灰色理论运用于大学生体质测试的研究分析

伍丹 冯道光

（华南师范大学体育科学学院 广东 广州 510631）

前言

2020是全面建成小康社会，实现第一个百年奋斗目标。这是具有里程碑意义的一年。经济快速的增长，人民生活水平不断进步，科技发展突飞猛进。物质文明和精神文明的失调，越来越多的大学生沉迷于网络科技世界，养成了不良的生活和学习习惯，这导致了大学生的身心体质健康不断的恶化。针对这一现状，2014年教育部公布了最新修订的《国家学生体质测试标准》。标准指出学生体侧成绩达到或超过良好，才有资格参与评优与评奖。2019年《国务院办公厅关于印发体育强国建设纲要的通知》纲要进一步明确体育强国建设的目标、任务及措施。在纲要中规定城乡居民达到《国民体质测试标准》合格以上的人数比例超过92%，青少年体质健康要得到明显的改善。近日，教育部印发《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》。文件要求，严把考试和毕业出关口，学生体质测试成绩未达60分不能按时毕业。然而目前高校体育教学工作仍然以传统的测试为主，体质测试的管理力度不足，只是进行测试，但未对测试的结果进行干预。不能有效的改善她们的体质健康，介于此科学的测试手段才能得到准确数据，有效的干预方式才能得到科学的结果。

1、在体质测试中采用灰色理论的科学依据

1.1、灰色理论运用于体质测试的可行性分析

针对可行性分析我们首先要了解灰色理论，灰色理论是1982年由中国华中理工大学邓聚龙教授提出，它所运用的原理是差异信息的原理、解的非唯一性原理、认知根据原理、新信息优先原理、灰色不减原理。灰色理论它的主要特点是模型使用，不是原始数列，而是生成的数据数列。其核心的体系是灰色模型，即对原始数据做累加生成得到近似的指数规律在进行建模的方法。本针对各个项目不均衡发展，高校不仅要加强体质教育改革，还要培养学生自主锻炼的意识。在大学生体质测试中我们采用灰色预测，建立GM(1,1)模型为基础的对现有数据进行的预测方法。其实质就是找出某一数列中间各个要素之未来的动态变化。这与大学生体质测试的原理是一致的。针对体质测试的数据，了解学生现有的体质健康，预测近两年或三年学生的体质变化，采取有效的干预手段进行有效的锻炼。

1.2、灰色理论运用于体质测试的必要性分析

大学生的体质测试包括身体形态、身体功能、身体素质。身体形态是由身高、体重、胸围、上臀围、坐高组成。身体功能则是由安静心率、血压、肺功能及心血管实验组成。身体素质包括由力量指标、爆发力指标、平衡性、柔韧性、灵敏、协调性、耐力对应项目有立定跳远、仰卧起坐、800m(女)、1000m（男）、坐位体前屈组成。如今体质测试有专门的仪器来测量，掌握科学的仪器操作方法可以得到相应准确的数据，可是对于大量数据进行分析，这是一项复杂的操作。灰色预测模型可以体质测试的数据进行预测分析，但是前提是数据的相对准确、灰色预先模型GM(1，1)建立。

2、在体质测试中采用灰色理论的举措

2.1、大学生体质测试方式

体质测试作为衡量学生身体素质的手段，其测试的方式和手段是非常重要的。早期体质测试多采用人工测试，所有的项目均人人工记录。这样大大增加了测试的不准确性。而且工作量大，每个项目都需要人工记录，然后输入在电脑里面。作者曾参加过某大学体质测试的工作，发现人工测试存在的弊端大，这样不能真实的反映大学生的体质健康。近年来，在大部分高校都采用体质测试的仪器，工作人员熟知仪器使用的方法，然后给学生讲解。学生按照科学的方式进行使用。得出的数据直接汇入到电脑。这样大大减少了工作人员工作量，而且真实数据能有效的反映学生的身体素质。

2.2、灰色理论运用的举措

（1）灰色预测模型简介。

灰色系统预测是通过建立灰色模型对原始数据进行累加，发现、掌握原始数据的规律，得出规律性较强的曲线，进而对整个系统做出科学合理的定量预测。目前运用最普遍的灰色预测模型就是 GM（1，1）预测模型。

