毛 堅(jiān) 劉鋼軍

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)體育部，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

《大學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)測定》的數(shù)學(xué)模式分析與運(yùn)用

毛 堅(jiān) 劉鋼軍

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)體育部，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

對學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)測試中的數(shù)學(xué)模式進(jìn)行分析，以便于同行在測試中取長補(bǔ)短，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。文章也對基本測試方案提出了幾點(diǎn)建議。

高校學(xué)生；體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)學(xué)模式；分析與運(yùn)用

1 引言

教育部、國家體育總局在《學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)(試行草案)實(shí)施辦法》中明確說明從2003年新學(xué)期開始，各地所有高校均實(shí)施《學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》。新型標(biāo)準(zhǔn)中的測試項(xiàng)目，大量使用自動化測試項(xiàng)目及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從原來的運(yùn)動能力測試，逐漸演變?yōu)橥ㄟ^對身高、體重、臺階實(shí)驗(yàn)等的測試數(shù)據(jù)的綜合分析來評價(jià)人體發(fā)育及鍛煉效果，因而測試時(shí)間、工作量等也不再以《體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行衡量，需要重新設(shè)計(jì)和組合。在新形勢下，怎樣才能合理配置器材數(shù)量，以最小的人力和財(cái)力投入，盡快完成大量的測試任務(wù)，就顯得格外重要。我們認(rèn)為通過完整地掌握測試體系不同環(huán)節(jié)的參數(shù)，建立一種數(shù)學(xué)模式是一種比較可行的辦法?，F(xiàn)以此方案與同行們請教、交流。

2 數(shù)學(xué)模式分析需解決的問題

首先通過合理的統(tǒng)計(jì)及計(jì)算設(shè)計(jì)出最佳的設(shè)備配置方案，完成必須的測試任務(wù)。其次通過合理組織、安排全校學(xué)生的測試方案，以提高測試設(shè)備的使用率。器材類型包括：中體同方2000型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；教育部指定捷特3.0軟件。

2.1建立數(shù)學(xué)模式基本教據(jù)

測試項(xiàng)目定為6項(xiàng)身高、體重、肺活量、臺階實(shí)驗(yàn)、立定跳遠(yuǎn)、握力。身高、體重為一種測試設(shè)備，其余各項(xiàng)設(shè)備獨(dú)立，共5種測試設(shè)備。

所有測試設(shè)備為數(shù)據(jù)自動采集，學(xué)號為唯一識別碼，通過測試人員手工在測試設(shè)備上錄人，在計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)后與學(xué)生原始數(shù)據(jù)匹配，學(xué)生原始數(shù)據(jù)(如身份證號、學(xué)號、姓名、性別、班級等成批導(dǎo)入)。

假如每年須測試學(xué)生25000人次，預(yù)計(jì)每天測試4.5h，每1.5h為一個(gè)測試時(shí)段，測試時(shí)間為正常上課時(shí)間，每年約為7個(gè)月。各項(xiàng)目預(yù)計(jì)測試人數(shù)分別為：身高、體重，為60人次/h。(男女需分開測試，體重為凈體重即脫衣)；肺活量，約為60人次/h；握力，約為60人次/h；立定跳遠(yuǎn)，約為60人次/h；臺階測試(六面標(biāo)準(zhǔn)測試設(shè)備)，約為30人次/h。

2.2數(shù)學(xué)模式應(yīng)解決下列問題

多長時(shí)間能夠完成測試。

各種測試設(shè)備比例配置。需考慮設(shè)備冗余度。

每個(gè)測試時(shí)段最佳人數(shù)。

每個(gè)測試時(shí)段應(yīng)分多少組，每組人數(shù)多少，如何輪換。

出具項(xiàng)目測試流程管理計(jì)劃書(如各組輪換方法)。

圖1 系統(tǒng)流程圖

2.3模式基本分析

首先把圖1的流程看作1個(gè)系統(tǒng)，并且這一流程在一個(gè)測試時(shí)段中完成，系統(tǒng)一經(jīng)啟動直到測試完畢后關(guān)閉，即當(dāng)一定的人數(shù)進(jìn)人系統(tǒng)后，將其分為5組，5個(gè)位置的設(shè)備同時(shí)工作，然后受測人員沿著箭頭的方向流動，當(dāng)每個(gè)受測人員的測試完畢后，受測人員全部退出系統(tǒng)或系統(tǒng)關(guān)閉或等待下一組的測試。

假設(shè)：單位時(shí)間內(nèi)通過第i(i=1,2,3,4,5代表圖1上的位里)位里，通過一臺設(shè)備的人數(shù)為范；在第i位t有ni個(gè)設(shè)備。在上圖的5個(gè)位置，等待測試的人數(shù)為：yi(i=1,2,3,4,5):則單位時(shí)間內(nèi)通過第i位置的待測人數(shù)分別為：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

當(dāng)yi取得極大值時(shí)，則有

(6)

因此

n1×x1=n2×x2=n3×x3=
n4×x4=n4×x5=K……

(7)

