Abstract:
Hintergrund
Die motorische Leistungsfähigkeit ist ein bedeutender Indikator für das gesunde Aufwachsen von Kindern und Jugendlichen (Albrecht, Tittlbach, Mewes, Woll & Bös, 2016c; Ortega, Ruiz, Castillo & Sjöström, 2008). Ein gewisses Grundniveau der motorischen Leistungsfähigkeit gilt als essenziell für die soziale, physische und psychische Gesundheitseinschätzung in der Lebensspanne. Vor dem Hintergrund aktueller Warnungen der Weltgesundheitsorganisation zum ansteigenden Bewegungsmangel von Heranwachsenden (Guthold, Stevens, Riley & Bull, 2020) wird die Bewegungsförderung von Kindern zukünftig zu den wichtigsten Aufgaben von Politik und Gesellschaft zählen. ... mehr
Voraussetzung für die Initiierung und Steuerung von geeigneten Maßnahmen ist eine wissenschaftlich gesicherte Datenbasis, die durch ein flächendeckendes Monitoring der motorischen Fähigkeiten erreicht werden kann. Es gibt bereits zahlreiche Studien zur motorischen Leistungsfähigkeit von Kindern und Jugendlichen. Ein flächendeckendes Monitoring in den Bildungseinrichtungen selbst ist bisher jedoch ausgeblieben, obwohl alle Kinder, unabhängig ihres sozialen, kulturellen oder ökonomischen Hintergrunds, erreicht werden können. Im kognitiven Bereich wird dieses Potenzial bereits durch flächendeckende internationale Schulleistungsuntersuchungen umgesetzt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen haben in der Vergangenheit zu weitreichenden Umstrukturierungen im Bildungsbereich geführt. Einzelne Einrichtungen und Akteur*innen haben das Potenzial motorischer Testungen für die Bewegungsförderung erkannt und testen mithilfe von bereits existierenden wissenschaftlich abgesicherten Testbatterien, wie beispielsweise dem Deutschen Motorik-Test 6-18. Eine flächendeckende Umsetzung, wie im Bereich der kognitiven Fähigkeiten, liegt jedoch noch in weiter Ferne.
Doch schon heute gibt es Möglichkeiten, die Vielzahl bereits erhobener Daten zur motorischen Leistungsfähigkeit von Kindern, mithilfe von technischen Neuerungen im Bereich des Datenmanagements und der Datenbereitstellung, zu verknüpfen. Voraussetzung dafür ist die freie und barrierefreie Verfügbarkeit der Daten und den zugrundeliegenden Metainformationen. Zudem kann damit das kollaborative und ressourcensparende Arbeiten im Sinne eines Open Access gefördert und wichtige Maßnahmen, wie das dringend benötigte Monitoring der motorischen Leistungsfähigkeit von Kindern, technisch ermöglicht werden.
Die vorliegende Arbeit möchte einen Beitrag zur Etablierung von Open-Data-Methoden im sportwissenschaftlichen Anwendungsfeld motorischer Tests leisten und mit dem Fitnessbarometer ein Monitoringinstrument für die motorische Leistungsfähigkeit von Kindern vorstellen. Der Fitnessbarometer dient als Best-Practice-Beispiel für das in dieser Arbeit vorgestellte Data-Pooling-Verfahren der eResearch-Infrastruktur MO|RE data. Dieses Verfahren ist eine Möglichkeit, um die Open-Data-Idee im sportwissenschaftlichen Anwendungsfeld motorischer Tests umzusetzen.
Folgende Ziele werden dabei verfolgt:
1. Die Relevanz und Akzeptanz der eResearch-Infrastruktur MO|RE data für das Forschungsfeld motorischer Tests zu analysieren.
a) Dafür wird das Interesse der Forschungsgemeinschaft, eine eResearch-Infrastruktur wie MO|RE data aktiv zu nutzen und eigene Daten zur Verfügung zu stellen, mithilfe einer Umfrage unter Testanwender*innen aus Forschungseinrichtungen und Bildungseinrichtungen erfasst.
b) Außerdem werden aktuelle Entwicklungen und der Ist-Stand der aktuellen Infrastruktur im sportwissenschaftlichen Anwendungsfeld motorischer Tests mittels einer systematischen Recherche in führenden Repositoriendatenbanken analysiert.
