談大學生體質健康標準數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)挖掘
——以西安交通大學在校學生的年級特征和鍛煉行為為例

陳善平，閆振龍，韓驥磊，朱長躍

數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining)，又稱為數(shù)據(jù)采掘、數(shù)據(jù)開采，相近的術語有KDD(數(shù)據(jù)庫知識發(fā)現(xiàn))、數(shù)據(jù)融合、決策支持等，數(shù)據(jù)挖掘是指從存放在數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫或其他信息庫中的大量的數(shù)據(jù)中獲取有效的、新穎的、潛在有用的、最終可理解的模式的數(shù)據(jù)處理過程[1]。教育部于2002年頒布實施《大學生體質健康標準》。目前，各高校均積累了多年的學生體質健康數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)隱含著大量的潛在有用的規(guī)律和知識[2]。圍繞這些數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)挖掘，就能找出學生體質健康變化的規(guī)律，以及與其他各種因素間的相互關系，為體育教學改革提供有價值的決策信息。本文通過對比分析大學生在校四年的體質健康和鍛煉行為，了解不同年級的特征和變化規(guī)律，為體育教學改革提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

體質健康數(shù)據(jù)：西安交通大學2007級本科學生。剔除數(shù)據(jù)記錄不完整的學生記錄后總人數(shù)為3 178人，在校期間年齡范圍為17～25歲。

鍛煉行為數(shù)據(jù)：采用問卷調(diào)查方法收集了15所大學的2 072名本科生的鍛煉情況。其中男生1 275人，占61.5%；女生797人，占38.5%。年齡在16～25歲之間。

1.2 數(shù)據(jù)挖掘和分析

體質健康數(shù)據(jù)來自西安交通大學《體質健康標準管理系統(tǒng)》[3]，提取2007級學生在校四年的全部數(shù)據(jù)，根據(jù)每個學生的學號將四年的數(shù)據(jù)進行關聯(lián)比對，所得數(shù)據(jù)采用SPSS軟件對他們在校四年的身體形態(tài)、機能和素質的得分進行單因素方差分析[4]。

為了探討學生體質健康變化的本質和原因，重點分析了學生的鍛煉行為。鍛煉行為分析使用體育人口的三項指標，包括鍛煉時間、鍛煉強度和鍛煉頻率。體育人口數(shù)據(jù)分析采用SPSS軟件對四個年級學生滿足體育人口指標情況進行交叉統(tǒng)計和卡方檢驗。

2 結果與分析

2.1 四個學年體質健康的比較分析(見表1)

根據(jù)《國家體質健康標準》[5]，大學生體質健康學年總分包括了五項指標(身高標準體重、肺活量體重指數(shù)、耐力項目、柔韌力量類項目、速度靈巧類項目)的綜合評分，百分制計算，代表著學生該學年體質健康整體水平。從表1可以看出，方差檢驗結果表明大學生在不同學年的體質健康總分存在顯著性差異(P<0.001)。在不同學年之間的兩兩比較中，第二至第四學年總分比第一學年總分高(1—2、1—3、1—4，P<0.001)，第三、第四學年總分比第二學年總分低(2—3，P<0.05；2—4，P<0.001)，變化趨勢表現(xiàn)為先增后減，第一、第二學年呈上升趨勢，第三、第四學年呈下降趨勢。

表1 各學年體質健康得分的方差檢驗(One-way ANOVA)

注：a為0.05水平上顯著;b為0.01水平上顯著;c為0.001水平上顯著，1—2表示第1學年和第1學年比較，2—3和3—4類推。

體質健康標準的五項指標得分分別的單因素方差檢驗結果表明，大學生在不同學年的身高標準體重、肺活量體重指數(shù)、耐力(男1 000m，女800m)、柔韌力量(實心球或引體向上)、速度靈巧(立定跳遠或50m)均存在顯著性差異(P<0.001)。在不同學年之間的兩兩比較中，除身高標準體重得分在第二、第三、第四學年之間差異不顯著之外，其他指標學年之間差異均顯著(肺活量體重指數(shù)3—4，P<0.05；其余P<0.001)。代表身體形態(tài)的身高標準體重得分的年級變化特征表現(xiàn)為先增長后穩(wěn)定的趨勢；代表身體機能的肺活量體重指數(shù)的年級變化特征表現(xiàn)逐年穩(wěn)步上升的趨勢；代表身體素質的三項指標中，耐力項目得分的年級變化特征表現(xiàn)逐年下降的趨勢；柔韌力量類項目得分和速度靈巧類項目得分的年級變化趨勢與總分一致。值得注意的是各分項指標的變化趨勢并不一致，表現(xiàn)出自己獨特的特征。

