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Relações entre a aptidão física não-aeróbica e o desempenho matemático em crianças

Relationship between the non-aerobic physical fitness and math performance in children

Relaciones entre la aptitud física no aeróbica y el rendimiento matemático en niños

 

Daniel Kreuger de Aguiar*

dkaguiar@gmail.com

Tiago Lisboa Bartholo**

tiagobartholo@ufrj.br

Fernando Tavares Júnior

ftavares@caed.ufjf.br

 

*Mestre em Educação pelo Programa de Pós-Graduação

em Educação da Universidade Federal do Rio de Janeiro

Licenciatura Plena em Educação Física pela Universidade Federal do Rio de Janeiro

**Professor do Programa de Pós-Graduação

em Educação da Universidade Federal do Rio de Janeiro

***Prof. Associado - Depto. Ciências Sociais ICH / UFJF

Bolsista de Produtividade - CNPq (Sociologia da Educação)

Coord. Proj. Centro de Políticas Públicas e Avaliação da Educação - CAEd

Doutor em Sociologia, graduado em Psicologia e Pedagogia

(Brasil)

 

Recepção: 26/06/2018 - Aceitação: 03/04/2019

1ª Revisão: 28/03/2019 - 2ª Revisão: 29/03/2019

 

Este trabalho está sob uma licença Creative Commons

Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)

https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.pt

 

Resumo

    Introdução: é crescente o interesse em investigar a relação entre a prática regular de exercício físico e o desempenho educacional e diversos estudos têm reportado relações positivas entre dimensões da aptidão física e aspectos do desempenho escolar em estudantes de faixas etárias variadas. Contudo, temos escassez de estudos com crianças da primeira infância. Objetivo: analisar a relação entre a aptidão física não-aeróbica de crianças e o seu desempenho cognitivo. Método: A base apresenta dados para 136 crianças (58,8% meninas; média de idade 72,75 ± 10,11 meses) matriculadas em escolas públicas de dois municípios brasileiros. As avaliações incluíram o Teste de Sentar e Levantar e o Performance Indicators for Primary Schools. Resultados: a aptidão física não-aeróbica estava associada com o desempenho em matemática (ρ=0,213) e com a idade (ρ=0,216). O desempenho em matemática estava associado com a idade (ρ=0,695). Conclusão: Os resultados indicam uma associação fraca, porém significativa, entre a aptidão física não-aeróbica e o desempenho cognitivo na primeira infância, mesmo após controle para o efeito maturação.

    Unitermos: Avaliação. Cognição. Aptidão física. Educação Infantil.

 

Abstract

    Background: There is a growing interest in investigating the relationship between regular practice of physical exercise and educational performance, and several studies have reported positive relationships between physical fitness dimensions and aspects of school performance in students of varying age groups. However, we have a shortage of studies in the early childhood. Objective: analyse the relationship between the non-aerobic physical fitness of children and their cognitive performance. Method: Data was collected for 136 children (58,8% girls; mean age 72,75 ± 10,11 months) enrolled in public schools in two Brazilian municipalities. Assessments include the Sitting and Rising Test and the Performance Indicator for Primary Schools. Results: the non-aerobic physical fitness was associated with math performance (ρ=0,213) and with age (ρ=0,216). Math performance was associated with age (ρ=0,695). Conclusion: the results suggest a weak positive correlation between the non-aerobic physical fitness and cognitive performance in early childhood after controlling for maturation effect.

    Keywords: Assessment. Cognition. Physical fitness. Child Education.

