不同運(yùn)動(dòng)方式對(duì)小學(xué)高段學(xué)生行為抑制能力的對(duì)比研究

韓富強(qiáng) 覃朝玲 熊黎 袁滿

(1.重慶市育英小學(xué) 重慶 400030;2.西南大學(xué)體育學(xué)院 重慶 400715;3.重慶市樹(shù)人小學(xué) 重慶 400030)

行為抑制是大腦執(zhí)行功能的核心子成分［1］，是個(gè)體對(duì)自身不恰當(dāng)?shù)臎_動(dòng)行為模式的抑制控制，也就是說(shuō)行為抑制是人們控制自身行為和情緒的能力，對(duì)個(gè)體發(fā)展有著重要的意義。有學(xué)者認(rèn)為，良好的行為抑制能力是個(gè)體作出正確行為決策的前提［2-3］。中小學(xué)階段是個(gè)體大腦發(fā)展的黃金時(shí)期，也是個(gè)體行為抑制能力發(fā)展的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)階段研究證明，青少年行為抑制能力對(duì)自我調(diào)節(jié)、社會(huì)情感、學(xué)習(xí)能力都有著至關(guān)重要的作用［4-6］。那么如何有效提升青少年行為抑制能力，幫助兒童青少年建立良好的行為模式，受到了越來(lái)越多研究者的關(guān)注。

大量研究指出，運(yùn)動(dòng)不僅與兒童青少年身體健康相關(guān)，還與青少年大腦發(fā)育和認(rèn)知能力發(fā)展存在密切關(guān)系［7］，有效的體育鍛煉對(duì)兒童青少年行為抑制能力有著積極的影響［8］。楊寧等人通過(guò)10周的定向運(yùn)動(dòng)練習(xí)干預(yù)，發(fā)現(xiàn)兒童的抑制、刷新、轉(zhuǎn)換等能力均有顯著提升［9］。江大雷對(duì)一組4～6歲的兒童進(jìn)行8周的足球干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)兒童的抑制能力提升明顯［10］。急性運(yùn)動(dòng)干預(yù)同樣具有提升作用，Hillman 等人對(duì)20名9～11歲的兒童進(jìn)行20 min的短時(shí)跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后對(duì)其進(jìn)行執(zhí)行功能的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)被試的注意力和執(zhí)行控制能力有所改善［11］。解超的一項(xiàng)Meta 分析論證了短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)我國(guó)兒童執(zhí)行能力具有明顯的提升作用［12］。有效的體育鍛煉對(duì)于特殊兒童的行為抑制能力同樣具有積極作用，王琛等人發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)能有效改善超重兒童的行為抑制能力［13］。李煥玉等人認(rèn)為，一次性不同時(shí)長(zhǎng)的中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)超重兒童的抑制能力提升明顯［14］，有效的運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)注意缺陷多動(dòng)障礙兒童的抑制能力同樣具有改善作用［15-16］。

但以往的研究中，研究焦點(diǎn)多集中于運(yùn)動(dòng)任務(wù)本身的定量特征，如運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度、頻率、持續(xù)時(shí)間、干預(yù)長(zhǎng)度等，對(duì)于運(yùn)動(dòng)本身的定性特征（運(yùn)動(dòng)的類(lèi)型）研究較為欠缺［17］。根據(jù)運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的特點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)可分為連續(xù)性和間斷性運(yùn)動(dòng)、大肌群和小肌群運(yùn)動(dòng)、器械與徒手運(yùn)動(dòng)、開(kāi)放式和封閉式運(yùn)動(dòng)［18］。在測(cè)試任務(wù)的選擇上，以往研究多采用Go/Nogo 任務(wù)［19］、Stop signal 任務(wù)［20］和雙選擇oddball任務(wù)，三者都是經(jīng)典的行為抑制范式之一，但相比于前者，雙選擇oddball 任務(wù)更能誘發(fā)個(gè)體的自發(fā)抑制且能夠記錄被試的標(biāo)準(zhǔn)刺激反應(yīng)時(shí)，受到了越來(lái)越多研究者的認(rèn)可［21］。

綜上可知，該研究根據(jù)需求并結(jié)合實(shí)際情況，選取開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)（籃球）和封閉式運(yùn)動(dòng)（田徑）作為運(yùn)動(dòng)本身的定性特征，采用雙選擇oddball任務(wù)作為實(shí)驗(yàn)范式，橫向比較不同運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下小學(xué)高段（水平三）學(xué)生行為抑制能力的差異，從而進(jìn)一步豐富相關(guān)研究，并為中小學(xué)生今后體育運(yùn)動(dòng)選擇和搭配提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 被試選取

