基于大數據思維的大學生體質健康測試指標相關性分析

李 濤

（貴州大學體育學院體育文化研究基地，貴州 貴陽 550025）

大學生作為國家建設的棟梁之才，其體質的強弱必將影響整個國家的競爭力。綜觀國內外體質健康研究現狀，主要集中在青少年體質干預與健康促進（國家政策、監測方法、干預方法）、青少年體質的調研以及青少年體質的影響因素（生活方式、體育活動、飲食）三方面[1]。如美國近年公共衛生的重點從推進體質測試轉向以體力活動促進為核心的生活方式的干預，在體力活動促進拓展的過程中經歷體質測定系統由運動能力測試到健康相關體質測試的演變、體質評價思想由常模參照標準向健康體質標準的轉變，及體質測定系統向體力活動評估與促進綜合教育干預系統演進的歷程[2]。其中就體測指標間關聯性的研究，如李占宇（2016）、吳新宇（2006）分析BMI指數與身體素質的關聯性，該研究認為不同類別BMI值分布無性別差異；身體素質總分均隨BMI值的升高而顯著下降，且存在性別差異；超重和肥胖對耐力和肌肉耐力成績的負影響明顯，體重偏輕對下肢爆發力存在的正影響明顯[3-4]。王政（2013）分析學生肺活量與形態指標的相關性，認為大學生肺活量體重指數評價體系不合理，建議將身高、體重、胸圍、肺活量指標納入相對肺活量體系內進行評價[5]。衛萬一（2017）分析了中醫體質與《國家學生體質健康標準》測試相關性及運動干預，分析得出平和體質的各項測試指標總體要好于其他偏頗體質，不同體質與不同指標間存在一定的相關[6]。未來體質健康研究的趨勢將在宏觀研究的基礎上，更加重視落后地區和弱勢群體的研究，在研究方法上將重視測量指標的優選、統計方法的科學、指標關聯數據特征分析和社會相關分析，在研究應用上，既為宏觀決策提供科學的數據和趨勢，又為目標人群提供實踐指導[1]。

隨著大數據時代的到來，人們越來越意識到數據及大數據思維的重要性。“大數據”不單是指“大量數據”或“大規模數據”，而是從應用、技術、思維角度等多方面對其進行綜合分析和評價[7]。如何從大數據思維角度分析體質健康測試指標？2012年，英國學者維克托·邁爾—舍恩伯格與肯尼思·庫克耶合著的《大數據時代》一書給出了答案——不再追求精確度、不再追求因果關系，而是承認混雜性，探索相關關系。人們將從對因果關系的追求中解脫出來，轉而將注意力放在相關關系的發現和使用上[8]。

為此，本研究擬對欠發達地區——貴州省大學生體測數據把握的基礎上，從體質健康標準測試3個維度（身體形態、身體機能、身體素質）的不同指標以及派生指標間的相關性入手，挖掘隱藏在數據背后具有稀缺性和差異性的價值。即把數據分析為信息，把信息提煉為知識，以知識促成決策和行動[9]。使大學生在了解自身身體質健康情況下，有目的、有方向地鍛煉身體。同時通過相關性的分析，加深對大學生體質健康標準測試的了解，為進一步推進和改革《國家學生體質健康標準》測試提供理論依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象以2017年貴州大學參加測試的全體學生為測試對象，共計28 302人，具體情況見表1、表2。從表1、表2中可以清晰看出貴州大學雖地處西部，但學生來源涵蓋了29個省、直轄市和自治區，包含了31個少數民族及其他（以穿青人為主）。針對大學生體質健康研究，取貴州大學這個整群作為調查對象具有一定的代表性。

表1 2017年貴州大學參與體測學生年級*生源地交叉統計

表2 2017年貴州大學參與體測學生年級*民族交叉統計

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 分別以“體質”“健康”“大數據”為主題檢索近10年核心期刊論文、碩博論文近100篇，其中大數據與體質健康方面的研究頗少，因此，結合實際，運用大數據的思維開展體質健康研究具有一定意義。