說明：在此每個(gè)位置得設(shè)備得工作效率，如果沒有很大得變化，采用這樣的比例會使誤差很小。

所以，n1∶n2∶n3∶n4∶n5=K/n1∶K/n2∶K/n3∶K/n4∶K/n5

=K×0.0167∶K×0.0167∶K×0.0167∶

K×0.0333∶K×0.0167

=1∶1∶1∶2∶1

誤差分析：

當(dāng)x1增加1時(shí)，(1/x1)/(1/x2)=0.9836誤差在1.64%

當(dāng)x4增加1時(shí)，(1/x4)/(1/x5)=1.9355誤差在3.23%

所以，誤差不是很大。

由上述數(shù)學(xué)分析，可知對于單個(gè)系統(tǒng)，第i位置應(yīng)有的設(shè)備數(shù)為：

在第1個(gè)位置上有：1個(gè)測量身高和體重的設(shè)備

在第2個(gè)位置上有：1個(gè)測量肺活量的設(shè)備

在第3個(gè)位置上有：1個(gè)測量握力的設(shè)備

在第4個(gè)位置上有：2個(gè)測量臺階試驗(yàn)的設(shè)備

在第5個(gè)位置上有：1個(gè)測量立定跳遠(yuǎn)的設(shè)備

一次進(jìn)人系統(tǒng)的人數(shù)最多為：270人，場地面積裕達(dá)到300m2。

全年測試總?cè)藬?shù)可以是：ni×xi×3×210=n1×x1×3×210=1×60×1.5×3×210=56700人；如果，有25000人參加測試，那么就單個(gè)系統(tǒng)來說需要93 d。

如果待測人群中有男生又有女生，在進(jìn)人系統(tǒng)時(shí)，首先將男女分開．然后，讓人少的男生(或女生)首先進(jìn)人系統(tǒng)的1號位里。將女生(男生)分成4個(gè)組，然后分別進(jìn)入余下的2號，3號，4號，5號位置。在分組過程中，沒有很大的講究，最簡單的方法是均分。

對于多系統(tǒng)例如兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行，同一個(gè)系統(tǒng)中的1號位置，不需要將男女進(jìn)行分組，只需要讓男女進(jìn)人不同的系統(tǒng)中即可。

如果兩個(gè)系統(tǒng)(即啟用兩套設(shè)備)，為了方便我們認(rèn)為將兩個(gè)系統(tǒng)合二為一。即：比例為∶2∶2∶2∶2∶4∶2。在1號位置的兩套設(shè)備分別給提供男生和女生使用。這樣使得系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率增加。使得系統(tǒng)的在一個(gè)時(shí)段的測試的人數(shù)增加。

如果將兩個(gè)系統(tǒng)分開并獨(dú)立使用，那樣使得資源有很大的浪費(fèi)。建議不要將兩個(gè)系統(tǒng)分開。在現(xiàn)有的工作效率下，在有兩套設(shè)備的條件下，全年測試總?cè)藬?shù)可以是：

ni×xi×3×210×2=n1×x1×3×210×2=1×60×1.5×3×210 ×2=113400人；如果有25000人參加測試，那么就單個(gè)系統(tǒng)來說需要47d；

我們認(rèn)為有兩套設(shè)備足夠使用。可以再用1套進(jìn)行備用。

當(dāng)通過每臺設(shè)備的人數(shù)發(fā)生改變時(shí)，只要將具體數(shù)據(jù)帶人(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)時(shí)即可得出設(shè)備比例。其余的問題可以簡單求出。

3 測試中的注意事項(xiàng)

由于測試設(shè)備多為電子設(shè)備，人為損壞比較多，通過實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)每3000-4000人次須全面對設(shè)備進(jìn)行必要的檢修和維護(hù)。

實(shí)際測試過程中，肺活量測試設(shè)備，測試人數(shù)越多測試速度越慢，需考慮增加測試設(shè)備，并保證外部設(shè)備的干燥。

測試過程中人員越熟練，測試速度越高，錯(cuò)誤率越低。

測試強(qiáng)度不可過大，每天測試人數(shù)不超過250人為益，強(qiáng)度過大人員及設(shè)備均會出現(xiàn)問題，可將測試時(shí)段改為每天一個(gè)或兩個(gè)。

實(shí)際測試中測試流程圖需做如下變動：如圖2。另測試流程中各測試項(xiàng)目的流程可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的調(diào)整，但立定跳遠(yuǎn)必須在臺階實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行。

圖2 變更后的測試流程圖

4 結(jié)論與建議

綜上所述，數(shù)學(xué)模式的分析與運(yùn)用較科學(xué)地解決了大學(xué)生體質(zhì)測試中的一些問題，但實(shí)際操作中并非一帆風(fēng)順，需不斷進(jìn)行優(yōu)化組合，調(diào)整——實(shí)驗(yàn)——提高，并根據(jù)各校實(shí)際做出妥善對策。建立各高校同行在做法上力求實(shí)際、節(jié)約、高效，把大學(xué)生體質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)測評工作做得更好。

[1] 劉文眾.體育統(tǒng)計(jì)原理及其應(yīng)用[J].沈陽體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(6).

[2] 劉全福.大學(xué)體育健康標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)與體育鍛煉[M].烏魯木齊:新疆出版社，2004.

[3] 宋義新.學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)演變及發(fā)展趨勢[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，(7).

IntroductionandAnalysisofaNewMathematicalModelofConstitutionStandardTestofCollegeStudents

Mao Jian，Liu Gangjun

(P.E.Section of Inner-Mongolia University of Science and Technology，Baotou，014010,Inner-Mongolia，China)

The essay introduced a new mathematical model of test on constitution standard of college student,So that the colleagues in P.E.can exchange ideas and experiences and some suggestions and advices also given in this paper .The advantages and disadvantages of the model are discussed in this paper.

college students；constitution standard test；mathematical model；analysis and application.

2006-10-30

毛堅(jiān)(1957-)，男，浙江嘉興人，教授，從事體育教學(xué)與研究工作。