体感游戏在体育教育及健康促进领域的相关研究

　　随着现代工业社会的不断发展，缺乏身体活动的久坐生活方式已经成为人类健康的最大威胁之一。越来越多的青少年和成年人无法达到现有的身体活动标准。另一方面，科技的进步使得各种电子产品越来越多地融入到人类生活的方方面面，改变着人类的生产方式、交流方式、娱乐方式，甚至可能是锻炼方式。　　其中，电子游戏以其丰富的娱乐性和更强的参与性逐渐取代传统的电视等电子产品成为长期静坐生活方式的主要内容之一。在我国电子游戏和网络游戏在某种程度上已经成为家长和教育者眼中的“猛虎”，2012 年 Hepler 等人的一项研究也表明，之前的电子游戏等活动可能会弱化后续的体育锻炼动机。而另一方面，因为丰富的娱乐性和可获得即时强化（得分、等级，等）等特点，电子游戏对参与者具有很强的吸引力，可维持较高的参与动机（甚至成瘾）。如何将这种新生事物“为我所用”，开发利用电子游戏对青少年的积极功用，正在成为一些研究者的研究方向。如美国学者 F. Ke 和她的团队设计的一款“地震重建”的电脑游戏提高中学生几何和其它数学能力。　　近年来，一种新类型的电子游戏技术的产生和普及使得电子游戏在可能改变人们的学习方式之后，也有可能改变人们的锻炼方式。这种新型的电子游戏技术被称为“交互式电子游戏”（Interactive Video Game Technique,IVGT），又称“体感游戏”，是指通过虚拟现实（VisualReality）和动作控制器（Motion Controller）等设备实现的对游戏中的角色动作进行控制并与游戏情境产生即时互动的一类游戏技术。目前比较具有代表性的产品包括任天堂公司的 Wii, 微软公司的 X-box 和索尼公司的 PlayStation 等等。也有学者根据现有电子游戏过程中身体活动程度交互性将其区分为主动类游戏（Active Games）和被动类游戏（Passive Games）。本研究即采用这一界定方式区分交互式电子游戏、传统被动式电子游戏和身体锻炼活动方式（见表 1）。　　众所周知，身体活动对个体的身体健康和心理健康具有全方位的积极意义。虽然从直观途径可以认识到交互式电子游戏的确需要更多的骨骼肌运动系统的参与和能量消耗，但是这一新技术是否真正具有传统身体锻炼的（健康）功效？它与传统身体锻炼方式之间是否存在差异？如何看待两者之间的关系？研究者们并未就上述问题达成一致，并存在相当多的争论。有关研究也仍处于起步阶段。　　2 交互式游戏在体育领域的研究进展　　目前关于交互式游戏作为一种身体活动（或体育锻炼）方式的研究主要集中在两个方面，一方面是其在体育教育领域中的应用，另一方面是其在健康促进领域中的应用。　　2..1 交互式电子游戏在体育教育领域中的应用　　近年来交互式游戏逐渐进入体育教育领域。一方面增加了体育教育的娱乐性，另一方面其丰富的任务（难度）选择机制可以满足不同技能水平学生的需求。目前一些交互式游戏已不仅停留在对锻炼活动方式的简单模仿，还融合了丰富的评分系统，如根据技术水平的评价，活动强度（心率）与活动量（能量消耗）的测评与个性化记录与分析。此外，一些专门设计的交互式游戏可以用来提高青少年的某些运动能力如平衡、手眼协调、灵敏性和核心力量等等，并更加直观地反映身体活动与一些功能和规律，如可以帮助学生了解心率随着活动强度增加而上升的过程。因此，这些交互式游戏不仅可以用以提高身体活动水平，而且可以被用作体育教育的工具或手段。另一项对 34 项实证研究进行的系统综述也表明，交互式电子游戏有助于提高年轻人的身体素质，动作技能和体育锻炼参与动机。虽然关于电子游戏在健康教育和体育教育领域的教育效果还有待更多实证研究的验证，但是现有研究已为此提供了积极的前景。　　2006 年美国西弗吉尼亚州在全州 765 所公立学校中发放一种叫作 Dance Dance Revolution 的类似跳舞毯的交互式游戏设备。而近年来采用类似措施的国家和地区正在不断增加。有研究者指出，除了其丰富的娱乐性之外，交互式电子游戏在体育课堂上的一种重要优势是它不需要学生具备一定的技能水平才能参与。其难度是可以根据学生技能水平进行自动适应的，学生在游戏中可以通过持续努力不断自我挑战，而不是与对手进行比较。