Condición física y su vinculación con el rendimiento académico en estudiantes de Chile*

Physical condition and its relationship with academic achievement in Chilean students

Condição física e sua vinculação com o rendimento acadêmico em estudantes chilenos

La educación chilena ha puesto énfasis en la aplicación de pruebas estandarizadas, con la finalidad de medir los logros de aprendizaje obtenidos por los alumnos y alumnas que hacen uso del sistema escolar (Bravo, 2011, Mineduc, 2011b). Evidenciar el rendimiento académico, entendido como el cumplimiento de las metas, logros u objetivos establecidos en el programa o asignatura que está cursando un estudiante (Vélez van Meerbeke & Roa-González, 2005) se ha convertido en la opción prioritaria educativa nacional (Romero & Lauretti, 2006).

La asignatura de Educación Física forma parte del currículo educacional chileno y se incorpora al sistema de mediciones estandarizadas en el año 2001; y, previa promulgación de la ley del Deporte, el Ministerio de Educación establece un Sistema Nacional de Medición de la Calidad de la Educación Física y Deportiva, para ser aplicado al finalizar la Educación Básica (Mineduc, 2011a). El principal objetivo es obtener un diagnóstico de la condición física del estudiantado de 8° básico, y a partir de sus resultados, reflexionar acerca de las prácticas pedagógicas del profesorado de Educación Física y elaborar planes de acción destinados a promover la actividad física y un estilo de vida saludable del estudiantado (Mineduc, 2011a).

La prueba Simce de Educación Física se concibe como un sistema de medición exclusivo de la variable condición física. La evidencia empírica (Daniels, 2009,Demirci, Engin & özmen, 2012, Donnelly & Lambourne, 2011, Lambourne, Hansen, Szabo, Lee, Herrmann, & Donnelly, 2013, Montero, 2008, Rasberry et al., 2011, Spitzer & Hollmann, 2013,Tomporowski, Lambourne & Okumura, 2011), señala que factores relacionados con esta variable son fundamentales e impactan en el rendimiento académico, en especial la variable resistencia cardiovascular.

Lo anterior es respaldado por las investigaciones en neurociencia. Sus hallazgos sugieren que el ejercicio físico y sus beneficios en la función cognitiva han sido vinculados con el aumento de la secreción de factores neurotróficos derivados del cerebro (BDNF: brain derived neurotrophic factor). Esto, junto a otros factores de crecimiento que estimulan la neurogénesis, aumentan la resistencia al daño cerebral, mejoran la capacidad de aprendizaje y potencian el desarrollo mental (Adlard & Cotman, 2004, Adlard, Perreau, Engesser- Cesar & Cotman, 2004, Berchtold, Castello & Cotman, 2010, Cotman & Berchtold, 2002, Farmer, Zhao, Van Praag, Wodtke, Gage & Christie, 2004,Griesbach, Hovda, Molteni, Wu & Gómez-Pinilla, 2004). Además, numerosos estudios plantean una relación directa de la actividad física y el rendimiento académico (Best, 2010, Demirci et al., 2012, Donnelly et al., 2009, Donnelly & Lambourne, 2011, Harrington, 2013, Howie & Pate, 2012, Kibbe et al., 2011, Kwak, Kremers, Bergman, Ruiz, Rizzo & Sjöström, 2009, Lambourne et al. (2013), Pirrie & Lodewyk, 2012, Rasberry et al., 2011, Spitzer & Hollmann, 2013), en especial, la variable cardiovascular (Van Dusen, Kelder, Kohl, Ranjit & Perry, 2011) planteada como condición física funcional en la prueba Simce de Educación Física.

La literatura internacional evidencia estudios sobre determinantes de la condición física y el rendimiento académico y cognición, principalmente en Europa y Estados Unidos (Bartholomew & Jowers, 2011, Gapin, Labban & Etnier, 2011, Gómez-Pinilla, 2011, Hillman, Kamijo & Scudder, 2011, Mahar, 2011, Morabia & Costanza, 2011). La literatura nacional, con base en resultados de la prueba Simce de Educación Física (Mineduc, 2011a), muestra resultados alarmantes en la condición física del estudiantado, por ejemplo, 1 de cada 10 alumnos y alumnas (9,2%) de octavo básico evaluados, tiene una condición física "satisfactoria"(Mineduc, 2011a).