（2）灰色预测建模。

我们能通过灰色预测的公式，将该数列进行一次累加得到一个新的序列。通过然后GM（1，1）预测模型的微分方程。通过最小二乘法拟合可以得到关于微分方程中的a与b的值。其中a称为发展系数，b称为内生控制灰数。在体质测试中我们可以根据各个项目的发展系数进行预测，其中发展系数的取值和预测效果会发生一点变化。-a≤0.3可应用于中长期预测，0.3＜-a≤0.5可用于短期预测，慎用于中长期预测，0.5＜-a≤0.8谨慎用于短期预测，0.8＜-a≤1应采用残差对模型进行修正，-a＞1不宜采用该模型。灰色理论模型检验多分为残差检验和后验差检验。对大学生体质测试进行建模，以反映大学生体质的变化，对在不同的大学阶段学生在各个项目的体质数据进行预测分析。对已测得数据进行多次检验，以确保体质测试能准确反映大学生体质状况。

3、灰色理论运用于大学生体质测试的实例研究

作者通过知网搜索和实地了解到关于灰色理论在大学生体质测试中，还未达到普及的程度，中国知网上搜索灰色理论大学生体质测试的关键字只有两篇硕士论文，可是以灰色理论为关键词就有数篇，大部分是在水利工程、建筑、交通等方面。虽然灰色理论在体育领域还未达到普及程度，可是通过阅读相关文献，它在云南、宁夏等普通高校都是有涉及的。灰色理论在用在大学生体质测试的预测中，其现实意义和理论意义都是特别大。而且在高校中已经成功的运用，并且取得了良好的效果。我们将2017年宁夏大学和2018年宁夏大学14000多名学生体质测试总体数据统计情况进行了对比，我们可以清晰的看到这两年的不及格、及格 良好、优秀之间的对比情况。

从图1可以看到宁夏大学参加测试全部学生的优秀、良好、及格和不及格率的情况，由此可以看出总体达到及格以上的学生比率为69.69%，但达到优秀的比率偏低。

图1 2018年学生测试成绩总体优秀、良好、及格、不及格率

从图2可以看到宁夏大学参加测试全部学生的优秀、良好、及格和不及格率的情况，由此可以看出总体达到及格以上的学生比率为87.51%，但达到优秀的比率偏低。

图2 2017年学生测试成绩总体优秀、良好、及格、不及格率

宁夏大学未来更好的预测未来几年学生体质测试的总体情况，采用了灰色理论GM(1.1)模型和宁夏大学数计学院进行合作，体测的测试工作是由宁夏大学复杂，而模型的搭建工作是由数计学院负责。在宁夏大学，根据大学生体质测试项目建立关联度评估的模型；其次，建立灰色预测模型和多元性回归方程，对2018年大学生的体质测试进行预测，最后采取“阳光长跑”这一措施，为进一步推近高校体育教学工作提供科学的参考依据。这种模式是非常值得其他高校借鉴的，并且也是对体育教学中的一种探索。云南高校也利用灰色理论的中的发展系数、递进系数统计表、环比动态图和定基比动态图对成绩进行相应的统计。这和宁夏大学的模式是一样的，对各个项目的成绩进行对比，然后统计各个项目的总体发展趋势。预测值的增加和下降的趋势并不能完全代表学生整体成绩，它只能代表学生在未来几年可能到达的趋势，它只是具有参考意义。两所高校都采用了科学的方法对体质测试的数据进行了分析，这也是未来体质测试中从测试手段、测试工具以及数据分析都迈向科学化的必经之路。

4、总结

体质测试是衡量一个人身体健康的重要方式，无论是在当今的小学、中学、大学以及社会生活，它都是作为考察一个人健康的重要指标。高校作为人才的聚集地、作为国家重要思想的传播地，无疑要为国家制定体质标准贡献力量。作者通过查询关于灰色理论的相关文献，深入了解高校运用灰色理论预测模型来预测未来几年学生体质测试的成绩可能达到的程度。这是在体育教学中的一种全新模式，在体质测试中每一项目都与人身体机能密切相关。成绩普遍低的项目，我们进行针对性的教学，为学生搭建科学合理的教学模式，争取在每一节公共体育课上都有一定的体能训练，在体育中每一项运动都会它的专项体能。将学生的兴趣与适度的强度负荷结合在一起是非常有利于学生的成长。现如今，体质测试的仪器已经在全国各地流行起来，这样一来数据的真实值得到了很高的提升。人工运算这些数据或多或少都会存在一定的偏差，要想很准确的预测未来几年的数据，研究者必须选择拟合度较高的值进行预测。计算平均值以及相关及格率等都要准确计算，不能出现任何错误。因此，在体质测试中工作人员应该准确核实每一项数据的指标，对数据进行反复的检查。这样预测的结果的真实度才能得到提升。灰色预测一旦在大学生体质测试中成功运用并普及，将会是作为有效的方法在小学、中学体育教学中得到推广。这样中小学的体育教师也能根据未来几年预测的结果，有针对性的对学生的体质进行科学的锻炼。