湯利軍，蔡 皓

1 研究目的

2016年10月，《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》發(fā)布。在健康中國(guó)的建設(shè)進(jìn)程中，學(xué)校體育是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。2015年8月，華東師范大學(xué)“青少年健康評(píng)價(jià)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任季瀏帶領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì)，在長(zhǎng)期理論研究和實(shí)踐探索的基礎(chǔ)上提出了“中國(guó)健康體育課程模式”，2017年6月發(fā)布了《中國(guó)健康體育課程模式實(shí)施效果公報(bào)》，報(bào)告指出了中國(guó)健康體育課程模式的3個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、體能練習(xí)和運(yùn)動(dòng)技能，即體育課必須要有適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，倡導(dǎo)每節(jié)課的運(yùn)動(dòng)密度應(yīng)該在75%左右，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度心率應(yīng)在125～160次/分鐘；每節(jié)課要有10 min左右的體能練習(xí)；學(xué)生的運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)應(yīng)該是以活動(dòng)和比賽為主，每節(jié)課這樣的學(xué)習(xí)時(shí)間應(yīng)該保證在20 min左右[1]。體育教學(xué)評(píng)價(jià)是多方面的，“是否增加了學(xué)生課堂的體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間是評(píng)價(jià)體育活動(dòng)是否有效、最值得信任的數(shù)據(jù)之一，測(cè)定體育課堂的體育活動(dòng)時(shí)間是評(píng)價(jià)體育教學(xué)質(zhì)量的重要因素之一”[2]。如何評(píng)價(jià)學(xué)生的體育活動(dòng)時(shí)間？用什么工具評(píng)價(jià)學(xué)生的體育活動(dòng)時(shí)間？一個(gè)有效體育活動(dòng)的評(píng)價(jià)工具是關(guān)鍵?，F(xiàn)代電子計(jì)步器通常被認(rèn)為是“有效、可信、可持續(xù)、簡(jiǎn)便易行的”[3]。但計(jì)步器作為體育運(yùn)動(dòng)的評(píng)價(jià)工具與其他的評(píng)價(jià)工具一樣都會(huì)有其缺點(diǎn)，不能準(zhǔn)確記錄活動(dòng)模式信息，很難感應(yīng)到那些不涉及明顯身體移動(dòng)（如騎自行車）肌肉等長(zhǎng)收縮或以上肢運(yùn)動(dòng)為主的運(yùn)動(dòng)等。由于不同計(jì)步器彈簧張力不同，對(duì)運(yùn)動(dòng)的敏感性差異很大，因此很難把采用不同計(jì)步器的研究進(jìn)行比較。“但計(jì)步器是便宜實(shí)用的體力活動(dòng)測(cè)量工具，是量化以步行運(yùn)動(dòng)方式占主導(dǎo)的體力活動(dòng)的有效方法?！盵4]有研究表明，“學(xué)生在體育課上中到大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（MVPA）的時(shí)間至少占課堂時(shí)間的50%，才可以達(dá)到最大的鍛煉效果?！盵5]計(jì)步器研究在美國(guó)已經(jīng)是一個(gè)成熟的研究領(lǐng)域，關(guān)于計(jì)步器測(cè)量學(xué)生運(yùn)動(dòng)時(shí)間的科學(xué)性與實(shí)用性也已經(jīng)被廣泛地認(rèn)可。以下結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，借鑒美國(guó)目前成熟的研究方法，運(yùn)用計(jì)步器對(duì)初中學(xué)生在體育課中的活動(dòng)時(shí)間和活動(dòng)的步數(shù)進(jìn)行測(cè)量，也就是說(shuō)把計(jì)步器這種測(cè)量工具作為測(cè)試學(xué)生體育課中運(yùn)動(dòng)情況的監(jiān)控器。

2 研究對(duì)象和方法

2.1 研究對(duì)象

以江蘇、安徽、云南、四川、海南、遼寧、上海、新疆、山東、北京等10個(gè)?。▍^(qū)）市共34所學(xué)校的1 156名中學(xué)生為研究對(duì)象，其中城市學(xué)校23所，農(nóng)村學(xué)校11所（男生761名，女生395名。其中有少數(shù)民族男生62人，少數(shù)民族女生54人）。共測(cè)了121節(jié)體育課，每節(jié)課45 min，課堂主要內(nèi)容是籃球、乒乓球、足球和健美操。

