學齡前兒童基礎運動技能與體能的關聯性:系統(tǒng)綜述研究

施樂添,羅 昕,翁東凱,李阿慧,張 霆,王 健

(1.浙江大學 教育學院體育系,浙江 杭州 310058;2.杭州蕭山區(qū)開悅幼兒園,浙江 杭州 311215;3.首都兒科研究所,北京 100020)

體能(physical fitness)和技能(Skill)是決定和影響兒童運動能力和運動表現的兩大基本身體功能要素。其中,體能特指個體有效和高效完成各種身體活動的身體功能能力,主要包括心肺功能能力、肌肉收縮功能能力和平衡與靈敏等身體功能能力[1];技能特指個體正確、準確和熟練完成各種動作和運動技術的身體功能能力,通常根據動作和運動技能復雜性,分為動作技術比較簡單的反射動作技能(reflexive movement skills, RMS)和基本動作技能(rudimentary movement skills,RMS)、動作技術比較復雜的基礎運動技能(fundamental motor skills , FMS)以及動作技術更為復雜的體育、游戲、娛樂和舞蹈等專門運動技能(specialized motor skills , SMK)[2]。以往研究指出,2-7歲階段是體能持續(xù)發(fā)展變化的時期,體能的發(fā)展狀態(tài)和發(fā)展水平與兒童早期身體運動、年齡和性別等多個因素有關。2-7歲階段同時也是幼兒和學齡前兒童最為重要的非自然模式發(fā)展的階段,如果該階段的運動技能得不到有效的發(fā)展,兒童在運動能力發(fā)展方面將受到嚴重影響[3]。2-7歲階段兒童運動技能發(fā)展得越好,其在未來青少年時期掌握更復雜運動技能的能力越強[4,5],未來養(yǎng)成終生運動參與的可能性越大[3]。

體能和技能同屬決定和影響兒童早期運動能力的身體功能能力,體能是決定和影響兒童早期運動技能學習和發(fā)展的基礎,運動技能又是促進體能早期發(fā)展的手段和方法,二者即密切相關又有所不同。然后,體能在哪些方面能夠制約技能的發(fā)展,運動技能又是如何影響體能的發(fā)展,二者在能力構成層面的關系目前尚無完全定論。Cattuzzo等人在2016年對3-18歲的兒童青少年的FMS和體能的相關性進行了文獻研究,提出FMS與體重呈負相關,與心肺健康、肌肉骨骼健康呈正相關[4]。目前缺乏專門針對學齡前兒童體能與運動技能關系的定量文獻研究,本文的目的在于通過整合學齡前兒童FMS與體能的各個組成部分相關性的科學證據,闡明體能與運動技能之間的關系,為進一步開展兒童早期運動發(fā)展提供科學依據。

1 方 法

1.1 文獻檢索

對2012年3月至2022年3月期間發(fā)表的研究學齡前兒童FMS和體能成分(身體成分、心肺耐力、肌肉適能和柔韌性)之間關系的文章進行了系統(tǒng)的搜索收集。本綜述考慮了橫斷面、縱向、實驗性和準實驗性研究。本次研究是根據PRISMA流程進行文獻篩選[5]。本次檢索工作使用了五個數據庫:Pubmed、Web of science、萬方、知網和Scopus。檢索策略是包括三組關鍵詞的變換組合,包括但不限于以下:①preshcool children;kids和②motor competence;motor development;gross motor skill;fundamental motor skill;fundamental movement skill;fundamental movement;basic motor skill;basic movement skill;movement skill;motor coordination;motor ability;locomotor skill;manipulative skill;object control;Balance;Hop;Jump;Throw;Kick以及③physical fitness;body composition;body weight status(BMI);BMI;body fat;cardiorespiratory fitness;cardiorespiratory endurance;muscle strength;muscular endurance;flexibility or pliability。使用搜索工具的邏輯運算符組合術語進行檢索。

1.2 納入與排除

在檢索文獻后對重復文獻進行刪除,然后對文獻的標題和摘要進行評估,根據獨立的納入標準進行篩選:①被試年齡在3-6歲之間且無身體與認知障礙。②至少定量分析體能的其中一項與FMS的關系。③在英文期刊上發(fā)布的。只評價精細運動或肥胖人群的研究不包含在內,只接受學術期刊論文。綜述、會議摘要、學位論文、書籍不包含在內。

