Physical Activity-Related Health Competence: From the Development of a Multidimensional Assessment Instrument to Population-Specific Model Results

Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
Issue Year
Carl, Johannes

In Germany, even though the health aspect was still been doubted as an integral element of sport science in Germany until the early 1990s (see, for example, the instrumentalization debate), questions related to health have gained increasing importance and popularity in recent decades. On a global level, health-related physical activity promotion can be divided into individual approaches, on the one hand, and environmental-structural approaches, on the other. The physical activity-related health competence (PAHCO) model, which is identifiable as an individual approach, assumes that people require three central sub-competences to lead a healthy, physically active lifestyle: movement competence, control competence, and self-regulation competence. These sub-competences are, in turn, the result of the coupling of basic elements. Manuscript A, which constitutes the first conceptual study of its kind on the international level, focused on elaborating the theoretical link between the sub-competence level and the level of basic elements by describing how the integration of skills, knowledge, and attitudes may vary across situations and individuals. In this context, a theoretical article from the educational-vocational sciences served as a blueprint to introduce the ideas of low-road, high-road, and transformative integration (Baartman & DeBruijn, 2011). The integrative ideas were also used to highlight the interlocking of exercise, learning, and experiencing necessary for interventions. We further located PAHCO at the interface between health literacy (Sørensen et al., 2012) and physical literacy (Edwards et al., 2017) research and integrated it into the more comprehensive capability approach (Ruger, 2010; Sen, 2005). Subsequently, theory of science considerations stressed that the PAHCO model contains important interdisciplinary ideas and, thus, merits the status of a “middle-range theory” (Merton, 1968; Willimczik, 2001) of comparably broad application scope. This characteristic, in turn, allows researchers to set up a research program across different populations. According to Herrmann (1976, 1994), such a research program can be classified as quasi-paradigmatic. Owing to beneficial conditions at the chair Physical Activity and Health of the Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg, this doctoral dissertation was able to realize such a research program through (a) the development of a multidimensional assessment instrument for PAHCO and (b) the accumulation of population-specific model results. Building on a published three-factor measurement model for PAHCO (Sudeck & Pfeifer, 2016), the author of this doctoral thesis performed a stepwise extension of measurement models in four different populations. Manuscript B reports the findings of a five-factor measurement model applied to a sample of 341 rehabilitants with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and of an eight-factor measurement model applied to a sample of 745 apprentices in nursing care and automotive mechatronics. More specifically, this study presents results regarding reliability, factorial validity, discriminant validity, and criterion validity. Using data from 475 individuals with multiple sclerosis and 502 teaching students in a program for a basic qualification certificate in physical education, Manuscript C cross-validates and extends these model variants to a ten-factor measurement solution. Second-order analysis and multidimensional scaling techniques demonstrated that the ten specified factors can be statistically bundled into three theory-conform second-order factors (movement competence, control competence, and self-regulation competence). Although the analyses comprised a total of 2,063 participants, cross-validations and more representative samples are required to put the assessment instrument on a stronger empirical footing. Nevertheless, the validations justify the use of the