国民素质是国家综合国力的重要体现，也是国家经济社会发展的基础。我国正处于全面建成小康社会的决定性阶段，亟须从速设法改善人民的素质，以期实现强民富国的理想。有效提高国民素质的方法有很多，但体育明显有其自身的优点：低成本，花费少；易开展，可以整合到教育或治疗中去；简单，容易学；安全，无副作用；等等。然而，目前体育作为一种有效提高国民素质的手段，其重要作用亟待承认和普及。基于此，本文根据脑科学的最新研究成果揭示体育与国民素质提升的关系，以期通过科学实证的证据，更好地促进国民素质的提升。

一、体育提升国民素质：认识的演进

体育作为人类有目的、有意识的活动，具有对人和社会产生积极影响的功能。千百年来，体育之所以能够得到不断发展，并越来越受到重视，是人们对体育功能的认识和利用不断提升的结果。就“体育与国民素质关系”而言，随着社会发展和人们对于体育认识的日益深刻，对二者之间关系的认识也由最初的生理层面，不断向心理层面、社会层面、教育层面等演进。

(一) 生理层面

“强身健体”，即增强身体素质，一直被看作是体育存在的核心价值和主旋律。距今约5000年，《路史·阴康氏》载：“阴康氏时，水渎不流，阴凝而易闷人，郁于内，理滞著而多重膇，阴康氏所以利其关节，乃制舞焉，治于华原”。所谓“制舞”是有意识地用于改善自身健康，增强体质的身体活动。古希腊哲学家柏拉图认为：“体育应造就体格健壮的勇士，并且使健全的精神寓于健全的体格。”法国思想家伏尔泰也提出“生命在于运动”。1952年6月10日，毛泽东为新中国体育工作题词“发展体育运动，增强人民体质”，提倡大力开展群众体育活动，提高人民的身体素质。随着近代运动生理学研究成果的不断出现，人们更加清楚地认识到：体育运动能够改善神经系统功能、提高心脏功能、促进骨骼肌肉发育生长、增强免疫功能、改善呼吸系统和提高人体对外界环境的适应能力等，是增强身体健康的最积极、有效的手段之一。

(二) 心理层面

体育并非仅仅是健身，也具有促进个体心理素质发展的作用。《黄帝内经素问》上记载：“春三月，此谓发陈，天地俱生，万物以荣。夜卧早起，广于步庭，披发缓行，以使生志。”这段话的意思是，春暖花开的时候进行身体活动，不完全为了健身，而是为了壮志。这一点为很多有识之士所认识，毛泽东在《体育之研究》指出：“勤体育则强筋骨；又足以增知识，又足以调感情，又足以强意志。”顾拜旦在其《体育颂》也写到：“体育是勇气，是乐趣，它使人心充满欢喜，思路开阔，条理更加清晰，可使忧伤的人散心解闷，可使快乐的人生活更加甜蜜！”近年来不断积累的心理学研究成果则进一步表明：体育运动对人心理素质的各个维度均具有积极效应，如提高认知、改善情绪、促进个性发展、培养坚强意志品质以及增强社会适应能力等。

(三) 社会层面

体育在规范人类行为、提升人的道德素质等方面具有重要价值。而最能体现此价值的当属奥林匹克运动。从古希腊奥运会的“和平竞赛”、“神圣停战”制度，到近代奥林匹克运动中提倡的“公平竞争”，再到现代奥林匹克“更快、更高、更强”和“重在参与”的口号，已经作为一种社会文化意识形态而影响着世界上每一个角落的人。近年来举办过奥运会的国家已认识到：奥运会最大效益是提升国民素质。举办奥运会期间，来自世界各国的运动员、观众、旅游者、记者等庞大人流汇聚举办国，国民素质也因此经受考验。日本以东京奥运会为契机，对国民提出了六项要求，在奥运会之后，这六条要求逐渐成为日本国民的礼仪规范。日本借助奥运会，培养和展示国民礼仪素质上的巨大成功，让全世界感到惊讶。我国也借奥运打造恒久持有的国民素质，北京奥运筹办七年来和奥运会期间北京市民文明素质和精神面貌发生了可喜变化，使我国国民素质得到提高，成为奥运留给中国最珍贵的遗产。