从而可以更好地保护学生的体育课参与动机。　　尽管目前还没有统一的研究证据显示通过交互式电子游戏技术获得的运动技能是否能够有效地迁移到真实的运动情境中，但就作为促进学生身体活动水平和锻炼习惯养成等体育教学目的而言，交互式电子游戏在体育教学中的应用无疑是值得肯定的。　　2..2 交互式电子游戏在健康促进领域中的应用研究　　现有在健康促进领域关于交互式电子游戏的研究大都集中在青少年人群。研究的主要内容大都以交互式电子游戏对参与者的能量消耗、心率变化、身体活动水平等一些与健康相关的关键指标的影响为主。对照组通常为被动式电子游戏、传统身体锻炼方式或静坐生活方式。Unnithan 等人 2006 年的一项研究表明，超重儿童和正常儿童及青少年在进行家庭版跳舞毯游戏最低难度任务时的活动强度可以达到美国运动医学会关于有氧运动和提高心肺系统耐力的推荐标准。而且越重儿童的能量消耗要高于正常儿童组。　　另一项研究则对比了交互式电子游戏与其它活动形式的锻炼效果。Adamo 等人将 30 名 12~17 岁的肥胖儿童随机分为两组：一组使用 GameBike（一种室内固定自行车交互式游戏）进行锻炼，一组则使用常规固定自行车配合音乐进行锻炼。经过每周2次，每次60 min共10周的干预（期间每组有 2 人退出）。结果表明，在每次锻炼中高强度运动（80%~100% 预测最大心率）时间，每次锻炼自行车骑行距离以及出勤率等指标上，游戏组均低于音乐组。而两种锻炼方式都显着改善了参与者的次最大强度有氧工作能力，体脂百分比和胆固醇。　　虽然关于交互式电子游戏在健康促进领域的应用研究初步显示了一些积极的结果，但由于在研究设计，条件控制以及被试人数等方面的不足，我们仍然难以得出一致性的结论。最近的一项研究系统综述了 2006 至 2012 年期间发表的 51 项相关研究成果，这此研究的研究对象涵盖了8 个国家 3~17 岁的被试共 1 992 名，所涉及的研究指标被分为与健康相关的和与活动（交互式电子游戏）相关的两类共 9 项。前者包括能量消耗，肥胖（体成份，肥胖度等），心血管系统健康（如血浆脂质、脂蛋白浓度、高血压、空腹血糖，等），能量摄入、学习与康复（新运动技能习得，疾病儿童活动）； 后者包括坚持性与吸引（如参与和愉悦度），参与成本（包括时间、经济和参与障碍等），活动适应（游戏技术或策略的学习，活动环境（实验室或家庭等），和电子游戏适应（不同种类交互式电子游戏之间的研究结果是否相同等）综述研究结果表明交互式电子游戏确实可以提高中—小强度身体活动水平（相对于静坐和，但是关于这些游戏如何提升身体活动习惯或减少长期静坐行为的有关机制尚不清楚。在上述 9 项指标中，只有在增加能量消耗一项可以取得一致性结论。而在其它几项指标中能够得出有意义结论的只有一条：对于运动障碍儿童而言，交互式电子游戏有助于提高他们的运动技能熟练程度。　　由此可见，对于交互式电子游戏在健康促进方面的效果、机制以及干预设计等问题仍需要更多设计良好、控制严格的研究加以深入探讨。以期得到明确的剂量反应（Dose-response）关系。　　3 交互式电子游戏作为体育锻炼方式的心理学研究　　作为体育锻炼的身体活动的重要成份，心理活动主要涉及锻炼的前因（Anticipations）和锻炼的效果（Consequences）等两个方面。当交互式电子游戏被作为促进健康的锻炼活动方式加以考察时，同样也需要从它的参与动机与坚持性（前因）和对心理过程及心理状态的影响（效果）进行研究。　　3..1 交互式电子游戏的锻炼动机作用研究　　与其它类型的电子游戏一样，交互式电子游戏对各类人群都具有相当高的吸引力，而对于青少年人群而言尤其如此。其可能的原因是许多电脑游戏可以提供即时强化和具有娱乐性，而很多身体活动虽然可以促进健康和体质，但却被认为是缺乏娱乐性和即时强化（其健康效果需要长期坚持才能逐渐显现）的。以交互式电子游戏形式出现的身体锻炼活动是否可以提供这样的中间途径呢？也就是说，一方面具有电子游戏的动机效果（即时强化与娱乐性），另一方面又具有身体活动的健康效果（能量消耗，认知、情绪改善，等）。　　已有的相关研究也大都支持了这一观点。