（体育教育训练学专业论文）大学生体质健康综合评价分级模型构建的研究.pdf

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ii 摘摘 要要 近年来随着人们生活水平的提高，健康标准已经越来越引起人们的关注，有关 体质健康的研究在我国也受到了越来越广泛的重视。大学生做为社会主义建设的后 备力量，其体质健康更应予以高度重视。因此，加强大学生体质健康综合评价的研 究，建立具有代表性、科学性，又有实用性、可操作性的指标体系，提供操作简单 的评估方法，对于科学地评价与监测大学生的体质健康状况具有非常重要的现实意 义。 本课题在已有研究成果进行总结和评价的基础上，依据国家学生体质健康标 准 ，以身高、体重、台阶指数、肺活量、立定跳远、握力六项指标作为模型构建的 指标体系，运用判别分析及数理统计方法，对样本进行了多元判别分析，构建了分 级模型。然后，对模型的有效性进行检验，结果表明该模型的判别效果是非常显著 的。同时，为了验证模型的适用性与有效性，用预测样本对模型进行进一步的检验， 结果表明模型的实际判别能力还是比较理想的，对于评价大学生体质健康水平是有 很大的借鉴意义的。总之，制订的大学生体质健康综合评价分级模型，可对学生个 体或群体的体质健康状况进行综合评价，具有一定的分类和鉴别作用。 关键字：关键字：体质；健康；综合评价；判别分析；分级模型 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 iii abstract in recent years, with the improvement of peoples living standards, people are increasingly concerned about health standards , more and more attention has been paid to the research on constitution and health in china.college students as the reserve strength for socialist construction, the physique and health should be paid great attention to.therefore,it is of great practical significance for evaluating and monitoring undergraduates constitution and health to strengthen the study on comprehensive appraisal of undergraduates constitution,to build representative,scientific,practical and accessible evaluation index system and to give a simple operation evaluation method. based on summarizing and evaluating the existed research results,the topic according to the health standard of the students made multiple discriminant analysis on the sample with discriminant analysis and mathematical statistics method and then established a classification model,taking six indicators including height,weight,step test index,vital capacity,standing long jump,grip strength as a index system for building the classification model.after testing the validity of the model,the result showed that the effect of discriminant model is very significant.furthermore,in order to test the applicability and validity of the model,predicted samples are used to get a further test.as a result,it shows the