2.2 測(cè)試器材

測(cè)試器材包括：（1）31臺(tái)Yamax計(jì)步器，型號(hào)為SW651，產(chǎn)地日本。這種計(jì)步器“已經(jīng)被證實(shí)在不同的環(huán)境下是有效的，可以測(cè)定和記錄學(xué)生的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)總步數(shù)以及每分鐘步數(shù)”[6]。（2）2臺(tái)日本生產(chǎn)的索尼 SOFIT-TRV80。（3）ActiTrainer體動(dòng)記錄儀。可提供心率信息，確定心率區(qū)間。配合專用胸帶及發(fā)射器，心率信息可以無(wú)線方式傳遞到ActiTrainer，并且和活動(dòng)信息一同顯示。ActiTrainer配有OLED顯示屏，可實(shí)時(shí)顯示心率數(shù)據(jù)。（4）SOFIT（System for Observing Fitness Instruction）學(xué)生行為觀測(cè)系統(tǒng)。SOFIT觀測(cè)系統(tǒng)是在體育課堂教學(xué)中，通過(guò)提示音，觀察收集學(xué)生的活動(dòng)水平、教師行為和課堂內(nèi)容，是一種綜合性的評(píng)價(jià)教學(xué)水平的工具，通過(guò)將觀察數(shù)據(jù)與已經(jīng)被驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)相比較，評(píng)價(jià)體育教學(xué)課堂效果。（5）身高體重測(cè)試儀器，型號(hào)為TZCS-1，寬屏液晶顯示，落地式語(yǔ)音同步提示功能，同時(shí)測(cè)量顯示體重（kg）、身高（cm）兩項(xiàng)數(shù)值，測(cè)試數(shù)據(jù)將實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娔X中。

2.3 SOFIT觀測(cè)法

SOFIT已經(jīng)被很多研究驗(yàn)證是有效的、可靠的體育課堂評(píng)價(jià)方法，可以為體育教師和研究者提供客觀、可靠的課堂分析數(shù)據(jù)。SOFIT包括3個(gè)部分：第一是學(xué)生的運(yùn)動(dòng)參與水平（student physical activity levels），包 括 躺 （lying down）、坐 （siting）、站 （standing）、走（walking）、劇烈運(yùn)動(dòng)（vigorous）。SOFIT 表格內(nèi)的編碼是，1=躺，2=坐，3=站，4=走，5=劇烈的運(yùn)動(dòng)。第二是課堂內(nèi)容（lesson context），主要指體育教師是如何傳遞體育教學(xué)內(nèi)容的，包括一般內(nèi)容、知識(shí)內(nèi)容、體育運(yùn)動(dòng)內(nèi)容。一般內(nèi)容是指學(xué)生沒(méi)有參與體育教育內(nèi)容的練習(xí)時(shí)間，包括過(guò)渡時(shí)間（例如更換場(chǎng)地、器材變更、教學(xué)組織等時(shí)間）、管理時(shí)間（例如點(diǎn)名、課堂要求等時(shí)間）、間歇時(shí)間（休息時(shí)間）。知識(shí)內(nèi)容是指與體育運(yùn)動(dòng)知識(shí)有關(guān)的內(nèi)容，教授過(guò)程中學(xué)生不參與活動(dòng)。具體的內(nèi)容如體能知識(shí)、體育活動(dòng)知識(shí)、運(yùn)動(dòng)戰(zhàn)術(shù)策略、技術(shù)要領(lǐng)、身體鍛煉的價(jià)值、受傷的處理等。體育運(yùn)動(dòng)內(nèi)容包括健身活動(dòng)、技能練習(xí)、游戲和其他的自由活動(dòng)。SOFIT表格內(nèi)的編碼是，M=管理，K=知識(shí)，F(xiàn)=健身活動(dòng) （包括體適能練習(xí)），S=技能練習(xí)，G=游戲，O=其他的自由活動(dòng)。三是教師交互作用 （主要涉及體育活動(dòng)和學(xué)生健康促進(jìn)的指導(dǎo)）。此時(shí)SOFIT表格內(nèi)的編碼是，I=促進(jìn)課內(nèi)學(xué)生進(jìn)行身體活動(dòng)、技能學(xué)習(xí)等，O=促進(jìn)課外的學(xué)生進(jìn)行的身體活動(dòng)和健康練習(xí)，N=教師什么都沒(méi)做。

