大學(xué)生體質(zhì)測試分析與研究
——以臺(tái)州學(xué)院為例

王佳美，蘇岐芳＊

（臺(tái)州學(xué)院 數(shù)學(xué)與信息工程學(xué)院，浙江 臨海 317000）

大學(xué)生體質(zhì)測試分析與研究
——以臺(tái)州學(xué)院為例

王佳美，蘇岐芳＊

（臺(tái)州學(xué)院 數(shù)學(xué)與信息工程學(xué)院，浙江 臨海 317000）

對臺(tái)州學(xué)院大學(xué)生體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和擬合算法求出各指標(biāo)平均值及各指標(biāo)的預(yù)測函數(shù)，用Matlab軟件繪制相應(yīng)函數(shù)圖像。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算結(jié)果，建立數(shù)學(xué)模型，探討了學(xué)生身體健康狀況以及各項(xiàng)檢測成績與總成績之間的關(guān)聯(lián)性。為學(xué)校實(shí)施《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》，更有效地提高大學(xué)生體質(zhì)健康水平和身體素質(zhì)提供參考依據(jù)。

臺(tái)州學(xué)院；大學(xué)生；體質(zhì)測試；擬合

0 引言

國家呼吁“學(xué)校教育要樹立‘健康第一’的指導(dǎo)思想”，加強(qiáng)學(xué)生體育鍛煉，提高他們的健康水平［1-4］。而大學(xué)生作為現(xiàn)代化建設(shè)的主力軍，他們的體質(zhì)在整個(gè)國民體質(zhì)中具有舉足輕重的作用，分析大學(xué)生的體質(zhì)測試數(shù)據(jù)，掌握大學(xué)生的體質(zhì)健康現(xiàn)狀和變化規(guī)律，為體育教學(xué)提供科學(xué)的參考依據(jù)。

從臺(tái)州學(xué)院體質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫中獲取臨海校區(qū)12級本科學(xué)生在校三年體質(zhì)測試數(shù)據(jù)，通過一定的數(shù)據(jù)篩選，除去不一致的數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性，最后把1330名學(xué)生（男生301人，女生1029人）在校三年體質(zhì)測試數(shù)據(jù)作為研究的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來源。利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法和曲線擬合方法等，對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，從而獲得量化指標(biāo)和可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果。根據(jù)所得到的信息給出加強(qiáng)大學(xué)生體質(zhì)健康水平的建議及要求，通過對各指標(biāo)的研究，得出更符合學(xué)生實(shí)際的體質(zhì)測試計(jì)算方法，為加強(qiáng)各項(xiàng)目的訓(xùn)練提供依據(jù)。

1 學(xué)生體質(zhì)測試指標(biāo)分析及預(yù)測

從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來看，平均值可大致反映出所研究對象的整體水平。通過研究各項(xiàng)指標(biāo)三年平均值的情況，來對其未來的平均水平進(jìn)行預(yù)測評估。在對各測試項(xiàng)目進(jìn)行研究的同時(shí)，對BMI指數(shù)進(jìn)行較詳盡的討論，它作為目前國際上常用的衡量人體胖瘦程度及健康狀況的指標(biāo)，可以較好地聯(lián)系體重與身高之間的關(guān)系，反映人的體重對于不同身高的人所帶來的健康影響。

1.1 各項(xiàng)指標(biāo)三年平均值比較分析

身體形態(tài)，身體機(jī)能以及身體素質(zhì)都屬于體質(zhì)測試內(nèi)容。身體形態(tài)是反映發(fā)育程度的外在表現(xiàn)，包括身高、體重、BMI指數(shù)；身體機(jī)能是指整個(gè)人及其各器官組成的生命能量系統(tǒng)，包括肺活量、肺活量體重指數(shù)；身體素質(zhì)是指個(gè)體在參加各類活動(dòng)中所表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)能力，包括立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈、1000米（男）/800米（女）［5］。臨海校區(qū)12級學(xué)生大學(xué)三年的體質(zhì)測試結(jié)果，如表1所示。