(四) 教育层面

在教育成为独立形态之初，体育即为教育的重要内容。西周时期所设的“礼、乐、射、御、书、数”六艺课程中，射、御就是以体育为主的教育内容。在古希腊，无论是斯巴达，还是雅典教育体系，体育都是其重要内容之一。随着人类对于体育认识的不断加深和近代教育制度的逐步建立，对体育的教育功能认识日益深刻。《奥林匹克宪章》中明确指出：“奥林匹克运动的宗旨是通过没有任何歧视，具有奥林匹克精神——以友谊、团结和公平的精神相互了解——的体育活动来教育青年，从而为建成一个和平的、更加美好的世界做出贡献”。《韦氏大词典》对体育的定义为：“体育是整个教育的一个方面，它采用运动活动及其相关经验从心理上、体力上、精神上和社会上来使个人充分发展，使他成为国家和世界的一个有用公民。”当前，我国对于体育课程性质描述为：“体育课程是学校课程体系的重要组成部分，是实施素质教育和培养德智体美全面发展人才不可缺少的重要途径”。可见，人们日益看重体育所具有的教育功能。

综上所述，关于体育与国民素质提升的认识已从生理学、心理学、社会学和教育学等角度获得了初步事实和依据，这表明：体育与国民素质提升之间存在固有的联系，体育超越了单纯的对国民身体素质的培养，对国民的心理素质和社会素质的培养同样具有重要作用。

二、体育提升国民素质：脑科学的视角

目前，体育作为一种提高国民素质的有效手段，其重要作用亟待承认和普及。其原因除了由于我们传统文化和教育对体育的轻视、漠视和小视(如，中国传统的“重文轻武”、“劳心者治人，劳力者治于人”等观念，导致了中国家长和学校“重智轻体”、“唯学习成绩论”和“四肢发达、头脑简单”等错误认识)外，还在于：尽管关于体育与国民素质关系研究观点林立、视角纷呈，但在当前发展阶段还远未阐明体育对国民素质的提升作用(表现为：研究大多为描述性的研究和理论探讨，依然缺乏基于实证研究的证据，缺乏能够科学、直接和清楚说明体育与国民素质提升因果关系的研究成果)。

脑科学能为阐明体育提升国民素质提供科学的视角。人的思想、情绪和行为皆源于脑，脑的运作影响着人们日常生活中的每个细节；从本质上说，人脑决定着人的素质。近年来，脑科学的发展异常迅猛，特别是脑成像技术的广泛应用，为揭示人脑神经活动基本规律以及人类行为的基本规律提供了先进和可靠的研究手段，这不仅极大地推动着脑科学研究的发展，还为心理学、经济学、教育学等社会学科提供了新的研究思路和研究视角，脑科学与体育研究即是在此过程中逐步发展起来的一大备受国际社会关注的新兴研究领域。近年来，不断涌现的体育领域的脑科学研究成果，为阐明体育提升国民素质提供了有效视角，为揭示体育对国民素质的提升作用提供了更为科学、严谨的实证研究证据。

三、体育提升国民素质：脑科学的新证据 (一) 体育运动改善脑的可塑性

脑具有可塑性，它会受学习、训练以及经验等因素的影响，出现结构的改变以及功能的重组。近年来，国内外一些研究者对体育运动与脑可塑性的关系开展了研究，主要研究领域涉及两个方面：体育运动与脑结构改变、体育运动与脑功能重组。

1.体育运动具有改变脑结构的能力。脑结构的改变包括脑区大小或灰白质密度、皮层厚度的变化等。魏高峡，罗劲和李佑发(2009)对健将级跳水运动员的脑结构进行研究发现，多年的运动技能训练使运动员的脑更为复杂，其双侧丘脑和左侧运动前区的灰质密度明显高于普通人。长期体育运动提高有氧体适能，而有氧体适能的高低会影响脑的结构。Chaddock等(2010)研究发现有氧体适能高的儿童，具有较大的背侧纹状体；其最近的研究也发现，与儿童记忆能力密切相关的海马，也容易受到体育运动影响而发生结构的变化(Chaddock, et al., 2012)。以老年人为对象的研究得到同样的结果。Colcombe等(2006)随机分组实验研究发现6个月有氧运动使老年人的前额叶、颞叶及顶叶的灰质和白质容量显著增加。

