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文摘
目標研究表明,有足夠的數量和質量的身體活動可以促進兒童的健康和福祉。然而,現有的工具來測量這些構造在兒童有局限性的客觀性和可伸縮性。在這項研究中,我們提供了兩個係統的效標效度證據基於商用傳感器(即陀螺儀和紅外攝像機),旨在衡量孩子的強度到高強度的體育運動和基本運動技能的熟練程度。
設計橫截麵。
設置在香港小學。
參與者數據來自30個(= 8.55±1.25歲)和1174(= 9.15±1.63歲)兒童包括體力活動和基本運動技能的驗證措施,分別。孩子的結果同時測量使用開發係統和現有的行之有效的措施(加速計和專家評級)。
結果我們發現一個強大的身體活動之間的相關性結果測量使用我們開發的係統和加速度計(皮爾森r = 0.795)。運動技能水平得分使用我們的實時與專家評分評級係統有很強的協議(協議比例= 84% - -94%,k = 0.661 - 0.859)。
討論當前的研究結果支持各自的應用係統在物理教育和大規模的研究。可以幫助研究人員收集的數據質量水平描述之間的複雜關係兒童身體活動的數量和質量。
- 社區兒童健康
- 預防醫學
- 公共衛生
數據可用性聲明
合理的請求數據。數據用於分析在本文將提供合理要求第一作者。
這是一個開放的分布式條依照創作共用署名非商業性(4.0 CC通過數控)許可證,允許別人分發,混音,適應,建立這個工作非商業化,和許可他們的衍生產品在不同的協議,提供了最初的工作是正確地引用,給出合適的信用,任何更改表示,非商業使用。看到的:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/。
來自Altmetric.com的統計
本研究的優點和局限性
使用的工具(即身體活動個加速器,專家評級記錄基本運動技能)來生成比較測量檢查開發工具的效標效度。
測量了在現實的學校設置。
應用程序的訪問,消費級設備。
適度的驗證樣本容量對身體活動的措施。
介紹
定期參與體育活動(PA)與無數兒童有益的健康結果。1一構建之前發現與PA參與兒童和青少年是基本運動技能(FMS)。2 3FMS組成等基本動作的平衡、跑步、跳躍、投擲和捕捉。他們認為是“積木”更完整的運動技能和模式所需常見的運動和鍛煉活動。因此,主管在FMS的孩子可以接受複雜的運動技能更容易和迅速。這可能會提高他們的當前和未來的參與體育和PA。4個5
通常,FMS可以大致分為三種類型,即穩定性、運動和球技能。保持平衡穩定技能涉及一個人的能力在各種靜態姿勢(如單腳站立)或運動(如扭)。運動技能是指運動技能涉及身體位置的轉移從一個點到另一個(例如,跑步和跳),而球技能(也稱為對象控製技能)是指一個人的能力來有效地控製球或其他相關對象(例如,球拍和蝙蝠)。研究表明,兒童和青少年的PA可能與他們在運動技能的能力,或球技能或兩者兼而有之。6尺11寸一些研究人員還發現,能力在這些技能可能會導致其他的健康和幸福的結果。2 12然而,在一個薈萃分析,巴內特等3認為沒有足夠的證據來支持PA和FMS能力的兒童聯係在一起。混合的研究文獻表明,這些構造之間的關係是複雜的,需要進一步調查。盡管如此,標準化、客觀和低成本的測量工具,這些結果之前一直缺乏。等測量問題限製generalisability和可比性的研究成果,進而限製潛在的規模和設計研究旨在描述之間的關係PA, FMS和其他結構。
測量的身體活動和基本運動技能
與改善兒童的健康和福祉的目標,當務之急是為研究人員和從業人員(即體育教師)來監控孩子的爸和FMS的發展有效和高效。建立在現存的文獻中,有許多方法來測量這些關鍵結構。例如,賓夕法尼亞州的兒童可以使用自我報告問卷測量或客觀的措施,比如計步器或加速度計。13這些措施,盡管如此,他們的缺點。例如,自我報告的問卷容易回憶困難或報告的偏見。相比之下,加速度計提供的數據是有效的和客觀的,但他們通常是短時間管理(如為5 - 14天),涉及大量數據處理,因此不適合長期大規模應用。因此,一些研究人員轉向物聯網(物聯網)收購PA數據。14日15例如,智能手機或戴活動追蹤器搭配移動設備可以用於數據收集和傳輸在雲為研究目的。這樣的方法可以采用大規模研究涉及持續的活動跟蹤。盡管如此,作者的知識,這些係統需要每個用戶擁有一個手機數據傳輸。盡管現在移動設備的可訪問性成人,大多數小學學齡兒童並不擁有這些設備。因此,連續跟蹤孩子的爸爸在一個大的規模還有待研究人員麵臨的挑戰。
