體育鍛煉對短時記憶力影響的實驗研究

王 超，李芬芬

體育鍛煉對短時記憶力影響的實驗研究

王 超，李芬芬

為了探究體育鍛煉與短時記憶力之間的關系，隨機抽取西安市遠東二中10名高一學生作為研究對象，運用文獻資料法、數(shù)理統(tǒng)計法、實驗法等方法針對體育鍛煉對短時記憶力的影響進行了實驗研究。運用統(tǒng)計學軟件spss19.0對兩次實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，得出研究結論：訓練前后10名學生的短時記憶力變化有非常顯著性差異，體育鍛煉對短時記憶力產生了積極的影響。其中記憶用時在記憶字長不變的情況下，記憶用時明顯降低；學生兩次測試的記憶字長和記憶廣度數(shù)據(jù)有非常顯著性的變化，記憶字長人均提高了1個值，記憶廣度人均提高了0.85個值。

體育鍛煉；短時記憶力；影響；實驗研究

記憶能力有高低之分，人與人之間均有一定差異，記憶力受到年齡、環(huán)境、心理以及身體狀態(tài)等方面的影響。根據(jù)記憶存儲時間的特征，一般將記憶分為瞬時記憶、短時記憶和長時記憶。人類大腦中的海馬區(qū)決定著短時記憶，而長時記憶則是通過短時記憶的復述、精加工、編碼而形成；短時記憶是評價一個人記憶能力的重要指標。提高記憶力的方法有很多，本論文從短時記憶為切入點，通過體育鍛煉實驗，對體育鍛煉與短時記憶力之間的關系進行探討研究。

1 研究方法

1.1 抽樣調查法

采用隨機抽樣法，選取西安市遠東二中高一年級為抽樣對象，學校一個年級共10個班，隨機選取一個普通班高一（6）班，按照男女比例1:1的原則進行簡單隨機抽樣，抽取該班10人作為研究對象。

1.2 文獻資料法

通過文獻資料法查，查閱關于體育鍛煉對短時記憶力，短時記憶力對學習能力影響的書籍與文章并加以總結歸納。

1.3 數(shù)理統(tǒng)計法

對本研究相關數(shù)據(jù)運用spss19.0進行統(tǒng)計與差異性分析。

1.4 邏輯分析法

在論文研究過程中，采用了對比、分析、歸納、綜合等邏輯學方法對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行研究，對所得資料進行匯總比較。

1.5 實驗法

1.5.1 實驗對象 以西安市遠東二中高一（6）班隨機抽取的10人（男女各5人）為實驗對象。

1.5.2 實驗的操作人員組成 實驗人員由陜西師范大學體育學院帶隊老師5人、碩士研究生團隊8人及3名于遠東二中實習的免費師范生組成，共16人。實驗開展前帶隊老師對整個團隊進行了培訓，包括儀器的操作方法、訓練注意事項以及突發(fā)事件處理方法等。

1.5.3 訓練內容設計 （1）12min訓練：12min訓練是于20世紀60年代庫珀博士發(fā)明的12min跑的基礎上，為了增加訓練的趣味性，豐富訓練的內容，將其內容設計為跳繩、折返跑、臺階試驗。訓練時，從3種訓練內容中選取兩種作為一次完整的訓練，每個內容連續(xù)訓練6min，訓練總時間為12min，訓練時嚴格控制運動心率在最大心率的70%-85%，如果感覺疲勞可以減緩動作速度，但不能停止運動。（2）訓練的時間安排：訓練時間為2014年9月22日至2014年11月23日，共10周。在此期間，對抽取的10名學生進行每周兩次的12min訓練，具體的訓練的時間安排在周一和周四的15點至17點之間。（3）訓練強度：運動強度是單位時間內的運動量，本實驗選擇運動平均心率作為運動強度的評價指標，采用最大心率百分比法測定運動強度。通常提高有氧適能的運動強度采用70%-85%的最大心率[1]。10名高一學生的平均年齡為15.8歲，其靶心率范圍為142.8-173.4次/min。本實驗每次訓練的時間為12min，并通過設計適當訓練的內容，使其平均心率控制在最佳運動心率范圍內。

