《Frontiers in Cognition》：Associations between physical activity, physical fitness, sedentary behavior, and mathematics achievement in school-aged children: a cross-sectional study
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目的：本研究旨在检验学龄儿童身体活动、体适能与学业成就之间的关联，并考虑潜在的性别差异。方法：共有126名学龄儿童（12.2±0.4岁）参与此项横断面研究，根据国际身体活动问卷短版（International Physical Activity Questio
目的：本研究旨在检验学龄儿童身体活动、体适能与学业成就之间的关联，并考虑潜在的性别差异。方法：共有126名学龄儿童（12.2±0.4岁）参与此项横断面研究，根据国际身体活动问卷短版（International Physical Activity Questionnaire–Short Form, IPAQ-SF）评估的自我报告中高强度身体活动（moderate-to-vigorous physical activity, MVPA），将参与者分为身体活跃组（n=63）和非活跃组（n=63）。报告每周MVPA≥300分钟的儿童被归类为活跃。体适能通过药球投掷、Stork平衡测试和握力测试进行评估。采用Moore方程估算峰值身高速度（peak height velocity, PHV），学业成就通过数学百分比分数进行评估。采用双因素方差分析（two-way ANOVA）和Pearson相关分析检验组间差异与关联。结果：活跃儿童体重低于非活跃儿童（男孩：47.2±12.9 vs. 53.8±15.0 kg；女孩：50.6±9.5 vs. 53.8±15.7 kg；F=4.2，p=0.042，d=0.37）。活跃儿童数学成绩更高（男孩：90.2±5.8 vs. 76.3±7.9%；女孩：89.5±6.2 vs. 77.1±8.1%；F=96.8，p<0.001，d=1.7）。活跃儿童体适能表现普遍高于非活跃儿童（F≥3.98，p≤0.048，d≥0.36）。药球投掷和握力测试观察到显著的性别效应，但未发现显著的组别×性别交互作用。活跃男孩报告最高的剧烈活动量（1,209±732 METs/周）和最低的久坐时间（2.6±1.3小时/天）。久坐时间与数学成绩呈中度负相关（r=?0.48，p<0.001），而总MET-min/周呈微弱正相关（r=0.18，p=0.049）。结论：身体活跃儿童比非活跃同伴表现出更高的体适能和数学学业成就。这些发现支持身体活动、体适能、久坐行为与数学学业成就之间的横断面关联。然而，由于横断面设计以及未对生物成熟等潜在混杂因素进行统计控制，无法推断因果或独立关系。
**研究背景与问题**
儿童青少年身体活动不足和久坐行为上升已成为全球公共卫生问题。国际指南建议儿童每天至少进行60分钟中高强度身体活动（moderate-to-vigorous physical activity, MVPA），并将娱乐性屏幕时间限制在每天2小时以内。然而，世界卫生组织涉及34个国家72,845名学龄儿童的调查显示，仅约40%达到推荐MVPA水平，近三分之一儿童以久坐生活方式为主。已有研究表明，身体活动与认知表现和学业成就呈正相关，但身体活动（行为）、体适能（生理属性）和学业成就（教育结果）在概念上应有明确区分，现有研究常将其混为一谈。此外，多数证据来自西方国家，卡塔尔儿童面临高温气候限制户外活动、社会文化影响运动参与等独特情况，但当地同时考察身体活动、久坐行为、多维体适能与学业成就的统合研究十分有限。因此，本研究旨在比较身体活跃与非活跃卡塔尔学龄儿童在数学成绩、健康相关体适能、身体活动模式和久坐行为上的差异，并将性别作为分析因素，以揭示这些变量间的横断面关联。
**研究设计与关键方法**
研究人员从卡塔尔多哈一所学校招募126名学龄儿童（平均年龄12.2±0.4岁，范围10–13岁），依据国际身体活动问卷短版（IPAQ-SF）自我报告每周MVPA是否≥300分钟，将参与者分为身体活跃组（n=63）和非活跃组（n=63）。体适能评估采用药球投掷（上肢爆发力）、Stork平衡测试（静态平衡）和数字握力计测试（最大等长肌力）。成熟度偏移采用Moore方程估算。学业成就采用2021–2022学年官方记录的数学百分比分数。统计方法包括双因素方差分析（2×2：活动组别×性别）和Pearson相关分析，效应量用Cohen's d表示。
**研究结果**
**人体测量学**：活跃组体重显著低于非活跃组（F=4.2，p=0.042，d=0.37），其中活跃男孩体重和臂展均显著小于非活跃男孩。身高、体质指数（body mass index, BMI）、坐高和生物成熟度在组间无显著差异。
**身体活动与久坐行为**：性别主效应在剧烈活动（天数、分钟、METs）、久坐行为和每周总METs上显著（F≥5.6，p≤0.023，d≥0.41）。活动组主效应在剧烈活动METs/周（F=4.06，p=0.045）和久坐行为上显著（F=31.3，p<0.001，d=0.99）。活跃男孩报告最高的剧烈活动量（1,209±732 METs/周）和最低久坐时间（2.6±1.3小时/天），活跃女孩久坐时间也低于非活跃女孩。久坐时间与数学成绩呈中度负相关（r=?0.48，p<0.001），总METs/周与数学成绩呈微弱正相关（r=0.18，p=0.049）。
**体适能**：活跃组在所有体适能测试中均优于非活跃组（F≥3.98，p≤0.048，d≥0.36）。药球投掷和握力测试存在显著性别主效应（F≥4.01，p≤0.047），但未发现显著的组别×性别交互作用。活跃男孩在药球投掷和Stork平衡测试中表现最佳，而非活跃男孩握力大于活跃女孩。
**学业成绩**：活跃组数学成绩显著高于非活跃组（F=96.8，p<0.001，d=1.7），活跃男孩和女孩的数学百分比分数分别高于非活跃男孩和女孩，未发现性别主效应或交互效应。
**讨论总结**
研究发现身体活跃儿童具有更低的体重、更高的数学成绩和更好的体适能表现。性别差异仅存在于部分体适能和身体活动指标上，组别×性别交互作用不显著，表明活动状态带来的关联在男孩和女孩中并无统计学差异。本研究未直接评估个体体适能组分与数学成绩之间的关联，也未进行中介分析，因此体适能的中介作用仅属假设。研究局限性包括横断面设计不能推断因果、自我报告身体活动可能存在回忆偏差、单学校样本限制外部效度、未控制营养/睡眠/社会经济地位等混杂因素、未评估心肺适能、未将成熟度作为协变量纳入统计模型。尽管如此，研究支持将结构化、剧烈强度身体活动纳入学校课程以降低久坐行为的公共健康建议，但所有结论均应视为关联而非因果。
**研究结论**
身体活跃的学龄儿童表现出较低的体重、较高的数学学业成就以及更好的健康相关体适能表现（包括平衡、肌肉力量和爆发力），优于非活跃同伴。活动状态和性别的主效应在多项身体活动和体适能指标上均有体现。尽管活跃男孩在剧烈活动和某些体适能指标上呈最高描述性数值，但组别×性别交互作用不显著，表明活动相关差异在男女生之间无统计学差异。这些发现提示，习惯性身体活动——尤其伴随较低久坐行为和较高体适能时——与有利的生理和学业结局相关。由于横断面设计，上述发现仅应被解释为关联，而非因果关系。未来研究应使用纵向或干预设计、客观身体活动测量手段，并招募多学校样本以验证和扩展这些发现，为学校体育课程设计和教育政策提供依据。
