Teksti julkaistu Liikunta ja Tiede -lehdessä 11/2022
Fyysisen aktiivisuuden sanotaan tehoavan lähes jokaiseen vaivaan, edistävän aivoterveyttä ja auttavan oppimaan. Liikunnallisuuden merkitys rooli oppimisessa on kuitenkin epäselvä ja osin kiistanalainenkin.
Oppiminen on moninainen ja monimutkainen kokonaisuus. Erilaisia oppimisen muotoja vaaditaan päivittäin useassa erilaisessa tilanteessa. Oppimista tarvitaan esimerkiksi yhteiskunnassa selviämiseen, koska se mahdollistaa joustavan ja sujuvan käyttäytymisen erilaisissa tilanteissa ja muuttuvassa elinympäristössä. Oppiminen ei myöskään se ole vain tiedon ja osaamisen lisääntymistä, vaan myös tiedon ja taidon hyödyntämisen sekä ajattelun muuttumista ja kehittymistä.
Liikuntatieteellisisissä oppimistutkimuksissa viitataan useimmiten teoreettisiin taitoihin ja koulumenestykseen. Kiinnostusta fyysisen aktiivisuuden vaikutuksiin teoria-aineiden taitojen kehittymiseen ja koulumenestykseen vauhdittaa näiden tekijöiden merkitys myöhemmällä koulutusuralla sekä työllistymisessä. Kouluun liittyvät oppimistekijät voivat kuitenkin sisältää hyvin paljon erilaisia muuttujia lukusujuvuudesta, luetun ymmärtämisestä ja aritmeettisesta osaamisesta aina arvosanojen keskiarvoon ja itseraportoituun koulumenestykseen.
Fyysinen aktiivisuus on moniulottuvuuksinen kokonaisuus, johon liittyvät kokonaisvolyymi ja sen aiheuttama energiankulutus, toistuvuus ja yksittäisen liikkumiskerran kesto, kuormitustaso sekä tyyppi. Jokaisella tekijällä voi olla merkitystä myös tarkasteltaessa fyysisen aktiivisuuden vaikutuksia oppimistuloksiin, koska esimerkiksi kuormitustasoa muovaamalla fysiologinen vaste muuttuu.
Eri osatekijöiden lisäksi tapahtumaympäristö, kuten koulu tai urheiluseura, toiminnan monimutkaisuus ja tiedollisten toimintojen tarve ja sosiaalinen ympäristö voivat muovata fyysisen aktiivisuuden vaikutuksia oppimistuloksiin. Oppimisen ja fyysisen aktiivisuuden taustalla vaikuttaa myös monia muita tekijöitä, kuten ikä, sukupuoli, fyysinen kunto, perimä ja moni muu, jotka voidaan nähdä potentiaalisia fyysisen aktiivisuuden ja oppimisen välisiä yhteyksiä muovaavina tekijöinä.
Oppimisen ja fyysisen aktiivisuuden monimutkainen yhteys
Ainakin teoriassa monet eri tekijät voivat vaikuttaa fyysisen aktiivisuuden ja oppimistulosten välisiin yhteyksiin. Fyysisen aktiivisuuden intensiteetin on esimerkiksi osoitettu olevan suorassa yhteydessä aivoperäisen hermokasvutekijän (BDNF) pitoisuuden kasvuun verenkierrossa (Knaepen ym., 2010). BDNF:ää pidetään välttämättömänä muistille ja oppimiselle.
Myös vapaa-ajalla, urheiluseurassa ja koulussa toteutetulla fyysisellä aktiivisuudella voi olla toisistaan eroavia vaikutuksia oppimiseen ja myös erilaisten mekanismien kautta. Esimerkiksi urheiluseurassa tapahtuva fyysinen aktiivisuus on usein strukturoidumpaa ja tavoitteellisempaa toimintaa kuin liikkuminen vapaa-ajalla. Toisaalta hyvin korkea urheiluharrastukseen sitoutuminen voi viedä aikaa opiskelulta tai levolta haitaten oppimista.
Urheilutoimintaan osallistuvilla myös motivaatio sekä fyysisen aktiivisuuteen että oppimiseen saattaa erota muista. Lisäksi erilaiset fyysisen aktiivisuuden muodot ja kontekstit voivat vaikuttaa eri tavoin esimerkiksi itsetuntoon ja -luottamukseen sekä mielen hyvinvointiin ja siten myös oppimistuloksiin (Biddle ym., 2019). Keskeisiin kysymyksiin kuuluvatkin, että edistääkö fyysinen aktiivisuus oppimistuloksia, minkälaisia oppimistuloksia ja minkälainen fyysinen aktiivisuus voisi olla tehokkainta.