 

Resumen

    Introducción: es creciente el interés en investigar la relación entre la práctica regular de ejercicio físico y el rendimiento educativo y diversos estudios han reportado relaciones positivas entre dimensiones de la aptitud física y aspectos del desempeño escolar en estudiantes de edades variadas. Sin embargo, tenemos escasez de estudios con niños de la primera infancia. Objetivo: analizar la relación entre la aptitud física no aeróbica de niños y su rendimiento cognitivo. Método: La base de datos presenta datos de 136 niñas/os (58.8% niñas, edad promedio 72.75 ± 10.11 meses) matriculadas/os en escuelas públicas en dos municipios brasileños. Las evaluaciones incluyeron la prueba de Sentar y Levantar y los Performance Indicators for Primary Schools. Resultados: la aptitud física no aeróbica estuvo asociada con el rendimiento en matemáticas (ρ=0,213) y con la edad (ρ=0,216). El rendimiento en matemáticas estuvo asociado con la edad (ρ=0,695). Conclusión: Los resultados indican una asociación débil, pero significativa, entre la aptitud física no aeróbica y el desempeño cognitivo en la primera infancia, incluso después del control para el efecto maduración.

    Palabras clave: Evaluación. Cognición. Aptitud física. Educación Inicial.

 

Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 24, Núm. 251, Abr. (2019)


 

Introdução

 

    Benefícios da prática regular de exercício físico para a saúde, como um menor risco de mortalidade cardiovascular e a redução da incidência de doenças crônico-degenerativas, já são evidências amplamente estabelecidas pela literatura (Morris et al., 1953; Ho et al., 2012). Nos últimos anos, porém, é possível observar um interesse crescente em investigar a relação entre a prática regular de exercício físico e o desempenho educacional. Diversos estudos têm ainda, reportado relações positivas entre dimensões da aptidão física e aspectos do desempenho escolar em estudantes de faixas etárias variadas (Castelli et al., 2007; Budde et al., 2008; Esteban-Cornejo et al., 2014).

 

    Por outro lado, outros estudos mostram que a relação entre o desempenho cognitivo (desempenho escolar, funções executivas) e físico (aptidões físicas, habilidades motoras) em crianças não é observado em todas as funções, mas sim em relações específicas, como por exemplo: controle motor fino e habilidade matemática (Pitchford et al., 2016), habilidade motora ampla e memória de trabalho e velocidade de processamento (Piek et al., 2008), capacidade aeróbia e volumetria de áreas cerebrais específicas relacionadas à cognição (Chaddock-Heyman et al., 2015). Os autores Castelli et al. (2007) observaram uma relação positiva entre a aptidão física e o desempenho acadêmico medido com testes padronizados de leitura e matemática em crianças de escolas públicas nas séries iniciais do ensino fundamental no EUA (7 a 11 anos). Porém, os resultados apontaram para uma relação diferencial entre as dimensões da aptidão física onde a capacidade aeróbica mostrou uma relação positiva, a composição corporal (IMC – índice de massa corporal) se relacionou negativamente e a força muscular e a flexibilidade não se mostraram relacionados com o desempenho acadêmico.

 

    Araújo (2015) compreende a aptidão física em duas dimensões: a aeróbica, tendo como componente a condição aeróbica do indivíduo; e a não-aeróbica, dos componentes força e potência muscular, equilíbrio, flexibilidade e composição corporal. Na revisão feita por Van der Fels et al. (2015) da relação das habilidades motoras e cognitivas em crianças (4-16 anos), os componentes da aptidão física não-aeróbica foram considerados como elementos que dão suporte à realização das tarefas de habilidades motoras. Neste mesmo estudo, ainda que tenham encontrado evidências relativamente fortes para algumas correlações entre diferentes categorias das habilidades cognitivas e motoras (especialmente em crianças de 4 a 13 anos), muitos estudos contidos na revisão apresentaram evidências insuficientes para as variáveis estudadas. Desse modo, visando contribuir a um tema ainda não consolidado pela literatura, o objetivo deste estudo foi analisar a relação da aptidão física não-aeróbica com o raciocínio matemático de crianças entre 4 e 7 anos, tendo como hipótese a associação positiva dessas variáveis.