表1 男女生在校三年的體質(zhì)測試各項(xiàng)指標(biāo)的基本情況比較（）

表1 男女生在校三年的體質(zhì)測試各項(xiàng)指標(biāo)的基本情況比較（）

跑1 0 0 0 m / 8 0 0 m （s ）2 5 6 . 2 2 4 3 . 7 2 5 4 . 1 2 3 2 . 9 2 5 7 . 0 2 3 7 . 4坐位體前屈（c m ）1 5 . 3 1 9 . 6 1 8 . 9 2 3 . 3 1 5 . 3 1 9 . 6立定跳遠(yuǎn)（c m ）2 2 1 . 4 1 9 8 . 7 2 0 0 . 0 1 8 1 . 0 2 2 3 . 7 1 7 1 . 1肺活量（m L ）3 8 1 2 . 4 2 5 7 9 . 9 3 9 3 6 . 8 2 7 2 5 . 9 4 0 3 8 . 2 2 7 8 7 . 8體重（k g ）6 1 . 6 5 0 . 1 6 2 . 6 5 0 . 0 6 3 . 9 5 0 . 5身高（c m ）1 7 1 . 9 1 6 0 . 3 1 7 1 . 4 1 6 0 . 2 1 7 1 . 7 1 6 0 . 0性別男女男女男女年級大一大二大三

1.1.1BMI指數(shù)變化評估

BMI指數(shù)是評價(jià)人體形態(tài)發(fā)育及脂肪程度的重要指標(biāo)，BMI=體重（kg）/身高的平方（m2）［6］。在中國，成年人BMI指數(shù)等級一般為：輕體重：BMI<18.5；正常體重：18.5≤BMI<24；超重：24≤BM I<28；肥胖：BMI≥28，最理想的體重指數(shù)為22［7］。臨海校區(qū)12級學(xué)生大學(xué)三年的BMI指數(shù)測試結(jié)果，如表2所示。

表2 男女生在校三年的BMI指數(shù)基本情況比較（kg/m^2）

由表2得，男生三年的BMI指數(shù)平均值分別為20.8kg/m2、21.2kg/m2、21.7kg/m2，根據(jù)擬合算法［8］得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生三年的BMI指數(shù)平均值分別為19.5kg/m2、19.5kg/m2、19.7kg/m2，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級男女生大學(xué)三年BMI指數(shù)變化情況，如圖1所示。

圖1 在校三年BMI指數(shù)平均值曲線圖

由圖1看出，男女生BMI指數(shù)都呈現(xiàn)遞增的趨勢。這種現(xiàn)象表明男生脂肪可能增多，這與多吃少動(dòng)有關(guān)；而女生從整體看，BMI指數(shù)值即使處于健康體重范圍，但仍偏低。因此男女生都應(yīng)合理飲食，適量運(yùn)動(dòng)。臨海校區(qū)12級學(xué)生的三年BMI指數(shù)等級分布情況，如表3、圖2、圖3所示。

表3 男女生在校三年BMI指數(shù)等級分布

圖2 男生在校三年BMI指數(shù)等級分布柱形圖

圖3 女生在校三年BMI指數(shù)等級分布柱形圖

由圖2得，男生輕體重率總體呈現(xiàn)遞減的趨勢，這顯示輕體重人數(shù)減少，狀況改善。健康體重率是大二略有提高，而大一與大三相同。超重率，肥胖率都呈現(xiàn)遞增趨勢。

由圖3得，女生輕體重率呈現(xiàn)遞減趨勢。健康體重率呈現(xiàn)遞增趨勢。超重率是先減后增。肥胖率呈現(xiàn)先增后減的趨勢。這些現(xiàn)象表明12級女生逐年偏瘦的情況有所好轉(zhuǎn)，具有健康體重的人數(shù)在逐年增多，但在看到好的方面的同時(shí)，超重率，肥胖率有所增加，這是我們需要加以重視的現(xiàn)象。

1.1.2肺活量體重指數(shù)變化評估

肺活量體重指數(shù)指人體的肺活量與體重的比值，同時(shí)肺功能隨著肺活量體重指數(shù)值增加而增強(qiáng)［1］。臨海校區(qū)12級學(xué)生大學(xué)三年的肺活量體重指數(shù)測試結(jié)果，如表4所示。

表4 男女生在校三年的肺活量體重指數(shù)基本情況比較（x）

由表4得，男生在校三年的肺活量體重指數(shù)平均值分別是62.6m L/kg、63.8m L/kg、64.1m L/kg，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生在校三年的肺活量體重指數(shù)平均值分別是51.8m L/kg、54.9m L/kg、55.5m L/kg，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年肺活量體重指數(shù)變化情況，如圖4所示。

圖4 在校三年肺活量體重指數(shù)平均值曲線圖

由圖4得，臨海校區(qū)12級男女生大學(xué)三年肺活量體重指數(shù)是逐步提高的，大二變化最大，其中男生平均增長1.2m L/kg，女生平均增長3.1m L/kg.這些現(xiàn)象顯示臨海校區(qū)12級男女生肺功能發(fā)育正常。

