王家君
(汕頭大學(xué)體育部,廣東 汕頭 515063)
高等學(xué)校學(xué)生是國家和未來社會的高級人才,其體質(zhì)的強弱,將直接影響未來社會人才的綜合素質(zhì)及民族的振興和國家的富強。隨著人們生活水平的提高,越來越多的人開始重視健身。然而作為中國社會發(fā)展的中堅力量,大學(xué)生身體健康水平多年來呈下降趨勢[1]。中國大學(xué)生的身體健康水平明顯落后于其他國家[2]。大學(xué)生身體素質(zhì)的下降已成為影響國家發(fā)展和繁榮的重要問題,因此教育部等部門已出臺了多項規(guī)定,督促各級政府及學(xué)校要提高學(xué)生的身體健康素質(zhì)。但是,重要的是能否找到一種方法適合大學(xué)生,學(xué)生可根據(jù)該方法針對性地提高身體素質(zhì)。這就需要學(xué)校和老師根據(jù)實際情況,提出相應(yīng)的對策來解決[3]。
然而我國對學(xué)生的體質(zhì)健康的研究處于剛剛起步的階段,大多停留在根據(jù)既成的結(jié)果,進(jìn)行反向推論的層面。國外眾多學(xué)者對于學(xué)生體質(zhì)的探究側(cè)重實證層面的研究,而從理論層面展開的研究不多,大多研究對象都會選用一定規(guī)模的學(xué)生體質(zhì)調(diào)研資料[3]。
綜上所述,當(dāng)務(wù)之急是如何提高大學(xué)生的身體健康水平,現(xiàn)有的國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)忽略了不同類型學(xué)生之間的差異,不能很好地反映出學(xué)生的身體健康水平。因此本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上,采用多種研究方法對汕頭大學(xué)本科生體質(zhì)健康測試成績進(jìn)行統(tǒng)計與分析,學(xué)生樣本分布如圖1所示,得出理工科學(xué)生與文科學(xué)生的差異,并對體測項目之間進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明,這有助于學(xué)生了解自身體質(zhì)健康狀況,合理選修體育課程,增強體質(zhì)狀況,改善自身身體健康,具有現(xiàn)實意義[4]。同時,改進(jìn)后的有關(guān)大學(xué)生體測模型可為高校的廣大師生所借鑒,有助于提高大學(xué)生的身體素質(zhì)。
圖1 各學(xué)科學(xué)生樣本數(shù)量分布圖
(一)理工科學(xué)生與文科學(xué)生體質(zhì)健康測試成績概括分析
下面給出理工科男生和文科男生、理工科女生和文科女生的描述性統(tǒng)計量表,如表1、表2 所示,以及最后測試成績概括如圖2 所示。成績分析是通過軟件SPSS 和Matlab 共同完成的。
從表1、表2 及圖2 可以看出,對于理工科類學(xué)生,不管是男生或者女生,體質(zhì)健康測試成績的及格率都比文科類學(xué)生高,并且平均成績也比文科類學(xué)生分?jǐn)?shù)要高。但在體質(zhì)健康測試中,無論是理工科類還是文科類,絕大部分學(xué)生都是僅處于及格的層次,良好人數(shù)所占比例非常低,優(yōu)秀人數(shù)更是少之又少。由表3 可以看出,汕頭大學(xué)學(xué)生體測的成績及格率、優(yōu)秀率和良好率比廣東大學(xué)生體質(zhì)健康測試成績低,這也反映出汕頭大學(xué)學(xué)生的體質(zhì)健康狀況處于急需加強的狀態(tài),這同時也是當(dāng)前大學(xué)生面臨的問題之一,體質(zhì)健康狀況不斷下降,不能很好地把學(xué)業(yè)和體質(zhì)健康兼顧好。
(二)體測實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析基本理論
