基于矩陣數(shù)據(jù)分析法的指揮類本科生五公里訓(xùn)練質(zhì)量分析方法

（國(guó)防科技大學(xué)系統(tǒng)工程學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410073）

研究背景

軍事指揮類本科生作為未來的基層指揮官，是部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的核心力量，因此對(duì)其軍事素質(zhì)的培養(yǎng)事關(guān)我軍的戰(zhàn)斗力生成，需要特別重視。軍事訓(xùn)練是軍事素質(zhì)培養(yǎng)的重要組成部分，但是現(xiàn)在的軍事訓(xùn)練主要根據(jù)教練員的經(jīng)驗(yàn)來組織，組訓(xùn)效果并不理想[1]?；鶎訂挝辉谶M(jìn)行五公里訓(xùn)練時(shí)主要存在以下問題[2]：一是訓(xùn)練安排不合理，訓(xùn)練隨意性強(qiáng)，訓(xùn)練內(nèi)容選擇隨意性較強(qiáng)，無系統(tǒng)規(guī)劃；二是過分追求訓(xùn)練量，缺少訓(xùn)練強(qiáng)度的控制，針對(duì)性不強(qiáng)，體能訓(xùn)練內(nèi)容主要為五公里武裝越野，且量很大，缺少針對(duì)性的訓(xùn)練強(qiáng)度控制如心率；三是訓(xùn)練手段方法單一，訓(xùn)練理念較為落后，基本為持續(xù)訓(xùn)練，間歇訓(xùn)練較少。所以，如果要提高五公里的訓(xùn)練效果，必須改進(jìn)現(xiàn)有的簡(jiǎn)單、隨意的訓(xùn)練方式，科學(xué)組訓(xùn)。但是，科學(xué)組訓(xùn)依賴于對(duì)訓(xùn)練質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)，而目前還缺乏有效的定量評(píng)價(jià)方法。因此，對(duì)軍校指揮類本科生軍事訓(xùn)練質(zhì)量進(jìn)行定量分析，有助于科學(xué)指導(dǎo)指揮類本科生的軍事訓(xùn)練，同時(shí)培養(yǎng)其定量分析的思維，在組織訓(xùn)練時(shí)有據(jù)可依。

針對(duì)提高五公里訓(xùn)練質(zhì)量，現(xiàn)有研究主要針對(duì)改革訓(xùn)練方式、預(yù)防訓(xùn)練傷等方面提出建議。例如，張魯[3]建議采用組合訓(xùn)練法，把影響五公里跑訓(xùn)練效果的各個(gè)因素都納入訓(xùn)練過程，把不同性質(zhì)的練習(xí)組合起來進(jìn)行訓(xùn)練。胡文忠[4]從運(yùn)動(dòng)生理學(xué)以及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的角度探討心率無氧閾在武警部隊(duì)五公里武裝越野訓(xùn)練中的實(shí)際應(yīng)用，通過對(duì)比試驗(yàn)證明利用心率無氧閾對(duì)訓(xùn)練強(qiáng)度進(jìn)行控制是提高五公里武裝越野的成績(jī)的有效方法。王向前等[5]調(diào)查了五公里越野訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的損傷情況，分析受傷的主要原因在于訓(xùn)練組織不科學(xué)和訓(xùn)練的單一片面所造成。陳增輝等[6]提出學(xué)員參加五公里考核前心理狀態(tài)時(shí)影響考核成績(jī)的重要因素，建議參照中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員心理釋壓的方法，結(jié)合競(jìng)賽心理學(xué)原理對(duì)學(xué)員進(jìn)行心理輔導(dǎo)，以提高考核成績(jī)。同時(shí)，應(yīng)注意改善訓(xùn)練方法，提高訓(xùn)練效率，不能盲目加大訓(xùn)練量或延長(zhǎng)訓(xùn)練時(shí)間。這正是五公里訓(xùn)練急需改進(jìn)之處，特別是在制定訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)，應(yīng)該考慮受訓(xùn)者的性格、喜好以及身體狀態(tài)對(duì)訓(xùn)練效果的影響。

