基于大数据思维的大学生体质健康测试指标相关性分析

李 涛

（贵州大学体育学院体育文化研究基地，贵州 贵阳 550025）

大学生作为国家建设的栋梁之才，其体质的强弱必将影响整个国家的竞争力。综观国内外体质健康研究现状，主要集中在青少年体质干预与健康促进（国家政策、监测方法、干预方法）、青少年体质的调研以及青少年体质的影响因素（生活方式、体育活动、饮食）三方面[1]。如美国近年公共卫生的重点从推进体质测试转向以体力活动促进为核心的生活方式的干预，在体力活动促进拓展的过程中经历体质测定系统由运动能力测试到健康相关体质测试的演变、体质评价思想由常模参照标准向健康体质标准的转变，及体质测定系统向体力活动评估与促进综合教育干预系统演进的历程[2]。其中就体测指标间关联性的研究，如李占宇（2016）、吴新宇（2006）分析BMI指数与身体素质的关联性，该研究认为不同类别BMI值分布无性别差异；身体素质总分均随BMI值的升高而显著下降，且存在性别差异；超重和肥胖对耐力和肌肉耐力成绩的负影响明显，体重偏轻对下肢爆发力存在的正影响明显[3-4]。王政（2013）分析学生肺活量与形态指标的相关性，认为大学生肺活量体重指数评价体系不合理，建议将身高、体重、胸围、肺活量指标纳入相对肺活量体系内进行评价[5]。卫万一（2017）分析了中医体质与《国家学生体质健康标准》测试相关性及运动干预，分析得出平和体质的各项测试指标总体要好于其他偏颇体质，不同体质与不同指标间存在一定的相关[6]。未来体质健康研究的趋势将在宏观研究的基础上，更加重视落后地区和弱势群体的研究，在研究方法上将重视测量指标的优选、统计方法的科学、指标关联数据特征分析和社会相关分析，在研究应用上，既为宏观决策提供科学的数据和趋势，又为目标人群提供实践指导[1]。

随着大数据时代的到来，人们越来越意识到数据及大数据思维的重要性。“大数据”不单是指“大量数据”或“大规模数据”，而是从应用、技术、思维角度等多方面对其进行综合分析和评价[7]。如何从大数据思维角度分析体质健康测试指标？2012年，英国学者维克托·迈尔—舍恩伯格与肯尼思·库克耶合著的《大数据时代》一书给出了答案——不再追求精确度、不再追求因果关系，而是承认混杂性，探索相关关系。人们将从对因果关系的追求中解脱出来，转而将注意力放在相关关系的发现和使用上[8]。

为此，本研究拟对欠发达地区——贵州省大学生体测数据把握的基础上，从体质健康标准测试3个维度（身体形态、身体机能、身体素质）的不同指标以及派生指标间的相关性入手，挖掘隐藏在数据背后具有稀缺性和差异性的价值。即把数据分析为信息，把信息提炼为知识，以知识促成决策和行动[9]。使大学生在了解自身身体质健康情况下，有目的、有方向地锻炼身体。同时通过相关性的分析，加深对大学生体质健康标准测试的了解，为进一步推进和改革《国家学生体质健康标准》测试提供理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象以2017年贵州大学参加测试的全体学生为测试对象，共计28 302人，具体情况见表1、表2。从表1、表2中可以清晰看出贵州大学虽地处西部，但学生来源涵盖了29个省、直辖市和自治区，包含了31个少数民族及其他（以穿青人为主）。针对大学生体质健康研究，取贵州大学这个整群作为调查对象具有一定的代表性。

表1 2017年贵州大学参与体测学生年级*生源地交叉统计

表2 2017年贵州大学参与体测学生年级*民族交叉统计

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 分别以“体质”“健康”“大数据”为主题检索近10年核心期刊论文、硕博论文近100篇，其中大数据与体质健康方面的研究颇少，因此，结合实际，运用大数据的思维开展体质健康研究具有一定意义。

