李鳳英
(湖北工程學(xué)院 體育學(xué)院,湖北 孝感 432000)
2017年10月18日至24日,中共十九大提出實施健康中國戰(zhàn)略,堅持預(yù)防為主,深入開展愛國衛(wèi)生運動,倡導(dǎo)健康文明生活方式,預(yù)防控制重大疾病。2020年9月,國家體育總局和教育部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于深化體教融合促進青少年健康發(fā)展的意見》以來,各地體育部門和教育部門創(chuàng)新思路,多措并舉,針對體教融合的難點、痛點,在保障青少年體育鍛煉時間、暢通體校學(xué)生升學(xué)渠道、豐富青少年體育賽事供給等方面進行了探索,積累了經(jīng)驗[1]。作為即將踏入社會的大學(xué)生,肩負著為經(jīng)濟社會發(fā)展做貢獻的重任,其健康的身體是工作和生活的基礎(chǔ)。然而,據(jù)了解,截至2020年,我國三成大學(xué)生體質(zhì)健康不及格,大學(xué)生健康素質(zhì)現(xiàn)狀堪憂!為改善這種狀況,有必要以高校大學(xué)生體質(zhì)測試數(shù)據(jù)為依據(jù),在衡量大學(xué)生健康水平的各測試項目標準模式值與影響大學(xué)生健康的各項評估指標成績之間建立一個灰色關(guān)聯(lián)模型,運用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法對大學(xué)生健康素質(zhì)灰色系統(tǒng)指標值進行量化研究,為學(xué)校體育、健康教育和衛(wèi)生等相關(guān)部門提供更準確的決策信息參考,以便有目的、有計劃、有組織地實施針對性運動干預(yù)與健康教育,以提高大學(xué)生健康水平。
根據(jù)我國高校當前采用的大學(xué)生體質(zhì)健康評價體系,用身體形態(tài)(身高、體重)、身體機能(肺活量)、身體素質(zhì)(50 m、立定跳遠、坐位體前屈、引體向上/仰臥起坐、800 m跑/1000 m跑)三個方面綜合評價大學(xué)生的體質(zhì)健康水平,依次建立大學(xué)生體質(zhì)健康水平綜合評價的層次結(jié)構(gòu)。權(quán)重指數(shù)采用現(xiàn)在試行的《大學(xué)生體質(zhì)健康標準》中對各測試項目的權(quán)重劃分,七個評價指標權(quán)重向量為:W=(0.15,0.15,0.2,0.1,0.1,0.1,0.2)T。大學(xué)生體質(zhì)健康灰色綜合評估的層次結(jié)構(gòu)及權(quán)重如圖1所示。其中,身體形態(tài)用身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)=體重(kg)/身高(m2) 表示,BMI指數(shù)在17.9~23.9(男生)、17.2~23.9(女生) 的范圍內(nèi)波動,表明身體形態(tài)發(fā)育正常。如果根據(jù)指標極性來確定標準模式值的話,那么身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)就屬于適中性極性,可取平均值。在衡量大學(xué)生健康素質(zhì)的指標體系中,肺活量、立定跳遠、引體向上/仰臥起坐、坐位體前屈為極大值極性,即高優(yōu)指標,取極大值。50 m、800 m跑/1000 m跑為極小值,即低優(yōu)指標,取極小值[2]。
圖1 大學(xué)生體質(zhì)健康水平綜合評價層次結(jié)構(gòu)及各層次權(quán)重
基于灰色系統(tǒng)理論,采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法創(chuàng)建大學(xué)生健康素質(zhì)灰色評估指標;對大學(xué)生健康素質(zhì)各指標測定值無量綱化;求各指標測定值與標準模式值之間的關(guān)聯(lián)系數(shù);計算關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序;創(chuàng)建大學(xué)生健康素質(zhì)綜合評定的灰色關(guān)聯(lián)模型,明確規(guī)律和形成量化結(jié)論。具體步驟如下:
1)收集大學(xué)生健康測試數(shù)據(jù),確定參考數(shù)列和比較數(shù)列。反映大學(xué)生健康素質(zhì)特征的數(shù)據(jù)序列,稱為參考數(shù)列。參考數(shù)列是一個理想的比較標準,以各指標的最優(yōu)值構(gòu)成。記作:X0={X0(k),k=1,2,…,m};影響大學(xué)生健康素質(zhì)的因素組成的數(shù)據(jù)序列,稱為比較數(shù)列,記為:Xi={Xi(k),k=1,2,…,m},i=1,2,……,n;m為指標的個數(shù),n為被評價對象的個數(shù)。
