体育统计学方法在体育科研中的应用

第28卷㊀第4期河南教育学院学报(自然科学版)Vol.28㊀No.42019年12月Journal of Henan Institute of Education (Natural Science Edition )Dec.2019收稿日期:2019-06-11基金项目:河南省科技厅软科学课题(172400410018)
作者简介:刘晓晨(1979 ),男,河南新乡人,河南财政金融学院(龙子湖校区)体育系讲师.
doi:10.3969/j.issn.1007-0834.2019.04.016
体育统计学方法在体育科研中的应用
刘晓晨
(河南财政金融学院体育学院,河南郑州450046)
㊀㊀摘要:对体育统计学在我国的应用现状进行分析,探究了体育统计学方法在体育科研应用中存在的问题,并提出了相应的对策,为体育统计学方法的合理应用提供参考.
关键词:体育科研;体育统计学;宏观体育统计;科学化训练;身体发育评价
中图分类号:G80-32㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1007-0834(2019)04-0088-05
㊀㊀随着世界经济及体育科技的不断发展,体育科学开始转向对其他学科领域知识及方法的吸收,不仅研究范围越来越广,而且研究也逐渐深入[1].诸如物理㊁数学等相关学科知识渗透到体育科学中,为体育及其科研发展提供了支持与帮助.当前我国的体育科研发展方兴未艾,但基于多种因素的影响,我国体育科研整体上与世界先进水平呈现出较大的差异,这很大程度上是由于统计学知识的缺少和误用造成的.目前体育统计学已经应用到体育教学㊁体育训练及科研等多个方面,因此,对体育科研中体育统计学方法的应用探讨具有重要的实践意义与借鉴价值.
1　体育统计学及其重要性
1.1㊀体育统计学的内涵统计学可追溯到古代,统治者在对人口㊁土地㊁物资以及士兵㊁战车等资源进行统计时,往往采用统计学的方法.此时的统计学主要是对已经发生的各种现象的记录与统计,因此又被称为描述性统计.随着科学技术的不断发展及人类社会的进步,具有推测性质的数理统计逐渐形成.体育统计学主要是在统计学原理及方法的支持下,描述㊁分析体育教学㊁体育训练及科研等方面随机现象的学科,其主要用于揭示随机现象发展变化的规律.体育统计学的研究对象为体育实践过程中的随机现象规律性,其将数理统计中的大数定律以及概率论作为理论基础,最常用的统计方法为数理统计方法,在定量研究中多采用实验设计及调查设计等方法,能够为体育数据资料的统计㊁整理及分析提供有效的方法.
1.2㊀体育统计学的发展体育统计学进入我国大学课堂在20世纪80年代,经过多年的实践发展,已经广泛应用到体育训练㊁科研及教学等多个领域,在体育规律发现及探索中发挥着不可替代的作用.目前,体育统计原理及方法得到了体育界的广泛认可与接受,其应用范围涵盖体育领域所有涉及数值分析的内容[2].纵观体育统计学的发展历程,不仅在体育领域内引进了数据收集㊁整理及分析等统计方法,而且对体育科学化进程起到了极大的促
进作用.运用体育统计学达成的研究成果涉及大众体育㊁学校体育㊁体育管理等多个方面,除此之外,运动心理学㊁运动生物化学及测量评价等也都普遍采用了体育统计学分析方法,其不仅能够实现对运动训练水平及体质发育水平的评价,而且能够对教学训练效果㊁体育人文社会现象进行分析,目前采用体育统计学方法进行分析的案例随处可见.
互联网信息时代的到来,为体育统计学发展创造了良好的条件,提供了必要的技术支持,然而计算机统计学软件并不能够完全代替传统的体育统计课程,过多依赖计算机统计软件,一方面容易导致脱离统计学的应用实际,另一方面也会导致统计模型滥用.从当前体育统计学发展情况看,体育统计学存在计算机技术向
㊀
第4期刘晓晨:体育统计学方法在体育科研中的应用89 傻瓜型 发展的趋势,甚至有人认为可以采用统计学软件教学替代体育统计课程.一般情况下,科研人员和学生在接受简单的统计学软件培训后,便能够采用多种统计学方法对数据进行处理与分析,但是,如果不能够明确统计学原理,未掌握统计学方法,则容易造成统计分析错误,从而得出错误的结论.