actual discriminant capability of the model is very ideal and the model has some great reference for evaluating the physical health of college students.in a word,the comprehensive evaluation of classification model can evaluate the constitution and health of individuality or groups and it plays a vital role in the classification and identification. keywords:constitution;health;comprehensive appraisal;discriminant analysis; classification model 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 i 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 2006 年 5 月 10 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期：2006 年 5 月 10 日 日期：2006 年 月 日 本论文属于 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 导导 论论 1.1研究背景与意义研究背景与意义 1.1.1 研究背景 近些年来，随着人们生活水平的提高及健康问题的日益突出，人们开始更多的 关注自己的健康问题。于是，关于健康标准的探讨迅速兴起且愈来愈被人们关注， 并引起一片广阔的研究领域。中央关于深化教育改革全面推进素质教育的决定 明确指出“健康的体魄是青少年为祖国为人民服务的前提，是中华民族旺盛生命力 的体现，学校教育要贯彻健康第一的思想，要切实加强体育工作” 。1可见，国家对 学生体质健康的高度重视。学校体育作为学校教育的重要组成部分，具有增强学生 体质，增进学生健康，提高学生身心健康水平的责任。不仅如此，体质健康研究在 我国也受到越来越广泛的重视，1985 年国家体委成立了中国学生体质综合评价方 法研究课题协作组，专门运用统计方法对体质评价进行研究。 自 1978 年以来，在国家有关部门的组织和领导下，通过广大研究人员的艰苦努 力，我国的体质健康研究已基本形成了一整套完整的理论体系和科学研究方法。教 育部及国家体育总局 2007 年最新颁布实施的 国家学生体质健康标准 为身体形态、 身体机能、身体素质和运动能力三个方面的综合评价。其中，对各单项评价指标均 给出了相应的评分标准，因此，在评价学生体质健康水平时，须将学生各指标的实 测数据一一对应国家学生体质健康标准查分，并依据各项指标的权重系数，即 可得出该学生的体质健康综合评分及相应的体质等级。 1.1.2 研究意义 加强大学生体质健康综合评价的研究，建立具有代表性、科学性，又有实用性、 可操作性的指标体系，提供操作简单的评估方法，对科学地评价大学生的体质健康 状况，促进大学生进行科学有效的体育锻炼，养成良好的体育锻炼习惯及促进学校 体育教学改革都具有十分重大的意义。 本课题以国家学生体质健康标准为依据，对标准中评价大学生体质健康状 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 况的指标体系进行判别分析，制定了大学生体质健康综合评价分级模型，并对其实 用价值进行了验证。先期小样本的结果表明，用本“评价模型”对学生个体进行定 量评价具有较高的灵敏性，其设计思想与大学生体质健康水平分布的实际情况相符 合，运用本模型可对学生个体或群体进行综合评价，实现对学生体质类别的科学快 速分类是可行的。与国家学生体质健康标准的综合评价方法相比，它减少了程 序，只需要进行一次数学运算，便能得出学生个体或群体的体质等级，免去查找各 指标得分并要进行权重计算的繁杂过程。同时，这种方法能够充分考虑到人在评估 过程中的主观能动作用，能够克服人为评价的局限性，是一种定性分析与定量分析 相结合评估方法。本研究的意义不仅在于采用综合评价分级模型能简单、有效、科 学地对大学生体质健康进行评价，还在于采用该模型能够完成大学生体质发展趋势 的定量分析，为制定大学生运动处方、促进大学生自我评价、加强大学生体育锻炼 和促进学校体育教学改革奠定了基础。总之，对于监测大学生体质健康状况和预测 大学生体质发展具有十分重要的意义，以达到提高学生的体质健康水平为最终目标。 