應(yīng)用Ｑ型聚類對耐力素質(zhì)的判別與分析

摘 要: 本文作者以男大學生1000米跑為研究方法，通過測試與1000米成績相關(guān)因素的十項指標，經(jīng)逐步回歸篩選，再進行Q型聚類，以提供教學分組依據(jù)。由于學生有氧耐力各項指標并不都在同一級別，因此作者采用離查法將這種素質(zhì)發(fā)展不均衡的學生分成三水平，共排列出81種不同素質(zhì)水平的學生狀況，同時運動處方同步采用四因素三水平的設(shè)計，組成81種處方，使81種不同素質(zhì)水平的學生都能——對應(yīng)查找出適合于自己的運動處方。作者所提供的查表法與計算機編碼法簡便易行、方法可靠，具有一定的科學性與廣泛的實用性。

關(guān)鍵詞: 大學生 有氧耐力素質(zhì) Q型聚類

發(fā)展大學生的有氧耐力是高校體育的重點，也是難點。由于大學生體質(zhì)水平參差不齊，高校采用統(tǒng)一模式來進行教學顯然是不可取的，而采用按運動成績分組固然有其優(yōu)點，但同等素質(zhì)水平的學生也可能因技術(shù)或心理等因素造成較大的成績差異。那么采用什么方法，既能根據(jù)大學生有氧耐力的水平來分組，又能根據(jù)不同的對象施以不同的練習方法?筆者通過對男大學生1000米成績的測試，選取了與有氧耐力素質(zhì)有關(guān)的十項指標，通過逐步回歸

篩選指標，建立數(shù)學模型，試圖通過在逐步回歸篩選指標的基礎(chǔ)上，找出對有氧耐力影響顯著的幾個主要因素，并根據(jù)這些因素來選擇三種不同體質(zhì)狀況的學生為樣品，進行Q型聚類，將全部受試對象按體質(zhì)強弱分成三類，按正交設(shè)計方法，開出運動處方，以探討不同耐力素質(zhì)學生的分類，以及不同的受試對象的不同運動處方的問題。

一、研究對象與方法

1.受試對象。西安交通大學07級男生，86人，身高均值168.06±6.41cm，體重58.58±5.98kg，胸圍84.81±4.62cm，1000米成績均值216.97±11.44s，各項指標經(jīng)D檢驗，均符合正態(tài)。

2.指標選擇。根據(jù)身體形態(tài)、身體機能、身體成分、身體素質(zhì)選擇10項指標:維爾維克指數(shù)、克托萊指數(shù)、呼吸差、肺活量、腹脂、體脂百分率、體脂重、去脂體重、50米、立定跳遠(見表1)。

十項指標的選擇是否均對有氧耐力即1000米成績影響顯著，尚不得知。若建立十元回歸，顯然是不科學的，因為有些指標相差度較高，同時選入回歸方程，不僅影響數(shù)學模型的預測精度，而且高度相關(guān)的指標對運動成績的相互作用無法區(qū)分，且不符合建立多元回歸因素的獨立性條件。

3.數(shù)學模型的建立。筆者首先對原始數(shù)據(jù)作標準化處理，然后進行相關(guān)系數(shù)矩陣，再進行逐步回歸，將十項指標一一輸入計算機，經(jīng)過偏回歸平方和的比較，剔除對1000米成績影響不顯著的因素，建立優(yōu)化后的數(shù)學模型。

V=212.8884-0.1569立定跳遠+7.3558×50米-0.0038肺活量+0.5030體脂%

4.數(shù)學模型對教學的調(diào)控作用。根據(jù)經(jīng)驗選擇的十項指標，經(jīng)逐步回歸篩選，只有四項指標對1000米成績影響顯著。從已建立的數(shù)學模型來看，提高立定跳遠成績、增大肺活量、減少體脂含量和提高50米跑速均能提高1000米成績，這就為教學中抓主要矛盾，有的放矢，優(yōu)化教學方案提供了科學依據(jù)。此數(shù)學模型還能用于診斷學生的運動技術(shù)與身體素質(zhì)的癥結(jié)，預測1000米成績。由于該數(shù)學模型復相關(guān)系數(shù)高(R=0.69)，F(xiàn)值檢驗非常顯著(P<

