קשרים ברמת בית הספר בין כושר גופני בריאותי, מאפייני בתי הספר והישגים לימודיים בקרב ילדים ובני נוער בארה"ב

תקציר מחקר שהתפרסם ב- Preventive Medicine Reports

תלמידים במבחן PACER

תקציר של התקציר

מטרה: לבחון את הקשרים ברמת בית הספר בין מאפייני בתי הספר, כושר גופני בריאותי והישגים לימודיים.
שיטת המחקר: במחקר תצפיתי זה נכללו בתי ספר שהשתתפו בפרויקט NFL PLAY60 FitnessGram. נעשה שימוש בנתונים ברמת בית הספר משנת הלימודים 2022/2023 שהתקבלו משלושה מקורות:
נתונים על מאפייני בתי הספר מאתר המרכז הלאומי לסטטיסטיקה בחינוך בארה"ב – National Center for Education Statistics.
נתונים על הסבולת האירובית (CRF – Cardiorespiratory Fitness) ועל מדד מסת הגוף (BMI) ממבחני פיטנסגראם שנערכו בבתי הספר.
נתונים על הישגים לימודיים מאתרי מחלקות החינוך של המדינות בארצות הברית. הנתונים כללו את שיעור התלמידים שהגיעו לרמת ההישגים המצופה לכיתתם או עלו עליה במתמטיקה ובשפה האנגלית – English Language Arts – ELA
תוצאות: נתוני הכושר האירובי היו זמינים עבור 166 בתי ספר, ונתוני BMI היו זמינים עבור 67 בתי ספר.
נמצא מתאם שלילי בין מצב כלכלי-חברתי מוחלש לבין שיעור התלמידים שעמדו בתקני טווח הכושר הבריאותי (Healthy Fitness Zone – HFZ) של מדד מסת הגוף וכן לבין ההישגים הלימודיים במתמטיקה ובאנגלית.
נמצאו הבדלים בין בתי הספר בשיעור התלמידים שעמדו בתקני HFZ ובהישגים הלימודיים, בהתאם להרכב האתני והגזעי של אוכלוסיית התלמידים.
נמצא מתאם חיובי בין הסבולת האירובית ברמת בית הספר לבין ההישגים הלימודיים במתמטיקה ובאנגלית.
לעומת זאת, לא נמצאו קשרים מובהקים סטטיסטית בין מדד מסת הגוף (BMI) לבין ההישגים במתמטיקה ובאנגלית.
מסקנות: ממצאי המחקר מדגישים את הפערים בכושר הגופני ובהישגים הלימודיים הקשורים למצב כלכלי-חברתי ולמוצא גזעי ואתני, וכן את הקשרים שנמצאו בין הסבולת האירובית לבין ההישגים הלימודיים.
המחקר נערך ברמת בתי הספר ולא ברמת התלמידים הבודדים. לכן, הממצאים מלמדים שבבתי ספר שבהם שיעור התלמידים בעלי כושר אירובי טוב יותר היה גבוה יותר, נמצאו גם הישגים לימודיים גבוהים יותר. אין להסיק מכך בהכרח שתלמיד בעל כושר אירובי טוב יותר יקבל ציון גבוה יותר מתלמיד אחר באותו בית ספר.

מבוא

הכושר הגופני של ילדים הוא מדד מנבא חשוב לתוצאות בריאותיות בהמשך החיים. שני מרכיבים מרכזיים של הכושר הגופני הם הסבולת האירובית (CRF) והרכב הגוף. סבולת אירובית נמוכה והרכב גוף שאינו מיטבי בילדות הם גורמי סיכון לבריאות קרדיו-מטבולית לקויה, למחלות לב וכלי דם ולבריאות נפשית ירודה.
למרות היתרונות הבריאותיים המוכחים של שמירה על רמת סבולת אירובית תקינה, ממצאי מחקרים מצביעים על ירידה בסבולת האירובית של ילדים ועלייה במדד מסת הגוף (BMI) בשנים האחרונות, ובמיוחד בתקופת מגפת הקורונה.
קיימות גם עדויות לכך שכושרם האירובי של ילדים ומדד מסת הגוף שלהם קשורים להישגיהם הלימודיים. לקשרים אלה יש השלכות חשובות על בתי הספר, שכן הם משמשים מסגרות מרכזיות לקידום פעילות גופנית ולשיפור הכושר הגופני.
למרות חשיבותם של הפעילות הגופנית, הכושר הגופני וההישגים הלימודיים, קיימים פערים משמעותיים בין בתי ספר. בתי ספר המשרתים קהילות מעוטות משאבים או קהילות בעלות מגוון גזעי ואתני מציעים לעיתים קרובות פחות הזדמנויות לפעילות גופנית. בבתי ספר אלה נרשמות רמות סבולת אירובית נמוכות יותר, וההישגים הלימודיים ירודים יותר בהשוואה לבתי ספר המשרתים קהילות בעלות הכנסה גבוהה יותר.
אף שמחקרים שבחנו את הקשרים בין סבולת אירובית, מאפיינים דמוגרפיים והישגים לימודיים תרמו תובנות חשובות, רבים מהמחקרים הקיימים מוגבלים בשל גודל מדגם קטן והתמקדות באזורים גאוגרפיים מסוימים. נוסף על כך, אף שנערכו מחקרים ברמת בית הספר, רוב המחקרים התמקדו בקשרים ברמת הפרט בין מאפיינים דמוגרפיים, כושר גופני ו/או הישגים לימודיים.
הסבולת האירובית (CRF) ומדד מסת הגוף (BMI) הם מדדים מקובלים הנאספים בבתי ספר לצורך הערכת הכושר הגופני הבריאותי. אף שלהערכות אלה יש מגבלות, הן מספקות מידע רב ערך על הסיכונים הבריאותיים בקרב אוכלוסיית בתי הספר.
ניתוחים ברמת בית הספר מספקים נקודת מבט חשובה, משום שמדיניות, נהלים ותוכניות התערבות שנועדו לשפר את הכושר הגופני ואת ההישגים הלימודיים מיושמים בדרך כלל ברמת בית הספר. נוסף על כך, דירוגי הביצועים של בתי הספר – School accountability ratings – דירוגי בתי הספר במסגרת מערכת להערכת ביצועיהם – מבוססים לעיתים קרובות על הישגיהם הלימודיים של בתי הספר כמכלול. לפיכך, חשוב להבין את הקשרים בין הסבולת האירובית להישגים הלימודיים ברמת בית הספר.
ניתוחים ברמת בית הספר מביאים בחשבון גם את ההקשר הקהילתי, הקשור לשני התחומים הללו, ויכולים לסייע בתכנון תוכניות התערבות בבתי הספר.
כדי להתמודד עם הפערים במחקר הקיים, בחן מחקר זה את הקשרים ברמת בית הספר בין הכושר הגופני הבריאותי, מאפייני בתי הספר וההישגים הלימודיים, במדגם של בתי ספר יסודיים, חטיבות ביניים ובתי ספר תיכוניים ברחבי ארצות הברית.
למחקר היו שתי מטרות:
מטרה ראשונה – לבחון את הקשרים בין מאפייני בתי הספר לבין הכושר הגופני הבריאותי.
מטרה שנייה – לבחון את הקשרים בין הכושר הגופני הבריאותי, מאפייני בתי הספר וההישגים הלימודיים.