1.2.2 體質健康標準測試方法 各項指標測試方法嚴格按照《國家學生體質健康標準》、學生體質健康網相關規定執行，測試工作由校體質健康測試中心組織安排，測試人員上崗前均認真學習測試指南，并進行了測試培訓，嚴明測試紀律，強調測試安全。同時，自2016年起，體質測試儀器無論是維修還是添補均全部產自廣州華夏匯海科技公司，從而確保數據測試的信度。

1.2.3 數理統計法 為了獲得更多信息，先用Excel進行數據整理和轉換，如：根據班級編號換算為學院代碼、根據出生日期換算為2017年12月時的年齡、根據家庭地址換算為各省份代碼、根據學生1000m或800m成績（包含分秒數值）轉換為秒數計算等。然后再用Spss軟件進行分析，探尋各變量間的相關性大小及是否顯著。男女生在身體形態、身體機能、身體素質差別較大，測試指標也有所不同，因此本研究分別對男女生進行分析。具體方法是在控制年級、生源地2個變量下，進行男女生體質測試各指標間的偏相關分析方法。

2 結 果

2.1 大學生體質健康標準測試各指標的基本信息貴州大學2017年男女生體質健康測試各指標的均值、標準差、最小值、最大值見表3，其中總分=BMI指數得分*0.15+肺活量得分*0.15+50m跑得分*0.2+800m/1000m得分*0.2+立定跳遠得分*0.1+坐位體前屈*0.1+一分鐘仰臥起坐/引體向上得分*0.1。

2.2 大學生體質健康標準測試各指標間的相關性針對相關系數r取值的不同，《統計學》[10]指出：當｜r｜≥0.8時，可視為高度相關；0.5≤｜r｜＜0.8時，可視為中度相關；0.3≤｜r｜＜0.5時，可視為低度相關；當｜r｜＜0.3時，說明兩變量間相關程度極弱，可視為不線性相關。《體育統計學》[11]中又有另一種觀點：若n很大，即使r很小，也很容易得出“顯著”的結論。因而在相關分析的過程中，除說明是否顯著外，還應對r的大小加以說明。一般情況下，可以這樣判斷：｜r｜≥0.7，則表示2個變量高度相關，0.4≤｜r｜＜0.7則表示中度相關，｜r｜＜0.4為低度相關。本研究調查數量較大，又屬于體育研究領域，故在r的分析上采用后者，同時介于對低度相關范圍的縮小，將低度相關界定為0.1≤｜r｜＜0.4。

2.2.1 女生體質健康標準測試各指標間相關分析 從表4（見下頁）中可以看出，體重與50m跑、立定跳遠、一分鐘仰臥起坐，BMI與一分鐘仰臥起坐共4組變量間相關無顯著性外，其余變量間相關都具有顯著性。

根據r值的正負大小可以分為高度正相關、中度正相關、低度正相關、高度負相關、中度負相關、低度負相關（見表5）。

2.2.2 男生體質健康標準測試各指標間相關分析 從表6（見下頁）可以看出，男生體重與坐位體前屈、肺活量與引體向上變量間相關無顯著性外，其余變量間相關性都具有顯著性意義，具體相關程度見表7（見下頁）。

表3 貴州大學學生體質健康標準測試各指標基本信息一覽

表4 女生體質健康標準測試各指標間相關關系一覽 （n=12684, df=12680）

表5 女生體質健康標準測試各指標間相關程度一覽

3 分析與討論

3.1 高度相關指標分析女生高度正相關的指標是：體重與BMI，r=0.844，P＜0.01，肺活量與肺活量體重指數，r=0.714，P＜0.01；男生高度正相關的指標只有體重與BMI，r=0.872，P＜0.01。BMI、肺活量體重指數計算分別來自體重、肺活量，所以高度相關也是常理之中。但是男生肺活量體重指數與肺活量相關性不如女生，可以從肺活量體重指數的意義推敲。肺活量體重指數指的是1kg體重肺活量的相對值，男生體重的增長帶來肺活量的增長變化并沒有女生明顯，因此加強心肺功能練習，增強男生肺活量對于提高肺活量體重指數是非常有必要的。

3.2 中度相關指標分析身高與體重的相關性研究早已有之，本研究再一次驗證身高與體重的正相關，男女生身高體重相關系數分別為0.425和0.433（P＜0.01），且比較顯著。

