談大學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)挖掘
——以西安交通大學(xué)在校學(xué)生的年級(jí)特征和鍛煉行為為例

陳善平，閆振龍，韓驥磊，朱長(zhǎng)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(shù)語(yǔ)有KDD(數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)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(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或其他信息庫(kù)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(shí)施《大學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》。目前，各高校均積累了多年的學(xué)生體質(zhì)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(shí)[2]。圍繞這些數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，就能找出學(xué)生體質(zhì)健康變化的規(guī)律，以及與其他各種因素間的相互關(guān)系，為體育教學(xué)改革提供有價(jià)值的決策信息。本文通過對(duì)比分析大學(xué)生在校四年的體質(zhì)健康和鍛煉行為，了解不同年級(jí)的特征和變化規(guī)律，為體育教學(xué)改革提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

體質(zhì)健康數(shù)據(jù)：西安交通大學(xué)2007級(jí)本科學(xué)生。剔除數(shù)據(jù)記錄不完整的學(xué)生記錄后總?cè)藬?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(xué)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(zhì)健康數(shù)據(jù)來自西安交通大學(xué)《體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)》[3]，提取2007級(jí)學(xué)生在校四年的全部數(shù)據(jù)，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)將四年的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)比對(duì)，所得數(shù)據(jù)采用SPSS軟件對(duì)他們?cè)谛Ｋ哪甑纳眢w形態(tài)、機(jī)能和素質(zhì)的得分進(jìn)行單因素方差分析[4]。

為了探討學(xué)生體質(zhì)健康變化的本質(zhì)和原因，重點(diǎn)分析了學(xué)生的鍛煉行為。鍛煉行為分析使用體育人口的三項(xiàng)指標(biāo)，包括鍛煉時(shí)間、鍛煉強(qiáng)度和鍛煉頻率。體育人口數(shù)據(jù)分析采用SPSS軟件對(duì)四個(gè)年級(jí)學(xué)生滿足體育人口指標(biāo)情況進(jìn)行交叉統(tǒng)計(jì)和卡方檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 四個(gè)學(xué)年體質(zhì)健康的比較分析(見表1)

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

表1 各學(xué)年體質(zhì)健康得分的方差檢驗(yàn)(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(xué)年和第1學(xué)年比較，2—3和3—4類推。

體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的五項(xiàng)指標(biāo)得分分別的單因素方差檢驗(yàn)結(jié)果表明，大學(xué)生在不同學(xué)年的身高標(biāo)準(zhǔn)體重、肺活量體重指數(shù)、耐力(男1 000m，女800m)、柔韌力量(實(shí)心球或引體向上)、速度靈巧(立定跳遠(yuǎn)或50m)均存在顯著性差異(P<0.001)。在不同學(xué)年之間的兩兩比較中，除身高標(biāo)準(zhǔn)體重得分在第二、第三、第四學(xué)年之間差異不顯著之外，其他指標(biāo)學(xué)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(biāo)準(zhǔn)體重得分的年級(jí)變化特征表現(xiàn)為先增長(zhǎng)后穩(wěn)定的趨勢(shì)；代表身體機(jī)能的肺活量體重指數(shù)的年級(jí)變化特征表現(xiàn)逐年穩(wěn)步上升的趨勢(shì)；代表身體素質(zhì)的三項(xiàng)指標(biāo)中，耐力項(xiàng)目得分的年級(jí)變化特征表現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)；柔韌力量類項(xiàng)目得分和速度靈巧類項(xiàng)目得分的年級(jí)變化趨勢(shì)與總分一致。值得注意的是各分項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)并不一致，表現(xiàn)出自己獨(dú)特的特征。