שיטת המחקר

מערך המחקר ואוכלוסיית המחקר
מחקר תצפיתי זה התבסס על נתונים מפרויקט NFL PLAY 60 FitnessGram שנאספו במהלך שנת הלימודים 2022/2023.
תוכנית NFL PLAY 60 FitnessGram היא יוזמה כלל ארצית בארה"ב לקידום פעילות גופנית, כושר גופני ובריאות בקרב תלמידי בתי ספר. היא משלבת בין שני מרכיבים:

NFL PLAY 60 – יוזמה של ליגת הפוטבול האמריקאית – NFL – שמטרתה לעודד ילדים לעסוק בפעילות גופנית במשך 60 דקות ביום לפחות.

FitnessGram – מערכת להערכת כושר גופני של תלמידים, שפותחה על ידי מכון קופר – Cooper Institute – ומאפשרת לבתי הספר למדוד ולעקוב אחר מרכיבי הכושר הגופני של התלמידים.
המטרה אינה רק לעודד פעילות גופנית, אלא גם לאסוף נתונים שיטתיים על כושרם של תלמידים, לזהות פערים בין אוכלוסיות ובתי ספר, ולבחון את הקשר בין כושר גופני לבריאות ולהישגים לימודיים.
כיצד התוכנית פועלת בבתי הספר?
התוכנית נוסדה בשנת 2009 על ידי מכון קופר – Cooper Institute – בשיתוף קרן NFL Foundation.
היא פועלת במודל של שיתוף פעולה בין בתי ספר, ארגוני בריאות, ארגוני ספורט וקרנות מקומיות. בתי ספר מתקבלים לתוכנית במסגרת מחזורים שנתיים, בעיקר באזורים שבהם יש צורך בקידום הבריאות והכושר הגופני של ילדים. בתי ספר ציבוריים ובתי ספר מסוג Charter יכולים להשתתף.
בתי הספר מקבלים משאבים ותמיכה, ובהם:
תוכנת FitnessGram לניהול תוצאות מבחני הכושר.
ערכות לביצוע מבחני הכושר הגופני.
ציוד לפעילות גופנית ולמשחקי פוטבול ללא מגע – Flag Football.
חומרי הדרכה למורים ולצוותי החינוך.
יישומונים וחומרי לימוד לעידוד פעילות גופנית, תזונה בריאה ורווחה נפשית.

מדידת הכושר הגופני
מרכיב מרכזי בתוכנית הוא ביצוע מבחני FitnessGram. המבחנים נועדו להעריך כושר גופני בריאותי ולא הישגים ספורטיביים תחרותיים.
במערכת FitnessGram נכללים מבחנים להערכת המרכיבים הבאים:

סבולת אירובית – PACER
הרכב גוף – BMI ולעיתים הערכת אחוז שומן
סבולת שרירי הבטן – Curl-up
סבולת וכוח שרירי פלג הגוף העליון – Push-up
כוח וסבולת שרירי הגו – Trunk Lift
גמישות – Back-saver Sit and Reach, Shoulder Stretch

לא כל המבחנים נערכים בהכרח בכל שכבת גיל או בכל בית ספר. המבחנים מותאמים לגיל התלמידים ולפרוטוקול FitnessGram.
תדירות הבדיקות ואיסוף הנתונים
במסגרת הפרויקט, המורים לחינוך גופני אחראים להעברת המבחנים ולהזנת התוצאות לתוכנת FitnessGram.
מבחני הכושר נערכים פעמיים בשנה, בדרך כלל בכל סמסטר.
התוצאות מוזנות למאגר הממוחשב.
בתי הספר מעבירים דיווח שנתי על יישום התוכנית.
לפחות פעם בשנה נשלח להורים דו"ח כושר אישי של התלמידים.
כך ניתן לעקוב אחר שינויים בכושר הגופני לאורך זמן, ולא רק לקבל תמונת מצב חד-פעמית

