基于决策树算法的学生体质健康促进政策执行评价研究

2021-06-03李玉周刘宗豪

南阳师范学院学报 2021年3期

李玉周，黄帅，刘宗豪

(1.河南师范大学体育学院，河南新乡 453007； 2.南阳师范学院学生处，河南南阳 473061)

习近平总书记在全国教育大会上明确提出：要树立“健康第一”的教育理念，开齐开足体育课，帮助学生在体育锻炼中享受乐趣、增强体质、健全人格、锤炼意志.《2014年全国学生体质与健康调研结果》显示：中小学生身体素质继续呈现稳中向好趋势，但大学生身体素质继续呈现下降趋势，视力不良检出率居高不下，继续呈现低龄化倾向，各年龄段学生肥胖检出率持续上升.我国依据不同时期学生体质的变化状况出台了一系列青少年体质健康促进政策法规，以推进学生体质健康促进工作的开展，但为什么学生体质健康状况一直未得到改善？美国学者艾利森认为：政策颁布后产生的效果10%依靠政策文本，90%依靠政策的落实[1].近年来我国学者从政策制定、政策执行模式、政策执行影响因素等方面进行了研究，但学生体质健康促进政策在政策执行过程中是否存在偏差，从而影响到预期目标的达成值得思考和探究.本研究基于我国学生体质健康促进政策的具体目标和明确要求，通过对中学生体质健康促进政策执行现状的分析，构建评价模型探讨政策执行的优劣情况，为中学学校体育政策的科学实施提供理论依据.

1 研究对象与方法

以河南省安阳市初中学生体质健康促进政策执行现状为研究对象.基于《关于加强青少年体育增强青少年体质的意见》《国家学校体育卫生条件试行基本标准》《学校体育运动风险防控暂行办法》《关于开展全国亿万学生阳光体育运动的通知》《国家学生体质健康标准》等相关学生体质健康促进政策的具体要求和目标，制定了《初级中学学生体质健康促进政策执行情况》调查问卷；随机抽取安阳市10所市直属初中进行学生体质健康促进政策执行情况调查，有效学生问卷1190份(男生615份，女生575份).选取C4.5算法作为本研究评价模型建立工具，构建学生体质健康促进政策执行评价模型.

2 结果与分析

2.1 中学学生体质健康促进相关政策执行情况

2.1.1 初级中学体育教师配备及体育课开展情况

本调查发现：符合《国家学校体育卫生条件试行基本标准》规定，体育教师所带班级符合国家规定在6～7个之间的占88.0%，其余均高于国家规定数量，最多的为12个教学班.一年级执行体育课情况最好，“体育课从未被占用”达到75.0%；二年级执行效果最差，体育课“经常被占用”和“偶尔被占用”比例均高于一、三年级；一年级课业相比其他两个年级较为轻松，体育课被占用最少，而三年级课业加重的同时也面临中招体育考试，体育课被占用并不明显，被调查的学校体育课普遍为一周2次.

2.1.2 初中学生每天在校活动时间情况

为贯彻落实七号文件，2007年颁布了《切实保证中小学生每天一小时校园体育活动的规定》，要求学校开展大课间及给出学生自由活动时间，保证学生每天在校活动一小时.本调查发现：57.3%的学生认为每天在校活动时间30～59 min，仅15.6%的学生认为达到政策要求的标准，67.5%的学生表示在没有体育课的当天，学校组织了集体的体育锻炼，但时间常小于一小时.大课间以“两操”为主，学生先进行眼保健操，后进行广播体操，其他时间自由活动，内容单一，活动强度较小.少数学校采用“密集跑”形式组织学生进行跑步，活动强度相对较大.学生参与运动会积极性最高(78.6%)，其次是参加冬季长跑活动(58.4%)，最后是参与体育俱乐部或社团(42.2%)，且有79.4%的中学生在节假日期间主动进行体育锻炼.近年来学校运动会增加了更多集体竞赛项目和体育游戏，保证了更多体育成绩一般的学生也能积极参加.各年级学生参与人数对比发现，三年级学生参与学校运动会人数比例最高.其中一年级各项活动参与度均低于二、三年级，二年级参与体育社团或俱乐部的比例最高，三年级有所下降.