2. Aktualisierte Referenzperzentile für die beiden Testaufgaben 20-m-Sprint und 6-Minuten-Lauf zu modellieren. Diese Normwerterstellung ermöglicht umfassende Analysen der Fähigkeiten Schnelligkeit und Ausdauer von Kindern und Jugendlichen.
3. Mit dem Fitnessbarometer ein Instrument zum Monitoring der motorischen Leistungsfähigkeit von Kindern am Beispiel von Daten aus Baden-Württemberg zu entwickeln. Durch das Verknüpfen der Ergebnisse vieler Einzeltestungen aus den Bildungseinrichtungen entsteht eine große Datenbasis, die Aussagen zur motorischen Leistungsfähigkeit ermöglicht.
a) Analysiert werden zum einen regionale, alters- und geschlechtsspezifische Unterschiede der motorischen Leistungsfähigkeit von 3-10-jährigen Kindern.
b) und zum anderen Zusammenhänge zwischen der motorischen Leistungsfähigkeit und dem Body-Mass-Index der Kinder.
Methodik
Die Analyse der Relevanz und Akzeptanz der eResearch-Infrastruktur MO|RE data erfolgt zweistufig. Die Umfrage unter Anwender*innen von Motoriktests aus verschiedenen Handlungsfeldern (wissenschaftliche Einrichtungen, Schulen, Kindergärten, Sportvereine) soll das Interesse der Teilnehmer*innen an einer Nutzung von MO|RE data sowie deren Open-Access-Bereitschaft erfassen. Zudem dient die systematische Suche in den Repositoriendatenbanken re3data, ROAR, OpenDOAR und DataCite dazu, Möglichkeiten von MO|RE data vor dem Hintergrund bestehender Infrastrukturen zu analysieren.
Im zweiten Schritt wird der Fitnessbarometer am Beispiel von Daten aus Baden-Württemberg vorgestellt. Datengrundlage bilden die gepoolten Ergebnisse von mehrheitlich kleineren Testungen aus Schulen, Kindergärten und Vereinen. Der gepoolte Datensatz umfasst Daten zur motorischen Leistungsfähigkeit und zum Body-Mass-Index von insgesamt 18.977 Kindern von drei bis zehn Jahren. Die Daten werden jeweils mit dem Deutschen Motorik-Test 6-18 bzw. dem KITT+ 3-10 erhoben (Bös, Schlenker, Büsch, Lämmle, Müller et al., 2009a). Die dafür notwendige Modellierung von Referenzperzentilen auf Rohwertbasis für die Testaufgaben 20-m-Sprint und 6-Min-Lauf findet mittels der LMS-Modellierung von Cole und Green (1992) statt. Um die gepoolten Daten zur motorischen Leistungsfähigkeit auf alters-, geschlechts- und regionsspezifische Unterschiede zu analysieren, werden t-Tests und einfaktorielle Varianzanalysen angewendet.
Ergebnisse
An der Open-Data-Befragung im sportwissenschaftlichen Anwendungsfeld motorischer Tests nahmen 143 der 589 kontaktierten Personen teil. Unter den wissenschaftlichen Datenhalter*innen war das Interesse an einer eigenen Nutzung von MO|RE data bei 92 % und unter Nichtdatenhalter*innen bei 46 % der Befragten vorhanden. Eine Open-Access-Bereitschaft eigener Daten sprachen 72 % der 116 Datenhalter*innen aus. Dabei gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen Anwender*innen aus wissenschaftlichen Einrichtungen und Anwender*innen aus den Handlungsfeldern Schule, Kindergarten und Verein (χ² [1] = 0,007, p = .,933, OR = 0,97, 95 %-KI = 0,42–2,21). Die Recherche in den Repositoriendatenbanken ergab, dass durch die Suche in den genannten Verzeichnissen keine vergleichbare Infrastruktur zu MO|RE data für das sportwissenschaftliche Anwendungsfeld motorischer Tests analysiert werden konnte.