1.2各項(xiàng)指標(biāo)平均水平預(yù)測評估

1.2.1身高指標(biāo)變化評估

身高是反映人類骨骼狀態(tài)和縱向發(fā)展的重要指標(biāo)［1］。由表1得，男生三年的身高平均值分別是171.9cm、171.4cm、171.7cm，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生三年的身高平均值分別是160.3cm、160.2cm、160.0cm，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年身高變化情況，如圖5所示。

圖5 在校三年身高平均值曲線圖

由圖5得，三年以來，男生平均身高略有增加；而女生平均身高基本保持不變。這表明學(xué)生的骨骼發(fā)育基本良好。但是還需加強(qiáng)體育鍛煉，合理飲食。

1.2.2體重指標(biāo)變化評估

體重是反映人體骨骼，肌肉，皮下脂肪及內(nèi)臟器官綜合發(fā)育情況的橫向發(fā)育指標(biāo)［1］。由表1得，男生三年的體重平均值分別是61.6kg、62.6kg、63.9kg，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生三年的體重平均值分別是50.1kg、50.0kg、50.5kg，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年體重變化情況，如圖6所示。

圖6 在校三年體重平均值曲線圖

由圖6得，男生體重指標(biāo)是緩慢增長的，女生是先減后增的。這現(xiàn)象與男生多吃少動(dòng)有關(guān)，而女生體重有所增加的，但幅度不大，這與吃得少和追求完美身材有關(guān)。為此，大學(xué)生要擁有好的生活習(xí)慣，合理搭配飲食并加強(qiáng)必要的體育健身。

1.2.3肺活量指標(biāo)變化評估

肺活量指深吸一口氣后盡最大能力所呼出的最大氣體量，是人體呼吸系統(tǒng)機(jī)能的評價(jià)指標(biāo)［1］。由表1得，男生三年的肺活量平均值分別是3812.4m L、3936.8m L、4038.2m L，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生三年的肺活量平均值分別是2579.9m L、2725.9m L、2787.8m L，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年肺活量變化情況，如圖7所示。

圖7 三年肺活量平均值曲線圖

由圖7得，男女生肺活量指標(biāo)是逐步提高的。這顯示男女生的呼吸系統(tǒng)功能發(fā)展良好，但是男女生還需加強(qiáng)耐力項(xiàng)目的鍛煉以提高呼吸系統(tǒng)的功能。

1.2.4立定跳遠(yuǎn)指標(biāo)變化評估

立定跳遠(yuǎn)主要來測量向前跳躍時(shí)下肢肌肉的爆發(fā)力［2］。由表1得，男生三年的立定跳遠(yuǎn)平均值分別是221.4cm、200.0cm、223.7cm，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生三年的立定跳遠(yuǎn)平均值分別是198.7cm、181.0cm、171.7cm，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年立定跳遠(yuǎn)變化情況，如圖8所示。

圖8 在校三年立定跳遠(yuǎn)平均值曲線圖

由圖8得，男生立定跳遠(yuǎn)指標(biāo)是先下降后提高的，女生是逐年遞減的。這都顯示男女生下肢爆發(fā)力有減弱趨勢。因此，男女生應(yīng)加強(qiáng)下肢力量和協(xié)調(diào)能力的鍛煉。

1.2.5坐位體前屈指標(biāo)變化評估

坐位體前屈反映的主要是軀干，腰等部位的關(guān)節(jié)，肌肉和韌帶的柔韌性［1］。由表1得，男生在校三年的坐位體前屈平均值分別是15.3cm、18.9cm、15.3cm，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生在校三年的坐位體前屈平均值分別是19.6cm、23.3cm、19.6cm，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年坐位體前屈變化情況，如圖9所示。

圖9 在校三年坐位體前屈平均值曲線圖

由圖9得，男女生坐位體前屈平均值是呈現(xiàn)先增后減的趨勢，這表明男生柔韌性狀況變差，而女生一開始柔韌性較好，但到大三后柔韌性狀況較差，這與體育鍛煉減少有著必然聯(lián)系，并且柔韌性上即使女生要比男生好，但是柔韌性都在變差，因此，男女生都要加強(qiáng)體育鍛煉，合理飲食，特別需進(jìn)行柔韌性方面的練習(xí)。

1.2.6 800m（女）/1000m（男）測試指標(biāo)變化評估

800m（女）/1000m（男）跑是衡量個(gè)體耐力素質(zhì)的指標(biāo)［5］。由表1得，男生在校三年的1000m用時(shí)平均值分別是256.2s，254.1s，257.0s，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