兒童FMS的測量也有其挑戰。目前文獻中,有兩種方法測量FMS。基於產品評估通常涉及測量時間和分數產生完成一係列的運動任務或一個障礙。16日至18日而基於流程的措施包括那些得分基於兒童是否滿足預設標準在他們的運動技能的性能。19一般來說,基於產品評估的優勢在於減少耗時且需要專業知識,在運動方麵教育,評估員。相比之下,基於流程的評估更加重視質量的運動,和他們中的許多人需要訓練有素的專家進行評分,因此獲得的分數會容易兩分的差異。此外,大多數協議還需要視頻運動行為和回顧性評價。因此,完整的評級所需的時間也會更長。
應對挑戰和PA和FMS的缺陷測量,特別是快速障礙和質量的可靠和有效數據的數量和質量有關孩子的爸爸,兩個係統是收集數據的兩個結構,分別在大樣本小學學齡兒童。數據采集係統下開發有趣Move@JC項目。20.有趣Move@JC項目旨在提高PA,或更廣泛的物理素養,21小學學齡兒童和他們的父母在香港。除了提供教師專業發展培訓和提供資源支持爸爸的孩子在學校和在家裏,引入信息技術支持體育教育和孩子的爸爸參與也是一個項目的關鍵目標。特別是,開發一個係統來測量PA的兒童和家長使用樂趣Move@JC運動樂隊(圖1下),可戴活動追蹤開發項目。同時,基本運動技能評定等級(FMS評定等級;圖2)開發提供快速、客觀評估兒童FMS。在本文中,我們將提供兩個開發係統的基礎和證據支持收集相應數據的效標效度。
Move@JC運動帶的樂趣。
用戶界麵的基本運動技能評定等級。
有趣Move@JC運動樂隊
樂趣Move@JC運動樂隊是一個物聯網係統開發收集PA。發達的設備是一個戴活動追蹤衡量基於時間的步驟。具體地說,數步記錄的設備存儲在15秒時代。每個時代的基於時間的步驟,當轉移到基於雲的數據平台,將轉換為相應的PA強度(如光,< 3代謝當量;到,> 3代謝當量)使用大數據引擎的開發項目。PA的截止值強度派生通過一係列的校準測試與小學學齡兒童,在實驗室和現場進行設置,使用個加速器和心肺測試的結果作為標準的措施。數據存儲在設備可以使用同伴移動應用程序轉移到服務器。另外,減少對手機的依賴孩子,運動帶數據也同步我們的雲服務器使用網關放置在教室的孩子。rpf具體來說,覆盆子π(各處,劍橋,英國)設備的程序設定為數據傳輸網關。數據存儲在接近運動樂隊(即在教室)將下載到網關,然後轉移到雲服務器。 This data transfer protocol eliminates the need for mobile devices, which most children do not possess, to gather data from the deployed wearables.
基本運動技能評定等級
評級係統分數兒童表演各種FMS使用基於流程的方法。運動技能進行捕獲使用Kinect(微軟、華盛頓、美國)紅外攝像機,並使用一組得分規則標準采用的測試總值的電機開發V.3 (TGMD-3)。22具體地說,孩子們被要求執行一個運動或球技巧麵對鏡頭。標記被放置在地板上指導學生評估的起始位置。除了引入的技能開始,所有運動技能進行約3 - 5 m的相機,確保身體關節傳感器可以準確地跟蹤。關節的三維坐標使用Kinect,捕獲和運動序列將得分根據一組預設標準(見表1)。另一個kinect係統被開發來衡量過去FMS23並取得不錯的效果。然而,前麵的係統23隻測量運動的能力,而目前FMS估價者有能力來衡量運動和球技能。當前係統提供實時得分的技能,因此增加了FMS的效率評估,也可以用作一個工具來支持在體育教師的指令。所有評估的分數和拍攝的視頻上傳至相同的數據平台,將運動帶數據存儲。所有捕獲的數據可以通過體育教師和總結回顧了通過一個門戶網站。因此,物理教育工作者可以追蹤孩子的表演,單獨或集體,隨著時間的推移。
在當前的研究中,我們提供的效標效度證據PA和FMS結果測量使用樂趣Move@JC運動樂隊和FMS評定等級,分別。的FMS評定等級的有效性的證據,目前論文關注,有關球技能,結果從一個類似的係統運動技能之前報告的。23我們還研究了PA和FMS的結果之間的關聯小學學齡兒童的一個示例。我們提出強度到高強度的體育運動(MVPA)測量使用運動樂隊將與FMS得分呈正相關。
方法
病人和公眾參與
公眾沒有參與設計,或行為,或報告,或傳播我們的研究計劃。
參與者和過程
