8周中等強(qiáng)度足球運(yùn)動(dòng)游戲?qū)W(xué)齡前兒童執(zhí)行功能發(fā)展的影響

江大雷，曾從周

?

8周中等強(qiáng)度足球運(yùn)動(dòng)游戲?qū)W(xué)齡前兒童執(zhí)行功能發(fā)展的影響

江大雷1,2，曾從周3

目的：探討足球運(yùn)動(dòng)游戲?qū)?～6歲學(xué)齡前兒童執(zhí)行功能及3個(gè)維度發(fā)展的影響。方法：選取學(xué)齡前兒童61人作為被試，隨機(jī)分為對照組30人和實(shí)驗(yàn)組31人，實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行中等強(qiáng)度足球運(yùn)動(dòng)游戲，每次35 min，每周2次，共8周，通過心率控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)前、后測定身體素質(zhì)和執(zhí)行功能，執(zhí)行功能測查包括抑制控制(熊貓-獅子任務(wù)和雪地-綠草任務(wù))、工作記憶(科斯積木和反科斯積木任務(wù))和認(rèn)知靈活性(項(xiàng)目靈活選擇任務(wù))。結(jié)果：實(shí)驗(yàn)組兒童執(zhí)行功能總分和抑制控制得分顯著高于對照組(P<0.05)，而其余指標(biāo)無顯著性差異。時(shí)間和組別在執(zhí)行功能總分及抑制控制和認(rèn)知靈活性上有顯著的交互作用。結(jié)論：8周足球運(yùn)動(dòng)游戲促進(jìn)了學(xué)齡前兒童執(zhí)行功能發(fā)展，提高抑制控制能力。

足球運(yùn)動(dòng)；協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)；執(zhí)行功能；學(xué)前兒童

1 前言

執(zhí)行功能尚沒有統(tǒng)一的定義[14]，適應(yīng)性的、靈活的、復(fù)雜的目標(biāo)定向性行為需要計(jì)劃、抑制、轉(zhuǎn)換和工作記憶的共同參與，這些心理過程均歸于執(zhí)行功能概念的范疇。其本質(zhì)是對一般認(rèn)知過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)[2]。執(zhí)行功能包括3個(gè)核心內(nèi)容：抑制控制、工作記憶和認(rèn)知靈活性，在此基礎(chǔ)上形成推理、計(jì)劃等高級執(zhí)行功能，已受到廣泛證實(shí)和認(rèn)同[15,31]，執(zhí)行功能對于身體和心理的健康是非常必要的，良好的執(zhí)行功能促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知、社會(huì)心理方面的發(fā)展，有利于在學(xué)業(yè)和生活上取得成功[15]。

執(zhí)行功能發(fā)生在出生后1歲左右，學(xué)前期和學(xué)齡期兒童的執(zhí)行功能在各方面都有顯著的發(fā)展，12歲左右基本接近成人水平。執(zhí)行功能在個(gè)體5～9歲時(shí)，有1個(gè)明顯的發(fā)展過程[24]。學(xué)前階段的執(zhí)行功能核心成分的發(fā)展為成年期高級認(rèn)知功能的獲得提供重要的平臺(tái)[20]。適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)可改善前額葉皮質(zhì)功能，提高執(zhí)行功能，而缺少運(yùn)動(dòng)可損傷執(zhí)行功能[15]。研究表明，無論是1次性短時(shí)間運(yùn)動(dòng)還是長期運(yùn)動(dòng)鍛煉均能夠提高兒童的執(zhí)行功能[22]，且有認(rèn)知活動(dòng)參與的、低、中強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)更能有效促進(jìn)兒童執(zhí)行功能的發(fā)展[17]。Sibley等人Meta分析結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)鍛煉可顯著影響兒童認(rèn)知能力(效果量為0.32，高于成人或青少年，其效果量為0.12～0.16)[37]，但目前相關(guān)研究運(yùn)動(dòng)形式多為有氧運(yùn)動(dòng)，多為橫斷面研究，尚存在運(yùn)動(dòng)方案不明確以及測評方法不可靠等問題，不同運(yùn)動(dòng)方法和內(nèi)容、不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間有待于進(jìn)一步研究。

協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)是多個(gè)身體部位共同參與的、以復(fù)雜運(yùn)動(dòng)動(dòng)作為主的目標(biāo)定向行為[28]，諸多研究表明其可以顯著改善兒童認(rèn)知能力。Egan等人研究表明，協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)提高動(dòng)作協(xié)調(diào)能力，并可提高兒童認(rèn)知能力[19]，可能與小腦的激活和神經(jīng)行為系統(tǒng)的激活有關(guān)[20]。Yu-Kai Chang等采用Flanker任務(wù)比較了不同強(qiáng)度協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)對學(xué)齡前兒童執(zhí)行功能的影響。結(jié)果表明，無論低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)均能提高兒童的反應(yīng)速度和反應(yīng)準(zhǔn)確性，神經(jīng)電活動(dòng)監(jiān)測(ERP)表明，運(yùn)動(dòng)可以提高P3振幅和減低P3潛伏期，可改善兒童抑制控制能力，但由于該研究缺少對照組，尚不能排除運(yùn)動(dòng)、學(xué)習(xí)過程以及兒童成熟發(fā)育的交互作用[13]，尚不能得出此類運(yùn)動(dòng)是影響執(zhí)行功能的某一維度，還是影響執(zhí)行功能，許多相關(guān)研究對此也存在爭議[37]。本研究在相關(guān)研究基礎(chǔ)上，采用足球運(yùn)動(dòng)游戲方式，對執(zhí)行功能的3個(gè)維度進(jìn)行綜合評定，探討協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)對5～6歲學(xué)齡前兒童執(zhí)行功能及各維度的影響。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