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要并結(jié)合實(shí)際情況，將被試分為籃球組、田徑組、對(duì)照組，每組40 人，男20、女20，共計(jì)120人，并在重慶市沙坪壩區(qū)選取兩所小學(xué)進(jìn)行被試篩選，被試需滿足以下條件：被試選取水平三小學(xué)高段學(xué)生；籃球和田徑組成員需訓(xùn)練滿一年及以上且不參與其他體育活動(dòng)，對(duì)照組成員除每周體育課外不參與其他體育培訓(xùn)；視力或矯正視力正常；無(wú)色盲色弱；智力水平正常；BMI 值在正常區(qū)間；均為右利手（人口學(xué)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1）。

表1 被試的人口學(xué)特征(n=20)

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)為2（標(biāo)準(zhǔn)刺激、偏差刺激）×2（男、女）×3（籃球組、田徑組、對(duì)照組）混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，自變量為組間差異，因變量為偏差刺激、標(biāo)準(zhǔn)刺激的反應(yīng)時(shí)和正確率（具體實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1）。

圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程圖

1.3 實(shí)驗(yàn)程序

本實(shí)驗(yàn)選取雙選擇oddball 任務(wù)，并通過(guò)Eprime3.0 軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)程序的編寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)分為練習(xí)和正式測(cè)試兩階段，練習(xí)階段共10 次（trail），分8 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激和2個(gè)偏差刺激。若被試練習(xí)正確率達(dá)90%以上，則正式進(jìn)行測(cè)試，否則繼續(xù)練習(xí)。正式測(cè)試階段分為2組（block），每組包含60次標(biāo)準(zhǔn)刺激（standard stimuli）和15次偏差刺激（deviant stimuli），二者比例4∶1。所有刺激均由兩種動(dòng)物圖片構(gòu)成，如圖2和圖3所示。

圖2 練習(xí)測(cè)試刺激

圖3 正式測(cè)試刺激

練習(xí)測(cè)試階段，刺激圖片如圖2 所示。兩只老虎毛色不同，背景顏色、大小保持一致。標(biāo)準(zhǔn)刺激：黃色老虎。偏差刺激：白色老虎。

正式測(cè)試階段，刺激圖片如圖3 所示。兩匹馬顏色、方向不同，背景色、圖片大小保持一致。標(biāo)準(zhǔn)刺激：黑馬。偏差刺激：白馬。

如圖4所示，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，要求被試坐在距離電腦屏幕約0.8 m 的位置，水平和垂直視角約6°，并告知被試盡可能準(zhǔn)確且快速的做出相應(yīng)按鍵反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，屏幕上，首先呈現(xiàn)500 ms 的注視點(diǎn)“+”；隨后出現(xiàn)300～500 ms 的隨機(jī)空屏；之后再隨機(jī)出現(xiàn)一幅1000 ms的刺激圖片；當(dāng)被試按鍵后，刺激圖片隨之消失。至此，結(jié)束一個(gè)完整的trail。接下來(lái)，重復(fù)以上流程操作，直至完成測(cè)試。

圖4 雙選擇oddball任務(wù)任務(wù)流程示意圖

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

首先運(yùn)用E-prime 3.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的前后測(cè)行為學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，將被試的練習(xí)階段數(shù)據(jù)剔除，平均單個(gè)被試的反應(yīng)時(shí)和正確率，并將每一位被試的反應(yīng)時(shí)和正確率數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel 2021當(dāng)中，最后復(fù)制到SPSS 21.0 中進(jìn)行分析。分析的具體方法是對(duì)被試的標(biāo)準(zhǔn)刺激和偏差刺激的反應(yīng)時(shí)和正確率指標(biāo)進(jìn)行2（男、女）×2（標(biāo)準(zhǔn)刺激、偏差刺激）×3（籃球組、田徑組、對(duì)照組）的重復(fù)測(cè)量方差分析，并對(duì)不滿球形檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量采用Greenhouse Geisser 法矯正自由度和P值，事后比較采用LSD法，將P＜0.05視為差異顯著。

2 研究結(jié)果

2.1 正確率統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

通過(guò)正確率的重復(fù)測(cè)量方差分析發(fā)現(xiàn)：刺激類(lèi)型主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，114）=246.96，P＜0.001=0.68，表明本任務(wù)很好地形成了優(yōu)勢(shì)反應(yīng)；分組×刺激類(lèi)型交互效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，114）=5.56，P＜0.005，=0.09。其他交互效應(yīng)不顯著：性別×刺激類(lèi)型交互效應(yīng)，F(xiàn)（1，114）=0.7，P=0.4，=0.01；分組×性別×刺激類(lèi)型交互效應(yīng)，F(xiàn)（2，114）=1.59，P=0.21，=0.03。詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)表2、表3。

