新冠背景下輔助大學(xué)生制定運(yùn)動(dòng)處方的Android軟件設(shè)計(jì)

張馨月，李文彪

（1.天津科技大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，天津 300222；2.天津師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，天津 300387）

0 引言

到目前為止新型冠狀病毒肺炎仍在全球蔓延，沒有從根本上完全除治，在尚未研發(fā)出疫苗前，抗擊疫情最重要條件在于個(gè)體自身免疫能力的強(qiáng)弱，這就需要人們擁有健康的體魄。疫情期間的戰(zhàn)疫英雄鐘南山院士和李蘭娟院士，不分晝夜沖在戰(zhàn)疫前線拯救生命，他們能夠堅(jiān)持下來最主要因素是由于他們堅(jiān)持科學(xué)鍛煉，擁有強(qiáng)健的體魄。根據(jù)吳鍵[1]在新冠肺炎疫情下思考學(xué)校體育的改革方向，可知學(xué)校體育必須面向全體學(xué)生，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)為提高全體學(xué)生體質(zhì)健康。但受制于課程的單一性，師資力量的不完備，運(yùn)動(dòng)處方難以與體育教學(xué)相融合，形成運(yùn)動(dòng)處方式體育教學(xué)，根據(jù)孫小龍[2]研究運(yùn)動(dòng)處方教學(xué)對(duì)大學(xué)生體質(zhì)影響具有正向作用，可知大學(xué)生的科學(xué)鍛煉應(yīng)根據(jù)個(gè)體差異有針對(duì)性的制定運(yùn)動(dòng)處方。

我國大學(xué)生課余時(shí)間約占全年天數(shù)的48%[3]，利用課余時(shí)間正確鍛煉可自行增強(qiáng)體質(zhì)，運(yùn)動(dòng)處方式鍛煉融合了運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等理論知識(shí)[4]，運(yùn)動(dòng)處方是指針對(duì)鍛煉者的健康和體力狀況，按其運(yùn)動(dòng)目的而制定的一種科學(xué)的、定量化的周期性鍛煉計(jì)劃[5]，注重學(xué)生身體情況和個(gè)體差異，為不同體質(zhì)大學(xué)生制定有目的性的鍛煉計(jì)劃。該文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一款為大學(xué)生制定運(yùn)動(dòng)處方的Android應(yīng)用程序，根據(jù)用戶輸入的個(gè)人體質(zhì)信息結(jié)合其可進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目制定出適宜用戶的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，滿足大學(xué)生用戶課外科學(xué)鍛煉提高免疫能力的需求。

1 HealthyBody功能設(shè)計(jì)

HealthyBody應(yīng)用程序通過用戶體質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)情況，輔助大學(xué)生計(jì)劃短期運(yùn)動(dòng)處方，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性、科學(xué)、合理、高效的課外鍛煉，以提高身體素質(zhì)。該App的功能包括用戶注冊(cè)登錄、制定運(yùn)動(dòng)處方、運(yùn)動(dòng)動(dòng)作推薦和運(yùn)動(dòng)打卡記錄四大模塊，App功能結(jié)構(gòu)如圖 1所示。用戶在注冊(cè)登錄后，按照步驟輸入當(dāng)前體質(zhì)測(cè)試結(jié)果，App將根據(jù)《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》輔助大學(xué)生針對(duì)不同項(xiàng)群[6]成績，制定適宜運(yùn)動(dòng)處方，實(shí)施該運(yùn)動(dòng)處方，完成四星期鍛煉后，再次體質(zhì)測(cè)試，調(diào)整運(yùn)動(dòng)處方，再實(shí)施新的四星期的運(yùn)動(dòng)處方。