選取某市幼兒園大班(63～75月齡)兒童61人作為本研究的被試，其中，男生為34人(67.23±3.5月齡)，女生為27人(67.92±3.19月齡)。所有被試為正常發(fā)展兒童，無心血管相關(guān)疾病，無智力障礙，無精神疾病。被試在初選之后，采用由美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)鍛煉指南(The American College of Sports Medicine (ACSM) Exercise Guidelines)推薦使用的健康篩查問卷對兒童的基本身體和精神狀況進(jìn)行評價(jià)[9]，符合納入標(biāo)準(zhǔn)者隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。兩組間被試在年齡、身高、體重、身體體重指數(shù)等指標(biāo)方面均無顯著性差異(P>0.05)，兩組間初始狀態(tài)具有一致性(表1)。

表 1 本研究被試基本情況一覽表

2.2 實(shí)驗(yàn)流程

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在幼兒園的支持和配合下完成，并征得了兒童看護(hù)人同意，簽署知情同意書，由兒童及其第1看護(hù)人共同完成個(gè)人基本信息的采集和問卷調(diào)查，實(shí)驗(yàn)前、后進(jìn)行執(zhí)行功能和身體素質(zhì)測評。實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行足球運(yùn)動(dòng)鍛煉，其余時(shí)間安排與對照組一致，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程由幼兒園老師和主試協(xié)作配合完成，鼓勵(lì)兒童堅(jiān)持完成實(shí)驗(yàn)過程。

2.3 運(yùn)動(dòng)方案

運(yùn)動(dòng)鍛煉在下午放學(xué)后時(shí)間(17:30-18:30)進(jìn)行，采用足球運(yùn)動(dòng)游戲方案[13]，足球運(yùn)動(dòng)要求直覺技能和動(dòng)作協(xié)調(diào)，需要主動(dòng)肌和拮抗肌的協(xié)調(diào)配合，該方案以娛樂為主，不以提高足球技術(shù)和競爭為目的。根據(jù)美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)運(yùn)動(dòng)指南，采用中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)(60%～70%最大心率)[9]，35 min/次，2次/周，共8周。單次運(yùn)動(dòng)方案包括準(zhǔn)備活動(dòng)(5 min)、主體部分(25 min)和整理活動(dòng)(5 min)。準(zhǔn)備活動(dòng)和整理部分主要是牽拉練習(xí)(5 min)，主體部分采用帶球跑或沖刺，慢跑繞桿和射門練習(xí)。被試輪流佩戴心率表(Polar,Finland)，監(jiān)測心率控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。整個(gè)訓(xùn)練過程由2名足球?qū)I(yè)教練配合完成。

2.4 身體素質(zhì)測試方法

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[5]，對學(xué)齡前兒童進(jìn)行身體素質(zhì)測定，共包括立定跳遠(yuǎn)、網(wǎng)球擲遠(yuǎn)、坐位體前屈、10 m折返跑、走平衡木和雙腳連續(xù)跳，分別反映兒童的肌肉耐力、爆發(fā)力、平衡能力和協(xié)調(diào)性等。

2.5 執(zhí)行功能測試

2.5.1 實(shí)驗(yàn)用品

1)科斯積木9塊；2)小貼畫和包裝紙若干，為兒童喜愛的卡通形象；3)小熊玩具1個(gè)和3個(gè)玩具盒，3個(gè)玩具盒形狀、大小、顏色均相同，小熊玩具能被順利裝進(jìn)玩具盒；4)11套玩具圖片，其中2套練習(xí)圖片，正式實(shí)驗(yàn)圖片9套。

2.5.2 測試方法

執(zhí)行功能包括抑制控制、工作記憶、認(rèn)知靈活性等3個(gè)維度，分別采用相應(yīng)的測試任務(wù)。針對學(xué)齡前兒童的測試任務(wù)可能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)難度較大而導(dǎo)致多數(shù)幼兒均不能較好地完成任務(wù)而出現(xiàn)地板效應(yīng)(Floor effect),也可能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)任務(wù)難度較小而出現(xiàn)天花板效應(yīng)(Ceiling effect)[6]，使用多種測量任務(wù)測查1種執(zhí)行功能可提高執(zhí)行功能測量的信度[4]。依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[10]，本研究將抑制控制和工作記憶分為2個(gè)不同難度的測試任務(wù)。采用科斯積木和反科斯積木任務(wù)測定簡單工作記憶和復(fù)雜工作記憶，熊貓-獅子任務(wù)和綠草-白雪任務(wù)測定簡單抑制控制和復(fù)雜抑制控制，靈活項(xiàng)目選擇任務(wù)測定認(rèn)知靈活性。