1.2 国内外研究综述国内外研究综述 1.2.1 国外研究与应用现状国外研究与应用现状 在世界上，许多国家对体质健康的研究都很重视。在西方，人们早就开始对体 质及其相关学说进行了研究，已经经历了一个较长的历史时期。被西方尊为“医学 之父”的古希腊著名医生希波克拉底，早在公元前四世纪，就从朴素的唯物主义辩 证法出发，提出了“体液学说”。他认为，人体是由血液、粘液、黄胆、黑胆四种体 液组成的，四种体液在人体内的不同比例与搭配，才形成了人不同的体质。并且， 按照体型与体力特征，他把人体分为强型、弱型、肥胖型和润湿型四种不同的体质 类型。2近十几年来，随着社会、文化与科学的发展，不仅医学与生物学界，而且体 育、教育界，都从各自不同角度对人的体质问题进行了探讨与研究。 本世纪近几十年来，世界各国在体质学研究和实践方面的主要进展如下：美 国强调把体育与卫生、保健、娱乐活动结合在一起，其目的是增强国民体质，促进 人民群众身心的全面发展。美国曾在近百万人中进行过体质测试，1975 年又在 20 个 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 州对 2-19 岁人群进行过数十个形态指标的测试。将“体育测试标准”作为评价体质 的统一要求，并在全国普遍实施。美国还常常利用体质研究来指导人们科学健身、 增强体质。目前，在美国比较普遍使用的健康体质测试方法，主要有由有氧运动研 究所 1987 年建立的 fitnessgram，选用的指标都是与人体健康有关的，可分为 4 个方面：心肺功能；肌肉力量与耐力；身体柔韧性；身体组成。3日本对体质研究 也十分重视，正在形成一个较完整的研究体系。日本的体质研究主要从机能评定、 形态发育与精神状态三个方面进行。在体力测定方面，主要包括劳动者或运动员能 力与体力的关系，环境、气候对体力的影响，体力发展的追踪观察，以及运动对发 育期青少年身心的影响等内容；机能评定方面，则以肺功能为重点；形态发育方面， 除了要进行常规的人体测量外，还注重对身体成份、体型、骨骼发育的测试，且已 形成了全国较为系统和规范的制度。例如，文部省公布了小学生体育测试实施条 例 、 壮年人体力诊断、运动能力测验实施条例等，并在全国推行。日本在多年 系统测试的基础上，制定了“日本人体力测定标准表”与“日本人体力标准值” ，每 年都定期在定点基层进行体质测试，由文部省逐年公布其测试结果。1998 年，日本 将沿用了近 30 年的体力诊断与运动能力测试进行了修订，减少了指标数量，主要包 括耐久跑、握力、50 米跑、立定跳远、坐位体前屈、仰卧起坐等，健康指标体系日 趋完善。 4英国学者认为，体质测定应包括测试与评定两方面，其目的不仅仅是为 了单纯的测试，更重要的是为了评估体质发展或改进的程度，诊断其优缺点，制定 合理的运动处方，评价教学训练计划，以及为体质分类与预测等提供必要的依据。 由上可见，美日英等国家已逐步建立起比较系统完整的体质综合评价体系与标准。 在“权重”的研究方法上，20 世纪 70 年代中期，美国著名运筹学家 thats l saaty 提出了“层次分析法” ，成为现代确定因素权重的一种主要方法。5 1.2.2 国内研究与应用现状国内研究与应用现状 纵观 50 多年来中国体育发展的历程，学生体质健康标准体系及评价方法发生 了一系列的变化。体质健康状况综合评价，国内早在 20 世纪 80 年代就开始研究。 自改革开放以来，在国家有关部门的组织和领导下，通过广大研究人员的共同努力， 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 我国的体质健康研究已基本形成了一整套理论体系和科学研究方法。 从1952年的 劳 卫制 ，1975 年的国家体育锻炼标准 ，1990 年的大学生体育合格标准 ，2002 年的学生体质健康标准（试行方案） ，直到 2007 年发布实施的国家学生体质健 康标准 ，我国的学生体质健康标准体系越来越完善。近 20 年国内报道中提及指数 法、离差法、百分位法等，其中的百分位数法是将水平划分为五个等级，即 90%位 数以上为上等；75%一 90%位数(包括 90%位数)为中上等；25%一 75%位数(包括 25 %和 75%位置)为中等；10%一 25%位数(包括 10%位置)为下等。 6根据所列的百分位 数分布表就可以制定出相应的评价标准，可以说各指标的百分位数是制订单项指标 的评价标准的依据。从 1979 年的“中国青少儿体质调查”到 1995 年的“中国学生 体质与健康调研”，每次都会统计公布各单项指标各年龄、性别组的百分位数。但 这也只是以形态指标为主的体质综合评价方法。目前国内应用的单指标评价体系， 多采用全国或省、市学生体质调研所获得的数据，使用百分位数法来划定评价等级， 也有以正态分布来划分评价等级的。 近年，有教育、体育和卫生界的学者采用聚类分析、判别分析和主成分分析等 统计数学方法，进行体质综合评价，推动了综合评价方法的深入研究。