淺談身體活動、體適能對兒童青少年認(rèn)知能力和學(xué)業(yè)成績的影響研究

余延平 王勝豪 婁底瀟湘職業(yè)學(xué)院

只有擁有強(qiáng)健體魄，才可以積極開展行動。但是目前，不只是我國，全球當(dāng)中的青少年兒童，皆面臨缺乏身體活動這一問題，且青少年兒童的體力以及體質(zhì)也在逐漸下降。通過研究課題發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)兒童青少年的日常運(yùn)動量并未達(dá)標(biāo)，我國有超過九成的兒童青少年缺乏開展身體活動。而青少年開展日常鍛煉不僅可以使自身的身體素質(zhì)得到加強(qiáng)，同時(shí)且有利于促進(jìn)兒童青少年的心智發(fā)展，更好地塑造青少年兒童的人格。

一、身體活動、認(rèn)知能力與學(xué)業(yè)成績的概述

兒童青少年身體活動是指通過收縮骨骼肌，而使得青少年體內(nèi)產(chǎn)生能量消耗，日常身體鍛煉以及強(qiáng)身健體活動皆屬于這一范疇。認(rèn)知能力則是指青少年兒童通過人腦加工信息以及提取信息和儲存信息的能力，包括其注意力以及思維發(fā)展能力等方面的內(nèi)容，皆是構(gòu)成青少年兒童成績表現(xiàn)以及學(xué)業(yè)表現(xiàn)的基礎(chǔ)內(nèi)容。當(dāng)前學(xué)界的關(guān)注焦點(diǎn)則為體育鍛煉與青少年學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力之間的關(guān)系，并對其開展重點(diǎn)研究。

雖然人們在早些時(shí)期已經(jīng)了解開展身體活動對于自身發(fā)展的益處，但是“身體活動對于兒童青少年認(rèn)知能力以及學(xué)業(yè)表現(xiàn)產(chǎn)生的影響”這一課題內(nèi)容，直到1967年才開始對其進(jìn)行研究。一些學(xué)者在1995年針對過去三十年的研究內(nèi)容開展總結(jié)，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)開展體育鍛煉，對于兒童青少年的學(xué)業(yè)表現(xiàn)以及認(rèn)知能力等皆產(chǎn)生積極作用。但是前期對于這一內(nèi)容所開展的研究，數(shù)量相對較少，并且缺乏完善的理論體系，所采用的研究方式也較為單一。但是在近十年以來，神經(jīng)學(xué)科獲得高速發(fā)展，心理學(xué)科以及體育學(xué)科等逐漸融合發(fā)展，學(xué)科研究成果呈現(xiàn)爆炸式增長。當(dāng)前研究數(shù)據(jù)逐漸增多，皆表明兒童青少年開展體育鍛煉，會對其學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力產(chǎn)生積極作用。體育鍛煉對于兒童青少年的學(xué)業(yè)成績之間具有直接聯(lián)系，會推動兒童青少年健康發(fā)展。而于學(xué)習(xí)成績而言，其呈現(xiàn)方式通常為分?jǐn)?shù)以及等級，學(xué)校在對兒童青少年的學(xué)業(yè)成績開展測量之時(shí)，通常使用科目考試的評估方式，這也是目前最佳的學(xué)習(xí)成績評估方式。學(xué)業(yè)成績則表示青少年兒童的績效結(jié)果，在教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。在學(xué)校系統(tǒng)當(dāng)中，通常會對認(rèn)知目標(biāo)開展定義，通過制定這些認(rèn)知目標(biāo)，不僅可以把學(xué)生的批判性思維反映出來，同時(shí)可以幫助青少年兒童獲得特定知識領(lǐng)域的知識內(nèi)容。但是數(shù)學(xué)成就具有較為廣泛的領(lǐng)域，所包含的教育成果較多，因此這一課題所研究的學(xué)業(yè)成績，則是指青少年兒童對于學(xué)校學(xué)習(xí)任務(wù)的完成程度。

二、體適能整體水平與青少年兒童認(rèn)知能力與學(xué)業(yè)成績之間的關(guān)系

（一）體適能整體水平對青少年兒童認(rèn)知能力與學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生的影響

