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教育创新与实践

教育创新与实践

Journal of Educational Innovation and Practice

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-3599(P)
  • ISSN: 
    3080-0803(O)
  • 期刊分类: 
    教育科学
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    5
  • 浏览量: 
    612

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功能性训练对改善中学生脊柱侧弯的实证研究

An Empirical Study on the Effect of Functional Training on Improving Scoliosis in Middle School Students

发布时间:2025-09-04
作者: 许莹莹,苏中军 :温州大学 浙江温州;
摘要: 脊柱侧弯已成为严重影响我国青少年健康成长的高发问题,探索有效的干预方案至关重要。本研究旨在检验功能性训练对改善中学生脊柱侧弯的实际效果,为学校体育课程防治脊柱侧弯提供方案参考。采用随机整群抽样法,选取温州市两所中学共953名学生进行筛查,将77名脊柱侧弯学生分为实验组(n=37)和对照组(n=40)。实验组进行12周功能性训练,对照组维持常规体育课。实验前后测量胸椎与腰椎Cobb角。干预后,胸椎Cobb角测量值,实验组比对对照组为:12.24±3.23°VS 14.12±3.32°(P<0.05);腰椎Cobb角测量值,实验组比对对照组为:11.27±2.83°VS 14.24±3.12°(P<0.05);对照组干预前后无显著差异(P>0.05)。组间比较显示,实验组Cobb角的下降幅度显著大于对照组(P<0.05)。本研究证实,为期12周的结构化功能性训练能安全、有效地改善中学生轻度脊柱侧弯状况,显著降低Cobb角,其效果显著优于传统体育课程。
Abstract: Scoliosis has become a highly prevalent issue seriously affecting the healthy growth of adolescents in China, making it crucial to explore effective intervention strategies. This study aimed to examine the practical effect of functional training on improving scoliosis among middle school students, providing a reference for integrating preventive measures into physical education curricula. Using a randomized cluster sampling method, 953 students from two middle schools in Wenzhou were screened, and 77 students identified with scoliosis were divided into an experimental group (n=37) and a control group (n=40). The experimental group underwent 12 weeks of functional training, while the control group continued regular physical education classes. Thoracic and lumbar Cobb angles were measured before and after the intervention. After the intervention, the thoracic Cobb angle was 12.24±3.23° in the experimental group versus 14.12±3.32° in the control group (P<0.05); the lumbar Cobb angle was 11.27±2.83° in the experimental group versus 14.24±3.12° in the control group (P<0.05). No significant difference was observed in the control group before and after the intervention (P>0.05). Intergroup comparison showed that the reduction in Cobb angles was significantly greater in the experimental group than in the control group (P<0.05). This study confirms that a 12-week structured functional training program can safely and effectively improve mild scoliosis in middle school students, significantly reducing Cobb angles, with outcomes markedly superior to those of traditional physical education.
关键词: 功能性训练;脊柱侧弯;青少年健康;Cobb角;体育教学
Keywords: functional training; scoliosis; adolescent health; Cobb Angle; physical education teaching

引言

随着社会经济发展和生活方式的转变,青少年健康问题日益受到广泛关注。脊柱侧弯已成为继肥胖、近视之后,危害我国青少年健康的第三大常见问题。该病症不仅影响青少年的体态外观,更可能引发疼痛、影响心肺功能发育,并对心理健康造成负面影响。中学生正处于生长发育的关键期,学业压力重,久坐时间长,是脊柱侧弯的高发人群。学校作为学生日常活动的主要场所,其体育课程是进行干预的理想平台。然而,传统的广播体操、跑跳等常规体育课程内容对于矫正不对称的肌肉力量和改善错误的动作模式缺乏针对性。

功能性训练(Functional Training)作为一种源于康复领域、近年来在竞技体育和大众健身中广泛流行的训练理念,为解决这一问题提供了新的思路。其训练动作常常模拟生活中的常见动作模式,如推、拉、蹲、旋转、弓步等,具有较高的迁移性和实用性。鉴于脊柱侧弯本质上是脊柱在失状面、冠状面和水平面上的三维失衡,功能性训练通过建立正确的动作模式、增强核心肌群的协同收缩能力、改善脊柱的动态稳定性,恰好可以从功能层面上对抗和矫正这种失衡状态。近年来,该训练方法被广泛应用于竞技体育和大众健身领域,但其在学校体育中针对特定健康问题的应用效果仍需更多实证研究予以验证。