2.5.2.1 抑制控制測試任務(wù)

許多抑制控制任務(wù)不僅考察抑制控制，而且還包括工作記憶，這些任務(wù)考察了兒童運(yùn)用規(guī)則控制自己行為的能力。Garon[20]把涉及工作記憶較少的執(zhí)行功能測試任務(wù)作為簡單抑制控制，而涉及適度工作記憶的作為復(fù)雜抑制控制。復(fù)雜抑制控制要求兒童記住強(qiáng)制規(guī)則，并根據(jù)規(guī)則抑制主要反應(yīng)，這些任務(wù)要求對行為的語言控制。

1.簡單抑制控制任務(wù)：采用熊貓-獅子任務(wù)(The Panda/Lion Test)，該任務(wù)是國外熊-龍任務(wù)(Bear/Dragon Task，Reed等1984提出)[36]的中國改編版本，由于龍?jiān)谥袊幕械奶厥庖饬x。因此，將任務(wù)名稱改為熊貓-獅子任務(wù)。測試方法：主試拿出熊貓和獅子玩具，并告訴兒童“熊貓是好的，你要聽他的話，獅子是壞的，不要聽它的話。”例如，主試拿出熊貓玩具，并模仿其說“摸摸你的鼻子”，小朋友根據(jù)上述要求，觸摸自己的鼻子。記分標(biāo)準(zhǔn)：動(dòng)作完全正確得3分，部分正確得2分，錯(cuò)誤動(dòng)作得1分，沒有動(dòng)作得0分。主試拿出獅子玩具，并模仿其說“舉起你的雙手”，小朋友根據(jù)上述要求，不能做這個(gè)動(dòng)作，記分標(biāo)準(zhǔn)：動(dòng)作完全正確得0分，部分正確得1分，錯(cuò)誤動(dòng)作得2分，沒有動(dòng)作得3分。

2.復(fù)雜抑制控制任務(wù)：綠草-白雪任務(wù)(Grass-Snow task，Carlson等提出)[12],屬于Stroop任務(wù)，學(xué)齡前兒童在該任務(wù)中遇到困難，困難的原因在于該任務(wù)存在高沖突[11]。測試方法：首先保證兒童能夠識別綠草和白雪的顏色，當(dāng)主試說“白雪”時(shí)，兒童指向綠色卡片，當(dāng)主試說“綠草”時(shí)，兒童指向白色卡片。這個(gè)過程首先由主試講解示范，兒童進(jìn)行練習(xí)，練習(xí)過程中兒童出現(xiàn)錯(cuò)誤，主試對規(guī)則再次講解。必要時(shí)兒童需再次進(jìn)行練習(xí)。接著兒童進(jìn)行10次測試。記錄正確次數(shù)。國內(nèi)學(xué)者蘇小玲等[3]對中國學(xué)齡前兒童進(jìn)行該測試時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)該測試超過10次后，兒童的配合較差，無法有效完成測試任務(wù)，由此提出，該測試修改為10次，計(jì)算正確次數(shù)得分。

2.5.2.2 工作記憶測試任務(wù)

簡單工作記憶要求記憶信息，復(fù)雜工作記憶要求刷新和操縱信息?？扑狗e木測試(The Corsi Blocks Test，Lezak等提出)[29]，主要測定視覺-空間工作記憶，現(xiàn)已有電腦軟件版科斯積木任務(wù)。但由于學(xué)齡前兒童使用電腦能力的限制，本研究仍然采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行測試。

1.簡單工作記憶任務(wù)：采用科斯積木測試(The Corsi Blocks Test)任務(wù)考察，具體方法為：主試隨機(jī)將9塊積木放在木板上，主試每次隨機(jī)敲其中一定數(shù)量的積木(從2塊開始依次遞增到6塊，每個(gè)水平隨機(jī)選擇積木敲打，每個(gè)水平測3次)。請被試按順序敲剛才被主試敲過的積木，正確得1分，不正確得0分，最高得分為15分。

2.復(fù)雜工作記憶任務(wù)：采用反科斯積木測試(The Reverse Corsi Blocks Test)任務(wù)來考察，主試每次隨機(jī)敲其中一定數(shù)量的積木(從2塊開始依次遞增到6塊，每個(gè)水平隨機(jī)選擇積木敲打，每個(gè)水平測3次)。請被試按倒序敲剛才被主試敲過的積木，正確得1分，不正確得0分，最高得分為15分。

2.5.2.3 認(rèn)知靈活性測試

認(rèn)知靈活性又被稱為定勢轉(zhuǎn)換，根據(jù)轉(zhuǎn)換類型不同，分為注意力轉(zhuǎn)換和反應(yīng)轉(zhuǎn)換，本研究從注意力轉(zhuǎn)換(attention shifting)維度進(jìn)行測定。