相關(guān)學(xué)者在觀察一百多名低適能兒童與高適能兒童在完成側(cè)抑制任務(wù)時(shí)的表現(xiàn)時(shí)，適能高的兒童青少年在完成側(cè)抑制任務(wù)時(shí)表現(xiàn)更為良好，其P3 振幅也更高。相關(guān)研究表明，如果兒童的體適能水平較低，那么則會具有較低的反應(yīng)準(zhǔn)確度，如果面對不兼容刺激，會選擇性地做出反應(yīng)，即使做出反應(yīng)，也存在較大缺陷，因此對于低適能兒童青少年所采用的認(rèn)知控制程度需要不斷提升，而適能較高的兒童青少年在這一過程中則會做出更好地表現(xiàn)。通過分析這些研究課題發(fā)現(xiàn)，如果兒童青少年的適能相對較高，那么則會具有很多的注意力資源可以分配，學(xué)業(yè)表現(xiàn)更佳，在認(rèn)知方面也會更加靈活。

（二）體適能構(gòu)成要素對于青少年兒童認(rèn)知能力以及學(xué)業(yè)成績的獨(dú)立作用

心肺適能在體適能的構(gòu)成要素當(dāng)中，所受關(guān)注最多，經(jīng)常與其他體適能構(gòu)成要素區(qū)別開來進(jìn)行研究。心肺適能不僅可以在健康預(yù)測當(dāng)中發(fā)揮重要作用，同時(shí)也會作為一個中介，幫助青少年兒童通過開展身體活動提升自身的學(xué)習(xí)成績以及認(rèn)知能力。心肺適能兒童所顯現(xiàn)的認(rèn)知控制以及關(guān)系記憶任務(wù)更加具有準(zhǔn)確性。在對青少年兒童的肥胖因素以及成長發(fā)育因素進(jìn)行控制之后，可以發(fā)現(xiàn)青少年兒童的心肺因素與其學(xué)習(xí)成績之間的關(guān)系較為密切。肥胖兒童逐漸增多的同時(shí)，學(xué)術(shù)界也更加關(guān)注身體活動對于青少年兒童學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力的影響。相關(guān)學(xué)者認(rèn)為，日常開展身體活動且體重正常、日常睡眠正常且飲食結(jié)構(gòu)合理的青少年兒童，認(rèn)知能力相對更高。而體重較重且缺乏鍛煉、習(xí)慣靜坐的青少年兒童，認(rèn)知能力則相對較低，且注意力和視覺空間技能整體呈現(xiàn)下降的趨勢，學(xué)業(yè)成績也較低，相對于其他兒童而言受教育時(shí)間也較短。而且肥胖因素易于引發(fā)心腦血管疾病，如果青少年在15 歲到18 歲之間可以使心血管保持健康狀態(tài)，那么其在成年之后，則會具有更高的認(rèn)知能力。脂肪在青少見兒童體內(nèi)的分布情況及其自身的內(nèi)臟脂肪，是除脂肪含量之外對其認(rèn)知能力以及學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生影響的更為重要的因素。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)臟脂肪較高的青少年兒童執(zhí)行力相對較低，而體重正常的青少年兒童，其內(nèi)臟脂肪含量與認(rèn)知效率和能力之間呈現(xiàn)正向聯(lián)系，而且內(nèi)臟脂肪對于女性認(rèn)知會產(chǎn)生更為嚴(yán)重的危害。因此，通過開展身體活動，對青少年兒童的體重做出改善，可以更好地提升青少年兒童的學(xué)業(yè)水平以及認(rèn)知能力。通過組織肥胖兒童參與身體活動以及健康課程，對于青少年兒童的視覺空間建構(gòu)能力以及情緒控制能力等各方面都會產(chǎn)生積極作用，也會使其執(zhí)行控制能力得到提升。

（三）體適能要素對于青少年兒童學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力所產(chǎn)生的聯(lián)合作用

如果體適能因素相對健康，則會聯(lián)合影響青少年的認(rèn)知能力以及學(xué)業(yè)水平，通過對青少年兒童開展注意力測試以及運(yùn)動素質(zhì)測試，對其家庭教育和性別以及年齡等各項(xiàng)因素作出調(diào)整之后，發(fā)現(xiàn)青少年的注意力隨著心肺適能提高而提升，但是青少年兒童的脂肪質(zhì)量指數(shù)越高，那么其身體質(zhì)量指數(shù)則會越來越低。青少年的身體健康狀況良好且體重正常，那么注意力水平則會相對較高，皆會具有較高的注意力，如果情況相反，那么其注意力水平則相對較低。通過研究可以發(fā)現(xiàn)心肺適能與注意力和肥胖之間存在聯(lián)系，但是并非獨(dú)立聯(lián)系。如果青少年兒童的心肺適能以及身高體重相對正常，那么這些兒童在數(shù)學(xué)以及語言方面的成績則會相對較高。

