小學(xué)兒童體適能、執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成績?nèi)叩年P(guān)系*1

鐘云輝　熊瓊萍　唐　宏

①中國.江西省贛州市第三人民醫(yī)院　341000　E-mail:izhongyunhui@163.com　②贛南醫(yī)學(xué)院附屬老年醫(yī)院?、圳M南醫(yī)學(xué)院心理系　△通訊作者　E-mail:psyth@163.com

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小學(xué)兒童體適能、執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成績?nèi)叩年P(guān)系*1

鐘云輝①②熊瓊萍①唐宏③△

①中國.江西省贛州市第三人民醫(yī)院341000E-mail:izhongyunhui@163.com②贛南醫(yī)學(xué)院附屬老年醫(yī)院③贛南醫(yī)學(xué)院心理系△通訊作者E-mail:psyth@163.com

【摘要】目的:探討小學(xué)兒童體適能、執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成績的關(guān)系模型。方法:采用立定跳遠(yuǎn)、仰臥起坐、10×5米往返跑、倫敦塔任務(wù)和連線任務(wù)對248名小學(xué)兒童進(jìn)行測查，并收集期中和期末成績。結(jié)果:①除10×5往返跑與語文成績、倫敦塔任務(wù)，仰臥起坐與語文成績、英語成績，倫敦塔任務(wù)與立定跳遠(yuǎn)成績相關(guān)不顯著外(P>0.05)，其余各變量間均呈不同程度的顯著相關(guān)(P<0.05)；②結(jié)構(gòu)方程模型結(jié)果顯示，執(zhí)行功能在體適能與小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績關(guān)系間起著完全中介作用。結(jié)論:體適能和執(zhí)行功能對小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績有重要影響。執(zhí)行功能在體適能對小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績的影響中起完全中介作用。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)兒童；體適能；執(zhí)行功能；學(xué)業(yè)成績

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小學(xué)兒童的學(xué)業(yè)成績是家長和教師關(guān)注的重要內(nèi)容，如何有效提高小學(xué)兒童的學(xué)業(yè)成績，是教育領(lǐng)域一直探索的主題。由于來自社會、學(xué)校和家庭的各種壓力，小學(xué)兒童對于學(xué)習(xí)的興趣不高，他們更多地希望能夠在游戲中學(xué)習(xí)，即希望教師通過有趣的方式進(jìn)行教學(xué)。因此，探索促進(jìn)學(xué)業(yè)成績提高的簡單有效的途徑是學(xué)校工作亟待解決的問題。研究指出，體適能與小學(xué)兒童的學(xué)業(yè)成績有密切的關(guān)系[1]。體適能(Physical Fitness)指的是人體所具備的有充足的精力從事日常學(xué)習(xí)而不感疲勞，同時有余力享受休閑活動的樂趣，能夠適應(yīng)突發(fā)狀況的能力[2]。體適能由表現(xiàn)身體特征的肌肉力量、肌肉耐力、柔韌素質(zhì)、體成分和有氧勢能組成。國外針對體適能與學(xué)業(yè)成績的關(guān)系，進(jìn)行了一系列的實(shí)證研究。Castelli等人[3]研究顯示，體適能中的有氧適能和身體質(zhì)量指數(shù)與小學(xué)三年級、五年級兒童的閱讀能力和數(shù)學(xué)成績存在顯著的積極相關(guān)。Eveland-Sayers等人也通過研究發(fā)現(xiàn)，體適能中的肌肉適能能夠顯著的積極預(yù)測個體的數(shù)學(xué)成績[4]。同時，也有研究特別指出，兒童的仰臥起坐和立定跳遠(yuǎn)的成績與其學(xué)業(yè)成績有積極的相關(guān)，仰臥起坐和立定跳遠(yuǎn)分別代表個體的軀干力量和爆發(fā)性腿部力量[5]。由此可知，提高小學(xué)兒童的體適能水平對于其學(xué)業(yè)成績具有積極的促進(jìn)作用。