基于此,本研究旨在通过随机对照实验,探究功能性训练对中学生脊柱侧弯的干预效果,以期为改善青少年脊柱健康、优化学校体育课程内容提供科学依据和实践方案。

一、研究对象与方法

(一)研究对象

本研究采用随机整群抽样法,于2024年9月选取浙江省温州市鹿城区与瓯海区两所初级中学的初一、初二年级学生作为筛查对象。两校共953名学生,其中鹿城区455人,瓯海区498人,自愿参与筛查。以Cobb角≥10°为阳性诊断标准,共检出77名脊柱侧弯学生,总检出率为8.08%。将鹿城区37名学生设为实验组,瓯海区40名学生设为对照组。所有受试者健康状况良好,无运动禁忌症,且其本人与监护人均知情同意。两组受试者年龄、性别、身高、体重及初始Cobb角等基线资料均无显著性差异(P>0.05),具有可比性。受试者基本信息见表1。

表1 两组受试者基本信息及检测结果
组别 人数(n) 年龄(岁) 身高(cm) 体重(kg) 训练前胸椎Cobb角(°) 训练前腰椎Cobb角(°)
实验组 37 13.5±0.6 158.2±7.3 48.7±8.5 15.73±3.94 15.43±3.26
对照组 40 13.7±0.5 159.1±6.8 49.3±9.1 14.95±3.17 14.50±2.12

(二)研究方法

1. 实验设计

本研究采用随机对照实验设计。实验组接受为期12周、每周2次、每次40分钟的功能性训练干预。对照组则保持原有的每周2次常规体育课程,内容主要包括跑步、广播操和球类活动。实验在2024年9月至12月期间进行。实验前后,由同一名专业人员使用同一台脊柱侧弯电子测量仪,在标准流程下对所有受试者的胸椎和腰椎Cobb角进行测量。

2. 干预方案

实验组的功能性训练方案主要参照袁帅强针对青少年脊柱侧弯设计的功能性训练方案框架,并结合初中生的身心特点和学校场地器材条件进行了适当修改和细化。训练在体育课或课后体育活动时间进行,由本研究团队成员及经过培训的体育教师共同组织实施。每次训练课的结构包括:准备活动(5分钟)、主体训练(30分钟)、整理放松(5分钟)。整个12周的干预期划分为三个阶段,循序渐进:

(1)第一阶段:神经肌肉激活与动作模式建立(第1-4周)。重点进行静态拉伸和基础动作模式学习,旨在纠正错误姿态,建立正确的运动模式。内容包括:①静态拉伸:重点针对胸大肌、背阔肌、腰方肌、髂腰肌、腘绳肌等容易紧张的肌群,每个拉伸动作保持15-20秒,重复2组。②基础动作模式训练:强调动作的准确性、对称性和核心稳定。主要包括:靠墙站立练习、徒手深蹲、跪姿俯卧撑)、桥式运动、侧桥运动、猫驼式。每个动作完成3组,每组10-12次,组间休息30秒,教师全程监督并即时纠正错误动作。

(2)第二阶段:稳定性与控制力强化(第5-8周)。在基础上增加难度,引入不平衡界面和核心抗阻训练,以提升躯干在动态过程中的控制能力。内容:①平衡训练:在波速球或软垫上进行单脚站立、双脚站立平移等,每组持续30秒,共3组,间歇20秒。②核心抗阻训练:仰卧抬腿、鸟狗式、死虫子式、平板支撑。③轻阻力下的模式训练:使用弹力带进行划船、面拉、侧向行走等,强化背部肌群。每个动作完成3组,每组10-15次或保持30-45秒,组间休息45-60秒。

(3)第三阶段:整合强化与巩固(第9-12周)。进行功能性复合动作训练和动态拉伸,进一步强化正确的运动模式,提高身体协调性。内容:①功能性复合动作:如高脚杯深蹲、弓步走结合上身旋转、俯卧撑接单臂支撑、熊爬等。②动态拉伸与整合性放松:行进间提膝走、行进间弓箭步、世界伟大拉伸、泡沫轴放松胸椎、背部和臀部肌群。复合动作每组完成8-12次,共3组,组间休息60秒。

3. 评价指标

本研究的核心评价指标为胸椎Cobb角和腰椎Cobb角。

4. 数理统计法

采用SPSS 26.0软件进行数据分析。计量资料以均值±标准差(X±S)表示。组内前后比较采用配对样本t检验,组间差值比较采用独立样本t检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