instrument with the included samples. Manuscript D examines the relevance of the three PAHCO sub-competences in 475 persons with multiple sclerosis. The path analyses in the multivariate case indicated that only self-regulation competence was significantly associated with the self-reported amount of physical activity, whereas movement competence (which was closely linked to disease severity) and control competence were not. However, control competence has shown an independent, theory-confirm relationship with individuals’ subjective health, going beyond the mere volume of physical activity. Manuscript E explores the usual physical activity behavior of apprentices in automotive mechatronics and nursing care as a first step. The accelerometer study with 55 apprentices from both sectors recorded considerable values, suggesting that mere volume is not an issue in this target group. In line with this result, an analysis of the 745 apprentices demonstrated in the second step that the physical activity volume was not correlated with an individual’s work ability and health. However, the PAHCO indicators as person-related resources in dealing with physical activities were consistently related to the two outcomes. Finally, Manuscript F investigates the predictive quality of the five PAHCO indicators (measured at the end of an inpatient rehabilitation stay) for the physical activity behavior and quality of life of rehabilitants with COPD six weeks and six months after pulmonary rehabilitation. The longitudinal accelerometer study with 327 participants underlined the considerable diagnostic power of a six-minutes walking test, which is often used as a standard measure in pulmonary rehabilitation. Furthermore, the five PAHCO indicators only provided inconsistent evidence with respect to the additional explanatory power of the two outcome variables beyond the six-minutes walking test. In summary, the three analyses yielded important findings for the specific populations of persons with multiple sclerosis, apprentices in nursing care and automotive mechatronics as well as individuals with COPD. Future studies could apply different analytical approaches to gain further insights. For instance, it could be worth dissolving the multivariate strategy, in which PAHCO indicators are simultaneously regressed on important outcome variables by applying moderating or mediating effects instead. Furthermore, analyses between populations could be performed through secondary data use and data-set merging. The dissertation concludes with general perspectives and challenges related to PAHCO. For instance, it would be worth promoting discussions on potential PAHCO applications for the physical education context. It is argued that sport-pedagogical arguments could complement the health science perspective to underpin schools as relevant settings of application. Furthermore, the theoretical and empirical results accumulated so far should be increasingly transferred into interventional endeavors, including the development of intervention components, their implementation into practice, and their subsequent evaluation. It would also be essential from a theoretical perspective to map out the relevance of the environment and structure within the PAHCO model as its role has not yet been sufficiently elaborated. Therefore, the final section of this doctoral dissertation suggests six different positions regarding how researchers dealing with competences for physically active lifestyles could design the competence-environment relationship within their models. In any case, tackling any of these challenges would further nourish the quasi-paradigmatic research program on PAHCO initiated by this cumulative doctoral thesis.