表1 理工科男生和文科男生各個體測數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計量
表2 理工科女生和文科女生各個體測數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計量
圖2 各個類型的學(xué)生成績對比圖
表3-1 2018 年廣東大學(xué)生體測成績統(tǒng)計(%)
表3-2 汕頭大學(xué)學(xué)生體測成績統(tǒng)計(%)
本文主要運用統(tǒng)計分析中的方差分析、回歸分析和非線性分析等方法,下面列出各個方法在本文研究中的作用。
方差分析是分析試驗(或觀測)數(shù)據(jù)的一種統(tǒng)計方法。在研究中,經(jīng)常要分析各種因素之間的交互作用對研究對象某些指標(biāo)值的影響[5]。在本文中,利用方差分析來研究不同類型學(xué)生之間有沒有顯著性差異與各個體測項目之間有無顯著性差異。
回歸分析(regression analysis)是確定兩組或兩組以上變量間關(guān)系的統(tǒng)計方法[6]?;貧w分析按照變量的數(shù)量分為一元回歸和多元回歸。本文在通常的回歸模型顯著性檢驗方法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究和探討,利用誤差平方和除以自由度對變異平方和除以自由度進(jìn)行F 檢驗,從而更好地探討體測項目之間有無相關(guān)性。
非線性分析是指自變量與因變量之間不成線性關(guān)系,而是成曲線或拋物線關(guān)系或不成為定量。非線性關(guān)系是相互作用,而正是這種相互作用,使得整體不再是簡單地等于部分之和,而是可能出現(xiàn)不同于線性疊加的增益或虧損。因此,在本文研究中,利用此分析可以探討多個體測項目之間的關(guān)系。
本文首先對數(shù)據(jù)中的文理科學(xué)生的體測平均成績進(jìn)行了單因素一元方差分析(one-way ANOVA),得出理工科學(xué)生和文科學(xué)生的顯著性差異,接著分別與體測項目進(jìn)行研究,研究兩者之間的相關(guān)性。
1.理工科學(xué)生和文科學(xué)生與平均成績的方差分析。通過SPSS 對理工科學(xué)生和文科學(xué)生的體質(zhì)健康測試平均成績進(jìn)行方差齊性檢驗[7],顯著性(P 值)均大于0.05,所以可以使用單因素方差分析[8],如圖3 所示。這里α=0.05,假設(shè)理工科學(xué)生和文科學(xué)生與平均成績無顯著差異。
圖3 理工科學(xué)生與文科學(xué)生顯著性對比
由理工科男生和文科男生與平均成績方差分析表中得到顯著性(P 值)大于0.05,即可以表示0 假設(shè)成立,樣本之間的平均成績不存在顯著性差異。理工科女生和文科女生與平均成績方差分析表中得到顯著性(P 值)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.05,即可以拒絕0 假設(shè),說明樣本之間的平均成績存在顯著性差異。
2.理工科學(xué)生和文科學(xué)生與體測項目的方差分析。身體的對稱性和營養(yǎng)狀況可以通過體型來體現(xiàn),這也反映了學(xué)生的生長發(fā)育水平。體重指數(shù)(BMI)是用體重(千克)除以身高(米)的平方來測量的,這是國際上常用的脂肪水平和健康狀況的測量標(biāo)準(zhǔn)[9]。立定跳遠(yuǎn)主要檢測測試者的彈跳能力與爆發(fā)力,五十米跑主要檢測測試者的反應(yīng)能力、速度素質(zhì)與爆發(fā)力[10]。男子一千米跑、女子八百米跑主要測試學(xué)生的耐力素質(zhì),引體向上主要運用上肢力量與握力,克服自身重力牽拉身體向上完成一個動作[11]。引體向上也是檢測肌肉耐力水平的一個代表性項目。仰臥起坐主要運用人體腰腹和背部肌肉來完成動作,有助于鍛煉核心力量,也是反映腰腹肌肉耐力的一項運動[12]。通過對理工科學(xué)生和文科學(xué)生與體測中各個項目的方差分析,進(jìn)一步得出兩者之間的差異。如圖4 所示。
