2017, Vol. 41
2. 上海体育学院 学院办公室，上海 200438
2. University Office, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China
随着雾霾发生频率和浓度的增加,空气质量下降给人体健康带来了较大危害。空气质量指数(AQI)超标时中小学“每天1 h校园体育活动”也由室外转向室内,没有室内活动场地的学校,既不能很好地贯彻落实《中共中央 国务院关于加强青少年体育增强青少年体质的意见》的要求,也不能保证上海市中小学生“每天1 h校园体育活动”的落实。即便是室内场地充足的学校,也会因学生待在空气不流通的室内活动,造成空气浑浊,从而影响学生的健康。
在“环境空气质量”和“青少年体质健康”成为社会关注议题的今天,如何基于AQI变化合理开展中小学体育活动,保证学生的身心健康？本文拟通过对上海AQI变化特征的分析,以及在AQI>100的情况下中小学生如何开展“每天一小时校园体育活动”进行调查与研究,为教育行政部门和学校针对AQI>100时制定相关政策、做出应急预案提供理论参考。
1 国外相关研究进展在对国外的相关研究中,未查到针对AQI>100时有关体育活动的研究。在电话访谈中,美国肯塔基州立大学公共卫生系Youcheng Liu教授表示:AQI数值在50左右是适合人们在户外参与体育活动的,当AQI>100时,在美国明确规定不宜在室外进行体育活动。美国目前AQI>100的比例非常少,他建议当AQI＞100时,应停止青少年儿童的户外体育活动;可根据学校的实际情况开展室内相关体育活动,确保青少年儿童身体素质的健康发展。
国外体育室内课的设计主要采用快乐体操作为主要教学内容,让所有的学生都带上心率遥测仪来监测学生的身体运动负荷。结果显示:50%以上的学生都达到了中等或者剧烈运动的水平[1]。教师结合课后咨询和运动训练,采用CATCH课程(心血管促进课程)模式组织室内教学,其目标是在体育课上快乐地学习,同时运动负荷达到中等和剧烈水平程度,结果显示:平均每节课学生进行中等或剧烈运动的时间超过了54%[2]。采用CAPE课程(能力激励体育课程)模式,将体育课分成若干个单元,每个单元的教学目标是提高心血管系统的水平,活动包括舞蹈、跑步、跳绳、有氧游戏等,课程持续时间为35周,结果显示:平均每节课学生进行中等或剧烈运动的时间超过了54%[3]。采用TAAG体育课程(女生活动实验课程)模式,在课堂管理上包括运动技能学习,其教学对象为女生,内容包括运动技能学习,重点是敦促女生参与到各种体育运动中,教师提供各种适合女生的运动器械,课程持续104周,结果显示:平均每节课女生进行中等或剧烈运动的时间超过了42.2%[4]。采用若干个短时急性的中等或剧烈运动贯穿于整个课程,持续时间为24周,运动负荷的控制采用心率作为指标,结果显示:54.4%的学生最大心率都超过了150次/min[5]。
国外研究表明,室内体育活动以快乐体育为主,除了力量训练课学生进行中等或剧烈运动的时间未超过50%,其他的室内体育教学内容平均每节课学生进行中等或剧烈运动的时间均超过了50%。在国内AQI指数为正常范围内的室内体育活动时有其借鉴价值,若AQI＞100时,则需要根据实际情况选择教学内容并降低运动负荷要求。
2 研究对象与方法 2.1 研究对象上海市17个区的12所小学、15所初中、13所高中学生及教师。
2.2 研究方法 2.2.1 文献资料法通过访问中国知网期刊全文数据库等,查阅与AQI相关报告、论文等文献资料和信息,并通过对环境、体育等相关文献的系统梳理,为本文提供实证与理论依据。
2.2.2 问卷调查法(1) 问卷的设计。通过相关文献资料的查阅及专家访谈,根据研究任务和要求,设计调查问卷。