研究發(fā)現(xiàn)，小學(xué)兒童的執(zhí)行功能與其學(xué)業(yè)成績也存在積極的關(guān)系。執(zhí)行功能(Executive Function)指的是個體在完成復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)時，對各種認(rèn)知過程進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證認(rèn)知系統(tǒng)以靈活、優(yōu)化的方式實(shí)行特定目標(biāo)的一般性控制機(jī)制[6]。執(zhí)行功能主要包括認(rèn)知靈活性和問題解決能力兩部分內(nèi)容。認(rèn)知靈活性(Cognitive Flexibility)是指當(dāng)可以適當(dāng)?shù)胤磻?yīng)變化以符合新情境的要求時，保持反應(yīng)定勢的思想和動作的靈活性，而問題解決能力(Problem Solving Ability)則是指面對問題的習(xí)慣和處理問題的能力[7-8]。Best等人[9]的研究指出，執(zhí)行功能的兩個成分對于兒童的學(xué)業(yè)成績有著促進(jìn)作用，尤其是數(shù)學(xué)成績和閱讀能力。認(rèn)知靈活性個體的認(rèn)知靈活性較強(qiáng)，則他對于圖形的轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng)，這對于數(shù)學(xué)中幾何圖形的轉(zhuǎn)換具有重要作用。同時，個體學(xué)習(xí)的過程中要求的抑制能力和計(jì)劃能力，也是評價問題解決能力的標(biāo)準(zhǔn)。周世杰等人[10]研究發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能對于數(shù)學(xué)障礙兒童的推理和心算能力具有積極的相關(guān)性。

針對體適能與執(zhí)行功能的關(guān)系，學(xué)界也進(jìn)行了一系列的研究。Buck等人[11]研究發(fā)現(xiàn)，兒童的體適能水平越強(qiáng)，特別是有氧適能水平越強(qiáng)，則他在執(zhí)行功能任務(wù)中的表現(xiàn)越好。Liu-Arnbrose等人[12]以成年人為被試，發(fā)現(xiàn)體適能與其執(zhí)行功能有著積極的聯(lián)系。Chaddock等人[13]采用Flanker任務(wù)考察兒童體適能和執(zhí)行功能以及ERP差異的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)，體適能水平高的兒童在各種任務(wù)中保持高水平的表現(xiàn)，并且ERP的結(jié)果也顯示其P3波幅更大、錯誤關(guān)聯(lián)負(fù)波的波幅下降，這對于兒童的行動監(jiān)控加工能力具有重要的促進(jìn)作用。

從已有的文獻(xiàn)資料可以看出，體適能、執(zhí)行功能與小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績兩兩之間均存在密切聯(lián)系。生理適能假設(shè)理論[14]認(rèn)為，規(guī)律性的運(yùn)動能夠增加人體的腦血流量，從而引起主管學(xué)習(xí)和記憶的腦區(qū)短時或長時期的積極改變。此外，長期的身體鍛煉還能夠增加大腦神經(jīng)遞質(zhì)的增加，這對于大腦的結(jié)構(gòu)也具有積極的影響[15]。由此可見，體適能能夠通過促進(jìn)大腦結(jié)構(gòu)的積極改變，從而提高個體執(zhí)行功能或?qū)W業(yè)成績的提高。那么，體適能、執(zhí)行功能與小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績?nèi)咧g的作用機(jī)制如何，目前還尚不清楚?；谝酝难芯拷Y(jié)果和相關(guān)理論，本研究推斷體適能和執(zhí)行功能與小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績可能會存在圖1所示的理論模型。

1對象與方法

1.1對象

采用方便取樣的方法，選取贛州市兩所優(yōu)質(zhì)小學(xué)248名小學(xué)生為被試。其中，男生156名，女生92名。來自城鎮(zhèn)的學(xué)生194名，來自農(nóng)村的學(xué)生54名。被試的年齡范圍為7～12歲，平均(9.69±2.71)歲。

1.2方法

1.2.1體適能的測量本研究按照體適能測試的國際通用標(biāo)準(zhǔn)[16]對被試進(jìn)行集中測試。測試內(nèi)容包括立定跳遠(yuǎn)(Standing broad jump,SBJ,in cm)，仰臥起坐(Sit-ups,SUP,number in 30s)和10×5米往返跑(10×5 m shuttle run,10×5 m SR,in seconds)。測試地點(diǎn)為某大學(xué)體育學(xué)院體質(zhì)健康與檢測中心，主試為體育專業(yè)研究生，均經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)。以所選擇的三部分內(nèi)容分別作為體適能的3個維度，進(jìn)行驗(yàn)證性因子分析，結(jié)果表明，三因子模型擬合良好，χ2/df=1.45，NNFI=0.97，CFI=0.93，GFI=0.87，RMSEA=0.074。立定跳遠(yuǎn)、仰臥起坐和10×5米往返跑分測驗(yàn)的Cronbach's α依次為0.71、0.82和0.75。

