运动健身干预对青少年体质影响的实证研究

时间：2023-02-15 理论教育版权反馈

【摘要】：青少年阶段是人生当中的黄金时段,在这一阶段养成良好的生活方式和体育锻炼习惯,将有助于青少年在未来的人生旅途中健康成长。健身干预后,初中二年级实验组男生体重均值为60.97±14.58千克,与干预前相比略有减少,但不呈显著性差异。与教育部中国学生体质健康网公布的初中一年级至初中三年级男生身高标准体重表内的数据相比,属于正常体重。在中国成年人身体质量指数中,健康体重为18.5≤BM I＜24,由此看来,研究对

第一节　运动健身干预对青少年体质影响的实证研究

一、概　述

青少年阶段是人生当中的黄金时段,在这一阶段养成良好的生活方式和体育锻炼习惯,将有助于青少年在未来的人生旅途中健康成长。

2000年至今的多次全国体质监测数据表明,我国青少年的身体机能和运动素质下降较为明显。为此,国家有关职能部门进行了相应的改革尝试,相继推出了“阳光体育”“大课间”“体育、艺术‘2+1’工程”等一系列旨在改善和提高我国青少年体质健康的举措。2010年全国学生体质与健康调研及数据统计分析结果显示,我国中小学生身体素质下滑趋势开始得到遏制,表现为爆发力素质(立定跳远)出现好转,柔韧素质(坐位体前屈)出现好转,耐力素质显现止“跌”,力量素质(握力)继续提高。这也许是近年来一系列改革尝试的效果。为了继续深入探索增强青少年体质健康的活动方案或教育模式,本课题组针对辽宁地区部分中小学的实际情况,以学校的“大课间”为载体,选择性地尝试开发和推广有益于青少年体质健康的健身干预方案;探讨其应用的实际效果,以期为中小学提供更多样的健身活动方法、方案与健身指导。

二、研究方法

(一)研究对象

本研究以辽宁省不同年龄组学生为研究对象,按照科学的抽样方法,分层随机抽取了城市学校12所、乡镇学校12所,年龄范围为9～20岁的4152名在校学生,其中男生2156名,女生1996名。具体情况如表6-1所示。

表6-1　研究对象基本情况

(二)研究方法

1.文献资料法

本研究先后查阅了国内外许多有关资料,通过对前期研究资料的深入探讨,获得了相应的经验和重要启示,为本课题的后续研究起到了重要的铺垫作用。

2.调查法

(1)访问调查法

为探求第一手调研资料,本课题组先后走访了辽宁地区青少年不同年龄组学生所在学校的校长、中层管理者、体育教师、教学辅助人员,对学校体育活动的开展情况、学生体质健康等进行了翔实的调查,为本课题的研究提供了重要的理论参考依据。

(2)问卷调查法

制定《青少年体育锻炼现状与影响因素》《青少年体育锻炼与健康教育》等问卷,以抽样方式,分别对沈阳、本溪、盘锦、辽中等地区的小学三年级、小学五年级、初中二年级、高中二年级4个年级的学生发放问卷,共计5000份,回收有效问卷4628份,有效率为92.6%。课题组对调查对象、样本量、抽样方法、发放方式、数据统计方法、废卷剔除方法等进行统一规定,采取现场发放、现场指导填写,即时回收的方式,保证问卷填写的质量和回收率,对整理后的数据进行了相关的统计处理。

3.实验法

(1)测试指标

运动干预效果测试指标如表2-3所示。

(2)测试程序

为保证测试的有效性,课题组在完成前测后,按照同质性对学生进行分组,并给予运动干预,10周后进行后测。

(3)检测器材与数据录入

按照2005年全国学生体质健康调研统一规定的要求选择和使用检测器材。具体测试要求和标准为《2010年全国学生体质健康调研工作手册》《国民体质测定标准手册及标准》。