圖4-1 理工科男生和文科男生與體測項目的顯著性對比
圖4-2 理工科女生和文科女生與體測項目的顯著性對比
通過SPSS 對理工科學(xué)生和文科學(xué)生與體測各項目進(jìn)行方差齊性檢驗,顯著性(P 值)均大于0.05,所以可以使用單因素方差分析。在方差分析中,理工科男生和文科男生在身高、體重、肺活量和坐位體前屈等體測項目中的顯著性(P 值)均大于0.05,表示0 假設(shè)成立,樣本之間不存在顯著性差異,而在其余體測項目中,立定跳遠(yuǎn)、引體向上、五十米跑和一千米跑的顯著性(P 值)均小于0.05,表示拒絕0 假設(shè),樣本之間存在顯著性差異。
在理工科女生和文科女生與體測項目的方差分析中,理工科女生和文科女生在身高、體重、肺活量、坐位體前屈、仰臥起坐等體測項目中的顯著性(P 值)均大于0.05,表示0 假設(shè)成立,樣本之間不存在顯著性差異;剩下的體測項目,如立定跳遠(yuǎn)、五十米跑和八百米跑的顯著性(P 值)均小于0.05,表示拒絕0 假設(shè),樣本之間存在顯著性差異。
由以上結(jié)果可得理工科男生在立定跳遠(yuǎn)、引體向上、五十米跑和一千米跑等體測項目中成績明顯優(yōu)于文科男生,這反映出理工科男生身體素質(zhì)比文科男生更好。理工科女生在立定跳遠(yuǎn)、仰臥起坐、五十米跑和八百米跑等體測項目中成績明顯也優(yōu)于文科女生,這也反映出理工科女生身體素質(zhì)比文科女生略好??傮w而言,理工科學(xué)生的身體素質(zhì)比文科學(xué)生的好。
因此,學(xué)生可以根據(jù)專業(yè)、性別找到自身所處類別的標(biāo)準(zhǔn),得到自己想要的結(jié)果,也可以清楚地知道自身還有哪些方面需要提升,通過咨詢專業(yè)人士或者老師,聽取相應(yīng)的建議并采取措施,即可改善不足之處。接著,就可以進(jìn)行后續(xù)相關(guān)性分析。
前文得出理工科學(xué)生與文科學(xué)生差異所在,但僅這些是不夠的,還要用統(tǒng)計分析基本理論來研究體測項目之間的關(guān)系。
接下來將研究大學(xué)生體質(zhì)健康測試回歸及非線性相關(guān)分析。應(yīng)用前文提及的改進(jìn)后的回歸分析理論及非線性相關(guān)理論,更能反映出學(xué)生的實際情況。
(一)大學(xué)生體質(zhì)健康測試回歸分析
1.身高和體重一元回歸分析?;谇拔乃龅幕貧w分析理論,現(xiàn)在給出一元回歸模型公式,如x 表示身高,y 表示體重,分別給出男女生身高體重數(shù)據(jù)圖,再調(diào)用Matlab 中的工具箱對身高體重做一元回歸分析,其中,身高是自變量,體重是因變量,擬合效果圖如圖5 所示。
由圖可知,身高和體重呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢,也就是說身高越高,體重也對應(yīng)一定的范圍,并且對其進(jìn)行顯著性檢驗,測量誤差較小,即檢驗效果顯著。
圖5-1 男生身高體重擬合圖
圖5-2 女生身高體重擬合圖
建立身高體重一元回歸分析,有助于學(xué)生們更好了解它們之間的關(guān)系,所以學(xué)生應(yīng)注意自己的身高對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體重。為了身體的健康著想,應(yīng)維持正常的體重,盡量使體重不要超過這個正常值10%或低于正常值10%,在這個范圍內(nèi)上下浮動才可以。與身高相比,體重相對較低時,應(yīng)該通過持續(xù)增加食量,從而提高對熱量的攝入。通過汲取均衡的營養(yǎng)逐漸增加體重也顯得非常重要。