2.1.3 初级中学《国家学生体质健康标准》实施情况

全面实施《国家学生体质健康标准》不仅是“阳光体育运动”的要求，也是七号文件贯彻实施的主要内容.调查结果显示：86.6%的学生表示每年都参加了《国家学生体质健康标准》测试，但51.2%的学生对政策并不了解，可能是学校对政策宣传力度不够，宣传不到位；94.3%的学生认为自己已经掌握了至少2项日常体育锻炼技能.《标准》要求学生测试成绩达到良好以上者，方可参加“三好学生”评选，本调查所有学校都参考了学生体育成绩.

2.1.4 初级中学学生近视眼防控执行情况

世界卫生组织调查显示我国青少年近视率世界第一.学生近视率居高不下一直是教育部关注的热点.本次调查显示：70.1%的学生已呈近视状态，学生近视眼防控工作已迫在眉睫.2018年教育部等八部门联合出台了《综合防控儿童青少年近视实施方案》，方案明确制定眼保健操制度，将学生每天两次眼保健操纳入课表,每学期组织两次视力检查.调查显示：眼保健操2次/天的学生占26.3%，1次/天的学生占46.8%,没有安排眼保健操的占26.9%.73.7%的学生眼保健操未达到政策要求.所有中学全部开展了学生视力检测工作，但达到政策要求每学期两次的学校仅占30.4%.调查显示：93.0%学生按照政策要求“每天屏幕时间”控制在两小时以内，超过两小时的仅占总人数7.0%，大家广泛关注的“屏幕时间”可能并不是导致初中生视力下降的主要影响因素.七号文件和《综合防控儿童青少年近视实施方案》中都明确指出初中生每天睡眠时间应保证9小时.本调查显示：仅8.1%的学生每天睡眠时间达到9小时，有10.1%的学生睡眠时间低于5小时，大多数的学生睡眠时间处于6～8小时之间，占总人数的81.8%.初中生正处于生长发育期，良好的睡眠会提高学生学习效率，睡眠不足则会使学生注意力不集中、身体运动能力下降、增加眼疲劳.

2.1.5 初级中学场地设施

《国家学校体育卫生条件试行基本标准》中对初级中学运动场地和运动器材方面均做了明确要求，在调查的学校中所有学校运动场地均达到政策标准.但运动器材数量方面， 12.0%的教师认为学校器材配备完全够用，认为器材基本达到需求的教师占64.0%，未达到需求的占24.0%，器材数量存在不足现象.

2.1.6 初级中学《学校体育运动风险防控暂行办法》执行情况

《学校体育运动风险防控暂行办法》要求学校建立校园安全风险防控体系，明确安全责任；购买学生意外伤害险；设卫生室以及配备校医或保健教师.调查显示：学校安全风险防控体系“非常完善”的占28.6%，“基本完善”的占42.8%，“一般”的占28.6%.所有的学校都购买了学生意外伤害险，设卫生室并配备校医.

2.2 决策树模型构建

2.2.1 指标筛选

郇昌店[2]指出体育促进青少年体质健康是我国长期的政策选择.加强课堂体育教学，完善课外体育锻炼，促进体育教学、训练设施与环境的建设，是我国青少年体育健康促进的重点工作，目前“每天锻炼一小时”、阳光体育运动等在推进青少年体质健康方面探索成效突出.本文依据学生体质健康促进政策的具体内容和目标设置，从体育课、课余体育锻炼、课余体育竞赛、近视眼防护和阳光体育运动5个方面对政策执行效果进行探讨.通过对政策各项条目梳理，筛选出16个指标，根据C4.5算法进行数据建模(见表1).

表1 决策树属性

2.2.2 基于信息增益率的模型各指标重要性分析

图1 功能重要性分析

决策树的构建过程是从上到下不断依据新的判断标准进行分类的过程，其中最上方的根节点代表了整个数据集，每一个内部节点代表了在一个判断条件的决策过程.本研究计算结果显示：根节点是Bb6，可以认为属性“Bb6”的信息增益率最大，对政策执行评价结果影响较大，Bb3和Bc8距离根节点最近，可以认为Bb3和Bc8也对政策执行效果有较大影响.表2可见，学生参与体育活动情况：冬季长跑运动、课后体育锻炼、春秋季运动会和节假日休息日主动进行体育锻炼等，作为主动参与体育锻炼的不同形式，对学校体育政策的有效执行和学生体质健康促进有较重要的影响.

