3～6歲幼兒粗大動作與執(zhí)行功能發(fā)展特點及關系研究

楊 碩，李亞夢，付若凡，任園春*，王 歡

兒童早期，每個重要動作的獲得和變化都意味著個體與環(huán)境互動關系的改變。研究證實，粗大動作發(fā)展與身體健康、認知發(fā)育有著十分密切的關系（李靜等，2019；王歡 等，2019；Lubans et al.，2010）。動作發(fā)展是監(jiān)測、評價、診斷個體身心發(fā)展狀況的重要指標（Brown，2013），粗大動作可以預測青少年時期體育活動參與度、身體素質水平甚至是成人期的認知表現（Eric et al.，2014）。早期粗大動作發(fā)展是認知能力的外在表現，并促進幼兒認知能力的復雜化（李紅等，2003）。已有研究發(fā)現，輕微或嚴重運動障礙的兒童表現出認知障礙和學習困難，同樣有認知障礙的兒童也伴有動作發(fā)育遲緩和運動障礙（Dia‐mond，2010）。

執(zhí)行功能（executive function）是指個體負責組織和控制目標導向行為的高級認知加工過程（Banich，2009），包括抑制控制、工作記憶和認知靈活性，旨在計劃、管理和控制個體自身的行為（Diamond，2012）。學齡前幼兒執(zhí)行功能的發(fā)展過程明顯（周兢等，2011），能夠為成年期高級認知功能提供基礎。McClelland等（2013）認為，執(zhí)行功能是兒童早期學習的先決條件，為長期的學業(yè)成就、運動技能提供基礎。Oberer等（2017）以134名幼兒為研究對象，將執(zhí)行功能、視覺整合、身體素質作為預測因子觀察入園后第二年幼兒的學習成績，發(fā)現執(zhí)行功能對后期學習成績的預測具有顯著影響。學齡前兒童執(zhí)行功能的研究能夠更好地揭示兒童的認知和心理發(fā)展特點，為兒童的教育提供實證指導。

動態(tài)系統(tǒng)理論認為，兒童的發(fā)展是多層次的、互動的、雙向的，兒童粗大動作發(fā)展是兒童早期學習的先決條件，可能為長期的學業(yè)成就提供基礎，并以雙向和協同的方式在幼兒中共同發(fā)展（Westendorp et al.，2011）。行為學研究發(fā)現，動作發(fā)育障礙的兒童往往表現出認知困難和執(zhí)行延遲；認知障礙的兒童其動作發(fā)展水平也存在滯后性（Schurink et al.，2012）。教育學研究發(fā)現，學齡前兒童動作水平、執(zhí)行功能的發(fā)展差異可能造成兒童入學后的學習成就差異，粗大動作發(fā)展水平與兒童的數學成績、書寫技能、作文水平呈正相關（柳倩等，2018；Carlson et al.，2013）。此外，從發(fā)展周期來看，3～6歲是兒童多方面發(fā)展的敏感期（佘雙好，2013），動作發(fā)展能力和執(zhí)行功能遵循共同的發(fā)展時間表。

盡管有研究表明，執(zhí)行功能與動作發(fā)展之間可能存在著很強的間接聯系，但是研究多集中在學齡兒童或青少年，或是發(fā)育障礙的兒童。有研究發(fā)現，學齡前兒童的粗大動作與執(zhí)行功能之間存在顯著相關，但其只檢測了粗大動作中的橫向移動、跳遠、單腳跳的位移部分，對物體控制部分卻并沒有檢測（Oberer et al.，2017），或研究結果不一致，如Stockel等（2016）對40名5～6歲兒童的執(zhí)行功能與動作表現進行關系研究，并未發(fā)現幼兒的粗大動作與認知能力之間具有相關關系。因此，本研究擬探索3～6歲幼兒粗大動作與執(zhí)行功能的發(fā)展特點，并進一步分析各子功能之間的關系。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

