吳升扣，紀仲秋，李曙剛，劉威彤

韻律性身體活動改善幼兒側(cè)滑步下肢積分肌電貢獻率的研究

吳升扣1，紀仲秋2，李曙剛3，劉威彤2

目的：從動作發(fā)展的視角出發(fā)，將幼兒階段應(yīng)掌握的基本動作技能設(shè)計到韻律性身體活動中，通過分析幼兒側(cè)滑步下肢肌肉放電情況的變化，比較這種新幼兒韻律性身體活動與一般性幼兒韻律性活動效果差異。方法：將38名受試對象按照年齡隨機分為實驗組與對照組，實驗組幼兒周一至周五每天進行動作發(fā)展視角下的韻律性身體活動，每天累計活動時間為20-30分鐘，運動干預(yù)周期為一年。對照組則進行一般性的韻律性身體活動。運動干預(yù)前后，記錄受試者側(cè)滑步時下肢肌電活動，選取積分肌電值、下肢主要肌群積分肌電貢獻率為指標評估幼兒下肢肌電活動的變化。結(jié)果：（1）運動干預(yù)后，實驗組與對照組的積分肌電貢獻率較運動干預(yù)前的整體變化為主動肌積分肌電貢獻率的上升和拮抗肌積分肌電貢獻率的下降。（2）運動干預(yù)后，側(cè)滑步第一時相中，實驗組3歲組幼兒腓腸?。ㄓ遥┓e分肌電貢獻率顯著高于對照組，股直?。ㄓ遥┓e分肌電貢獻率顯著低于對照組；5歲組幼兒腓腸肌（左）的積分肌電貢獻率顯著高于對照組，股二頭肌（左）積分肌電貢獻率顯著低于對照組。結(jié)論：運動干預(yù)后，實驗組幼兒的側(cè)滑步動作發(fā)展水平都有了提高，在做側(cè)滑步時對主動肌與拮抗肌的控制變得更加協(xié)調(diào)；動作發(fā)展視角下的韻律性身體活動在改善幼兒側(cè)滑步動作下肢肌肉放電情況，促進幼兒側(cè)滑步動作發(fā)展方面優(yōu)于一般性的韻律性身體活動。

幼兒；下肢肌電活動；韻律性身體活動；積分肌電貢獻率；動作發(fā)展

人類動作在兒童動作發(fā)展研究中常采用比較簡單且實用的分類方法，即根據(jù)完成動作時參與肌群的大小，將動作分為粗大動作（Gross Motor）和精細動作（Fine Motor）。粗大動作是指由身體大肌肉或肌肉群產(chǎn)生的動作，包括行走、奔跑、跳躍和投擲等。精細動作是指由身體小肌肉或肌肉群產(chǎn)生的動作，包括繪畫、書寫，使用刀叉、筷子，彈奏樂器等。根據(jù)是否產(chǎn)生空間位置變化、是否涉及外界工具的操控，粗大動作又可進一步分為移動性（Locomotor）動作、非移動性（Non-locomotor）動作和操作性（Manipulative）動作［1］。人們首先需要學(xué)習(xí)和掌握基本動作技能（Fundamental Motor Skills），才能完成各種復(fù)雜動作，如各種體育運動、競技比賽和舞蹈活動等。動作發(fā)展學(xué)者一致認為大約在3-8周歲期間，形成人類的基本動作技能［2］。如果在兒童早期沒有掌握好正確的基本動作技能，那么將來在更加復(fù)雜的動作表現(xiàn)上便會大打折扣［3-4］。