为保证检测质量,前、后测的测试仪器和工作人员需要固定,检测数据统一采用手工录入。

(4)统计分析方法

首先,对辽宁地区青少年不同年龄组的学生进行一般情况的描述。对干预组、控制组和对照组的年龄、性别等情况按照统计学要求进行比较。

其次,对10周后的健身干预效果进行分析。用“均数±标准差”描述干预组、控制组和对照学生形态、机能及素质的变化值。

(5)技术路线图

图6-1　技术路线图

4.数理统计法

原始数据由Microsoft Excel储存,并建立数据库。数理统计由SPSS 18.0软件包处理。

三、结果与分析

(一)各年龄组健身干预方案

各年龄组的干预方案内容如下,但在具体实施过程中,各校根据本校情况自由组合,并可在活动内容的顺序上有所变换,以不断吸引学生参与活动。

1.小学组健身干预方案

①运动负荷：平均110～120次/分钟,每天上、下午约25分钟。

②组织流程：如表6-2所示。

表6-2　健身干预流程表

2.初中组健身干预方案

①运动负荷：心律平均120～140次/分钟,每次30分钟。

②组织流程：在大课间活动中,以小型多样化形式进行,前十项为第一周内容,后十项为第二周内容,依次轮换。班主任和体育教师督促学生认真做操,保证动作到位,同时加强两操及特色操的质量。

③锻炼项目：第一周——长绳,毽球,丢手绢,篮球,贴人,喊数抱团,打口袋,短绳,转山洞,老鹰捉小鸡;第二周——呼啦圈,齐心协力,同舟共济,快快跳起来,跳山羊,长江黄河,指部位,单足接力,运球接力,颗粒归仓。

④学生自由活动的运动负荷预计为中(大)。

⑤集体操：国颁操或自编操,学生做操的运动负荷预计为中。

3.高中组健身干预方案

①运动负荷：心律平均120～140次/分钟,每次40分钟。

②组织流程：先分组活动,再统一做集体操。

③锻炼项目：分组活动为毽子、跳绳、有氧操、搏击操等,集体活动为有序队列、广播操、队形变化、有序回归。

④运动形式：传统项目操+特色项目(毽子、绳操、健美操等)。

(二)健身干预方案对各年龄组青少年身体形态的影响

2010年全国学生体质健康调研结果显示,我国城乡学生的身高、体重和胸围等身体形态指标继续呈现出增长态势,肥胖检出率继续增加。学生的身体形态再次成为家长和社会关注的重点之一。

身高变化反映的是骨骼生长发育和人体纵向高度;体重反映的是人体横向生长发育及围、宽、厚度和重量的整体指标。这两个指标是反映身体形态生长水平的主要指标。为了更加科学合理地反映身高和体重的发展水平,本书引用目前国际上常用的衡量人体胖瘦程度和是否健康的一个指标,即身体质量指数,简称体质指数,又称为体重指数,英文为Body Mass Index,简称BM I,是用体重千克数除以身高米数平方得出的数字,是目前国际上常用来衡量人体胖瘦程度和是否健康的一个标准。

健身干预方案执行后,对小学三年级、小学五年级、初中二年级、高中二年级的实验组、控制组和对照组男女学生的身体形态各指标统计后表明,各年级的男女生在实验后有小幅度增长,但各组各指标与实验前相比,基本不呈显著性差异(如表6-3至表6-6所示)。其中,小学三年级身体形态指标不呈显著性差异,小学五年级男生的体重和体重指数呈显著性差异。高中组男生的体重指数呈显著性差异。

但初中二年级干预组男生的身高169.75±7.63厘米和干预前的167.38厘米相比,平均增长了2.37厘米,有较大变化,与干预前测试结果相比,呈显著性差异(P＜0.05),如表6-5所示。有关研究结果表明,初中阶段学生已进入青春发育期,是人体最为重要的生长高峰期。这一阶段人的身体各部位进入快速发育阶段,身高和体重都将迅速增加,身体形态结构会发生较大的变化。这种变化常常是不经意间的,在短时间内发生的。同时,有关研究指出,在这一阶段,在充分保证营养的情况下,轻微的运动训练能够刺激身体的生长。

表6-3　实验前、后学生身体形态的测试结果(小学三年组)

注：∗P＜0.05,∗∗P＜0.01,以下同。

表6-4　实验前、后学生身体形态的测试结果(小学五年组)

表6-5　实验前、后学生身体形态的测试结果(初中组)

表6-6　实验前、后学生身体形态的测试结果(高中组)

