新冠背景下輔助大學生制定運動處方的Android軟件設計

張馨月，李文彪

（1.天津科技大學電子信息與自動化學院，天津 300222；2.天津師范大學體育科學學院，天津 300387）

0 引言

到目前為止新型冠狀病毒肺炎仍在全球蔓延，沒有從根本上完全除治，在尚未研發出疫苗前，抗擊疫情最重要條件在于個體自身免疫能力的強弱，這就需要人們擁有健康的體魄。疫情期間的戰疫英雄鐘南山院士和李蘭娟院士，不分晝夜沖在戰疫前線拯救生命，他們能夠堅持下來最主要因素是由于他們堅持科學鍛煉，擁有強健的體魄。根據吳鍵[1]在新冠肺炎疫情下思考學校體育的改革方向，可知學校體育必須面向全體學生，教學目標應為提高全體學生體質健康。但受制于課程的單一性，師資力量的不完備，運動處方難以與體育教學相融合，形成運動處方式體育教學，根據孫小龍[2]研究運動處方教學對大學生體質影響具有正向作用，可知大學生的科學鍛煉應根據個體差異有針對性的制定運動處方。

我國大學生課余時間約占全年天數的48%[3]，利用課余時間正確鍛煉可自行增強體質，運動處方式鍛煉融合了運動生理學、運動生物力學等理論知識[4]，運動處方是指針對鍛煉者的健康和體力狀況，按其運動目的而制定的一種科學的、定量化的周期性鍛煉計劃[5]，注重學生身體情況和個體差異，為不同體質大學生制定有目的性的鍛煉計劃。該文設計實現一款為大學生制定運動處方的Android應用程序，根據用戶輸入的個人體質信息結合其可進行的運動項目制定出適宜用戶的運動計劃，滿足大學生用戶課外科學鍛煉提高免疫能力的需求。

1 HealthyBody功能設計

HealthyBody應用程序通過用戶體質測試數據情況，輔助大學生計劃短期運動處方，實現有針對性、科學、合理、高效的課外鍛煉，以提高身體素質。該App的功能包括用戶注冊登錄、制定運動處方、運動動作推薦和運動打卡記錄四大模塊，App功能結構如圖 1所示。用戶在注冊登錄后，按照步驟輸入當前體質測試結果，App將根據《國家學生體質健康標準》輔助大學生針對不同項群[6]成績，制定適宜運動處方，實施該運動處方，完成四星期鍛煉后，再次體質測試，調整運動處方，再實施新的四星期的運動處方。

圖1 App功能結構圖

2 用戶信息數據庫

2.1 SQLite數據庫

SQLite數據庫是輕量級數據庫，其中對象關系映射框架的核心組件包含連接和初始化（DBHelper類）、實體模板（用戶信息）、實體標注（表的關聯性）、實體操作（添加、修改、刪除、查詢）、輔助工具（查詢結果）[7]，這些均在數據庫操作接口上被建立，為記錄用戶信息。

2.2 DBHelper類

HealthyBody中編寫DBHelper類進行SQLite數據庫的初始化連接，其根據已定義的用戶信息之間關聯關系，自動生成數據表，還可對數據庫進行重建等操作，使用數據表記錄用戶注冊賬號、密碼、體質測試信息、運動處方及運動打卡信息。

2.3 用戶注冊登錄系統

用戶注冊時，輸入的用戶名、密碼被記錄在數據表單中；登錄時，若用戶名與密碼相對應則登錄成功，否則登錄失敗。DBHelper類用戶注冊代碼如圖 2所示，主程序注冊登錄代碼如圖 3所示。

圖2 DBHelper類用戶注冊代碼

圖3 主程序注冊登錄代碼

3 體質測試標準

HealthyBody的評分標準由《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》[8]作為指標，對大學生用戶輸入個人性別、身高、體重及自行體質測試結果做出等級評定。