采用整群抽樣法，選取北京市朝陽區(qū)和豐臺區(qū)兩所幼兒園3～6歲全體學生498名為研究對象（表1）。排除標準為患有骨關節(jié)系統(tǒng)或神經系統(tǒng)疾病影響運動者，以及智商低于90者。測試前與受試兒童監(jiān)護人簽署知情同意書。測試過程中，41名受試對象因各種原因沒有完成全部測試，有效樣本為436，有效率為90.60%。其中，男童217名，平均年齡為（4.38±0.89）歲；女童219名，平均年齡為（4.36±0.88）歲。

表1 研究對象人口學資料Table 1 Demographic Data of Subjects

1.2 研究方法

1.2.1 兒童粗大動作發(fā)展測評

采用兒童大肌肉動作發(fā)展測試第3版（Test of Gross Motor Development-Third Version，TGMD-3）（Ulrich，2016）。該測試量表是美國Dale A.Ulrich博士2013年修訂的第三版，用于評估3～10歲兒童粗大動作發(fā)展水平。包括身體位移能力和物體控制能力兩個部分，共13個基本動作要求。測驗時，由兩名經過培訓的體育專業(yè)研究生根據每個動作是否達到條目規(guī)定標準進行打分，最低0分，最高4分。各項得分相加得到量表總粗分。該測驗在各種文化環(huán)境下均已證實具有較高的信度和效度（李靜等，2007），可以作為評價中國兒童大肌肉動作發(fā)展的測量工具（寧科等，2016）。在本研究中，該量表結果的位移Cronbach’sα系數為 0.781，物控的 Cronbach’sα系數為0.790，具有較好的內部一致性。

1.2.2 執(zhí)行功能評價

采用學齡前兒童執(zhí)行功能行為評定問卷（Behavior Rating Scale of Executive Function Preschool Version，BRE‐IF-P）BRIEF-P父母版（Spiegel et al.，2016），該量表適用于2～5歲11個月大的兒童，通過父母報告兒童的行為是否存在問題來評價兒童日常生活中的執(zhí)行功能，分為抑制、轉換、情感控制、工作記憶、組織計劃5個因子；抑制自我控制指數、認知靈活指數、元認知指數3個維度。各條目按1（從不）～3（經常）級評分，評分越高，所反映的執(zhí)行功能受損越嚴重，呈負相關關系。具有較好的信效度（信度為0.60～0.69，效度為0.71～0.89），可以作為中國學齡前兒童執(zhí)行功能的評估工具（魏威等，2018）。在本研究中，抑制自我控制指數的Cronbach’sα系數為0.750，認知靈活指數Cronbach’sα系數為0.781，元認知指數Cronbach’sα系數為0.831，具有較好的內部一致性。

1.3 統(tǒng)計學處理

使用SPSS 21.0版對所測得的數據進行統(tǒng)計學分析，對受試者的粗大動作得分以及執(zhí)行功能進行單因素方差分析，檢驗年齡和性別的差異。利用皮爾遜雙側相關分析了不同年齡段、不同性別受試者的身體位移、物體控制、粗大動作發(fā)展與抑制控制、轉換、情感控制、工作記憶、組織計劃以及執(zhí)行功能之間的兩兩相關性。最后，通過控制年齡和性別變量，以粗大動作總分為自變量，執(zhí)行功能總分以及抑制得分為因變量進行多層線性回歸分析。在進行分析之前，驗證了正態(tài)分布、線性和方差齊性。檢驗水準P=0.05。

2 結果

2.1 3～6歲幼兒粗大動作發(fā)展的性別、年齡特征

從總體上來看，3～6歲幼兒的粗大動作發(fā)展總分、身體位移得分、物體控制得分隨年齡的增長，分數均顯著增加（表2），差異具有統(tǒng)計學意義（F分別為55.18、83.23、95.54，P均＜0.001）；3～6歲幼兒的粗大動作發(fā)展總分、身體位移得分不存在顯著的性別差異（F分別為8.97、3.20，P＞0.05），但男、女童在物體控制得分上存在顯著的性別差異，男童的物體控制能力優(yōu)于女童（F=24.22，P＜0.001）。從不同年齡段的性別差異來看，在身體位移方面，雖然男、女童差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但早期3.0～4.5歲女童的成績優(yōu)于男童，4.5～6.0歲后男童的成績優(yōu)于女童；在物體控制能力方面，除4.5～6.0年齡段外，其余各年齡段男童的物體控制能力均優(yōu)于女童（P＜0.05）。