健身干预后,初中二年级实验组男生体重均值为60.97±14.58千克,与干预前相比略有减少,但不呈显著性差异。与教育部中国学生体质健康网公布的初中一年级至初中三年级男生身高标准体重表内的数据相比,属于正常体重。(中国学生体质健康网公布的初中一年级至初中三年级男生身高标准体重表身高为169.0～169.9厘米;正常体重为58.9～66.4千克。)与控制组和对照组学生相比,也略高一些。

初中二年级实验组男生的BM I指数在干预后为20.09±4.60,与干预前相比,也有较大变化,且呈显著性差异。对于成长中的儿童,BM I数值可以用来推算他们是否超重。一般来说,都会采用统计出来的平均BM I值及其标准差值,再计算出其常态分布的最高5%及最低5%作为过重及过轻指标。在中国成年人身体质量指数中,健康体重为18.5≤BM I＜24,由此看来,研究对象中初中二年级男生整体的平均体重指数处于一个较为健康的状态。

(三)健身干预方案对各年龄组青少年身体机能的影响

1.健身干预方案对小学三年级和小学五年级组学生身体机能的影响

肺活量是指人一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体总量,是评价人体机能状况的一个重要指标,是直接反映人体参与体育锻炼后肺功能改变的重要指标之一,并从侧面反映锻炼者呼吸系统的改变。本研究的结果符合运动生理学、运动医学的相关结论,也就是实验组学生通过积极参与有氧运动,增加了自身骨骼肌活动的速率和强度,在锻炼过程中,机体为了满足运动对气体交换的需求而加大肺通气量。每分钟通气量=潮气量(毫升)×呼吸频率(次/分钟),由于肺活量反映了一次通气的最大能力,所以潮气量增加、呼吸频率提高均对增加肺通气量有影响。表6-7是小学三年级和小学五年级各组健身干预前后的肺活量和台阶试验指数的测试结果。由表6-7可知,小学三年级实验组和对照组男女生的肺活量在10周后均有较大提高,且呈显著性差异。实验组男生肺活量由907±337毫升提高到1142±384毫升,约提高了235毫升;实验组女生肺活量由762±369毫升提高到1009±366毫升,约提高247毫升。同时,表6-7显示对照组男女生的肺活量也提高较大,分别由原来的879±367毫升和801±395毫升提高到1017±499毫升和975±593毫升,且与干预前相比,均呈显著性差异。控制组男女生的肺活量也有小幅度提高,但不呈显著性差异。在本研究中,实验组和控制组是在相同学校内,实验组施加干预方案,控制组不施加任何措施,而对照组是其他学校,完全处于自然状态。

小学五年级实验组男生肺活量由1431±571毫升提高到1738±747毫升,约提高了307毫升;实验组女生肺活量由1132±499毫升提高到1415±607毫升,约提高283毫升,且与干预前相比,均呈显著性差异(P＜0.05)。表6-7显示对照组和控制组男女生的肺活量也提高较大,但与10周前相比,无显著性差异。

小学组的健身干预方案基本以趣味性的跑和跳为主,在梯子跑、十字跳等跑和跳的游戏竞赛中完成健身方案。假设实验组肺活量的较大提高是因为施加了健身方案,那么,对照组没有施加健身方案,肺活量也有所提高,且呈一定的显著性水平,要如何解释。后经调查得知,作为对照组的小学在后期测试前一个多月,正在组织本校的一个大型体育活动。由此,连续进行一定强度的体育锻炼会促进学生肺活量的提高。这一点在同类研究中也有报告。

台阶试验指数是反映人体心血管系统机能状况的重要指数。台阶试验指数值越大,则反映心血管系统的机能水平越高,反之亦然。小学三年级三个组男女生的台阶试验指数均有提高,但均无显著性差异。小学五年级男女生实验组台阶试验指数也有提高,且呈显著性差异,如表6-7所示。

表6-7　实验前、后学生身体机能测试结果(小学)

