基于偏相關(guān)分析的在校女大學(xué)生體質(zhì)健康發(fā)展趨勢研究

李永剛，包文清

（浙江師范大學(xué) 行知學(xué)院，浙江 金華 321004）

0 引言

身體素質(zhì)是社會生產(chǎn)力重要組成要素，間接影響著國家綜合實力的提升.在校大學(xué)生體質(zhì)健康狀況關(guān)系到國家及民族未來，是健康中國的最要組成部分［1］，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興重要基石［2］.隨著世界格局變化及我國新生人口急劇下降，研究女大學(xué)生體質(zhì)狀況對整個中華民族未來和國力發(fā)展有著重要價值和深遠(yuǎn)意義.在校大學(xué)生不管身體機(jī)能情況還是心理素質(zhì)方面，都處于一生中較好的水平階段，但調(diào)查研究中顯示大學(xué)生群體廣泛出現(xiàn)身體素質(zhì)下降問題［3-5］，且該下降趨勢還在延續(xù)［6］.董寶林等［7］指出，女大學(xué)生的體質(zhì)狀況令人堪憂，甚至很大部分在校女大學(xué)生達(dá)不到體育人口的標(biāo)準(zhǔn).

上述文獻(xiàn)結(jié)論大都是通過縱向比較不同對象得出的結(jié)論，在數(shù)理統(tǒng)計分析中，多元系統(tǒng)中研究2個變量共同變化的密切程度時，有時出現(xiàn)相關(guān)的2個變量并不存在實質(zhì)性的關(guān)系，而是另外變量充當(dāng)相關(guān)性的中介.因此通過縱向比較研究女大學(xué)生大學(xué)階段的體質(zhì)健康發(fā)展還不夠科學(xué)，對女大學(xué)生大學(xué)階段的體育行為指導(dǎo)也不夠全面［8］.

為摒除這種偽“相關(guān)”的現(xiàn)象，探究女大學(xué)生體質(zhì)健康測試項目中變量間真正的相關(guān)性，本研究引入偏相關(guān)系數(shù)［9］.基于偏相關(guān)分析［10-13］，對746名在校女大學(xué)生連續(xù)4年體質(zhì)健康測試成績特征進(jìn)行跟蹤分析，結(jié)合測試成績的形態(tài)分布和偏相關(guān)分析模型對女大學(xué)生體質(zhì)健康發(fā)展影響因素及趨勢進(jìn)行評估，以期為高校女性體質(zhì)健康促進(jìn)［13］中選擇有效的身體素質(zhì)練習(xí)提供參考.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究以浙江師范大學(xué)行知學(xué)院2017級746名女大學(xué)生為研究對象，依照《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（2014年修訂）》［14］的相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)測試其在校4年的身高、體重、肺活量、坐位體前屈、50 m、800 m、立定跳遠(yuǎn)和仰臥起坐等數(shù)據(jù)為研究對象.

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

查閱搜集相關(guān)資料，確定本研究的相關(guān)理論與研究方法，搜集2017級806名女大學(xué)生中4年體測成績剔除免測、缺項等原因的60人，提取有完全數(shù)據(jù)的746名女大學(xué)生各體測成績用于本研究.

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計法

對搜集的學(xué)生體測數(shù)據(jù)用Excel相關(guān)公式進(jìn)行整理和儲存，計算Body Mass Index（BMI：身體質(zhì)量指數(shù)，體重kg與身高m的比值）、平均成績、及格率.用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件對2017年與2020年的體質(zhì)健康成績均值對比結(jié)果進(jìn)行成對樣本的顯著性檢驗，并計算和檢驗立定跳遠(yuǎn)與其它6個項目的偏相關(guān)系數(shù).

2 結(jié)果與分析

2.1 女大學(xué)生4年體質(zhì)健康測試成績對比

按我國BMI指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以18.5，24，28分割點分成偏瘦、正常、偏胖和肥胖4組（見圖1）.4年中，746名在校女大學(xué)生BMI值正常的比例分別為72.12%、66.62%、70.11%、64.61%，呈現(xiàn)震蕩下降的趨勢.為考察在校期間BMI的發(fā)展趨勢，以2017年的偏瘦組（128名）和肥胖組（11名）為例，統(tǒng)計顯示在2018年、2019年、2020年后續(xù)3年同一組別人數(shù)：偏瘦組依次為117人（91.41%）、97人（75.78%）、100人（78.12%）；肥胖組依次為6人（54.54%）、7人（63.64%）、7人（63.64%）.可以看出，肥胖組的變動率大于偏瘦組變動率，說明女生學(xué)生可以通過樹立健康理念，培養(yǎng)良好行為習(xí)慣來改善體質(zhì)狀況.