本文以指揮類本科生五公里訓(xùn)練質(zhì)量的定量分析為目標(biāo)，通過調(diào)查問卷收集指揮類本科生相關(guān)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)，經(jīng)過整理、篩選和比較后確定重要的影響因素，然后根據(jù)這些影響因素制定訓(xùn)練方案，最后采用矩陣數(shù)據(jù)分析法對(duì)這些方案進(jìn)行預(yù)先評(píng)估，最后根據(jù)評(píng)估結(jié)果給出相關(guān)的訓(xùn)練建議。

一、矩陣數(shù)據(jù)分析法

矩陣數(shù)據(jù)分析法是質(zhì)量管理的定量分析方法，它利用主成分分析的原理，能夠從繁雜的數(shù)據(jù)中分析出有價(jià)值的信息[7]。它的基本思路是對(duì)同類型的大量數(shù)據(jù)整理后，計(jì)算相關(guān)矩陣，求出矩陣的特征值和特征向量，按照主成分分析的方法提取出多個(gè)主成分，最后通過主成分來代表數(shù)據(jù)中隱含的信息，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各數(shù)據(jù)組的評(píng)價(jià)。矩陣數(shù)據(jù)分析法通過變量變換，將眾多的變量轉(zhuǎn)換為少數(shù)線性無關(guān)的主成分（線性無關(guān)使得分析與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)組時(shí)，方便找出主要因素，得出更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果），就顯示出其應(yīng)用價(jià)值，這樣就找出了進(jìn)行研究攻關(guān)的主要目標(biāo)和因素。

二、五公里主要影響因素的確定

論文通過對(duì)指揮類本科生五公里的訓(xùn)練現(xiàn)狀的調(diào)查來收集數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行初步的分析。為此，首先設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷。

1.調(diào)查問卷

經(jīng)過調(diào)查，我們?cè)趩柧碓O(shè)計(jì)時(shí)，考慮對(duì)以下五公里訓(xùn)練的影響因素進(jìn)行調(diào)查：睡眠時(shí)間、攝取能量、理想成績(jī)、練習(xí)次數(shù)、訓(xùn)練時(shí)段、場(chǎng)地人數(shù)、指導(dǎo)與否、訓(xùn)練量程度、訓(xùn)練心里情況、訓(xùn)練傷病情況和訓(xùn)練方式等。為方便定量分析，將調(diào)查問卷的選項(xiàng)進(jìn)行定量的劃分，例如：對(duì)睡眠時(shí)間的選項(xiàng)劃分為4個(gè)檔次，分別為＜5小時(shí)、5-7小時(shí)、7-8小時(shí)、＞8小時(shí)，五公里成績(jī)也分為4個(gè)檔次，分別為＜20分鐘、20-21分鐘、21-23分鐘、＞23分鐘。通過這種處理，方便下一步對(duì)調(diào)查問卷數(shù)據(jù)的處理與分析。通過對(duì)某專業(yè)大一到大四的學(xué)員發(fā)放調(diào)查問卷的方式收集數(shù)據(jù)，總計(jì)發(fā)放并收集到了100份調(diào)查問卷。

2.數(shù)據(jù)的初步分析

經(jīng)過各影響因素的離散程度分析和與五公里成績(jī)的相關(guān)性分析，我們將五公里訓(xùn)練的重要影響因素確定為訓(xùn)練方式、睡眠時(shí)間和訓(xùn)練次數(shù)等3個(gè)。這3個(gè)因素同時(shí)具有較大的可操控性，且與五公里成績(jī)的相關(guān)性較強(qiáng)。

三、訓(xùn)練方案的制定與評(píng)估

根據(jù)上面的分析結(jié)果，由3個(gè)因素的不同水平的組合制定出相應(yīng)的訓(xùn)練方案，運(yùn)用矩陣數(shù)據(jù)分析法對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)估。

1.五公里訓(xùn)練方案的提出

五公里訓(xùn)練的3個(gè)重要因素不同水平的組合產(chǎn)生4×4×3=48個(gè)方案，排除一些不合理的方案，最終將訓(xùn)練方案確定為9個(gè)，如表1所示：