1.3 質量評估

根據Lubans的研究,使用了STROBE和CONSORT指南對研究中的偏倚風險進行了評估[8]。六個問題的得分為0(不存在或描述不充分)或1(存在且描述正確)。每篇文章的分數范圍從零到六分。得分≤2的研究被認為是高偏倚風險,得分為3-4分的研究被歸類為中等風險,得分為5-6分的研究被歸類為低偏倚風險。

1.4 整體科學證據評估

使用了Lubans的研究標準對選擇研究文獻的整體科學證據進行判斷[8],表1對這一標準進行了解釋,如果只有0～33%的納入研究報告了FMS與體能之間存在統(tǒng)計學上的顯著關系,則結果被分類為無關(0)。如果有34%～59%的納入文獻報告了變量之間的顯著性關聯,那么結果可以被分為不一致或不確定(?)。如果60%～100%的納入文獻報告了變量之間的顯著負相關,則會編碼成負相關(-);60%～100%納入文獻報告了變量之間的正相關,則結果會編碼成積極正相關證據(+)。同時對低偏倚風險的研究進行額外的編碼,如果60%～100%低偏倚風險研究(研究數量≥4)報告了FMS和體能之間存在正相關關系,結果則可以被分類為強有力正相關證據(++)。

圖1 論文篩選流程

3 結 果

3.1 研究結果概述

最初的檢索一共確定了1 477篇文章,經過篩選共有24篇文章滿足了納入標準,圖1報告了整個篩選流程,包括文獻來源、文獻數量、排除原因等。所有研究中21%(n=5)屬于縱向研究,其余79%(n=19)屬于橫斷面研究。研究樣本量最低為42,最高為9 800,所有研究的對象均為學齡前3-6歲兒童,研究地點的分布有巴西[9-11]、智利[12]、冰島[13]、葡萄牙[14,15]、美國[16-20]、愛爾蘭[21]、南非[22]、英國[23]、奧地利[24]、西班牙[25]、瑞士[26]、韓國[27]、加拿大[28]、挪威[29]、捷克[30]、伊朗[31]、中國臺灣[32]。

在所有研究中,用于評估FMS的測量方法被分為結果導向的方法和過程導向的方法。其中使用面向結果方法的研究占總研究的46%(n=11),一項為兒童協調測試(Korper koordination test fur Kinder;KTK), 四項研究使用了兒童運動評估成套測試第一版或第二版(MABC);一項研究直接使用了10×5穿梭跑(SRT)和7m雙足跳躍距離測試(J2F)的組合進行測試;Bruininks-Oseretsky Test(BOT-2)被使用在兩項研究當中;在一項研究中使用卡爾斯魯厄運動篩查(Karlsruhe Motor Screening,KMS);一項研究使用蘇黎世神經運動評估(The Zurich Neuromotor Assessment,ZNA);一項研究使用了FMS測試-修訂版(Basic MotorAbility Test-Revised,BMAT)。

面向過程的測量方法占總研究的54%(n=12)。兒童粗大動作發(fā)展測試量表(Tese of Gross Motor Development-Thircl Version,TGMD)是在過程導向測量中使用最多的方法,被使用于九項研究中;余下的三項研究中,一項使用了CHAMPS運動技能協議(CHAMPS Motor Skill Protocol,CMSP),一項研究使用皮博迪發(fā)育運動量表-2(Peabody Developmental Motor Scales-2,PDMS-2),一項使用了俄亥俄州立大學粗大運動評估量表(Ohio State University Scale of Intra Gross Motor Assessment,OSU-SIGMA), 最后一項研究使用了學前成套測試(The Preschool Test Battery,PTB),此評估方法將結果導向與過程導向相結合。

3.2 研究質量概述

篩選出26篇文章進行質量評估研究,有2篇文章的偏倚風險得分為2分,屬于高偏倚風險,這可能會影響到最終結果。因為需要分析研究的科學證據可靠性,所以在數據處理階段把高風險的文章刪除。因此最后確定的是24項研究納符合納入標準并進行審查(表2,表3),同時24項研究中有21%(n=5)的偏倚風險得分為5～6分,屬于低偏倚風險研究,其余的79%(n=19)被分類為中等偏倚風險(表3)。

3.3 綜合體能

一些研究通過整體身體健康檢測,用獲得的身體健康總得分與FMS得分進行相關性分析得出了FMS與體能之間存在著正相關關系[13,29]。FMS與體能各組成部分的關系將在下面進行描述。

3.4 身體成分

在19項涉及身體成分的研究中,95%(n=18)的研究使用了身體質量指數(BMI),另外有一項研究測量了腰圍[21]。有三項研究同時測量了皮褶厚度[18,26,30]。44%(n=8)的研究證明了FMS與BMI呈負相關,余下十項研究則證明了FMS與BMI無關。根據表1,關于身體成分對FMS影響的研究支持相關性只有44%,處在不確定或不一致結論范圍內,因此現在我們沒有足夠證據說明在學齡前期,FMS與身體成分是否存在著相關性。

