体育教学中正念练习对学生注意的影响及其脑机制研究

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2019年中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》,重点部署了面向教育现代化的十大战略任务,力争到2035年总体实现教育现代化,迈入教育强国行列。教学方法的改革是教学研究的永恒主题,也是达成教育现代化的关键。正念目前在西方学校教育领域广泛传播,已经迅速成为一种流行的教学理念与方法。正念练习同样对学校体育教学具有启发意义,国外已经开启了体育教学的正念练习研究,并且获得了积极的效益。正念主流化背后的很大推动力是越来越多的研究发现正念对注意的有益影响,这可能是一条既解决学生注意力问题又体现学校教育功能的有效途径。注意是智力行为的本质特征之一,与学习关系密切,是成功学习的一项必备条件,同时对学生的社会心理发展起到核心作用。但目前教学中学生的注意状况不容乐观,再加上互联网和手机信息的干扰,改革教学方法,吸引学生的注意与培养学生的兴趣成为教学中普遍面对的问题。太极拳和瑜伽是我国学校开展较为普及的运动项目,是以正念意识和冥想为基础的身心练习活动,在提升认知功能、改善注意等方面具有优势。这两个项目是当今东方正念练习常用的手段与方法。因此,本研究采用太极拳和瑜伽为正念练习手段,综合运用心理学测量、多模态磁共振成像技术等,利用静息态功能核磁共振成像数据,考察这种融入体育教学的正念练习对学生注意的影响,探讨正念影响注意的脑机制。以期为正念干预和体育教育教学改革提供一种思路,并厘清正念干预的神经机制。本研究包括三部分:研究一:在行为学上,观察体育教学中正念练习对学生注意的影响。154名初中、高中及大学生分别进行12周(80分钟/周)的基于正念的太极拳教学练习,测量干预前后正念水平及注意子网络:警觉、定向、执行控制能力。结果发现,干预后,初中组和高中组被试警觉网络效应值显著提高(P(27)0.05),大学组定向网络效应值显著提高(P(27)0.05);三组执行控制网络效应值均显著提高(P(27)0.05)。研究二:在脑结构上,探讨体育教学中正念练习影响注意的脑机制。以80名大学生为研究对象,随机分为正念太极组、正念瑜伽组、形体练习组、不运动对照组四组,进行12周(80分钟/周)教学干预,在干预前后测量注意三个子网络能力,同时采集静息态功能磁共振成像数据并采用基于体素的形态学测量手段观察脑区灰质体积干预前后的变化。结果发现,(1)两正念干预组及形体练习组执行控制注意能力显著改善(P(27)0.05);(2)干预后正念瑜伽组颞中回灰质体积显著减少,正念太极组颞上回显著减少、小脑则增加;(3)干预后组间对比,正念瑜伽组与形体练习组双侧小脑后叶灰质体积显著降低,正念瑜伽组与对照组右脑中央前回显著增加,正念瑜伽组与正念太极组左眶额回显著增加,正念太极组与形体练习组左眶额回、两侧小脑后叶下半月小叶显著降低,正念太极组与对照组双侧运动区上部、右侧小脑后叶显著增加、右侧额下回显著降低;(4)正念瑜伽组灰质体积显著改变的颞中回与显著改善的注意执行控制能力之间有显著性相关(r=0.577,P(27)0.05)。研究三:在脑功能上,探讨体育教学中的正念练习影响注意的脑机制。研究对象及干预过程同研究二。对采集的静息态功能磁共振成像数据采用低频振幅指标直接观察静息态脑网络的变化。结果发现,(1)干预后正念瑜伽组被试默认网络的右侧内眶额回、前扣带回的低频振幅激活增加,正念太极组被试默认网络、腹侧注意网络和额顶控制网络的右侧角回、缘上回激活减少;(2)干预后组间对比,正念瑜伽组与正念太极组之间躯体运动感觉网络、背侧注意网络的中央后回和顶下小叶激活减少,正念瑜伽组与对照组之间视觉网络的左侧枕中回和右侧楔回激活减少,正念太极组与对照组之间默认网络、额顶控制网络的左侧楔前叶激活增加,形体练习组与对照组视觉网络的右侧枕上回和楔回激活减少;(3)正念瑜伽组默认网络的内眶额回低频振幅激活改变与注意网络测试平均总反应时改善之间有显著性相关(r=0.545,P(27)0.05)。本研究结论:(1)体育教学中的正念练习可以提高学生的注意能力,尤其是执行控制注意子网络改善显著;(2)体育教学中的正念练习影响了大学生注意相关脑区结构和功能:减少了颞叶、增加了小脑等脑区的灰质体积,改变了静息态脑网络:默认网络、额顶控制网络、背侧注意网络、腹侧注意网络、视觉网络等部分脑区的激活;(3)体育教学中的正念练习改善的学生注意行为,可能与其注意相关脑区结构和功能的改变相关。
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