2.2 四個學年鍛煉行為的比較分析

對鍛煉行為的調(diào)查包括了三個維度，即：鍛煉時間、鍛煉頻率、鍛煉強度。測量題目為：(1)你參加的體育鍛煉的頻率(平均每周)？①三次以上，②三次，③二次，④一次，⑤不到一次。(2)你參加體育活動時間每次大約？①15min內(nèi)，②15min～30min，③0.5h～1h，④1h～1.5h，⑤1.5h以上。(3)每次體育鍛煉后身體變化？①無感覺，②全身微微發(fā)熱，③微微出汗，④中等出汗，⑤出大汗。根據(jù)體育人口界定標準[6]，每周鍛煉三次(含三次)以上，每次鍛煉時間達到30min以上，每次身體活動強度中等程度以上。四個年級學生達到體育人口界定標準的人數(shù)和百分比(見表2)。

注：a為0.05水平上顯著;b為0.01水平上顯著;c為0.001水平上顯著，卡方檢驗采用Pearson Chi-Square。

從表2可以看出，不同年級體育人口的比例具有顯著性差異(P<0.01)。一年級比例最大，隨年級增長體育人口的比例逐年下降，特別是四年級出現(xiàn)了大幅降低。從各分項指標分別統(tǒng)計來看，滿足標準的學生比例不同年級之間也存在顯著性差異(鍛煉頻率，P<0.001；鍛煉時間，P<0.001；鍛煉強度，P<0.05)，其中鍛煉頻率和鍛煉強度達標比例，與體育人口比例變化趨勢一致，隨年級增長逐年下降；鍛煉時間一年級最低，在二年級達到高峰后逐漸下降。這些數(shù)據(jù)變化趨勢表明隨著年級增長，學生退出有規(guī)律體育鍛煉的現(xiàn)象越來越嚴重。這與高年級學生體質健康水平下降表現(xiàn)出一致性，是導致學生體質健康下降的直接原因。

3 討論

我國青少年體質呈下降的趨勢，這一問題引起了全社會的關注。2005年的一項研究采用《大學生體育合格標準》的數(shù)據(jù)分析了大學生身體素質的發(fā)展趨勢，分析結果(見圖1[7])表明，“學生進入三年級后，由于缺少體育課，體質迅速下降。第三、第四學年體質水平低于第一學年，我國大學生的身體素質在處于成長階段的20歲左右就開始出現(xiàn)下降趨勢是一種反?，F(xiàn)象，表明我國大學生的身體素質開發(fā)還沒有達到自然增長的頂點，出現(xiàn)早衰現(xiàn)象”。隨著陽光體育運動和國家體質健康標準正式實施，西安交通大學加強了學生體質健康標準管理，在體育課程中設置學生喜歡、容易堅持的體育項目，在體育必修課的基礎上加大本科生體育選修課的運動項目和開課規(guī)模。這些教學改革取得一定效果。本次對于2007級學生的研究表明：在一、二年級因有體育課，學生體質健康明顯上升，體育必修課后略有下降，但與前期相比下降趨勢有所減緩；第四年依然好于第一年。對比來看，西安交通大學已初步抑制了高年級學生體質下滑的趨勢，陽光體育運動產(chǎn)生了一定作用。

圖11997—1999級身體素質趨勢圖(2005)