2.体育运动具有改变脑功能的能力。脑功能的变化包括相关脑区激活水平的变化和脑功能网络联结的改变。首先，体育运动对相关脑区激活水平产生影响。一次30分钟的中等强度有氧运动能诱发儿童双侧额上回、双侧额中回等前额叶脑区激活程度增加(陈爱国，殷恒婵，王君，李鑫楠，& 宋争，2011)。Davis等(2011)发现15周、每周5次的体育运动干预方案导致儿童双侧前额叶的激活水平增加、双侧后顶叶的激活水平下降。来自老年人为对象的研究也支持以上结论，Colcombe等(2006)研究发现6个月的有氧运动降低前扣带回激活水平，提高中前脑回和顶上小叶等相关脑区的激活水平。其次，体育运动还具有改变脑功能网络的能力。Voss等(2011)研究不同有氧体适能水平儿童的脑认知控制功能网络的差异，结果发现有氧体适能高的儿童，具有较高的认知控制能力和较强的认知控制功能网络；Voss等(2010)另一项以老年人为对象的研究发现，一年的体育运动干预使得脑静息功能网络联结能力增加，从脑功能网络层次为运动改善老年人脑功能可塑性提供了证据。

综上所述，体育运动可改善脑的可塑性，这些研究成果不但对增进人类理解体育运动与脑的关系具有重要价值，而且为进一步使用体育运动手段保护、利用和开发脑提供了科学基础。

(二) 体育运动促进学业成绩

2010年，美国疾病控制与预防中心发表了“以学校为基础的身体活动与学业表现关系”的综述研究报告(Centers for Disease Control and Prevention, 2010)。该报告是以50篇体育课、课间、教室内以及课外四种学校开展的体育活动与学业表现的研究文献为基础，探讨体育活动对学业成就(如：标准测验分数、等级分等)、学习行为(如：上课行为、出缺席率、功课完成等)，以及认知技巧与态度(如：注意力、专注力、记忆、口语能力等)三种学业表现的影响。研究结果显示：以学校为基础的体育活动对数学、阅读、写作等学业成绩有积极效益；以学校为基础的身体活动可增进课堂表现等学习行为；以学校为基础的体育活动促进注意力、自尊、创造力、计划能力、生活满意度，以及减少冲动行为等学习相关的认知技巧与态度；研究最后指出，增加体育活动的时间并不会减低学业表现，甚至可以促进学业表现。2012年，为了要向教育者证明，运动是增进学业成绩与表现的最好方法之一，荷兰阿姆斯特丹的学者们检索了世界四大权威数据库(PubMed, PsycINFO, Cochrane Central, and Sportdiscus)，在所检索到该领域的844个研究当中，选出14篇最具代表性的论文进一步分析。所选14篇论文的研究对象涉及年龄为六岁到十八岁的学生，学业成绩的评定内容包括阅读、数学、世界地理、历史和认知能力等，时间跨度最短八周，最长则达五年零六个月；最终，不论是回顾性的横断面调查还是实施运动干预的实验研究，结果都发现：规律的中等强度体育运动对于学业成绩有促进作用(Singh，Uijtdewilligen，Twisk，van Mechelen，& Chinapaw，2012)。

目前，体育运动与学业成绩关系的机制也日渐清晰。近期的脑科学研究(Ratey，2008)已经初步揭示，运动能促进脑“海马区”神经细胞的再生，使海马区前沿突出部的大小增加，而这里正是控制学习和记忆的区域。运动也能刺激产生新的神经突触，而这些新突触可使得构成智力的脑网络能力和效率更高。此外，运动还能诱发神经“营养液”的产生。“脑源性神经营养因子”(BDNF)是一种被证实的神经“营养液”，它能促进神经元和突触的再生，并促进学习、记忆、推理和创造能力的提高；运动能刺激人体内BDNF水平的增加，使脑神经生长得更密集，产生新的神经突触，脑因此会运转得更快，更有效率。总之，运动使得脑里生成更多的神经细胞或突触、更强的神经再生能力和更丰富的神经养料，为提高学业成绩提供了基础。