2.2 四個(gè)學(xué)年鍛煉行為的比較分析

對(duì)鍛煉行為的調(diào)查包括了三個(gè)維度，即：鍛煉時(shí)間、鍛煉頻率、鍛煉強(qiáng)度。測(cè)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(dòng)時(shí)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(wú)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(biāo)準(zhǔn)[6]，每周鍛煉三次(含三次)以上，每次鍛煉時(shí)間達(dá)到30min以上，每次身體活動(dòng)強(qiáng)度中等程度以上。四個(gè)年級(jí)學(xué)生達(dá)到體育人口界定標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)采用Pearson Chi-Square。

從表2可以看出，不同年級(jí)體育人口的比例具有顯著性差異(P<0.01)。一年級(jí)比例最大，隨年級(jí)增長(zhǎng)體育人口的比例逐年下降，特別是四年級(jí)出現(xiàn)了大幅降低。從各分項(xiàng)指標(biāo)分別統(tǒng)計(jì)來看，滿足標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生比例不同年級(jí)之間也存在顯著性差異(鍛煉頻率，P<0.001；鍛煉時(shí)間，P<0.001；鍛煉強(qiáng)度，P<0.05)，其中鍛煉頻率和鍛煉強(qiáng)度達(dá)標(biāo)比例，與體育人口比例變化趨勢(shì)一致，隨年級(jí)增長(zhǎng)逐年下降；鍛煉時(shí)間一年級(jí)最低，在二年級(jí)達(dá)到高峰后逐漸下降。這些數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)表明隨著年級(jí)增長(zhǎng)，學(xué)生退出有規(guī)律體育鍛煉的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。這與高年級(jí)學(xué)生體質(zhì)健康水平下降表現(xiàn)出一致性，是導(dǎo)致學(xué)生體質(zhì)健康下降的直接原因。

3 討論

我國(guó)青少年體質(zhì)呈下降的趨勢(shì)，這一問題引起了全社會(huì)的關(guān)注。2005年的一項(xiàng)研究采用《大學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)》的數(shù)據(jù)分析了大學(xué)生身體素質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì)，分析結(jié)果(見圖1[7])表明，“學(xué)生進(jìn)入三年級(jí)后，由于缺少體育課，體質(zhì)迅速下降。第三、第四學(xué)年體質(zhì)水平低于第一學(xué)年，我國(guó)大學(xué)生的身體素質(zhì)在處于成長(zhǎng)階段的20歲左右就開始出現(xiàn)下降趨勢(shì)是一種反常現(xiàn)象，表明我國(guó)大學(xué)生的身體素質(zhì)開發(fā)還沒有達(dá)到自然增長(zhǎng)的頂點(diǎn)，出現(xiàn)早衰現(xiàn)象”。隨著陽(yáng)光體育運(yùn)動(dòng)和國(guó)家體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施，西安交通大學(xué)加強(qiáng)了學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)管理，在體育課程中設(shè)置學(xué)生喜歡、容易堅(jiān)持的體育項(xiàng)目，在體育必修課的基礎(chǔ)上加大本科生體育選修課的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和開課規(guī)模。這些教學(xué)改革取得一定效果。本次對(duì)于2007級(jí)學(xué)生的研究表明：在一、二年級(jí)因有體育課，學(xué)生體質(zhì)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(shì)有所減緩；第四年依然好于第一年。對(duì)比來看，西安交通大學(xué)已初步抑制了高年級(jí)學(xué)生體質(zhì)下滑的趨勢(shì)，陽(yáng)光體育運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一定作用。

圖11997—1999級(jí)身體素質(zhì)趨勢(shì)圖(2005)