Lo planteado anteriormente hace necesario investigar estos factores en la realidad chilena y su relación con el rendimiento académico. Desde este punto de vista, la presente investigación busca: (a) identificar el aporte de los factores de la condición física planteados por Simce, que se relacionan con un mejor rendimiento académico del estudiantado chileno; y (b) generar una nueva perspectiva teórica del ejercicio físico, como un elemento generador de aprendizajes que se almacenan en la memoria de largo plazo. Esta nueva mirada teórica permitirá plantear su importancia en el cuidado de la salud, y también generará una valoración de esta disciplina en la producción de aprendizajes y mejoras en los logros académicos.

El gobierno de Chile, a partir del año 2010, comienza un proceso de evaluación de la aptitud física del colectivo de estudiantes de octavo año básico. Una primera medición de características de pilotaje permitió introducir mejoras en la medición del año 2011, que fue aplicada a una muestra representativa de 28.649 alumnos y alumnas de 669 establecimientos a lo largo del país, y cuyo objetivo principal fue obtener un diagnóstico de la condición física de los sujetos escolares.

Los resultados obtenidos manifestaron niveles preocupantes, principalmente en las variables antropométricas (IMC); los resultados indican que, del total de niños y niñas, el 59% tiene un IMC normal, mientras que un 41% presenta sobrepeso u obesidad.

La distribución según sexo muestra que el 56% de las mujeres y el 62% de los hombres tienen un IMC normal, mientras que un 44% y un 38%, respectivamente, presentan sobrepeso u obesidad.

Es importante mencionar que en la medida en que una persona incrementa su IMC de rango normal a sobrepeso u obesidad, aumenta el riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares, diabetes, osteoartritis y enfermedades renales (Mineduc, 2011a).

Por otra parte, los resultados relacionados con la variable de capacidad aeróbica revelan que del total de los alumnos y alumnas, el 92% se encuentra en el nivel de condición física inadecuada. Si se observa la distribución según sexo, el 97% de las mujeres y el 86% de los hombres, tienen esa condición (Mineduc, 2011a).

Frente a este panorama, existe la necesidad de originar una nueva mirada a la asignatura de educación física, que carece de importancia en la malla curricular; no cabe duda de que nuestro sistema educativo ha presentado un estrechamiento curricular significativo para mejorar los resultados de Simce de lenguaje y matemáticas, postergando las asignaturas relacionadas con la actividad física y las artes. Esta nueva mirada científica y objetiva se debe orientar a la entrega de evidencia empírica que permita demostrar que la actividad física tiene directa relación con el rendimiento académico.

La investigación en el mundo ha demostrado un gran número de beneficios relacionados con actividad física saludable, beneficios que van desde la mejora en la calidad de vida de niños y niñas con síndrome de Down (Agiovlasitis, Beets, Motl & Fernhall, 2012, Angulo-Barroso, Burghardt, Lloyd & Ulrich, 2008, Felix, Bandeira & Lopes, 2013, Casajus, Pueyo, Vicente-Rodríguez & González-Agüero, 2012, Mosso et al., 2011, Cuesta-Vargas, Paz-Lourido & Rodriguez, 2011, Ordóñez & Rosety-Rodríguez, 2007, Lin & Wuang, 2012,McKay & Angulo- Barroso, 2006, Mendonca, Pereira & Fernhall, 2011, Pitetti, Baynard & Agiovlasitis, 2013, Shields, Taylor & Dodd, 2008), prevención de patologías cardiovasculares (Bull, 2011, Cook, 2005, Darren & Warburton, Charlesworth, Ivey, Nettlefold & Bredin, 2007, Nocon, Hiemann, Müller-Riemenschneider, Thalau, Roll & Willich, 2008, Sofia, Capalboa, Cesaria, Abbatea, & Gensini, 2008, Steyn, et al., 2005, Warburton, Charlesworth, Ivey, Nettlefold & Bredin, 2010), y enfermedades crónicas no transmisibles (OMS, 2002a, 2002b, 2004,2007, 2009, 2005), hasta el aumento de factores neurotróficos a nivel cerebral que retardan la apoptosis neural y favorecen la plasticidad neuronal, elemento esencial en el tratamiento de enfermedades como el Alzheimer (Cotman & Berchtold, 2002). Además, se nos presenta un poderoso elemento explicativo de la acción de la actividad física en el rendimiento académico (Berchtold et al., 2010, Brusseau & Hannon, 2015, Meir, 2007, Trejo, Jasso, Mollinedo & Balderas, 2012, Navarro-Aburto & Osses, 2015a, Navarro-Aburto & Osses, 2015b, Phillips, Hannon & Castelli, 2015, Van Dusen et al., 2011).