認(rèn)知靈活性任務(wù)：采用靈活項(xiàng)目選擇任務(wù)(Flexible Item Selection Task，Jacques 和 Zelazo改編而來)[23]，考察兒童的抽象和靈活思維能力，對工作記憶的要求低， 對被試?yán)梅答伳芰Φ囊蟮?，結(jié)果易于分析。測試方法：主要考察兒童靈活運(yùn)用規(guī)則、在不同維度間靈活轉(zhuǎn)變的能力。具體操作：每次實(shí)驗(yàn)中，主試向兒童呈現(xiàn)1張圖片，圖片上有3個(gè)圖形(如藍(lán)色中船、藍(lán)色小兔子和紅色小兔子)，首先要求兒童根據(jù)某一維度指出匹配的兩個(gè)圖形(如形狀：藍(lán)色兔子和紅色兔子)，然后再讓兒童根據(jù)某一維度指出匹配的兩個(gè)圖形(如顏色：藍(lán)色兔子和藍(lán)色中船)，正確得1分，不正確得0分，正式試驗(yàn)有9套玩具圖片，最高得分為18分。

2.5.3 執(zhí)行功能測試流程

采用嚴(yán)格的測試程序，所有測試由1名主試完成，采用1對1測試模式，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)選擇幼兒園單獨(dú)房間，必要時(shí)與幼兒園教師配合完成。

預(yù)測試：隨機(jī)選擇5名幼兒進(jìn)行預(yù)測試，對測試中出現(xiàn)的兒童不易理解的指導(dǎo)語進(jìn)行修改，使之符合兒童的年齡特點(diǎn)。對測試環(huán)節(jié)中各個(gè)具體過程標(biāo)準(zhǔn)化。

正式測試：實(shí)驗(yàn)前、后分別進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)組和對照組所有兒童隨機(jī)進(jìn)入測試，每個(gè)被試接受執(zhí)行功能5項(xiàng)測試，分為2天完成(連續(xù)測試時(shí)間不超過30 min)，其中第1天上午選擇3項(xiàng)執(zhí)行功能任務(wù)，第2天上午進(jìn)行其余2項(xiàng)執(zhí)行功能測試。所有測試在6個(gè)工作日內(nèi)完成，為避免測試任務(wù)順序效應(yīng)，測試任務(wù)的順序遵循隨機(jī)原則進(jìn)行分配，其中熊貓-獅子任務(wù)和綠草-白雪任務(wù)要分開測試。

2.6 統(tǒng)計(jì)方法

所有數(shù)據(jù)錄入SPSS 19.0軟件包形成原始數(shù)據(jù)庫，采用因子分析對執(zhí)行功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，用重復(fù)測量方差分析方法分析足球運(yùn)動(dòng)游戲?qū)和瘓?zhí)行功能及各維度的影響，顯著性水平取α=0.05。

3 結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)前、后組間兒童體質(zhì)指標(biāo)比較

實(shí)驗(yàn)前組間在7個(gè)體質(zhì)測試指標(biāo)：立定跳遠(yuǎn)、網(wǎng)球擲遠(yuǎn)、坐位體前屈、10 m折返跑、走平衡木、雙腳連續(xù)跳和BMI上均無顯著性差異，經(jīng)過8周的足球運(yùn)動(dòng)游戲，實(shí)驗(yàn)組上述指標(biāo)均顯著高于對照組(P<0.05)。配對t檢驗(yàn)顯示實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)前、后立定跳遠(yuǎn)、10 m折返跑、走平衡木和BMI等均明顯改善(P<0.05)，而對照組部分指標(biāo)高于實(shí)驗(yàn)前，但差異不顯著。

表 2 本研究實(shí)驗(yàn)前、后兒童身體素質(zhì)指標(biāo)比較一覽表

注：*實(shí)驗(yàn)后兩組間比較，P<0.05，#實(shí)驗(yàn)前、后組內(nèi)比較，P<0.05。

3.2 執(zhí)行功能各任務(wù)的結(jié)構(gòu)分析

采用因子分析方法對執(zhí)行功能各測試任務(wù)進(jìn)行分析，了解執(zhí)行功能的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。取樣適當(dāng)性數(shù)據(jù)KMO為0.87，Bartlett 球形檢驗(yàn)結(jié)果相伴概率小于0.01，適合因子分析，只有1個(gè)因子的特征值大于1，解釋方差變異的比率為66.46%。每個(gè)測試任務(wù)對因子的貢獻(xiàn)率表明執(zhí)行功能的結(jié)構(gòu)效度較好。

表 3 本研究執(zhí)行功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素分析一覽表

各個(gè)測試任務(wù)之間的相關(guān)系數(shù)為0.49～0.73，各測試任務(wù)之間的相關(guān)性較高，表明執(zhí)行功能有較高的內(nèi)部一致性。執(zhí)行功能各維度測試得分與執(zhí)行功能總分之間的相關(guān)系數(shù)為0.74～0.88，表明執(zhí)行功能是1個(gè)統(tǒng)一整體概念。