二、研究结果

(一)两组学生干预前后胸椎Cobb角变化比较

由表2可知,干预前,实验组与对照组的胸椎Cobb角初始值差异无统计学意义(P>0.05),表明两组在基线时具有可比性。

经过12周的干预后,配对样本t检验显示,实验组学生的胸椎Cobb角由干预前的15.73±3.94°显著下降至12.24±3.23°,平均下降了3.49±2.01°,差异具有统计学意义(P<0.01)。而对照组学生的胸椎Cobb角干预前后变化甚微,从14.95±3.17°变为14.12±3.32°,平均仅下降0.83±1.57°,配对t检验表明该变化无统计学意义(P>0.05)。

进一步对两组学生胸椎Cobb角的前后测差值进行独立样本t检验,结果显示,实验组的下降幅度显著大于对照组,组间差异具有统计学意义(P<0.01)。这表明,功能性训练在改善胸椎侧弯方面产生了显著优于常规体育课的效果。

表2 两组学生干预前后胸椎Cobb角变化比较(X±S, °)
组别 干预前 干预后 差值(前-后) t(组内) p(组内) t (组间差值) P (组间差值)
实验组 15.73 ± 3.94 12.24 ± 3.23 3.49 ± 2.01 10.512 0.000** 6.354 0.000**
对照组 14.95 ± 3.17 14.12 ± 3.32 0.83 ± 1.57 1.125 0.268

(二)两组学生干预前后腰椎Cobb角变化比较

由表3可知,干预前,两组的腰椎Cobb角初始值无显著差异(P>0.05)。

经过12周干预后,实验组学生的腰椎Cobb角出现了更为显著的下降,从15.43±3.26°降至11.27±2.83°,平均下降了4.16±1.89°,配对样本t检验表明该差异具有高度的统计学意义(P<0.01)。对照组的腰椎Cobb角则未见明显变化,干预前后分别为14.50±2.12°和14.24±3.12°,差值0.26±0.95°无统计学意义(P>0.05)。

对两组差值的独立样本t检验同样表明,实验组腰椎Cobb角的改善幅度极显著的大于对照组(P<0.01)。

表3 两组学生干预前后腰椎Cobb角变化比较(X±S, °)
组别 干预前 干预后 差值(前-后) t(组内) p(组内) t (组间差值) P (组间差值)
实验组 15.43 ± 3.26 11.27 ± 2.83 4.16 ± 1.89 13.872 0.000** 11.287 0.000**
对照组 14.50 ± 2.12 14.24 ± 3.12 0.26 ± 0.95 0.783 0.438

三、讨论与分析

本研究通过一项随机对照实验,系统地评估了为期12周的功能性训练对中学生轻度特发性脊柱侧弯的干预效果。结果显示,实验组学生的胸椎和腰椎Cobb角均得到了显著改善,且改善幅度显著大于仅参加常规体育课的对照组。这一结果有力地支持了我们的研究假设,证实了结构化功能性训练作为一种安全、有效的运动干预手段,在中学环境下防治脊柱侧弯的应用潜力。

本研究观察到的显著疗效可从功能性训练的多维度作用机制中得到解释:首先,纠正肌力失衡与改善肌肉功能是功能性训练起效的基础。脊柱侧弯患者普遍存在凹侧肌肉短缩紧张、凸侧肌肉被动拉长无力的现象。本研究第一阶段持续的静态拉伸直接针对胸大肌、背阔肌、腰方肌等紧张肌群,有效降低了其过度张力。而基础动作模式训练,如桥式、侧桥、鸟狗式,则重点激活和强化了多裂肌、腹横肌、臀中肌等深层核心稳定肌群以及凸侧被抑制的背阔肌、腰方肌,从而重新建立了脊柱两侧的力学平衡,为脊柱回归中线提供了必要的肌肉动力。

其次,增强神经肌肉控制与核心稳定性是功能性训练的核心。脊柱的稳定不仅依赖于肌肉力量,更依赖于神经系统对肌肉的精准调配能力。并且,三阶段引入的不平衡平面训练,如波速球和动态复合动作,如弓步旋转,极大地挑战了受试者的本体感觉和运动控制系统。为了在不稳定环境下维持平衡和完成动作,神经系统必须更高效地协调核心肌群协同收缩,显著提升了脊柱在动态活动中的稳定性,减少了因不良姿势和错误发力模式导致的侧弯加重。