1.5.4 實驗過程 實驗時間為10周，具體安排如下：

第1周，對抽取的10名學生運用記憶力廣度測試法進行短時記憶力測試，儀器自動輸出記憶時間、記憶字長和記憶廣度3個數(shù)據(jù)。

第2-9周，對10名學生進行8周的12min訓練，并詳細記錄每次訓練學生12min內平均心率，共16次。嚴格控制訓練的時間和心率，作為訓練強度的評判標準。

第10周，對10名學生進行第2次的短時記憶力測試，并詳細記錄測驗數(shù)據(jù)。

1.6 記憶力廣度測驗法

記憶廣度法乃是研究記憶材料呈現(xiàn)1次后所能記憶最大量的方法，是短時記憶力的一種測驗方法。研究者事先準備好一系列若干項目的刺激材料，各項目分別有3—12個左右的數(shù)字符號。實驗時，主試者口述或用速示器向被試者呈現(xiàn)某個刺激項目，刺激消失即請被試者按照同樣的次序說出刺激內容。實驗的目的是根據(jù)被試者的反應，度量他能正確記憶多少項目。刺激內容可以是數(shù)字、符號、單詞等等。為了避免誤差，研究者一般得準備多套等價的材料，每個刺激只對被試者使用一次。[2]

記憶廣度測試程序是MemSpan是用C++編寫開發(fā)的Win32中文程序，用于對數(shù)字記憶廣度進行測試。本研究運用的測試程序為“記憶廣度測試程序1.0”，以數(shù)字作為實驗的刺激內容，起始字長為3個，最大為10個，每個系列數(shù)字連續(xù)呈現(xiàn)3次，以3次都能通過的最長系列作為基數(shù)，再將其他未能通過的刺激系列的長度按1/3或2/3加在基數(shù)上，兩者之和算作記憶廣度。如：3次均能通過的最長系列為7位數(shù)，則基數(shù)為7，如果8位數(shù)系列3次中通過2次，9位數(shù)通過1次，10位數(shù)1次也未通過，則記憶廣度得分為：7+2/3+1/3=8。結束測試的條件為錯誤5次，時間間隔為700ms，測試結束后程序自動生成記憶用時、記憶字長、記憶廣度、記憶錯誤次數(shù)的數(shù)據(jù)。

2 實驗結果與分析

2.1 12min訓練心率測試結果統(tǒng)計與分析

心率法是運動強度的一個重要評價方法之一，它包括最大心率百分比法和心率儲備百分比法。無論是有氧運動還是無氧運動，心率必須在一個適合的范圍之內才能達到良好的鍛煉效果。靶心率范圍是運動中能獲得最佳效果并確保安全的心率范圍[3]。

從表1可以看出，10名學生的平均年齡為15.8歲，16次訓練的總體平均心率為158次/min，介于靶心率范圍在142.8-173.4之內。說明16次訓練10人平均心率均控制在最佳運動范圍之內，運動強度適宜，學生能夠獲得最佳的運動效果。

表1 10名學生16次訓練平均心率（n=10）

2.2 短時記憶力測試結果與分析

記憶是人腦對過去經歷的事物的反映，根據(jù)信息加工時間的長短，可以把記憶分為瞬時記憶、短時記憶和長時記憶。短時記憶指刺激停止作用后，其信息在頭腦中保持1min左右的記憶[4]。短時記憶有兩個特征：（1）短時存儲的容量非常有限，一次只能記住大約7個數(shù)字。（2）短時存儲的脆弱性，任何分心都可能導致遺忘[5]。