Das Data-Pooling von 843 Einzeltestungen, die im Rahmen des Projekts Fitnessbarometer erhoben wurden, ermöglicht inhaltliche Aussagen über die motorische Leistungsfähigkeit der Kinder in Baden-Württemberg. Bei der Datenverknüpfung auf MO|RE data wurden für den Fitnessbarometer Ergebnisse von 18.977 Kindern aus Baden-Württemberg von drei bis zehn Jahren (≙ 3 % der Population) miteinbezogen. Die Testungen fanden in 8,6 % der Orte und Gemeinden in Baden-Württemberg statt. Insgesamt erreichten die Kinder bei der motorischen Leistungsfähigkeit (Summenscore) einen Perzentilwert von 56,5 %, 13,1 % der Kinder waren übergewichtig oder adipös.
Die Kinder in Baden-Württemberg erreichen im Vergleich zur deutschlandweiten Referenzstichprobe also ein durchschnittliches Leistungsniveau. Bei der Betrachtung des Geschlechts gab es weder beim Body-Mass-Index (χ² [4] = 16.59; p = .002; Cramers V = 0,03) noch bei den motorischen Leistungen (t = [15842] = 10.92, p < .001, d = 0,17) relevante Unterschiede und auch die Werte in den vier Regierungsbezirken sind vergleichbar: Body-Mass-Index: χ² [12] = 14.62, p = .263; Summenscore motorische Leistungsfähigkeit: Welch-Test: F [3,16] = 44,17, p < .001, ω2 = 0,01. Ein schwacher Zusammenhang zeigte sich zwischen dem Body-Mass-Index und dem Summenscore der motorischen Leistungsfähigkeit (F [4,16] = 179,91; p < .001; R2 = 0,04; d = 0,43). Die adipösen Kinder erreichten bei sieben der acht Testaufgaben des Deutschen Motorik-Tests 6-18 signifikant niedrigere Werte als die anderen BMI-Gruppen. Dies zeigte sich vor allem bei den Testaufgaben 6-Min-Lauf (ω2 = 0,10), Standweitsprung (ω2 = 0,05) und 20-m-Sprint (ω2 = 0,04). Kein Unterschied konnte hingegen bei der Testaufgabe Rumpfbeuge analysiert werden (ω2 = 0,00).
Diskussion und Ausblick
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen anhand einer Analyse von fast 20.000 Kindern aus Baden-Württemberg, welche Auswertungs- und Anwendungsmöglichkeiten durch ein Monitoring der motorischen Leistungsfähigkeit und einem anschließenden Data-Pooling der Einzeltestungen entstehen. Alters-, geschlechts- und regionsspezifische Unterschiede können im Hinblick auf den Body-Mass-Index, die motorische Leistungsfähigkeit sowie die Verknüpfung dieser beiden Aspekte analysiert werden.
Eine Voraussetzung für die hier durchgeführte Datenverknüpfung ist die öffentliche Verfügbarkeit von Daten sowie eine transparente Qualitätssicherung. Mit der eResearch-Infrastruktur MO|RE data werden diese Voraussetzungen erfüllt. Mittels Digital-Object-Identifier werden Datensätze zitierfähig zur Verfügung gestellt und durch ein innovatives Data-Pooling-Verfahren miteinander verknüpft. Die Umfrageergebnisse zur Relevanz und Akzeptanz einer eResearch-Infrastruktur lassen zukünftig auf eine rege Nutzung und Datenbereitstellung der Datenhalter*innen auf MO|RE data hoffen. Das große Potential von bereits erhobenen Daten zur motorischen Leistungsfähigkeit kann genutzt werden, um weitere Analysen zum Fitnesszustand von Kindern und auch Jugendlichen zu ermöglichen.