所有的參與者在這個橫斷麵研究在香港參加小學。父母的所有參與者提供書麵知情同意參加有趣Move@JC項目和本文中描述的研究。所有研究協議的研究進行了綜述,通過聯合香港中文大學新領土東集群臨床研究倫理委員會(Ref。2017.515)。驗證樣品的運動帶包括30孩子(男孩53%;平均年齡為8.55±1.25年;看到表1詳情)。參與者被邀請穿運動手腕樂隊,和wGT3X-BT(美國佛羅裏達州長短)在右臀部同時在7天時間內。使用research-grade MVPA測量加速度計數據提取使用標準化標準的孩子。24每日accelerometer-measured PA被認為是有效的,如果參與者穿著設備至少480分鍾在一天(8小時)。契約式、體育帶一天的數據被認為是有效的,如果(我)至少有240非零15秒時代,(ii)第一個也是最後一個非零時代相隔至少8小時。單位產出,分析兒童在每個日曆日MVPA時間。因此,較大的值更MVPA這連續變量代表參與。使用兩組設備收集的數據在7天時間內被用於比較的目的。
FMS評定等級的驗證樣本包括1174名兒童(52%的男性;= 9.15±1.63歲;看到表1從1 - 6年級)。測量管理在學校體育課由訓練有素的研究助理。由於時間限製,每個孩子隻對一至三球完成評估技能在一個物理教育課程。對於每一個評價,孩子們首先顯示一個包含“正確”的視頻演示的技巧,,然後被要求複製的技能。孩子們每個技能一次執行,他們的表演被評為使用FMS評定等級。此外,同樣的表演也視頻和額定使用傳統的觀測方法。這些評級是由兩個獨立專家評級機構,其中每個孩子的表現被評級機構之一。評級機構是體育科學與體育教育的畢業生,被作者評估FMS的訓練。具體來說,評級機構收到了1小時訓練,該論文的作者之一。在訓練期間,他們被引進到運動技能的一般方法進行基於流程的評估,指導所有技能的評估標準。 At the end of the training, the raters were provided with, for each skill, 8–10 video clips of children’s FMS performance. The trained raters were then asked to rate all skill performances based on the set criteria individually. Their scores were then compared with a set of results that were agreed between multiple authors of the study. Accordance with previous practice,7評級機構都建立了超過90%的編碼與作者應用TGMD-3時可靠性。22在這項研究之前,兩家評級機構2和5年的經驗,分別在FMS評估使用TGMD-3幾個數百名兒童。因為一些評估標準進行了修改,以使與用於FMS評定等級在這項研究中,一個試點測試是專為本研究進行的。兩個獨立評級機構評級每20個孩子表演每技能,和他們的分數為每個技能達成協議在90%以上。他們也遇到了和討論的差異在他們的評級,並同意標準化方法得分在這項研究。檢查效標效度,成績來自於FMS評定等級的比較與評級機構評級由專家。分數的標準在每一個技能,技能的總分中,用於統計分析。
數據分析
皮爾遜相關性計算來確定MVPA之間線性關係的強度得分捕獲Move@JC運動樂隊使用加速度計和有趣。數據一天包括分析隻有在相應的accelerometer-measured和體育Band-measured MVPA被認為是有效的。FMS數據而言,標準的協議,kappa係數比例每個技能(parameterised 0 =沒有達到標準;1 =標準)會麵,FMS和專家評分的,分別計算。kappa係數占預期協議的機會,因此是一種更健壯的措施研究協議。25在這項研究中,kappa值在0.60和0.79之間被視為溫和,而高於0.80被認為是強大的。25
作為一個探索性的嚐試,我們還研究了兒童運動之間的關係Band-measured MVPA和FMS分數來自發達評級係統。數據分析是來自雲存儲,數據收集係統是同步的。確保收集的數據的代表性,我們隻包含數據從兒童有效運動帶數據(使用上述標準)至少5工作日和周末2天。差異的兒童的屬性和技能困難,FMS分數標準化技能,和之前孩子的年級和性別分析。具體來說,每個FMS評估的分數轉換為z分數是基於孩子的年級水平,性和技能。FMS的聚合分數然後通過z得分的均值計算評估。皮爾遜相關性MVPA和FMS分數然後計算檢驗這兩種結果之間的線性關係。