(2) 效度检验。为了保证测评结果的客观性,邀请8位专家就问卷内容进行效度检验。
(3) 信度检验。为了确保调查结果的可靠性,采用重测法对问卷进行信度检验。
(4) 问卷的发放与回收。选取上海市17个区上海市二、三期德育实训基地和名师基地学员及其所在17个区和学校的体育骨干教师、体育教研组组长及学校体育分管领导进行120份抽样调查,共发放问卷120份,回收有效问卷112份,有效回收率为93%。
2.2.3 专家访谈法对上海市体育、地理、气象学科专家及美国肯塔基州立大学公共卫生系Youcheng Liu教授进行访谈,了解上海市中小学室内体育场馆情况及AQI>100时对学生体育活动的影响。
3 结果与分析 3.1 上海市AQI情况 3.1.1 AQIAQI是定量描述空气质量状况的无量纲指数,它通常是根据PM2.5等首要污染源经过计算和转化生成的一个数值,当AQI>50时,对应的污染物即为首要污染物。各类人群应关注《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》建议采取的措施,在安排自己的生活与出行时作为参考[6-7]。作为学校领导和一线体育教师,更需要关注相关信息,以便及时调整和合理安排学生的体育活动场所及运动负荷。
3.1.2 2014年上海市AQI情况通过PM2.5监测网公布的全国空气质量实时监控情况,抽取2014年上海AQI及PM2.5指数均值,对照《HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定》进行分析。结果显示:2014年上海市AQI没有1个月均值在0~50(处于1级优质状态)；9个月均值在50~100(处于2级良好状态)；3个月均值在101~150(处于3级轻度污染状态)。2014年上海AQI≤50空气质量为“优”的天数为40 d,AQI≤100空气质量为“良”的天数为231 d,空气质量为“轻度污染”或“中度污染”的有94 d。
从2014年10—12月观测到的上海24 h空气质量平均走势看,从22:00起AQI开始逐步攀高,到次日12:00开始逐步下降。说明上午的空气污染水平较高,下午逐渐好转。因此,建议体育活动更多地安排在下午进行,有利于避开空气污染水平较高的时段。
3.1.3 PM2.5超标PM2.5中PM是Particulate Matter的缩写,2013年2月28日,全国科学技术名词审定委员会称PM2.5拟正式命名为“细颗粒物”[8]。PM2.5是指空气动力学当量直径小于2.5 μm的颗粒物。因为它的体积十分微小,也称为可入肺颗粒物,很容易被吸入并沉积在支气管和肺部,引发呼吸系统、心血管系统等疾病。我国PM2.5标准采用世界卫生组织设定的最宽限值,PM2.5日均值在35 μg/m3以下空气质量为1级；在35～75 μg/m3为2级；在75 μg/m3及其以上空气质量为超标[9]。
PM2.5等首要污染源是计算和转化生成AQI的主要依据。从上海2014年的空气质量指数分析看,PM2.5浓度年均值为57 μg/m3,没有1个月PM2.5浓度月均值在35 μg/m3以下,35~75 μg/m3的有9个月,在75 μg/m3以上的有3个月。从PM2.5浓度曲线图(图 1)看,上海6、7、8、9、10月PM2.5浓度较低,月均值为40 μg/m3；1、11、12月PM2.5浓度最高,月均值为84 μg/m3,呈现出明显的季节变化特征。
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图 1 2014年上海市PM2.5实时监控情况 Figure 1 The real time monitoring of PM2.5 of shanghai in 2014 |