在我們記憶過程中，首先從瞬時記憶獲得信息，經過短時記憶復述和加工，最終轉入長時記憶，未經及時加工的短時記憶將被遺忘。保持在長時記憶中的經驗也只有提取到短時記憶中，才能發(fā)揮應有的作用。短時記憶在整個記憶系統(tǒng)中起到中轉的作用，在記憶系統(tǒng)有著至關重要的地位，短時記憶的水平決定著整個記憶水平的高低。

體育運動能促進人的大腦發(fā)育，可使記憶的物質基礎發(fā)生變化，提高大腦的工作效率[6]。結合運動生理學不難得出，所謂記憶物質是一種儲存在腦神經細胞突觸的興奮性遞質，主要成分為乙酞膽堿。通過體育鍛煉可以加快這種物質的分泌與傳導，提高神經系統(tǒng)的興奮性，從而改善神經系統(tǒng)的功能，短時記憶力作為腦神經系統(tǒng)的主要功能之一，必然與其有著緊密的聯(lián)系。

對隨機抽取西安市遠東二中高一年級學生進行數(shù)字廣度測試，兩次的短時記憶力的測試數(shù)據(jù)如下表。

表2 記憶廣度測量數(shù)據(jù)表（n=10）

2.2.1 記憶字長分析 記憶字長是指短時記憶廣度測試中，所能正確記憶的最大一組刺激信號的長度，是記憶廣度測試的指標之一，是短時記憶容量的一種直觀體現(xiàn)，本研究最大記憶字長是指所能正確記憶的最長一組數(shù)字。

表3 后、前兩次測試記憶字長差值（n=10）

對兩次記憶字長測試數(shù)據(jù)的差值進行了正態(tài)性檢驗，p=0.329>0.05，說明差值服從正態(tài)分布，將前后兩次測驗數(shù)據(jù)進行配對樣本t檢驗，通過表2可以看出，p=0.008<0.01具有非常顯著性差異，說明通過對10名學生進行12min訓練前后，學生的記憶最大字長有著明顯的提高。前測的記憶字長平均值為6.9，后測為7.9，差值為1，說明學生的整體短時記憶字長升高了一個值。前測時10人的標準差為0.994，后測時的標準差為1.287，標準差值升高了0.293，標準差變大說明整體成績的齊性變差，出現(xiàn)了個體間的差異，部分學生短時記憶字長開始明顯變化。如表3所示，有4人的最大記憶字長提高了1個值，2人提高了2個值，1人提高了3個值，例如，王**的記憶字長從7上升到了10，說明該同學對12min訓練方法較為敏感，短時間提升幅度較大?？傮w來看，70%的學生經過8周的12min訓練，其記憶的最大字長發(fā)生了正向的改變。

2.2.2 記憶用時分析 記憶用時是學生在5次發(fā)生錯誤記憶時所用的時間，如果在記憶字長不變的情況下，發(fā)生5次錯誤所用時間減少，則代表的學生對刺激信號的反應速度變快。

表4 記憶用時分析（n=10）

對兩次測試記憶用時的數(shù)據(jù)差值進行了正態(tài)性檢驗，p=0.860>0.05，說明差值服從正態(tài)分布，對學生前后兩次測驗成績進行配對樣本t檢驗，從表2可以看出，p=0.035<0.05，說明兩次成績具有顯著性差異。說明通過8周的訓練，學生的記憶用時有了顯著性變化，整體的記憶用時變大，這與記憶的字長普遍提高有著直接關系。從表4可以看出，衛(wèi)**、梁**和魯**同學的記憶字長雖然沒有提高，但在記憶字長不變的情況下，記憶用時分別縮短了12s和16s的時間，平均縮短了14.667s的時間，說明3名同學短時記憶仍然有著一定的變化。

2.2.3 記憶廣度分析 記憶廣度是根據(jù)記憶的最大字長計算得來，計算方法為以3次都能通過的最長系列作為基數(shù)，再將其他未能通過的刺激系列的長度按1/3或2/3加在基數(shù)上，兩者之和算作記憶廣度。由此可見，記憶廣度和記憶字長之間的差別，記憶廣度值往往大于記憶字長值。記憶廣度是相當于記憶測驗的一個總得分，較記憶字長更全面的反映一個人的短時記憶能力。