韻律性身體活動是幼兒伴隨音樂或歌謠的節(jié)奏而進行的各種身體活動，由于它滿足了幼兒喜好音樂和舞動的天性，所以在幼兒園得到了廣泛的開展。本研究從動作發(fā)展的視角出發(fā)，設(shè)計出新的韻律性身體活動，并對受試幼兒進行為期一年的運動干預(yù)。分別在運動干預(yù)的前后記錄幼兒側(cè)滑步時下肢肌電活動情況，分析側(cè)滑步時幼兒下肢肌電活動特征，檢驗韻律性身體活動對幼兒側(cè)滑步下肢肌電活動變化的影響，從肌肉放電活動的角度深入分析幼兒粗大動作發(fā)展變化。通過比較這種新幼兒韻律性身體活動與一般性幼兒韻律性活動效果的差異，探索在教學(xué)實踐中促進幼兒動作發(fā)展的新途徑，為幼兒身體活動的開展提供理論與實證依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究選取北京市城區(qū)某公立幼兒園小、大班共38名幼兒為測試對象，其中3歲組幼兒22人，5歲組幼兒16人。3歲組的幼兒包含了3周歲以上4周歲以下的兒童；5歲組幼兒包含了5周歲以上6周歲以下的兒童。所有被試排除主要臟器有嚴重疾病，不宜參加運動者；身體發(fā)育異?；蛏眢w殘缺畸形者；無前庭系統(tǒng)疾病病史，無斜視、弱視者。將受試對象按照年齡隨機分為實驗組與對照組，兩組的人數(shù)、年齡、性別構(gòu)成均相同。實驗前，對兩組幼兒的基本情況（身高、體重、體質(zhì)指數(shù)）進行比較，沒有顯著性差異后方可進入實驗。

1.2 運動干預(yù)

本研究的運動干預(yù)為兩類不同的幼兒韻律性身體活動，干預(yù)周期為一年，分為兩個學(xué)期進行。實驗組幼兒周一至周五每天練習(xí)新韻律性身體活動，分別安排在課間操、音樂教學(xué)活動、舞蹈教學(xué)活動中，累計活動時間為20-30分鐘/天，對照組則練習(xí)一般性的韻律性身體活動。實驗組與對照組每次活動頻率、活動持續(xù)時間和運動強度都相同。分別在實驗的前期和后期完成肌電指標的測試。

運動干預(yù)的設(shè)計：本研究根據(jù)目前幼兒韻律性身體活動設(shè)計的理論體系［5-6］，結(jié)合動作發(fā)展科學(xué)對幼兒基本動作技能的認識與分類［1，7］，參考Animal Fun［8］、Animal Tracker［9］等幼兒動作發(fā)展課程的模式，為實驗組設(shè)計了新的韻律性身體活動，以促進實驗組幼兒的動作發(fā)展。對照組則采用現(xiàn)有的韻律性身體活動，或由本園教師自主設(shè)計的韻律性身體活動。

實驗組參加的每一套韻律性身體活動都由多種基本動作技能組成，包括移動性動作、操作性動作和非移動性動作。移動性動作內(nèi)容主要有走、跑步、雙腳跳、單腳跳、跨跳、墊步跳、滑步、跑步跳等；操作性動作主要有握持、拍、擊打、投擲、踢、滾、拋接等；非移動性動作主要有彎曲、伸展、扭曲、旋轉(zhuǎn)、抖動、搖晃、平衡等。對照組參加的韻律性身體活動主要由非移動性動作組成，僅包含了少量的移動性動作和操作性動作。

1.3 下肢肌電活動測試

下肢肌電活動測試儀器為Noraxon表面肌電測試系統(tǒng)（基礎(chǔ)版）。采用表面電極雙極導(dǎo)聯(lián)法，暴露受試者下肢待檢測肌群部位皮膚，測試前先用去脂酒精棉球?qū)﹄姌O安放位置的皮膚進行去脂處理，沿著肌纖維走向?qū)㈦p極表面電極粘貼于肌腹中心處，兩電極間相距2cm。測試動作為連續(xù)4次向右的測滑步，測試部位為雙側(cè)下肢脛骨前肌（TA）、腓腸?。▋?nèi)側(cè)頭）（Gas）、股直肌（RF）和股二頭?。˙F）8塊肌肉。側(cè)滑步是幼兒階段應(yīng)該發(fā)展的典型的基本動作技能，且4個連續(xù)的側(cè)滑步動作屬于周期性運動，在分析下肢肌電活動時便于進行階段的劃分。因此，本研究選取右側(cè)滑步為例分析幼兒側(cè)滑步時下肢肌電活動。為了更加客觀地反映受試者的滑步動作能力，揭示滑步動作的肌肉放電情況，本研究進一步分析了4次右側(cè)滑步中的第3個滑步。研究將這個滑步動作劃分為三個時相：時相一為右腳著地瞬間至左腳離地瞬間；時相二為左腳離地瞬間至左腳著地瞬間；時相三為左腳著地瞬間至右腳再次落地瞬間。