圖1 App功能結(jié)構(gòu)圖

2 用戶信息數(shù)據(jù)庫

2.1 SQLite數(shù)據(jù)庫

SQLite數(shù)據(jù)庫是輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫，其中對(duì)象關(guān)系映射框架的核心組件包含連接和初始化（DBHelper類）、實(shí)體模板（用戶信息）、實(shí)體標(biāo)注（表的關(guān)聯(lián)性）、實(shí)體操作（添加、修改、刪除、查詢）、輔助工具（查詢結(jié)果）[7]，這些均在數(shù)據(jù)庫操作接口上被建立，為記錄用戶信息。

2.2 DBHelper類

HealthyBody中編寫DBHelper類進(jìn)行SQLite數(shù)據(jù)庫的初始化連接，其根據(jù)已定義的用戶信息之間關(guān)聯(lián)關(guān)系，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)表，還可對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重建等操作，使用數(shù)據(jù)表記錄用戶注冊(cè)賬號(hào)、密碼、體質(zhì)測(cè)試信息、運(yùn)動(dòng)處方及運(yùn)動(dòng)打卡信息。

2.3 用戶注冊(cè)登錄系統(tǒng)

用戶注冊(cè)時(shí)，輸入的用戶名、密碼被記錄在數(shù)據(jù)表單中；登錄時(shí)，若用戶名與密碼相對(duì)應(yīng)則登錄成功，否則登錄失敗。DBHelper類用戶注冊(cè)代碼如圖 2所示，主程序注冊(cè)登錄代碼如圖 3所示。

圖2 DBHelper類用戶注冊(cè)代碼

圖3 主程序注冊(cè)登錄代碼

3 體質(zhì)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

HealthyBody的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)由《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（2014年修訂）》[8]作為指標(biāo)，對(duì)大學(xué)生用戶輸入個(gè)人性別、身高、體重及自行體質(zhì)測(cè)試結(jié)果做出等級(jí)評(píng)定。

3.1 BMI

體重指數(shù)（BMI）與大學(xué)生各項(xiàng)身體素質(zhì)指標(biāo)具有關(guān)聯(lián)性。HealthyBody指導(dǎo)用戶輸入身高、體重、性別界面如圖 4所示，App使用getText()得到用戶信息，計(jì)算得到BMI數(shù)值，使用BigDecimal()將數(shù)值保留到小數(shù)點(diǎn)后一位，使用if語句通過確定BMI數(shù)值所在等級(jí)范圍給用戶運(yùn)動(dòng)建議，調(diào)用Intent，使用putExtra()將double類型的BMI數(shù)值及string類型的運(yùn)動(dòng)處方傳遞到下一體質(zhì)測(cè)試信息采集界面。

BMI計(jì)算公式：體重指數(shù)（BMI）=體重（kg）/身高2（m2）。

3.2 其他單項(xiàng)

HealthyBody指導(dǎo)用戶輸入體質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)的頁面如圖 5所示，App使用getIntent()和getExtras()得到身體標(biāo)準(zhǔn)體重的BMI數(shù)值及運(yùn)動(dòng)處方，用函數(shù)setText()將傳遞過來的數(shù)值及字符串在TextView中顯示出來。同上一界面，將各項(xiàng)群等級(jí)及運(yùn)動(dòng)處方調(diào)用Intent傳向運(yùn)動(dòng)處方界面。

4 健身運(yùn)動(dòng)處方

根據(jù)體質(zhì)測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目等級(jí)，根據(jù)項(xiàng)目所屬項(xiàng)群，得到該項(xiàng)群評(píng)估等級(jí)，根據(jù)大學(xué)生運(yùn)動(dòng)處方[9]輔助大學(xué)生制定有針對(duì)性的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。運(yùn)動(dòng)處方的實(shí)施是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，應(yīng)根據(jù)短期自身運(yùn)動(dòng)效果對(duì)原運(yùn)動(dòng)處方進(jìn)行調(diào)整，故HealthyBody建議用戶每進(jìn)行四星期運(yùn)動(dòng)后，應(yīng)再次體質(zhì)測(cè)試，根據(jù)現(xiàn)有身體素質(zhì)水平，制定新的健身運(yùn)動(dòng)處方。健身運(yùn)動(dòng)處方主要從4個(gè)方面入手，綜合考慮運(yùn)動(dòng)目的、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、每次運(yùn)動(dòng)持續(xù)的時(shí)間，APP表現(xiàn)是身體標(biāo)準(zhǔn)體重、心肺功能、速度力量、力量、柔韌性，圖 6～圖 7為上文用戶輸入體質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)得到的輔助大學(xué)生的運(yùn)動(dòng)處方。

