Resumen
Este estudio tiene como objetivo explorar si el impacto de las diferentes intensidades de ejercicio aeróbico en la adquisición de conocimiento está influenciado por la intensidad del ejercicio y el género. Los resultados sientan las bases para seleccionar programas de intervención de ejercicio aeróbico adecuados, considerando la intensidad del ejercicio y el género, para mejorar la adquisición de conocimiento. Empleando un enfoque de diseño mixto, una muestra de 569 estudiantes universitarios participó en 8 semanas de sesiones de ejercicio aeróbico con intensidad moderada y baja, incorporando baloncesto y bádminton. Los efectos de adquisición de conocimiento se evaluaron utilizando cuestionarios dirigidos a distintos niveles de conocimiento. Los niveles de conocimiento declarativo y de procedimiento en diferentes tipos de adquisición se evaluaron antes y después del ejercicio de intervención para los grupos de baja intensidad, intensidad moderada y control. Los hallazgos revelan que los ejercicios aeróbicos moderados y de baja intensidad afectan de manera clara y positiva los niveles de conocimiento de los estudiantes universitarios, sin alteraciones discernibles relacionadas con el género.
1. Introducción
Los psicólogos cognitivos clasifican el conocimiento en dos formas fundamentales: declarativa y procedimiento. El conocimiento declarativo se refiere al conocimiento sobre «qué» es algo, mientras que el conocimiento procesal se refiere al conocimiento sobre «cómo» realizar una tarea (1). El conocimiento procesal se basa en el conocimiento declarativo al proporcionar la información requerida para ejecutar un procedimiento. En el contexto del aprendizaje en el aula, los estudiantes adquieren principalmente conocimiento de procedimiento en su forma declarativa (2). El marco teórico para este estudio se basa en la teoría del procesamiento de la información, que postula que los procesos cognitivos subyacen a la adquisición y la aplicación del conocimiento (1). En el proceso de aprendizaje motor, el conocimiento forma la base para adquirir habilidades motoras, que, a su vez, contribuyen al dominio del conocimiento. Esta perspectiva teórica enfatiza el papel crítico de las estructuras cognitivas en la mediación de la relación entre el compromiso del ejercicio y el rendimiento académico (3). La profundidad del dominio del conocimiento tiene un impacto significativo en los resultados de aprendizaje de los estudiantes, ya que la adquisición de conocimiento científicamente fundamentada promueve el desarrollo holístico de los estudiantes (4). Sobre la base de esta base, la teoría de la carga cognitiva sugiere que la complejidad de las tareas cognitivas puede verse influenciada por la manera en que el ejercicio se integra en entornos de aprendizaje (5). La relación entre la adquisición de conocimiento y el desarrollo holístico del bienestar físico y mental de los estudiantes se ha convertido en un área de interés entre los expertos en educación, psicología y ciencias del deporte. Explorar medios efectivos para mejorar la adquisición de conocimiento de los estudiantes se ha convertido en una frontera y un punto focal de las tendencias de investigación interdisciplinarias (6). Varios estudios del campo de la ciencia del deporte han descubierto que el ejercicio físico puede mejorar el rendimiento académico de los estudiantes (7). Shephard, RJ,. y Bouchard, C, realizó un estudio longitudinal de 6 años sobre estudiantes de primaria de primer grado y descubrió que la participación en el ejercicio físico tuvo un impacto positivo en el rendimiento académico (8). Un estudio de Guest et al. (2003) que involucraron a 6.458 estudiantes de secundaria estadounidenses descubrieron que participar en el ejercicio físico se asoció con un mejor rendimiento académico (9). Investigación de Welk et al. (2010) La investigación de la salud física y el rendimiento académico de los estudiantes de secundaria en Texas revelaron una correlación positiva entre la salud física y el rendimiento académico, enfatizando el impacto significativo de una mejor salud física en los resultados académicos (10). Jacobs et al. (1994), en un estudio realizado en estudiantes universitarios estadounidenses, encontraron que establecer objetivos