使用美國Noraxon表面肌電儀器（基礎(chǔ)版）自帶的軟件，對原始肌電信號進行全波整流、濾波（帶通濾波10Hz-450Hz）和平滑（RMS，50ms）處理，分析積分肌電值（integrated electromyography，iEMG），并通過不同肌群的積分肌電值計算出積分肌電貢獻率。積分肌電值是指對所得sEMG信號進行整流濾波后單位時間內(nèi)曲線下面積的總和，其數(shù)值的高低反映運動時參與肌肉收縮的肌纖維數(shù)目和每個運動單位的放電大?。?0］，是目前研究肌肉功能活動的一個常用指標［11-13］。肌肉積分肌電貢獻率是指運動的某個階段內(nèi)特定肌肉發(fā)力與所有肌肉發(fā)力的比值，用某塊肌肉積分肌電與所有單側(cè)腿測試肌肉的積分肌電比值來表示［14-15］。以脛骨前?。ㄓ遥槔好劰乔凹。ㄓ遥┓e分肌電貢獻率=脛骨前?。ㄓ遥﹊EMG/（脛骨前肌（右）iEMG+腓腸?。ㄓ遥﹊EMG +股直?。ㄓ遥﹊EMG+股二頭?。ㄓ遥﹊EMG）。

2 研究結(jié)果

實驗前的獨立樣本T檢驗結(jié)果如表1、2、3所示，除第二時相中3歲組股二頭?。ㄓ遥┑姆e分肌電貢獻率外，實驗組與對照組側(cè)滑步不同時相中下肢各肌群積分肌電貢獻率均無顯著的差異（P＞0.05），說明實驗分組基本合理。

表1 實驗組與對照組第一時相中下肢各肌群的貢獻率（實驗前對比，單位：%）Table 1 iEMG contribution between the experimental group and the control group in phase 1 before the intervention

表2 實驗組與對照組第二時相中下肢各肌群的貢獻率（實驗前對比，單位：%）Table 2 iEMG contribution between the experimental group and the control group in phase 2 before the intervention

對實驗組實驗前后肌肉積分肌電貢獻率進行配對樣本T檢驗，結(jié)果如表4、5、6所示：第一時相中，3歲組幼兒腓腸?。ㄓ遥?、腓腸?。ㄗ螅嶒灪蟮姆e分肌電貢獻率較實驗前顯著上升（P＜0.05），股二頭?。ㄓ遥?、脛骨前?。ㄗ螅⒐芍奔。ㄗ螅┑姆e分肌電貢獻率較實驗前顯著下降（P＜0.05）；5歲組幼兒腓腸?。ㄓ遥嶒灪蟮姆e分肌電貢獻率較實驗前顯著上升（P＜0.05），股直?。ㄓ遥嶒灪蟮姆e分肌電貢獻率較實驗前顯著下降（P＜0.05）。第一時相中，幼兒下肢各肌肉肌電整體變化為腓腸?。ㄓ遥?、腓腸?。ㄗ螅┓e分肌電貢獻率上升，其他肌肉的積分肌電貢獻率呈現(xiàn)下降的趨勢。

表3 實驗組與對照組第三時相中下肢各肌群的貢獻率（實驗前對比，單位：%）Table 3 iEMG contribution between the experimental group and the control group in phase 3 before the intervention

表4 實驗組與對照組第一時相中下肢各肌群用力的貢獻率（實驗后對比，單位：%）Table 4 iEMG contribution between the experimental group and the control group in phase 1 after the intervention

表5 實驗組與對照組第二時相中下肢各肌群用力的貢獻率（實驗后對比，單位：%）Table 5 iEMG contribution between the experimental group and the control group in phase 2 after the intervention