1.3㊀体育统计学的重要性
首先,在体育统计学方法的支持下,体育科学研究能以尽可能少的样本量获得所需的精度,对总体相关数据作出客观㊁全面的评估,与此同时,大大降低了出错的可能性,对于确保科研精确度㊁可靠性具有重要的意义.其次,体育统计学方法能够在一定程度上提高科研人员阅读体育科技资料的能力,促进其科学研究能力的提升,进而增强体育科研水平.在运用体育统计学发展的过程中,科研人员的科学思维能力也能够得到相应的锻炼.经过多年的发展,体育科学实现了定性分析向定量分析的转变,统计术语㊁统计符号在国内外体育科技杂志中都有所显现,若对体育统计学了解甚少甚至完全不了解,那么将难以对科技文献进行精准的分析与阅读,无法汲取最新的体育科研知识,与体育专业前沿水平脱节.目前,我国对体育统计学学习提出了以下三方面要求:①掌握体育统计,对体育统计基本原理及概念予以掌握,能够学会应用统计方法解决现实生活中遇到的体育问题.②掌握体育统计公式.体育统计学涉及多个公式,必须明确公式之间的差异与联系,了解其适用范围,常用的公式必须铭记于心[3].③能够对体育专业知识及分析统计结果进行解释.当采用体育统计方法对问题进行推断时,除注重统计结果提供的信息外,还必须与体育专业知识相结合,做出全面㊁客观㊁准确的分析与评价,进而得出与实际相符的结论.
2㊀体育统计学在我国的应用现状
体育统计学主要集中在两个方面:①宏观体育统计.主要针对体育事业在发展过程中产生的宏观数据,进行数据的搜集㊁整理与分析,主要由体育行政部门及统计部门负责.从学科划分情况看,其隶属于社会统计学范畴.②应用于体育科研中的体育统计学.该统计类型与医学统计及生物统计有着一定的相似之处,涉及范围较广,包括人体科学㊁生物力学及运动训练等在内的多门学科,由于其涉及范围广,也在一定程度上增加了研究过程的复杂性[4-5].在选择统计学方法上存在一定的难度.
随着体育科研的不断发展,体育统计在科研领域应用越来越广泛,并取得了显著的成效.在对青少年儿童体质的评估方面,国内各大省内均采用体育统计学进行资料的调查与搜集,进而总结我国青少年成长发育的规律与特点.围绕该课题的800多篇论文中几乎全部采用统计指标描述及动态数列等,此外还包括相关性分析㊁参数估计等.从我国10种期刊发表体育科研论文对体育统计学的应用情况看,80%以上都采用了体育统计,如表1所示.
表1㊀10种期刊所刊发论文中统计学方法的使用情况
Tab.1㊀Usage of statistics methods in papers of10journals
期刊名称论文篇数使用体育统计篇数使用统计学方法的篇数
体育教学36230584广州体育学院学报23521391
哈尔滨体育学院学报17415891南京体育学院学报(社会科学版)998384北京体育大学学报18717292
体育科技文献通报12710583
上海体育学院学报1039491
天津体育学院学报867486
西安体育学院学报22620591
中国运动医学杂志26525897
合计1864166789
2.1㊀在青少年身体发育评价中的应用
当前,我国对青少年身体发育情况及体质研究多采用的是社会实验设计方法与现代统计学.国家体育总局及原卫生部曾对中国青少年组织了三次身体形态㊁机能调查,调查涉及15个省份与1200多所大㊁中㊁小学,研究采用的是随机抽样的方法,随机选取20万名7~25岁的青少年,对其身体发育的23项相关指标进行测试[6].研究共获得数据13343843个,严格按照统计理论及方法进行.经过研究,原卫生部对青少年儿童
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的体质状况及规律进行了总结,并以此为依据制定了青少年儿童生长发育相关标准.此次研究奠定了体育统计学在体育科研中的重要地位.