表2 3～6歲幼兒粗大動作發(fā)展水平的年齡、性別特征分析Table 2 Analysis of Age and Sex Characteristics of Gross Movement Development Level of 3 to 6 Years Old Children M±SD

2.2 3～6歲幼兒執(zhí)行功能的年齡、性別特征

執(zhí)行功能發(fā)展水平越高，評分越低（表3）。從總體上看，3～6歲幼兒執(zhí)行功能水平及其各子功能隨年齡的增加水平提升，差異具有統(tǒng)計學意義（F分別為12.84、6.94、2.7、5.16、2.71、9.52，P＜0.05），符合執(zhí)行功能評定量表根據年齡、性別不同的標準值變化范圍，整體上呈現隨年齡的增長，執(zhí)行功能得分降低，發(fā)展水平提升的趨勢。3～6歲幼兒在執(zhí)行功能及其各子功能上皆不存在顯著的性別差異（P＞0.05）；從不同年齡段的性別差異來看，3.0～5.0歲女童的執(zhí)行功能及其各子功能優(yōu)于男童（P＞0.05），5.0～6.0歲后男童在執(zhí)行功能、抑制功能上優(yōu)于女童，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表3 3～6歲幼兒執(zhí)行功能水平的年齡、性別特征分析Table 3 Analysis of Age and Sex Characteristics of Executive Function Level of 3 to 6 Years Old Children M±SD

2.3 3～6歲不同年齡段、不同性別幼兒粗大動作發(fā)展與執(zhí)行功能的相關分析

從總體上，3～6歲各年齡段兒童粗大動作總分、身體位移、物體控制與執(zhí)行功能總分、抑制能力、轉換能力、情感控制均呈非常顯著的負相關關系（P＜0.001），與工作記憶、組織計劃呈負相關關系（P＜0.05；表4）。其中，粗大動作總分、身體位移、物體控制均與抑制呈中到強相關（r=-0.461～-0.753，P＜0.001），粗大動作發(fā)展總分、身體位移、物體控制與轉換、情感控制、工作記憶、組織計劃呈弱到中等強度相關（r＜=-0.4，P＜0.05）。進一步考察各個年齡段下兒童粗大動作發(fā)展與執(zhí)行功能及各子功能之間的相關性，粗大動作、身體位移、物體控制均與轉換、情感控制、工作記憶以及組織計劃在各個年齡段中均呈弱相關關系（r＜0.6），但與抑制呈中到強相關關系（r＞0.4）。

表4 3～6歲幼兒不同年齡段粗大動作發(fā)展能力與執(zhí)行功能的相關分析Table 4 Correlation Analysis between Gross Movement Development Ability and Executive Function of 3 to 6 Years Old Children in Different Age Groups

3～6歲男童的粗大動作總分、身體位移、物體控制與抑制得分均呈負中度相關（r=-0.408～-0.572，P＜0.001），與執(zhí)行功能總分、轉換能力、情感控制呈負弱相關關系（r＜=-0.4，P＜0.001），與工作記憶、組織計劃無相關關系（P＞0.05；表5）。3～6歲女童的粗大動作總分、身體位移、物體控制與抑制呈負弱到中度相關（r=-0.373～0.418，P＜0.001），與執(zhí)行功能總分、轉換能力、情感控制呈負弱相關關系（r＜=-0.4，P＜0.001），與組織計劃無相關關系（P＞0.05）。

表5 3～6歲幼兒不同性別粗大動作發(fā)展能力與執(zhí)行功能的相關分析Table 5 Correlation Analysis between Gross Movement Development Ability and Executive Function of 3 to 6 Years Old Children in Different Gender Groups