男女生BMI與肺活量體重指數都呈中度負相關，相關系數分別為-0.459和-0.449（P＜0.01），表明超重、肥胖對肺活量有負面影響，這一結論與王純[12]季玉珍[13]的研究一致。另外肺活量與體測總分的相關性，女生為中度相關（r=0.436，P＜0.01），男生為低度相關（r=0.393，P＜0.01），這說明女生肺活量對體測總分的影響較男生大。相比較肺活量體重指數與體測總分的相關性男女皆為中度相關（r男=0.507，r女=0.404，P＜0.01），男生略高于女生。為了讓男女生測試評價標準盡可能的一致，建議繼續沿用幾年前肺活量體重指數計入總分的評價中，而不是現在單獨使用肺活量數據。這與王政在《肺活量體重指數評價體系的合理性思考—基于大學生肺活量與形態指標的相關性分析》中的觀點有所不同，他提出將身高、體重、胸圍、腹部皮褶一并納入相對肺活量評價體系進行評價[5]。但從大學生體測實際工作的可操作性看，是相當有難度的。那么能否對肺活量體重指數進行科學修正，從而避免出現評分上的不合理（對體重低的學生有利），還有待進一步研究。

表6 男生體質健康標準測試各指標間相關關系一覽 (n=15618, df=15614)

表7 男生體質健康標準測試各指標間相關程度一覽

身體素質各指標與總分的相關性，除女子坐位體前屈與總分低度相關外（r=0.317，P＜0.01），其余指標男女皆與總分呈中度相關。其中50m、800m（女）、1000m（男）與總分呈中度負相關（r男50m=0.530，r男1000m=-0.694，r女50m=-0.534，r女800m=-0.620，P＜0.01），其余都呈中度正相關。因此，作為大學生要想體測成績達到優秀，每一項身體素質都不能落下，他們共同構建體質健康整體。

身體素質各指標之間僅有男子立定跳遠與引體向上呈中度正相關（r=0.418，P＜0.01），此相關關系在以往的研究中鮮為人知，還有待進一步驗證，而其余指標間并未得出中度相關的結論。立定跳遠主要反映人體下肢爆發力水平，主要受以下因素影響：下肢肌群包括踝關節力量因素；髖、膝、踝三關節協調用力，同時上肢的協調擺動，上臂的帶、領、提拉作用；從站立狀態到下蹲狀態，勢能轉化為動能的能量轉換。而引體向上主要測試上肢肌肉力量的發展水平，對發展上肢懸垂力量、肩帶力量和握力有重要作用。是否在影響立定跳遠的眾多因素中，上肢的協調擺動起到了不可小覷的作用？在影響引體向上的眾多因素中，除了常提及的肩背力量和上肢力量外，還需重視下肢力量的傳導或全身力量的協調，立定跳遠與引體向上的關系還有待進一步的實驗研究。

3.3 低度相關指標分析從相關程度分析結果看，無論男女，低度相關關系都較為豐富，其中男生低度相關關系較女生多。

男女生身高與肺活量呈低度正相關（r男=0.394，r女=0.291，P＜0.01），身高與立定跳遠也呈低度正相關（r男=0.167，r女=0.149，P＜0.01）。這表明無論男生女生，身高越高，肺活量值越大，同時立定跳遠跳得越遠。憑借常識我們可判斷出身高與立定跳遠的相關，但身高與肺活量相關方面的研究還不多，是否存在身高與肺活量之間有中間變量影響？假設身高高的人生長發育較身高矮的人發育良好，身高高的人平時更注重抬頭挺胸直腰，要驗證這一假設還有待深入研究。

女生身高與50m呈低度負相關（r=-0.127，P＜0.01），男生身高與50m的相關性幾乎為零。雖然體測針對普通大學生，目的意義重點在于個體體質健康水平測試，但通過體測數據為校隊選材也逐漸成為各高校運動競賽前選材的首選途徑。運動員的選材會更傾向于身高高的運動員，但是也有研究表明身高并不是影響短跑運動員取得好成績的主要因素[14]，初級階段的選材，身高、體重、四肢長短以及身體形態只是參考指標，更多是要結合個體差異，將科學評價和經驗、先天因素和后天發展相結合綜合考量。