במחקר נעשה שימוש בנתוני FitnessGram וכן בנתונים הזמינים לציבור על מאפייני בתי הספר והישגיהם הלימודיים. נתונים אלה הורדו במהלך חורף 2024 מאתר המרכז הלאומי לסטטיסטיקה בחינוך National Center for Education Statistics – NCES – ומאתרי מחלקות החינוך של המדינות השונות, בהתאמה. הנתונים אוחדו באמצעות מספר הזיהוי הייחודי של כל בית ספר.
תוכנית NFL PLAY60FG מיועדת לבתי ספר יסודיים, חטיבות ביניים ובתי ספר תיכוניים, הן במערכת החינוך הציבורית והן בבתי ספר מסוג Charter. בתי ספר מסוג צ'ארטר הם בתי ספר ציבוריים בעלי עצמאות ניהולית ופדגוגית מוגברת, הפועלים מכוח הרשאה מיוחדת ובכפוף לעמידה ביעדים שנקבעו להם.

בתי הספר מצורפים לתוכנית מדי שנה, במסגרת מחזורים שנתיים – Cohorts. בתי הספר שנכללו במחקר החלו להשתתף בתוכנית בשנות הלימודים 2019/2020 עד 2022/2023 (מחזורים 1–4).
תנאי ההכללה במחקר היו:
השלמת הערכות של הסבולת האירובית (CRF) ו/או מדד מסת הגוף (BMI) במהלך חורף או אביב 2023 (ינואר–מאי).
זמינות של נתונים על מאפייני בית הספר ועל הישגיו הלימודיים.
בתי ספר שבהם פחות מ־10% מכלל התלמידים עברו בדיקה של הסבולת האירובית ו/או של מדד מסת הגוף, הוצאו מהמחקר.
מדדים
נתוני FitnessGram
החוקרים השתמשו במשתנים של סבולת אירובית (CRF) ושל מדד מסת הגוף (BMI) שנאספו במסגרת מבחני FitnessGram.
מורי החינוך הגופני בכל אחד מבתי הספר העריכו את הסבולת האירובית של התלמידים באמצעות מבחן PACER (ידוע יותר בשם מבחן ביפ) או באמצעות מבחן ריצה/הליכה למרחק של מייל אחד (1.609 ק"מ).
ההישגים במבחן פייסר ובמבחן הריצה למייל הומרו באמצעות נוסחאות לערכי צריכת חמצן מרבית חזויה (צח"מ). יחידת המידה לצח"מ החזויה היא מיליליטר חמצן לק"ג משקל הגוף בדקה (מ"ל/ק"ג/דקה).
בתי הספר העריכו את מדד מסת הגוף (BMI) של התלמידים באמצעות מדידת גובהם ומשקלם של התלמידים. מדד BMI מתקבל מחלוקת המשקל בקילוגרמים לגובה במטרים המועלה בריבוע. יחידת המידה היא לפיכך קילוגרמים חלקי מטר מרובע (ק"ג/מ"ר).
ערכי ה-BMI של התלמידים סווגו על פי ערכים המותאמים לגיל ולמין, הקשורים לתועלות בריאותיות, ובהתאם לאמות המידה ולעקומות הגדילה של המרכזים האמריקאיים לבקרת מחלות ומניעתן.
תוצאות התלמידים במבחנים לסבולת האירובית ו-BMI סווגו על פי אמות מידה המותאמות לגיל ולמין לשלוש קטגוריות:
קטגוריה ראשונה – ההישג נמצא ב-"טווח הכושר הבריאותי" (HFZ) או מעליו.
קטגוריה שניה – נדרש שיפור – Needs Improvement – ההישג נמצא קצת מתחת לסף התחתון של HFZ.
קטגוריה שלישית – נדרש שיפור/ סיכון בריאותי – Needs Improvement – Health Risk – ההישג נמצא הרבה מתחת לסף התחתון של HFZ.

לצורך המחקר השתמשו החוקרים בערכים ברמת בית הספר של סבולת אירובית ושל מדד מסת הגוף, אשר חושבו כאחוז התלמידים שהשיגו את אמות המידה של HFZ מתוך כלל התלמידים שנבדקו, כלומר אחוז התלמידים שהיו ב-HFZ או מעליו.

מבחן PACER (מבחן ביפ)