鑒于3～6歲幼兒粗大動作與執(zhí)行功能尤其與其抑制功能之間存在非常顯著相關，為進一步探析粗大動作對執(zhí)行功能以及抑制功能的影響，本研究以執(zhí)行功能總分、抑制功能得分為因變量（表6），在第一個模型中以年齡和性別為自變量，在第二個模型中加入粗大動作發(fā)展總分進行多元線性回歸分析，粗大動作發(fā)展總分對執(zhí)行功能總分（調整后的R2=0.19，P＜0.001）具有預測作用，其解釋率為23.1%。具體來看粗大動作發(fā)展總分每變化1個單位，執(zhí)行功能總分會變化-0.59個標準差。粗大動作發(fā)展總分對抑制功能（調整后的R2=0.58，P＜0.001）具有預測作用，其解釋率為40.2%，即粗大動作總分每變化1個單位，抑制功能得分會變化-0.957個標準差。由此可見，粗大動作總分對抑制功能的預測作用更強。

表6 3～6歲幼兒粗大動作發(fā)展與執(zhí)行功能的多重線性回歸分析Table 6 Multiple Linear Regression Analysis of Gross Movement Development and Executive Function in Children Aged 3 to 6

3 討論

本研究主要探析3～6歲幼兒的粗大動作是否與執(zhí)行功能具有相關關系，并分析不同年齡段、不同性別學齡前正常兒童的粗大動作與執(zhí)行功能的特征差異。

3.1 3～6歲幼兒粗大動作與執(zhí)行功能發(fā)展特征分析

本研究顯示，隨著年齡的增長，各年齡段學齡前兒童的身體位移能力、物體控制能力、粗大動作發(fā)展總體水平具有顯著差異，且整體上呈線性增長的趨勢，這與王歡等（2019）、Vlahov等（2014）、全勝（2011）的研究結果相一致。兒童粗大動作的發(fā)展與年齡有關，但不是由年齡決定的，而是會受先天發(fā)育和后天練習經驗的交互影響，因此可能會導致兒童粗大動作發(fā)展速率的不同。加之，當前國內的研究主要以橫斷面研究設計為主，個體發(fā)展速率差異較大。隨著年齡的增長，兒童的身體機能得到提高，身體素質水平以及運動技能不斷成熟，同時對于運動技能的學習會促進動作發(fā)展水平的提高。本研究限于篇幅，未對每項粗大動作發(fā)展特點加以討論，相關數據將在其他報告中深入分析。

本研究發(fā)現，3～6歲幼兒的粗大動作發(fā)展總分、身體位移能力不存在顯著的性別差異，但是男、女童在物體控制能力上存在顯著的性別差異，男童的物體控制能力優(yōu)于女童。這與李靜等（2019）的學齡前男童操控技能顯著好于女童的結論相一致。但與Barnett等（2017）得出的性別無論對身體位移能力還是物體控制能力得分均沒有顯著差異的研究結果存在分歧。Legear等（2012）認為，出現性別上的差異可能歸因于社會文化與環(huán)境、身體活動度等因素的影響。在兒童早期，粗大動作發(fā)展與身體活動水平之間呈弱到中等程度相關，到兒童中期和后期，二者之間呈弱到高度相關（Logan et al.，2015；Robinson et al.，2015）。Banich（2009）對粗大動作發(fā)展與身體活動水平進行跟蹤研究，發(fā)現兒童時期的物體控制能力能夠預測青少年時期的身體活動度水平。家庭環(huán)境對兒童的認知發(fā)展有重要影響，兒童粗大動作發(fā)展也會受到家庭環(huán)境的影響。Cools等（2011）發(fā)現，父母的受教育程度、父親的身體活動水平、家長對兒童運動價值的高度認知都對兒童的粗大動作發(fā)展水平有積極影響。但本研究并未對被試的練習經驗、身體活動水平以及家庭環(huán)境等可能因素進行調研，這也為未來的研究指明另一個方向。