由于运动能使呼吸肌得到充分锻炼,使肌纤维变粗,呼吸肌收缩力量得到加强,胸廓的活动范围扩大,能使呼吸的深度加大、加深,在空气质量良好的情况下,经常参加体育锻炼,可以大大增强学生的心肺功能;但是在PM2.5超标情况下,学生在室外参加体育活动,就会因加大、加深的呼吸而吸入更多的有害颗粒物,深入肺部引起炎症,导致咳嗽、呼吸困难、肺功能降低等,也可引起支气管炎和哮喘,如进入血管到达心脏或其他器官,更易导致心律不齐、非致命性心脏病发
作及癌症等疾病发生[10]。因此,PM2.5超标对中小学生“每天1 h校园体育活动”的影响非常大,教师应根据PM2.5浓度季节或日变化特征,尽量避免或减少PM2.5超标情况下安排室外体育活动,而尽可能转入室内进行体育活动或避免大强度运动。
3.2 基于AQI的中小学体育活动设计 3.2.1 上海市中小学室内体育场馆情况从上海市17个区的40所中小学室内体育场馆调查情况看,目前校均室内体育场地面积及体育场馆配备率有了较大提高。调查的15所初中和13所高中均有室内体育场馆,说明学生室内体育活动场地正日益得到改善,应对AQI处于污染状态时也有了更多的活动场所选择,说明政府部门更重视学生的体质健康。
由表 1可见,初中的室内体育场地面积和配置率高于小学,高中的室内体育场地面积和配置率高于初中和小学。在调查的12所小学中,有5所小学没有室内体育场馆,说明在AQI数值处于污染状态时,解决小学室内体育活动场馆问题迫在眉睫。
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表 1 上海市17个区40所小学、初中、高中室内体育场馆面积 Table 1 The indoor stadium proportion of some primary and secondary schools of 17 districts in Shanghai |
调查显示,在AQI>100时,有室内体育场馆的中小学基本都能保证“每天1 h体育活动”,只是将原来在室外的体育活动地点改为室内场馆、教室或走廊,但无室内场馆的学校仍无法保证“每天1 h体育活动”[11]的有效开展。
在AQI>100时,虽然一定程度上由于室内空间狭小和人多拥挤,运动强度和密度受到影响,但是40所中小学丰富多彩的室内体育活动内容仍保证了学生“每天1 h体育活动”的有效落实。调查结果显示,有室内体育场馆的小学室内活动有篮球、羽毛球、乒乓球、韵律操、武术操、体操、室内游戏、跳绳、踢毽子、棋类、运动项目视频等。初中的室内活动有篮球、羽毛球、乒乓球、健身操、花样跳绳、射击、游泳、体能素质练习等。高中的室内活动有篮球、排球、羽毛球、乒乓球、室内操、击剑、游泳、体育舞蹈、花样跳绳、拓展运动等。
参照《HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定》AQI分级相关信息,目前被调查的40所中小学在AQI处于污染状态时开展的室内体育活动,仍需要基于AQI的变化进行相应的调整,因为篮球、羽毛球、健身操等练习运动强度相对较大,在处于空气污染状态时,即便在室内,也需要停止相对激烈的体育活动,而尽可能选择适宜负荷的内容进行锻炼,一般平均呼吸频率控制在120次/min以下。
在深入学校进行实地考察后也发现,当AQI>100时,没有室内场馆学校的“每天1 h体育活动”质量堪忧,他们一般在教室内,采取的形式与内容是观看体育赛事、讲解体育基本知识、下棋,甚至利用体育课完成其他学科的作业或者索性把体育课让给其他学科。只有极少数没有室内体育场馆的学校利用走廊、楼梯或教室等进行室内操、踢毽子、跳皮筋、走楼梯等练习。由此可见,室内场馆的缺失仍制约中小学生“每天1 h体育活动”。要在AQI>100时,确保没有室内体育场馆的学校“每天1 h体育活动”,不仅需要体育教师用创新思维设计室内体育活动,更要呼吁相关部门重视中小学室内体育场馆的配置。