表6 實驗組與對照組第三時相中下肢各肌群用力的貢獻率（實驗后對比，單位：%）Table 6 iEMG contribution between the experimental group and the control group in phase 3 after the intervention

第二時相中，3歲組幼兒腓腸肌（右）、腓腸?。ㄗ螅嶒灪蟮姆e分肌電貢獻率較實驗前顯著上升（P＜0.05），脛骨前肌（左）的積分肌電貢獻率較實驗前顯著下降（P＜0.05）。第二時相中，幼兒下肢各肌肉肌電整體變化為腓腸?。ㄓ遥?、股直?。ㄓ遥?、腓腸肌（左）積分肌電貢獻率上升，其他肌肉積分肌電貢獻率呈現(xiàn)下降的趨勢。3歲組幼兒的積分肌電貢獻率變化較大，5歲組幼兒積分肌電貢獻率變化較小。

第三時相中，3歲組幼兒除了股直?。ㄓ遥┹^實驗前顯著下降（P＜0.05）外，其他肌肉實驗后的積分肌電貢獻率變化不具有顯著性（P＞0.05）；5歲組幼兒脛骨前?。ㄓ遥┑姆e分肌電貢獻率較實驗前顯著上升（P＜0.05），股直?。ㄓ遥┑姆e分肌電貢獻率較實驗前顯著下降（P＜0.05）；第三時相呈現(xiàn)出股直?。ㄓ遥┑姆e分肌電貢獻率下降，脛骨前?。ㄓ遥┖碗枘c肌（左）的積分肌電貢獻率上升的趨勢。對照組實驗前后的配對樣本T檢驗結(jié)果顯示，3歲組和5歲組幼兒下肢肌肉積分肌電貢獻率的變化整體趨勢與實驗組相近，但變化幅度較小。

對實驗組和對照組幼兒下肢各肌肉積分肌電貢獻率進行獨立樣本T檢驗，結(jié)果顯示：第一時相中，實驗組3歲組幼兒腓腸肌（右）積分肌電貢獻率顯著高于對照組（P＜0.05），股直?。ㄓ遥┓e分肌電貢獻率顯著低于對照組（P＜0.05）；5歲組幼兒腓腸肌（左）的積分肌電貢獻率顯著高于對照組（P＜0.05），股二頭肌（左）積分肌電貢獻率顯著低于對照組（P＜0.05）。第二時相中，其他各指標均沒有出現(xiàn)顯著性差異。第三時相中，實驗組與對照組下肢各肌肉的積分肌電貢獻率間的差異不具有顯著性（P＞0.05）。

3 分析與討論

積分肌電貢獻率是反映肌肉收縮用力的相對小大，它的細微變化會影響整個動作的協(xié)調(diào)程度。本研究結(jié)果顯示，在側(cè)滑步的不同時相中，幼兒下肢肌肉積分肌電貢獻率出現(xiàn)了理想的改變，即主動肌積分肌電貢獻率的升高、拮抗肌積分肌電貢獻率的降低。上述指標的變化表示運動干預(yù)后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)對主動肌與拮抗肌的控制變得更加協(xié)調(diào)，外在表現(xiàn)為幼兒側(cè)滑步動作發(fā)展水平的提高。實驗組與對照組實驗前各時相下積分肌電貢獻率并沒有顯著的差異，而實驗后兩組間的對比結(jié)果顯示，實驗組在第一時相中，主動肌的積分肌電貢獻率整體上高于對照組，而拮抗肌的積分肌電貢獻率整體上低于對照組，在第二時相、第三時相中的多個指標也表現(xiàn)出優(yōu)于對照組的趨勢。因此，本研究設(shè)計的韻律性身體活動在改善幼兒側(cè)滑步動作下肢肌肉放電情況方面優(yōu)于一般性的韻律性身體活動。