圖 4 填寫個(gè)人信息界面

圖 5 輸入體質(zhì)測(cè)試結(jié)果界面

圖6 運(yùn)動(dòng)處方部分界面1

圖7 運(yùn)動(dòng)處方部分界面2

4.1 身高標(biāo)準(zhǔn)體重

身高標(biāo)準(zhǔn)體重項(xiàng)目等級(jí)根據(jù)用戶輸入的身高、體重計(jì)算的BMI指數(shù)獲得，簡略計(jì)算大致BMI水平從而得為整體有針對(duì)性的運(yùn)動(dòng)處方提供參考。

4.2 心肺功能

心肺功能項(xiàng)目以男生1000米跑等級(jí)、女生800米跑等級(jí)為評(píng)價(jià)依據(jù)，針對(duì)不同性別大學(xué)生制定短期提高心肺功能的運(yùn)動(dòng)處方。

有氧運(yùn)動(dòng)能夠有效提高心肺功能，從而提高身體素質(zhì)。HealthyBody動(dòng)作庫中推薦的有氧運(yùn)動(dòng)有慢跑、騎單車、跳繩、游泳等。以游泳項(xiàng)目為例，該App為大學(xué)生用戶提供標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作姿勢(shì)及訓(xùn)練方法，如圖 8～圖 9所示。

圖8 游泳項(xiàng)目部分介紹與練習(xí)方法1

圖9 游泳項(xiàng)目部分介紹與練習(xí)方法2

4.3 速度力量

該App速度力量項(xiàng)目等級(jí)由50米跑等級(jí)、立定跳遠(yuǎn)等級(jí)確定，并針對(duì)不同等級(jí)制定不同提高速度力量的運(yùn)動(dòng)處方。HealthyBody動(dòng)作庫中推薦的速度力量鍛煉有高抬腿、彈跳、交叉跳、跳箱、立臥撐等。進(jìn)行反應(yīng)速度、動(dòng)作速度、位移速度素質(zhì)練習(xí)，上肢力量、下肢力量、腰腹肌力量練習(xí)[10]。

4.4 力量

力量項(xiàng)目等級(jí)憑借男生引體向上、女生仰臥起坐等級(jí)評(píng)定，為大學(xué)男生、女生制定相應(yīng)力量訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)處方。力量測(cè)試較為單一，有一定局限性。因此APP在動(dòng)作庫中提供了大量其他肌群參與的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。HealthyBody動(dòng)作庫中推薦的力量訓(xùn)練有俯臥撐、平板支撐、深蹲、仰臥起坐、空中自行車等。

4.5 柔韌性

柔韌性項(xiàng)目等級(jí)按照坐位體前屈等級(jí)給出，輔助大學(xué)生計(jì)劃短期柔韌性練習(xí)，提高柔韌性項(xiàng)群的身體素質(zhì)。

HealthyBody動(dòng)作庫中推薦的柔韌性練習(xí)有瑜伽運(yùn)動(dòng)、肩部拉伸、腹部拉伸、腿部拉伸、直立體前屈等。

5 結(jié)語

本文針對(duì)大學(xué)生體質(zhì)測(cè)試，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一款A(yù)ndroid應(yīng)用程序HealthyBody，該App可用來輔助大學(xué)生在空閑時(shí)間根據(jù)身體素質(zhì)情況，制定科學(xué)、合適、高效的運(yùn)動(dòng)處方，讓大學(xué)生通過有針對(duì)性地運(yùn)動(dòng)來提高自身免疫能力，該App功能基本完善，具有廣闊的應(yīng)用前景。