 

Métodos

 

Participantes

 

    Foram avaliadas crianças entre 4 e 7 anos de idade que participaram do pré-teste do projeto Linha de Base Brasil1 estudo aprovado pelo Comitê de Ética do Centro de Filosofia e Ciências Humanas da Universidade Federal do Rio de Janeiro sob o número 56226416.5.0000.5582. A amostra, coletada entre junho e outubro de 2016, possuía um total de 153 crianças, dos quais, 17 foram excluídas devido ao não comparecimento no dia da testagem ou recusa em realizar os testes, totalizando no final, 136 crianças. As duas escolas públicas selecionadas para o estudo atendiam os anos iniciais do Ensino Fundamental e eram situadas uma na região nordeste e outra na região sudeste do Brasil.

 

Protocolos

 

Teste de Sentar e Levantar (TSL)

 

    Optamos por avaliar os componentes da aptidão física não-aeróbica através de um procedimento simples, fidedigno (Lira; Araújo, 2000) que apresenta diversas vantagens como baixo tempo de aplicação (menos de 5 minutos), segurança ao avaliado e baixíssimo custo. O TSL (Araújo, 1999) avalia simultaneamente os componentes não-aeróbicos da aptidão física – flexibilidade articular de membros inferiores, equilíbrio, coordenação motora e relação entre potência muscular e composição corporal – que também pode ser caracterizada como aptidão muscular funcional mínima ou aptidão musculoesquelética. O TSL é um teste de rastreamento (Fletcher; Fletcher; Fletcher, 2012), o qual não tem a intenção de traçar um diagnóstico sobre uma condição, mas buscar a identificação precoce de indivíduos que podem ter alguma anormalidade e/ou enfermidade.

 

    De acordo com Araújo (1999), o TSL deve ser administrado em uma superfície plana, não escorregadia. O avaliador deve posicionar-se à frente e em diagonal ao avaliado, procurando uma visão completa de seus movimentos e a fim de fornecer segurança ao mesmo. Para a execução do teste, o indivíduo deverá estar descalço e sem meias e desprovido de vestimentas que possam restringir-lhe a mobilidade. O avaliador solicita que o indivíduo, a partir da posição de pé, realize a ação de sentar sem utilizar as mãos (ou apoios) e sem desequilibrar. Já no solo, o avaliador solicita que o indivíduo realize a ação de levantar sem utilizar as mãos (ou apoios) e sem desequilibrar. A medida do TSL consiste simplesmente em quantificar quantos apoios (mãos e/ou joelhos ou, ainda, as mãos sobre os joelhos ou pernas) o indivíduo utiliza para sentar e levantar do chão. Atribuem-se notas independentes para cada um dos dois atos – sentar e levantar. A nota máxima é 5 para cada um dos dois atos. Perde-se ainda meio ponto para qualquer desequilíbrio perceptível. O melhor resultado das duas tentativas para cada um dos atos é escolhido como representativo do indivíduo. Exemplo: nota 4 para sentar e nota 3 para levantar. A pontuação global do TSL é obtida a partir da soma das ações de sentar e levantar, possibilitando um total de 21 possíveis resultados numa escala ordinal progressiva variando entre 0 e 10 (0, 0.5, 1,...., 9.5, 10).

 

Performance Indicators for Primary Schools (PIPS)

 

    O PIPS é um teste que avalia diversos construtos do desempenho cognitivo como vocabulário, consciência fonológica, identificação de letras e palavras, leitura e matemática. A seção de matemática aborda os conceitos matemáticos de maior/menor, contagem, identificação de números (um, dois ou três dígitos), identificação de formas geométricas e aritmética simples. Além disso, o teste tem uma característica adaptativa com itens de cada sessão apresentando dificuldade crescente e, caso a criança demonstre desconhecer determinado conteúdo, interrompe-se o procedimento, o que possibilita um teste com duração de aproximadamente 10 a 20 minutos. O PIPS tem demonstrado ser um bom preditor do desempenho futuro em leitura e matemática (Tymms, 1999; Tymms et al., 2012).