圖 1 本研究執(zhí)行功能各維度的因子分析碎石圖

熊貓?獅子任務(wù)綠草?白雪任務(wù)科斯積木任務(wù)反科斯積木任務(wù)靈活項(xiàng)目選擇任務(wù)因子負(fù)荷0．810．770．870．870．76

表 5 本研究每項(xiàng)任務(wù)得分與執(zhí)行功能總分的相關(guān)性一覽表

注：*代表P<0.01。

3.3 足球運(yùn)動(dòng)游戲?qū)W(xué)齡前兒童執(zhí)行功能的影響

將執(zhí)行功能總分和3個(gè)維度得分作為因變量，以時(shí)間和組別作為自變量，采用多元重復(fù)測量方差分析考察足球運(yùn)動(dòng)游戲?qū)?zhí)行功能的影響，Mauchly球形檢驗(yàn)結(jié)果表明，P<0.05,采用Greenhouse-Geissert校正的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)前、后兒童在執(zhí)行功能總分上具有顯著的主效應(yīng)F(1，29)=121.24，P<0.01。在工作記憶上具有顯著的主效應(yīng)F(1，29)=7.09，P<0.01。在抑制控制上具有顯著的主效應(yīng)F(1，29)=25.75，P<0.01。在認(rèn)知靈活性上具有顯著的主效應(yīng)F(1，29)=19.23，P<0.01。實(shí)驗(yàn)組與對照組相比，抑制控制得分有顯著性差異F(1，29)=0.04，P<0.05，而其余指標(biāo)無差異。時(shí)間和組別在執(zhí)行功能總分上有顯著的交互作用F(1，29)=39.82，P<0.05，在抑制控制和認(rèn)知靈活性上有交互作用，在工作記憶指標(biāo)上無交互作用。

表 6 本研究實(shí)驗(yàn)前、后執(zhí)行功能總分及各維度得分一覽表

表 7 本研究時(shí)間和組別對執(zhí)行功能總分及各維度得分的多元方差分析一覽表

圖 2 本研究時(shí)間和組別在執(zhí)行功能總分及各維度得分上的交互作用

4 討論

縱向或橫向研究提示，不同年齡階段、不同性別人群通過運(yùn)動(dòng)干預(yù)，不僅可以提高身體素質(zhì)水平，而且認(rèn)知能力和情緒調(diào)節(jié)能力均得到提升。但運(yùn)動(dòng)對認(rèn)知能力影響的研究主要集中在青少年及以上年齡階段人群，針對學(xué)齡前兒童的研究較少。鑒于學(xué)齡前兒童神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育尚不成熟，運(yùn)動(dòng)對其身心的影響作用可能更為深刻。

研究表明，雖然1次性短時(shí)間運(yùn)動(dòng)可以提高執(zhí)行功能，但作用可能是短暫的，長期重復(fù)鍛煉是關(guān)鍵，執(zhí)行功能能否提高與鍛煉時(shí)間成正比[26]，且隨著執(zhí)行功能的不斷提高，對鍛煉的難度也提出更高的要求，否則兒童容易失去興趣。對于學(xué)齡前兒童來說，愿意參加并能從中獲得愉快體驗(yàn)是兒童游戲的主要屬性[8]，運(yùn)動(dòng)形式較為單一、枯燥的有氧運(yùn)動(dòng)方法，如跑步等并不適合，本研究采用足球運(yùn)動(dòng)游戲，其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)形式復(fù)雜多變，需要視覺、聽覺、皮膚觸覺以及本體感覺的參與，動(dòng)作復(fù)雜性和腦激活模式呈共變關(guān)系[34]，復(fù)雜動(dòng)作更有效的改善大腦各系統(tǒng)激活模式[1]，從而提高信息處理水平。運(yùn)動(dòng)內(nèi)容豐富有趣，能帶來快樂體驗(yàn)，促進(jìn)社會(huì)交往，而悲傷、壓抑等情緒損害執(zhí)行功能[15]。經(jīng)過8周的運(yùn)動(dòng)干預(yù)，5～6歲學(xué)齡前兒童力量、耐力、平衡能力和協(xié)調(diào)性等均顯著提高，身體成分改善，身體素質(zhì)水平明顯提高，這與Chang Yu-Kai等研究[13]一致。足球運(yùn)動(dòng)可以提高兒童運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)機(jī)能，且可提高神經(jīng)系統(tǒng)功能[32]，促進(jìn)執(zhí)行功能的發(fā)展。機(jī)理研究表明，足球運(yùn)動(dòng)游戲要求集中注意力、迅速變換動(dòng)作、調(diào)整身體姿勢、全身動(dòng)作協(xié)調(diào)平衡并不斷改變動(dòng)作策略，屬于協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)，與小腦關(guān)系較為密切，小腦系統(tǒng)尤其新小腦除了動(dòng)作控制作用之外，還影響許多神經(jīng)認(rèn)知系統(tǒng)功能，如注意力系統(tǒng)、工作記憶及語言學(xué)習(xí)[16]。另外，前額葉系統(tǒng)是認(rèn)知能力尤其執(zhí)行功能的重要腦區(qū)，還參與動(dòng)作協(xié)調(diào)控制，協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)可廣泛激活與認(rèn)知功能相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)，從而提高信息處理能力和神經(jīng)認(rèn)知能力[10]。