圖1 樣本4年BMI等級人數(shù)分布圖

《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（2014 年修訂）》［14］女大學(xué)生不同時期體質(zhì)健康評價標(biāo)準(zhǔn)是有改變的，但評價指標(biāo)的對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的差保持不變，屬于平移變換.本研究對746名女同學(xué)在校4年的各項體測的平均值和及格率（見表1）中可以看出：2017級女大學(xué)生在校期間肺活量平均值在2017、2018、2019連續(xù)3年是遞增的，2020年略有下降，但就各自標(biāo)準(zhǔn)2020年的平均肺活量對應(yīng)成績、及格率均高于2017年；坐位體前屈的平均值、及格率是均逐年提高的；立定跳遠(yuǎn)的平均值、及格率是先增后降，但2020年比2017年時期要稍差；仰臥起坐均值先升后降，及格率上下波動，2020年的均值、及格率都高于2017年時期，但按照標(biāo)準(zhǔn)差異換算2020年的均值對應(yīng)成績卻是低于2017年時期的；50 m跑均值、及格率表現(xiàn)為上下波動，2020年的均值對應(yīng)成績、及格率高于2017 年時期；800 m 跑成績表現(xiàn)為上下波動，2020 年高于2017 年時期的成績.

表1 樣本在校4年各體質(zhì)健康測試項目平均成績和及格率

由于測試成績受到主客觀因素的影響，具有隨機(jī)性，需要對結(jié)果進(jìn)行顯著性檢驗.由于比較的是同項目、同一批同學(xué)的2017 年、2020 年成績的均值，數(shù)據(jù)成對出現(xiàn)，采用成對數(shù)據(jù)t檢驗.設(shè)2017 年、2020年的項目成績均值分別為μ1,μ2以μ1＞μ2+標(biāo)準(zhǔn)差異的檢驗問題為例簡述其流程.設(shè)有n個同學(xué)，第i個同學(xué)的某項目2017 年、2020 年的成績分別為xi,yi，它們的差di=yi-xi-標(biāo)準(zhǔn)差異.這樣數(shù)據(jù)di(i=1,2,…,n)既考慮到標(biāo)準(zhǔn)平移差異又排除學(xué)生差異這個不可控因素的影響，能更合理地反映2個時期的優(yōu)劣.這樣可以把μ1＞μ2+標(biāo)準(zhǔn)差異的檢驗問題轉(zhuǎn)化為單樣本的右側(cè)t檢驗問題：H0:μ≤0 vs H1:μ ＞0，檢驗的t統(tǒng)計量為，其中均值，樣本方差右側(cè)檢驗的P值=P(t(n-1)≥t)，其中t(n-1)是服從自由度為(n-1)的t分布的隨機(jī)變量，P值為隨機(jī)變量不小于檢驗統(tǒng)計量的具體值的概率.設(shè)顯著性水平為α，如果P值＜α，拒絕原假設(shè)H0；如果P值≥α，保留原假設(shè)H0.

同樣，把μ2＜μ1+標(biāo)準(zhǔn)差異的檢驗問題轉(zhuǎn)化為單樣本的左側(cè)t檢驗問題.基于對成對樣本均值比較的認(rèn)知，選用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件中的分析、比較均值、配對樣本t檢驗工具，進(jìn)行右側(cè)t檢驗的項目有肺活量、坐位體前屈，左側(cè)t檢驗的項目有立定跳遠(yuǎn)、仰臥起坐、50 m、800 m，并按照雙側(cè)sig值是單側(cè)P值的2倍修正P值（見表2）.綜合表1和表2，考慮到指標(biāo)的正、負(fù)向性，得出：2020年與2017年時期相比，肺活量（t=8.767，P＜0.001）和坐位體前屈（t=14.316，P＜0.001）明顯進(jìn)步，達(dá)到統(tǒng)計學(xué)顯著性水平.800 m（t=-1.338，P=0.090）和50 m（t=-0.649，P=0.258）成績變化沒有顯著性差異.立定跳遠(yuǎn)（t=-3.797，P＜0.001）和仰臥起坐（t=-1.701，P=0.045）這2項成績有所退步，達(dá)到統(tǒng)計學(xué)顯著性水平.

表2 2017年與2020年各指標(biāo)成對數(shù)據(jù)t檢驗統(tǒng)計量值及其P值

2.2 偏相關(guān)性分析

按大學(xué)一、四年級分別計算立定跳遠(yuǎn)與其它項目的Pearson相關(guān)系數(shù)與P值（見表3），其計算公式為，檢驗的原假設(shè)為2 個變量無線性關(guān)系（或相關(guān)系數(shù)為0），檢驗統(tǒng)計量，P值=p(|t(n-2)|≥|t|，其中t( )n-2 是服從自由度為n-2的t分布的隨機(jī)變量.與單側(cè)檢驗一樣，假如P值大于顯著性水平，保留原假設(shè)，否則2變量有線性關(guān)系.