0.01)，且預測精度Sy為4.56秒，因而具有較大的科學性與實用性。

二、Q型聚類對不同耐力水平的學生的判別

十項指標經(jīng)逐步回歸篩選，得出立定跳遠、50米、肺活量、體脂百分率對1000米成績影響顯著。也就是說，1000米成績的高低取決于這四項指標的綜合效應(yīng)。如果教學中采用定性經(jīng)驗來分組或采用1000米成績來分組都是不妥當?shù)摹９P者采用Q型聚類法，將篩選出的四項指標綜合在一起分析，并根據(jù)學生的體質(zhì)狀況(達標等級)和此四項指標的差別，從整體樣本中找出好、一般、差三類典型代表，對全部受試者中的每一個體進行分類(表2)，以便在教學中區(qū)別對待，因材施教。

三、運動處方的制定

因材施教，就是對不同耐力水平的學生施加不同的教學方法，即建立不同的運動處方以適應(yīng)不同的人群。受試者的有氧耐力的幾項指標無論判別到哪一個級別，都不能保證他本人的四項指標都處在同一級別的水平，這種素質(zhì)發(fā)展的不均衡性決定了教學不能采取“一刀切”的方法。要制定出不同對象、素質(zhì)千差萬別且具有針對性的運動處方，以適應(yīng)不同水平的學生練習，目前較好的方法就是采用離差法，以包含全部受試對象四項指標的各種信息，保證受試者的各種耐力素質(zhì)指標均能一對應(yīng)。

這四項指標三個水平可組合成81種不同的耐力素質(zhì)狀況，可將全部受試對象四項指標的分級在表三中一一對應(yīng)找出。如果運動處方也按上述四個因素三個水平對應(yīng)列出，根據(jù)排列組合原理，也能組合成81種處方，且在使用時，只需將受試者的四項指標的水平代碼與運動處方的水平代碼重合，就能查出該受試者的運動處方。筆者采用計算機開運動處方，只需將受試者的四項指標輸入計算機，就可打印出不同水平的運動處方。如23號受試者:50m成績7.2s，立定跳遠2.53m，肺活量4800ml，體脂百分率12.32%，查表三水平為a2、b2、c2、d1、d2，再查運動處方表(下表)相應(yīng)的a2 b2 c1 d2就組成一個運動處方:

采用計算機，輸入四項指標，就可打印出結(jié)果。

又如54號受試者，編碼54四項指標分級為a3、b3、c3、d2，四項指標發(fā)展不均衡，心肺功能差，但體重適宜，耐力素質(zhì)判別為C級。運動處方:

注意事項:運動應(yīng)循序漸進，運動量從小到大，處方內(nèi)容可分幾次課完成，注意發(fā)展腿部力量，多做動力性練習

或靜力性半蹲練習，每周鍛煉不少于4次，每次40分鐘。運動前應(yīng)做10—15分鐘的準備活動，運動后做5—10分鐘

的整理和放松活動。

四、結(jié)語

筆者以男大學生1000米跑為研究方法，通過測試與1000米成績相關(guān)因素的十項指標，經(jīng)逐步回歸篩選，找出了影響1000米成績的四項指標，即立定跳遠、50米、肺活量、體脂百分率，并通過四項指標的Q型聚類，以提供教學分組依據(jù)。每一級別的學生四項指標并不都在同一級別，對學生采用離差法將其指標的均數(shù)分成三個水平，共排列出81種不同素質(zhì)水平的學生狀況，同時運動處方同步采用四因素三水平的設(shè)計方法組成81種處方，使81種不同素質(zhì)水平的學生都能一一對應(yīng)查找出適合于自己的運動處方。筆者所提供的查表法與計算機編碼法簡便易行，方法可靠，具有一定的科學性與廣泛的實用性。

參考文獻:

[1]楊春華.模糊聚類分析在大學生綜合素質(zhì)評定中的應(yīng)用[J].保山師專學報，2009，28，(2):40-46.

[2]沈名順.運用聚類方法指導體育教學[J].武漢體育學院學報，2003，37，(5):108-110.

[3]盧曉文，張有正.體育課堂教學質(zhì)量評價中多元統(tǒng)計分析法的應(yīng)用[J].浙江體育科學，2004，6，(3):97-99.