3.2.3 基于AQI的体育活动设计在AQI>100时,通过体育活动教学设计,确保“以学生健康为前提”的体育活动目标的达成,促进学生身体、心理和社会适应能力的全面发展。围绕体育活动的主题,充分考虑活动内容和教学要求、学校场地以及学生的实际情况,确立基于AQI 变化的学习目标。运用系统方法分析教学内容、组织教学方法、安排教学场地以及空气质量对学生的体育活动的影响等问题。建立解决教学问题的策略方案,并通过实施、评价与修订教学设计的过程优化教学效果[12-13]。
在教学设计过程中,无室内体育场馆的学校,可利用教室、走廊等设计幅度较小的体育活动,如室内操、柔韧拉伸等。有室内场馆的学校,应基于AQI的高低,结合上海体育与健身学科课程标准的实施要求,保证体育活动的时间和运动负荷以及合理新颖的场地布置,提高体育活动的针对性和有效性。更要基于AQI,聚焦“适宜的运动负荷”设计体育活动[14-15]。让体育活动技能的学习与练习强度尽可能保持一致性,以发挥学生身体灵敏性、协调性为主,充分考虑技能练习前后的关联性和持续性,让学生在体育活动的过程中不仅掌握一定的动作技能,强化良好的身体姿态和行为,同时发展体能、磨砺意志,凸显体育活动的育人价值。
3.3 基于AQI的中小学体育活动实施建议 3.3.1 善用教学智慧在AQI>100时,教师应结合空气污染程度和学生的实际情况,运用教学智慧,科学、合理地设置学生体育活动的运动负荷。根据室内场地的面积,因地制宜地设计不同的教学方法和教学组织形式。对于没有室内活动场地的学校,教师可利用教室或走廊,开展具有中华传统体育特色的“弄堂游戏”。根据学生兴趣爱好分组选择活动内容,也可分组循环练习,体验不同项目(如飞盘与跳跳球的循环，跳皮筋、踢毽子、滚铁环、丢沙包、呼拉圈、拉力操的循环)。
在教学实施过程中,教师还应通过观察学情变化,及时调整教学策略,让学生“动”得有益,体现教师对学生学练兴趣的培养及自主锻炼习惯的养成,使雾霾下的体育活动课堂仍充满活力。
3.3.2 合理设置内容在AQI>100时,应根据中小学体育与健身课程标准的教学内容和上海市学校体育教学改革实施方案中小学“兴趣化”、初中“多样化”、高中“专项化”的要求选择活动内容,但是在设置上尽可能予以运动负荷的控制,并在实践中突出学生体育活动的经历和自主健身能力,同时检测体育教师的教学执行力。
1~2年级在室内较宜进行的体育活动是以增强学生兴趣为主的技能类游戏,尽可能体现体育活动的趣味性,为后期的学习奠定基础。3~5年级在低年级技能类游戏的基础上适当增加一些动作技能的要求,使学生具备跑、跳、投、滚、爬等基本身体活动能力,初步掌握小篮球、小足球、羽毛球、乒乓球等基本方法,在各类体育比赛中感受体育的乐趣,培养体育兴趣。
6~7年级在小学的基础上,增加篮球、足球、排球、乒乓球、羽毛球、体操、韵律操、武术、游泳和轮滑、滑板车、飞镖、民间民族体育等丰富多彩的活动。8~9年级则在夯实初中毕业体育升学考试项目的基础上,尽可能多地选择手球、少年棍术、剑术、保龄球、韵律操、仰泳、飞盘等形式多样的活动。让学生在体验“多样化”体育运动项目的同时,基本掌握并运用一些运动项目的技术,初步形成参与体育锻炼的意识和习惯,也为高中阶段进行专项化学习打下基础。
10~12年级在“专项化”引导下,根据学生的兴趣和选择,初步确定1个兴趣项目,让学生深入体验。由于“专项化”教学内容贯穿高中3年,对专项发展的历史与文化、专项理论、专项技能与战术、竞赛组织与训练方法、竞赛规则、裁判规则以及该项目对身体健康的作用等知识与技能进行教学。故在AQI>100时,就可以进行该项目的专项理论或竞赛组织及裁判规则等理论知识的教学,也可以选择运动负荷相对较低的专项技能进行教学,促进学生专项知识与技能的提高。