抑制控制是學(xué)齡前兒童執(zhí)行功能研究中最多的維度[27]。學(xué)齡前兒童抑制控制能力較差，在實(shí)驗(yàn)室測定任務(wù)中，由于優(yōu)勢反應(yīng)比較明顯，經(jīng)常急于做出反應(yīng)，因而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。抑制控制能力在青少年時(shí)期持續(xù)發(fā)展并趨向于成熟[30]。生命早期階段的抑制控制能力可預(yù)測成年后的抑制控制水平。Moffitt等[33]對同一城市、同一年出生的1 000名兒童跟蹤調(diào)查32年，保留率達(dá)96%，3～11歲兒童有較好的抑制控制，例如講秩序、做事專注并持之以恒、少?zèng)_動(dòng)，成人后往往身心健康，遵紀(jì)守法，幸福感更高，沒有超重、肥胖、高血壓等問題。本研究結(jié)果表明，8周足球運(yùn)動(dòng)游戲可提高兒童抑制控制能力，這與諸多研究結(jié)果一致。Planinsec的研究表明，協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)與5～6歲兒童認(rèn)知能力顯著相關(guān)[35]。Budde[10]等發(fā)現(xiàn)急性協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)可提高青少年注意能力，推測可能與運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了與注意力相關(guān)腦區(qū)的前激活有關(guān)。Chang Yu-Kai[13]研究8周協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)對7～9歲兒童注意能力的影響，采用flanker 測試測定兒童反應(yīng)準(zhǔn)確性和速度。結(jié)果表明，協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)可以提高兒童的注意能力和思維處理過程，提高兒童抑制控制能力。這與采用有氧運(yùn)動(dòng)對不同年齡階段兒童抑制控能力影響的研究結(jié)果是一致的[18-21]，表明多種運(yùn)動(dòng)形式均可提高不同年齡階段的兒童抑制控制能力。

工作記憶是對信息進(jìn)行暫時(shí)加工和貯存的容量有限的記憶系統(tǒng)，在許多復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)中起重要作用。包括語言工作記憶和非語言工作記憶(視覺-空間工作記憶)。本研究考察了兒童的視覺-空間工作記憶能力。結(jié)果表明，雖然實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組兒童工作記憶得分高于對照組，但兩組間未見顯著性差異，相關(guān)研究結(jié)果尚不一致，可能與實(shí)驗(yàn)對象差異、測評方法有關(guān)。有研究[25]結(jié)果表明，7～9歲兒童進(jìn)行為期1年的運(yùn)動(dòng)鍛煉，每天2 h，包括70 min的有氧運(yùn)動(dòng)和50 min的動(dòng)作控制練習(xí)，運(yùn)動(dòng)鍛煉組的工作記憶能力提高，且工作記憶要求較高的運(yùn)動(dòng)方法能更有效地提高工作記憶，但與對照組相比，兩組之間并未見顯著性差異。而國內(nèi)學(xué)者[7]研究了自編運(yùn)動(dòng)方法“武術(shù)+跳繩+8字跑”和“花樣跑步”對小學(xué)生的執(zhí)行功能的影響。該研究采用2-back任務(wù)評價(jià)刷新功能，結(jié)果武術(shù)和8字跑運(yùn)動(dòng)可以提高兒童的刷新能力，但隨著動(dòng)作自動(dòng)化的形成，效果逐漸減弱，這與刷新功能要求活躍地操作工作記憶的相關(guān)信息，而不是被動(dòng)地保持儲(chǔ)存信息有關(guān)，執(zhí)行功能的提高需要不斷提高干預(yù)方法的難度和要求。本研究方案以娛樂為目的，而不強(qiáng)調(diào)競爭和拼搏以及對相關(guān)運(yùn)動(dòng)規(guī)則和技術(shù)的學(xué)習(xí)，可能是本研究中工作記憶未見明顯改善的原因。Diamond[15]認(rèn)為，競技性體育活動(dòng)要求兒童保持專注，提高工作記憶，嚴(yán)格執(zhí)行訓(xùn)練方法和策略以及比賽規(guī)則，還可以帶來快樂、自豪感，促進(jìn)社會(huì)交往。目前為止，尚未見相關(guān)研究探討競技性體育活動(dòng)對兒童執(zhí)行功能的影響。

認(rèn)知靈活性又被稱為定勢轉(zhuǎn)換，是建立在抑制控制和工作記憶的基礎(chǔ)上的。從出生～2歲為萌芽時(shí)期，3～5歲時(shí)開始發(fā)展，7～9 歲是第1個(gè)快速發(fā)展關(guān)鍵期。本研究結(jié)果顯示，5～6歲兒童在認(rèn)知靈活性任務(wù)上表現(xiàn)較差，普遍得分較低，實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組和對照組未見顯著性差異，但時(shí)間和組別存在顯著性的交互作用，可能與學(xué)前兒童認(rèn)知靈活性在該年齡階段較為緩慢有關(guān)。殷恒嬋等的研究結(jié)果表明，不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和不同跑動(dòng)路線的變換均可以提高轉(zhuǎn)換功能[7]，本研究中提高運(yùn)動(dòng)中動(dòng)作規(guī)則的要求以及完成動(dòng)作的質(zhì)量，并不斷提高對動(dòng)作技術(shù)的要求可能會(huì)產(chǎn)生不同的效果，有待于進(jìn)一步研究。