• Progressive Aerobic Cardiovascular Endurance Run – PACER – הוא מבחן ריצה שכאמור ידוע יותר בעולם כמבחן ביפ ונקרא בשמות נוספים כמו 20m shuttle run test. במבחן זה התלמידים רצים הלוך ושוב בין שני קווים המרוחקים 20 מטרים זה מזה, בהתאם לאותות קוליים (ביפים). מהירות הריצה ההתחלתית היא נמוכה – 8.0 קמ"ש. משמעות הדבר היא שבדקה הראשונה צריכים הנבחנים לעבור כל קטע של 20 מטר ב-9.0 שניות. כל דקה בערך מהירות הריצה עולה בחצי קמ"ש. העלאת המהירות מתרחשת באמצעות קיצור הזמן שבין הביפים. הנבחן ממשיך במבחן עד שאינו יכול לעמוד בקצב או כאשר הוא פורש ממנו מרצונו. נספרים מספר הקטעים של 20 מטר שהוא השלים בהצלחה. כאמור, במבחני פיטנסגראם, בתי הספר יכולים לבחור בין מבחני PACER לבין מבחני ריצה למייל אחד ואת התוצאות ממירים לערכי צח"מ חזויים לפי נוסחאות. המורים לחנ"ג מזינים את תוצאות המבחנים בתוכנה הממירה את התוצאות לערכי צח"מ חזויים.
  הסף התחתון של HFZ במבחן PACER לפי גיל
  במהלך השנים עודכנו מדי פעם ערכי HFZ לגבי מבחן PACER. העדכון האחרון נעשה בשנת הלימודים 2013/2014
  להלן ערכי הסף הנמוך של טווח הכושר הבריאותי (HFZ) לגבי מבחן פייסר (מבחן ביפ) במבחן פיטנסגראם החל משנת הלימודים 2013/2014. הסף מבוטא במספר קטעים של 20 מטר שיש להשלים במבחן.
  גיל 10 – בנות ובנים 17 קטעים
  גיל 11- בנות ובנים 20 קטעים
  גיל 12 – בנות ובנים 23 קטעים
  גיל 13 – בנות 25 קטעים, בנים 29 קטעים
  גיל 14 – בנות 27 קעים בנים 36 קטעים
  גיל 15 – בנות 30 קטעים, בנים 42 קטעים
  גיל 16 – בנות 32 קטעים, בנים 47 קטעים
  גיל 17 – בנות 32 קטעים, בנים 50 קטעים
  גיל 18 ומעלה – בנות 38 קטעים, בנים 54 קטעים

נתונים על הישגים לימודיים ומאפייני בתי הספר
החוקרים הורידו נתונים לימודיים ברמת בית הספר לשנת הלימודים 2022/2023 שכללו את אחוז התלמידים שהישגיהם באנגלית (English Language Arts – ELA) ובמתמטיקה היו ברמת הכיתה המצופה או מעליה. לצד נתונים אלה הם הורידו גם את מספרי הזיהוי של בתי הספר (NCES) את שמותיהם ואת כתובותיהם.
במקרים שבהם לא סופקו מספרי NCES הוסיפו אותם החוקרים באופן ידני באמצעות התאמה בין שמות בתי הספר וכתובותיהם.
החוקרים הורידו מאתר המרכז הלאומי לסטטיסטיקה בחינוך (NCES) נתונים על מאפייני בתי הספר, ובהם:
מצב כלכלי-חברתי: אחוז התלמידים הזכאים לארוחות חינם או לארוחות במחיר מופחת.
מספר התלמידים בבית הספר: סך כל התלמידים הרשומים בו.
שלב החינוך: בית ספר יסודי, חטיבת ביניים או בית ספר תיכון .
מיקום גאוגרפי: עירוני (City), פרברי (Suburban), עיירה (Town) או כפרי (Rural).
הרכב התלמידים לפי גזע ומוצא אתני: אחוז התלמידים הלבנים, השחורים, ההיספנים והתלמידים המשתייכים לקבוצות אחרות.
החוקרים יצרו משתנה המתאר את ההרכב הגזעי והאתני של בית הספר, על פי הקבוצה שהיוותה את החלק הגדול ביותר באוכלוסיית התלמידים. בתי הספר סווגו לחמש קבוצות:

רוב לבן – 50% ומעלה.
רוב שחור – 50% ומעלה.
רוב היספני – 50% ומעלה.
רוב של קבוצה אחרת – 50% ומעלה.
אוכלוסייה מגוונת – כאשר אף קבוצה גזעית או אתנית לא היוותה רוב בבית הספר.

מכיוון שרוב בתי הספר במדגם היו בתי ספר יסודיים, איחדו החוקרים את הקטגוריות של שלבי החינוך לשתי קבוצות: בתי ספר יסודיים ובתי ספר על יסודיים.
באופן דומה, מכיוון שרוב בתי הספר היו ממוקמים בערים או באזורים פרבריים, איחדו החוקרים את קטגוריות המיקום הגאוגרפי לשתי קבוצות: בתי ספר עירוניים ובתי ספר שאינם עירוניים.