1.2.2 体质健康标准测试方法 各项指标测试方法严格按照《国家学生体质健康标准》、学生体质健康网相关规定执行，测试工作由校体质健康测试中心组织安排，测试人员上岗前均认真学习测试指南，并进行了测试培训，严明测试纪律，强调测试安全。同时，自2016年起，体质测试仪器无论是维修还是添补均全部产自广州华夏汇海科技公司，从而确保数据测试的信度。

1.2.3 数理统计法 为了获得更多信息，先用Excel进行数据整理和转换，如：根据班级编号换算为学院代码、根据出生日期换算为2017年12月时的年龄、根据家庭地址换算为各省份代码、根据学生1000m或800m成绩（包含分秒数值）转换为秒数计算等。然后再用Spss软件进行分析，探寻各变量间的相关性大小及是否显著。男女生在身体形态、身体机能、身体素质差别较大，测试指标也有所不同，因此本研究分别对男女生进行分析。具体方法是在控制年级、生源地2个变量下，进行男女生体质测试各指标间的偏相关分析方法。

2 结 果

2.1 大学生体质健康标准测试各指标的基本信息贵州大学2017年男女生体质健康测试各指标的均值、标准差、最小值、最大值见表3，其中总分=BMI指数得分*0.15+肺活量得分*0.15+50m跑得分*0.2+800m/1000m得分*0.2+立定跳远得分*0.1+坐位体前屈*0.1+一分钟仰卧起坐/引体向上得分*0.1。

2.2 大学生体质健康标准测试各指标间的相关性针对相关系数r取值的不同，《统计学》[10]指出：当｜r｜≥0.8时，可视为高度相关；0.5≤｜r｜＜0.8时，可视为中度相关；0.3≤｜r｜＜0.5时，可视为低度相关；当｜r｜＜0.3时，说明两变量间相关程度极弱，可视为不线性相关。《体育统计学》[11]中又有另一种观点：若n很大，即使r很小，也很容易得出“显著”的结论。因而在相关分析的过程中，除说明是否显著外，还应对r的大小加以说明。一般情况下，可以这样判断：｜r｜≥0.7，则表示2个变量高度相关，0.4≤｜r｜＜0.7则表示中度相关，｜r｜＜0.4为低度相关。本研究调查数量较大，又属于体育研究领域，故在r的分析上采用后者，同时介于对低度相关范围的缩小，将低度相关界定为0.1≤｜r｜＜0.4。

2.2.1 女生体质健康标准测试各指标间相关分析 从表4（见下页）中可以看出，体重与50m跑、立定跳远、一分钟仰卧起坐，BMI与一分钟仰卧起坐共4组变量间相关无显著性外，其余变量间相关都具有显著性。

根据r值的正负大小可以分为高度正相关、中度正相关、低度正相关、高度负相关、中度负相关、低度负相关（见表5）。

2.2.2 男生体质健康标准测试各指标间相关分析 从表6（见下页）可以看出，男生体重与坐位体前屈、肺活量与引体向上变量间相关无显著性外，其余变量间相关性都具有显著性意义，具体相关程度见表7（见下页）。

表3 贵州大学学生体质健康标准测试各指标基本信息一览

表4 女生体质健康标准测试各指标间相关关系一览 （n=12684, df=12680）

表5 女生体质健康标准测试各指标间相关程度一览

3 分析与讨论

3.1 高度相关指标分析女生高度正相关的指标是：体重与BMI，r=0.844，P＜0.01，肺活量与肺活量体重指数，r=0.714，P＜0.01；男生高度正相关的指标只有体重与BMI，r=0.872，P＜0.01。BMI、肺活量体重指数计算分别来自体重、肺活量，所以高度相关也是常理之中。但是男生肺活量体重指数与肺活量相关性不如女生，可以从肺活量体重指数的意义推敲。肺活量体重指数指的是1kg体重肺活量的相对值，男生体重的增长带来肺活量的增长变化并没有女生明显，因此加强心肺功能练习，增强男生肺活量对于提高肺活量体重指数是非常有必要的。

3.2 中度相关指标分析身高与体重的相关性研究早已有之，本研究再一次验证身高与体重的正相关，男女生身高体重相关系数分别为0.425和0.433（P＜0.01），且比较显著。

