Efeito agudo de pausas ativas na fluência aritimética e variabilidade da frequência cardíaca de escolares: associações entre funções executivas, problemas matemáticos e batimentos do coração

dc.contributor.advisor-co1MONTERO, Carlos Sebastian Cristi
dc.contributor.advisor1TORRES NETO, João Bento
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7874863858825807
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-9155-9445
dc.contributor.memberTORRES NETO, João Bento
dc.contributor.memberMONTERO, Carlos Sebastian Cristi
dc.contributor.memberSILVA, Danilo Rodrigues Pereira da
dc.contributor.memberBRAND, Caroline
dc.contributor.memberSILVA, Marcos Guilherme Moura
dc.contributor.memberGONÇALVES, Tadeu Oliver
dc.creatorSANTOS, Mizael Carvalho de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5122923081808173
dc.creator.ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-1805-3317
dc.date.accessioned2026-09-08T11:56:15Z
dc.date.available2026-09-08T11:56:15Z
dc.date.issued2025-04-24
dc.description.abstractIntroduction: Academic performance in mathematics and reading is closely linked to the development of executive functions, mental health, and physical condition in children and adolescents. In contexts of social vulnerability, the integration of cognition, autonomic regulation, and physical activity emerges as a promising strategy to strengthen students' brain, human, and social capital. The literature indicates that active breaks can foster cognitive and physiological improvements without compromising instructional time, and that heart rate variability (HRV) is a key marker of autonomic and emotional health. Objective: This thesis, structured as a multipaper format comprising three complementary studies, aimed to investigate how executive functions, physical activity (through active breaks), and autonomic regulation influence performance in mathematics and reading, with an emphasis on strengthening the brain capital of children and adolescents in educational settings. Method: We recruited a total of 71 participants of both sexes, aged between 9 and 13 years, from a public elementary school in Belém, Pará, Brazil. Participants were compared on standardized academic (arithmetic fluency, reading comprehension, and word problem-solving), neuropsychological (inhibitory control and working memory), physiological (HRV), and physical (HIIT and stretching) performance measures, with statistical control for influencing variables. The included articles feature primary data analysis from a crossover, within-subject, pre- and post-test design that followed CONSORT guidelines for randomized controlled trials, as well as a compilation of secondary data from a literature review. Results: The first study, with a cross-sectional design, examined whether arithmetic fluency and reading comprehension mediate the relationship between executive functions (working memory and inhibitory control) and performance in mathematical word problems, considering potential sex differences. It highlighted the cognitive pathways involved in solving problems that combine reading and calculation. The second study, a state of-the-art literature review, provided a comprehensive overview of school-based active breaks, reporting positive effects on mathematics and reading performance, particularly through the enhancement of executive functions. The third study, a quasi-experimental within-subject pre post design, investigated the acute effects of High-Intensity Interval Training (HIIT) and static stretching on HRV and arithmetic fluency. It demonstrated that HIIT led to superior outcomes in both physiological and mathematical performance, benefiting both boys and girls. The results suggest that integrated school-based interventions involving cognition, physical activity, and self-regulation can promote significant gains in mathematical learning and autonomic regulation in children and adolescents. This thesis offers empirical and theoretical evidence to support the development of public policies and the redesign of school curricula that recognize the foundational role of basic education in building brain, human, and social capital—and in fostering more resilient individuals, especially in contexts marked by social vulnerability and educational inequalities.