2.身高、體重和肺活量的二元回歸分析。理論上,肺活量與身高理論計算公式及肺活量體重指數(shù)公式分別為:
但這個計算公式計算出的只是理論上的肺活量,個人平時的運動鍛煉、營養(yǎng)、健康狀況等因素會影響肺活量的水平。肺活量與體重、胸圍等因素密切相關(guān)。肺活量體重指數(shù)是反映人體呼吸功能的一項重要指標(biāo),在有氧運動運動員的選才和學(xué)生體質(zhì)評測中起到一定的參考價值。
基于前文的多元線性回歸理論,用x 和y 表示身高和體重,z 表示肺活量,給出男女生身高、體重和肺活量數(shù)據(jù)點圖,再調(diào)用Matlab 中的工具箱對身高、體重和肺活量做二元回歸,其中身高和體重為自變量,肺活量為因變量,擬合效果圖如圖6 所示。
圖6-1 男生身高、體重和肺活量的擬合圖
圖6-2 女生身高、體重和肺活量的擬合圖
由圖可知,身高和體重以及肺活量也呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢,當(dāng)然,隨著年齡的增長,肺活量也會下降。對回歸分析進(jìn)行顯著性檢驗,檢驗效果顯著,即測量誤差較小。
建立身高、體重和肺活量模型有助于學(xué)生重視、了解身體機能是體質(zhì)健康的核心,而肺活量是學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)中唯一的機能指標(biāo),在體質(zhì)綜合評價中有非常重要的參考價值。
(二)大學(xué)生體質(zhì)健康測試非線性相關(guān)分析
1.男生身高、體重和引體向上非線性相關(guān)分析。根據(jù)前文的非線性相關(guān)理論,用x 和y 表示身高和體重,z 表示引體同上。
男生身高、體重和引體向上并不是簡單的線性對應(yīng)關(guān)系,需考慮多個自變量的相互影響。給出男生身高、體重和引體向上數(shù)據(jù)點圖,調(diào)用Matlab工具箱,用身高和體重做自變量,引體向上做因變量,擬合效果圖如圖7 所示。
圖7 男生身高、體重和引體向上的擬合圖
運行相關(guān)代碼就可以得出關(guān)于男生身高、體重和引體向上的多元非線性分析圖,對其進(jìn)行顯著性檢驗,檢驗的P 值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.05,說明檢測效果顯著,即非線性相關(guān)分析效果較好。
建立好的模型有助于男生根據(jù)自己的身高、體重來適當(dāng)進(jìn)行引體向上鍛煉,這有許多益處。完成一個完整的引體向上的過程需要眾多背部骨骼肌和上肢骨骼肌共同參與做功,是一項多關(guān)節(jié)復(fù)合動作練習(xí),是較好的鍛煉上肢的方法,是所有發(fā)展背部骨骼肌肌力和肌耐力的練習(xí)方式中參與肌肉最多、運動模式最復(fù)雜、發(fā)展背部骨骼肌的肌力和肌耐力最有效的,是最基本的鍛煉背部的方法。男生更應(yīng)該好好重視這一體測項目。
2.女生五十米跑、坐位體前屈和仰臥起坐非線性相關(guān)分析。根據(jù)前文給出的非線性相關(guān)理論,女生五十米跑、坐位體前屈和仰臥起坐并不是簡單的線性關(guān)系,只能進(jìn)行非線性分析。給出女生五十米跑、坐位體前屈和仰臥起坐數(shù)據(jù)點圖,調(diào)用Matlab 工具箱,用五十米跑和坐位體前屈做自變量,仰臥起坐做因變量,擬合效果圖如圖8 所示。
圖8 女生50 米跑、坐位體前屈和仰臥起坐的擬合圖
運行相關(guān)代碼就可得出關(guān)于女生五十米跑、坐位體前屈和仰臥起坐的多元非線性方程,x 是五十米跑,y 是坐位體前屈,z 是仰臥起坐。對其進(jìn)行顯著性檢驗,檢驗的P 值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.05,說明非線性相關(guān)分析效果較好。