男女生BMI与肺活量体重指数都呈中度负相关，相关系数分别为-0.459和-0.449（P＜0.01），表明超重、肥胖对肺活量有负面影响，这一结论与王纯[12]季玉珍[13]的研究一致。另外肺活量与体测总分的相关性，女生为中度相关（r=0.436，P＜0.01），男生为低度相关（r=0.393，P＜0.01），这说明女生肺活量对体测总分的影响较男生大。相比较肺活量体重指数与体测总分的相关性男女皆为中度相关（r男=0.507，r女=0.404，P＜0.01），男生略高于女生。为了让男女生测试评价标准尽可能的一致，建议继续沿用几年前肺活量体重指数计入总分的评价中，而不是现在单独使用肺活量数据。这与王政在《肺活量体重指数评价体系的合理性思考—基于大学生肺活量与形态指标的相关性分析》中的观点有所不同，他提出将身高、体重、胸围、腹部皮褶一并纳入相对肺活量评价体系进行评价[5]。但从大学生体测实际工作的可操作性看，是相当有难度的。那么能否对肺活量体重指数进行科学修正，从而避免出现评分上的不合理（对体重低的学生有利），还有待进一步研究。

表6 男生体质健康标准测试各指标间相关关系一览 (n=15618, df=15614)

表7 男生体质健康标准测试各指标间相关程度一览

身体素质各指标与总分的相关性，除女子坐位体前屈与总分低度相关外（r=0.317，P＜0.01），其余指标男女皆与总分呈中度相关。其中50m、800m（女）、1000m（男）与总分呈中度负相关（r男50m=0.530，r男1000m=-0.694，r女50m=-0.534，r女800m=-0.620，P＜0.01），其余都呈中度正相关。因此，作为大学生要想体测成绩达到优秀，每一项身体素质都不能落下，他们共同构建体质健康整体。

身体素质各指标之间仅有男子立定跳远与引体向上呈中度正相关（r=0.418，P＜0.01），此相关关系在以往的研究中鲜为人知，还有待进一步验证，而其余指标间并未得出中度相关的结论。立定跳远主要反映人体下肢爆发力水平，主要受以下因素影响：下肢肌群包括踝关节力量因素；髋、膝、踝三关节协调用力，同时上肢的协调摆动，上臂的带、领、提拉作用；从站立状态到下蹲状态，势能转化为动能的能量转换。而引体向上主要测试上肢肌肉力量的发展水平，对发展上肢悬垂力量、肩带力量和握力有重要作用。是否在影响立定跳远的众多因素中，上肢的协调摆动起到了不可小觑的作用？在影响引体向上的众多因素中，除了常提及的肩背力量和上肢力量外，还需重视下肢力量的传导或全身力量的协调，立定跳远与引体向上的关系还有待进一步的实验研究。

3.3 低度相关指标分析从相关程度分析结果看，无论男女，低度相关关系都较为丰富，其中男生低度相关关系较女生多。

男女生身高与肺活量呈低度正相关（r男=0.394，r女=0.291，P＜0.01），身高与立定跳远也呈低度正相关（r男=0.167，r女=0.149，P＜0.01）。这表明无论男生女生，身高越高，肺活量值越大，同时立定跳远跳得越远。凭借常识我们可判断出身高与立定跳远的相关，但身高与肺活量相关方面的研究还不多，是否存在身高与肺活量之间有中间变量影响？假设身高高的人生长发育较身高矮的人发育良好，身高高的人平时更注重抬头挺胸直腰，要验证这一假设还有待深入研究。

女生身高与50m呈低度负相关（r=-0.127，P＜0.01），男生身高与50m的相关性几乎为零。虽然体测针对普通大学生，目的意义重点在于个体体质健康水平测试，但通过体测数据为校队选材也逐渐成为各高校运动竞赛前选材的首选途径。运动员的选材会更倾向于身高高的运动员，但是也有研究表明身高并不是影响短跑运动员取得好成绩的主要因素[14]，初级阶段的选材，身高、体重、四肢长短以及身体形态只是参考指标，更多是要结合个体差异，将科学评价和经验、先天因素和后天发展相结合综合考量。