2)對指標分析數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。由于反映大學(xué)生健康素質(zhì)的各個指標單位不同,不便于比較或在比較時難以得到正確的結(jié)論。因此在進行灰色關(guān)聯(lián)度分析時,一般都要進行無量綱化的數(shù)據(jù)處理。常用的無量綱化處理方法有均值法和初值法,其計算公式分別為:
k=l,2,……,m
3)計算比較序列與參考序列對應(yīng)元素的絕對值差及最大值和最小值。
絕對值差:△0i(k)=|X0(k)-Xi(k)|
(i=1,2,……,n;k=1,2,……,m)
最大值:M=maxmax|X0(k)-Xi(k)|
最小值:m=minmin|X0(k)-Xi(k)|
4)計算每個比較序列與參考序列對應(yīng)元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)。
ξ(k)=
根據(jù)上述灰色關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建的流程,本文以某高校2021年大三年級共1202名男大學(xué)生體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)為例,按照千分之一的比例隨機抽取12名學(xué)生體測成績,運用灰色關(guān)聯(lián)分析對他們的體質(zhì)健康狀況進行綜合評估。12名大三男生體測成績原始數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 某高校12名男大學(xué)生體質(zhì)測試原始數(shù)據(jù)
1)確定標準模式的指標集及對原始數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理。在表1中,標準模式值是以某高校同年齡同性別的測試成績并結(jié)合影響大學(xué)生健康素質(zhì)的各個不同指標的極性確定而成[4-5]。由標準模式值組成的數(shù)據(jù)數(shù)列被稱為參考數(shù)列X0。
X0=(X0(1),X0(2),……,X0(7))=(22.4,4542,7.2,2.60,20.0,12,3.29)。
影響大學(xué)生健康素質(zhì)的各個不同指標組成的數(shù)據(jù)序列為比較數(shù)列Xi。
Xi=(Xi(1),Xi(2),……,Xi(7)),i=1,2,……,12。
為了科學(xué)地評定大學(xué)生的體質(zhì)健康狀況,就需要將各個學(xué)生的測試項目成績與標準模式值進行灰色關(guān)聯(lián)度分析,再通過加權(quán)得到綜合關(guān)聯(lián)度,通過比較關(guān)聯(lián)度的大小綜合進行評估?;疑P(guān)聯(lián)分析法是指X0受到多種因素Xi的影響,利用因素Xi對X0的灰關(guān)聯(lián)度來表示Xi對X0影響的方法。在進行灰色關(guān)聯(lián)分析之前,有必要對測試的原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,使其消除量綱和具有可比性。本文采用原始數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)之比消除量綱,那么參考數(shù)列無量綱化結(jié)果為X0=(1,1,1,1,1,1,1),比較數(shù)列無量綱化結(jié)果如表2所示。
表2 大學(xué)生體質(zhì)健康指標測量數(shù)據(jù)無量綱化結(jié)果
2)計算各指標與標準模式值之間的灰色關(guān)聯(lián)度。在灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)計算之前,需要先對表2進行差值(|X0(k)-Xi(k)|)計算,可得表3,進一步計算得:
M=maxmax|X0(k)-Xi(k)|=max(0.7500,0.1667,0.7500,0.4167,0.8333,0.5833,0.9167,0.2873,0.4154,0.9050,0.5833,0.3175)=0.9167
m=minmin|X0(k)-Xi(k)|=min(0.0556,0.0061,0.0491,0.0022,0.0089,0.0139,0.0139,0.0030,0.0000,0.0268,0.0350,0.0179)=0,取分辨系數(shù)ρ=0.05,可得到第一名學(xué)生的灰色關(guān)聯(lián)度值:
ξ(1)=(0+0.5×0.9167)/(0.2001+0.5×0.9167)=0.6961
ξ(2)=(0+0.5×0.9167)/(0.5960+0.5×0.9167)=0.4347
ξ(3)=(0+0.5×0.9167)/(0.0556+0.5×0.9167)=0.8918
ξ(4)=(0+0.5×0.9167)/(0.1346+0.5×0.9167)=0.7730