表2 属性重要性排序

2.2.3 政策执行评价模型各指标量化分析

学生体质健康促进政策执行影响因素模型在建立过程中，本研究通过机器学习使用Python语言和C4.5算法思想构造决策树.通过对各属性进行量化，每题满分为1分，最低分为0分，总分16分，换算为百分制.本研究将执行程度按照[0～20]，[21～40]，[41～60]，[61～80]，[81～100]分为“差”“较差”“一般”“较好”“好”，计算目前政策执行得分为61.66分，认为目前中学学生体质健康促进政策执行较好.

属性的影响程度值，代表了该属性对分类结果作用的重要程度.但是从影响程度上并不能判断出具体哪些方面执行得“好”，哪些方面执行得“差”，应结合原始数据分析政策执行情况.图2可见，本研究评价模型政策执行均值得分为61.66分，将每项属性值换算为百分制，高于政策总分认为该属性执行好，低于政策总分认为该属性执行不好.

图2 各项指标量化得分

表3可见，目前中学青少年体质健康促进政策执行情况总体较好，执行较好的方面涵盖了9项内容：现任体育教师的专业素养、技术技能较高；体育课被占用情况少；67.5%的学生认为没有体育课的当天，学校组织了体育锻炼，但时间经常少于1小时；78.6%的学生积极参加学校举办的春、秋季运动会；79.4%的学生节假日休息日期间会主动进行体育锻炼；30.4%的学生每学期视力检查2次；93.0%的学生平均每天屏幕时间少于两小时；86.6%的学生每年参加《国家学生体质健康标准》测试；94.3%的学生掌握至少2项日常锻炼体育技能.我国学者从学校层面分析了青少年体育参与动机，认为体育教师的教学能力、体育课教学质量和体育运动技能的传授是影响学生参与课余体育锻炼的重要因素[3].本研究中学生对教师的专业素质、技术技能及上课态度等方面给予高度评价，94%的学生掌握了2项及以上技能，课外时间主动参与体育锻炼积极性较高，说明对体育教师的认可和熟练掌握运动技能很大程度上促进了学生课外体育活动的参与.因此学校要注重对体育老师综合素质的培养、提高体育课质量、丰富体育课内容，有效提高学生体育参与积极性.张加林[4]等调查显示：上海市学校体育总体情况较好，校领导较为重视学校体育，体育课开课率较高，学生满意程度较高.相关调查[5-6]也发现：受中招体育制度的影响，学校体育课被占用情况较少，学生参与体育锻炼积极性较高，初三年级在所有年级中运动参与意愿最好，但升至高中阶段体育参与度又大幅下降.目前河南省中招体育考试满分70分，体育成绩高于历史、化学各20分，与物理、思想品德分值相同.本研究调查发现：学校领导对学校体育重视程度有所提高，各年级学生体育课被占用情况明显减少，但仍未达到一周3次体育课的政策要求，学校体育课设置普遍为一周2次.课余体育锻炼中67.5%的学生认为自己处于30～60分钟之间，并没有达到一小时的锻炼时间要求.受中招体育考试影响没有体育课的当天，学校组织学生开展体育锻炼情况较好，锻炼年级以初三学生为主，其次是初二学生，锻炼内容主要围绕中招考试科目，学生参加学校体育社团、俱乐部积极性明显下降.