表2 各組間任務(wù)的正確率表現(xiàn)（%）

表3 各正確率重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果

采用LSD 進(jìn)行事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組相比于籃球組和田徑組在標(biāo)準(zhǔn)刺激的正確率上較低（P＜0.001），而籃球組相比于田徑組在標(biāo)準(zhǔn)刺激的正確率上無(wú)顯著差異（P=0.06＞0.05）；對(duì)照組相比于籃球組和田徑組在偏差刺激的正確率上較低（P＜0.001），而籃球組在偏差刺激的正確率上優(yōu)于田徑組（P＜0.05）。詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)表4，交互效應(yīng)見(jiàn)圖5。

圖5 各組正確率事后檢驗(yàn)交互效應(yīng)圖

表4 各組正確率事后檢驗(yàn)分析結(jié)果（%）

2.2 反應(yīng)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

通過(guò)反應(yīng)時(shí)的重復(fù)測(cè)量方差分析發(fā)現(xiàn)：刺激類(lèi)型主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，114）=456.63，P＜0.001=0.8，表明本任務(wù)很好地形成了優(yōu)勢(shì)反應(yīng)；分組×刺激類(lèi)型交互效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，114）=3.2，P＜0.04，=0.05。其他交互效應(yīng)不顯著：性別×刺激類(lèi)型交互效應(yīng)，F(xiàn)（1，114）=0.44，P=0.51，=0.01；分組×性別×刺激類(lèi)型交互效應(yīng)，F(xiàn)（2，114）=1.72，P=0.18，=0.03。詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)表5，交互效應(yīng)詳見(jiàn)表6。

表5 各組間任務(wù)的反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)（ms）

表6 各組間反應(yīng)時(shí)重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果

采用LSD 進(jìn)行事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組相比于籃球組和田徑組在標(biāo)準(zhǔn)刺激的反應(yīng)時(shí)上較低（P＜0.001），而籃球組在標(biāo)準(zhǔn)刺激的反應(yīng)時(shí)上優(yōu)于田徑組（P＜0.005）；對(duì)照組相比于籃球組和田徑組在偏差刺激的反應(yīng)時(shí)上較低（P＜0.001、P＜0.01），而籃球組相比于田徑組在偏差刺激的反應(yīng)時(shí)上無(wú)顯著差異（P=0.08）。詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)表7，交互效應(yīng)見(jiàn)圖6。

圖6 各組反應(yīng)時(shí)事后檢驗(yàn)交互效應(yīng)圖

表7 各組正確率事后檢驗(yàn)分析結(jié)果（ms）

綜上可知，不同運(yùn)動(dòng)方式對(duì)小學(xué)高段學(xué)生行為抑制能力的影響在雙選擇oddball任務(wù)的正確率和反應(yīng)時(shí)上體現(xiàn)為組間差異顯著，性別影響差異較小。在標(biāo)準(zhǔn)刺激的正確率上籃球組、田徑組都要優(yōu)于對(duì)照組；在偏差刺激的正確率上籃球組優(yōu)于田徑組優(yōu)于對(duì)照組。在標(biāo)準(zhǔn)刺激的反應(yīng)時(shí)上籃球組優(yōu)于田徑組、對(duì)照組；在偏差刺激的反應(yīng)時(shí)上籃球組、田徑組都優(yōu)于對(duì)照組。

3 討論與分析

該研究的目的是橫向比較不同運(yùn)動(dòng)方式（開(kāi)放式、封閉式）對(duì)小學(xué)高段（水平三）學(xué)生行為抑制能力的影響，并選取雙選擇oddball 任務(wù)作為行為抑制的誘發(fā)材料，記錄各組被試在偏差刺激和標(biāo)準(zhǔn)刺激上的按鍵正確率和反應(yīng)時(shí)，以此評(píng)估被試現(xiàn)階段行為抑制的能力水平。