2.2㊀在运动员科学选材中的应用
运动员科学选材重在对选材测试指标的确定.通常,体育研究者往往会在体育专业教学实际的基础上,采用多因素回归分析㊁因子分析等对体育选材进行统计分析.如在确定青少年篮球运动员选材标准时,首先需要全面调查运动员的形态㊁身体机能及各项身体素质等,然后从中筛选相应的测试指标,对参加的运动员进行跟踪测试,在这一过程中采用的方法有相关分析及逐步回归分析,能够帮助体育研究者选择出优秀的运动员.如探究优秀篮球运动员关节活动幅度与成绩的相关规律时,采用的是对成绩作多元回归的分析方法,数据是这样取得:成绩Y的取值,采用专家打分法,计分标准有因素乙(身体素质㊁基本功㊁技术情况㊁战术意识㊁意志品质等),10级计分;自变量x i为五大关节活动幅度(肘关节屈㊁肘关节旋内㊁肘关节旋外㊁髓关节屈等24项指标).将以上样本实测数据进行逐步回归,得出回归方程Y仅只包含膝㊁髓㊁肘的关节活动幅度指标,
Y=11.981.3-0.09622x1-0.08138x2-0.07259x3+0.25565x4,
其中x1为肘关节屈,x2为髓关节屈,x3为膝关节屈,x4为膝关节旋内.就可看出本文结论的疑点在于由计分标准乙确定,而后又得出亨仅由x i确定,在问题中,这种结论的不一致是解释不通的.多元回归的数学模型是:设变量Y与另外k个变量x1,x2, ,x k内在联系是线性的,第i次试验数据是Y t:x1,x2, ,x i,i=1, 2, ,n.这组数据有如下结构式,
Y1=b0+b1x11+b2x12+ +b k x1k+ε1,
Y2=b0+b1x21+b2x22+ +b k x2k+ε2,
Y
n=b0+b1x n1+b2x n2+ +b k x nk+εn,
其中,b0,b1, ,b k是k+1个待估参数,x1,x2, ,x k则是k个可以测量的一般变量,解出的多元回归方程为
Y=b0+b1x1+ +b k x k.
2.3㊀在科学化训练中的应用
近年来,运动技术水平已经近乎达到人体的生理极限,单纯依赖教练员的训练经验已经不能够满足体育运动员的发展需要,不利于高水平运动员的培养,运动训练呈现出科学化㊁社会化的发展态势,运动员运动竞技能力受到来自多方面的影响.运动训练在人体竞技能力提升中发挥着极为重要的作用.目前,对运动训练科学化研究,逐渐从一般性生理研究及训练过程描述转向对生物化学动态的分析与解剖,并涌现出大批追踪系统及系统控制类型的体育统计方法,体现出较强的实用性与综合性,成为体育科研的主要发展趋势.
3　体育统计学方法在体育科研应用中存在的问题
目前,大部分体育工作者在对体育指标间数量关系的研究中,对体育统计方法给予了高度重视,在一定程度上提升了体育论文质量,然而仔细阅读论文后发现,体育统计学应用中普遍存在可靠性不强㊁科学性不强等问题,因此,必须明确体育科研应用体育统计学所存在的问题,并进行有效的改进.
3.1㊀数据资料处理方法问题
部分学者对体育统计学概念认识不清,未能正确理解其内涵与作用,即便拥有相关数据资料,也难以选择合理的统计方法进行分析,这就造成了统计处理不当影响统计结果等问题,甚至造成决策失误.对数据资料处理主要体现在以下三个方面:①样本的代表性.作为总体中最具代表性的部分,样本主要是按照研究目的及对象㊁条件等筛选出来的符合总体确定条件的部分,样本选择符合随机抽样相关要求[7-8],纳入的样本被选择的机会是一样的,随机抽样必须提供样本,才能确保其具有代表性.②随机分组要均衡.要确保实验对象分组的均衡性.根据指标观测的相关因素对实验对象进行分组,若实验组与对照组的关系不均衡,在比较前便存在差异,那么统计分析将没有可比性,得出的实验结果也是完全不可靠的.③统计结论描述不可靠.大部分学者在检验中仅以P值确定是否存在统计学意义,得出结论,这种得出结论的方式缺乏严谨性.统计学结果容易受到多种因素影响,单纯通过计算并不能够确定,且统计计算存在一定的局限性,不能给予绝对肯定与否定,在得出结论后需要结合专业知识进行定性分析[9].④相关性分析.相关性分析主要用于对变量密
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第4期刘晓晨:体育统计学方法在体育科研中的应用91切程度的统计分析,其在体育科研中的应用多为线性相关关系,其密切程度需要通过相关系数r进行判断.然而在实际应用中,人们往往将相关显著等同于两变量存在相关性,这种观念是错误的,如表2所示,总智商与总体运动能力相关系数r=0.167,r值较小不能判断其存在相关性.而P为0.037,则可以判断两个变量有明显相关性,但不能够对两变量的相关程度进行解释.