1984 年 3 月 召开的全国体质研究学术报告会上，有好几篇关于体质综合评价的论文，提出了不 少统计方法如：逐步回归、判别分析、聚类分析、因子分析等。有郑露玫，王路德 的运用数理统计方法制定“体质综合评价表”的研究 ，其中就采用了 q 型聚类和 判别分析方法。1985 年国家体委决定进一步集中力量组织综合评价方法的研究，成 立了中国学生体质综合评价方法研究课题协作组，课题被列入国家体委委管课 题，这是一个主要运用统计方法的研究课题。王路德作为中国体育科学学会体育统 计专业委员会委员，一直从事体质评价的研究，在制定评价标准的过程中，提出用 多因素统计方法中的逐步回归、r 型聚类等来筛选其中重要的指标。还有一些学者 采用层次分析综合指数法和模糊数学综合评判等进行形态、机能、素质以及疾病、 营养等指标的综合评价，促进了综合评价研究的发展；有李无为的模糊数学综合 评判法的应用 ，杨丽娟的层次分析法在儿童发育与营养评估中的应用 ，权启龙 的q 型聚类与模糊综合评判法在青少年体质综合评判中的应用等等。1989 年中 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 5 国学生体质综合评价研究协作组提出的中国学生体质综合评价方法及标准 ，其因 素权重是采用主成分分析计算得到的。1992 年， 中国学生体质综合评价方法协作 组提出的六项评价指标及其“权重”与综合评价方法，是在原始的 81 项指标的基础 上，经过聚类、判别、主成分分析的筛选，而最终确定这六项评价指标，对体质进 行综合评分的7。 早期制订的体质评价标准、运动员选材评价标准，都是没有权重系数的。王路 德等提出可以用 r 型因子分析法、回归分析法及判别分析法确定综合评价的权重系 数。而我国现用的国家学生体质健康标准为身体形态、身体机能、身体素质和 运动能力的综合评价，由学生体质综合评价研究小组推出的一种评价模式则采用了 指标权重的方法，即整个体质评价权重总和为 1，它包括三大指标系列8： 1）身体形态发育水平，定权重系数为 0.1； 2）人体生理功能水平，定权重系数为 0.2； 3）身体素质和运动能力发展水平，定权重系数为 0.7。 具体如下表所示： 表 2-1 国家学生体质健康标准大学生评价项目权重 评价指标 身高标准体重 台阶实验 肺活量体重指数 立定跳远 握力体重指数 权重系数 0.10 0.30 0.20 0.20 0.20 各个测试项目的得分之和为国家学生体质健康标准的最后得分，根据最后 得分来评定等级：90 分以上为优秀，76 分-89 分为良好，60 分-74 分为及格、59 分 及以下为不及格，分为优秀、良好、及格、不及格四个等级。 综上所述，近几十年来，国内对于学生体质健康综合评价的研究和应用，有关 专家在用因子分析、主成分分析、回归分析、判别分析、q 型聚类等多种数理统计 方法筛选指标和确定因素权重方面取得了一定的成就。尽管如此，其研究未形成完 整的系统，有些研究结果尚有待考证，其研究基本上还处于散漫状态，现有的评价 方法与标准还有不尽完善的地方，需要广大研究人员不断的探索与总结。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 6 2 研究对象、方法与内容研究对象、方法与内容 2.1 研究对象研究对象 本课题的研究对象是以华中科技大学的学生为主，采取整群抽样方法，从 2004 级和 2005 级身体健康、无重大疾病的在校本科学生中抽取 4000 人。同时，搜集了 湖北省其它高校 2590 人学生的测试数据。其中男生 5200 人，女生 1390 人。剔除无 效数据(离散程度超过 3s)，其中有效数据为 6094 人。 2.2 研究方法研究方法 2.2.1 文献资料法文献资料法 在本文的研究过程中，主要采用文献资料研究方法。通过大量查阅建国以来有 关我国学生体质健康评价标准体系与研究方法及国外相关的主要文献资料，进行有 关信息资料的收集、整理和分析，全面了解本领域的研究现状与前沿动态，为本研 究提供了详尽的背景资料，奠定了基础。 2.2.2 对比归纳法对比归纳法 对国内外学生体质健康评价标准及其方法的研究历史和研究现状进行比较、归 纳和总结，对主要的体育评价标准和学生体质健康状况进行综合的分析和对比。 2.2.3 实验研究法实验研究法 实验法是本文主要的研究方法。依据国家体育总局 2007 年颁发的国家学生体 质健康标准 ，对所选取的大学生进行了身高、体重、握力、肺活量、立定跳远、台 阶测试六个项目的测试。 对所有学生体质测试的数据进行异常数据(离散程度超过3s) 筛选以后，由 microsoftexcel 储存，并建立数据库。