提升效应更佳也能为社会各界和有关部门的政策制定提供参考，有待进一步研究。■