▲浙江省温岭市温中实验学校小学部的学生正在参加快乐课间活动。视觉中国供图

　　新学期伊始，体育教育展现新气象：许多省市提出每天开设一节体育与健康课；不少地方将课间活动时间延长至15分钟；一些学校压缩文化课课时，让学生走到操场上、阳光下，陶冶身心，锻炼身体。北京市近日出台《关于进一步加强新时代中小学体育工作的若干措施》，简称“体育八条”，积极落实“中小学生每天综合体育活动时间不低于2小时”等相关要求，旨在从根本上解决学生体质不强的现状。

　　国家为什么如此重视体育运动？开展体育运动需要时间，会影响学业吗？研究表明，运动不仅能够强身健体，而且可以改造大脑，促进青少年体脑双优。

　　运动如何改造大脑

　　人的大脑具有可塑性，运动可以提高大脑的分子和细胞水平，优化其结构和功能，塑造出更加聪明的大脑。这一观点正在被国内外大量研究所证实。

　　从分子和细胞层面来看，脑源性神经营养因子（BDNF）是一种“大脑的优质营养肥料”,可促进神经新生，扩展树突棘和轴突等神经结构。美国加州大学卡尔·科特曼教授研究发现，运动和BDNF因子水平之间呈正相关，运动后大脑海马体中BDNF因子和蛋白表达水平均会升高。

　　从结构和功能层面来看，大脑包括皮层、边缘系统、小脑和脑干四部分，其中与学习和认知密切相关的是皮层和边缘系统。大脑皮层也称“灰质”，覆盖在大脑表层，负责信息处理。边缘系统是皮层下结构与大脑皮层汇合的地方，包括丘脑、下丘脑、海马体、杏仁核等，其中丘脑和下丘脑发挥调节认知的作用，海马体是参与记忆的重要结构，杏仁核负责控制情绪。

　　西班牙格拉纳达大学的科研人员通过扫描8—11岁青少年的大脑发现，经常进行有氧运动的孩子，其大脑皮层、海马体等区域的大脑灰质较多，对应的模仿能力、认知能力、记忆力也较强。

　　南京体育学院教授陈爱国研究发现，一次30分钟中等强度的有氧运动能够改善执行功能，增强抑制控制、工作记忆和认知灵活性。

　　运动能否提升学习效益

　　运动对大脑的改造作用正逐渐被证实，那么运动在提升文化学习效益方面表现如何呢？

　　美国芝加哥的内伯韦尔学区推行了一项著名的教学实验项目“零点体育课”，因该项目把体育课安排在第一节文化课之前而得名。结果这一实验取得巨大收益，不仅使学区内的1.9万名学生变得更健康，而且还让他们变得更聪明，不仅阅读能力、理解能力的成绩比以往提高了17%左右，更在ACT（美国高考）中取得了优异成绩。

　　早在40年前，清华大学就提出了“8减1大于8”的不等式，即在8小时学习中抽出1小时运动，其学习效益更高。

　　运动能够增强青少年学习能力，进而提升其学习效益，有以下三方面原因：

　　一是运动能提升专注力。美国《神经病学》杂志的一篇报告指出，参加完运动的孩子在学习时专注力更强。二是运动能增强记忆力。德国研究人员发现，人们在运动后学习词汇的速度比运动前提高了20%，其主要原因在于运动增强了大脑海马区的活性，使不同区域的神经元相互连通，记忆力得以提升。三是运动能发展执行功能。大脑的执行功能是在完成复杂的认知任务时，对各种基本认知过程进行协调和控制的高级认知过程，包括抑制控制、工作记忆和认知灵活性，执行功能好的青少年在学业上表现更加优秀。

　　怎样运动才能实现效益最大化

　　既然已证实运动能够改造大脑，提升学习效益，那么怎样运动才能实现效益最大化呢？

　　陈爱国团队荣获基础教育国家级教学成果一等奖的研究《体脑双优：基于体育神经科学的体育实践课程开发与实践》，从生理学、动作技能、心理学和社会学4个视角分析体育运动与儿童青少年脑智提升的关系，认为优化运动负荷、学习复杂动作技能、增加情景互动、稳定心理状态是提升青少年脑智的主要途径，并通过实验证实30分钟以上中等强度、有氧、合作类型的运动效果更佳。该研究的相关课程方案已应用于全国6个省份的83所学校，使8.4万余名学生的体质、心理和脑健康得到提升。

　　笔者所在研究团队基于多元智能理论进行了“体智能”的研究，并采用中国健康体育课程模式的三大关键要点开展教学实践。结果显示，学生在行为能力和心智能力上均有显著提升，表明多样化的体能练习、真实的比赛情境、平均心率在140—160次/分的运动，能促进学生心智能力的发展。

　　综合以上研究成果，笔者给出促进青少年体脑双优的运动建议：

　　保持适宜的运动负荷。运动要达到中等强度，即运动时的心率达到最大心率的65%—75%，最大心率的计算方式为220减本人年龄。人在跑步时关注的不应是速度有多快，而是心率是否达到中等运动强度。每次运动时间持续30分钟左右，每天坚持锻炼最好，即便不能做到每天运动，至少每周运动3次，坚持运动是改造大脑的关键。

　　多进行复杂动作技能为主的运动。人体在做复杂动作时脑神经网络中的一系列神经元被激发，涉及多个脑区的协同作用，能有效促进执行功能的发展，动作难度越大、动作越精细，对大脑的刺激越明显。乒乓球、羽毛球、网球等挥拍运动就是以复杂动作技能为主的运动。

　　多参加游戏或团队运动。游戏化的运动具有较强的趣味性，甚至产生竞争的快感。团队运动需要和其他人合作互助，承担一定角色和责任。运动情境复杂、丰富的运动环境刺激能够改善认知功能，如参加学校的社团活动，不仅能满足游戏和团队比赛的需求，而且在伙伴的支持和鼓励下，能够提高参与运动的动力和持续性，有助于养成运动习惯。

　　（作者单位系华东师范大学）