然后利用 spss 数据统计软件对 筛选后的有效数据进行处理，根据数据处理结果进行平均数、标准差的统计分析， 运用聚类分析对原始数据进行分类，并运用判别分析法建立判别函数，最后计算判 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 7 别方程的回代符合率。 2.3 研究内容研究内容 本课题在国内外对学生体质健康综合评价研究的基础上， 力图运用判别分析等方 法构建一个用以判定学生体质健康等级的有效实性分级模型。其研究内容主要包括 以下几个部分： 第一部分，对大学生体质健康理论作必要介绍，包括体质健康定义及大学生体 质健康综合评价目标等。 第二部分，主要介绍分级模型的构建过程。首先对构建模型的判别分析方法进 行理论说明，重点介绍了 fisher 判别法；其次对模型中的评价指标进行分析；然后 就是分级模型的建立，并对其判别效果进行有效性检验；最后用预测样本对模型进 行进一步验证，最终确定该模型。 第三部分，对研究结果进行分析，提出模型的有效性与实用性。 第四部分，在研究结果的基础上，提出结论与建议。 最后，提出本研究存在的局限性，并对其进行展望。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 8 3 大学生体质健康的界定大学生体质健康的界定 3.1 大学生体质健康含义大学生体质健康含义 体质是指人体的质量，是在先天遗传和后天获得的基础上表现出来的人体形态 结构、生理机能、身体素质、运动能力、心理因素等方面综合的、相对稳定的特征。 体质的强弱通常表现为人体在某一发展时期的形态结构、生理功能和心理因素的综 合的相对稳定的一种状态。9一个人体质的好坏，主要表现在以下五个方面10： （1） 身体形态发育水平。即体型、姿势、营养状况、体格及身体成份等。 （2）生理功能 水平。即机体新陈代谢水平以及各器官、系统的工作能力。 （3）身体素质和运动能 力发展水平。即心肺耐力、柔韧性、肌肉力量和耐力、速度、爆发力、平衡、协调、 反应时等素质，及走、跑、跳、投、攀爬等身体活动能力。 （4）心理发育（或发展） 水平。即本体感知能力、个性、意志等。 （5）适应能力。即对内外环境条件的适应 能力、应激能力和对疾病的抵抗力。这五个方面的状况，共同决定着人们不同的体 质水平。在进行体质测量和评价时，必须综合考虑这五方面状况，看到体质的综合 性的特点及测量和评价的多指标性质。目前，在评价方面，身体形态发育水平、生 理功能水平、身体素质和运动能力四个方面主要通过身高、体重、肺活量、台阶指 数、立定跳远、握力六项指标来评定，而心理发育、适应能力这两项还没有理想的 量化指标来评定。 健康是保持身体上、心理(精神)上和社会适应等三方面完好的一种状态，而不仅 是没有疾病或体质健壮。健康是多维的、复杂的，并不是单一的。人的健康不仅仅 是生理健康，还包括心理健康。并且随着社会节奏的加快，心理健康问题也越来越 突出，心理健康比生理健康更应该引起人们的重视。 体质与健康的关系可概括为：体质是健康的物质基础，健康是体质的外在表现； 体质是一种特质，健康是一种状态；体质是人体维持良好健康状态的能力。从范畴 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 9 上来看，健康要大于体质的范畴，体质更趋向于人体的形态发育生理机能、心理发 展、身体素质、运动能力，以及对内外环境的适应和抵抗疾病的能力等。健康除了 包括体质的范畴之外，还包括对环境（自然环境和社会环境）的适应能力、心理卫 生、对疾病的预防、卫生保健以及生活方式对健康的影响等方面，11如世界卫生组 织提出的“健康标准”中的应变力强，能适应环境的变化；处世乐观，态度积极， 乐于承担责任，不挑剔事物的巨细等。可以说，良好的体质是健康的基础，增强体 质是促进健康的重要手段，但健康决不仅仅取决于体质的好坏。 3.2 大学生体质健康综合评价的目标大学生体质健康综合评价的目标 大学生体质健康评价是学校体育工作中的重要环节，也是学校教育评价体系中 的重要组成部分。因此，正确、合理地对学生进行体质健康评价，对于促进学校体 育和教育工作有着重要的指导意义。对学生自身来讲，通过具有代表性、有效性、 科学性的指标，对其体质健康进行综合评价，使评价结果能够合理准确地反映大学 生的体质健康水平，根据反馈给每一个学生与健康紧密相关的信息，可以激发学生 锻炼身体的主动性与自觉性，帮助学生不断地提高体质健康水平。同时，通过长期 的监测与评价，能够预测大学生体质健康的发展趋势，以便开发适宜的运动处方， 促进大学生进行科学有效的体育锻炼，从而达到提高学生的体质健康水平的最终目 标。随着社会的进步和时代的发展，人类对体质健康的理解也是不断变化和发展的， 同样对体质健康的综合评价方法也应不断地探索和完善。