תוצאות

מבין בתי הספר שהשתתפו במחקר, 195 ביצעו הערכות של הסבולת האירובית ו-74 ביצעו הערכות של BMI. במדגם בתי הספר שביצעו הערכות סבולת אירובית הוצאו מהניתוח 17 בתי ספר שבהם נבדקו פחות מ-10% מכלל התלמידים. מבחן PACER היה השיטה הנפוצה ביותר להערכת הסבולת האירובית: 93% מהתלמידים ביצעו מבחן זה, ואילו 7% ביצעו מבחן ריצת מייל.
במדגם בתי הספר שביצעו הערכות BMI כל בתי הספר אספו נתונים מיותר מ-10% מהתלמידים. נתונים על מאפייני בתי הספר היו זמינים עבור כל בתי הספר. נתונים על הישגים לימודיים היו זמינים עבור 166 בתי ספר במדגם ה CRF ועבור 67 בתי ספר במדגם BMI.
מאפייני בתי הספר
מדגם בתי הספר שבו נבדקה הסבולת האירובית כלל 166 בתי ספר מ-16 מדינות שונות בארצות הברית. מספר התלמידים הממוצע בבית ספר היה 505, וההתפלגות בין ארבע קבוצות המחזור (Cohorts 1–4) הייתה אחידה יחסית.
בממוצע, 68% מתלמידי בתי הספר השתייכו למשקי בית במצב כלכלי מוחלש. רוב בתי הספר (86%) היו בתי ספר יסודיים. פחות ממחצית בתי הספר (43%) היו ממוקמים בערים.
ההרכב הגזעי והאתני של בתי הספר היה מגוון:
22% מבתי הספר היו בעלי רוב של תלמידים לבנים.
16% היו בעלי רוב של תלמידים שחורים.
33% היו בעלי רוב של תלמידים היספנים.
ב-3% היה רוב של תלמידים מקבוצה גזעית או אתנית אחרת.
ב-26% לא הייתה קבוצה גזעית או אתנית שהיוותה רוב.
מדגם בתי הספר שבו נבדק BMI כלל 67 בתי ספר מעשר מדינות. ממוצע מספר התלמידים לבית הספר היה 533.
מאפייני בתי הספר במדגם BMI היו דומים לאלה שבמדגם CRF אך נמצאו כמה הבדלים:
שיעור גבוה יותר של בתי ספר מקבוצה 3 (Cohort 3).
שיעור גבוה יותר של בתי ספר עירוניים (70%).
שיעור גבוה יותר של בתי ספר שבהם לא הייתה קבוצה גזעית או אתנית שהיוותה רוב (34%).
שיעור גבוה יותר של בתי ספר שבהם רוב התלמידים היו שחורים (30%) או השתייכו לקבוצה גזעית אחרת – 8%.
לעומת זאת, במדגם ה-BMI היה שיעור נמוך יותר של בתי ספר שבהם רוב התלמידים היו לבנים (12%) או היספנים (16%).
מאפייני בתי הספר והקשר בין מאפייני בית הספר לסבולת אירובית (CRF)
נמצא מתאם חיובי בין מספר התלמידים בבית הספר לבין אחוז התלמידים שהיו בטווח הכושר הבריאותי (HFZ) לסבולת אירובית. לעומת זאת, נמצא מתאם שלילי בין שיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש לבין מספר התלמידים שהיו ב-HFZ לסבולת אירובית.
כמו כן, נמצאו הבדלים באחוז התלמידים שעמדו בתקני HFZ בין בתי ספר שבהם רוב התלמידים היו שחורים או היספנים, בהשוואה לבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו לבנים.
באופן ספציפי, בבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו שחורים, שיעור התלמידים שעמדו בתקני HFZ לסבולת אירובית היה נמוך באופן מובהק ב-19.3 נקודות אחוז בהשוואה לבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו לבנים. לאחר התאמה למשתנים האחרים במודל.
המשתנים שנכללו במודל, הסבירו 22% מהשונות באחוז התלמידים שעמדו בתקני HFZ לסבולת אירובית.
כאשר מביאים בחשבון גם את השונות בין המדינות, המודל הסביר 35% מהשונות הכוללת.
הקשר שנמצא הוא קשר סטטיסטי ואינו מוכיח שמוצא גזעי או אתני גורם להבדלים בסבולת אירובית.
מאפייני בתי הספר והקשר בין מאפייני בית הספר ל-BMI
נמצא קשר בין כמה ממאפייני בתי הספר לבין אחוז התלמידים שעמדו בתקני טווח הכושר הבריאותי (HFZ) במדד מסת הגוף (BMI). המאפיינים שנמצאו קשורים לכך היו מספר התלמידים בבית הספר, שיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש וההרכב הגזעי/אתני.
הממצאים הספציפיים היו:
מצב כלכלי-חברתי: ככל ששיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש בבית הספר היה גבוה יותר, כך היה נמוך יותר שיעור התלמידים שעמדו בתקני HFZ ל-BMI.
הרכב גזעי/אתני: בבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו היספנים, שיעור התלמידים שעמדו בתקני HFZ במדד BMI היה נמוך ב-9.7 נקודות אחוז בהשוואה לבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו לבנים.
המשתנים שנכללו במודל הסבירו 60% מהשונות באחוז התלמידים שעמדו בתקני HFZ ל-BMI.
גם כאן, הממצאים מצביעים על קשרים סטטיסטיים ואינם מוכיחים קשרים סיבתיים.
סבולת אירובית, מאפייני בתי הספר והישגים לימודיים
נמצא מתאם חיובי בין אחוז התלמידים שעמדו בתקני טווח הכושר הבריאותי (HFZ) לסבולת אירובית לבין אחוז התלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה או לרמה גבוהה יותר במתמטיקה ובאנגלית (ELA – English Language Arts).
נמצאו גם קשרים עקיפים בין שיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש לבין ההישגים הלימודיים, וכן הבדלים בהישגים בין בתי ספר בעלי הרכב גזעי ואתני שונה.
מתמטיקה: נמצא מתאם חיובי בין שיעור התלמידים שעמדו בתקני HFZ לסבולת אירובית לבין שיעור התלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה במתמטיקה או עברו אותה.

