结构化运动学习干预对学龄前儿童执行功能(EFs)中工作记忆的显著促进作用

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决学龄前儿童执行功能(EFs)发展中结构化运动干预效果不明确的问题,华东师范大学等团队开展了一项随机对照试验。研究发现,12周结构化运动学习能显著提升儿童工作记忆(B=0.20, 95% CI:0.14-0.26),但对抑制控制(inhibitory control)和认知灵活性(cognitive flexibility)无显著影响,为早期教育中运动课程设计提供了实证依据。

  

论文解读

在儿童早期发展中,执行功能(Executive Functions, EFs)如同大脑的“指挥中心”,负责协调工作记忆(working memory)、抑制控制(inhibitory control)和认知灵活性(cognitive flexibility)等关键认知能力。这些能力不仅影响学业表现,还与社交行为和情绪调节密切相关。然而,现有研究多聚焦于学龄儿童,对3-6岁幼儿EFs的干预研究却存在空白。更令人担忧的是,中国幼儿园普遍以自由户外活动为主,缺乏结构化运动课程,其认知效益尚不明确。

为填补这一空白,华东师范大学、嘉兴学院等机构的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项开创性研究。他们通过12周随机对照试验,首次系统比较了结构化运动学习与自由活动对幼儿EFs的影响。结果显示,干预组儿童的工作记忆显著提升(效应值B=0.20),但抑制控制和认知灵活性未见明显改善。这一发现不仅揭示了运动干预对EFs成分的选择性作用,更为优化幼儿教育实践提供了科学依据。

关键技术方法
研究采用随机对照试验设计,招募80名4-6岁幼儿,分为干预组(n=36)和对照组(n=44)。干预组进行每周2次、每次30分钟的结构化运动课程,内容涵盖 locomotor skills(移动技能)、nonmanipulative skills(非操控技能)和 manipulative skills(操控技能),并融入身体意识等认知元素;对照组进行等时自由活动。EFs评估采用计算机化EF-TOUCH测试,通过House(HSE)、Arrows(ARR)和Same Things(STS)任务分别测量工作记忆、抑制控制和认知灵活性。数据分析采用多元线性回归模型控制基线分数、年龄和性别。

研究结果

工作记忆(HSE)的显著提升
干预组在工作记忆后测得分(0.86±0.11)显著高于对照组(0.66±0.15),回归分析显示干预效应显著(B=0.20)。研究者认为,结构化活动中“反思与欣赏”环节的言语反馈激活了 phonological loop(语音回路),而运动与认知概念的结合(如方向、重心变化)进一步强化了信息存储与处理能力。

抑制控制(ARR)与认知灵活性(STS)的局限性
两组在抑制控制(干预组0.78±0.24 vs 对照组0.83±0.24)和认知灵活性(0.80±0.12 vs 0.82±0.13)上无显著差异。可能原因包括:1)教师指导减少了儿童自主抑制干扰的需求;2)活动强度不足,未能激活高强度的神经响应;3)单次课程聚焦单一技能,缺乏任务切换(task-switching)的灵活性训练。

讨论与意义
这项研究首次实证表明,结构化运动学习可作为提升幼儿工作记忆的有效手段,其机制可能涉及前额叶-运动皮层神经网络的协同激活。尽管对EFs其他成分的影响有限,但结果提示未来干预需优化设计:延长周期、增加强度、引入多任务切换范式。从实践角度看,将结构化活动与自由游戏结合,可能是促进EFs全面发展的理想路径。

该研究的创新性在于将 Theory of Constraints(约束理论)与 Constructivism(建构主义)融入运动课程设计,通过约束调整(如器材尺寸、环境光线)和主动探索(如情景创设)激发认知参与。局限性包括样本地域集中和干预时长较短。团队建议后续研究探索不同强度、频率的运动方案,并借助fMRI等技术揭示神经机制,为制定个性化早期干预策略提供更全面的证据链。

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