En contraposición a los beneficios de la actividad física, se manifiesta que una vida sedentaria generará un deterioro en la calidad de ésta; uno de ellos es el aumento en los niveles de estrés por el incremento de corticosterona a nivel del hipocampo cerebral, lo que se traduce en la disminución de la proteína BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor), proteína asociada a la protección neuronal y facilitación de la neuroplasticidad (Adlard & Cotman, 2004).

La OMS (2013) ha observado que la inactividad física es el cuarto factor de riesgo en lo que respecta a la mortalidad mundial (6% de las muertes registradas en todo el mundo). Además, se estima que la inactividad física es la causa principal de aproximadamente un 21% a 25% de los cánceres de mama y de colon, el 27% de los casos de diabetes y aproximadamente el 30% de la carga de cardiopatía isquémica.

Luego de esta mirada general de los beneficios de la actividad física, resulta importante observar la evidencia científica relacionada con el ejercicio y su relación con la mejora en los logros de aprendizaje. Para Lambourne et al. (2013), que realizaron un estudio con 684 estudiantes de segundo y tercer grado, correlacionando la actividad física con el rendimiento académico en matemáticas, los resultados obtenidos indicaron que la actividad física ejerce una influencia significativa en el logro en matemáticas.

Según Spitzer y Hollman (2013), quienes realizaron una investigación experimental del efecto del ejercicio físico en la atención, en el rendimiento pro-social y académico en el entorno escolar en escuelas alemanas, y en niños y niñas de sexto grado, se obtuvo como resultado que los niños y las niñas mejoraban la concentración, el comportamiento y el rendimiento académico; también se observó que los alumnos y alumnas mostraban más compromiso con las lecciones escolares. Por último, a la luz de estos resultados, en las escuelas estudiadas la actividad física generó cambios a nivel curricular.

En un estudio de diseño longitudinal se observó y evaluó la incorporación de la actividad física en la asignatura de matemáticas, lo que arrojó como resultado mejoras en la función cognitiva (Rasberry et al., 2011).

Algunas investigaciones basadas en revisiones bibliográficas sobre la evidencia empírica, acerca de la relación existente entre la actividad física y el rendimiento académico, han llegado a la conclusión de que existe asociación entre la actividad física y el rendimiento académico. Una de ellas, realizada por Rasberry et al. (2011), quienes generaron una revisión de bases de datos recolectando cincuenta artículos que cumplían con las exigencias de la investigación, los resultados arrojaron que en todos los estudios hubo asociaciones entre la actividad física y el rendimiento académico, lo que supone medidas de rendimiento académico, comportamiento académico y cognitivo, y habilidades y actitudes. Algo más de la mitad (50,5%) de todas las asociaciones examinadas fueron positivas, 48% no significativas, y el 1,5% negativas.

Por último Daniels (2009), en un estudio realizado en Suecia, exploró las relaciones entre la actividad física y el rendimiento académico. En este estudio también se evaluó si dicha asociación podría estar mediada por la condición física. Los investigadores e investigadoras encontraron que el rendimiento académico se asoció con la actividad física vigorosa en las niñas y en los niños; el logro académico se asoció con la salud física, no así con el nivel de actividad física de los niños y niñas. Estos resultados sugieren que la actividad física y la condición física pueden ser beneficiosas para el rendimiento escolar.