dc.description.resumoIntrodução: O desempenho escolar em matemática e leitura está intrinsecamente ligado ao desenvolvimento de funções executivas, à saúde mental e à condição física de crianças e adolescentes. Em um cenário de vulnerabilidade social, a integração entre cognição, regulação autonômica e atividade física mostra-se promissora para fortalecer o capital cerebral, humano e social dos estudantes. A literatura aponta que pausas ativas podem promover melhorias cognitivas e fisiológicos sem comprometer o tempo de aula, e que a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) é um importante marcador da saúde autonômica e emocional. Objetivo: Esta tese, estruturada no formato multipaper com três artigos que se complementam, teve como objetivo geral investigar como as funções executivas, a atividade física (pausas fisicamente ativas) e a regulação autonômica influenciam o desempenho em matemática e leitura, com foco no fortalecimento do capital cerebral de crianças e adolescentes em contextos educacionais. Método: Para tanto, recrutamos um total de 71 participantes de ambos os sexos, com idades entre 9 e 13 anos, de uma escola pública Estadual de Ensino Fundamental em Belém, Pará, Brasil, que foram comparados em relação às medidas de desempenhos em testes acadêmicos (fluência aritmética, compreensão de leitura e problemas matemáticos de palavras), neuropsicológicos (controle inibitório e memória de trabalho), fisiológicos (VFC) e físicos (HIIT e Alongamento) padronizados, com devido controle estatístico de variáveis influenciadoras. Os artigos incluídos contêm análise de dados primários de um estudo cruzado, dentro do sujeito, pré e pós-avaliação que seguiu as diretrizes do CONSORT para ensaios clínicos randomizados controlados, bem como, compilação de dados secundários de revisão da literatura. Resultados: O primeiro artigo, de caráter transversal, analisou se a fluência aritmética e compreensão de leitura medeiam a relação entre funções executivas (memória de trabalho e controle inibitório) e o desempenho em problemas matemáticos de palavras, considerando possíveis diferenças de sexo, mostrando os caminhos cognitivos envolvidos na resolução de problemas envolvendo leitura e cálculo. O segundo artigo, considerado estado da arte, apresentou uma revisão abrangente da literatura sobre pausas fisicamente ativas no ambiente escolar, apontando efeitos positivos no desempenho em matemática e leitura, especialmente por meio da melhora das funções executivas. O terceiro artigo, de caráter quase-experimental pré e pós-teste intrassujeito, investigou os efeitos agudos do Treinamento Intervalado de Alta Intensidade (HIIT) e do alongamento estático sobre a VFC e fluência aritmética, demonstrando que o HIIT mostrou melhores resultados tanto fisiológicos quanto em matemática, beneficiando meninos e meninas. Os resultados direcionam para a compreensão de que intervenções escolares integradas, envolvendo cognição, atividade física e autorregulação, podem promover ganhos significativos no aprendizado matemático e na regulação autonômica de crianças e adolescentes. A presente tese contribui com evidências empíricas e teóricas para a formulação de políticas públicas e reformulação de currículos educacionais que valorizem o papel da escola básica na formação de capital cerebral, humano e social e de sujeitos mais resilientes, especialmente em contextos de vulnerabilidade social e desigualdades educacionais.
dc.identifier.citationSANTOS, Mizael Carvalho de. Efeito agúdo de pausas ativas na fluência aritimética e variabilidade da frequência cardíaca de escolares: associações entre funções executivas, problemas matemáticos e batimentos do coração. Orientador: João Bento Torres Neto. 2025. 119 f. Tese (Doutorado em Educação em Ciências e Matemática) - Instituto de Educação Matemática e Científica, Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18619. Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18619
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Educação Matemática e Científicapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemáticapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source1 CD-ROMpt_BR
dc.subjectCapital cerebral
dc.subjectDesempenho matemático
dc.subjectFunção executiva
dc.subjectVariabilidade da frequência cardíaca
dc.subjectPausas ativas
dc.subject.areadeconcentracaoEDUCAÇÃO MATEMÁTICA
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS HUMANAS::EDUCACAO
dc.subject.linhadepesquisaMENTE, CÉREBRO E EDUCAÇÃO
dc.titleEfeito agudo de pausas ativas na fluência aritimética e variabilidade da frequência cardíaca de escolares: associações entre funções executivas, problemas matemáticos e batimentos do coração
dc.typeTesept_BR

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