執(zhí)行功能可以通過運(yùn)動(dòng)獲得提高，但與運(yùn)動(dòng)內(nèi)容與形式有較大的關(guān)系[15]，不同的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練內(nèi)容可能會(huì)影響執(zhí)行功能的不同維度。另外，在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度安排上，多數(shù)研究往往是采用統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。關(guān)于遞增運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，不斷提高對執(zhí)行功能要求的運(yùn)動(dòng)方案對兒童認(rèn)知影響效果也有待于進(jìn)一步研究。

綜上，本研究表明，8周足球運(yùn)動(dòng)游戲可改善5～6歲學(xué)齡前兒童身體素質(zhì)水平，提高兒童執(zhí)行功能，增強(qiáng)抑制控制能力，但對工作記憶和認(rèn)知靈活性未見顯著影響作用。本研究結(jié)論對學(xué)前兒童體育課程安排具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義，以體育課為載體，采用足球運(yùn)動(dòng)游戲等運(yùn)動(dòng)內(nèi)容，規(guī)律、長期的運(yùn)動(dòng)鍛煉有利于兒童身體素質(zhì)和認(rèn)知能力的發(fā)展。

[1]陳愛國,殷恒嬋,顏軍,等.不同強(qiáng)度短時(shí)有氧運(yùn)動(dòng)對執(zhí)行功能的影響[J].心理學(xué)報(bào),2011,09:1055-1062.

[2]羅琳琳,周曉林.執(zhí)行功能與數(shù)量加工:回顧與展望[J].心理科學(xué)進(jìn)展,2004,12(5):714- 722.

[3]蘇小玲,魏勇剛.抑制控制對學(xué)前兒童語言能力的影響[J].學(xué)前教育研究,2013,1:32-37.

[4]文萍,李紅.6～11歲兒童執(zhí)行功能發(fā)展研究[J].心理學(xué)探新,2007,27(3):38-43.

[5]王曉東,侯斌,陶雪梅,等.胎齡、喂養(yǎng)方式因素與幼兒體質(zhì)水平的關(guān)聯(lián)性研究[J].體育科學(xué),2007,12:47-52.

[6]魏勇剛,吳睿明,李紅,等.抑制性控制在幼兒執(zhí)行功能與心理理論中的作用[J].心理學(xué)報(bào),2005,37(5):598-605.

[7]殷恒嬋,陳愛國,馬錚,等.兩種運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案對小學(xué)生執(zhí)行功能影響的追蹤研究[J].體育科學(xué),2014,34(3):24-28.

[8]趙興民.兒童游戲與兒童自我效能感的發(fā)展[J].學(xué)前教育研究,2007,(3):49-51.

[9]AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE.ACSM’S guidelines for exercise testing and prescription[M].New York:Lippincott Williams & Wilkins,2010.

[10]BUDDE H,VOELCKER-REHAGE C,PIETRAYK-KENDZIORRA S,etal.Acute coordinative exercise improves attentional performance in adolescents[J].Neurosci Letters,2008,441(2):219-223.

[11]CARLSON S M.Developmentally sensitive measures of executive function in preschool children[J].Develop Neuropsychol ,2005,28(2):595-616.

[12]CARLSON S M,MOSES L J.Individual differences in inhibitory control and children’s theory of mind[J].Child Develop,2001,72:1032-1053.

[13]CHANG Y K,TSAI Y J,CHEN T T,etal.The impacts of coordinative exercise on executive function in kindergarten children:an ERP study[J].Experim Brain Res,2013,225(2):187-196.

[14]DAVIDSON M C,AMSO D,ANDERSON L C,etal.Development of cognitive control and executive functions from 4 to 13 years:Evidence from manipulations of memory,inhibition,and task switching[J].Neuropsychol,2006,44(11):2037-2078

[15]DIAMOND A.Executive functions[J].Ann Rev Psychol,2013,64:135-168.

[16]DIAMOND A.Close interrelation of motor development and cognitive development and of the cerebellum and prefrontal cortex[J].Child Develop,2000,71(1):44-56.

[17]DIAMOND A,LEE K.Interventions shown to aid executive function development in children 4 to 12 years old[J].Sci,2011,333(6045):959-964.

[18]DAVIS C L,TOMPOROWSKI P D,MCDOWELL J E,etal.Exercise improves executive function and achievement and alters brain activation in overweight children:a randomized,controlled trial[J].Health Psychol,2011,30:91-98.

[19]EGAN C D,VERHEUL M H G,SAVELSBERGH G J P.Effects of experience on the coordination of internally and externally timed soccer kicks[J].J Motor Behavior,2007,39(5):423-432.