1.2.2執(zhí)行功能的測量本研究通過倫敦塔任務(wù)(the Tower of London test,ToL)[8]和連線任務(wù)(the Trailmaking test,TMT)[7]分別測量執(zhí)行功能包含的兩個主要成分，即問題解決能力和認(rèn)知靈活性。主試為心理學(xué)專業(yè)研究生，均經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)。倫敦塔任務(wù)是測量問題解決能力的一個經(jīng)典范式，主要程序是：依次要求被試分別完成兩步、四步和五步倫敦塔任務(wù)，考察指標(biāo)是被試完成任務(wù)的時間。連線任務(wù)是測查認(rèn)知靈活性的一個經(jīng)典范式，該任務(wù)分為A、B兩部分，主要程序是：A部分中22個數(shù)字(1～22)隨機(jī)分布寫在一張8×11 cm的紙張上，要求被試對這些數(shù)字按照大小順序依次連線；而在B部分，紙張上則包含了數(shù)字1～11和字母A～K，要求被試在數(shù)字1～11和字母A～K之間進(jìn)行持續(xù)轉(zhuǎn)換地連線(即1-A-2-B-3-C，如此繼續(xù))。考察指標(biāo)是被試完成任務(wù)的時間。以所選擇的兩部分內(nèi)容分別作為執(zhí)行功能的兩個維度，進(jìn)行驗(yàn)證性因子分析，結(jié)果表明，兩因子模型擬合良好，χ2/df=1.63，NNFI=0.91，CFI=0.95，GFI=0.83，RMSEA=0.077。倫敦塔任務(wù)和連線任務(wù)的Cronbach's α分別為0.73、0.74。

1.2.3學(xué)業(yè)成績的測量從班主任處收集被試語文、數(shù)學(xué)、英語期中、期末兩次考試成績，計(jì)算各科兩次考試成績的平均分，并轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)分，以各科標(biāo)準(zhǔn)分作為學(xué)業(yè)成績的3個維度，進(jìn)行驗(yàn)證性因子分析，結(jié)果表明，三因子模型擬合良好，χ2/df=2.31，NNFI=1.01，CFI=0.94，GFI=0.87，RMSEA=0.074。

1.3統(tǒng)計(jì)處理

本研究采用SPSS 16.0、Lisre 18.8軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析。

2結(jié)果

2.1本研究各變量間的相關(guān)

采用Spearman相關(guān)分析對各變量進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示除10×5往返跑與語文成績、倫敦塔任務(wù)，仰臥起坐與語文成績、英語成績，倫敦塔任務(wù)與立定跳遠(yuǎn)成績相關(guān)不顯著外(P>0.05)，其余各變量間均呈不同程度的顯著相關(guān),見表1。

注：*P<0.05，**P<0.01

2.2小學(xué)兒童體適能、執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成績的結(jié)構(gòu)方程

以學(xué)業(yè)成績?yōu)橐蜃兞?，小學(xué)兒童體適能為自變量，執(zhí)行功能為中介變量，構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型(模型1)，即執(zhí)行功能在小學(xué)兒童體適能與學(xué)業(yè)成績關(guān)系間的部分中介模型,見圖2。模型1的數(shù)據(jù)擬合結(jié)果見表2。從表2結(jié)果可以看出，模型的各項(xiàng)擬合指數(shù)較好。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，小學(xué)兒童體適能對于學(xué)業(yè)成績的直接路徑不顯著，即GA2 1=-0.13，t=1.34。因此對模型1進(jìn)行修改，刪除體適能與學(xué)業(yè)成績路徑得到模型2，即執(zhí)行功能在小學(xué)兒童體適能與學(xué)業(yè)成績關(guān)系間的完全中介模型,見圖3。模型2的各項(xiàng)擬合指數(shù)也較好,見表2。通過嵌套模型的比較，模型2增加了1個自由度，△χ2(1)=2.66，卡方值并沒有顯著增加(P>0.05)，表明模型2和模型1擬合程度差不多，但是模型2比模型1更簡潔，因此選擇模型2更為合理。

從圖3可知，體適能對學(xué)業(yè)成績不存在直接影響，執(zhí)行功能對學(xué)業(yè)成績的正向預(yù)測作用顯著，路徑系數(shù)為0.93(t=6.74，P<0.05)，表明執(zhí)行功能在體適能和學(xué)業(yè)成績關(guān)系中起著完全中介作用，中介效應(yīng)值為0.93×0.46=0.42。

3討論

學(xué)校和家庭應(yīng)該采取怎樣的措施提高小學(xué)兒童的學(xué)業(yè)成績？本研究結(jié)果表明，體適能和小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績存在顯著的正相關(guān)，諸如立定跳遠(yuǎn)、仰臥起坐和10×5米往返跑等體育運(yùn)動成績能夠顯著正向預(yù)測小學(xué)兒童的語文、數(shù)學(xué)和英語成績。這與以往研究一致[3-4,17]。由于教師與家長過于關(guān)注學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，導(dǎo)致忽視學(xué)生運(yùn)動素質(zhì)的培養(yǎng)，很多學(xué)校把體育課改為文化課，家長也對子女的課外運(yùn)動加以限制，這些做法不僅造成學(xué)生體適能水平的下降，而且也將使得學(xué)生對于學(xué)習(xí)的興趣下降。因此，學(xué)校應(yīng)多開展學(xué)生的體育運(yùn)動活動，家長也應(yīng)帶領(lǐng)子女保持良好的運(yùn)動習(xí)慣，從而促進(jìn)兒童的學(xué)業(yè)成績的提高。