אנגלית: (ELA) נמצא מתאם חיובי בין שיעור התלמידים שהישגיהם היו מעל הסף התחתון של HFZ לסבולת אירובית להישגים באנגלית.
משמעות הממצאים היא שעלייה של 10 נקודות אחוז בשיעור התלמידים העומדים בתקני HFZ לסבולת אירובית הייתה קשורה לעלייה של נקודת אחוז אחת בשיעור התלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה במתמטיקה, ולעלייה של 1.3 נקודות אחוז באנגלית.
הקשר בין מצב כלכלי-חברתי להישגים לימודיים
שיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש היה קשור באופן שלילי ומובהק להישגים בשני המקצועות. עלייה של 10 נקודות אחוז בשיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש הייתה קשורה לירידה של 3.8 נקודות אחוז בשיעור התלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה במתמטיקה, ולירידה של 4.2 נקודות אחוז באנגלית.
הבדלים לפי הרכב גזעי ואתני של בתי הספר
בהשוואה לבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו לבנים, נמצאו הבדלים מובהקים לרעת בתי ספר שבהם רוב התלמידים היו שחורים או היספנים.
מספר התלמידים בבית הספר
נמצא קשר שלילי גבולי בין מספר התלמידים בבית הספר לבין שיעור התלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה באנגלית. עם זאת, לא נמצאה עדות לקשר מובהק בין מספר התלמידים לבין ההישגים במתמטיקה.
האם המצב הכלכלי משפיע על הקשר בין הסבולת האירובית להישגים בלימודים העיוניים?
החוקרים בדקו אם הקשר בין הסבולת האירובית להישגים הלימודיים שונה בהתאם למצב הכלכלי של אוכלוסיית בית הספר. לא נמצאה אינטראקציה מובהקת בין שיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש לבין הסבולת האירובית, לא במודל המתמטיקה ולא במודל האנגלית, כלומר לא נמצאה עדות לכך שהקשר בין הסבולת האירובית להישגים הלימודיים משתנה בהתאם למידת המצוקה הכלכלית של אוכלוסיית בית הספר.
משמעות מרכזית של הממצאים: נמצא מתאם חיובי בין סבולת אירובית לבין הישגים לימודיים במתמטיקה ובאנגלית, גם לאחר התחשבות במצב הכלכלי-חברתי ובהרכב האוכלוסייה של בתי הספר. עם זאת, מדובר במחקר תצפיתי המבוסס על נתונים ברמת בית הספר, ולכן אין להסיק ממנו שהעלאת הכושר הגופני גורמת כשלעצמה לשיפור בהישגים הלימודיים.
מדד מסת הגוף (BMI) מאפייני בתי הספר והישגים לימודיים
נמצא מתאם חיובי בין שיעור התלמידים שעמדו בתקני טווח הכושר הבריאותי (HFZ) במדד BMI לבין שיעור התלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה או לרמה גבוהה יותר במתמטיקה ובאנגלית.
נמצאו גם קשרים בין ההישגים הלימודיים לבין המצב הכלכלי-חברתי, מיקום בית הספר וההרכב הגזעי והאתני של אוכלוסיית התלמידים.
עם זאת, במודלים הרב-משתניים, לאחר התאמה למשתנים האחרים, הקשר בין BMI להישגים הלימודיים כבר לא היה מובהק מבחינה סטטיסטית.
לעומת זאת, הקשרים עם המצב הכלכלי-חברתי, סוג בית הספר וההרכב הגזעי והאתני נותרו מובהקים בחלק מהמדדים.
מצב כלכלי-חברתי
נמצא מתאם שלילי בין שיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש לבין ההישגים באנגלית.

משמעות הדבר היא שעלייה של 10 נקודות אחוז בשיעור התלמידים מרקע כלכלי מוחלש הייתה קשורה לירידה של 3.4 נקודות אחוז בשיעור התלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה באנגלית.
במתמטיקה הקשר לא הגיע למובהקות סטטיסטית .
סוג בית הספר
בבתי ספר יסודיים נמצא שיעור גבוה יותר של תלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה במתמטיקה, בהשוואה לסוגי בתי הספר האחרים.
ההרכב הגזעי והאתני של בתי הספר
בבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו שחורים נמצא שיעור נמוך יותר באופן מובהק של תלמידים שהגיעו לרמת הכיתה המצופה, הן במתמטיקה והן באנגלית.
לעומת זאת, בבתי ספר שבהם רוב התלמידים השתייכו לקבוצה גזעית אחרת, נמצא שיעור גבוה יותר באופן מובהק בשני המקצועות.
בבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו היספנים נמצא שיעור נמוך יותר בשני המקצועות, אולם ההבדלים לא הגיעו למובהקות סטטיסטית.
האם המצב הכלכלי משפיע על הקשר בין BMI להישגים?
החוקרים בדקו אם הקשר בין BMI להישגים הלימודיים משתנה בהתאם למצב הכלכלי של אוכלוסיית בית הספר.
לא נמצאה אינטראקציה מובהקת בין המצב הכלכלי-חברתי לבין BMI לא במודל המתמטיקה ולא במודל האנגלית. כלומר, לא נמצאה עדות לכך שהקשר בין עמידה בתקני HFZ במדד BMI לבין ההישגים הלימודיים משתנה בהתאם למצב הכלכלי-חברתי של אוכלוסיית בית הספר.
השוואה חשובה בין ממצאי CRF לממצאי BMI
הממצא המרכזי: בניגוד ל-BMI, הסבולת האירובית שמרה על מתאם חיובי ומובהק עם הישגים לימודיים גם לאחר התחשבות במאפייני בתי הספר ובמצב הכלכלי-חברתי.
זהו הבדל משמעותי מבחינה מחקרית, התומך בחשיבות של מדידת הסבולת האירובית כמדד הקשור להישגים לימודיים, מעבר למדדים המבוססים על משקל הגוף. עם זאת, אין להסיק מכך קשר סיבתי.