表3 学生体质健康促进政策执行评价

本研究执行差的方面涵盖7项内容：大部分中学每周2次体育课；15.6%的学生每天在校体育锻炼时间多于1小时；42.2%的学生参与学校组织的体育俱乐部或社团；58.4%的学生参与学校举行冬季长跑活动；26.3%的学生每天两次眼保健操；每天睡眠时间；59.2%的学生对相关政策不够了解.分析发现：学生参与冬季长跑活动情况、眼保健操情况和学生对政策了解程度对政策效果影响较大，但在中学政策执行过程中存在偏差，可能是影响学生体质健康、近视发生率高的主要因素，应在政策执行过程中给予重视和加强.王书彦[7]调查发现：学校体育课普遍开课率不足，绝大多数学校初中一年级为3课时，初中二年级和三年级为2课时.大课间活动实施良好，但学生课余活动时间缩减较大，无法保障学生每天一小时体育活动时间.李冲[8]等也指出了学生在校活动时间严重不足和学校体育经费短缺等问题.本研究调查发现：安阳市初级中学学生体质健康促进政策的执行面临相同困境，存在体育课时不足、学生在校活动时间不足和体育经费短缺等问题.学校经费主要来源于上级财政拨款，通常学校会优先改善基础教学设施和校园建设，真正投入到体育上的经费较少.张晓林[9]等对青少年体质健康政策执行困境分析认为升学压力和运动伤害是阻碍政策执行的关键因素.在应试教育制度下由于升学压力，学校体育长期处于弱势学科得不到学校领导和家长的重视.本研究发现：学生每天在校活动时间达1小时的人数仅15.6%，虽然各个学校都积极开展了大课间活动，但课余时间由于课业负担较重被严重压缩.

受20世纪80年代独生子女政策的影响，父母对子女安全问题最为看重，而体育具有运动强度、技术难度的特点，这就意味着体育活动本身存在风险.建立和完善学校体育运动安全防控措施和体育工作规章制度是学校体育工作顺利开展的有效保障，只有在健全的体育安全制度下做到有法可依、有理可循，各项体育活动才可以大胆开展.由于运动风险防控方案内容不够明确致使安全事故责任认定困难，当运动伤害发生时学校、体育教师往往处于不利地位.学校在组织体育竞赛时出于安全考虑避免发生意外伤害事故通常去除危险项目或缩减参与人数.多数学校选择降低体育课运动强度、取消冬季长跑活动和运动会中长跑等危险较大的项目[10],加入更多的、趣味性强的团体运动项目，如拔河、运球跑接力等，学生参与积极性较高.考虑到自身素质和安全因素等，中学生参加冬季长跑的参与度明显低于运动会.张晓林[9]等也认为阳光体育运动未得到校领导和教师的支持，学生对政策了解不足，有87%的学生不喜欢冬季长跑活动.相关调查认为：遗传、学习压力、学生身体状况、睡眠质量、体育锻炼、眼保健操、用眼情况等都对视力产生重要影响，正确的眼保健操行为可以从一定程度上减少近视的发生率，但眼保健操并未得到重视[11].2014年国民体质监测公报显示：我国学生视力不良和肥胖率一直居高不下.屏幕时间除了对视力存在影响，与青少年肥胖的关系也得到研究者的广泛重视和多方面的实证研究[12].本研究调查显示：安阳市初级中学70.1%的学生处于近视状态，初中一年级学生近视检出率已呈现较高水平，各年级近视人数呈递增趋势.本调查初中生“屏幕时间”达标率良好，徐晓莉[13]等调查显示：北京市中学生每天平均屏幕时间为1.44 h，低于美国、加拿大等国家学生屏幕时间，可能与中国学生课业压力大、父母管制有关，本研究认为屏幕时间可能不是导致初中生视力下降的主要原因.学生“睡眠时间”“眼保健操”达标率普遍较低，“睡眠时间”和“视力监测”随着年级升高而下降，与“近视率”呈现负相关.“眼保健操”达标率初中二年级较初中一、三年级高，三个年级的学生“眼保健操”达标率呈先上升后下降状态.本调查认为：导致初中学生视力下降的原因可能与未按照要求实施眼保健操、每学年视力监测不足和长期的睡眠不足有关.结合三个年级近视增长率发现：学生从初中二年级到初中三年级的近视增长率低于初中一年级到初中二年级的近视增长率，良好的“眼保健操”行为和充足的睡眠时间可能会在一定程度上缓解学生近视的发生.

综上，初中学生体质健康促进政策执行较好，但实施过程中各项政策落实程度有所差异.在政策推行中应加强政策的宣传和执行监督，完善政策执行的评价机制和奖惩措施，培养学生终身体育锻炼意识.