 

    As proficiências do teste cognitivo foram calculadas utilizando Rasch, Teoria da Resposta ao Item de um parâmetro, (Bond; Fox, 2015) e com o uso do software Winstep. A escala produzida é arbitrária e varia a cada amostra avaliada. Para uma apresentação mais detalhada sobre o teste, seus usos potenciais e limitações ver Tymms, Merrel, Henderson (1997).

 

Análise estatística

 

    Para a caracterização dos dados foi utilizada a estatística descritiva. Para a correlação de postos de Spearman e o modelo de regressão linear foi utilizado o pacote estatístico Statistical Package for the Social Sciences (SPSS 23.0), adotando como nível de significância 5%.

 

Resultados

 

    A análise descritiva da amostra pode ser encontrada na Tabela 1, enquanto a Tabela 2 exibe os resultados do TSL e PIPS.

 

Tabela 1. Características demográficas da amostra (n=136)

Variável

Valor

Idade (meses)

72,75 ± 10,11 (52 e 93)

Sexo (meninas)

58,8%

Média ± desvio padrão (mínimo e máximo)

Fonte: Os autores

 

Tabela 2. Análise descritiva TSL, ações de sentar e levantar e raciocínio matemático (MAT)

Variável

Valor

TSL (**)

9 (8 – 10)

Sentar (**)

5 (4 – 5)

Levantar (**)

4,5 (4 – 5)

MAT (*)

0,8 ± 1,95 (-4,87 e 6,27)

*Média ± desvio padrão (mínimo e máximo) ** Mediana (25º percentil – 75º percentil)

Fonte: Os autores

 

    Sobre a pontuação global do TSL e as ações de sentar e levantar observa-se distribuição assimétrica com as medianas apresentando valores máximos ou próximos ao máximo dentro de sua escala, o que indica claramente uma tendência ao “efeito teto”. Isso demonstra uma limitação deste instrumento na capacidade de discriminar os indivíduos que conseguem notas máximas, portanto, é razoável presumir que medimos pior a aptidão física não-aeróbica dos alunos com maior capacidade. Os resultados do teste cognitivo de matemática apresentaram distribuição normal.

 

Tabela 3. Correlação entre TSL, raciocínio matemático (MAT) e idade

 

MAT

Idade

TSL

0,213*

0,216*

MAT

-

0,695*

*p<0,05

Fonte: Os autores

 

    As correlações descritas na Tabela 3 analisam a associação entre a aptidão física não-aeróbica, desempenho cognitivo em matemática e a idade. Utilizou-se aqui a estatística não-paramétrica da Correlação de Spearman, dado que a medida do TSL é uma escala ordinal. Idade e Matemática apresentaram uma forte correlação com valor de 0,695. Entre Idade e TSL, registrou-se 0,216, e entre TSL e MAT 0,213, que são correlações fracas, porém significativas.

 

    Para aprofundar o teste desta hipótese, modelou-se uma regressão linear, tendo o score em Matemática como variável dependente e como variáveis explicativas a idade e o TSL, ainda que tenham se mostrado colineares. Por motivos conhecidos, a tendência é a Idade absorver maior variância e revelar grande poder explicativo, deixando ao TSL pouca margem de variância a ser explicada. O modelo gerou R² ajustado de 0,47, com coeficiente padronizado da variável Idade de 0,675 e TSL com coeficiente de 0,144, ambos significativos. O Gráfico 1 apresenta os coeficientes da regressão linear.