在執(zhí)行功能方面，隨著年齡的增長，3～6歲幼兒的執(zhí)行功能（總）以及各子功能的變化具有統(tǒng)計學意義。符合執(zhí)行功能行為評定量表根據年齡、性別不同規(guī)定的標準值范圍，總體上呈現出隨年齡的增長，執(zhí)行功能水平提高。Libertus等（2017）認為，隨著年齡的變化，執(zhí)行功能各子功能之間的關系發(fā)生變化。Best等（2010）認為，3歲認知轉換才真正意義上得到發(fā)展，4～5歲是發(fā)展的集中期，3歲兒童在認知轉換任務測試上完成度較低，4歲部分兒童能夠完成兩個維度的轉換，5歲兒童基本能夠完成兩個維度轉換。Blakey等（2016）通過對2～4歲兒童執(zhí)行功能的加工策略進行研究，發(fā)現大多數2歲兒童采用混合性加工策略，4歲兒童能夠采用精準的轉換加工策略，加工策略隨著年齡增長不斷分化。在執(zhí)行功能的各子功能方面，3～6歲學齡前兒童執(zhí)行功能的各子功能發(fā)展存在差異性，發(fā)展速率并不完全相同。從不同年齡段的性別差異看，3～5歲女童執(zhí)行功能水平均優(yōu)于男童，女童早期的抑制能力、轉換能力優(yōu)于男童，但在5歲后男童執(zhí)行功能水平、抑制能力水平超過女童。Houwen等（2017）以BRIEF-P作為執(zhí)行功能測試工具，卻發(fā)現性別與執(zhí)行功能及各子功能無顯著相關。Mileva等（2015）認為，女童在抑制控制方面顯著優(yōu)于男童，但是在工作記憶方面男、女童并沒有顯著差異，這與本研究在抑制控制方面的結果相一致。綜上，學齡前兒童執(zhí)行功能的發(fā)展受到多種因素的影響，年齡、性別均在一定程度上影響執(zhí)行功能的發(fā)展。

3.2 幼兒粗大動作發(fā)展水平與執(zhí)行功能的相關關系分析

本研究發(fā)現，3～6歲幼兒粗大動作發(fā)展能力（總）與抑制能力具有非常顯著的相關關系，呈負中到強相關，與執(zhí)行功能、轉換、情感控制、工作記憶、組織計劃呈負低到中度相關。有研究認為，執(zhí)行功能是更高級的認知過程，對思維以及動作的控制具有重要作用（Carlson et al.，2013）。Wu等（2017）對96名嬰兒的動作能力與執(zhí)行功能進行持續(xù)3年的縱向研究，發(fā)現2歲時嬰兒粗大動作發(fā)展好的兒童其抑制能力也表現較好。Cook等（2019）對南非低收入地區(qū)學齡前兒童的執(zhí)行功能與運動技能的關系進行研究，發(fā)現粗大動作發(fā)展與抑制和工作記憶具有明顯相關關系。Rigoli等（2012）對幼兒動作發(fā)展能力與執(zhí)行功能的工作記憶和抑制能力進行研究，在控制年齡以及潛在的注意缺陷與多動障礙（attention deficit and hyperac‐tivity disorder，ADHD）后，發(fā)現動作發(fā)展能力與二者具有相關關系。本研究還發(fā)現，3～6歲男、女童在粗大動作發(fā)展、身體位移、物體控制與抑制能力的相關程度上存在顯著的性別差異，男童呈中度相關，女童呈弱到中度相關。性別對二者間相關程度的影響可能是由于身體發(fā)育和后天練習的交互影響導致的。