雖說高年級(jí)學(xué)生體質(zhì)下降得到一定的遏制，但“20歲早衰現(xiàn)象”依然存在，認(rèn)識(shí)這種現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律和原因有利于教學(xué)改革，提高教學(xué)效果。人的體質(zhì)主要包括身體形態(tài)、身體機(jī)能和身體素質(zhì)，其中，身體形態(tài)和身體機(jī)能是身體運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和前提條件，身體素質(zhì)則體現(xiàn)人身體活動(dòng)的基本能力。從理論上講，良好的身體形態(tài)和身體機(jī)能應(yīng)該表現(xiàn)出良好的身體素質(zhì)。但統(tǒng)計(jì)表明，體質(zhì)健康五項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)并不一致(見圖2)。肺活量體重指數(shù)和身高標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)得分隨年級(jí)逐年增長(zhǎng)，這說明大學(xué)生在校期間身體依然處于自然增長(zhǎng)階段。在這個(gè)自然增長(zhǎng)階段，“各項(xiàng)素質(zhì)也應(yīng)該隨年齡的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，直到25歲左右，這種現(xiàn)象稱為身體素質(zhì)的自然增長(zhǎng)”[8]。然而，耐力素質(zhì)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(xué)生身體素質(zhì)發(fā)展在身體基礎(chǔ)條件提高的趨勢(shì)下卻向下變化，形成了身體素質(zhì)發(fā)展與身體形態(tài)和機(jī)能發(fā)育趨勢(shì)的背離。

圖2學(xué)生體質(zhì)健康五項(xiàng)指標(biāo)隨年級(jí)的變化趨勢(shì)

身體素質(zhì)水平不僅依賴于身體形態(tài)和身體機(jī)能，還與教育、身體鍛煉和心理品質(zhì)存在較大的關(guān)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(zhì)的作用下，身體素質(zhì)會(huì)發(fā)展到不同的水平。大學(xué)生身體素質(zhì)發(fā)展與身體形態(tài)和機(jī)能發(fā)育形成了背離，直接原因是大學(xué)生體育人口隨年級(jí)增長(zhǎng)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(xiàng)指標(biāo)中，每次鍛煉時(shí)間和鍛煉強(qiáng)度隨年級(jí)變化的規(guī)律不明顯，但鍛煉頻率(每周鍛煉次數(shù))隨年級(jí)增長(zhǎng)迅速減少，這反映出在大學(xué)期間的成長(zhǎng)過程中學(xué)生惰性變大。在身體素質(zhì)發(fā)育背離現(xiàn)象中，特別值得注意的是耐力項(xiàng)目的變化，理論上耐力項(xiàng)目和心肺機(jī)能是正面相關(guān)的關(guān)系，同時(shí)與毅力也有很大的關(guān)系；大學(xué)生在校四年身體機(jī)能(肺活量得分)逐年上升，而耐力項(xiàng)目得分逐年下降，在三項(xiàng)身體素質(zhì)中下降速度最快，這種極端的背離反映出在大學(xué)期間的成長(zhǎng)過程中學(xué)生的毅力和積極進(jìn)取的精神在減弱。綜合來看，與其說大學(xué)生體質(zhì)健康下降，不如說大學(xué)體育精神缺失。這些由身體素質(zhì)衰退表現(xiàn)出來的心理素質(zhì)問題，反映出目前的教育還存在著一些不足。因此，學(xué)校體育教育應(yīng)該在體育技能教學(xué)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的體育精神和體育興趣。

4 結(jié)論

(1)大學(xué)生在一、二年級(jí)體質(zhì)健康明顯上升，三、四年級(jí)逐漸下滑，但與陽(yáng)光體育運(yùn)動(dòng)實(shí)施前比較，下滑趨勢(shì)有所減緩。

(2) 隨年齡成長(zhǎng)，大學(xué)生身體形態(tài)和身體機(jī)能逐年增長(zhǎng)，三項(xiàng)身體素質(zhì)逐年下滑，特別是耐力素質(zhì)下滑最快，反映大學(xué)生缺乏毅力和積極進(jìn)取的精神。

(3)體質(zhì)下滑是因?yàn)槿狈w育鍛煉，隨年級(jí)增長(zhǎng)大學(xué)生體育人口迅速減少；體育人口三項(xiàng)指標(biāo)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(xué)生體質(zhì)健康下降，不如說大學(xué)生體育精神缺失。因此，學(xué)校體育教育因該在體育技能教學(xué)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的體育精神和體育興趣。

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