表2㊀总体运动能力与总智商评价相关分析及显著性检验
Tab.2㊀Correlation analysis and significance test of overall athletic ability and IQ evaluation
总体运动能力操作运动能力身体锻炼能力
总智商0.167(P=0.037)0.0370.204(P=0.008)
言语智商0.169(P=0.034)0.0530.194(P=0.016)
操作智商0.102-0.0260.153
3.2㊀体育科研人员问题
体育科研人员的素质问题也直接关系着体育统计分析的应用效果.体育科研工作者不仅要掌握扎实的统计学知识,而且要了解体育科学相关知识,为体育统计科研工作储备知识,从而更好地进行体育统计工作.从体育科研队伍的现状看,普遍存在基础知识不扎实㊁专业素养低等问题,因此,必须加强对体育科研队伍的建设,将体育统计知识普及广大体育科研工作者,促进体育统计队伍综合素质的提升.另外,尽管当前大部分体育工作者在科研论文中注重对体育统计学的应用,然而其在应用过程中存在一系列相关问题,且这些问题并不是深奥㊁难懂的数学问题,而是基础的体育统计学知识问题,甚至部分内容是要求体育工作者必须掌握的基本内容.体育统计学内涵丰富,涉及范围广,方法多种多样,且随着体育科研发展不断深化㊁外延,因此,体育工作者必须具备学习意识,积极接受新知识㊁学习新理论,通过具体实践发现自身在体育统计分析中存在的问题,并予以纠正,避免统计学应用失误,提升科研论文质量.
4㊀体育统计学方法在体育科研中的应用策略
4.1㊀内化体育统计学的理论知识
大部分研究对象都可以采用数理统计进行处理,能够确保研究结果的客观性与合理性,而如何能够选择合适的数理统计方法是体育科研亟待解决的问题.在日常学习及工作中便应对各类体育统计方法进行学习,为参与体育科研工作做好知识储备,长此以往,这种数理统计知识将会内化成为一种思维方式.当面对一项体育科研研究时,能够迅速对统计方法进行筛选与选择,便于对体育统计学的熟练应用,一方面能够提升科研工作效率,另一方面能够提升自身的综合素质.
4.2㊀加强体育科研范例论文学习
体育统计学的学习并不是一蹴而就的,具有一定的复杂性,且涉及范围较广,需要内化吸收后才能够确保合理利用.对体育统计学的学习并不应仅仅局限于其使用方法上,更应将其落实到具体的应用中.在对体育统计学进行学习过程中,可以增加案例学习内容,将优秀的体育科研论文作为学习对象,对其进行讲解㊁剖析,了解该科研论文在统计分析中是怎样操作的,得出结果是否可靠等,为科研工作者自身提供参考.在科研工作中应用体育统计学时,要注重对常见问题的规避,确保其应用的科学性与可靠性.
4.3㊀主动适应体育科研工作需要
当前,体育统计学学科中涉及多项统计学内容,然而尚未形成完整的㊁系统的统计学学科体系,难以满足体育科研工作的实际需求.基于这一原因,必须投入大量的人力㊁物力,对统计学方法在体育领域中的应用情况进行探究,寻求相应的结合点与突破口,对体育统计学科开设以来定量分析的典型案例进行总结与学习,并在此基础上建立起一个新的具有应用性的体育统计学体系,不断拓宽其使用途径及应用范围.另外,必须注重对体育统计学与其他学科的交叉和再创造,针对需要研究的理论成果,对数理统计学移植㊁应用到相应的体育研究体系,在这一过程中需要有创造性地进行移植,而不是生搬硬套.对体育统计学不断完善,建立真正意义上的学科应用体系,使体育统计学能够真正为体育科研工作服务,为体育科研事业赋予生命力与创造力.
5㊀小结
体育统计学原理与方法在体育科研实践中有着极为重要的作用,对体育统计学方法的应用研究不仅仅
㊀河南教育学院学报(自然科学版)2019年92
是体育科研事业的要求,更是体育事业发展需求.针对当前体育统计学应用存在的问题,必须给予相应的纠正与改进,正视体育统计学,端正科研立场,不仅要注重提升体育统计应用价值,更要充分发挥其应用后的价值,促进体育统计学学科的稳步发展.
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Discussion on Application of Sports Statistics Methods in
Sports Scientific Research
LIU Xiaochen
(College of Physical Education,Henan Finance University,Zhengzhou450046,China) Abstract:The application of sports statistics in China was analyzed,and the problems existing in the application of sports statistics methods in sports science research were explored.The corresponding solution strategies were put forward to provide reference for the rational application of sports statistics methods.
Key words:sports research;sports statistics;scientific training;macro sports statistics;evaluation on physical de-velopment。