表3 立定跳遠(yuǎn)與其它6個項目的Pearson相關(guān)系數(shù)與P值

按與立定跳遠(yuǎn)的線性相關(guān)程度從高到低排列項目：2017 年為50 m、仰臥起坐、800 m、坐位體前屈、BMI≥21.25、肺活量、BMI＜21.25.2020年為50 m、仰臥起坐、BMI≥21.25、坐位體前屈、800 m、肺活量、BMI＜21.25.發(fā)現(xiàn)：（1）當(dāng)BMI＜21.25時，立定跳遠(yuǎn)與BMI不相關(guān)；（2）立定跳遠(yuǎn)與800 m、坐位體前屈、BMI≥21.25的相關(guān)性強(qiáng)弱順序發(fā)生變化.為弄清這種變化對立定跳遠(yuǎn)成績的影響，需要進(jìn)一步分析偏相關(guān)系數(shù).

表4 二階偏相關(guān)系數(shù)與P值

從表4中看出，（1）立定跳遠(yuǎn)與BMI相關(guān)性從2017年的線性無關(guān)到2020年的線性相關(guān)；（2）立定跳遠(yuǎn)與肺活量的相關(guān)性從2017年的線性相關(guān)變成2020年的線性無關(guān)；（3）立定跳遠(yuǎn)與坐位體前屈、800 m的相關(guān)性是2017年強(qiáng)于2020年時期.這說明體重、耐力對立定跳遠(yuǎn)成績的退步造成一定影響，其中體重的作用較明顯，與BMI、800 m的描述分析相符.

立定跳遠(yuǎn)與50 m、仰臥起坐的一階偏相關(guān)系數(shù)分析如下：以仰臥起坐控制變量計算立定跳遠(yuǎn)與50米的偏相關(guān)系數(shù)，2017年時為-0.395，2020年時為-0.457，它們P值均為＜0.001，說明在5%水平下顯著.以50 m為控制變量計算立定跳遠(yuǎn)與仰臥起坐的偏相關(guān)系數(shù)，2017年時為0.188，2020年時為0.248，它們P值為＜0.001，它們的相關(guān)性在5%水平下顯著且都在變強(qiáng).但是，依據(jù)相關(guān)系數(shù)的絕對值判斷兩變量相關(guān)性標(biāo)準(zhǔn)（＞0.6說明兩變量相關(guān)性很好；＞0.8說明兩變量非常相關(guān)；＞0.996說明兩變量極相關(guān)），上述分析變量間關(guān)系均未達(dá)到相關(guān)性很好的標(biāo)準(zhǔn)，此分析結(jié)果也驗證全國大學(xué)生體質(zhì)健康測試項目設(shè)定的合理性.

從上述分析表明，高等院校很難通過訓(xùn)練其它項目來預(yù)防在校女大學(xué)生立定跳遠(yuǎn)成績的退步，高等院校體育教學(xué)部門不僅要加強(qiáng)單項項目的練習(xí)頻率和強(qiáng)度［15］，還要注重改善學(xué)生體育鍛煉的主觀能動性.

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）女大學(xué)生在大學(xué)階段的肺活量、坐位體前屈顯著改善，50 m、800 m成績變化無顯著性差異，而立定跳遠(yuǎn)和仰臥起坐成績下降達(dá)到顯著性水平.

（2）按BMI的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，女大學(xué)生大學(xué)階段BMI正常率有震蕩下行趨勢，同時偏相關(guān)性分析表明在校女大學(xué)生的自身體重、耐力素質(zhì)對其立定跳遠(yuǎn)成績的退步造成一定影響，體重變化與其相關(guān)性較強(qiáng).

（3）高等院校女大學(xué)生在校期間的體質(zhì)健康發(fā)展趨勢中只是個別素質(zhì)出現(xiàn)下降，但整體水平并沒有出現(xiàn)明顯下降.

3.2 建議

（1）社會要更多關(guān)注女大學(xué)生群體，建成對女性美感新的社會環(huán)境，改變盲目追求瘦身美現(xiàn)狀.

（2）大學(xué)體育課程應(yīng)加強(qiáng)在校女大學(xué)生耐力、速度、柔韌及下肢、腰腹力量等單項項目訓(xùn)練方法和手段，提高在校女大學(xué)生課外鍛煉中耐力、速度和腰腹核心力量鍛煉參與度、有效性及鍛煉強(qiáng)度.

（3）高等院校體育教學(xué)部門不僅要加強(qiáng)單項項目練習(xí)頻率和強(qiáng)度，還要注重改善學(xué)生體育鍛煉的主觀能動性.