女生在校三年的800m用時(shí)平均值分別是243.7s，232.9s，237.4s，根據(jù)擬合算法得到相應(yīng)平均值函數(shù)

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年800m（女）/1000m（男）用時(shí)的變化情況，如圖10所示。

圖10 在校三年800m（女）/1000m（男）用時(shí)平均值曲線圖

由圖10得，男女生跑步用時(shí)都呈現(xiàn)先減后增的趨勢。這現(xiàn)象顯示學(xué)生的耐力素質(zhì)水平有所減弱，因此男女生都需加強(qiáng)跑步運(yùn)動(dòng)來提高心肺系統(tǒng)功能。

2 總評成績的比較與分析

總成績是反映一個(gè)人整體身體素質(zhì)健康的重要指標(biāo)，能夠全面體現(xiàn)出學(xué)生體質(zhì)的綜合情況。在第二部分中，對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了分析，本節(jié)對三年總成績進(jìn)行分析研究，構(gòu)建了一種新的評價(jià)模式——層次分析模型，這為高校體質(zhì)健康評價(jià)體系提供了新手段。

2.1 在校三年總平成績比較與分析

由《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》評分表得學(xué)生各項(xiàng)得分平均值，如表5所示。

表5 男女生在校三年的體質(zhì)測試各項(xiàng)指標(biāo)得分情況（分）

由《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中的權(quán)重系數(shù)，如表6所示。

表6 新《國家體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》測試項(xiàng)目，權(quán)重系數(shù)的對照一覽表

得到男女生三年總評成績，如表7所示。

表7 《體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》總評成績統(tǒng)計(jì)表（x）

根據(jù)擬合算法，得到男女生總評成績函數(shù)分別為

用Matlab軟件得到臨海校區(qū)12級男女生在校三年里總評成績平均值情況，如圖11所示。

圖11 總評成績平均值曲線圖

由圖11得，三年中，男女生總評成績呈現(xiàn)先增后減的趨勢，不過，男女生在校三年的總評成績較好，尤其是男生，大三成績總體是略有提高。這一段時(shí)期是男女生體質(zhì)健康狀況改善的“敏感期”，因此，男女生都需加強(qiáng)體育鍛煉。

2.2 層次分析模型

在3.1中利用線性求和模型，用 依次表示表6中的五個(gè)測試項(xiàng)目，根據(jù)表6，得到總成績計(jì)算公式

但因指標(biāo)影響因素具有不確定性和模糊性，直接線性求和會(huì)忽略各項(xiàng)之間關(guān)聯(lián)的很多信息。下面采用層次分析法，得到新權(quán)重系數(shù)表，重新建立綜合評價(jià)的數(shù)學(xué)模型［9］。其中身體形態(tài)是反映發(fā)育程度的外在表現(xiàn)；身體機(jī)能是指整個(gè)人及其各器官組成的生命能量系統(tǒng)，包括肺活量；身體素質(zhì)是指個(gè)體在參加各類活動(dòng)中所表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)能力，包括立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈等。

圖12 層次模型圖

（1）在建立層次模型圖后，采用相對尺度來比較準(zhǔn)則C1，C2，C3對目標(biāo)O的重要性，確定判斷矩陣如下：

由A確定C1，C2，C3對O的權(quán)向量。接著，需對A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，使用隨機(jī)一致性比值CR作為檢驗(yàn)矩陣是否一致性的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，公式為

查表可得RI為0.58。經(jīng)計(jì)算得矩陣A的最大特征值λ=3.025 ，其所對應(yīng)的特征向量為

ω=（0.0982 0.5679 0.3339），矩陣A的CR為0.0216<0.1，通過一致性檢驗(yàn)。因此得權(quán)向量為

ω=（0.0982 0.5679 0.3339）。

（2）進(jìn)行子因素重要性的確定

C1=（P11）={身高標(biāo)準(zhǔn)體重}，只有一個(gè)因素，其對應(yīng)權(quán)重W1=（1）。

C2=（P21）={肺活量}，只有一個(gè)因素，其對應(yīng)權(quán)重W2=（1）。

C3=（P31，P32，P33）={立定跳遠(yuǎn)，坐位體前屈，體能跑（男1000m/女800m）}，確定判斷矩陣如下：

查表得RI為0.58。經(jīng)計(jì)算得矩陣B的最大特征值λ=3，所對應(yīng)的特征向量為ω3=（0.2 0.2 0.6），矩陣B的CR為0<0.1，通過一致性檢驗(yàn)，因此得對應(yīng)權(quán)重為ω3=（0.2 0.2 0.6）。