académicos al establecer la intensidad y el modo del ejercicio podría mejorar los resultados del aprendizaje después de una intervención de ejercicio de un semestre (11). Horton et al. (2009), a través de una encuesta de cuestionario sobre tres universidades estadounidenses, descubrieron que la participación en actividades deportivas puede mejorar el rendimiento académico (12). Además, Shea y Morgan (1979) examinaron el aprendizaje y el dominio de las habilidades motoras y descubrieron que el grupo experimental, que recibió aprendizaje de conocimiento declarativo, superó al grupo de control en una tarea que implica derribar obstáculos, demostrando efectos de transferencia superiores ((13). A la luz de estas perspectivas teóricas y hallazgos empíricos, el estudio actual plantea la siguiente hipótesis de investigación: el ejercicio moderado y de baja intensidad afectará diferencialmente la adquisición del conocimiento procesal y declarativo, influyendo así en los resultados del aprendizaje. En resumen, basado en los estudios antes mencionados, se puede concluir que el ejercicio puede mejorar el rendimiento académico de los estudiantes. Sin embargo, la medida en que la intervención a través de diferentes intensidades de ejercicio mejora los resultados del aprendizaje sigue sin estar claro, obstaculizando la comprensión científica y la aplicación práctica del ejercicio como un medio efectivo para la adquisición de conocimiento y el bienestar físico y mental. Esta hipótesis se deriva de la hipótesis de interacción, lo que sugiere que la interacción entre el ejercicio y el compromiso cognitivo puede ser necesaria para lograr beneficios de aprendizaje óptimos (14). La intensidad del ejercicio se refiere al grado de estimulación fisiológica causada por la participación en actividades físicas, y las diferentes intensidades de ejercicio tienen efectos variables en el desarrollo físico y mental de los estudiantes (14). Actualmente, la investigación en este campo se centra principalmente en el impacto del ejercicio en los resultados de aprendizaje de los estudiantes, sin estudios empíricos integrales que exploren los efectos de las diferentes intensidades de ejercicio en los resultados del aprendizaje. Por lo tanto, este estudio plantea la hipótesis de que el ejercicio moderado y de baja intensidad puede influir en los resultados del aprendizaje al afectar el proceso de adquisición de conocimiento procesal y declarativo. Específicamente, el ejercicio puede modular los niveles de factores neurotróficos como BDNF, promoviendo la neuroplasticidad en la región del hipocampo, incluido el crecimiento de las dendritas y el fortalecimiento de las sinapsis, mejorando así la memoria y las capacidades de aprendizaje ((15,16). Al mismo tiempo, el ejercicio mejora la circulación sanguínea y aumenta el flujo sanguíneo cerebral, proporcionando amplios oxígeno y nutrientes para los procesos cognitivos (17). Además, el ejercicio tiene efectos antiinflamatorios, elevando los niveles de factores antiinflamatorios en el plasma, como la clusterina, la reducción de la inflamación cerebral y la mejora de la función cognitiva (18). La regulación emocional también es un aspecto significativo, ya que el ejercicio puede aliviar los síntomas de la depresión, que se asocia con disminuciones en la función cognitiva (19). Las funciones ejecutivas, incluido el control inhibitorio, la memoria de trabajo y el cambio de tareas, también son componentes centrales de la función cognitiva, y se ha demostrado que el ejercicio mejora estas funciones (20). Además, el ejercicio puede mejorar la capacidad de la memoria de trabajo y la memoria a largo plazo, lo cual es crucial para el proceso de aprendizaje (17). Por último, existe una correlación positiva entre el ejercicio y el rendimiento académico, que proporciona una referencia para la dosis apropiada de ejercicio para que los adolescentes logren beneficios óptimos de aprendizaje cultural (21–22). Por lo tanto, este estudio plantea la siguiente hipótesis de investigación: bajo intervenciones de diferentes intensidades de ejercicio, el ejercicio moderado y de baja intensidad afectará el proceso de adquisición de conocimiento procesal y declarativo, influyendo así en los resultados del aprendizaje.