Sell 等人的一项研究表明，与跑步机健走相比，健康大学生被试报告在跳舞毯练习中更有乐趣，并且乐趣程度与对游戏的熟练程度正相关。另一项研究通过比较正常儿童和超重儿童（8~12岁）在跑步机健走、静坐式电子游戏和交互式电子游戏（WiiBoxing）等 3 项活动期间的生理指标和两种不同类型游戏的相对强化价值（Relative Reinforcing Value, RRV）。结果表明，Wii Boxing 游戏组的活动强度最高；相比静坐式电子游戏而言，Wii Boxing 游戏对正常体重儿童具有更高的相对强化价值。而对于超重儿童两种游戏的 RRV 没有显着性差异。也就是说，交互式电子游戏对正常体重儿童更具有参与动机效果。　　众所周知，身体锻炼活动的健康促进效果依赖于活动的坚持性。如何提高锻炼行为的坚持性也是锻炼心理学实践的重大课题之一。那么交互式电子游戏作为一种新型的身体锻炼方式，在这一方面表现如何呢？　　一项支持性的实证研究来自 Rhodes 等人。该项研究将 29 名无锻炼习惯的大学生随机分配到交互式自行车电子游戏组（n=16）和固定自行车伴随自选音乐组（n=13）。在为期 6 周，每周 3 d，每天 30 min 的中等强度（60%~75%最大心率）的锻炼计划的前后还测量了计划行为理论（Theory of Planned Behavior）中的相关变量（态度，规范，行为控制，等），锻炼坚持性则通过出勤率反映。结果表明，交互式游戏组的坚持性和情感态度显着高于对照组。回归分析显示，交互式游戏（形式）通过情感态度变量的调节作用对活动坚持性产生影响。由此研究得出结论，相对于传统的固定自行车锻炼而言，由于交互式自行车电子游戏能够导致更好的情感态度，从而可以提高活动的坚持性。　　从总体而言，LeBlanc 等人的综述研究显示，在已有的8 项报告了交互式电子游戏坚持性的随机控制实验研究中（实验干预时间 10~12 周），4 项报告显示在实验中期有较高水平的坚持性，而在实验末期的坚持性显着降低。另有一项研究的坚持性有下降但未达到显着水平，一项为期10 周的研究则未报告参与游戏时间的变化情况。此外，还有两项研究的结果表明，参与交互式电子游戏的被试相对于控制组而言，倾向于减少花在静坐式电子游戏上的时间。　　可见，交互式电子游戏作为一种身体锻炼方式，在促进活动坚持性方面的效果尚不清晰。其作用可能受到从活动（形式、任务设计、操作难度等）、参与者（年龄、性别、健康程度，心理特征等）、环境（物理、社会）等各方面多种因素的综合作用影响。今后仍需更多研究以得出相对明确的结论。　　3..2 交互式电子游戏的锻炼心理效果研究　　关于交互式电子游戏作为一种身体锻炼活动方式的有关研究的另一个重点领域是其对参与个体的心理过程或心理状态的影响效果。与传统身体锻炼方式和静坐式电子游戏等活动相比，交互式电子游戏是否具有不同的心理效应？　　这些可能存在的不同心理效应的原因或机制如何？近年来已有一些相关研究，但所得结论并不清晰，仍需更全面深入的后继研究。　　首先，在交互式电子游戏是否能够引起参与者更多愉悦体验方面，一项对 12 名有视觉障碍的 9~16 岁儿童参与不同种类交互式电子游戏时的愉悦体验程度的研究表明，10 min 的跳舞毯、EyeToy 体感游戏和 Wii Boxing 游戏都可为参与儿童带来较高程度的愉悦体验。　　另一项对 131 名大学生进行的研究将被试随机分为3 组：自选交互式游戏锻炼组、指定交互式游戏锻炼组和常规锻炼组。结果显示在 10 min 标准化强度的锻炼前后，心境状态都得到显着改善。而自选交互式游戏锻炼组在锻炼过程中报告的愉悦程度是最高的。这一研究表明交互式电子游戏的愉悦体验效果仍然受到自决水平等因素的影响，不能将其简单地绝对化。　　另一项更为全面的对比研究将 168 名大学生随机分为 3 组：交互式自行式游戏锻炼组，常规固定自行车锻炼组和静坐式电子游戏组（控制组）。比较 30 min 活动前后的积极和消极心境变化情况后发现，控制组的活动后即刻和 10 分钟后的消极情绪水平都是最高的。两种形式的锻炼后的积极心境最高水平都出现在 10 min 后（而非即刻）。　　