Ein langfristige Ziel ist es, einheitliche Teststandards in den Bildungseinrichtungen zu etablieren. Durch die damit gewährleistete Vergleichbarkeit der Daten können gesicherte Aussagen zum Fitness- und Gesundheitsstatus sowie zeitlich-periodischen Trends getroffen werden. Voraussetzung dafür ist der öffentliche und barrierefreie Zugang der erhobenen Daten auf Plattformen wie MO|RE data. Vergleichbar mit Schulleistungsuntersuchungen für den kognitiven Kompetenzbereich entstehen durch die einheitliche Datenerhebung sowie der Präsenz der Thematik in den Medien vielfältige Fördermöglichkeiten im Fitness- und Bewegungsbereich.
Abstract (englisch):
Background
Motor performance (MP) is a significant predictor for overall healthy development of children and adolescents (Albrecht, Tittlbach, Mewes, Woll & Bös, 2016c; Ortega, Ruiz, Castillo & Sjöström, 2008). A certain basic level of MP is considered essential for social, physical, and psychological health assessment across lifespan. Current warnings of the World Health Organization (WHO) about an increasing lack of physical activity among adolescents (Guthold, Stevens, Riley & Bull, 2020) reveal the need for promoting physical activity as one of the future primary tasks of politics and society.
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A scientific database is a prerequisite for the initiation and control of suitable measures, which can be achieved through the comprehensive monitoring of MP. There are already numerous studies on the MP of children and adolescents. However, there has been no comprehensive monitoring of MP in the educational institutions themselves, although all children can be reached, regardless of their social, cultural, or economic background. In the cognitive research area, this potential is already being realised through comprehensive international school performance studies. The results of these studies have led to a far-reaching restructuring in the education sector in the past. Individual institutions and stakeholders have recognized the potential of MP tests for the promotion of physical activity. They are also testing with the help of existing scientifically validated test batteries, such as the German Motor Test 6-18. Nonetheless, widespread implementation, as it exists for cognitive skills, is still far from being achieved.
However, there are already opportunities to link the large number of data already collected on the MP of children with the help of technical innovations in the field of data management and data provision. The prerequisite for this is the free and barrier-free availability of data and meta-information. In addition, it can promote collaborative and resource-saving work in the sense of open access. Besides, now the measures of urgently needed monitoring of children’s MP are technically possible.
The aim of this work is to contribute open data methods in the research field of MP testing as well as to present the fitness barometer as a monitoring instrument for children’s MP. The fitness barometer serves as a best-practice example for the data pooling method of the eResearch infrastructure MO|RE data presented in this paper. This method is one way to implement the open data idea in motor test research in sports science.
The following objectives are pursued:
1. Analysing the relevance and acceptance of the eResearch infrastructure MO|RE data for the research field of MP testing.
a) The interest of the research community in actively using an eResearch infrastructure such as MO|RE data will be assessed. A survey for test users from research institutions and educational establishments will be conducted.
b) In addition, current developments, and the current state of the infrastructure in the sports science with focus on MP tests are analysed by means of a systematic search in leading repository databases.
2. To offer updated percentiles as age and gender-specific reference for tests in the 20-meter sprint
and the 6-minute run to provide objective statements about the capabilities in endurance and speed of children and adolescents.
3. Developing the fitness barometer as a monitoring instrument for MP of children based on data from Baden-Württemberg. By pooling the results of individual tests from educational institutions, a large database is created. That enables statements to be made on MP. The following aspects are analysed:
a) Regional, age and gender-specific differences in MP of 3- to 10-year-old children
b) The relationship between MP and the body mass index of children.
Methods
Analysing the relevance and acceptance of eResearch infrastructure MO|RE data is carried out in two steps. First, the interest in using MO|RE data as well as the own disposition to access data will be assessed by asking members of scientific institutions and practical fields (schools, kindergartens, sports clubs) who collect MP data using an online survey. In addition, the systematic investigation in the repository databases re3data, ROAR, OpenDOAR and DataCite serves to analyse possibilities of MO|RE data of existing infrastructures.