（3）各因素權(quán)重值確定

身高標(biāo)準(zhǔn)體重對目標(biāo)的組合權(quán)重為0.0982×1=0.0982≈0.1，

肺活量對目標(biāo)的組合權(quán)重為0.5679×1=0.5679≈0.5，

立定跳遠(yuǎn)對目標(biāo)的組合權(quán)重為0.3339×0.2=0.0668≈0.1，

坐位體前屈對目標(biāo)的組合權(quán)重為0.3339×0.2=0.0668≈0.1，

體能跑（男1000m/女800m）對目標(biāo)的組合權(quán)重為0.3339×0.6=0.2003≈0.2。

2.3 兩種評價(jià)模式的比較

（1）根據(jù)線性模型（19），由表5，表6計(jì)算得到的學(xué)生總成績，如表7所示。

（2）根據(jù)層次分析模型得到新權(quán)重系數(shù)表，如表8所示。

表8 新權(quán)重系數(shù)表

通過計(jì)算得到學(xué)生總成績，如表9所示。

表9 總評成績統(tǒng)計(jì)表（x）

（3）兩種模型的誤差比較

通過相對誤差的計(jì)算來檢驗(yàn)新權(quán)重系數(shù)表的可行性，如表10所示。

表10 總評成績誤差分析（%）

由上述表10誤差分析來看，最終成績計(jì)算相差不大，新模型所得的數(shù)據(jù)較貼切地反映了學(xué)生實(shí)際情況，所以上述新評價(jià)模型可以作為健康評價(jià)體系來評估我校學(xué)生體質(zhì)健康狀況。

3 結(jié)論

通過對臨海校區(qū)12級學(xué)生在校三年的體質(zhì)健康狀況分析，我們發(fā)現(xiàn)，從身體形態(tài)來看，男女生的體重隨年級升高有增長的趨勢，導(dǎo)致超重、肥胖率上升，這與他們多吃少動(dòng)的不良習(xí)慣有很大關(guān)系，但是也有部分女生因過分追求完美身材而造成低體重，這些都是影響身體機(jī)能和身體素質(zhì)增強(qiáng)的主要障礙。從身體機(jī)能來看，男女生的肺活量水平較好，心血管與呼吸系統(tǒng)功能發(fā)展良好，肺功能都基本處于正常發(fā)育狀態(tài)。但從身體素質(zhì)來看，男女生的身體柔韌性，協(xié)調(diào)性和機(jī)體耐力水平都呈現(xiàn)下降趨勢，這與學(xué)生接近畢業(yè)，學(xué)業(yè)壓力加重，忙于考研、考證、撰寫畢業(yè)論文等事情，缺乏體育鍛煉有必然聯(lián)系。最后從總評成績的數(shù)據(jù)分析來看，男女生三年的平均總成績水平都達(dá)到了合格。

［1］祝娜.普通高校大學(xué)生在校四年體質(zhì)健康狀況調(diào)查與分析［D］.蘇州：蘇州大學(xué),2013.

［2］孫明明,常青,栗曉燕.從大學(xué)生體質(zhì)測試數(shù)據(jù)看高校體育的重要性［J］.運(yùn)動(dòng),2011（02）:102-103.

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Research and Aanalysis of Pphysical Hhealth for the Uundergraduates——Taking Taizhou Uuniversity as an Eexam p le

WANG Jiamei，SU Qifang＊

（School of Mathematics and Information Engineering,Taizhou University,Linhai 317000,Zhejiang,China）

In this paper,w e analyze the students’ physical health test data of Taizhou University. We calculate each index, average index and prediction function by using the mathematical statistics and interpolation fitting, draw the corresponding function image by using Matlab software.According to the data statistics and calculation results,w e establish mathematical model,and discuss the students’ health as w ell as the correlation betw een test scores and grade.It can provide suggestions and references for the implementation of the“ational student’physical health standard”nd improve the level of students' physical health and quality. Finally w e establish a new evaluation model of the grade, and then provide new means for physical health evaluation system in colleges and universities.

Taizhou University;students;physical test;interpolation;fitting

10.13853/j.cnki.issn.1672-3708.2016.06.002

（責(zé)任編輯：耿繼祥）

2016-06-25；

2016-11-16

簡介：蘇岐芳（1964- ），女，黑龍江綏化人，副教授，主要從事計(jì)算教學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)研究。