研究结果并没有发现交互式游戏锻炼组比常规锻炼组具有更显着的心境改善效果。总体上研究肯定了交互式游戏锻炼形式短期改善情绪的应用价值，同时建议进一步研究这一效果的潜在影响因素。　　在后继研究中，Russell 等人考察了（游戏）熟练程度和社会环境条件对交互式电子游戏锻炼的身心效果的影响。48 名大学生被随机分为 2 组：熟练组（n=24）和不熟练组（n=24）。熟练组被试在正式实验前进行 2 h 的游戏练习。　　随后两组被试在两种不同的社会环境条件下（单独和双人）进行 30 min 的交互式游戏活动。对活动中的心率、步数和主观强度（RPE）进行测量，同时在实验前 5 min、后 5 min和后 15 min 时的心境（POMS）进行测量。结果发现双人组游戏时的最高心率显着更高。其它结果显示熟练程度和社会环境条件等两项因素对游戏活动导致的生理和心境反应的影响并不显着。　　除了心境和愉悦感等心理状态之外，锻炼活动的另一项重要心理效益体现在其对以认知过程为主的心理过程的影响。那么交互式电子游戏形式的锻炼活动对参考的认知过程又有怎样的影响呢？　　Devereaux 等人的一项研究比较了参与 Wii 体育游戏和其它两种传统锻炼形式（跑步机和固定自行车）时的主观负荷强度（RPE）。12名被试（5男7女，平均年龄21.8岁）以随机顺序分别完成 20 min 3 种不种形式的练习，活动强度控制在 65% 年龄最大心率（± 5 bpm）。每分钟报告一次 RPE 等级，最后计算各锻炼形式的总体 RPE 等级。重复测量方差分析显示，在活动强度相同的情况下，Wii 游戏锻炼形式的主观负荷强度最低（9.5），其次是跑步机（9.92），最高是固定自行车（11.08），F(1,11) = 10.17, p<0.01。由此得出结论，Wii 游戏锻炼形式被主观上认为是最轻松的锻炼形式，这一点有可能有助于促进锻炼的坚持性。这一结果的可能原因是相对于传统锻炼方式，在游戏过程中个体的注意可以更少地关注活动中的生理反应（疼痛、疲劳等）。　　在对认知功能的效果方面，Maillot 等人进行了一项针对 30 名 65~78 岁老年人的长期对比干预研究。通过参加 24 次，每次 1 h 的交互式体育游戏（Wii）训练，实验组被试（n=15）的游戏成绩显着提高，同时，他们的部分认知功能（执行控制能力和加工速度）比训练前有显着提高，但在视觉空间能力上的变化不明显。这一研究结果提示，可以通过交互式电子游戏这一锻炼方式提高老年人与日常生活有关的认知功能，同时也可以更大程度地避免参加传统体育锻炼可能对老年人带来的运动伤害风险。　　另一项研究则考察了交互式跳舞锻炼游戏对肥胖儿童主观运动能力知觉等社会认知因素的影响。40 名肥胖儿童被随机分为 10 周跳舞锻炼游戏组和控制组。实验前后测量了所有被试的心理适应（psychological adjustment）、主观运动能力知觉（perceived competence to exercise），以及父母对儿童的心理适应评价，和一些人体测量学指标。结果显示，与控制组相比，锻炼游戏组肥胖儿童自我报告的主观运动能力知觉明显提高，与父母的关系有明显改善（组间比较）。从父母报告的角度看，心理适应的外化和内化症状明显下降（组内比较）。另一方面，身体成份指数（BMI）在组内和组间都没有显着差异。　　4 小结　　“横看成岭侧成峰”，当很多人在为电子游戏的危害性伤透脑筋时，也许换一个角度，我们也可以发现它的积极价值。交互式电子游戏作为一种身体锻炼活动方式的健康促进价值正在得到越来越多研究结果的支持。这一价值可能不仅体现在身体的层面，同样也体现在心理层面上。　　但是，这些健康效益的实现并不是独立的，它受到众多因素的影响和制约，仍需要更多研究加以明确。另一个值得深入探讨的问题是，如何看待这一新兴的身体锻炼活动方式与传统锻炼方式之间的关系？虽然本文介绍的一些研究涉及到了这一问题，但对于这一问题的回答而言还远远不够。仍需要更多研究者予以更加长期系统的研究。　　参考文献：：　　[1] WHO, (2010). 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