3.5 心肺耐力

在總共的24項研究中有三項調查了心肺耐力與FMS的相關性[12,13,29],三項都表明了在學齡前期,心肺耐力與FMS之間存在著顯著正相關。三項研究用了兩種評估心肺耐力的方法分別為20m穿梭跑[12]、簡化庫珀實驗[13,29]。因為納入的研究數量小于4項,因此無法得出心肺耐力與FMS之間的相關性。

3.6 肌肉骨骼健康

表1 健康體適能與FMS之間的分類規(guī)則

24項研究中有29%(n=7)評估了肌肉骨骼健康狀況,因為肌肉力量和肌肉耐力都屬于肌肉骨骼健康的表現,所以合并在一塊分析[33]。在評估下肢肌肉力量的研究里,四項研究使用了立定跳遠[12,13,29,32],一項研究使用了10-sWingate改良方案[28]。在上肢力量的測量中,兩項研究使用了握力計[12,21],一項研究同時使用了雙手推球(類似籃球胸傳球)和網球擲遠[29]。只有兩項研究評估了肌肉耐力,也同樣使用平板支撐作為評估手段。七項研究的都證明了肌肉骨骼健康與學齡前兒童FMS呈正相關[12,13,20,21,28,29,32]。但這七項研究中的低偏倚風險研究數量并未超過四項,所以骨骼肌肉健康與FMS的相關性被編碼為積極正相關證據。

3.7 柔韌性

24項研究中有2項(8%)通過坐位體前屈和仰臥起坐的方法評價柔韌性,其研究結果證明了柔韌性和FMS之間的正相關關系[12,21]。但由于研究數量的限制,兩者的關系仍是不確定。

表2 基礎運動技能研究質量得分表

表2(續(xù))

表3 納入研究總結

表3(續(xù))

表3(續(xù))

BMI=身體質量指數(body mass index);PA=身體活動(physical activity);FMS=基礎運動技能(fundamental movement skill);KTK=身體協調測試(Korper koordination test);CMSP=CHAMPS運動技能協議(CHAMPS Motor Skill Protocol);PTB:學齡前體能測試(The Preschool Test Battery);BOT/BOT-2=Bruininks-Oretsky運動熟練程度測試;TGMD/TGMD-2/3=粗大動作發(fā)展測試(Test of Gross Motor Development);KMS=卡爾斯魯厄運動篩查(Karlsruhe Motor Screening);PDMS-2=Peabody運動發(fā)育量表(Peabody Developmental Motor Scales-2);ZNA=蘇黎世神經運動評估(The Zurich Neuromotor Assessment);OSU-SIGMA=俄亥俄州立大學粗大運動評估量表(Ohio State University Scale of Intra Gross Motor Assessment);BMAT=基礎運動能力測試修訂版(Basic Motor Ability Test-Revised);MABC/MABC-2=兒童運動評估成套測驗(Movement Assessment Battery for Children);IOTF:國際肥胖工作組(International Obesity Task Force);CDC:疾病預防和疾控中心(Centers for Disease Control and Prevention)

表4 學齡前兒童體能與基礎運動技能相關性研究總結

4 討 論

本文的目的是整合各種探究學齡前兒童FMS與體能各個組成部分之間的聯系的研究,本文關于身體成分的證據整合結果與Cattuzzo等人[4]所描述的兒童與青少年的FMS與身體成分是顯著負相關的結果不一致,所以無法證明FMS與身體成分之間的相關關系。一般來說體脂肪是一種惰性的非貢獻負荷[34],在其它條件不變的情況下體脂肪越多BMI越大[35],所以受體重影響的粗大運動技能與BMI呈負相關。Kakebeeke等人[26]的研究證明了身體成分與兒童的側向跳躍能力呈負相關,但與跑步呈正相關。從BMI的角度分析,BMI無法說明體內脂肪量的多少,并且在兒童早期,肌肉質量和骨密度比脂肪質量的增長速度更快[36]。較大的BMI可能是兒童身體成分改善的結果,預示的是學齡前兒童更好的健康發(fā)育。此外兒童早期還存在著“脂肪重聚”的現象,這種現象會導致兒童體內脂肪急劇上升導致BMI升高,但是“脂肪重聚”也與兒童骨骼成熟度有著密切聯系,并且這種成熟度會帶來更熟練的運動動作,這就導致了高BMI和高表現的動作技能的同時出現[36,37]。除了BMI升高可能由瘦體重引起而不是體脂肪這種猜測之外,對與兒童超重或肥胖的確定范圍也存在著問題,與IOTF標準相比,使用世界衛(wèi)生組織標準學齡前兒童超重和肥胖的患病率可能要高兩倍[35]。在目前的研究中只知道脂肪重聚的大概年齡范圍,而無法確定具體時間[37],在不知道確切脂肪重聚時間的前提下,對學齡前兒童的年齡分組勢必要更佳精細,在選擇體重狀況和FMS的評估方法時要具有多樣化和針對性。