[20]GARON N,BRYSON S E,SMITH I M.Executive function in preschoolers:a review using an integrative framework[J].Psychol Bulletin,2008,134(1):31-60.

[21]HILLMAN C H,BUCK S M,THEMANSON J R,etal.Aerobic fitness and cognitive development:eventrelated brain potential and task performance indices of executive control in preadolescent children[J].Dev Psychol，2009,45:114-129.

[22]HILLMAN C H,ERICKSON K I,KRAMER A F.Be smart,exercise your heart:exercise effects on brain and cognition[J].Nature Rev Neurosci,2008,9(1):58-65.

[23]JACQUES S,ZELAZO P D.The flexible item selection task(FIST):A measure of executive function in preschoolers[J].Develop Neuropsychol,2001,20:573-591.

[24]JOHN R,BEST,PATRICIA H,etal.Developmental perspective on executive function [J].Child Develop,2010,81(6):1641-1660.

[25]KAMIJO K,TAKEDA Y.Physical activity and trial-by-trial adjustments of response conflict[J].J Sport Exe Psycholol,2013,35(4):398-407.

[26]KLINGBERG T.Training and plasticity of working memory [J].Trends Cognit Sci,2010,14(7):317-324.

[27]KOCHANSKA G,PHILIBERT R A,BARRY R A.Interplay of genes and early mother-child relationship in the development of self-regulation from toddler to preschool age[J].J Child Psychol Psychiatry,2009,50(11):1331-1338.

[28]KWOK T C Y,LAM K,WONG P,etal.Effectiveness of coordination exercise in improving cognitive function in older adults:a prospective study[J].Clin Intervent Aging,2011,6:261-267.

[29]LEZAK M.Neuropsychological Assessment[M].New York:Oxford Univ,Press,1983.

[30]LUNA B.Developmental changes in cognitive control through adolescence [J].Advances Child Develop Behavior,2009,37:233-278.

[31]MIYAKE A,FRIEDMAN N P,EMERSON M J,etal.The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex “frontal Lobe” tasks:a latent variable analysis[J].Cognit Psychol,2000,41(1):49-100.

[32]MOCHIZUKI A,KIRINO E.Effects of coordination exercises on brain activation:A functional MRI study[J].Int J Sport Health Sci ,2008,6:98-104.

[33]MOFFITT T E,LOUISE A,BELSKY D,etal.A gradient of childhood self-control predicts health,wealth,and public safety[J].Proceed Nation Academy Sci,2011,108(7):2693-2698.

[34]PICARD N,STRICK P L.Motor areas of the medial wall:a review of their locationand functional activation[J].Cereb Cortex,1996,6 (3):342-353.

[35]PLANINSEC J.Relations between the motor and cognitive dimensions of preschool girls and boys[J].Perceptual Motor Skills,2002,94(2):415-423.

[36]REED M,PIEN D L ,ROTHBART M K.Inhibitory self-control in preschool children[J].Merrill-Palmer Q,1984,30:131-147.

[37]SIBLEY B A,ETNIER J L.The relationship between physical activity and cognition in children:a meta-analysis[J].Pediatric Exe Sci,2003,15(3):243-256.

The Effect of 8-week Soccer Exercise with Medium Intensity on Executive Function in Preschool Children

JIANG Da-lei1,2,ZENG Cong-zhou3

Objective:To investigate the effect of soccer exercise on executive function and its sub components on preschool children aged 5～6.Methods:61 children selected as subjects of this study,were randomly divided into control group and experimental group.Experimental group performed soccer exercise with moderate intensity,35 minutes each time,two times a week for 8 weeks,exercise was controlled for heart rate (HR).Physical fitness and executive function were measured before and after the experiment.Executive function test included inhibitory control (Panda-Lion task and Snow-Grass task),working memory (The Corsi Blocks Test and The reverse Corsi Blocks Test) and cognitive flexibility (Flexible Item Selection Task).Results:Scores of executive function and inhibitory control in the experimental group are significantly higher than that of control group (P<0.05),and no difference in other indexes.Time and group have significant interaction on scores of executive function and inhibitory control and cognitive flexibility.Conclusion:8-week soccer exercise can improve the children's executive function,especially inhibitory control.

soccerexercise;coordinativeexercise;executivefunction;preschooler

1002-9826(2015)02-0043-08

2014-07-17；

2014-08-29

江大雷 (1981-),男,安徽宿州人，講師，在讀博士研究生，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)與健康，Tel：(010)62989581，E-mail：jdl2006@163.com；曾從周(1978-)，女，河南許昌人，在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)閮和l(fā)展心理學(xué)，E-mail：zengcongzhou@163.com。

1.北京體育大學(xué) 研究生院，北京 100084；2.許昌學(xué)院 體育學(xué)院，河南 許昌 610041；3.河南大學(xué) 研究生院，河南 開封 475004 1.Beijing Sports University，Beijing 100084，China；2.Xuchang University,Xuchang 610041,China；3.Henan University,Kaifen 475004,China.

G843

A