SOFIT評(píng)價(jià)系統(tǒng)觀察方法：（1）預(yù)先錄制好口令提示，10 s觀察，10 s記錄，交替進(jìn)行，兩名觀察員一組，聽(tīng)提示音進(jìn)行觀察記錄。（2）確定目標(biāo)學(xué)生。每堂體育課確定5名目標(biāo)學(xué)生，編好順序，第五名學(xué)生作為備份。（3）觀察記錄從課堂開(kāi)始記錄到課堂結(jié)束，聽(tīng)預(yù)先錄制好的提示，對(duì)一個(gè)目標(biāo)學(xué)生進(jìn)行連續(xù)4 min的不間斷的觀察記錄（總時(shí)間為240 s，20 s一個(gè)間隔，包括10 s觀察，10 s記錄。12個(gè)時(shí)間間隔），4 min結(jié)束時(shí)，預(yù)先錄制的提示會(huì)告訴你進(jìn)入下一個(gè)目標(biāo)學(xué)生觀察，觀察結(jié)束繼續(xù)交替進(jìn)行。（4）10 s的觀察結(jié)束要立即進(jìn)行記錄，按照學(xué)生的參與水平、課堂內(nèi)容、教師的交互作用3個(gè)部分事先設(shè)計(jì)好的各部分內(nèi)容代號(hào)，立即填寫編碼，可以在相應(yīng)的部分打“√”。

SOFIT行為觀測(cè)工具將 “學(xué)生運(yùn)動(dòng)一般的行為分為坐、拉伸、站立等等，將中等強(qiáng)度的行為分為走，大強(qiáng)度行為又分為急速跑、加速跳等等”[7]。

2.4 研究過(guò)程

所有的計(jì)步器在運(yùn)用之前都被檢測(cè)準(zhǔn)確無(wú)誤，測(cè)試走路或跳躍150下，測(cè)試分別以4.83 km/h和9.66 km/h兩種速度測(cè)試，計(jì)步器的步數(shù)誤差范圍在3%以內(nèi)的可以正常使用，否則將被調(diào)換。對(duì)每個(gè)學(xué)校3名體育老師進(jìn)行SOFIT訓(xùn)練，使其學(xué)會(huì)使用和收集數(shù)據(jù)，最終達(dá)到≥90%的準(zhǔn)確率（隨便抽取一段用DV記錄的學(xué)生運(yùn)動(dòng)時(shí)間與步數(shù)，與SOFIT數(shù)據(jù)相比較），準(zhǔn)確率達(dá)到了92.21%～94.53%，符合了內(nèi)部人員操作SOFIT的標(biāo)準(zhǔn)。

兩名體育教師負(fù)責(zé)上課之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)量和檢查，一名教師負(fù)責(zé)記錄?！皩W(xué)生帶好安全帶以后，上課鈴開(kāi)始，SOFIT的教師開(kāi)始記錄，學(xué)生的計(jì)步器開(kāi)始工作，體育課結(jié)束，摘除計(jì)步器，計(jì)步器工作結(jié)束。計(jì)步器的數(shù)據(jù)由教師保存，計(jì)步器保存的數(shù)據(jù)包括學(xué)生總的運(yùn)動(dòng)步數(shù)、總的時(shí)間、運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及平均步數(shù)?！盵8]兩臺(tái)攝像機(jī)全程對(duì)體育課上學(xué)生進(jìn)行攝像記錄，覆蓋體育課的全部范圍，確保不出現(xiàn)死角。

研究過(guò)程中學(xué)生心率和活動(dòng)強(qiáng)度水平由Acti-Trainer體動(dòng)記錄儀監(jiān)控記錄。

2.5 分析數(shù)據(jù)

運(yùn)用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，描述統(tǒng)計(jì)身高、體重、BMI和學(xué)生的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、每分鐘步數(shù)。對(duì)于SW651記錄的數(shù)據(jù)和SOFIT記錄的數(shù)據(jù)用線性回歸進(jìn)行檢驗(yàn)。認(rèn)真核對(duì)DV的步數(shù)、時(shí)間與計(jì)步器步數(shù)、時(shí)間以及SOFIT記錄的步數(shù)與時(shí)間數(shù)據(jù)之間的線性關(guān)系，準(zhǔn)確率為92.87%～98.81%。產(chǎn)生以計(jì)步器為評(píng)價(jià)測(cè)量工具的預(yù)測(cè)模型方程，預(yù)測(cè)出學(xué)生體育課時(shí)間的50%完成MVPA的每分鐘步數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 受試者基本情況（見(jiàn)表1）