3.1 BMI

體重指數（BMI）與大學生各項身體素質指標具有關聯性。HealthyBody指導用戶輸入身高、體重、性別界面如圖 4所示，App使用getText()得到用戶信息，計算得到BMI數值，使用BigDecimal()將數值保留到小數點后一位，使用if語句通過確定BMI數值所在等級范圍給用戶運動建議，調用Intent，使用putExtra()將double類型的BMI數值及string類型的運動處方傳遞到下一體質測試信息采集界面。

BMI計算公式：體重指數（BMI）=體重（kg）/身高2（m2）。

3.2 其他單項

HealthyBody指導用戶輸入體質測試數據的頁面如圖 5所示，App使用getIntent()和getExtras()得到身體標準體重的BMI數值及運動處方，用函數setText()將傳遞過來的數值及字符串在TextView中顯示出來。同上一界面，將各項群等級及運動處方調用Intent傳向運動處方界面。

4 健身運動處方

根據體質測試結果對應的項目等級，根據項目所屬項群，得到該項群評估等級，根據大學生運動處方[9]輔助大學生制定有針對性的運動計劃。運動處方的實施是一個動態過程，應根據短期自身運動效果對原運動處方進行調整，故HealthyBody建議用戶每進行四星期運動后，應再次體質測試，根據現有身體素質水平，制定新的健身運動處方。健身運動處方主要從4個方面入手，綜合考慮運動目的、運動項目、運動強度、每次運動持續的時間，APP表現是身體標準體重、心肺功能、速度力量、力量、柔韌性，圖 6～圖 7為上文用戶輸入體質測試數據得到的輔助大學生的運動處方。

圖 4 填寫個人信息界面

圖 5 輸入體質測試結果界面

圖6 運動處方部分界面1

圖7 運動處方部分界面2

4.1 身高標準體重

身高標準體重項目等級根據用戶輸入的身高、體重計算的BMI指數獲得，簡略計算大致BMI水平從而得為整體有針對性的運動處方提供參考。

4.2 心肺功能

心肺功能項目以男生1000米跑等級、女生800米跑等級為評價依據，針對不同性別大學生制定短期提高心肺功能的運動處方。

有氧運動能夠有效提高心肺功能，從而提高身體素質。HealthyBody動作庫中推薦的有氧運動有慢跑、騎單車、跳繩、游泳等。以游泳項目為例，該App為大學生用戶提供標準動作姿勢及訓練方法，如圖 8～圖 9所示。

圖8 游泳項目部分介紹與練習方法1

圖9 游泳項目部分介紹與練習方法2

4.3 速度力量

該App速度力量項目等級由50米跑等級、立定跳遠等級確定，并針對不同等級制定不同提高速度力量的運動處方。HealthyBody動作庫中推薦的速度力量鍛煉有高抬腿、彈跳、交叉跳、跳箱、立臥撐等。進行反應速度、動作速度、位移速度素質練習，上肢力量、下肢力量、腰腹肌力量練習[10]。

4.4 力量

力量項目等級憑借男生引體向上、女生仰臥起坐等級評定，為大學男生、女生制定相應力量訓練的運動處方。力量測試較為單一，有一定局限性。因此APP在動作庫中提供了大量其他肌群參與的運動項目。HealthyBody動作庫中推薦的力量訓練有俯臥撐、平板支撐、深蹲、仰臥起坐、空中自行車等。

4.5 柔韌性

柔韌性項目等級按照坐位體前屈等級給出，輔助大學生計劃短期柔韌性練習，提高柔韌性項群的身體素質。

HealthyBody動作庫中推薦的柔韌性練習有瑜伽運動、肩部拉伸、腹部拉伸、腿部拉伸、直立體前屈等。

5 結語

本文針對大學生體質測試，設計實現一款Android應用程序HealthyBody，該App可用來輔助大學生在空閑時間根據身體素質情況，制定科學、合適、高效的運動處方，讓大學生通過有針對性地運動來提高自身免疫能力，該App功能基本完善，具有廣闊的應用前景。