對兩次測試記憶廣度的數(shù)據(jù)差值進行正態(tài)性檢驗p=0.874>0.05，說明記憶廣度的差值服從正態(tài)分布，對學生前后兩次測驗成績進行配對樣本t檢驗，從表2可以看出，p=0.003<0.01，說明兩次記憶廣度測驗成績具有非常顯著性差異。

表5 后、前兩次測驗記憶廣度值變化情況表（n=10）

從表2可以看出，前測時記憶廣度的平均值為6.3，后測時為7.15，提高了0.85個值，表明學生的整體記憶廣度水平得到了一定程度的提高。前測時記憶廣度的標準差為1.059，后測時為1.144，增大了0.085，標準差變大表明學生記憶廣度成績的波動范圍變大，有部分學生的記憶廣度水平明顯提高，個體之間的短時記憶水平差異變大。從表5可以看出，80%的學生記憶廣度得到了提高，再次證明體育鍛煉對學生短時記憶能力的提高具有普遍的適應性。

3 結 論

體育鍛煉對短時記憶的提高有著積極影響，從兩次實驗數(shù)據(jù)對比得知，經過8周的體育鍛煉，學生的短時記憶力有了顯著性變化。70%的學生記憶字長向正向發(fā)生了的轉變，其最大記憶字長人均提高了1個值；整體的記憶用時變大，這與記憶的字長普遍性提高有著直接關系，在記憶字長不變的情況下，記憶用時明顯降低；記憶廣度有非常顯著性的變化，人均提高了0.85個值，80%的學生記憶廣度得到了提高。

[1] 鄧樹勛，等.運動生理學[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2] 記憶廣度法.百度百科. [EB/OL].http://baike.baidu.com/view/ 3936004.htm.

[3] 蔡笑岳.心理學[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4] Michael Eysenck.心理學·國際視野[M].北京：北京大學出版社，2010.

[5] 韋國盛，徐汝琳，梁 力.體育運動有助于智力發(fā)展和記憶力的提高[J]體育科研，1996，17（4）：24～25.

[6] 安連慧.體育鍛煉有助于記憶力的提高[J].晉中師專學報，1996（1）65～66.

[7] 李愛榮.體育鍛煉對記憶力影響的實驗研究[J].安徽體育科技，2001（2）：94～96.

[8] 沈德立，白學軍.高效率學習的心理機制研究[J].心理科學，2006，29（1）：2～6.

Experimental Study on the Effects of Exercise on Short-term Memory

WANG Chao, LI Fenfen

In order to explore the relationship between physical exercise and short-term memory, a random sample of Xi'an East Second ten high students In order to explore the relationship between physical exercise and short-term memory, a random sample of Xi'an East Second ten high students as the research object, using literature data method, mathematical statistics and experimental method for physical exercise of experiments have been carried out to study the effects of short-term memory. By use of statistical software spss19.0 on experimental data, this paper compares and analyzes two research conclusions: As the research object, using literature data method, mathematical statistics and experimental method for physical exercise of experiments have been carried out to study the effects of short-term memory. By use of statistical software spss19.0 on experimental data, this paper compares and analyzes two research conclusions: Short-term memory of ten students before and after training was very significant difference; physical exercise has a positive effect on short-term memory. Of memory available in the case of a memory word length is constant, the time of memory is significant decrease; Students two tests the memory word length and memory span data has a very significant change, the memory word length per capita increased 1 value, per capita increased the memory span the value of 0.85.

Physical exercise; Short-term memory; Influence; Experimental study

G804.22

A

1007―6891（2015）04―0049―05

2015-05-10

陜西師范大學體育學院，陜西 西安，710119。Institute of P.E., Shaanxi Normal University, Shaanxi Xi'an, 710119, China.