La evidencia científica indica claramente que una mejora en la calidad y en la cantidad de actividad física de las instituciones educativas, no solamente permitirá mejorar las condiciones resumidas en la última encuesta nacional de salud (Minsal, 2009,2010) y estimulará una mejora en el rendimiento académico de los individuos escolares.

Lo anterior lo confirma la investigación médica para Burrows, Díaz, Sciaraffia, Gattas, Montoya y Lera (2008), quien realizó un estudio en 11 establecimientos educativos de la ciudad con niños y niñas de primero básico (1136) y adolescentes de primero medio (1746); en primer lugar, realizó una medición antropométrica, luego aplicó una encuesta de hábitos alimentarios y de actividad física y, por último, una encuesta de ingesta calórica.

A la luz de los resultados obtenidos se manifiesta que las políticas dirigidas a mejorar la calidad de alimentación están teniendo efectos en los establecimientos educacionales independientes de la dependencia administrativa, pero es importante generar una continuidad y mejora de los programas.

Además, manifiesta que los tiempos orientados a la práctica de actividad física están por debajo de lo recomendado, por lo cual, es necesario aumentarlos a un mínimo ideal de 3,5 horas semanales, con una actividad física planificada y de calidad que permita proteger la salud de los niños y niñas.

Además, en el mismo estudio Burrows et al. (2008) plantean que:

La dieta y los estilos de vida occidentales estarían regulando la expresión genética de las enfermedades crónicas asociadas a la obesidad. En niños, la obesidad se ha cuadruplicado en los últimos 20 años. En preescolares, en cambio, la obesidad aumentó de 5,7% a 11,6% entre los años 2000 y 2004. Por otro lado, estudios clínicos señalan que el 30% de los niños y niñas que consultan por obesidad, presentan el síndrome metabólico de resistencia insulínica(SMRI).

Por otra parte, se encuentra una mirada empírica fundamental en la relación de la actividad física y el rendimiento académico; esta mirada está dada por la neurociencia.

Según la neurociencia, el ejercicio físico y sus beneficios en la función cognitiva han sido vinculados a una mayor secreción de factores neurotróficos derivados del cerebro (BDNF: Brain Derived Neurotrophic Factor), junto a otros factores de crecimiento que estimulan la neurogénesis, aumentan la resistencia al trauma, mejoran la capacidad de aprendizaje y potencian el desarrollo mental (Cotman & Berchtold, 2002).

Si bien el tema prioritario de esta investigación es la relación entre la aptitud física y el rendimiento académico, los resultados que se obtengan en este estudio podrán ser utilizados como elementos de diagnóstico para la toma de decisiones de los diferentes establecimientos educacionales, que posibilite corregir la aptitud física de los sujetos escolares y favorecer la salud y el rendimiento académico. Se necesitará, entonces, generar un proyecto de mejoramiento en el rendimiento de sus estudiantes, identificando un estándar mínimo para el área de educación física, que impacte en las áreas relevantes en el proceso de formación de sus alumnos y alumnas.

Desarrollamos una investigación cuantitativa no experimental, descriptiva y comparativa, con una muestra conformada por 18.363 niños y niñas de todo el país, que en 2011 cursaban el octavo año básico, de los cuales 9.390 son hombres (51,7%) y 8.973 mujeres (48,3%) tabla 1. El instrumento de medición es el Simce de Educación Física y los análisis estadísticos fueron realizados con el software estadístico Stata.

Tabla 1.
Descriptivos generales del total de la muestra en cuanto a frecuencia de la variable género.

Elaboración propia

3.2 Procedimientos de Análisis de datos

a) Generamos quintiles para los resultados en los test de abdominales, flexibilidad, y resistencia cardiovascular, en donde el quintil 1 agrupa los peores rendimientos y el quintil 5 agrupa los mejores rendimientos en los test. (tabla 2)

Tabla 2.
Quintiles puntajes altos y bajos.

Elaboración propia.

b) Creamos variables extremas para examinar el puntaje promedio en matemáticas del grupo 1 bajo rendimiento en los test de abdominales flexibilidad y resistencia cardiovascular, y del grupo 5, que representa el puntaje alto rendimiento en los test de abdominales, flexibilidad y resistencia cardiovascular. La operacionalización de la variable genera 2 grupos: el 0 bajo rendimiento y el 1 alto rendimiento. (tabla 3)

Tabla 3.
Variables extremas.