那么，體適能與小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績的內(nèi)部作用機(jī)制如何呢？本研究將執(zhí)行功能作為中介變量引入體適能與學(xué)業(yè)成績的關(guān)系中，構(gòu)建小學(xué)兒童體適能、執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成績的結(jié)構(gòu)方程模型。研究發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能在體適能與學(xué)業(yè)成績關(guān)系中起著完全中介作用。由此可見，體適能對小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績不存在直接影響，它完全通過影響執(zhí)行功能間接影響其學(xué)業(yè)成績。也就是說，小學(xué)兒童的體適能水平越高，則其執(zhí)行功能水平也越高，從而促進(jìn)學(xué)業(yè)成績的提高。研究發(fā)現(xiàn)，長期進(jìn)行有氧鍛煉的個體，能夠通過增加腦血流量和大腦神經(jīng)遞質(zhì)促進(jìn)前額皮質(zhì)的生長成熟，而前額皮質(zhì)對于個體的執(zhí)行功能具有重要作用[18]。Cassilhas等人[19]研究指出，力量訓(xùn)練能夠增加胰島素樣生長因子I在體內(nèi)的濃度，而胰島素樣生長因子I具有促進(jìn)神經(jīng)元的生長，從而提高執(zhí)行功能水平。小學(xué)兒童的學(xué)習(xí)活動是一項(xiàng)復(fù)雜的認(rèn)知活動，需要學(xué)生具有良好的執(zhí)行功能。Bull等人認(rèn)為，執(zhí)行功能中具有兒童學(xué)習(xí)過程中需要的認(rèn)知組塊，這對于兒童的空間轉(zhuǎn)換能力和記憶能力具有重要作用。由此可見，體適能通過執(zhí)行功能的間接作用，對小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生積極影響。

本研究的結(jié)果對于提高小學(xué)兒童學(xué)業(yè)成績提供了一種思路，即重視小學(xué)兒童的體適能水平，積極開展學(xué)生的體育活動，特別是有氧運(yùn)動。同時對于學(xué)生的執(zhí)行功能也應(yīng)進(jìn)行積極的培養(yǎng)，從而提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績。需要指出的是，本研究采取橫向研究設(shè)計(jì)，對于體適能、執(zhí)行功能與學(xué)業(yè)成績的因果關(guān)系還不能下肯定論斷，今后應(yīng)進(jìn)行縱向研究，以探討三者之間的因果關(guān)系。另外，從路徑系數(shù)來看，體適能借助執(zhí)行功能為中介對學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生的間接影響較大，效應(yīng)值達(dá)到0.42。同時也說明，體適能對學(xué)業(yè)成績的影響還存在其他中介過程來實(shí)現(xiàn)，這也有待于作進(jìn)一步的研究。

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Physical Fitness,Executive Functioning,and Academic Achievement in Primary School Children

Zhong Yunhui,Xiong Qiongping,Tang Hong

Third People's Hospital of Ganzhou,Ganzhou 341000,China

【Abstract】Objective:To explore the relationship between physical fitness,executive functioning and academic achievement in primary school children.Methods:248 primary school children were investigated with standing broad jump,sit-ups,10×5 m shuttle run,the Tower of London test and the Trailmaking test.Their mid-and term grades were also collected.Results:①The results of correlation analysis indicated that,except 10×5 m shuttle run with Chinese and the Tower of London test,sit-ups with Chinese and English,the Tower of London test with standing broad jump,all of the rest factors of physical fitness,executive functioning and academic achievement were significantly positive correlated with each other(P<0.05).②The results of SEM indicated that the effect of physical fitness on academic achievement was fully mediated by executive functioning.Conclusion:The physical fitness and executive functioning have important influence on academic achievement in primary school children.The executive functioning plays a fully mediating role in the relationship between physical fitness and academic achievement.

【Key words】Primary school children;Physical fitness;Executive functioning;Academic achievement

*基金項(xiàng)目：教育部人文社會科學(xué)研究一般項(xiàng)目(編號：12YJA190017)

中圖分類號：R395.6，B844.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-1252(2016)07-1096-05

doi:10.13342/j.cnki.cjhp.2016.07.037

(收稿時間：2016-01-05)

·論著·(發(fā)展心理)