 

Gráfico 1. Coeficientes do modelo de regressão linear

 

Discussão

 

    A partir do amadurecimento da compreensão do desenvolvimento infantil, com as contribuições da neurociência e outros recentes avanços em diversos campos de conhecimento, entende-se que as aprendizagens, como formação geral de competências e habilidades, são um fenômeno plurifatorial, multidimensional e relacional (Bartoszeck; Bartoszeck, 2007). Ainda que estudos sobre relações entre dimensões da aptidão física e a cognição em crianças demonstrem associações positivas, é importante considerar que alguns apresentam resultados mistos ou, ainda, estudos similares mostram resultados diferentes para a mesma variável avaliada. O objetivo do artigo foi contribuir para a literatura científica apresentando dados de crianças brasileiras.

 

    A correlação encontrada no teste de Spearman para TSL e MAT é fraca, fato que pode ser explicado pela tendência ao efeito teto do instrumento - dado que o teste foi idealizado para ser um procedimento simples de rastreamento. MAT e Idade apresentaram uma correlação forte, o que pode indicar um efeito maturação das crianças além do aprendizado adquirido durante as etapas escolares. A correlação entre TSL e Idade também sugere um efeito maturação. Há duas hipóteses principais para explicar esse resultado: a) maturação das valências relacionadas a aptidão física não-aeróbica, por exemplo, potência muscular, coordenação motora e equilíbrio; b) maturação na capacidade cognitiva associada a compreensão da tarefa. Ao aprofundar a análise com a regressão linear, estimando o desempenho cognitivo em matemática e tendo a idade, variável de maior peso explicativo como controle, o TSL manteve-se significativo, o que é relevante, considerando a métrica da variável.

 

    Os dados do pré-teste sugerem que o TSL é um instrumento adequado para avaliar da aptidão física não-aeróbica de crianças entre 4 e 7 anos. Ressaltamos algumas características importantes quando pensamos em pesquisas de larga escala: a) protocolo simples e rápido (menos de 5 minutos); b) baixo custo e; c) segurança para o praticante. Todos esses aspectos são especialmente importantes quando pensamos nas especificidades das crianças matriculadas na Educação Infantil (pré-escola).

 

    Este artigo apresenta limitações por não incluir algumas variáveis confundidoras como nível socioeconômico e dados de composição corporal, fatores estes que podem interferir nos resultados e por isso, os resultados devem ser interpretados com cautela. Apesar de suas vantagens já mencionadas, a utilização do TSL para mensurar a aptidão física não-aeróbica também é uma limitação, já que o instrumento não mede especificamente os componentes da aptidão física não-aeróbica. Outrossim, partir de um exame simples com um teste de screening geral (rastreamento) pode ser interessante para no futuro identificar outras variáveis físico-motoras associadas ao desempenho cognitivo.

 

Conclusão

 

    Podemos concluir, com cautela, que os resultados encontrados corroboram a hipótese do estudo, a saber, a associação entre a aptidão física não aeróbica e o desempenho cognitivo em matemática na primeira infância. Análises futuras com a amostra do estudo longitudinal irão auxiliar a analisar melhor os resultados aqui encontrados. No entanto, é importante ressaltar que os resultados preliminares do pré-teste com amostra heterogênea corroboram outras evidências internacionais coletadas em contextos distintos, com outros instrumentos e protocolos. Sugerimos mais estudos com vistas a ampliar a discussão sobre a relação entre as dimensões da aptidão física e o desenvolvimento cognitivo dos alunos.

 

Nota

  1. O projeto Linha de Base Brasil é um projeto de pesquisa internacional com pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Durham University (Reino Unido), Universidade Federal de Juiz de Fora e o IDados. O projeto, cujo desenho é longitudinal, visa preencher uma lacuna importante nos estudos sobre eficácia escolar no Brasil - que têm limitações devido aos seus desenhos transversais - e, que propõe analisar o progresso de crianças que ingressam na pré-escola em algumas áreas de seu desenvolvimento, a saber: linguagem, matemática, habilidades socioemocionais, aptidão física e coordenação motora.

Referências

 

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    Agradecimentos: CAPES


Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 24, Núm. 251, Abr. (2019)

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