三、身體活動和體適能影響青少年兒童學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力的機(jī)制

（一）生物學(xué)機(jī)制

相關(guān)研究表面，身體活動以及體適能會對青少年兒童的多種認(rèn)知能力產(chǎn)生有益影響，這是外周因素以及中樞因素共同產(chǎn)生作用的結(jié)果。外周因素主要包括脂肪細(xì)胞因子以及肝臟因子等內(nèi)容，這些因素可以幫助不同的身體器官開展溝通交流，從而對身體作出調(diào)節(jié)。體重較高的兒童青少年，自身會有較高的促炎細(xì)胞因子，那么會對其神經(jīng)回路造成破壞，同時(shí)青少年兒童的執(zhí)行能力也會因此下降，腦處理速度也會因此得到降低，影響其認(rèn)知控制能力。通過開展身體活動等一系列健康行為，可以對青少年兒童的腦區(qū)域進(jìn)行延長開發(fā)，并激活其腦區(qū)域的相關(guān)功能，但是需要不斷對其生物學(xué)機(jī)制進(jìn)行挖掘。

中樞因素當(dāng)中最為重要的則為大腦，人們在對自身的情緒和思維以及記憶作出控制時(shí)，多依靠大腦當(dāng)中的前額葉皮質(zhì)。對于記憶以及學(xué)習(xí)功能而言，則需要海馬齒狀回發(fā)揮作用。白質(zhì)在神經(jīng)元中的主要作用為提供影響因素，幫助大腦加快自身的傳導(dǎo)速度。從出生至二十歲這幾十年間，是大腦生長發(fā)育的關(guān)鍵階段，有利于重組以及修飾大腦當(dāng)中的功能以及結(jié)構(gòu)。腦結(jié)構(gòu)的變化也是一項(xiàng)重要的中樞因素。在開展運(yùn)動鍛煉之時(shí)，人體當(dāng)中的血流量會增加，對潛在的神經(jīng)元產(chǎn)生刺激，使其可以發(fā)生、突觸建立，從而不斷增強(qiáng)海馬體的突觸可塑性。且其對時(shí)間具有依賴性，即使運(yùn)動已經(jīng)結(jié)束，但是其仍然可以得到延續(xù)。年齡處于九歲到十歲之間的兒童，如果體適能高，那么則會具有較大的雙側(cè)海馬體積以及記憶任務(wù)表現(xiàn)。如果青少年兒童體重較大，則會不斷降低青少年的神經(jīng)細(xì)胞修復(fù)功能，認(rèn)知功能也會隨之降低。腦功能激活的改變也是一項(xiàng)重要的中樞因素。如果在短時(shí)間當(dāng)中開展高強(qiáng)度的有氧運(yùn)動，或者長期開展身體活動干預(yù)，那么則會使兒童青少年的雙側(cè)額葉激活水平得到提升，且降低其后頂葉激活水平。在對兒童青少年開展身體活動干預(yù)之后，會不斷減少其右前額葉皮質(zhì)的FMRI 活動，導(dǎo)致青少年兒童的干擾控制能力降低，注意力也會因此下降，如果青少年日?？梢赃m當(dāng)開展身體活動，會使其前額皮質(zhì)的整體功能得到提升。如果青少年兒童具有較高的心肺適能，那么大腦當(dāng)中的各個區(qū)域則會產(chǎn)生良好連接，對其腦功能做出改善。最后，神經(jīng)營養(yǎng)的變化也會影響兒童青少年的認(rèn)知能力以及學(xué)業(yè)成績。除了運(yùn)動誘導(dǎo)中樞之外，其外周的生長因子也會對其產(chǎn)生影響，使其下游的結(jié)構(gòu)變化以及功能變化產(chǎn)生影響，對神經(jīng)元作出監(jiān)管以及控制，對大腦表達(dá)作出調(diào)節(jié)。