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 10 4 大学生体质健康综合评价分级模型的构建大学生体质健康综合评价分级模型的构建 在构建分级模型的过程中，考虑到大学男生与大学女生体质健康评分标准的不 同，故将男生女生区别开来，分别建立相应的判别模型。 4.1 判别分析判别分析 4.1.1 判别分析概述判别分析概述 判别分析方法属多因素分析一种方法，是根据事物的性质来判别事物的属性。 它是根据表明事物特点的变量值和它们所属的类，求出判别函数，根据判别函数对 未知所属类别的事物进行分类的一种分析方法。即判断未知属性的个体所属类别， 将个体进行归类。在实际工作中，经常会遇到需要将个体进行归类的问题。例如医 生根据病人的症状判断病人生的是什么病；体育工作者根据身高体重指数、台阶指 数、肺活量、握力等几项指标来判断学生的体质健康等级；在运动选材中，根据运 动员的身体形态、心理、生理指标来判断运动员适合从事哪些运动项目等等。判别 分析就是解决这类问题的一个优选的多元统计方法。 判别函数的一般形式为：f=b0+b1x1+b2x2+.bnxn 其中，f是判别得分，x是反映研究对象的特征变量，如台阶指数；b0为判别常 数，b1、b2.bn为判别系数。将某样品的n个判别指标观测值代入此函数，所得函数 值便为该样品的判别得分12。 在进行判别分析时，必须事先已知研究对象的分类和若干表明研究对象特征的 变量值（判别指标） ，再据此建立判别函数，然后利用其结果对待判对象所属类别进 行判断。通过对比原始样本分类和按判别函数所判的分类，可以计算出判对率，从 而检验所求出的判别函数的有效性。 判别分析的基本思想是根据观测到的若干判别指标构建出判别函数，然后计算 出每个样本的判别得分，根据判别得分对研究对象属于哪一类进行判断。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 11 4.1.2 fisher 判别法判别法 统计上用判别函数对样品进行判别的方法有三种，bayes判别分析法、距离判别 分析法及fisher判别分析法。本课题选用fisher判别分析法构建判别模型对样品进行 判别。 fisher准则的基本要点是： 使各类均值之间的差别最大(即使不同类之间的差别 最大)，而使各类内部的离差平方和为最小(即使同类间的差别最小)换句话说，即要 求类间(或组间)均值差与类内(或组内)方差之比最大，这样就能把地理类型区分得最 清楚。根据fisher准则，要使判别得分最大限度地区分两类不同的总体，最后得到的 线性判别函数必须是使得判别效率最大的判别变量线性组合。13 根据spss判别分析结果，通常可以建立fisher线性判别函数和典则判别函数。其中， 典则判别函数包括标准判别函数与非标准判别函数两种形式，这类判别函数的数目 为k-1（k为研究对象的分类数目）个，这时需要计算出典则判别函数的临界值f0，并 据此建立相应的判别规则，根据所得判别得分与临界值的大小关系就可以判别样品 所属的类别14。如对于两类判别，当ff0时，将其归为第一类；当ff0时，则将其 归为第二类。建立的fisher判别函数的数目则为k个，与研究对象的类别数目是一致 的。 在对样品进行判别时， 只需将研究对象的各判别指标值分别代入k个判别函数中， 得出k个判别得分，然后比较这k个值的大小，哪个值最大，就将该样品归入哪一类。 两种判别函数虽然表达形式不同，但其基本原理却是一致的。通过对变量在不同类 别中的差异进行分析，进而建立判别函数，得出判别得分，依据判别分数来确定样 品属于哪一类。本课题选择fisher线性判别函数的表达形式，即构建k个判别函数。 知道了判别函数后，将待判学生的几项指标数值代入判别函数中，然后比较所得的f 分值，哪个值大，就将其归入哪类。这样轻而易举就可以判别出其所属的类别。 4.2 评价指标评价指标 4.2.1 模型中评价指标的确定模型中评价指标的确定 评价指标的确定是大学生体质健康综合评价的关键，选择的变量不同，最终预 测的效果也自然各异。本课题依据国家学生体质健康标准 ，其指标的确定由学生 体质综合评价研究小组推出的，具有一定权威性与科学性，对最终模型都是有显著 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 12 贡献的。因此，从身体形态发育水平、生理机能水平、身体素质与运动能力发展水 平三个方面选取了身高、体重、握力、肺活量、立定跳远、台阶指数六项指标，确 定为构建模型的评价指标，足以反映大学生的体质状况。在判别分析的过程中，可 以采用全模型法，将这六项判别指标全部放入。 4.2.2 对所选指标的分析对所选指标的分析 在这六项指标中，身高、体重这两项指标反映身体形态的发育水平，通过人体 肌肉、骨骼的生长发育及营养状况来较好地反映身体形态水平。 肺活量和台阶实验是反映人体生理机能的指标。