In the second step, the fitness barometer is presented using data from Baden-Württemberg. Through the pooling of data, the various small samples from schools, kindergartens and sports clubs result in a great data basis. The dataset includes data on MP and body mass index for a total of 18,977 children aged three to ten years. The data are obtained with the German Motor Test 6-18 and the KITT+ 3-10 (Bös, Schlenker, Büsch, Lämmle, Müller et al., 2009a). The necessary modelling of reference percentiles on a raw value basis for the tasks 20-m-sprint and 6-min-run is carried out using the LMS modelling of Cole and Green (1992). To analyse the pooled MP data for age, gender and region-specific differences, t-testing and single analysis of variance are used.
Results
143 of 589 people contacted took part in the open data survey in the research field of MP testing. 92% of the scientific data holders were interested in using MO|RE data themselves, 46% of the non-data holders were interested. 72% of the 116 data holders stated that they were prepared to make their own data openly accessible. There was no significant difference between users from scientific institutions and users from schools, kindergartens, and sports clubs (χ²[1] = 0.007, p =.933, OR = 0.97, 95% KI = 0.42-2.21). No comparable infrastructure to MO|RE data could be analysed for the research field by searching the mentioned directories.
The data pooling of 843 individual tests, which were collected within the framework of the fitness barometer, enables content-related statements about the MP of children in Baden-Württemberg. When linking data to MO|RE data, results from 18,977 children from Baden-Württemberg aged three to ten years (≙ 3% of the population) were included for the fitness barometer. The tests took place in 8.6% of the towns and municipalities in Baden-Württemberg. Overall, the children achieved a percentile score of 56.5% in MP (sum score), 13.1% of the children were overweight or obese.
The children in Baden-Württemberg thus achieve an average level of performance compared to the reference sample for Germany. When considering gender, there were no relevant differences in either body mass index (χ²[4] = 16.59; p = .002; Cramer's V = 0.03) or MP (t = [15842] = 10.92, p < .001, d = 0.17), the scores in the four governmental districts were also comparable: body mass index: χ²[12] = 14.62, p = .263; MP sum score: Welch test: F [3,16] = 44.17, p < .001, ω2 = 0.01. There was a weak relationship between body mass index and the total MP score (F [4.16] = 179.91; p < .001; R2 = 0.04; d = 0.43). The obese children achieved significantly lower scores than the other BMI groups in seven out of eight test tasks of the German Motor Test 6-18. This was particularly evident in the test tasks 6-minute run (ω2 = 0.10), standing long jump (ω2 = 0.05) and 20-m sprint (ω2 = 0.04). However, no difference could be analysed in the stand-and-reach test (ω2 = 0.00).
Discussion
Based on an analysis of nearly 20,000 children from Baden-Württemberg, the results show which evaluation and application possibilities arise from a monitoring of MP and a subsequent data pooling of the individual tests. Age, gender, and regional differences can be analysed in terms of body mass index, MP, and the relationship between.
A prerequisite for the data pooling carried out here is the public availability of data as well as transparent quality assurance. The eResearch infrastructure MO|RE data fulfils these requirements. By means of digital object identifiers, data sets are made available in a citable form and linked to each other by means of an innovative data pooling procedure. The results of the survey on the relevance and acceptance of an eResearch infrastructure give reason to hope for future active use and provision of data holders on MO|RE data. The great potential of already collected data on MP can be used to enable further analyses of the fitness of children and adolescents. A long-term goal is to establish uniform testing standards in educational institutions. The comparability of the data thus ensured allows reliable statements on fitness and health status as well as on trends over time. The prerequisite for this is public and barrier-free access to the collected data on platforms such as MO|RE data. Comparable to school performance tests for the cognitive competence area, the uniform data collection as well as the presence of the topic in the media create a variety of promotion possibilities for physical activity and fitness interventions.