男生體重與肺活量、50m及1000m呈低度正相關，與立定跳遠、引體向上及總分呈低度負相關，尤其是體重與引體向上和1000m（r引體向上=-0.35，r1000m=0.21，P＜0.01）。女生體重僅與肺活量有低度正相關。提示：尤其是男生，一定要高度關注體重指標，“減肥”二字不能專屬女生，而是務必或首當其沖成為胖墩男生的健康任務。亞洲人標準體重計算公式：標準體重（kg）=身高（cm）-105，標準體重±10%范圍都可算作正常體重。理想的體重控制方法是要綜合應用運動、飲食和行為改變3種方式，而且能長期地在日常生活中應用與實踐。

男女生肺活量與立定跳遠、坐位體前屈呈低度正相關，相比較男生肺活量體重指數非常活躍，與所有身體素質測試指標都相關（50m、1000m、立定跳遠、坐位體前屈和引體向上），而女生肺活量體重指數僅與坐位體前屈低度正相關。因此，從肺活量體重指數的影響性考慮，再次提出繼續沿用肺活量體重指數計入體測總分的評價中。

至于身體素質之間的相關，男女生50m與1000m或800m呈正相關，50m與立定跳遠、引體向上或仰臥起坐呈負相關，這與我們已有常識吻合，短跑與跳遠都是體現爆發力的運動項目，同時也需要奔跑的能力。男女生立定跳遠與1000m或800m、坐位體前屈相關，除此之外，女生立定跳遠還與仰臥起坐有關。男生坐位體前屈與1000m、引體向上有關，女生坐位體前屈僅與體測總分低相關。關系的錯綜復雜，更加表明身體素質內在聯系的緊密性，你影響我，我作用于你。雖然身體素質的好壞與遺傳有關，但與后天的營養和體育鍛煉的關系更為密切，通過正確的方法和適當的鍛煉，可以從各個方面提高身體素質水平。

4 結論與建議

4.1 結論1)女生體重與50m跑、體重與立定跳遠、體重與一分鐘仰臥起坐、BMI與一分鐘仰臥起坐4組變量間相關無顯著性；男生體重與坐位體前屈、肺活量與引體向上2組變量間相關無顯著性，其余變量間相關都具有顯著性。

2)高度相關指標：女生體重與BMI、肺活量與肺活量體重指數；男生體重與BMI。

3）中度相關指標：男女生的身高與體重、BMI與肺活量體重指數、身體素質各指標與總分之間（女子坐位體前屈與總分除外），以及男生立定跳遠與引體向上。

4）低度相關指標：男女生肺活量分別與體重、身高、立定跳遠、坐位體前屈4項指標；立定跳遠分別與身高、坐位體前屈、50m、1000m或800m4項指標；50m分別與1000m或800m、引體向上或仰臥起坐2項指標；肺活量體重指數與坐位體前屈。除此之外，女生身高與50m、立定跳遠與仰臥起坐、坐位體前屈與體測總分，男生體重分別與50m、1000m、立定跳遠、引體向上、體測總分5項指標，男生坐位體前屈分別與1000m、引體向上2項指標，男生肺活量體重指數與所有身體素質測試指標都呈低度相關。

4.2 建議1）從男女生肺活量、肺活量體重指數與體測總分的相關性，以及肺活量體重指數與其他指標相關的復雜性考慮，建議使用肺活量體重指數作為《國家學生體質健康標準》測試指標。

2）提高對身體健康的重視程度，加大對身體形態科學標準、維持良好體型重要意義的宣傳。尤其針對偏胖或超重男生，減肥不是女生的專屬，還必須成為男生的健康任務。在高校很有必要開設健身塑形的課程，成立健身俱樂部或健身社團，有條件的還可舉辦健身大賽。

3）體質健康促進是多方向共同作用的合力效果，無論是身體形態、身體機能還是身體素質。要提高體質健康水平，體育鍛煉務必全面，速度、耐力、柔韌、力量、靈敏都需要兼顧。