人類在執(zhí)行動作的過程類似于計算機進行信息處理的過程。Donders最早提出該理論，認為信息要在中樞系統(tǒng)中經(jīng)過刺激證明（Stimulus Identification）、反應(yīng)選擇（Response Selection）和反應(yīng)動作程式組合（Response Programming）三個階段才能產(chǎn)生動作［16］。動作程式（Motor Program）就像計算機中的程序，當輸入指令后，按照提前設(shè)定好的程序便會有相應(yīng)的輸出產(chǎn)生。而人體內(nèi)的動作程式所載錄的信息則包括動作過程中需要哪些肌肉參與、肌肉收縮的順序、不同肌肉收縮的相對時間和收縮力度等，這些信息也稱之為動作參數(shù)，當參數(shù)發(fā)生變化時動作便發(fā)生了改變。肌電活動正好可以反映這些參數(shù)的變化，從而對不同的動作表現(xiàn)進行解釋。本研究顯示的幼兒下肢積分肌電貢獻率的變化，最終都會體現(xiàn)于幼兒外在的動作表現(xiàn)中。即運動干預(yù)后，實驗組和對照組幼兒的側(cè)滑步動作都得到了發(fā)展，且實驗組幼兒的側(cè)滑步動作發(fā)展優(yōu)于對照組幼兒。

分析原因，這可能與兩種韻律性身體活動設(shè)計理念和不同的練習(xí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)有關(guān)。本研究設(shè)計的新韻律性身體活動的目的為促進幼兒粗大動作發(fā)展，采用的主要內(nèi)容為基本動作技能。Morre［17］認為，學(xué)習(xí)一項新的動作技能如同記住一件事，必須一再地重復(fù)這個過程，直到這個過程永久地成為我們能力的一個部分。所以，反復(fù)的練習(xí)是動作學(xué)習(xí)的重要過程。新的韻律性身體活動，以幼兒時期的基本動作技能為主要活動內(nèi)容，將移動性動作如走、跑、單腳跳、雙腳跳、滑行、墊步跳等，非移動性動作如彎曲與伸展、扭轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)、推拉、擺動與搖晃等，操作性動作如接、擲、拍、踢、擊打等設(shè)計到活動中，如此經(jīng)過一年的運動干預(yù)和每天的重復(fù)練習(xí)必然會有助于幼兒基本動作技能模式的學(xué)習(xí)與掌握。而一般性的韻律性身體活動更加強調(diào)運動量或趣味性，動作要素以非移動動作為主，偶然也會出現(xiàn)極少量的移動動作和操作動作，但并不具有針對性。即使在一些涉及使用體育器械的活動中，也未能很好地鍛煉到幼兒的操作動作技能，仍是借用這些器械進行非移動動作練習(xí)。設(shè)計者往往受到傳統(tǒng)設(shè)計理念的束縛，很難將滑步、擊打、投擲等動作模式安排在整套活動中，忽略了許多基本動作模式的學(xué)習(xí)。

同時，動作基模理論認為在練習(xí)中如果能提供更多的動作參數(shù)、動作結(jié)果和動作環(huán)境的變異性，動作基模就會建立得越正確。所以練習(xí)期間的變化性應(yīng)有助于動作基模的建立，進而促進動作學(xué)習(xí)和動作發(fā)展。其他學(xué)者也提出了要進行非完全重復(fù)的反復(fù)練習(xí)，在練習(xí)的過程中避免繁復(fù)的重復(fù)過程，應(yīng)通過略微的變化提高動作練習(xí)的效果，在主動的動作學(xué)習(xí)過程中，形成半自動化的、協(xié)調(diào)性良好的新動作程式。Berstain［18］也提出類似的觀點，認為恰當?shù)木毩?xí)并不是將動作程式以固定的動作參數(shù)一再反復(fù)地做出動作，而是一次又一次地嘗試解決動作的問題，在不斷地修改過程中，找到執(zhí)行該動作程式的最佳方法。本研究設(shè)計的新韻律性身體活動將基本動作技能以各種變異的形式，反復(fù)出現(xiàn)于不同的節(jié)奏、風(fēng)格的音樂中，讓兒童體驗不同的動作參數(shù)，從而促使了幼兒更好地掌握這些基本動作模式。而一般性的韻律性身體活動在設(shè)計時缺乏對動作參數(shù)進行改變，多是將身體各關(guān)節(jié)的動作組合起來，幼兒體驗的動作參數(shù)變化自然就不夠豐富了。

