引體向上成績(jī)的影響因素研究

編者按：引體向上是一項(xiàng)鍛煉背部和手臂肌肉的訓(xùn)練項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作過(guò)程是雙手抓住單杠，將身體向上牽引，下巴超過(guò)單杠即為一次成功。

用計(jì)算機(jī)程序分析數(shù)據(jù)是科研的常用方法，如今中學(xué)生也能在教師指導(dǎo)下利用這一方法開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)研究。這類(lèi)軟件基于復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型開(kāi)發(fā)，但學(xué)生無(wú)需深究其背后的算法原理，只需掌握兩項(xiàng)基礎(chǔ)技能：篩選有效數(shù)據(jù)和正確解讀結(jié)果。本文即是此類(lèi)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的成功案例，感興趣的同學(xué)可以在老師指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)并使用SPSS等軟件開(kāi)展研究。

研究背景

根據(jù)北京市2023年9月新頒布的中考方案，體育成績(jī)（70分）占中考總成績(jī)的比例已提高至 13.21% ，其中初二年級(jí)體測(cè)成績(jī)（10分）占比1. 89% 。經(jīng)調(diào)查，有53. 62% 的男生認(rèn)為引體向上是難度最大的項(xiàng)目。因此，本研究希望通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和數(shù)據(jù)分析的方法，探討影響初二男生引體向上成績(jī)的因素，為提高學(xué)生的引體向上成績(jī)提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

問(wèn)卷調(diào)查

本研究通過(guò)專(zhuān)家訪談和實(shí)地觀察擬定了調(diào)查問(wèn)卷，對(duì)部分初二男生進(jìn)行調(diào)查，并與被調(diào)查者逐一溝通以確保調(diào)查結(jié)果的真實(shí)有效。

問(wèn)卷共設(shè)置10個(gè)問(wèn)題：

1.你認(rèn)為自己有運(yùn)動(dòng)天賦嗎？2.迄今為止，你接受過(guò)多少年正規(guī)體育訓(xùn)練？包括任何體育項(xiàng)目的正規(guī)訓(xùn)練，自己隨便玩玩的不算。

3.迄今為止，你進(jìn)行系統(tǒng)性的上肢力量訓(xùn)練（如啞鈴彎舉、杠鈴平推、俯臥撐等）的年限是多少？偶爾做做、一周未必能做一次訓(xùn)練的不算。

4.你的身體質(zhì)量指數(shù)（即BMI指數(shù)，用來(lái)衡量人體胖瘦程度）是多少？5.你初一年級(jí)體質(zhì)健康測(cè)試成績(jī)是多少？6.你一分鐘最多可以做多少個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的仰臥起坐？

7.你可以連續(xù)做多少個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的俯臥撐？

8.你能連續(xù)做多少個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引體向上？

9.你是否學(xué)習(xí)過(guò)引體向上的動(dòng)作技巧？

10.近兩個(gè)月，你平均每天花在針對(duì)引體

向上訓(xùn)練的時(shí)間是多少？

通過(guò)問(wèn)卷星軟件回收有效問(wèn)卷69份，并與被調(diào)查者逐一溝通，確保了調(diào)查結(jié)果真實(shí)。

下面是收集到的數(shù)據(jù)和分析。

數(shù)據(jù)分析

以問(wèn)題8（你能連續(xù)做多少個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引體向上？）的結(jié)果作為因變量，其余問(wèn)題的結(jié)果作為自變量，做數(shù)據(jù)分析。

1.多元回歸分析

使用SPSS軟件將收集到的問(wèn)卷數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析，得到以下結(jié)果，見(jiàn)表1和表2。

方差分析結(jié)果顯示，本研究回歸模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

分析結(jié)果顯示，連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)俯臥撐數(shù)量、初一體育成績(jī)、上肢力量訓(xùn)練年限，都與“能連續(xù)做幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引體向上”之間存在顯著相關(guān)。

2.機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析

其后我又使用Python語(yǔ)言編程，錄入收集到的問(wèn)卷數(shù)據(jù)，使用決策樹(shù)、隨機(jī)森林、梯度提升等3種算法分別進(jìn)行分析，得到3種算法下各特征變量重要性及排名，見(jiàn)表3。

結(jié)論與建議

綜合多元回歸分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法兩類(lèi)方法所做的相關(guān)性分析結(jié)果，可得出初一體育成績(jī)和連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)俯臥撐是影響“能連續(xù)做幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引體向上”的最重要因素。

多元回歸分析結(jié)果表明，上肢力量訓(xùn)練年限也是影響“能連續(xù)做幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引體向上”

的重要因素；機(jī)器學(xué)習(xí)算法表明，BMI指數(shù)同樣是重要影響因素。

因此，學(xué)校、家長(zhǎng)和學(xué)生本人應(yīng)重視上述四項(xiàng)內(nèi)容，提前規(guī)劃，高度重視初一年級(jí)體育成績(jī)，堅(jiān)持進(jìn)行俯臥撐鍛煉，加強(qiáng)上肢力量訓(xùn)練，并注意控制體重。

研究局限

為提高調(diào)查問(wèn)卷的完成數(shù)量，避免被調(diào)查者產(chǎn)生抵觸情緒，很多問(wèn)題的選項(xiàng)被設(shè)置成數(shù)值段，而非精確的數(shù)值。這導(dǎo)致在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，只能采取對(duì)類(lèi)賦值或取均值的手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可能會(huì)影響最終數(shù)據(jù)分析結(jié)果的

準(zhǔn)確性。

多元回歸的假設(shè)條件包括線性關(guān)系、誤差獨(dú)立性等，對(duì)于非線性關(guān)系的數(shù)據(jù)，擬合效果比較差。機(jī)器學(xué)習(xí)算法需要大規(guī)模數(shù)據(jù)，本研究中數(shù)據(jù)量過(guò)少，擬合效果可能比較差。

（作者：學(xué)生；指導(dǎo)教師：錢(qián)雨）