2. Métodos de investigación
2.1 Recopilación de datos y declaraciones éticas
La recopilación de datos y las consideraciones éticas se llevaron a cabo en estricta conformidad con las pautas establecidas por el Comité de Ética de la Escuela de Ciencias Psicológicas y Cognitivas de la Universidad de Pekín, China. Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Escuela de Ciencias Psicológicas y Cognitivas de la Universidad de Pekín, China (referencia: #2021-06-06). La forma de consentimiento obtenida fue electrónica. La privacidad, la precisión y la integridad de los datos se mantuvieron cuidadosamente durante todo el estudio. Los sujetos de este estudio fueron todos adultos. Administramos el estudio desde julio de 2021 hasta diciembre de 2023.
2.2 participantes
Los participantes de este estudio fueron estudiantes universitarios en su primer y segundo año en una universidad en Beijing, China. Un total de 569 estudiantes de 16 clases de cursos electivos de educación física fueron seleccionados como muestra. Entre ellos, había 191 estudiantes varones y 378 alumnas. La distribución de los participantes por año académico fue de 212 estudiantes de primer año y 357 estudiantes de segundo año, con una edad promedio de 20 años (Tabla 1).
Al evaluar el estado fisiológico de los participantes de la investigación para garantizar su idoneidad para los requisitos de intensidad del ejercicio de este estudio, confiamos en los resultados de los exámenes de la función cardiorrespiratoria extraídos de los informes de examen médico de los estudiantes («Se realizaron evaluaciones de salud cardiopulmonares a través de estos informes».
2.3 grupos experimentales
En este estudio, los participantes se asignaron aleatoriamente en tres grupos distintos: el grupo de intervención de ejercicio de baja intensidad, el grupo de intervención de ejercicio de intensidad moderada y el grupo de control. El proceso de asignación se realizó con rigurosa adherencia a los principios científicos para garantizar la integridad del diseño del estudio.
Durante el tiempo de actividad física designada, las intervenciones de ejercicio se implementaron cuidadosamente de acuerdo con protocolos de ejercicio específicos adaptados a cada grupo. Estos protocolos se establecieron en base a prácticas basadas en evidencia de los campos de la ciencia del deporte, la psicología y la educación.
En contraste, el grupo de control recibió una oportunidad para actividades libres sin restricciones durante el mismo período de tiempo que los grupos de intervención. Este diseño tuvo como objetivo crear una base comparativa para evaluar los efectos específicos de las intervenciones de ejercicio en los resultados de interés.
2.4 Protocolo de intervención de ejercicio aeróbico
Un protocolo integral de intervención de ejercicio aeróbico debe considerar cuatro factores clave: intensidad del ejercicio, frecuencia de ejercicio, duración por sesión y modalidad de ejercicio (consulte Tabla 2). En este estudio, todos los grupos experimentales se sometieron a un programa de intervención de ejercicios de 8 semanas. La modalidad de ejercicio incluyó goteo de baloncesto y manifestaciones de bádminton (47).
Para determinar la intensidad del ejercicio, las pautas establecidas por el American College of Sports Medicine (ACSM) se utilizaron como una base (23). La intensidad se clasificó en baja intensidad (57–63% de la absorción máxima de oxígeno, VO2Max) e intensidad moderada (64-76% de VO2Max).
Basado en estudios relevantes realizados en estudiantes universitarios chinos (Zhu, Yan y Chen, 2009; Zhu, Yan, 2006), se formuló una clasificación integral de la intensidad del ejercicio aeróbico. Los criterios para el ejercicio aeróbico de baja intensidad se establecieron en 57% -59% de la frecuencia cardíaca máxima, mientras que el ejercicio aeróbico de intensidad moderada se definió como 64% -69% de la frecuencia cardíaca máxima. La frecuencia cardíaca máxima se calculó utilizando la fórmula: frecuencia cardíaca máxima = 220 – edad (Tabla 2).
“Para controlar efectivamente la intensidad del ejercicio, se emplearon indicadores de frecuencia cardíaca. Las mediciones de la frecuencia cardíaca se tomaron utilizando un enfoque de doble método, que incluía tanto la telemetría de la frecuencia cardíaca polar como las mediciones manuales de la pulso de la arteria radial. Esta estrategia integral garantizó el monitoreo preciso y la regulación de la intensidad del ejercicio …