建立好的模型有助于女生了解這三者之間的關(guān)系,從而可以更有效地進(jìn)行針對性訓(xùn)練。五十米跑是測試學(xué)生速度素質(zhì)的重要指標(biāo)之一,反映了下肢爆發(fā)力和快速跑的能力。坐位體前屈是測試人體柔韌性的一項重要指標(biāo),反映了人體的軀干、腰部、髖關(guān)節(jié)等關(guān)節(jié)、肌肉和韌帶的伸展性和彈性的柔韌素質(zhì)發(fā)展水平。人體的柔韌性素質(zhì)越好,在活動時肌肉、韌帶和關(guān)節(jié)的可活動幅度就越大,在做各種動作技能時就越容易成功,也不易受到運動損傷。當(dāng)人體的總體機能水平下降時,軀體柔韌性也會隨之下降。而仰臥起坐是體能鍛煉的一個重要環(huán)節(jié),主要作用是增強腹部肌肉的力量,所以跟爆發(fā)力和身體柔韌性息息相關(guān)。做得正確的話,仰臥起坐既可增加腹部肌肉的彈性,同時亦可以收到保護(hù)背部和改善體態(tài)的效果。所以女生應(yīng)重視仰臥起坐這一體測項目。
大學(xué)生體質(zhì)健康測試項目之間的相關(guān)性分析可以使學(xué)生掌握科學(xué)健身的方法,了解一些運動知識,可以有效地促進(jìn)身體健康水平的發(fā)展,同時也能提高體質(zhì)健康測試成績。研究結(jié)果表明:
(一)整體上,汕大大學(xué)的理工科學(xué)生的身體素質(zhì)比文科學(xué)生的身體素質(zhì)要好一些,但與全國大學(xué)生體質(zhì)健康測試標(biāo)準(zhǔn)相比,仍然有不少差距。
(二)通過對大學(xué)生體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,得到相關(guān)系數(shù)矩陣。因此可以根據(jù)體測項目之間的相關(guān)性來建立起大學(xué)生體質(zhì)健康測試分析,分別為回歸分析和非線性相關(guān)分析。
(三)大學(xué)生體質(zhì)健康測試項目之間的相關(guān)性分析可被高校廣大師生借鑒,具有很強的適用性。對學(xué)校而言,首先要加強課余體育鍛煉引導(dǎo)工作,使學(xué)生明白體質(zhì)健康的重要性,加強學(xué)生自覺鍛煉的動機。對學(xué)生而言,要增加課程活動多樣性,加強重點測試項目鍛煉。在體育課程的設(shè)置與選課方面增加課程的多樣性,有助于提高不同的身體機能。
然而,本研究還存在一些不足之處:第一,在進(jìn)行方差分析時,只考慮單因素一元方差分析,沒有考慮到其他方差分析,如非參數(shù)方差分析等;第二,在進(jìn)行非線性相關(guān)分析過程中,沒有加入其他變量對因變量的影響分析;第三,沒有給參與體測的學(xué)生一個詳細(xì)的體質(zhì)健康等級標(biāo)準(zhǔn),只考慮到學(xué)生之間的差異。
基于以上所述,在未來的研究工作中,要思考如何改進(jìn)這些不足之處,針對第一點不足,采用其他相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法,再加上軟件輔助,有助于為更好地研究打好基礎(chǔ);針對第二、第三點不足,可以結(jié)合當(dāng)下熱門的機器學(xué)習(xí)甚至深度學(xué)習(xí)的方法,還需要盡量收集多個學(xué)校學(xué)生的體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析。最后可以根據(jù)體測數(shù)據(jù)給定一個詳細(xì)的學(xué)生體質(zhì)健康等級標(biāo)準(zhǔn)。
汕頭大學(xué)學(xué)報(人文社會科學(xué)版)2020年5期