表1 受試學(xué)生年齡與人體測(cè)量平均值和標(biāo)準(zhǔn)差（±s）TableⅠ Age of the Subjects and the Mean and Standard Deviation of Anthropometric Measurements(±s)

表1 受試學(xué)生年齡與人體測(cè)量平均值和標(biāo)準(zhǔn)差（±s）TableⅠ Age of the Subjects and the Mean and Standard Deviation of Anthropometric Measurements(±s)

注：*表示 P≤0.01。

年齡/歲 身高/cm 體重/kg BMI男性別16.50±1.02 173.61±7.01 63.20±10.33 23.34±3.79女16.31±1.12 161.76±6.98 54.76±12.78 22.17±3.95年級(jí)初一 15.56±0.65 168.67±8.79 64.37±11.23 22.86±3.67初二 16.78±0.86* 170.16±9.01 69.22±10.78 23.68±4.12初三 17.16±0.85 173.63±9.23 70.76±12.21 24.97±5.54總計(jì) 16.56±1.03 169.87±9.21 67.44±12.89 23.56±3.99

3.2 計(jì)步器、SOFIT記錄的學(xué)生MVPA時(shí)間

研究結(jié)果顯示，計(jì)步器記錄的體育課的時(shí)間（從帶上計(jì)步器到計(jì)步器摘除）為（42.85±1.12）min。 學(xué)生在體育課的MVPA的步數(shù)是3 232步，每分鐘71.83步；學(xué)生達(dá)到MVPA時(shí)平均心率為149次/分鐘?；顒?dòng)時(shí)間占總課時(shí)的比例為50.4%；體育活動(dòng)時(shí)間22.66 min。男生在體育課中達(dá)到MVPA的時(shí)間比女生要多一些（見(jiàn)表2）。

表2 計(jì)步器記錄的學(xué)生體育活動(dòng)情況（±s）TableⅡ Subjects′Physical Activities Recorded by the Pedometer(±s)

表2 計(jì)步器記錄的學(xué)生體育活動(dòng)情況（±s）TableⅡ Subjects′Physical Activities Recorded by the Pedometer(±s)

注：%體育活動(dòng)=體育課堂中學(xué)生MVPA時(shí)間與課堂總時(shí)間的比率；體育活動(dòng)時(shí)間=體育課堂中達(dá)到MVPA的時(shí)間。

性別 步數(shù) 步數(shù)與分鐘 心率（次/分鐘） %體育活動(dòng) 體育活動(dòng)時(shí)間/min男3 236±190 71.92±4.21 155±3.12 51.6±0.07 23.31±2.62女3 226±216 71.71±5.24 140±3.65 48.8±0.08 21.78±2.59總計(jì) 3 232±198 71.83±6.11 149±3.33 50.4±0.07 22.66±2.59

SOFIT記錄課堂中學(xué)生MVPA運(yùn)動(dòng)的步數(shù)（M=3 239）與計(jì)步器記錄的步數(shù)（M=3 232）相差不大，學(xué)生達(dá)到MVPA時(shí)的平均心率為151次/分鐘（見(jiàn)表 3）。

表3 SOFIT記錄的學(xué)生體育活動(dòng)信息（±s）Table Ⅲ Subjects′Physical Activity Information Recorded by SOFIT(±s)

表3 SOFIT記錄的學(xué)生體育活動(dòng)信息（±s）Table Ⅲ Subjects′Physical Activity Information Recorded by SOFIT(±s)

性別 步數(shù) 步數(shù)與分鐘 心率（次/分鐘） %體育活動(dòng) 體育活動(dòng)時(shí)間/min男3 224±213 71.64±5.23 158±3.35 52.84±0.08 23.78±2.87女3 245±245 72.11±4.89 144±3.13 46.61±0.05 20.76±2.69總計(jì) 3 239±225 71.82±5.88 151±3.21 49.62±0.06 22.33±3.12

