灰色理論運用于大學生體質測試的研究分析

伍丹 馮道光

（華南師范大學體育科學學院 廣東 廣州 510631）

前言

2020是全面建成小康社會，實現第一個百年奮斗目標。這是具有里程碑意義的一年。經濟快速的增長，人民生活水平不斷進步，科技發展突飛猛進。物質文明和精神文明的失調，越來越多的大學生沉迷于網絡科技世界，養成了不良的生活和學習習慣，這導致了大學生的身心體質健康不斷的惡化。針對這一現狀，2014年教育部公布了最新修訂的《國家學生體質測試標準》。標準指出學生體側成績達到或超過良好，才有資格參與評優與評獎。2019年《國務院辦公廳關于印發體育強國建設綱要的通知》綱要進一步明確體育強國建設的目標、任務及措施。在綱要中規定城鄉居民達到《國民體質測試標準》合格以上的人數比例超過92%，青少年體質健康要得到明顯的改善。近日，教育部印發《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》。文件要求，嚴把考試和畢業出關口，學生體質測試成績未達60分不能按時畢業。然而目前高校體育教學工作仍然以傳統的測試為主，體質測試的管理力度不足，只是進行測試，但未對測試的結果進行干預。不能有效的改善她們的體質健康，介于此科學的測試手段才能得到準確數據，有效的干預方式才能得到科學的結果。

1、在體質測試中采用灰色理論的科學依據

1.1、灰色理論運用于體質測試的可行性分析

針對可行性分析我們首先要了解灰色理論，灰色理論是1982年由中國華中理工大學鄧聚龍教授提出，它所運用的原理是差異信息的原理、解的非唯一性原理、認知根據原理、新信息優先原理、灰色不減原理。灰色理論它的主要特點是模型使用，不是原始數列，而是生成的數據數列。其核心的體系是灰色模型，即對原始數據做累加生成得到近似的指數規律在進行建模的方法。本針對各個項目不均衡發展，高校不僅要加強體質教育改革，還要培養學生自主鍛煉的意識。在大學生體質測試中我們采用灰色預測，建立GM(1,1)模型為基礎的對現有數據進行的預測方法。其實質就是找出某一數列中間各個要素之未來的動態變化。這與大學生體質測試的原理是一致的。針對體質測試的數據，了解學生現有的體質健康，預測近兩年或三年學生的體質變化，采取有效的干預手段進行有效的鍛煉。

1.2、灰色理論運用于體質測試的必要性分析

大學生的體質測試包括身體形態、身體功能、身體素質。身體形態是由身高、體重、胸圍、上臀圍、坐高組成。身體功能則是由安靜心率、血壓、肺功能及心血管實驗組成。身體素質包括由力量指標、爆發力指標、平衡性、柔韌性、靈敏、協調性、耐力對應項目有立定跳遠、仰臥起坐、800m(女)、1000m（男）、坐位體前屈組成。如今體質測試有專門的儀器來測量，掌握科學的儀器操作方法可以得到相應準確的數據，可是對于大量數據進行分析，這是一項復雜的操作。灰色預測模型可以體質測試的數據進行預測分析，但是前提是數據的相對準確、灰色預先模型GM(1，1)建立。

2、在體質測試中采用灰色理論的舉措

2.1、大學生體質測試方式

體質測試作為衡量學生身體素質的手段，其測試的方式和手段是非常重要的。早期體質測試多采用人工測試，所有的項目均人人工記錄。這樣大大增加了測試的不準確性。而且工作量大，每個項目都需要人工記錄，然后輸入在電腦里面。作者曾參加過某大學體質測試的工作，發現人工測試存在的弊端大，這樣不能真實的反映大學生的體質健康。近年來，在大部分高校都采用體質測試的儀器，工作人員熟知儀器使用的方法，然后給學生講解。學生按照科學的方式進行使用。得出的數據直接匯入到電腦。這樣大大減少了工作人員工作量，而且真實數據能有效的反映學生的身體素質。

2.2、灰色理論運用的舉措

（1）灰色預測模型簡介。

灰色系統預測是通過建立灰色模型對原始數據進行累加，發現、掌握原始數據的規律，得出規律性較強的曲線，進而對整個系統做出科學合理的定量預測。目前運用最普遍的灰色預測模型就是 GM（1，1）預測模型。