注：∗表示P＜0.05。

2.健身干预方案对中学生身体机能的影响

中学阶段人体进入快速生长期。女孩在11～12岁、男孩在13～14岁,他们的循环系统处于生长发育的高峰。适当运动会促进各系统的发展。初中组的健身干预方案以操化组合为主,经10周干预后,结果如图6-2和图6-3。由图6-2可知,实验组初中二年级男生的台阶试验指数由47.83±5.16提高到49.35±6.04,并呈显著性差异(P＜0.05)。与中国学生体质健康网公布的初中二年级男生台阶试验指数相比,虽然有所提高,但仍处于及格水平。实验组初中二年级女生的台阶试验指数由46.09±5.52提高到47.40±5.64,并呈显著性差异(P＜0.05),与中国学生体质健康网公布的初中二年级女生台阶试验指数相比,还处于及格水平。控制组和对照组的男女学生的台阶试验指数也有所提高,但幅度不大。这反映出辽宁地区学生的台阶试验指数成绩整体偏低。

图6-2　实验前后初中二年级男生身体机能指标测试图

图6-3　实验前后初中二年级女生身体机能指标测试图

肺活量体重指数是指人体自身的肺活量与体重的比值,即用每千克体重肺活量的相对值来反映肺活量与体重的相关程度,用以对不同年龄、性别的个体与群体进行客观的定量比较分析。由图6-2和图6-3可知,实验组初中二年级男女生的肺活量体重指数与干预前相比提高较大,分别提高了4.42和3.45,且与干预前相比,呈显著性差异(P＜0.05)。并且实验组男女生的肺活量体重指数与中国学生体质健康网公布的标准相比,均从及格水平提高到良好水平。

图6-4　实验前后高中二年级男生身体机能指标测试图

图6-5　实验前后高中二年级女生身体机能指标测试图

由图6-4和图6-5可知,高中男女生的肺活量体重指数和台阶试验指数也都有所提高,但实验组男女生的提高幅度均大于控制组与对照组,具体为男生肺活量体重指数提高4.22,与中国学生体质健康网公布标准相比,处于良好的中等水平;男生台阶试验指数提高1.62,与中国学生体质健康网公布的标准相比,处于及格水平。女生肺活量体重指数提高3.68,与中国学生体质健康网公布的标准相比,处于良好的水平,女生台阶试验指数提高2.1,与中国学生体质健康网公布的标准相比,处于及格并接近良好的水平。

3.健身干预方案对各年龄组青少年身体素质的影响

因为对各年龄组施加的健身方案和性别不同,所以各年龄段各种身体素质发展的情况也有所不同。具体情况如表6-8至表6-11所示。

表6-8　实验前、后学生身体素质的测试结果(小学三年组)

注：∗表示P＜0.05。

表6-9　实验前、后学生身体素质的测试结果(小学五年组)

注：∗表示P＜0.05。

表6-10　实验前、后学生身体素质的测试结果(初中组)

注：∗表示P＜0.05。

表6-11　实验前、后学生身体素质的测试结果(高中组)

注：∗表示P＜0.05。

(1)健身干预方案对各年龄组青少年下肢力量的影响

立定跳远是发展下肢爆发力与弹跳力的运动项目。它要求下肢与髋部肌肉协调快速用力,是学生体质监测的指标之一。健身干预后,小学三年级女生、初中二年级女生、高中二年级男女生实验组的立定跳远成绩与干预前相比,提高较大,且呈显著性差异。其中,小学三年级实验组女生立定跳远平均提高约2厘米,为135.82厘米,与中国学生体质健康标准相比,处于及格的水平;初中二年级实验组女生立定跳远成绩提高到平均176.82厘米,从中国学生体质健康标准的及格水平提高到良好中等水平,这批学生的下肢爆发力和弹跳力量较好;高中,小学三年级女生和高中二年级男生的立定跳远成绩没有提高,其余学生的成绩有所提高,但与10周前相比,无显著性差异,如表6-11所示。其中,初中二年级女生成绩整体都有所提高,但实验组提高较大。女孩在11～13岁间是力量素质发展的敏感期,这一时期恰当的运动干预促进了其力量素质的发展。