Kokonaisvaikutus koulumenestykseen melko pieni
Fyysisellä aktiivisuudella näyttäisi kokonaisuudessaan olevan positiivinen, mutta melko pieni, vaikutus koulumenestykseen (Álvarez-Bueno ym., 2017; de Greeff ym., 2018). Tutkimusten tulokset ovat olleet kuitenkin hyvin kirjavia. Lisäksi erilaiset liikuntainterventiot näyttäisivät vaikuttavan oppimistuloksiin eri tavoin. Koululiikunnan lisääminen näyttäisi olevan yksi tapa parantaa matemaattisia taitoja, lukutaitoa sekä kokonaiskoulumenestystä. Lisäksi liikunnan integroiminen opetukseen voi tukea matemaattisen osaamisen kehitystä (Álvarez-Bueno ym., 2017).
Liikunnan tyypillä saattaa olla myös merkitystä. Vaikka pääasiassa yksinkertaista aerobista liikuntaa sisältäneet interventiotkin parantavat oppimistuloksia, kognitiivisesti haastava fyysinen aktiivisuus näyttäisi tehostavan oppimista vielä enemmän (de Greeff ym., 2018). Kovin yhdenmukaista tutkimusnäyttöä fyysisen aktiivisuuden laadusta ei kuitenkaan ole (Meijer ym., 2020).
Erityisen johdonmukaisia tai varmoja eivät ole myöskään muiden tutkimusten tulokset. Singhin ja työtovereiden (Singh ym., 2019) järjestelmällisessä kirjallisuuskatsauksessa tarkasteltiin laajasti liikuntainterventioiden vaikutusta oppimistuloksiin. Laadukkaiksi arvioiduissa tutkimuksissa 60 prosenttia raportoiduista vaikutuksista oli positiivisia. Kun tutkijat tarkastelivat eri oppimistulosten eri osa-alueita, fyysinen aktiivisuus vaikutti positiivisesti jopa 86 prosentissa tarkastelluista matematiikan oppimismuuttujista, mutta vain 27 prosenttia kielelliseen oppimiseen liittyvistä muuttujista.
Työryhmä päättelikin, että olemassa oleva tutkimusnäyttö fyysisen aktiivisuuden ja oppimisen välisistä positiivisista yhteyksistä ei ole kovin vakuuttava. Toisaalta tutkimusnäyttö fyysisen aktiivisuuden positiivisista vaikutuksista matemaattiseen osaamisen on jopa vahva. Nämä tulokset tukevat myös aikaisemman meta-analyysin tuloksia, joiden mukaan fyysisen aktiivisuuden vaikutti eniten juuri matemaattiseen osaamiseen (Álvarez-Bueno ym., 2017).
Kouluajan liikunta vaikuttaa tehokkaimmalta
Liikuntaharrastus voi myös jossain määrin tukea oppimistuloksia (Owen ym., 2022). Harrastuksen konteksti, annos ja oppimisen mittaamisen käytetyt menetelmät näyttäisivät vaikuttavan näihin yhteyksiin. Kouluaikana toetutunut harrasteliikunta voi edistää oppimistuloksia enemmän kuin vapaa-ajan harrasteliikunta ja selkein positiivinen yhteys on havaittu kohtuullisella liikunta-annoksella (joko kaksi lajia tai 2 tuntia viikossa). Lisäksi positiivisia yhteyksiä on havaittu pääasiassa tutkimuksissa, joissa koulumenestystä on arvioitu arvosanojen perusteella, mutta ei tutkimuksissa, jotka ovat käyttäneet itsearvioita tai standardoituja testejä.
Sneckin ja kumppaneiden (2019) järjestelmällisen kirjallisuuskatsauksen ja 11 tutkimuksen meta-analyysin mukaan koulussa toteutetut liikuntainterventiot voivat vaikuttaa jossain määrin myönteisesti matemaattiseen osaamiseen. Katsaukseen kokonaisuudessaan sisällytetyistä 29 interventiotutkimuksesta kuitenkin vain 45 prosentin mukaan liikunnalla oli positiivisen vaikutuksen matemaattiseen osaamiseen. Liikuntatuntien lisääminen, liikuntataukojen pitäminen tai liikunnan integroiminen oppituntien sisältöihin toivat vaihtelevasti hyötyjä – osa interventioista aikaansai positiivisia, neutraaleja ja yhdessä havaittiin jopa negatiivinen vaikutus.