Auch wenn der Gesundheitszugang in den 1990er Jahren noch als integraler Bestandteil der Sportwissenschaft in Deutschland in Frage gestellt wurde (siehe z.B. Instrumentalisierungsdebatte), haben gesundheitsbezogene Fragestellungen in den vergangenen Jahrzehnten zunehmend an Bedeutung und Popularität gewonnen. Die gesundheitsorientierte Bewegungsförderung lässt sich global in individuumsbezogene Ansätze einerseits und strukturell-umweltbezogene Ansätze andererseits unterteilen. Das Modell der bewegungsbezogenen Gesundheitskompetenz (BGK / PAHCO) geht als ein individuumsbezogener Ansatz davon aus, dass Personen drei zentrale Subkompetenzen benötigen, damit sie einen gesundheitsorientierten, aktiven Lebensstil führen können: Bewegungskompetenz, Steuerungskompetenz und Selbstregulationskompetenz. Diese drei Subkompetenzen ergeben sich wiederum aus der Kopplung sogenannter Basiselemente. Manuskript A arbeitete als erster rein konzeptioneller BGK-Artikel auf internationaler Ebene den theoretischen Link zwischen der Ebene der Subkompetenzen und der Ebene der Basiselemente heraus, indem es die personen- und situationsabhängige Integration von Fertigkeiten, Wissen und Einstellungen beschreibt. Ein Artikel aus dem bildungs- und arbeitswissenschaftlichen Bereich diente dabei als theoretischer Unterbau für die Differenzierung in eine low-road-, high-road- und transformative Integration (Baartman & DeBruijn, 2011). Die integrativen Ideen wurden zudem dazu genutzt, die für Interventionen notwendige Verzahnung von Üben, Lernen und Erleben zu begründen. Darüber hinaus wurde eine konzeptionelle Einordnung von BGK vorgenommen, indem das Konstrukt an die Schnittstelle der Forschungsbereiche Allgemeine Gesundheitskompetenz (Health Literacy (Sørensen et al., 2012) und „Physical Literacy“ (Edwards et al., 2017) verortet wurde und die mögliche Rolle innerhalb des noch umfassenderen „Capability-Ansatzes“ erörtert wurde (Ruger, 2010; Sen, 2005). Aus einer wissenschaftstheoretischen Perspektive wurde im Anschluss argumentiert, dass das BGK-Modell interdisziplinäre Ideen enthält und nicht zuletzt wegen seines vergleichsweise breiten Anwendungsbereichs den Status einer „Theorie mittlerer Reichweite“ (Merton, 1968; Willimczik, 2001) einnehmen kann. Dies ermöglicht es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wiederum, ein Forschungsprogramm über verschiedene Bevölkerungsgruppen zu verfolgen. Den wissenschaftstheoretischen Ausführungen von Herrmann (1976, 1994) zufolge kann ein solches Vorhaben als ein quasi-paradigmatisches Forschungsprogramm klassifiziert werden. Aufgrund förderlicher Bedingungen am Lehrstuhl für Bewegung und Gesundheit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg war es im Rahmen dieser kumulativ angelegten Dissertation möglich, ein solches Forschungsprogramm durch (a) die Entwicklung eines multidimensionalen Instruments zur Erhebung von BGK und (b) der Akkumulation populationsspezifischer Modellergebnisse zu realisieren. Aufbauend auf einem publizierten Drei-Faktoren-Messmodell zu BGK (Sudeck & Pfeifer, 2016) führte der Verfasser dieser Doktorarbeit eine schrittweise Erweiterung von Messmodellen mittels vier verschiedener Populationen durch. Manuskript B berichtete die Validierungsergebnisse eines Fünf-Faktoren-Messmodells bei 341 Rehabilitanden (chronisch obstruktive Lungenerkrankung, COPD) sowie eines Acht-Faktoren-Messmodells bei 745 Auszubildenden aus den Bereichen Pflege und Automobilindustrie. Die Studie präsentierte dabei Ergebnisse zur Reliabilität, faktoriellen Validität, diskriminanten Validität und Kriteriumsvalidität der Messmodelle. Die Daten von 475 Personen mit Multipler Sklerose sowie von 502 Lehramtsstudierenden der Basisqualifikation Sport wurden schließlich dafür herangezogen, in Manuskript C die getesteten Modellvarianten zu kreuzvalidieren und diese zu einem Zehn-Faktoren-Messmodell zu erweitern. Second-Order-Analysen sowie Methoden der mehrdimensionalen Skalierung zeigten, dass die zehn Faktoren statistisch zu drei theoriekonformen Faktoren zweiter Ordnung (Bewegungs-, Steuerungs- und Selbstregulierungskompetenz) gebündelt werden können. Trotz der umfassenden Analysen mit insgesamt 2063 Teilnehmern sind zukünftig weitere Kreuzvalidierungen und Stichproben mit einem repräsentativeren Charakter erforderlich, um das BGK-Erhebungsinstrument empirisch weiter zu untermauen. Die Validierungsergebnisse gaben dennoch Anlass dazu, die bisherigen Messmodelle im Kontext der untersuchten Stichproben weiterführend einzusetzen. Manuskript D untersuchte die Rolle der drei BGK-Subkompetenzen bei 475 