(2)健身干预方案对各年龄组青少年平衡素质的影响

单脚闭眼平衡站立是人在闭眼的情况下,单脚支撑身体所能持续站立的能力。这是一项体现人体平衡能力即平衡素质的测试项目。闭眼单足站立时间越长,说明人体的平衡能力越好;反之,则说明其平衡素质越差。平衡素质是一种复杂的综合能力,它与人的力量、耐力、灵敏协调、肌肉感觉、前庭感觉等因素密切相关。在全部测试对象中,小学五年级实验组的男女生在干预后,单脚闭眼平衡站立与干预前相比,提高较大,分别由原来的27.87±6.58秒和22.80±15.30秒提高到25.50±14.42秒和32.57±5.40秒,且呈显著性差异(如表6-9所示)。控制组和对照组学生的站立时间有所增加,但与前期相比,不呈显著性差异。根据人的各种能力发展的敏感期特点,平衡能力在8～15岁发展较快,尤其在10～12岁,是快速发展阶段。在快速发展阶段,体育运动能促进其快速发展。小学五年级健身干预方案以集体竞赛性的跑跳为主,其中十字跳是发展跳跃能力和平衡协调能力的运动项目。

(3)健身干预方案对各年龄组青少年相对力量的影响

握力主要反映人前臂和手部肌肉的力量,同时也与其他肌群的力量有关,是全国体质与健康调研的指标之一,基本能反映肌肉的总体力量。利用握力与体重的比值,可得出每千克体重的握力,来反映肌肉的相对力量,即握力体重指数,这使不同体重的人的握力更具有可比性。握力体重指数是全国中学生体质与健康调研指标之一。健身干预后,实验组的小学五年级女生、初中二年级女生和高中二年级男生的握力体重指数与干预前相比有很大提高,且呈显著性差异(P＜ 0.05)(如表6-9至表6-11所示)。尤其是高中二年级男生的握力体重指数提高中二年级实验组男女生立定跳远成绩平均分别提高了3.2厘米和2.52厘米,男生处于中学生体质健康标准的及格水平,女生处于良好水平。在控制组和对照组力项目来测试高年级男生。由表6-12可知,健身干预后,高中实验组男生的引体向上平均约增加5个,从8.43±6.42增加到11.94±8.03,且两者相比,呈显著性差异(P＜0.05)。高中二年级男生的引体向上水平与中学生体质健康标准相比,从及格水平的最低档提高到及格水平的最高档。

(5)健身干预方案对各年龄组学生的柔韧性影响

本课题以坐位体前屈来量度身体柔韧度。坐位体前屈也是中学生体质健康测试指标之一。健身干预后,实验组高中男女生的坐位体前屈成绩有所提高,且与干预前相比,呈显著性差异(P＜0.05),如表6-11所示。与中学生体质健康评分标准相比,实验组高中二年级男生的坐位体前屈有所提高,但仍处于及格水平;实验组高中二年级女生的坐位体前屈则处于良好水平。对照组与控制组和其他年级的各组均无差异。

4.健身干预方案的总体效果

10周的健身干预效果显示,高年级组健身效果好于低年级组学生,表现在高年级组学生在体质指标上呈显著性差异的数量要多于低年级组。这与不同年龄段学生身体机能发展和各种运动能力发展的敏感期有关。

(4)健身干预方案对各年龄组高中学生力量耐力的影响

引体向上是以自身力量克服自身重量的悬垂力量练习。它要求学生有一定的握力、上肢力量和肩带力量,同时这个力量必须能克服自身的体重才能完成一次。引体向上对发展上肢悬垂力量、肩带力量和握力有重要作用。它是按照动作规格完成的次数来计算成绩的,做的多则成绩好,因此,也把它作为一种力量耐较多。初中二年级女生的握力体重指数与中学生体质健康标准相比,处于良好水平。高中二年级男生的握力体重指数与中学生体质健康标准相比有所提高,但仍处于良好水平(如表6-11所示)。

(1)小学组健身干预效果分析

表6-3、表6-4和表6-7的数据显示,小学两个年级组学生身体形态和机能基本趋同。干预组经过为期10周的训练后,身体机能指标变化相对明显。其中小学五年级肺活量和台阶指数变化明显,在身体素质指标中,只有干预组女生的立定跳远、握力体重指数和单脚闭眼平衡站立产生了一定的变化。综合分析小学组三年级、五年级前测及后测指标,本研究设计的“大课间体育活动”基本符合小学生年龄低、自我控制能力弱的特点,所实施的干预手段全部为集体性活动：集体做操、集体跳绳、集体跑操,还有以班级为单位的不同项目群活动。