Elaboración propia.

c) Por último, la variable composición corporal (IMC) fue dividida en dos grupos como producto de la homogeneidad de la muestra; por lo tanto, el grupo 0 está compuesto por los estudiantes y las estudiantes que presentan IMC normal y bajo, y el grupo 1 por los alumnos y alumnas con sobrepeso y obesidad. (tabla 4)

Tabla 4.
Grupos IMC.

Elaboración propia.

El estudio de la asociación de la actividad física y el rendimiento académico en Chile, y del movimiento como generador de aprendizajes que se almacenan a nivel del hipocampo y que pueden estar ligados con aprendizajes duraderos y significativos, se encuentra en su fase exploratoria aún lejos de transformarse en teoría explicativa del fenómeno. Es más, se podría afirmar que sólo existen trozos de teorías con apoyo empírico. Es aquí en donde radica la importancia de esta investigación y de los resultados obtenidos, debido a que aprender a través del movimiento resolviendo determinadas tareas es la base de los procesos cognitivos. La obtención de conocimiento a través de los sentidos y las actividades físicas y motoras constituyen un proceso y se encuentran estrechamente conectadas entre sí.

Lo anterior tiene concordancia con los planteamientos de la neurociencia, que sugieren una relación entre el movimiento y la función cognitiva, planteando un nuevo enfoque en la evolución de los mecanismos de plasticidad neuronal que son activados por el movimiento (actividad física) (Adlard & Cotman, 2004, Adlard, Perreau & Cotman, 2005, Cotman & Berchtold, 2002, Farmer et al., 2004).

De acuerdo con esto y con la evidencia mostrada en los resultados, se observa que los alumnos y las alumnas chilenos muestran asociaciones significativas en las variables de la condición física manifestadas en el Simce de educación física, en relación con el rendimiento académico del Simce educación matemáticas; por lo tanto, los resultados de la presente investigación sugieren que la actividad física puede ser beneficiosa para el rendimiento escolar, tal como lo plantea la evidencia científica mundial (Bartholomew & Jowers, 2011, Donnelly & Lambourne, 2011, Lambourne et al., 2013, Morabia & Costanza, 2011, Rasberry et al., 2011, Spitzer & Hollmann, 2013, Tomporowski et al., 2011).

En cuanto a las variables del constructo condición física Simce, la flexibilidad, la resistencia y la potencia muscular mostraron asociaciones significativas con el rendimiento académico en matemáticas, mostrándose diferencia de medias entre los sujetos estudiantes con buenos resultados y con malos resultados en los test de abdominales, expresándose diferencias estadísticamente significativas; esto difiere en cuanto a los resultados de Van Dusen et al. (2011), quienes estudiaron las posibles asociaciones entre la actividad física y el rendimiento académico en Texas, Estados Unidos, con 254.000 estudiantes que respondieron una prueba de rendimiento académico estandarizada (Task), similar al Simce en lenguajes y matemáticas aplicado en Chile. Relacionamos los resultados con datos de una prueba estandarizada de estado físico de los individuos estudiantes, conocida como Fitnessgram.

En los resultados de Van Dusen se hallaron asociaciones entre flexibilidad, potencia y resistencia muscular, pero no fueron significativas, a diferencia del presente estudio en el cual las variables alto rendimiento y bajo rendimiento en flexibilidad, potencia y resistencia muscular, presentaron diferencia promedio estadísticamente significativa en relación con el rendimiento académico en matemáticas; es decir, para Chile, de acuerdo con la presente investigación, estas variables podrían generar mejoras en los logros académicos, a diferencia de Estados Unidos.

En cuanto a la variable composición corporal medida a través de IMC (índice de masa corporal), los resultados manifestaron que los niños y las niñas con IMC normal presentan diferencias promedio significativas en rendimiento en matemáticas, en relación con los niños y las niñas con IMC sobrepeso y obesidad. Estos hallazgos coinciden con (Davis & Cooper, 2011), quienes realizaron una investigación experimental, en la cual el sobrepeso fue medido con IMC (índice de masa corporal), en la que encontraron que la actividad física inferior a una hora semanal es atribuible a una persona sedentaria, midiendo además la capacidad física y el nivel de adiposidad. En cuanto a los aspectos cognitivos, consultamos a los padres y madres acerca del comportamiento y rendimiento académico de los niños y niñas.