FMS和肌肉骨骼健康的聯系可以通過身體活動的作用來解釋,參與體育運動可能有助于同時提高FMS和體能[38,39]。不同的活動促進者身體不同的生理適應,也就是各種體能成分的變化取決于所進行的活動類型[40]。在體育活動中所使用的某些粗大動作(如跑、跳、踢、投擲等)是需要高度的神經肌肉協調和控制能力(運動單位募集、最佳激活等),而這些能力同樣也作為判斷肌肉骨骼健康水平的標準[28]。如果學齡前兒童在那些被分類為中等強度到劇烈強度的游戲行為中花費的時間越多,越有機會獲得動作技能的經驗與練習,同時也能增強肌肉骨骼健康,影響運動發(fā)育的速度與方向[29]。KING-DOWLING等人[28]認為認為學齡前兒童FMS和肌肉骨骼健康的同時改善可能是通過神經系統(tǒng)逐漸成熟和練習來實現,因為動作控制技能與神經肌肉協調能力有關。

缺乏學齡前兒童心肺適能與FMS之間關系的研究,因此無法得出它們之間關系的結論。有研究表明身體活動會影響心肺適能的水平,甚至還可以預測心肺適能未來的發(fā)展,其中身體活動強度決定了兩者的相關程度[41]。頻繁的高強度身體活動會給學齡前兒童帶來更好的心肺適能[42],可能也會導致運動技能的熟練度上升,身體活動在FMS與體能之間可能扮演著中介的角色,目前兩者的關聯性研究仍待更多的證據。

缺乏柔韌性與FMS關系的研究,因此無法對兩者的關系下結論。Behan等人[21]的研究發(fā)現FMS顯示柔韌性與年齡呈正相關,性別也有很大的影響,一般女性表現出更好的柔韌性。同時過度的靈活性會使降低關節(jié)周圍的穩(wěn)定性容易產生運動損傷,而低柔韌性則限制住關節(jié)的活動范圍,從而限制了人體運動,但由于研究數量有限,在柔韌性與體能之間的聯系并沒有準確的結論。

結果為導向的FMS評估手段,把動作的結束的成績作為結局指標,例如立定跳遠,在結果導向的測量中以被試所跳距離為最后成績,然而立定跳遠作為體能測試下肢力量測試的項目,同樣是以距離為判定成績的標準,體能是對身體基本素質的測量而非技能的評價,以結果指標作為技能好壞的判斷恐怕無法真正得出體能與技能兩者的相互關系。過程導向的測試是以測試過程中對被試的技能完成度進行打分,是一種主觀評價的方法,不關注結果只關注過程,保證了技能評價的獨立性。如果FMS的評估方法在短時間內評估的是表現過程而不是結果,那么他們將獨立于身體健康標準[27]。

本文所引用文獻中涉及對FMS評估的方法至少有13種,對體能的測量至少有5種方法。網球投擲、立定跳遠、單腿平衡站立等被FMS或體能的評估方法交替使用,直接導致了測量問題的混亂。對身體成分的測量按目前的研究分為BMI、皮褶厚度和體脂肪含量。通過BMI進行超重、肥胖人群篩選時所選取的分類標準不統(tǒng)一。使用身體質量指數對總體質量進行描述,忽視了總質量中瘦體重和體脂肪的單獨變化對FMS和體能的影響效應。

5 結 論

學齡前兒童FMS與體能多方面的關聯是不確定的,目前學界對肌肉骨骼能力與技能存在著正相關關系有著一致的認識,但柔韌性、心肺能力、體重與技能的關系在依然沒有達成共識。未來對兩者關系的進一步的研究需要對體能評價指標體系進行優(yōu)化,對現在主流的體能評估方法進行融合篩除,整合出最精準和最能反映素質的評估方法;技能評估方法要同時具備過程指標和結局指標,避免結局指標評估項目與體能測試項目重合。