总体而言,小学两年龄组的体质指标虽然都发生了变化,但没有呈显著性差异。经过分析发现,在目前针对小学生的干预方案中,针对负荷量的控制问题尚存在一定欠缺;另外,由于小学年龄段学生的自身发育速度不同,尤其是女生的各项指标基本与男生持平,甚至相对于男生较好,而评价指标还是男生相对较高,这一点也是影响健身干预效果评价的因素之一。

(2)初中组健身干预效果分析

表6-3和表6-4及图6-2和图6-3的数据显示,初中组学生的肺活量体重指数、台阶试验指数,男生的身高、BMI指标,女生立定跳远和握力体重指数发生变化相对明显。“跑操”并结合其他操化动作对处于力量敏感期的初中组女学生的力量素质起到一定的作用。但在实践中发现,对初中男生来说,操化性的集体活动不如不同项目的组合活动,各种项目的组合活动方案要明显好于单一的体育活动。

(3)高中组健身干预效果分析

从表6-7到表6-11及图6-4和图6-5可知,在所有受试的几个年级组中,高中组变化最为明显,其中身体机能中肺活量体重指数和台阶试验指数2个指标,身体素质中握力体重指数、引体向上、立定跳远和仰卧起坐4个指标提升明显,特别是男学生的变化相对突出。

经过分析发现,由于本研究选取的研究对象是传统学校、现场会表演学校,因此,这个样本的健身效果相对突出。

5.辽宁地区城市和农村学校不同年龄组学生健身干预效果对比

表6-12　小学三年级干预组测试结果

表6-13　小学三年级控制组测试结果

表6-14　小学三年级对照组测试结果

表6-12至表6-14的测试结果表明,健身干预后,干预组中城市和乡镇学校学生的体质状况都有所提高,城市学校男女生的测试指标变化相对较大(在肺活量、台阶指数、握力和平衡能力方面都有产生了明显变化),其中女生的变化相对突出。

表6-15　小学五年级干预组测试结果

表6-16　小学五年级控制组测试结果

表6-17　小学五年级对照组测试结果

表6-15至表6-17的测试结果表明,小学五年组学生的健身干预效果相对于小学三年组学生的效果差一些;城市学生的干预效果相对好于乡镇学生。

表6-18　初中干预组测试结果

表6-19　初中控制组测试结果

表6-20　初中控制组测试结果

表6-18至表6-20的测试结果表明,初中组学生在肺活量、台阶指数、立定跳远几项指标中变化相对明显,其他指标只是总体水平城市学生好于乡镇学生。

表6-21　高中干预组测试结果

表6-22　高中控制组测试结果

表6-23　高中对照组测试结果

表6-21至表6-23的测试结果表明,高中干预组学生在身体机能(肺活量、台阶指数)和身体素质(引体向上、仰卧起坐)指标中的变化相对较大,且总体水平城市好于乡镇高中。

从表6-12至表6-23的对比分析可以看出,健身干预对城市和乡镇学生都产生了作用,但城市学生的健身效果相对于乡镇学生明显。

本研究将10周干预后的实际体质效果与《中国学生体质健康评分表》的标准进行比对发现：现阶段,辽宁地区青少年不同年龄组的男生体质状况的平均值处于国内总体及格水平的中游,女生的各项指标平均值处于国内良好水平的中游。如表6-24所示。

表6-24　辽宁地区青少年不同年龄组立定跳远状况表

6.健身干预方案执行者的态度分析

健身干预方案的实施能否最终产生相应的效果,除了方案的可行性与科学性外,在很大程度上依赖于健身方案的执行者和实施者的态度。为此,在体质指标的前期测试后、健身干预方案实施前,课题组和实验校的教师与学生进行了多次接触,并对学生进行了关于进行校内体育锻炼行为及态度等问卷调查。图6-6结果显示,83.2%的实验组学生参与早操及大课间活动是比较认真的,尤其是有组织的内容较为新颖的大课间活动。