雙選擇oddball 任務(wù)是由經(jīng)典的oddball 任務(wù)演變而來(lái)，將大概率的刺激稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)刺激，小概率的刺激稱(chēng)為偏差刺激，通常二者比例為4∶1，以此誘發(fā)被試對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制［22］。本實(shí)驗(yàn)中，刺激類(lèi)型主效應(yīng)顯著，偏差刺激正確率顯著低于標(biāo)準(zhǔn)刺激正確率，此次實(shí)驗(yàn)任務(wù)很好的誘發(fā)了被試的抑制反應(yīng)。以往研究證實(shí)，長(zhǎng)期進(jìn)行體育活動(dòng)的個(gè)體行為抑制能力更強(qiáng)［23］，且參與結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的效益量要好于結(jié)構(gòu)單一的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的效應(yīng)量［24］，現(xiàn)實(shí)環(huán)境和場(chǎng)景對(duì)個(gè)體抑制能力的影響十分顯著，進(jìn)行開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)的參與者環(huán)境變化迅速，需要個(gè)體對(duì)外界的刺激作出快速反應(yīng)和處理。因此，需要更多認(rèn)知資源的參與，封閉式運(yùn)動(dòng)環(huán)境變化相對(duì)較小，但也需要個(gè)體對(duì)現(xiàn)有場(chǎng)景的刺激作出反應(yīng)，而相較于不參與運(yùn)動(dòng)或較少參與運(yùn)動(dòng)的個(gè)體來(lái)說(shuō)，生活和環(huán)境變化更小，產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷遠(yuǎn)低于前兩者［25］。

陳微選取了30 名乒乓球、田徑中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員和沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的對(duì)照組大學(xué)生進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋Y(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員組抑制習(xí)慣性?xún)?yōu)勢(shì)反應(yīng)的能力比普通大學(xué)生更好［26］。在一項(xiàng)Meta 分析中，同樣發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期進(jìn)行體育活動(dòng)對(duì)個(gè)體抑制能力的干預(yù)效果顯著［27］。該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，相較于對(duì)照組，長(zhǎng)期進(jìn)行開(kāi)放式（籃球）和封閉式（田徑）運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的小學(xué)高段學(xué)生，在處理偏差刺激時(shí)的正確率更高且反應(yīng)時(shí)間更短，說(shuō)明參與開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)和封閉式運(yùn)動(dòng)的小學(xué)高段學(xué)生在處理外部刺激的能力更強(qiáng)，對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的控制能力更好，這與前人的研究結(jié)果十分吻合。

本次實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，相比于封閉式運(yùn)動(dòng)（田徑），開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)（籃球）對(duì)小學(xué)高段學(xué)生的行為抑制能力提升效果更好。進(jìn)一步分析顯示，籃球組學(xué)生在處理偏差刺激時(shí)的正確率更高，說(shuō)明籃球組學(xué)生在抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)上更具有優(yōu)勢(shì)。這與國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究結(jié)果基本一致，如張勁松在一項(xiàng)探討乒乓球和游泳項(xiàng)目對(duì)兒童抑制能力影響的研究中發(fā)現(xiàn)，乒乓球組相比于游泳組在偏差刺激上的正確率較高。Francesco 等人對(duì)35 名運(yùn)動(dòng)員和非運(yùn)動(dòng)員采用Go/Nogo 實(shí)驗(yàn)范式檢驗(yàn)抑制功能后發(fā)現(xiàn)，開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)員的抑制功能相比于其他兩組更好，并認(rèn)為開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)促進(jìn)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的穩(wěn)定性和靈活性來(lái)部分補(bǔ)償執(zhí)行控制障礙，而封閉式運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換成本更高［28-30］。本實(shí)驗(yàn)并未發(fā)現(xiàn)各組間存在性別差異，各組間男女行為抑制能力的交互效應(yīng)均不顯著，這與研究假設(shè)和以往研究不符。綜上可知，該研究驗(yàn)證了長(zhǎng)期參與體育訓(xùn)練有利于小學(xué)高段學(xué)生行為抑制能力的提升，而開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)的提升效果更為明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）長(zhǎng)期從事開(kāi)放式（籃球）和封閉式（田徑）運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的小學(xué)高段學(xué)生比不從事運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的學(xué)生行為抑制能力更好，表現(xiàn)在處理偏差刺激的正確率更高、反應(yīng)時(shí)更短，對(duì)于優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制能力更強(qiáng)。

（2）相比于封閉式（田徑）運(yùn)動(dòng)，從事開(kāi)放式（籃球）運(yùn)動(dòng)的小學(xué)生高段學(xué)生行為抑制能力更佳，表現(xiàn)在處理偏差刺激時(shí)的正確率更高，且處理優(yōu)勢(shì)反應(yīng)速度更快。

（3）在小學(xué)水平三階段，性別因素對(duì)個(gè)體行為抑制能力的影響較小。