2.訓(xùn)練方案的分析

根據(jù)調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)后整理出來的結(jié)果，針對(duì)符合以上9個(gè)方案的答卷進(jìn)行整理，對(duì)各年級(jí)相同方案的樣本進(jìn)行求和并計(jì)算其平均值，若沒有相對(duì)應(yīng)的情況則置0處理，得出結(jié)果如表2所示。

上述統(tǒng)計(jì)表中，令Xij（i=1，2，3，4，j=1，2，…，9）表示大i年級(jí)在方案j情況下的五公里平均成績(jī)，從而得到數(shù)據(jù)的原始矩陣[Xij]，對(duì)該矩陣運(yùn)用矩陣數(shù)據(jù)分析法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，進(jìn)一步求得4個(gè)年級(jí)組的協(xié)方差矩陣，求出其特征值與特征向量，并將所有特征根按照從大到小排列，取前3個(gè)的累計(jì)貢獻(xiàn)率為94.63%，因此取前3位作為主成分來綜合描述原來9個(gè)方案的綜合指標(biāo)，更加能夠反映學(xué)員對(duì)該訓(xùn)練項(xiàng)目方案的喜好程度。計(jì)算結(jié)果如表3所示。

從表3中的數(shù)據(jù)可以反映出各主成分的系數(shù)，3個(gè)主成分的意義可以用特征矢量來表示。每一個(gè)主成分下有4個(gè)數(shù)值，即特征向量。

在第一個(gè)主成分下，特征向量的數(shù)值相差較大，而且符號(hào)不同，表示每個(gè)年級(jí)對(duì)它的偏好程度都不相同，且變化較大，因此，定義這個(gè)新的綜合指標(biāo)為變化喜好指標(biāo)。

在第二個(gè)主成分下，特征向量的數(shù)值呈上升趨勢(shì)，隨著年級(jí)的升高數(shù)值越來越大，而且符號(hào)都為正，說明大一至大四各組都喜歡它，而且隨著年級(jí)的升高會(huì)越來越偏好它。因此，定義這個(gè)綜合指標(biāo)為年級(jí)增長(zhǎng)影響喜好指標(biāo)。

在第三個(gè)主成分下，大一、大二兩個(gè)組對(duì)應(yīng)的特征向量數(shù)值為正且比較大，大三、大四兩個(gè)組對(duì)應(yīng)的特征向量數(shù)值為負(fù)，說明低年級(jí)的大一與大二年級(jí)比較喜歡它，但是到了高年級(jí)的大三和大四年級(jí)就不是很喜歡它了。因此，定義這個(gè)綜合指標(biāo)為年級(jí)高低影響喜好指標(biāo)。

通過上面的分析可以看出，關(guān)于五公里訓(xùn)練方案的喜好程度可以通過3個(gè)綜合指標(biāo)來進(jìn)行描述。他們的影響率分別為59.825%、25.045%和9.76%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為94.63%。

更進(jìn)一步的對(duì)其進(jìn)行分析，對(duì)各方案按照學(xué)員的喜好類型來排列。為此，每個(gè)訓(xùn)練方案都可以求得主成分得分為

表1 五公里訓(xùn)練方案

表2 各年級(jí)對(duì)應(yīng)五公里訓(xùn)練方案的平均成績(jī)統(tǒng)計(jì)表

表3 五公里訓(xùn)練方案的喜好程度的計(jì)算結(jié)果

表4 五公里方案按照第二主成分得分的排序

3.五公里方案的評(píng)估與建議

根據(jù)上節(jié)的計(jì)算和分析，第二主成分為年級(jí)增長(zhǎng)影響喜好指標(biāo)，具有比較重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此我們?cè)趯?duì)方案進(jìn)行評(píng)估的時(shí)候主要以第二主成分為主要考量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)各方案對(duì)應(yīng)第二主成分打分的高低，對(duì)方案排序如下：