肺是呼吸系统的主要器官，其 功能是供氧和排出二氧化碳，是人体内外气体交换的场所。有研究表明，人体的肺 活量和最大吸氧量与身高、体重、胸围、坐高、体表面积等关系密切，因此对于不 同年龄、性别、地区、种族、不同运动项目的个体或群体，将肺活量/体重即肺活量 体重指数进行定量比较分析，能更客观地进行评价并反映它们之间的差异15。肺活 量体重指数值越大，说明肺功能越好。肺活量是能反映人体生长发育水平的重要机 能指标之一。台阶试验，是测试学生在定量负荷后心率变化情况，以此来评价学生 的心血管机能。它反映了心血管的耐力，通过台阶指数可以很客观地了解和评价心 血管系统机能状况和工作效率。它是运动负荷试验的一种形式，是一个检查和评定 心血管机能的指标，和肺活量体重指数一样，台阶指数值越大，说明心血管机能水 平越高。在完成定量负荷时，经常进行体育锻炼和训练水平较高的人，心跳次数较 少，即脉搏频率慢，出现节省化现象，且运动结束后脉搏恢复的也较快。因此，其 台阶指数值会较大。相反，如果不经常参加体育锻炼，训练水平较低的人，在完成 定量负荷时心跳次数多，即脉搏频率慢，且运动结束后脉搏恢复的也慢，则台阶指 数下降16。这是反映学生体质健康状况的一个重要指标。 在体质学研究范畴中，运动素质应包含力量、速度、耐力、肌力测定、协调性、 灵敏性、柔韧性和平衡性等。运动能力是指：走、跑、跳等身体活动能力，即速度、 耐力、肌力这三项是主要的身体素质，又是人体最基本的活动能力。因此身体素质 和运动能力的测定主要应采用速度测定、耐久力测定、肌力测定。17握力、立定跳 远是反映身体素质水平和运动能力的指标。握力是测试学生上肢肌肉力量的发展水 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 13 平。立定跳远测试学生下肢爆发力及身体协调能力的发展水平，是反映无氧代谢能 力的有效指标，同时又是检验速度素质和弹跳素质的常规项目。 综上可以看出，这六项指标都是对学生体质健康进行综合评价的重要指标。 4.3 分级模型的建立分级模型的建立 4.3.1 原始数据的处理原始数据的处理 用聚类分析对原始数据的处理结果如下表 4-1 和表 4-2 所示： 表 4-1 聚类分析结果（男生） 序号 身高 (cm) 体重 （kg) 台阶 指数 肺活量 (ml) 立定跳远 (cm) 握力 类别 (kg) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 . 155.6 158.7 159 159.4 160 172 172 172 172 172 158.7 159 159 159 159 170 170 170 170 170 . 47.3 55 45 60 56 52 53 53 53 53 60.5 48 51 53 54 58.2 58.8 59 59 59 . 60 56 51 36 48 48 40 49 53 55 43 51 45 42 41 51 46 46 47 50 . 5843 4568 4907 4567 5421 2462 3015 1951 3082 2718 3895 4200 4176 4403 4402 3560 3458 3440 3084 3656 . 208 216 217 208 218 193 226 240 215 205 204 216 241 206 243 222 233 216 247 231 . 29 1 48 1 48 1 45 1 49 1 40 2 36 2 40 2 39 2 39 2 42 3 29 3 56 3 32 3 43 3 42 4 62 4 56 4 59 4 62 4 . . （注：本课题表中的 1、2、3、4 分别代表体质优秀、良好、及格与不及格四种等级） 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 14 表 4-2 聚类分析结果（女生） 序号 身高 (cm) 体重 （kg) 台阶 指数 肺活量 (ml) 立定跳远 (cm) 握力 类别 (kg) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 . 156.8 161 154 149 162 168 158 172 162. 154 156 161 157 162 166 145 149 164 162 158 . 53.5 56.7 48.2 51.6 52.7 53 50 62 54 41.4 48 52.8 54.2 46 48 44 45 50.6 49.6 50 . 60 60 41 46 42 49 50 55 49 51 45 57 65 48 43 43 42 46 43 55 . 