Myös muissa meta-analyyseissa, jossa on tarkasteltu luokkahuoneinterventioiden vaikutuksia, vaikutukset olivat melko hajanaisia (Peiris ym., 2022; Watson ym., 2017) ja riippuivat koulumenestyksen mittaamiseen käytetystä menetelmästä (Watson ym., 2017). Fyysisen aktiivisuuden on havaittu parantavan oppimistuloksia lähinnä silloin, kun oppimisen mittaamiseen on käytetty oppimistaitojen edistymistä kuvaavia mittareita, kuten lukusujuvuuden paranemista. Oppimistaitojen kehittymisen mittarit voivat olla herkempiä pienillekin muutoksille kuin esimerkiksi standardoidut testit tai kouluarvosanat.
Sneckin ja kumppaneiden (2019) havaitsivat myös, että interventiot olivat tehokkaampia nuoremmilla lapsilla kuin vanhemmilla lapsilla. Rasittavan fyysisen aktiivisuuden on myös havaittu olevan positiivisesti yhteydessä varhaisvuosien matemaattiseen osaamiseen 3–5-vuotiailla suomalaislapsilla (Vanhala ym., 2022). Liikunnan matemaattista osaamista tukeva vaikutus varhais- ja keskilapsuudessa voikin olla koulu-uran kannalta keskeinen havainto. Tukevan matemaattisen osaamisen pohjan rakentaminen voi tukea myös myöhempää matemaattista osaamista, koulutuspolkuja ja työuria.
Hyödyt suurimpia vähän liikkuvilla
Iän lisäksi myös oppimisen ja osaamisen taso ennen interventiota voi vaikuttaa siihen, kuka hyötyy fyysisen aktiivisuuden lisäämisestä. Norjalaistutkimuksessa heikoimmin koulussa menestyneet 10-vuotiaat tytöt ja pojat hyötyivät seitsemän kuukautta kestäneestä monimuotoisesta liikuntainterventiosta (Resaland ym., 2018). Myös keskimääräisesti ja hyvin koulussa menestyvillä pojilla liikunta vaikutti myönteisesti oppimiseen, mutta keskimäärin tai hyvin menestyvillä tytöillä liikunnan vaikutus oli jopa kielteinen. Fyysisen aktiivisuuden hyödyntäminen oppimisen tukena voikin olla parasta suunnata lapsille ja nuorille, joilla oppimistulokset tai fyysisen aktiivisuuden taso on matalin. Fyysinen aktiivisuus saattaa edesauttaa oppimista esimerkiksi parantamalla kykyä keskittyä opittavaan asiaan tunnilla (Álvarez-Bueno ym., 2017; Watson ym., 2017).
Fyysinen aktiivisuus luo oppimista tukevan neurobiologisen ympäristön, mutta ei ole itsestään selvää, että kaikki liikunnallisuus siirtyy mitattaviin hyötyihin oppimisessa ja kaikilla lapsilla ja nuorilla. Parhaimmillaan fyysisen aktiivisuuden lisääminen koulupäiviin voi kuitenkin tehostaa oppimista merkittävästi. Mullender-Wijnsman ja kumppaineiden (2016) kaksi vuotta kestäneessä tutkimuksessa interventioryhmän oppimistulosten kehitys vastasi noin neljän kuukauden oppimista.
Tutkimusnäytön perusteella kohtuullinen fyysisen aktiivisuuden lisääminen koulupäiviin joko liikuntatuntien, välituntiliikunnan tai urheilukerhojen muodossa voi olla tehokkain tapa tukea oppimista liikunnan avulla. Fyysisen aktiivisuuden ja oppimisen välinen annosvaste-suhde on kuitenkin vielä hyvin epäselvä. Kaikesta epäselvyydestä ja hämäryydestä huolimatta, lasten ja nuorten aivoterveyden vaalimiseen ja oppimistulosten edistämiseen voi olla yksinkertainen ohjenuora – liikkumisen suositukset, jotka kannustavat liikkumaan monipuolisesti ja riittävästi ja välttämään liiallista paikoillaanoloa (Opetus- ja kulttuuriministeriö 2021).