結果
驗證體育分數
在獨立生存的情況下,參與者提供每天55%和78%的有效加速度計和體育帶數據,分別。在組合,有效的信息在兩個設備在93年獲得participant-days (44%)。所有參與者至少有1天有效的加速計和運動帶數據,用於比較。在這個示例中,五個孩子彈鋼琴而穿著運動報道樂隊。類似於許多戴設備,forearm-only運動參與樂器玩也會歸類為PA行為,導致整體MVPA高估了。因此,對於當前論文的目的,數據從這些孩子被刪除,導致25名兒童的有效樣本。在這最後一個示例中,平均MVPA用加速度計測量和運動帶分別為43.8±25.0分鍾,49.2±20.4分鍾,分別。即與加速度計相比,MVPA用運動樂隊高估了每天5.41分鍾。
accelerometer-measured和體育之間的皮爾遜相關Band-measured MVPA r = 0.795 (p < 0.001)。然而,Shapiro-Wilk測試的結果表明,兩組數據的非正態(p < 0.05)。因此,計算兩者之間的斯皮爾曼相關措施。還發現之間的顯著相關性與斯皮爾曼的ρ= 0.460 (p = 0.021)。
驗證FMS評定等級的分數
球技能分數之間的總百分比協議使用FMS評定等級和分數的測量專家評級機構在84%和94%之間,而相應的kappa係數在0.661和0.859之間(詳細的研究的結果發表在表2)。在發達的七個技巧,評估方案5包括一個標準得分由測試管理員,因為這些標準涉及好身體動作或球運動不能紅外傳感器檢測到的。當這些評估標準的評級被排除在外,協議比例介於80%和91%之間,而kappa係數從0.508 .821。
額外的分析:運動樂隊和FMS評定等級的分數之間的聯係
我們檢查了運動之間的關係Band-measured MVPA和FMS分數測量來評定使用FMS在2021年5月至7月。在此期間,75名兒童都有效的運動樂隊和FMS收集的數據。運動之間的皮爾遜相關Band-measured MVPA和標準化的FMS分數(通過學生的性別和年級水平)r = 0.217 (p = 0.067)。
討論
雖然信息技術輔助教學在現代教育中的應用不斷上升,更少的研究和發展一直放在體育特別。因此,我們開發了一係列的工具,可以應用到體育課堂內外測量數量(即MVPA)和質量(FMS)孩子的爸爸。在這項研究中,我們提供了有趣的效標效度證據Move@JC運動樂隊和FMS評定等級來衡量兒童MVPA和FMS熟練程度,分別。我們證明了MVPA測量使用運動樂隊與accelerometer-measured結果密切相關。同時,孩子的FMS用強一致性的FMS評定等級還顯示中度expert-rated分數。
在現存的文獻中,加速度計是最常見的一種客觀考評的測量具有較強的有效性的證據。盡管它的準確性,管理加速計人口多,特別是長時間,是富有挑戰性的,由於數據提取和分析的複雜性。有時會克服這些困難通過使用可戴活動追蹤器或智能手表,26然而,數據收集將依靠參與者有兼容的移動設備,並兼容定期同步數據。小學學齡兒童,這些仍然是重要的障礙。盡管如此,有趣Move@JC運動樂隊有可能克服這些挑戰由於使用的簡單的數據收集方法。在這項研究中,我們發現,收集的數據從運動樂隊強烈相關accelerometer-measured MVPA,同時也能夠獲取有效數據更高比例的天與其同行相比(78% vs 55%)。我們承認,合規率加速計的低與其他研究相比,在本地進行。27 28盡管如此,體育的有效利率樂隊在當前研究比較,或比,在先前的研究加速度計的合規。事實上,先前的研究已經表明,wrist-devices hip-worn設備相比,可能會導致更好的依從性。29日因此,我們的研究結果表明,開發的設備可用於長期監測孩子的爸爸。
對FMS評定等級的相關結果,我們的結果表明,評估結果從開發係統的控球技巧與專家評分有高水平的協議。使用簡單的生物力學原理,這個應用程序允許教師提供在FMS實時評估孩子們的表演。事實上,物理教育工作者引用FMS的缺乏知識,支持和時間需求不足的主要障礙評估這些技能在學校。30.發達FMS評定等級有可能克服這些障礙,因為工具不需要教師在FMS深入知識。所需的時間完成評估,獲得反饋和結果,還可以大大減少。同時,顯示在FMS評定等級明顯表明兒童成功完成的標準(或沒有)。這提醒教師成功的關鍵標準包括性能,也可以用作教學線索幫助他們的教學。結合,物理教育工作者的素養可以通過使用改進的評估評級係統。反過來,這可能提高教學實踐和兒童習得的技能。31日