最后,建立并巩固正确的动作模式是获得长期效果的保证。功能性训练强调“模式优于肌肉”,其所有练习都贯穿了“脊柱中立位”、“核心预先动员”等原则。通过长达12周、反复进行的正确模式练习,受试者逐渐将这种良好的姿态控制和发力感觉“内化”并“自动化”,能够更自觉地在日常坐、立、行、走中保持良好体态,阻断了导致侧弯的功能性因素,这对于巩固疗效、预防复发至关重要。

反观对照组,传统的体育课程内容,如集体跑步、广播操、球类游戏,虽然对提升心肺健康、促进团队协作有积极作用,但其动作设计多为对称性、周期性运动,且缺乏对个体姿态的精细监督和纠正,难以对已经存在的脊柱三维失衡产生特异性的矫正力。因此,其干预前后Cobb角未出现显著变化也在意料之中。

本研究的发现与国内外部分同类研究结论相一致。例如,袁帅强的研究发现功能性训练可显著降低青少年的Cobb角。一项国外的系统综述也指出,基于运动的干预措施,特别是那些包含核心强化、姿势训练和平衡练习的方案,对控制AIS进展是有效的。本研究的价值在于,它在一个真实的学校环境中,采用了严格的设计,进一步验证了功能性训练的有效性,并提供了一个详细、可复制、适合在学校推广的三阶段训练方案。

本研究也存在一定的局限性。首先,出于实际操作考虑,采用以学校为单位的整群分组而非个体随机化,可能存在一定的混杂偏倚。未来研究可采用个体随机化。其次,干预周期为12周,未能进行长期随访,因此无法评估效果的持久性。未来应设置随访点。最后,本研究主要关注生物力学指标Cobb角的改善,未来可增加生活质量量表、疼痛评分等主观指标,更全面地评估干预效果。

四、结论与建议

(一)研究结论

本研究再次揭示了温州地区初中生脊柱侧弯问题不容忽视,筛查检出率达8.08%,亟需有效的群体性干预措施。

本研究实证表明,为期12周、每周2次的结构化功能性训练干预,能安全、有效地改善轻度特发性脊柱侧弯中学生的脊柱形态,显著降低其胸椎和腰椎Cobb角。

常规的中学体育课程内容对改善学生脊柱侧弯效果有限,凸显了当前学校体育课程在针对学生特定健康问题设计上的不足,课程内容与形式亟待创新与优化。

(二)研究建议

基于以上结论,本研究提出以下建议:

1. 政策与筛查层面

建议教育主管部门与卫生健康部门加强合作,将脊柱健康筛查纳入中小学生年度常规健康体检项目,建立“筛查-预警-干预-随访”的一体化工作机制,实现脊柱问题的早发现、早诊断、早干预。

2. 课程与教学层面

强烈建议将功能性训练的理念和方法系统性地融入中学,特别是初级中学的《体育与健康》课程体系。可以考虑:(1)在常规课中增设“姿势与健康”模块,普及知识并教授基础动作;(2)对筛查出的轻度侧弯学生开设体育保健班或课外辅导班,实施本研究验证过的结构化训练方案;(3)加强对体育教师的专项培训,提升其指导学生进行矫正训练的能力。

3. 研究与实践层面

鼓励后续研究进行更长期的随访,以观察功能性训练效果的持续性;并探索将可穿戴技术、运动生物力学分析等新技术手段融入评估和训练过程,实现个性化精准干预。同时,加强家校合作,指导学生将课堂上学到的正确动作模式应用于日常生活,共同守护青少年脊柱健康。

参考文献:

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  2. [2] Cobb J R. Outline for the study of scoliosis[J]. Instructional Course Lectures, 1948(05): 261-275.
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  4. [4] 韩娜娜,余蕾,黄晖明.功能性训练对青少年特发性脊柱侧弯疗效的Meta分析[J].中国学校卫生,2021,42(08): 1169-1174.
  5. [5] Ceballos-Laita L, Carrasco-Uribarren A, Cabanillas-Barea S, et al. The effectiveness of Schroth method in Cobb angle, quality of life and trunk rotation angle in adolescent idiopathic scoliosis: a systematic review and meta-analysis[J]. European journal of physical and rehabilitation medicine, 2023, 59(02): 228.
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