Lähteet
Álvarez-Bueno, C., Pesce, C., Cavero-Redondo, I., Sánchez-López, M., Garrido-Miguel, M.,
& Martínez-Vizcaíno, V. 2017. Academic Achievement and Physical Activity: A Meta-
analysis. Pediatrics, 140(6), e20171498.
Biddle, S. J. H., Ciaccioni, S., Thomas, G., & Vergeer, I. 2019. Physical activity and mental
health in children and adolescents: An updated review of reviews and an analysis of
causality. Psychology of Sport and Exercise, 42, 146–155.
de Greeff, J. W., Bosker, R. J., Oosterlaan, J., Visscher, C., & Hartman, E. 2018. Effects of
physical activity on executive functions, attention and academic performance in
preadolescent children: a meta-analysis. Journal of Science and Medicine in Sport, 21(5),
501–507.
Knaepen, K., Goekint, M., Heyman, E. M., & Meeusen, R. 2010. Neuroplasticity — Exercise-
Induced Response of Peripheral Brain-Derived Neurotrophic Factor. Sports Medicine, 40(9),
765–801.
Opetus- ja kulttuuriministeriö. 2021. Liikkumissuositus 7–17-vuotiaille lapsille ja nuorille
(No. 19; p. 45).
Meijer, A., Königs, M., Fels, I. M. J. van der, Visscher, C., Bosker, R. J., Hartman, E., &
Oosterlaan, J. 2020. The Effects of Aerobic Versus Cognitively Demanding Exercise
Interventions on Executive Functioning in School-Aged Children: A Cluster-Randomized
Controlled Trial. Journal of Sport and Exercise Psychology, 43(1), 1–13.
Mullender-Wijnsma, M. J., Hartman, E., de Greeff, J. W., Doolaard, S., Bosker, R. J., &
Visscher, C. 2016. Physically Active Math and Language Lessons Improve Academic
Achievement: A Cluster Randomized Controlled Trial. Pediatrics, 137(3), e20152743.
Owen, K. B., Foley, B. C., Wilhite, K., Booker, B., Lonsdale, C., & Reece, L. J. 2022. Sport
Participation and Academic Performance in Children and Adolescents: A Systematic Review
and Meta-analysis. Medicine & Science in Sports & Exercise, 54(2), 299–306.
Peiris, D. L. I. H. K., Duan, Y., Vandelanotte, C., Liang, W., Yang, M., & Baker, J. S. 2022.
Effects of In-Classroom Physical Activity Breaks on Children’s Academic Performance,
Cognition, Health Behaviours and Health Outcomes: A Systematic Review and Meta-Analysis
of Randomised Controlled Trials. International Journal of Environmental Research and Public
Health, 19(15), 9479.
Resaland, G. K., Moe, V. F., Bartholomew, J. B., Andersen, L. B., McKay, H. A., Anderssen,
S. A., & Aadland, E. 2018. Gender-specific effects of physical activity on children’s academic
performance: The Active Smarter Kids cluster randomized controlled trial. Preventive
Medicine, 106, 171–176.
Singh, A. S., Saliasi, E., Berg, V. van den, Uijtdewilligen, L., Groot, R. H. M. de, Jolles, J.,
Andersen, L. B., Bailey, R., Chang, Y.-K., Diamond, A., Ericsson, I., Etnier, J. L., Fedewa, A.
L., Hillman, C. H., McMorris, T., Pesce, C., Pühse, U., Tomporowski, P. D., & Chinapaw, M.
J. M. 2019. Effects of physical activity interventions on cognitive and academic performance
in children and adolescents: a novel combination of a systematic review and
recommendations from an expert panel. British Journal of Sports Medicine, 53(10), 640–
647.
Sneck, S., Viholainen, H., Syväoja, H., Kankaapää, A., Hakonen, H., Poikkeus, A.-M., &
Tammelin, T. 2019. Effects of school-based physical activity on mathematics performance in
children: a systematic review. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical
Activity, 16(1), 109.
Vanhala, A., Haapala, E. A., Sääkslahti, A., Hakkarainen, A., Widlund, A., & Aunio, P. 2022.
Associations between physical activity, motor skills, executive functions and early numeracy
in preschoolers. European Journal of Sport Science,
https://doi.org/10.1080/17461391.2022.2092777
Watson, A., Timperio, A., Brown, H., Best, K., & Hesketh, K. D. 2017. Effect of classroom-
based physical activity interventions on academic and physical activity outcomes: a
systematic review and meta-analysis. International Journal of Behavioral Nutrition and
Physical Activity, 14(1), 114.
HaapalaLAB 