4 結(jié)論

（1）經(jīng)過一年的運動干預(yù)，實驗組與對照組的積分肌電貢獻率比運動干預(yù)前出現(xiàn)了不同程度的改善，整體上表現(xiàn)為主動肌積分肌電貢獻率的上升和拮抗肌積分肌電貢獻率的下降。這提示中樞神經(jīng)系統(tǒng)對主動肌與拮抗肌的控制變得更加協(xié)調(diào)，外在表現(xiàn)為幼兒側(cè)滑步動作發(fā)展水平的提高。

（2）運動干預(yù)后，實驗組幼兒下肢積分肌電貢獻率的變化整體上優(yōu)于對照組，說明動作發(fā)展視角下的韻律性身體活動在改善幼兒側(cè)滑步動作下肢肌肉放電情況，促進幼兒側(cè)滑步動作發(fā)展方面優(yōu)于一般性的韻律性身體活動。

（3）幼兒處于動作發(fā)展敏感期，幼兒韻律性身體活動的設(shè)計應(yīng)以基本動作技能為主要內(nèi)容，采用變異的設(shè)計方法，創(chuàng)造不斷變化的運動環(huán)境，幫助幼兒掌握更多的運動模式，促進動作發(fā)展。

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An Empirical Study on the Effect of Young Children's Rhythmic Physical Activities on Promoting the Lower Limb iEMG Contribution

WU Shengkou1，JI Zhongqiu2，LI Shugang3，LIU Weitong2

Objective：To integrate the basic movement skills that young children should master into a set of rhythmic physical activities and then compare the effect of the activities with that of existing ones through analyzing the change in young children's lower limb iEMG.Methods：38 children were randomly divided into the experimental group and the control group by age.The experimental group participated in the designed rhythmic physical activities from Monday to Friday，20-30 minutes a day，and the motor intervention lasted for one year，while the control group participated in only common rhythmic activities.Before and after the intervention，The electromyographic activities during children's slide steps were recorded and assessed by the iEMG and the iEMG contribution of the main muscles of lower limbs.Results：（1）After the intervention，the general change in the lower limb iEMG contribution in both groups lies in the rise of agonistic muscle iEMG contribution and the drop of antagonistic muscle iEMG contribution；（2）After the intervention，in the first phase of slide steps，the iEMG contribution of Gas（right）in the experimental group was significantly higher than that of the control group while the iEMG contribution of RF（right）in the experimental group was significantly lower than that of the control group；the iEMG contribution of Gas（left）in the experimental group of 5-year-old children was significantly higher than that of the control group while the iEMG contribution of BF（left）in the experimental group was significantly lower than that of the control group.Conclusion：After the intervention，both groups presented obvious improvement in slide step movement，and showed better control over the coordinated movement of agonistic muscle and antagonistic muscle.The change of lower limb iEMG contribution in the experimental group was better than that of the control group on the whole.This shows that the rhythmic physical activities based on motor development are better than common physical activities in improving muscle discharge of lower limbs during slide steps and in promoting the development of young children's slide steps.

Young Children；Electromyographic Activities of Lower Limbs；Rhythmic Physical Activities；iEMG Contribution；Motor Development

GG808.1 Document code：A Article ID：1001-9154（2016）05-0023-06

G808.1

A

1001-9154（2016）05-0023-06

10.15942/j.jcsu.2016.05.004

（編輯 孫君志）

中國人民大學(xué)科學(xué)研究基金（中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助）項目（16XNF025）。

吳升扣，博士，講師，研究方向：幼兒動作發(fā)展，E-mail：kouziqq@163.com。

1.中國人民大學(xué)，北京100872；2.北京師范大學(xué)，北京100875；3.河北科技師范學(xué)院，河北秦皇島066004 1.Renmin University of China，Beijing 100872；2.Beijing Normal University，Beijing 100875；3.Hebei Normal University of Science&Technology，Qinhuangdao Hebei 066004

2016-01-28

2016-07-20