本研究表明，在多元分析下年齡、性別對學齡前兒童執(zhí)行功能無顯著預測作用，粗大動作發(fā)展水平對學齡前兒童的執(zhí)行功能尤其是抑制能力具有預測作用，這與Wassenberg等（2016）的研究結果相一致。關于兒童動作發(fā)展水平與執(zhí)行功能（總）以及抑制功能的相關關系及預測作用究其原因可能在于：首先，有研究發(fā)現粗大動作發(fā)展能力與執(zhí)行功能之間在神經基質（前額葉皮質、小腦）方面緊密結合（Diamond，2000；Hanakawa，2011）。動作的執(zhí)行涉及運動皮質、腦干、小腦等腦的局部區(qū)域的活動，更與多個區(qū)域緊密相關，如大腦前額葉、頂葉、顳葉、丘腦、邊緣系統(tǒng)等，執(zhí)行功能是由前額葉、頂葉、前扣帶回、皮層下結構（基底節(jié)、丘腦、小腦）組成的皮層——皮層下網絡等多個腦區(qū)協同作用的結果，二者之間有潛在的、共同的神經生理機制。對伴有動作發(fā)育障礙兒童與正常兒童的執(zhí)行功能的研究發(fā)現，ADHD兒童的前額葉含氧血紅蛋白含量激活水平較低（Checklman et al.，2010）。有研究表明，身體活動尤其是動作能力的提升具有改變兒童腦結構（包括腦質量的變化、皮層厚度的變化、不同腦區(qū)溝回面積的改變等）、腦功能（相關腦區(qū)激活水平的改變和腦功能網絡聯結的變化）的能力，能改善兒童腦的可塑性。陳愛國等（2018）在運動干預對聾啞兒童執(zhí)行功能及腦灰質體積的影響中發(fā)現，運動干預可以改善聾啞兒童執(zhí)行功能，其神經機制涉及右側小腦前部灰質體積減小，由此可見，動作發(fā)展與執(zhí)行功能發(fā)展在腦區(qū)上有功能發(fā)展的相關性。其次，兒童動作的發(fā)展并不僅僅是動作技能結果的呈現，動作的執(zhí)行是全面信息加工的過程，涉及感覺輸入、信息接收、對信息的解釋和決策（動作計劃）以及外顯的動作反應，對計劃、組織、抑制、記憶、協調以及監(jiān)控等有較大的要求（Townsend et al.，2007）。同樣，對于執(zhí)行功能而言，個體在執(zhí)行計劃之前會構建一個指定序列事件的內容和心理計劃，在執(zhí)行過程中集中注意、排除干擾，記住并保持信息，靈活切換規(guī)則并進行自我監(jiān)控。由此可以看出，動作發(fā)展與執(zhí)行功能有明顯的內在重疊過程。有研究表明，具有學習、行為障礙的兒童也正是在這種心理準備的過程中存在缺陷差異，抑制控制缺陷被認為是ADHD兒童的核心缺陷，Roelofs等（2015）認為，ADHD伴行為問題兒童的抑制控制最弱，而典型ADHD兒童則存在更多的延遲問題。Skogan等（2014）通過對3歲ADHD兒童和對立違抗障礙（oppositional defiant disorder，ODD）兒童的執(zhí)行功能進行研究，發(fā)現典型ADHD和伴ODD的ADHD兒童均在抑制控制表現上存在顯著差異。高水平的動作控制能力對運動單元的募集與激活、運動知覺整合、主動肌與被動肌的協同有著更高的要求（Stod‐den et al.，2014），同樣高水準的執(zhí)行功能表現對抑制能力、轉換能力、工作記憶、組織計劃、情感控制有著更為復雜更為高級的認知神經要求。粗大動作以及執(zhí)行功能的發(fā)展在兒童的整個成長過程中有著不可替代的作用，粗大動作發(fā)展能力可以預測執(zhí)行功能水平，因此提升學齡前兒童的動作發(fā)展水平，改善執(zhí)行功能區(qū)域的腦容量（Chaddock et al.，2010），改善大腦的運動模式（Heyman et al.，2013），提升認知水平（Pontifex et al.，2011），為兒童的身體活動、學習能力以及認知水平的提升提供更多可能。

4 結論

1）3～6歲幼兒粗大動作發(fā)展能力以及執(zhí)行功能水平隨年齡的增長而提高，男童的物體控制能力優(yōu)于女童。

2）3～6歲幼兒的粗大動作（總）、位移動作、物控動作與執(zhí)行功能（總）、轉換能力、情感控制、工作記憶、組織計劃均呈低到中度負相關，與抑制存在中到強相關。男童粗大動作與抑制功能發(fā)展水平的相關程度比女童更高；粗大動作能力可預測幼兒的執(zhí)行功能尤其是抑制功能水平。