高校學(xué)生自主體能訓(xùn)練（SAPT）APP系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

周永福 曾志

摘要：為解決高校學(xué)生體育選修課體能測(cè)評(píng)集中上課的問題，及時(shí)了解學(xué)生自身的體能狀況，從大學(xué)生體能訓(xùn)練的要求出發(fā)，設(shè)計(jì)了一款能圈定運(yùn)動(dòng)場(chǎng)經(jīng)緯度坐標(biāo)設(shè)定場(chǎng)地范圍，記錄每一次運(yùn)動(dòng)的信息與軌跡的APP系統(tǒng)，便于高校體育管理者結(jié)合從學(xué)生的自主體能訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)情況與人體運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)針對(duì)性地進(jìn)行訓(xùn)練方式調(diào)整與指導(dǎo)，增加大學(xué)生體育課更具有自主性。對(duì)于大中專學(xué)生體育自修課程的拓展，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：自主體能訓(xùn)練；高校學(xué)生；體能測(cè)試；APP

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）03-0056-03

Abstract： In order to solve the problem of sports elective course for physical assessment with concentrative class， knowing about their own physical condition in timely， from the perspective of College Students' physical training requirements， an APP system which can be set a field delineation of latitude and longitude range was designed， and can be recorded the track information for each movement， for college sports management combined human motion data with independent physical training students' body kinematics knowledge to adjust and guidance the training mode， to increase the students' physical education for more autonomy. The investigation has some certain application value for development of the physical education self-training course for the college students.

Key words： SAPT（Self-Administration Physical Training）； high school student； physical training testing； APP

1 問題的提出

目前，許多高校均已建成了自己的PC端簡(jiǎn)單的校園體育信息管理系統(tǒng)[1-2]，然而這些系統(tǒng)并不能實(shí)時(shí)記錄學(xué)生的運(yùn)動(dòng)信息。針對(duì)高校大學(xué)生群體，智能手機(jī)的普及率高達(dá)90%以上，因此很多高校早已構(gòu)建了數(shù)字化校園移動(dòng)平臺(tái)，以順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展的潮流[3]。傳統(tǒng)的高校體育課一般每周安排90分鐘2個(gè)課時(shí)量，課堂上的訓(xùn)練時(shí)間往往不足，幾乎達(dá)不到有效地提高大學(xué)生身體素質(zhì)的目的。此外，隨著人們?nèi)找嬖龆嗟慕?jīng)濟(jì)活動(dòng)，人們?cè)絹碓阶⒅刈约旱纳眢w健康，很多大學(xué)生都會(huì)課后在操場(chǎng)跑步以鍛煉身體，訓(xùn)練自己的體能[4]。為了解決大學(xué)生集中上體育課而不能充分鍛煉的問題，更好使學(xué)生在規(guī)定的場(chǎng)地自主參加體能鍛煉，達(dá)到學(xué)校規(guī)定的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一款高校學(xué)生自主體能訓(xùn)練（SAPT）APP系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄體能鍛煉的運(yùn)動(dòng)情況。與已有系統(tǒng)不同，本系統(tǒng)與學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)生成績(jī)管理模塊相關(guān)聯(lián)，且能在后臺(tái)根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況依標(biāo)準(zhǔn)由系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)定學(xué)生的成績(jī)。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

通常，APP系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括客戶端與后臺(tái)系統(tǒng)兩部分。參照目前我國高校自主開發(fā)設(shè)計(jì)的校園APP，在已有研究思路與成果的基礎(chǔ)上，以提高Web服務(wù)使用者的體驗(yàn)為目標(biāo)，結(jié)合實(shí)際需求與目前狀況，本高校學(xué)生自主體能訓(xùn)練（SAPT）系統(tǒng)流程如圖1所示。系統(tǒng)后臺(tái)主要負(fù)責(zé)管理學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，學(xué)生端APP登錄系統(tǒng)，簽到后在圈定經(jīng)緯度坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行體能測(cè)試，并及時(shí)記錄運(yùn)動(dòng)軌跡，將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)服務(wù)器。

2.1 后臺(tái)框架設(shè)計(jì)

后臺(tái)框架采用如圖2所示的Struts結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包含應(yīng)用邏輯的AOP攔截器，基于注釋的配置以減少和去除XML形式的配置文件，采用功能強(qiáng)大的表達(dá)式語言，支持可更改、可重用UI組件的基于微MVC標(biāo)簽庫。

2.2 數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

為記錄學(xué)生訓(xùn)練時(shí)相關(guān)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，除學(xué)生基本信息表外，這里需要重點(diǎn)關(guān)注的還有簽到、軌跡、成績(jī)3張表結(jié)構(gòu)。在運(yùn)動(dòng)開始，必須對(duì)自己進(jìn)行拍照簽到，記錄當(dāng)前時(shí)間。

3 體能測(cè)算

步行消耗卡路里的計(jì)算和身高、體重、步速等參數(shù)相關(guān)，步行所消耗的熱量計(jì)算公式[6]為：

式中 為步行所消耗的卡路里，為用戶體重，為用戶運(yùn)動(dòng)的步數(shù)，為熱耗因子（用戶體重對(duì)應(yīng)行走1公里燃燒卡路里數(shù)），為行走1公里的步數(shù)。與可以通過手環(huán)中的數(shù)據(jù)直接獲得，可以從圖3對(duì)應(yīng)的關(guān)于步行和卡路里以及體重的對(duì)應(yīng)關(guān)系中獲取，而可通過計(jì)算用戶的步幅與步速得到。此方法固定了步速或者體重等信息，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果粗略。為了找到更好的方法，需要對(duì)熱耗因子與步速進(jìn)行擬合，使計(jì)算結(jié)果更為精確。

熱耗因子可以通過圖3對(duì)應(yīng)的得到不同體重的人在不同的步行速度下的卡路里計(jì)算參數(shù)，使得計(jì)算結(jié)果更接近個(gè)人實(shí)際情況。使用MATLAB擬合出不同速度下的卡路里消耗（熱耗因子），發(fā)現(xiàn)其實(shí)卡路里消耗和步速不是線性關(guān)系，擬合圖如下：

4 程序運(yùn)行界面效果

后臺(tái)數(shù)據(jù)管理模塊運(yùn)行的界面效果如圖4所示，已經(jīng)確定了位次的數(shù)據(jù)和還沒有確定好的數(shù)據(jù)以不同的顏色進(jìn)行了區(qū)分，便于管理與查看。圖5為手機(jī)APP端部分頁面的效果展示。

5 結(jié)束語

本文給出了介紹了高校學(xué)生體能訓(xùn)練（SAPT）APP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。一方面完成了手機(jī)客戶端APP的實(shí)現(xiàn)，并在后臺(tái)實(shí)現(xiàn)了Struts框架的管理系統(tǒng)。考慮到自主體能訓(xùn)練在體育訓(xùn)練中有著非常重要的作用，教學(xué)為輔、自主訓(xùn)練為主，對(duì)大學(xué)生體能訓(xùn)練進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便高校體育管理者從學(xué)生的自主體能訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)情況與人體運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)開展有針對(duì)性地進(jìn)行訓(xùn)練方式調(diào)整與指導(dǎo)，通過自主運(yùn)動(dòng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)上課教學(xué)模式。一方面解決了學(xué)生自主體能測(cè)試，同時(shí)減輕了教師集中上課的教學(xué)任務(wù)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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