Personen mit Multipler Sklerose. Die Pfadanalysen zeigten im multivariaten Fall, dass nur die Selbstregulationskompetenz signifikant mit dem selbstberichteten Volumen körperlicher Aktivität assoziiert war, jedoch nicht die Steuerungskompetenz und die (stark mit der Krankheitsschwere einhergehende) Bewegungskompetenz. Die Steuerungskompetenz wies jedoch eine unabhängige, über das bloße Ausmaß der körperlichen Aktivität hinausgehende Beziehung zur subjektiven Gesundheit auf. Manuskript E untersuchte in einem ersten explorativen Schritt das typische Bewegungsverhalten von Auszubildenden in den Bereichen Kfz-Mechatronik und Krankenpflege. Die Akzelerometerstudie mit 55 Auszubildenden konnte ein bemerkenswertes Aktivitätsniveau für beide Berufssektoren aufzeigen, was im Hinblick auf die Bewegungsförderung bei diesen Zielgruppen gegen eine Fokussierung auf die reine Steigerung des Bewegungsvolums spricht. Im Einklang mit diesem Ergebnis zeigte eine Analyse von 745 Auszubildenden im zweiten Schritt, dass das reine Bewegungsvolumen nicht mit der Arbeitsfähigkeit und Gesundheit korrelierte. Die BGK-Indikatoren (interpretierbar als Ressourcen im Umgang mit körperlicher Aktivität) standen hingegen konsistent mit den beiden Ergebnisvariablen in Beziehung. Manuskript F ermittelte schließlich die prognostische Relevanz der fünf validierten BGK-Indikatoren (erfasst am Ende eines stationären Rehabilitationsaufenthaltes) hinsichtlich des Bewegungsverhaltens und der Lebensqualität bei COPD-Rehabilitanden sechs Wochen sowie sechs Monate nach Beendigung der pneumologischen Rehabilitation. Insgesamt unterstrich die längsschnittlich angelegte Akzelerometerstudie mit 327 Teilnehmenden die diagnostische Aussagekraft des sechsminütigen Gehtests, welcher in der pneumologischen Rehabilitation oftmals als Standardverfahren eingesetzt wird. Die fünf fragebogenbasierten BGK-Indikatoren lieferten hingegen nur schwache Belege im Hinblick auf eine über den Sechsminuten-Gehtest hinausgehende Erklärungskraft für die beiden Ergebnisvariablen. Insgesamt brachten die Analysen wichtige Erkenntnisse für Personen mit Multipler Sklerose, Auszubildende in den Bereichen Pflege und KFZ-Mechatronik sowie Rehabilitanden mit COPD hervor. Zukünftige Studien könnten anderweitige Analyseansätze nutzen und damit bisherige Erkenntnisse ausbauen. So könnte es beispielsweise lohnenswert erscheinen, die dem BGK-Modell naheliegende multivariate Analysestrategie aufzulösen, bei welcher Modellindikatoren gleichzeitig auf zentrale Ergebnisvariablen regressiert werden, und stattdessen moderierende oder mediierende Effekte zu untersuchen. Alternativ könnten mittels Nutzung von Sekundärdaten und der standortübergreifenden Zusammenführung von Datensätzen populationsvergleichende Analysen durchgeführt werden. Die Dissertation schließt mit allgemeineren Perspektiven und Herausforderungen für das Forschungsfeld BGK ab. Beispielsweise wäre es sinnvoll, vermehrt Anwendungen im Setting Schulsport zu diskutieren. Es wird argumentiert, dass stärker sportpädagogisch orientierte Legitimations-versuche die bisher dominierenden gesundheitswissenschaftlichen Zugänge auf adäquate Weise ergänzen könnten. Zudem sollten die bisherigen Ergebnisse auf der theoretischen und empirischen Ebene zunehmend in Interventionen überführt werden, was im Optimalfall die Entwicklung von Interventionskomponenten, deren praktische Umsetzung und anschließende Evaluation einschließt. Aus theoretischer Sicht wäre es im Kontext des BGK-Modells gewinnbringend, verstärkt die Rolle von Struktur- und Umweltfaktoren zu erörtern. Dies erfolgte bislang nur in unzureichender Weise. Daher werden im letzten Abschnitt dieser Dissertation sechs Positionen beschrieben, wie Forschende die Kompetenz-Umwelt-Beziehung in theoretischen Modellen (zu Kompetenzen für einen körperlich aktiven Lebensstil) konzeptionell ausgestalten könnten. In jedem Fall birgt die Auseinandersetzung mit einer der genannten Herausforderungen das Potenzial, das im Rahmen dieser kumulativen Doktorarbeit initiierte, quasi-paradigmatische Forschungsprogramm zum Thema BGK weiter zu führen.

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