男生体重与肺活量、50m及1000m呈低度正相关，与立定跳远、引体向上及总分呈低度负相关，尤其是体重与引体向上和1000m（r引体向上=-0.35，r1000m=0.21，P＜0.01）。女生体重仅与肺活量有低度正相关。提示：尤其是男生，一定要高度关注体重指标，“减肥”二字不能专属女生，而是务必或首当其冲成为胖墩男生的健康任务。亚洲人标准体重计算公式：标准体重（kg）=身高（cm）-105，标准体重±10%范围都可算作正常体重。理想的体重控制方法是要综合应用运动、饮食和行为改变3种方式，而且能长期地在日常生活中应用与实践。

男女生肺活量与立定跳远、坐位体前屈呈低度正相关，相比较男生肺活量体重指数非常活跃，与所有身体素质测试指标都相关（50m、1000m、立定跳远、坐位体前屈和引体向上），而女生肺活量体重指数仅与坐位体前屈低度正相关。因此，从肺活量体重指数的影响性考虑，再次提出继续沿用肺活量体重指数计入体测总分的评价中。

至于身体素质之间的相关，男女生50m与1000m或800m呈正相关，50m与立定跳远、引体向上或仰卧起坐呈负相关，这与我们已有常识吻合，短跑与跳远都是体现爆发力的运动项目，同时也需要奔跑的能力。男女生立定跳远与1000m或800m、坐位体前屈相关，除此之外，女生立定跳远还与仰卧起坐有关。男生坐位体前屈与1000m、引体向上有关，女生坐位体前屈仅与体测总分低相关。关系的错综复杂，更加表明身体素质内在联系的紧密性，你影响我，我作用于你。虽然身体素质的好坏与遗传有关，但与后天的营养和体育锻炼的关系更为密切，通过正确的方法和适当的锻炼，可以从各个方面提高身体素质水平。

4 结论与建议

4.1 结论1)女生体重与50m跑、体重与立定跳远、体重与一分钟仰卧起坐、BMI与一分钟仰卧起坐4组变量间相关无显著性；男生体重与坐位体前屈、肺活量与引体向上2组变量间相关无显著性，其余变量间相关都具有显著性。

2)高度相关指标：女生体重与BMI、肺活量与肺活量体重指数；男生体重与BMI。

3）中度相关指标：男女生的身高与体重、BMI与肺活量体重指数、身体素质各指标与总分之间（女子坐位体前屈与总分除外），以及男生立定跳远与引体向上。

4）低度相关指标：男女生肺活量分别与体重、身高、立定跳远、坐位体前屈4项指标；立定跳远分别与身高、坐位体前屈、50m、1000m或800m4项指标；50m分别与1000m或800m、引体向上或仰卧起坐2项指标；肺活量体重指数与坐位体前屈。除此之外，女生身高与50m、立定跳远与仰卧起坐、坐位体前屈与体测总分，男生体重分别与50m、1000m、立定跳远、引体向上、体测总分5项指标，男生坐位体前屈分别与1000m、引体向上2项指标，男生肺活量体重指数与所有身体素质测试指标都呈低度相关。

4.2 建议1）从男女生肺活量、肺活量体重指数与体测总分的相关性，以及肺活量体重指数与其他指标相关的复杂性考虑，建议使用肺活量体重指数作为《国家学生体质健康标准》测试指标。

2）提高对身体健康的重视程度，加大对身体形态科学标准、维持良好体型重要意义的宣传。尤其针对偏胖或超重男生，减肥不是女生的专属，还必须成为男生的健康任务。在高校很有必要开设健身塑形的课程，成立健身俱乐部或健身社团，有条件的还可举办健身大赛。

3）体质健康促进是多方向共同作用的合力效果，无论是身体形态、身体机能还是身体素质。要提高体质健康水平，体育锻炼务必全面，速度、耐力、柔韧、力量、灵敏都需要兼顾。