דיון

מחקר זה בחן קשרים ברמת בית הספר בין מאפייני בתי הספר, כושר גופני בריאותי והישגים לימודיים.
ממצאי המחקר הראו כי נמצא קשר שלילי בין מצב כלכלי-חברתי מוחלש לבין שיעור התלמידים שעמדו בתקני טווח הכושר הבריאותי (HFZ) במדד מסת הגוף (BMI).
כמו כן, בהשוואה לבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו לבנים, בבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו שחורים נמצא שיעור נמוך יותר של תלמידים שעמדו בתקני HFZ בסבולת אירובית, ואילו בבתי ספר שבהם רוב התלמידים היו היספנים נמצא שיעור נמוך יותר של תלמידים שעמדו בתקני HFZ במדד BMI.
נמצאו גם מתאמים שליליים בין מצב כלכלי-חברתי מוחלש לבין הישגים לימודיים, וכן הבדלים בהישגים הלימודיים בין בתי ספר בעלי הרכב גזעי ואתני שונה.
חשוב במיוחד: נמצא מתאם חיובי בין רמת הסבולת האירובית ברמת בית הספר לבין ההישגים הלימודיים. לעומת זאת, לא נמצא קשר מובהק בין עמידה בתקני BMI לבין הישגים לימודיים.
מכלול הממצאים מצביע על הבדלים משמעותיים הן בכושר הגופני והן בהישגים הלימודיים בין קהילות בתי ספר שונות, וכן על קשר בין רמת הסבולת האירובית של תלמידי בית הספר לבין הישגיהם הלימודיים.
מחקרים קודמים מצביעים על פערים בכושר הגופני הבריאותי ובהישגים לימודיים בין קבוצות אוכלוסייה בעלות מעמד חברתי-כלכלי שונה ובין קבוצות גזעיות ואתניות שונות.
ילדים ממשפחות בעלות מעמד חברתי-כלכלי גבוה מפגינים רמת כושר גופני טובה יותר בהשוואה לבני גילם המגיעים מרקע חברתי-כלכלי נמוך. כמו כן, לתלמידים הלומדים בבתי ספר שבהם שיעור גבוה יותר של תלמידים מרקע כלכלי מוחלש יש סיכוי נמוך יותר לעמוד בתקני טווח הכושר הבריאותי בהשוואה לתלמידים בבתי ספר המשרתים אוכלוסיות מבוססות יותר.
פערים דומים נמצאו גם בהקשר של מוצא גזעי ואתני: ילדים שחורים והיספנים מציגים רמות סבולת אירובית נמוכות יותר בהשוואה לילדים לבנים.
דפוסים דומים קיימים גם בתחום ההישגים הלימודיים. בתי ספר שבהם רוב התלמידים מגיעים מרקע חברתי-כלכלי נמוך, או שבהם רוב התלמידים שחורים או היספנים, מדווחים באופן עקבי על הישגים לימודיים נמוכים יותר בהשוואה לבתי ספר המשרתים אוכלוסיות מבוססות יותר או שבהם רוב התלמידים לבנים.
המחקר הנוכחי מוסיף לידע הקיים בנושא ומדגיש את אי-השוויון בתחום הבריאות והחינוך שעמו מתמודדים ילדים בקהילות מוחלשות מבחינה כלכלית וחברתית ובקהילות של קבוצות מיעוט.
רמות הכושר הגופני הנמוכות בקרב ילדים בקהילות מוחלשות מבחינה כלכלית וחברתית ובקרב קבוצות מיעוט נובעות ככל הנראה ממספר גורמים.
ראשית, מחקרים הראו כי ההזדמנויות לפעילות גופנית במסגרת בית הספר, כגון שיעורי חינוך גופני, הפסקות פעילות ופעילות גופנית במהלך השיעורים, אינן מיושמות במידה מספקת בבתי ספר שבהם לומדים תלמידים ממשפחות מעוטות הכנסה או מקבוצות מיעוט. מצב זה תורם ככל הנראה לרמות כושר גופני נמוכות יותר.
שנית, ילדים בקהילות אלה נתקלים לעיתים קרובות במגבלות כלכליות ובנגישות מוגבלת למרחבים בטוחים לפעילות ולמשחק. גורמים אלה מצמצמים את ההזדמנויות העומדות לרשותם לעסוק בפעילות גופנית מחוץ לשעות הלימודים.
המחסור בפעילות גופנית ורמות הכושר הנמוכות מעוררים דאגה מיוחדת לנוכח העדויות המצביעות על קשר בין כושר גופני לבין הישגים לימודיים.
העדויות לקשר בין סבולת אירובית לבין הישגים לימודיים הולכות ומתרבות, הן ברמת הפרט והן ברמת בית הספר.
המחקר הנוכחי מוסיף לידע הקיים בכך שהוא מדגיש את הפערים בסבולת האירובית ובהישגים הלימודיים במדגם של בתי ספר מ-16 מדינות שונות בארצות הברית, ומצביע על קשר בין הסבולת האירובית לבין ההישגים הלימודיים ברמת בית הספר.
לממצאים אלה חשיבות עבור מנהלי מחוזות החינוך וקובעי המדיניות, שכן הם מצביעים על כך שהבטחת נגישות שוויונית להזדמנויות לפעילות גופנית במסגרת בית הספר, שתורמות לשיפור הכושר הגופני, עשויה לסייע בקידום ההישגים הלימודיים.
מאמצים אלה חשובים במיוחד לנוכח מגמה קיימת של מתן עדיפות להגדלת זמן ההוראה, לעיתים על חשבון ההפסקות, שיעורי החינוך הגופני והזדמנויות אחרות לפעילות גופנית בבית הספר.
להגדלת זמן ההוראה עשויה להיות תועלת הולכת ופוחתת, במיוחד לנוכח הצורך של התלמידים בתנועה והעדויות הקושרות בין פעילות גופנית וכושר גופני לבין הישגים לימודיים.