ξ(5)=(0+0.5×0.9167)/(0.1750+0.5×0.9167)=0.7237
ξ(6)=(0+0.5×0.9167)/(0.7500+0.5×0.9167)=0.3793
ξ(7)=(0+0.5×0.9167)/(0.2584+0.5×0.9167)=0.6395
同理可得其他各值,見表4。
表4 大學(xué)生體質(zhì)健康指標測量數(shù)據(jù)與標準模式值的灰色關(guān)聯(lián)度
由表4中的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù),可知每個體質(zhì)健康衡量指標與學(xué)生體質(zhì)健康水平的關(guān)聯(lián)度,關(guān)聯(lián)度越大,表明它對體質(zhì)健康的影響就越大。比如01號學(xué)生,對體質(zhì)健康水平影響比較大的有50 m跑、立定跳遠和坐位體前屈。表明速度、下肢爆發(fā)力和柔韌性這些身體素質(zhì)指標是提高學(xué)生體質(zhì)健康水平較為關(guān)鍵的因素。表4中的數(shù)據(jù)還顯示,雖然01號學(xué)生的引體向上和肺活量與標準模式值之間關(guān)聯(lián)系數(shù)都在0.5以下,但也不可忽視,因為根據(jù)當前學(xué)生身體健康發(fā)展狀況,學(xué)生的上肢力量及心肺功能有呈下降趨勢,所以仍然應(yīng)該引起高度重視。再比如09號學(xué)生,灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)從大到小排名前三的分別是引體向上、1000 m跑和50 m跑。說明此位學(xué)生的上肢力量、心血管功能及速度與體質(zhì)健康關(guān)系較大,應(yīng)引起足夠的重視。
R11=1/12(0.6961+0.7857+0.9032+0.7918+…+0.9624)=0.8508
R21=1/12(0.4347+0.7703+0.6490+0.9952+…+0.5908)=0.6822,同理計算出:R31=0.8778,R32=0.7965,R33=0.6610, R34=0.5476, R35=0.7906。根據(jù)各項指標關(guān)聯(lián)度大小排序:R31?R11?R32?R35?R21?R33?R34,即50 m跑,身高、體重,立定跳遠,1000 m跑,肺活量,坐位體前屈和引體向上[6]。說明影響12名男大學(xué)生體質(zhì)健康水平的主要因素是速度素質(zhì)、身體形態(tài)及下肢爆發(fā)力。這與文獻[7]的研究結(jié)果基本吻合。盡管柔韌性和上肢肌肉力量對體質(zhì)健康的影響最弱,但這或許跟她們在測試之前的短期訓(xùn)練準備有關(guān),所以并不能因此而忽視這方面的堅持鍛煉。
3)計算綜合關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)序。根據(jù)大學(xué)生體質(zhì)健康各指標的權(quán)重系數(shù)計算身體形態(tài)、身體機能和身體素質(zhì)各指標的關(guān)聯(lián)系數(shù)(R1、R2和R3)及綜合關(guān)聯(lián)度R。其中R1=R11,R2=R21,R3=R31×0.2+R32×0.1+R33×0.1+R34×0.1+R35×0.2,綜合關(guān)聯(lián)度R=(R1×0.15)+(R2×0.15)+(R3×0.7)所得,見表5。
表5 大學(xué)生體質(zhì)健康各指標關(guān)聯(lián)系數(shù)及綜合關(guān)聯(lián)度
按照綜合關(guān)聯(lián)度的大小得到12名學(xué)生的體質(zhì)健康水平由優(yōu)到劣的排名: R04?R02?R08?R12?R07?R09?R11?R06?R05?R10? R03?R01。
運用灰色關(guān)聯(lián)模型綜合評估大學(xué)生的健康素質(zhì)狀況,通過關(guān)聯(lián)系數(shù)大小判斷衡量大學(xué)生健康的指標對其健康水平的影響程度,明確自己的健康等級及個體間的排名,可以讓學(xué)生充分了解自己的體質(zhì)健康水平和個體間的差異,從而強化學(xué)生的健康意識,有針對性地進行體育鍛煉。而且,這種灰色關(guān)聯(lián)方法在大學(xué)生體質(zhì)測試及健康數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用,有效地解決了各項目測試在換算成分數(shù)的過程中造成的原始信息丟失和評價標準不合理造成的區(qū)分度不夠等問題,相對于傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計方法而言,此方法對樣本數(shù)據(jù)要求量不大,計算簡單易行,結(jié)果客觀、可靠,因而值得推廣應(yīng)用。