综上所述，以上研究结果初步推翻了“运动妨碍学业成绩”的错误观念；相反的，辅以实证研究结果则诠释了体育课与学业表现的正向关系：“多运动促进学业成绩”。

(三) 体育运动延缓认知老化

老年化会给老年人自身带来一系列问题，其中，认知老化最具代表性。如何保持和改善老年人的认知功能，延缓认知老化，已成为当今各学科研究和关注的焦点问题之一。近年来，研究者就体育运动与老年认知功能的关系进行了大量探索，相关主要研究结果综述如下。

1. 不同运动类型对认知老化的改善作用

有氧运动、阻力运动和身心运动是受关注最多的三种改善认知老化的体育运动。有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，如步行、跑步、游泳等。这方面的研究始于Spirduso和Clifford(1978)所做的研究，该研究发现，积极参与身体活动的老年人比久坐少动的老人的认知功能更好，而且与久坐少动的年轻人的认知功能相似。这一研究引发了体育运动和认知老化研究的热潮，最近的研究则发现有氧运动对提高健康老年人认知速度、短时记忆以及视觉与听觉注意等认知功能均有益(Angevaren，Aufdemkampe，Verhaar，Aleman，& Vanhees，2008)。阻力锻炼是一种肌肉对抗阻力的运动模式，主要目的是训练人体的肌肉力量，如使用哑铃、杠铃、弹力带的力量训练等。Anderson-Hanley，Nimon和Westen(2010)考察阻力锻炼对老年人认知功能的影响，结果发现参加一个月阻力锻炼的老年人认知功能明显提高。Busse等(2008)也发现9个月阻力锻炼可以改善记忆损伤老年人的记忆力。身心运动是指同时锻炼身体和思想的运动，在进行身体运动的同时伴随着集中注意力、控制呼吸以此来提高身心健康，如太极拳、瑜伽、气功等。Taylor-Piliae等(2010)发现12个月太极拳既可以提高老年人的身体功能，也能提高老年人的认知功能。Lam等(2009)发现有5年以上太极拳锻炼习惯的老年人在大部分的认知测验中的得分较未有该习惯的同龄人高。

2. 不同运动强度对认知老化的改善作用

运动强度是指单位时间内完成身体活动所用的力量大小和机体的紧张程度。Angevaren等(2007)对健康老年人进行了体育活动水平与认知功能关系的调查，结果发现，老年人每周体育活动强度与其加工速度、记忆、认知灵活性以及整体认知功能水平之间均存在显著正相关。为了进一步探究运动强度对老年人认知功能影响的动态变化，Angevaren等(2010)又进行了一项为期五年的追踪研究，结果也发现老年人每周运动强度的改变与其加工速度改善显著正相关。来自随机分组的实验研究进一步证实，运动强度不同，运动对认知功能的影响也不一样。Baker等(2010)研究发现，6个月高强度的有氧锻炼可以提高中度认知损伤的老年女性的执行功能。Cassilhas等(2007)的研究则表明，中等强度阻力与高强度阻力的运动都对老年认知功能有益，且效果不存在显著差异。

3. 体育运动延缓认知老化的机制

研究者从不同学科视角阐释运动延缓认知老化的可能机制。其一，心血管功能假说认为运动导致认知功能相关的血管发生积极改变(包括增加氧饱和度、提高血管生成等)，进而改善认知功能(白蓉，范会勇，& 张进辅，2011)。其二，脑可塑性假说认为，任何一种心理现象都是以中枢神经系统尤其是脑的活动为基础的；同样运动产生的认知功能改善效应是脑的机能，是运动对脑的可塑性影响的结果(陈爱国等，2011)。其三，中介变量假说认为，运动通过影响认知功能的中介变量(如身体资源、心理资源等)间接地影响认知功能(Spirduso，2009)。

总之，越来越多的研究表明：老年人的认知功能可以通过体育运动得以提高，提示体育运动可以作为改善和提高老年认知功能的手段。但是，该领域仍需深入开展“剂量效应”研究，以期为采取针对性的体育运动方案提高老年人认知功能提供理论和实践基础。

四、结语

来自生理学、教育学、心理学和社会学等多学科视野研究以及最新脑科学实证研究成果都已经证实：体育是提升国民素质的重要途径。我们期望透过本文的阐述，增加教育界和体育界对体育与国民素质提升关系的认识，并开展有效的科学普及工作，使相关研究成果及时为广大民众所理解、接受和践行，进而形成以体育提升国民素质的新局面。