4100 3604 3690 4554 3687 2145 1825 2238 2331 2148 3126 2928 3098 2271 2590 2471 2836 2437 2419 2428 . 148 153 198 136 158 159 162 163 197 207 166 169 172 173 175 161 164 165 166 166 . 20 1 20 1 20 1 20.3 1 21 1 22 2 22 2 22 2 22 2 22 2 26 3 26 3 26 3 26 3 26 3 23 4 23 4 23 4 23 4 23 4 . . 由前面所述，在进行判别分析之前，必须已知观测对象的分类和若干表明观测 对象特征的变量值。因此，我们必须对原始数据（见附录 1 和附录 2）进行一定的处 理，将观测对象进行必要的分类。由于样本数量较多，我们采用聚类分析对样本进 行快速分类。其基本原则是同类个体有较大的相似性，不同类个体有较大的差异性。 这里，我们采用样本聚类法对样品进行分类。所得聚类分析后的结果如以上表 4-1 和表 4-2 所示，表中多出“类别”一项，可以清晰地看到每一样品所属的类别。 4.3.2 对大学生体质健康状况的分析对大学生体质健康状况的分析 在判别分析的过程中，可以得到各类别的判别指标平均值及各类别所占比重， 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 15 具体结果见表。由表的有效样品数项可知，在男生人数为5030的总体样本中，第一 类别即体质优秀者为451人，其所占比重为8.96%；第二类别即体质良好者为602人， 其所占比重为11.96%；第三类别即体质及格者为2048人，其所占比重为40.7%；第四 类别即体质不及格者为1929人，其所占比重为38.4%。显然，体质及格者所占比重最 大，体质优秀者与体质良好者比重之和仅为20.92%，远远低于体质不及格者比重。 而在女生人数为1064的总体样本中，第一类别即体质优秀者为128人，其所占比重为 12.03%；第二类别即体质良好者为240人，其所占比重为22.6%；第三类别即体质及 格者为374人，其所占比重为35.2%；第四类别即体质不及格者为322人，其所占比重 为30.3%。可见，体质及格者所占比重最大，体质优秀者与体质良好者比重之和仅略 高于体质不及格者比重。同时，我们可以得出在大学生人数为6094的总体样本中， 体质优秀者所占比重为（451+128）/6094=9.5%，体质良好者所占比重为（602+240） /6094=13.82%，体质及格者所占比重为(2048+374)/6094=39.7%，体质不及格者所占 比重为（1929+322）/6094=36.9%。 由以上的数据分析结果可知，学生体质优秀与良好者所占比例偏小，大部分集 中在及格等级中，而不及格等级中所占比例也稍偏大。这说明，男女生的体质状况 总体上不佳。并且，在优秀与良好两个等级中，女生所占比例都稍高于男生；在不 及格等级中，男生所占比例高于女生。这说明女生体质要好于男生。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 16 表4-3 各类别的判别指标描述统计量（男生） 类别 平均数 标准差 有效样品数 1.00 身高 体重 台阶指数 肺活量 立定跳远 握力 173.1829 66.6067 51.6851 4914.7982 229.0067 48.2698 5.54384 10.25640 7.73840 330.32372 17.35569 9.65704 451 451 451 451 451 451 2.00 身高 体重 台阶指数 肺活量 立定跳远 握力 168.2603 57.2083 50.8654 2685.0914 223.8870 43.5179 5.71443 7.77474 7.45436 328.97978 16.87797 9.33678 602 602 602 602 602 602 3.00 身高 体重 台阶指数 肺活量 立定跳远 握力 171.5823 61.8012 51.1826 4171.9800 227.7183 46.1298 5.48991 7.81833 7.69775 203.55628 16.17495 9.27460 2048 2048 2048 2048 2048 2048 4.00 身高 体重 台阶指数 肺活量 立定跳远 握力 169.4574 58.4850 51.3281 3486.9077 226.2970 44.4967 5.51313 7.14317 7.71777 206.00063 16.34856 9.02381 1929 1929 1929 1929 1929 1929 合计 身高 体重 台阶指数 肺活量 立定跳远 握力 170.5133 60.4106 5