雖說高年級學生體質下降得到一定的遏制，但“20歲早衰現(xiàn)象”依然存在，認識這種現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律和原因有利于教學改革，提高教學效果。人的體質主要包括身體形態(tài)、身體機能和身體素質，其中，身體形態(tài)和身體機能是身體運動的物質基礎和前提條件，身體素質則體現(xiàn)人身體活動的基本能力。從理論上講，良好的身體形態(tài)和身體機能應該表現(xiàn)出良好的身體素質。但統(tǒng)計表明，體質健康五項指標的變化趨勢并不一致(見圖2)。肺活量體重指數(shù)和身高標準指數(shù)得分隨年級逐年增長，這說明大學生在校期間身體依然處于自然增長階段。在這個自然增長階段，“各項素質也應該隨年齡的增長而增長，直到25歲左右，這種現(xiàn)象稱為身體素質的自然增長”[8]。然而，耐力素質從第二年(約20歲)就開始逐年下降，柔韌力量和速度靈巧從第三年(約21歲)開始下降，表明大學生身體素質發(fā)展在身體基礎條件提高的趨勢下卻向下變化，形成了身體素質發(fā)展與身體形態(tài)和機能發(fā)育趨勢的背離。

圖2學生體質健康五項指標隨年級的變化趨勢

身體素質水平不僅依賴于身體形態(tài)和身體機能，還與教育、身體鍛煉和心理品質存在較大的關系，即便是相同的身體條件，在不同的教育、不同的身體鍛煉、不同的心理品質的作用下，身體素質會發(fā)展到不同的水平。大學生身體素質發(fā)展與身體形態(tài)和機能發(fā)育形成了背離，直接原因是大學生體育人口隨年級增長迅速減少(見表2)，退出身體鍛煉現(xiàn)象加劇。在體育人口三項指標中，每次鍛煉時間和鍛煉強度隨年級變化的規(guī)律不明顯，但鍛煉頻率(每周鍛煉次數(shù))隨年級增長迅速減少，這反映出在大學期間的成長過程中學生惰性變大。在身體素質發(fā)育背離現(xiàn)象中，特別值得注意的是耐力項目的變化，理論上耐力項目和心肺機能是正面相關的關系，同時與毅力也有很大的關系；大學生在校四年身體機能(肺活量得分)逐年上升，而耐力項目得分逐年下降，在三項身體素質中下降速度最快，這種極端的背離反映出在大學期間的成長過程中學生的毅力和積極進取的精神在減弱。綜合來看，與其說大學生體質健康下降，不如說大學體育精神缺失。這些由身體素質衰退表現(xiàn)出來的心理素質問題，反映出目前的教育還存在著一些不足。因此，學校體育教育應該在體育技能教學的基礎上，重點培養(yǎng)學生的體育精神和體育興趣。

4 結論

(1)大學生在一、二年級體質健康明顯上升，三、四年級逐漸下滑，但與陽光體育運動實施前比較，下滑趨勢有所減緩。

(2) 隨年齡成長，大學生身體形態(tài)和身體機能逐年增長，三項身體素質逐年下滑，特別是耐力素質下滑最快，反映大學生缺乏毅力和積極進取的精神。

(3)體質下滑是因為缺乏體育鍛煉，隨年級增長大學生體育人口迅速減少；體育人口三項指標中鍛煉頻率(每周鍛煉次數(shù))減少幅度最大。

(4)綜合來看，與其說大學生體質健康下降，不如說大學生體育精神缺失。因此，學校體育教育因該在體育技能教學的基礎上，重點培養(yǎng)學生的體育精神和體育興趣。

[1] 魏煥新.淺談數(shù)據(jù)挖掘技術及數(shù)據(jù)挖掘方法[J].科技信息,2009(32):246～249.

[2] 王曉貞.數(shù)據(jù)挖掘在普通高校大學生體質健康數(shù)據(jù)中的應用[J].運動,2011(5):109～112.

[3] 陳善平,韓驥磊,潘秀剛,張中江.《學生體質健康標準》管理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].山西師大體育學院學報,2010(3):74～76，91.

[4] 吳明隆.SPSS統(tǒng)計應用實務[M].北京:中國鐵道出版社,2000.

[5] 教育部,國家體育總局.關于實施《國家學生體質健康標準》的通知[Z].教體藝[2007]8號.

[6] 仇軍.中國體育人口的理論探索與實證研究[M].北京：北京體育大學出版社,2002.

[7] 王成,孫蔚,陳善平.大學生身體素質發(fā)展趨勢研究[J].北京體育大學學報,2005(10):1378～1379，1389.

[8] 全國體育學院教材委員會.運動生理衛(wèi)生[M].北京：人民體育出版社，1990.