מגבלות המחקר ונקודות חוזק

מגבלות המחקר
יש להביא בחשבון כמה מגבלות של מחקר זה.
ראשית, מדובר במחקר תצפיתי שהתבסס על נתונים קיימים ולכן יכולתו להסיק מסקנות סיבתיות באשר לקשר בין הכושר הגופני לבין ההישגים הלימודיים היא מוגבלת.
שנית, המדגם כלל בתי ספר שהשתתפו בתוכנית NFL PLAY60FG שרובם היו בתי ספר יסודיים הממוקמים באזורים שבהם פועלת ליגת הפוטבול NFL. נוסף על כך, בתי הספר קיבלו משאבים לקידום הכושר הגופני, דבר שעלול להגביל את האפשרות להכליל את ממצאי המחקר על כלל בתי הספר.
שלישית, שיעור התלמידים שהשלימו את מבחני FitnessGram השתנה מבית ספר אחד לאחר. כתוצאה מכך, ייתכן שבחלק מבתי הספר הנתונים שנאספו לא ייצגו באופן מלא את כלל אוכלוסיית התלמידים.
נוסף על כך, ההבדלים בין מערכות ההערכה של ההישגים הלימודיים במדינות השונות עלולים היו להוסיף שונות לנתונים ולהשפיע על ממצאי המחקר.
לבסוף, המחקר לא הביא בחשבון גורמים אפשריים נוספים שעשויים להשפיע על התוצאות, כגון ההזדמנויות לפעילות גופנית בתוך בית הספר ומחוצה לו, וגורמים אחרים המשפיעים על התמיכה בפעילות גופנית בבתי הספר ובקהילות, למשל התרבות הבית-ספרית והתמיכה המשפחתית.
מחקרים עתידיים צריכים להמשיך ולבחון את הקשרים בין הכושר הגופני לבין ההישגים הלימודיים ברמת בית הספר, תוך התחשבות בגורמים אלה, וכן לחקור את המנגנונים העומדים בבסיס הקשרים שנמצאו.
נקודות החוזק של המחקר
למרות מגבלותיו, למחקר היו גם כמה נקודות חוזק.
המחקר התבסס על מדגם של בתי ספר מ-16 מדינות בארצות הברית, דבר המרחיב את האפשרות להכליל את ממצאיו.
כמו כן, החוקרים שילבו נתונים ממספר מקורות:
המרכז הלאומי לסטטיסטיקה של החינוך (NCES) – נתונים על מאפייני בתי הספר.
מחלקות החינוך של המדינות השונות – נתונים על הישגים לימודיים.
תוכנית NFL PLAY 60 FG – נתונים על הכושר הגופני.
שילוב המקורות יצר מסד נתונים ייחודי ומקיף לצורך הניתוחים, ואפשר לבחון בו-זמנית קשרים בין מאפיינים מרכזיים של בתי הספר, הכושר הגופני וההישגים הלימודיים.
יתרון נוסף הוא שהניתוח נערך ברמת בית הספר, ולכן לממצאיו יש רלוונטיות מעשית עבור מקבלי החלטות במחוזות החינוך ובבתי הספר עצמם.

מסקנות

ממצאי המחקר הצביעו על פערים ברמת הסבולת האירובית בבתי הספר, הקשורים למצב כלכלי-חברתי מוחלש ולהשתייכות גזעית או אתנית. ממצאים אלה מדגישים את הצורך להרחיב את ההזדמנויות לפעילות גופנית בבתי ספר המשרתים קהילות אלה. נמצאו גם הבדלים בהישגים הלימודיים בהתאם למצב הכלכלי-חברתי ולהרכב הגזעי והאתני של בתי הספר.
גם לאחר תקנון לגבי המצב הכלכלי-חברתי ועל ההרכב הגזעי והאתני, נמצא מתאם חיובי ומובהק בין הישגים במבחנים לסבולת אירובית לבין ההישגים הלימודיים. ממצא זה מדגיש את התרומה העצמאית של הסבולת האירובית להישגיהם הלימודיים של התלמידים.
ממצאים אלה מחזקים את החשיבות של מתן עדיפות לקידום הסבולת האירובית בבתי ספר המשרתים קהילות מרקע כלכלי-חברתי מוחלש ומקהילות מגוונות מבחינה גזעית ואתנית. כמו כן, הם מדגישים את הצורך להכיר בפעילות גופנית ובכושר גופני כאמצעים מרכזיים לקידום הבריאות וההישגים הלימודיים.

מקור:

Timothy J. Walker, Andjelka Pavlovic, Christopher D. Pfledderer, Derek W. Craig, Kevin Lanza, Kempson Onadeko, Matthew Lee, Laura F. DeFina. (2026). School-level associations between health-related fitness, school characteristics, and academic performance among U.S. youth: an observational study. Preventive Medicine Reports, 69, 103595. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmedr.2026.103595

יש לך שאלה למומחים של המרכז האקדמי לוינסקי-וינגייט? אין צורך להתבייש, רק ללחוץ כאן