通過連續監測兒童MVPA和定期FMS的評估,研究人員將有一個合適的基礎設施檢查這些結果之間的相互作用之間的關係。事實上,研究研究這些結果之間的關係導致不一致的結果。雖然一些研究發現積極的這些結果之間的聯係,其他沒有。3Holfelder和Schott9建議感知技能能力和社會經濟狀況等其他因素也可能是凸與FMS能力相關聯的因素。FMS大大提高效率和可訪問性的評估,大規模的研究將在邏輯上變得不那麼具有挑戰性。此外,長期連續流相關的數據可能讓研究人員檢查這些變量的因果關係或互惠性質。
盡管證據支持MVPA和FMS措施的有效性,本研究也有一些局限性。首先,我們發現,參與者報告彈鋼琴的日子,他們的運動Band-measured MVPA可能大大高估了。在我們的研究中,這些數據被排除在分析,因此這種影響可以降到最低。沒有此類信息將產生負麵影響的有效性運動Band-measured MVPA。事實上,如果這種情況下不排除在外,運動Band-measured之間的相關性和accelerometer-measured MVPA會減少r = 0.461。因此,當用於檢查橫向關聯,參與者被要求報告他們是否應該參加這樣的活動,所以他們的數據可以適當調整。還需要進一步的調查研究如何估計MVPA隨時間的變化可能會影響活動主要涉及上臂運動。
第二,為分析在我們的研究樣本大小相對較小。盡管觀察之間的強相關性運動Band-measured MVPA標準衡量,需要擴大的參與者的年齡和PA水平。重複這個過程在一個更廣泛的參與者也將擴大我們的研究的外部效度。另外,當運動Band-measured和FMS Rater-measured之間關係的研究結果,隻有適度的兒童數量(n = 75)的數據指標。因果力量分析研究結果表明,這種分析觀察到的功率為0.455,低於0.80的共同基準。因此,當前研究的結果進行解釋時應特別謹慎。不幸的是,這部分是由於限製和減少學校體育教育的結果COVID-19大流行。事實上,大多數患兒FMS隻有一到兩個技能評估。生成的總分進行比較目的可能沒有足夠的代表。為了進一步研究FMS的關係和MVPA,每個孩子應該更多的技能評估。 If sufficient data become available, the relation between distinct FMS and activity behaviours could also be examined.
信息技術極大地影響我們的教育和一般的生活,但是很少有在這方麵發展支持物理教育工作者。在本文中,我們描述和兩個係統的有效性提供證據來衡量小學學齡兒童的數量和質量,分別。這些係統允許教師和研究人員更好地理解孩子們的身體發育和行為,有關他們的健康。係統可能有助於教師提高教學的質量和提供反饋給孩子。研究人員可以借發達係統檢查孩子的活動行為之間的相互作用,它們的運動發展,身體健康和其他心理變量(如感知能力和動機)。最後,設備可以促進兒童PA的自我監控,讓爸爸和體育教育更有趣的和有趣的。因此,孩子們可能會變得更加活躍和健康,這可能是最重要的和理想的結果。
數據可用性聲明
合理的請求數據。數據用於分析在本文將提供合理要求第一作者。
倫理語句
病人同意出版
倫理批準
綜述了研究的協議和批準的聯合香港中文大學新領土東集群臨床研究倫理委員會(Ref。2017.515)。父母的所有參與者提供書麵知情同意參加這項研究。
引用
腳注
推特@ballmokey88
貢獻者範本:火山灰和JYYN;方法:灰,CHSC JYYN;軟件:JC GJ;形式分析:JYYN;調查:火山灰和JYYN;資源:火山灰和JC;數據管理:GJ JYYN;原創作品草稿準備:灰,JYYN和YY;writing-review和編輯:灰,JC, CHSC GJ, YY JYYN;監督:灰; project administration: CHSC and JN; funding acquisition: ASH; guarantor: ASH.
資金這項工作是支持的香港賽馬會慈善機構的信任。
相互競爭的利益沒有宣布。
病人和公眾參與病人和/或公眾沒有參與設計,或行為,或報告或傳播本研究計劃。
出處和同行評議不是委托;外部同行評議。