Davis observó que la actividad física se relaciona con mejor cognición, comportamiento y rendimiento académico, mientras que el peso (IMC normal) se relaciona con mejoras en las funciones ejecutivas y mejor rendimiento en matemáticas; esto coincide con el presente estudio, en cuanto a que la variable composición corporal presentó diferencias promedio estadísticamente significativas; es decir, para Chile, según la presente investigación, esta variable podría generar mejoras en los logros académicos.

Por último, analizamos la variable resistencia cardiovascular, que es medida en el SIMCE de educación física a través del test de navette, y que representa la condición física funcional, es decir, la capacidad fisiológica de una persona para realizar el trabajo físico.

Los resultados indican que los niños y las niñas con una buena resistencia cardiovascular presentan diferencias promedio significativas en concordancia con el rendimiento en matemáticas, en relación con aquellos niños y niñas con una deficiente resistencia cardiovascular; estos hallazgos coinciden con Van Dusen et al. (2011), que estudió las posibles asociaciones entre la actividad física y el rendimiento académico en Texas, Estados Unidos, a través de TSK (matemáticas y lenguaje) y Fitnessgram (prueba de condición física).

En los resultados de Van Dusen se encontraron asociaciones significativas entre resistencia cardiovascular y rendimiento académico en matemáticas; esto coincide con el presente estudio en el cual la buena condición física funcional se asocia a buenos resultados en matemáticas; por el contrario, la mala condición física funcional se asocia a bajos rendimientos en matemáticas; es decir, para Chile, según la presente investigación, estas variables podrían generar mejoras en los logros académicos al igual que en Estados Unidos.

Plantear que la práctica regular de ejercicio físico es un factor que condiciona el rendimiento académico pudiese ser motivo de controversia, y además ser considerado un argumento idealizado e irreal; declarar que la condición física es un elemento que favorece el aprendizaje significativo -considerado el santo grial del sistema educativo chileno- pudiese resultar desconcertante, en una realidad en la cual la presión para niños y niñas por obtener mejoras en el logro académico se ha transformado en la principal política educativa. Tanto maestros como directivos han sucumbido en la limitación de los tiempos de actividades consideradas meramente recreativas, orientando los procesos educativos al aumento de los tiempos en el aula.

Un cambio de paradigma y el nacimiento de un modelo teórico que plantee la importancia de la actividad física en los procesos cognitivos es esencial, y ha sido la inspiración de la presente investigación, indagando la evidencia científica a nivel mundial que respalda estas hipótesis; además, se generó el análisis de la realidad nacional con el objetivo de presentar evidencia empírica de la situación chilena. A la luz de lo analizado se puede manifestar, a modo de conclusión, que una nueva perspectiva teórica científica de la actividad física como un elemento generador de aprendizajes que se almacenan en la memoria de largo plazo, resulta fundamental. Además, es preciso manifestar frente a los preocupantes resultados presentados por el Simce de educación física y la encuesta nacional de salud en Chile, que hay la necesidad de crear una nueva mirada a la asignatura de educación física y sus propuestas curriculares, mirada que permita plantear su importancia en el cuidado de la salud y que también genere una valoración de esta disciplina en la producción de aprendizajes y mejoras en los logros académicos; esta nueva mirada forjará la apreciación del ejercicio físico como un elemento vital y de suma importancia en el currículo educativo nacional, generando una articulación de disciplinas con el objetivo de producir mejoras en los individuos estudiantes a nivel fisiológico y cognitivo, lo que producirá efectos positivos para la salud escolar y el rendimiento académico.

Referencia para citar este artículo: Navarro-Aburto, B., Díaz-Bustos, E., Muñoz-Navarro, S. & Pérez-Jiménez, J. (2017). Condición física y su vinculación con el rendimiento académico en estudiantes de Chile. Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales, Niñez y Juventud, 15(1), pp. 309-325.