3.3.3 突出身体发展在无法改变外环境的情况下,增强身体抵抗力,是应对AQI变化的有效策略。体育活动是增强体质、提高自身抵抗力的有效途径，而体育活动又是以身体练习为主要手段。在教学实施中,教师要准确把握身体发展的根本,注重学生身心发展的规律性、教学组织的合理性,基于AQI实施适宜的运动负荷,从而有效地促进学生身体健康发展,为培养学生良好的心理素质和社会适应能力奠定基础。
3.3.4 基于AQI的中小学体育活动 “菜单”基于AQI的中小学体育活动,在精心设计与有效实施中,始终关注“运动负荷”的适宜性。运动科学研究表明,心率与运动强度之间存在着线性关系,运动强度越大,心率越高。在AQI>100时,为了避免由于运动加大呼吸导致肺部吸入更多的有害颗粒物,应遵循“运动强度小、练习次数多”的体育活动原则以保证中小学生的健身效果。在室内进行的体育活动,运动负荷一般控制在中等强度以下,需要教师根据AQI和空气污染程度选择适合的活动内容与运动负荷。
为了让中小学生在不同的AQI下合理地进行体育活动,确保学生“每天一小时体育活动”的时间和质量,根据上海市体育与健身课程标准要求,因地制宜地运用小型体育器材创编的室内体育健身活动“菜单”,为中小学生体育活动的选择提供参考(表 2)。
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表 2 不同AQI下“学生每天1 h体育活动菜单” Table 2 The physical activity menu for one hour per day under different AQI value |
表 2中体育活动项目内容的选择是笔者基于目前国内外学校体育研究基础,结合上海的实际情况,通过专家访谈、实地考察等研究方法提出的理论设想,但是由于很多的体育活动项目形式多样、内容庞杂,其有效性还须进一步实验论证,尤其是应对运动负荷进行实时监测与控制。未来研究应侧重于向实验性研究和纵向研究的过渡,深入验证空气污染环境下的学校体育课堂组织的科学性。
4 结论与建议 4.1 结论根据上海AQI季节变化特征和24 h空气质量走势,合理选择下午的时间进行体育活动较为适宜。
学生可参照上海PM2.5指数情况,选择低于75 μg/m3的适宜天气,在空气流通较好、绿化较多的户外进行体育锻炼。若高于75 μg/m3,则需要选择在室内进行低强度的体育活动。
在AQI>100时,教师应根据空气质量指数的变化,运用室内场馆、教室、食堂、走廊等,选择符合学生生长发育需要的耗氧量低、强度较小、不增加呼吸循环系统机能运动的项目进行锻炼。设计体育活动教学内容,在确保学生健康的前提下完成体育教学目标,促进学生身体素质健康发展。中小学体育教师应善用教学智慧、合理设置内容、突出身体发展、彰显教育价值。
4.2 建议学校应做好AQI>100情况下开展体育课和体育活动的应急预案,根据AQI变化,对学生的户外体育活动进行分时段、适量安排,对学生的室内体育活动予以合理安排,保证学生“每天一小时体育活动”。
体育教师应教会学生应对AQI>100情况下体育活动的方法,让学生在认识体育活动育人价值的同时根据AQI变化有的放矢地自主锻炼。
学校在室内场馆建设中增加空气净化管道和相关配备设施,为学生室内体育活动提供优质的空气。同时做好宣传工作,呼吁师生珍惜资源,爱护环境,可运用奖惩措施和信息公开等方式督促教师从自身做起,多乘坐公共交通工具,从源头上控制PM2.5的排放,使城市空气质量得到根本好转。
学校应加快推进校区绿化工作,种植“净化空气”植物,让绿化发挥吸霾除尘、净化空气的功能,并引导学生在生态绿化区保持适当的体育锻炼。
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