（二）對青少年兒童學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生影響的綜合機(jī)制

在早期階段，研究者大多采用的理論依據(jù)多為倒U 型激勵理論，研究身體活動與體適能對青少年學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力產(chǎn)生的影響。但是在二十世紀(jì)七十年代，學(xué)者針對年齡在九歲至十一歲之間的青少年兒童，開展自行車運(yùn)動實(shí)驗(yàn)，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明無論是開展的自行車運(yùn)動強(qiáng)度是最高還是最低，其表現(xiàn)最差的皆在數(shù)學(xué)方面，但是如果學(xué)生的自行車運(yùn)行水平處于中等水平，那么青少年兒童的數(shù)學(xué)表現(xiàn)則會最佳，這是第一次對運(yùn)動強(qiáng)度與學(xué)業(yè)成績之間的關(guān)系開展分析研究。除了身體活動還有體適能對兒童青少年學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生影響之外，同時(shí)調(diào)節(jié)變量以及中介變量亦會影響其學(xué)業(yè)成績。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，是否會在日常生活開展身體活動，以及青少年兒童的體適能高低等因素，皆會對青少年兒童的學(xué)業(yè)成績產(chǎn)生直接影響。但是還有心理、社會和健康這些中介變量，及青少年兒童的受教育情況還有性別等因素對其發(fā)揮作用。在身體活動中，我們可以通過運(yùn)動訓(xùn)練來促進(jìn)認(rèn)知能力的提高。如：讓孩子們利用課間時(shí)間進(jìn)行簡單游戲，讓他們自己去摸球、拍手；還可鼓勵幼兒多做一些力所能及的小動作等；同時(shí)也要加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度以及興趣愛好和動機(jī)培養(yǎng)方面指導(dǎo)工作。體適能與兒童青少年學(xué)業(yè)成績存在一定關(guān)系，它既是一種心理因素又具有認(rèn)知功能作用。在學(xué)習(xí)方面，身體訓(xùn)練可以幫助學(xué)生提高對知識技能、基本理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容的掌握程度；同時(shí)也要注意培養(yǎng)他們獨(dú)立思考問題以及解決問題能力方面的學(xué)習(xí)。因此我們要從多個視角對其進(jìn)行綜合考察在學(xué)習(xí)方面，體適能與學(xué)生學(xué)業(yè)成績存在一定的關(guān)系，它是一種行為因素，對認(rèn)知能力具有調(diào)節(jié)作用。首先表現(xiàn)在身體活動中運(yùn)動量增加能夠促進(jìn)其感知覺、注意等知覺發(fā)展；其次表現(xiàn)為體適能增強(qiáng)認(rèn)知理解力和控制性訓(xùn)練能夠提高他們的注意力水平；最后則是指兩者之間相互影響

形成了良好默契配合，共同進(jìn)行學(xué)習(xí)過程所產(chǎn)生積極情緒狀態(tài)從而為完成學(xué)業(yè)創(chuàng)造條件。

四、總結(jié)與展望

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，積極鼓勵兒童青少年開展身體活動以及體適能，會對其學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力等各方面產(chǎn)生積極作用，但是仍然需要對這一課題作出更加深入的研究。首先，需要采用更具普遍性以及多樣性的研究對象，研究分析特殊兒童通過身體活動以及體適能是否也會產(chǎn)生同樣的效果。其次，需要更加嚴(yán)格的設(shè)計(jì)研究方法，提升研究水平。在研究身體活動對青少年兒童產(chǎn)生的影響時(shí)，一個核心問題則為身體活動的量-效關(guān)系，因此需要在這一方面開展更加深入的研究。學(xué)校當(dāng)中所開展的體育訓(xùn)練對于兒童青少年而言至關(guān)重要，因此如何合理應(yīng)用學(xué)校體育鍛煉課程，獲得更好地鍛煉效果，將身體活動融合于學(xué)校體育鍛煉當(dāng)中，仍待破題，需要相關(guān)研究人員針對這一情況開展模擬實(shí)驗(yàn)，將身體活動與學(xué)校所開展的系統(tǒng)體育課程結(jié)合起來，使得學(xué)校環(huán)境更加健康，以此來幫助兒童青少年通過開展身體活動以及體適能來提升自身的認(rèn)知能力以及學(xué)業(yè)成績。

綜上，兒童青少年通過適當(dāng)開展身體活動，改善自身的體適能，那么則可以提升自身的認(rèn)知水平，實(shí)現(xiàn)腦健康。如果兒童青少年疏于鍛煉，體適能較低，那么則不利于其學(xué)業(yè)成績以及認(rèn)知能力的發(fā)展提升。相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)開發(fā)更多易于促進(jìn)腦發(fā)育的身體活動，幫助兒童青少年實(shí)現(xiàn)健康成長、健康發(fā)展。