3.3 計(jì)步器記錄的MVPA步數(shù)與SOFIT記錄的MVPA步數(shù)相關(guān)性分析

研究結(jié)果顯示，線性回歸分析得出Pearson相關(guān)系數(shù)為0.867，雙側(cè)顯著性檢驗(yàn)的概率P值是0.001，小于0.01，說(shuō)明計(jì)步器步數(shù)與SOFIT記錄的步數(shù)呈顯著相關(guān) （見(jiàn)表4）。 方差分析得出，回歸均方為1.55E+07，剩余均方是4 460.140，F(xiàn)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的觀察值為3 484.547，相應(yīng)的概率為 0.000，小于 0.05，可以認(rèn)為計(jì)步器記錄學(xué)生的MVPA步數(shù)與SOFIT記錄的學(xué)生MVPA步數(shù)之間存在線性關(guān)系（詳見(jiàn)表4、表5）。

表4 計(jì)步器步數(shù)與SOFIT記錄步數(shù)的線性相關(guān)Table IV Linear Correlation Between Steps Recorded by Pedometer and SOFIT

表5 計(jì)步器步數(shù)與SOFIT記錄步數(shù)方差分析表（Anovab）Table V Anovabof Steps Recorded by Pedometer and SOFIT

3.5 計(jì)步器記錄的MVPA步頻與SOFIT記錄的MVPA步頻相關(guān)性分析

研究結(jié)果顯示，線性回歸分析得出Pearson相關(guān)系數(shù)為0.894，單側(cè)顯著性檢驗(yàn)的概率P＜0.01，說(shuō)明計(jì)步器步數(shù)與SOFIT記錄的步數(shù)之間有強(qiáng)烈的相關(guān)（見(jiàn)表 6）。

表6 計(jì)步器記錄MVPA步頻與SOFIT記錄MVPA步頻相關(guān)性Table VI Correlation between Stride Frequencies Recorded by Pedometer and SOFIT

方差分析得出，回歸均方為8310.174，剩余均方是1.803，F(xiàn)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的觀察值為4609.091，相應(yīng)的概率為0.001，小于0.05，可以認(rèn)為計(jì)步器記錄學(xué)生MVPA步頻與SOFIT記錄學(xué)生MVPA步頻之間存在線性關(guān)系（見(jiàn)表7）。

3.6 計(jì)步器學(xué)生的MVPA步頻與MVPA運(yùn)動(dòng)時(shí)間預(yù)測(cè)方程

由回歸預(yù)測(cè)散點(diǎn)圖的結(jié)果顯示，得出方程為Y=0.15911x+68.221，殘插圖顯示各點(diǎn)在水平帶狀區(qū)域分布均勻，R2=0.987，R=0.988，故此回歸方程自變量能很好地解釋因變量變異的程度（見(jiàn)圖1、表8）。方差分析結(jié)果可以認(rèn)為計(jì)步器記錄學(xué)生MVPA步頻與學(xué)生MVPA時(shí)間存在線性關(guān)系（見(jiàn)表9）。

表7 方差分析（Anovab）Table VII Analysis of Variance(Anovab)

圖1 計(jì)步器記錄的學(xué)生MVPA步頻與MVPA運(yùn)動(dòng)時(shí)間散點(diǎn)圖Figure 1 Scatter Plots of Subjects′MVPA stride?Frequency and MVPA Time Recorded by Pedometer

表8 回歸統(tǒng)計(jì)Table VIII Regression Statistics

表9 方差分析Table IX Analysis of Variance

把體育課的50%時(shí)間22.5 min帶入計(jì)算得出Y=71.81。結(jié)論：初中45 min的體育課中，計(jì)步器記錄學(xué)生71.81步/分鐘是完成課堂時(shí)間50%的MVPA的分水嶺。

4 結(jié)論

4.1 初中體育課中，71.81步/分鐘是完成課堂時(shí)間50%的MVPA的分水嶺。

4.2 計(jì)步器作為測(cè)量工具，計(jì)步器測(cè)試的學(xué)生每分鐘步數(shù)與體育課堂中學(xué)生MVPA的時(shí)間占比存在強(qiáng)烈的線性關(guān)系（r≥0.92，P≤0.01）。計(jì)步器測(cè)試的每分鐘步數(shù)與MVPA的時(shí)間存在線性關(guān)系（r≥0.91，P≤0.01）。