（2）灰色預測建模。

我們能通過灰色預測的公式，將該數列進行一次累加得到一個新的序列。通過然后GM（1，1）預測模型的微分方程。通過最小二乘法擬合可以得到關于微分方程中的a與b的值。其中a稱為發展系數，b稱為內生控制灰數。在體質測試中我們可以根據各個項目的發展系數進行預測，其中發展系數的取值和預測效果會發生一點變化。-a≤0.3可應用于中長期預測，0.3＜-a≤0.5可用于短期預測，慎用于中長期預測，0.5＜-a≤0.8謹慎用于短期預測，0.8＜-a≤1應采用殘差對模型進行修正，-a＞1不宜采用該模型。灰色理論模型檢驗多分為殘差檢驗和后驗差檢驗。對大學生體質測試進行建模，以反映大學生體質的變化，對在不同的大學階段學生在各個項目的體質數據進行預測分析。對已測得數據進行多次檢驗，以確保體質測試能準確反映大學生體質狀況。

3、灰色理論運用于大學生體質測試的實例研究

作者通過知網搜索和實地了解到關于灰色理論在大學生體質測試中，還未達到普及的程度，中國知網上搜索灰色理論大學生體質測試的關鍵字只有兩篇碩士論文，可是以灰色理論為關鍵詞就有數篇，大部分是在水利工程、建筑、交通等方面。雖然灰色理論在體育領域還未達到普及程度，可是通過閱讀相關文獻，它在云南、寧夏等普通高校都是有涉及的。灰色理論在用在大學生體質測試的預測中，其現實意義和理論意義都是特別大。而且在高校中已經成功的運用，并且取得了良好的效果。我們將2017年寧夏大學和2018年寧夏大學14000多名學生體質測試總體數據統計情況進行了對比，我們可以清晰的看到這兩年的不及格、及格 良好、優秀之間的對比情況。

從圖1可以看到寧夏大學參加測試全部學生的優秀、良好、及格和不及格率的情況，由此可以看出總體達到及格以上的學生比率為69.69%，但達到優秀的比率偏低。

圖1 2018年學生測試成績總體優秀、良好、及格、不及格率

從圖2可以看到寧夏大學參加測試全部學生的優秀、良好、及格和不及格率的情況，由此可以看出總體達到及格以上的學生比率為87.51%，但達到優秀的比率偏低。

圖2 2017年學生測試成績總體優秀、良好、及格、不及格率

寧夏大學未來更好的預測未來幾年學生體質測試的總體情況，采用了灰色理論GM(1.1)模型和寧夏大學數計學院進行合作，體測的測試工作是由寧夏大學復雜，而模型的搭建工作是由數計學院負責。在寧夏大學，根據大學生體質測試項目建立關聯度評估的模型；其次，建立灰色預測模型和多元性回歸方程，對2018年大學生的體質測試進行預測，最后采取“陽光長跑”這一措施，為進一步推近高校體育教學工作提供科學的參考依據。這種模式是非常值得其他高校借鑒的，并且也是對體育教學中的一種探索。云南高校也利用灰色理論的中的發展系數、遞進系數統計表、環比動態圖和定基比動態圖對成績進行相應的統計。這和寧夏大學的模式是一樣的，對各個項目的成績進行對比，然后統計各個項目的總體發展趨勢。預測值的增加和下降的趨勢并不能完全代表學生整體成績，它只能代表學生在未來幾年可能到達的趨勢，它只是具有參考意義。兩所高校都采用了科學的方法對體質測試的數據進行了分析，這也是未來體質測試中從測試手段、測試工具以及數據分析都邁向科學化的必經之路。

4、總結

體質測試是衡量一個人身體健康的重要方式，無論是在當今的小學、中學、大學以及社會生活，它都是作為考察一個人健康的重要指標。高校作為人才的聚集地、作為國家重要思想的傳播地，無疑要為國家制定體質標準貢獻力量。作者通過查詢關于灰色理論的相關文獻，深入了解高校運用灰色理論預測模型來預測未來幾年學生體質測試的成績可能達到的程度。這是在體育教學中的一種全新模式，在體質測試中每一項目都與人身體機能密切相關。成績普遍低的項目，我們進行針對性的教學，為學生搭建科學合理的教學模式，爭取在每一節公共體育課上都有一定的體能訓練，在體育中每一項運動都會它的專項體能。將學生的興趣與適度的強度負荷結合在一起是非常有利于學生的成長。現如今，體質測試的儀器已經在全國各地流行起來，這樣一來數據的真實值得到了很高的提升。人工運算這些數據或多或少都會存在一定的偏差，要想很準確的預測未來幾年的數據，研究者必須選擇擬合度較高的值進行預測。計算平均值以及相關及格率等都要準確計算，不能出現任何錯誤。因此，在體質測試中工作人員應該準確核實每一項數據的指標，對數據進行反復的檢查。這樣預測的結果的真實度才能得到提升。灰色預測一旦在大學生體質測試中成功運用并普及，將會是作為有效的方法在小學、中學體育教學中得到推廣。這樣中小學的體育教師也能根據未來幾年預測的結果，有針對性的對學生的體質進行科學的鍛煉。