將此表與表1對(duì)照進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)睡眠時(shí)間5-7小時(shí)更加適應(yīng)現(xiàn)在的指揮類本科生，睡眠時(shí)間＜5小時(shí)對(duì)學(xué)員的五公里訓(xùn)練起到了消極的影響。并且學(xué)員對(duì)于訓(xùn)練方式的喜好程度按遞降順序排列為：集體跑與分散跑交叉使用、分散跑、集體跑，符合實(shí)際。在有充足睡眠時(shí)間的保障下，學(xué)員的體力以及精力更加充足，但是過長(zhǎng)的睡眠時(shí)間在軍?？旃?jié)奏、高負(fù)荷的現(xiàn)狀中難以實(shí)現(xiàn)，因此5-7小時(shí)的睡眠時(shí)間是最好的選擇。在訓(xùn)練方式上，因?yàn)榧w跑的形式不能夠充分適應(yīng)每個(gè)人的速度，有一些體能較好的學(xué)生在集體跑的訓(xùn)練中無法得到提高，體能差的學(xué)生跟不上集體跑的速度最后掉隊(duì)，集體跑的形式對(duì)這兩類學(xué)生來說效果不佳。但是體能中等偏下的同志可以在集體中得到激勵(lì)，提升自己的速度，這樣使得集體的平均水平可以得到提高，并且利于管理控制，防止有人偷懶，因此施訓(xùn)者比較喜歡使用這種方式。

由此可以看出，保證良好以及充足的睡眠可以提高學(xué)員的五公里成績(jī)，并且是學(xué)員樂意接受的形式，比較適合軍校指揮類本科生。我們必須在督促他們進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)訓(xùn)練的同時(shí)，確保他們能夠擁有充足的睡眠時(shí)間（5-7小時(shí)），這樣才能使他們的五公里訓(xùn)練取得最好的效果。

同時(shí)從上面的分析結(jié)果可以看出，五公里的訓(xùn)練如果完全通過集體跑的方式來組織，不太受學(xué)員歡迎，學(xué)員更加歡迎集體跑和分散跑交叉使用這種訓(xùn)練形式。因此，在組織五公里訓(xùn)練時(shí)要注意跑步訓(xùn)練形式的選擇。例如，在學(xué)員普遍比較懶散時(shí)采用集體跑的形式來督促訓(xùn)練，在有部分學(xué)員有較大困難時(shí)也可采用集體跑的形式鼓勵(lì)其進(jìn)步，在學(xué)員普遍比較亢奮想要追求更好成績(jī)時(shí)采用分散跑的形式較為合理等。

由于在訓(xùn)練方式不是1-3次時(shí)，很少有人的情況與方案相符。由此可以看出，絕大多數(shù)人比較適應(yīng)每周1-3次的五公里訓(xùn)練。在擬定每周的訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)，可根據(jù)情況進(jìn)行1-3次五公里訓(xùn)練，這樣能收到最好的訓(xùn)練效果。

通過方案之間得分的比較，找到在當(dāng)前的訓(xùn)練現(xiàn)狀下，通過保障學(xué)員的睡眠時(shí)間和運(yùn)用合理的訓(xùn)練方式進(jìn)行訓(xùn)練，可以使五公里訓(xùn)練取得較好的訓(xùn)練效果。

結(jié)語

為提高指揮類本科生的五公里訓(xùn)練質(zhì)量，我們采用問卷調(diào)查來收集相關(guān)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的分析來確定訓(xùn)練質(zhì)量的主要影響因素，進(jìn)一步制定出多個(gè)備選訓(xùn)練方案。最后通過矩陣數(shù)據(jù)分析法來評(píng)估這些備選方案。通過分析研究比較，我們得出結(jié)論：良好的睡眠時(shí)間是提高訓(xùn)練效率的前提，需要至少5-7小時(shí)的睡眠時(shí)間才能取得較好的訓(xùn)練效果。另外，我們?cè)谟?xùn)練時(shí)也要根據(jù)學(xué)員的特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練方式，集中統(tǒng)一的訓(xùn)練方式已經(jīng)不是最佳選擇，需要使用新的、有針對(duì)性的訓(xùn)練方式，或者將新的訓(xùn)練方式和老的訓(xùn)練方式相結(jié)合，這樣才能取得良好的訓(xùn)練效果，提高五公里訓(xùn)練的質(zhì)量。