对海员体能结构评价模型的研究——以南通航院参加第二届中国海员技能大比武集训队为例

秦 海 ， 吴 健

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以南通航运职业技术学院参加第二届中国海员技能大比武(团体亚军)参与者的专项体能结构评价模型为研究对象，以集训队的46名参与者为测试对象，其中，主力10人，替补10人，参训26人；测试对象的平均身高为(177±4.16)cm，平均体重/身高指数为0.352 4±0.033。

1.2 研究方法

1.2.1文献资料法就笔者掌握和收集的资料而言，尚未见到类似文献资料，因此查阅了类似项群其他项目有关运动员体能训练理论与方法方面的文献、航海体育方面的资料，作为本文研究的参考资料和研究基础。

1.2.2德尔菲法将初步拟订的指标内容制定成《海员技能体能结构的研究专家问卷》，请相关专家进行审查和修改，最后编制初选了由三个一级指标、13个二级指标组成的《航海专业学生海员技能体能结构的研究专家问卷》。对问卷采用评定量表的方法，分别赋予“很重要”“重要”“一般”“不太重要”“不重要”5、4、3、2、1的分值，从而请专家对各指标提出意见和建议。通过两轮测试，问卷的信度检验采用内部一致性检验，求出Alpha信度系数为0.876。说明问卷有较高的信度。

1.2.3数理统计法

(1)灰色关联模型法。利用灰色理论系统对各子系统进行灰色关联度分析的概念认定，并运用计算方法，寻求系统中各子系统(或因素)之间的数值关系。因此，利用灰色关联度计算各专项体能指标灰色关联度与权重系数，非常适合动态的体能结构分析。

(2)因子分析法。以项目成绩为因变量，分别以入选的身体形态指标、生理机能指标和运动素质指标为自变量，采用SPSS16.0进行多重线性回归分析与因子分析，以筛选能有效反映海员技能比武参与者专项体能水平的指标。

2 结果与分析

2.1 海员技能项目体能结构特征分析

2.1.1运动员身体形态特征将主力(10人)、替补(10人)、参训(26人)的身体形态测试指标进行Kruskal Wallis Test(下同)比较。统计结果见表1所示，在身高指标上无显著性差异(P>0.05)。反映了在海员技能比武项目上，运动员身高并不是主要体能指标，符合三个项目的技术特点。

表1 海员技能项目参与者身体形态指标比较

注：a：Kruskal Wallis Test；b：Grouping Variable: 类别，下同。

劳雷尔指数(体重/身高)能够反映人体的充实度和发育发达程度。[1]主力航海技能运动员的这项指数较一般参与者大。说明主力运动员身体的充实度和发育发达程度较一般参与者好。根据上述分析，优秀航海技能运动员与一般参与者相比较，在身体长度指标(均值177cm)相当的情况下，在肌力和力量上占优势。因此，选材时要注意选拔身体稍粗壮型、躯干部分发育良好的参与者。

2.1.2参与者身体机能特征根据研究的实际条件，参考其他项目的测试指标结合三个项目特点，选取测试指标(见表2)，将三组参与者的机能指标进行比较。

表2 海员技能参与者身体机能指标比较

主力心率(70.26±5.77)、替补(78.74±3.68)、参训(80.42±7.83)指标，经检验存在高度显著性差异。优秀运动员心率显著低于一般参与者，说明三个航海项目特别是海上操艇需要良好的心脏功能来保障大负荷的训练及高强度的比赛。因此，在安静状态下心肌耗氧能否维持在低水平、低强度运动时心脏能否处于良好能量储备状态等心血管系统的评价，[2]也应在运动员选材考虑范畴内，并且在今后的训练中要加强心脏功能的训练。

由表2可以看到，不同水平三组参与者在握力指标上无统计学差异，但在肺活量(P<0.01)和呼吸差(P<0.05)两项指标上差异具有显著性意义。说明海员铁人三项(穿着救生衣50m游泳接力+50m拖带溺水人员+攀爬3m高的救生绳网)这个项目的特点，要求呼吸器官发育良好，胸廓活动范围较大，肺组织弹性好，屏气时间长等特征。

表3 海员技能参与者运动素质指标比较

从表3检验显示结果来看，三组不同水平的参与者在运动素质方面除立定三级跳、100m两项指标无显著性差异外，其余指标都有显著性差异。从另一面说明南通航运职业技术学院主力队员和替补队员之间在撇缆操作上成绩无显著性差异的原因是：因撇缆项目成绩好坏主要取决于缆头出手的初速度，[3]而初速度主要是通过旋转来获得的；由于缆绳是在人体的带动下转动，所以从整个撇缆技术动作过程来看，腿部爆发力与动作速度是加快旋转速度的关键。因此，要求肌肉体积较大、跑跳指标好、力量爆发力强等是该项目运动员的主要体能特征。

从其他指标来看，上肢力量大、速度爆发力好、良好的一般耐力符合航海技能项目是以力量耐力素质为基础的项目特征。

综上所述，整合三项海员技能项目的特点其参与者主要体能特征为：(1)在身体形态上，要求身高177cm左右，躯干发育良好，肌肉体积较大，身体稍粗壮型；(2)在身体机能上，要求心血管系统较好，呼吸器官发育良好，胸廓活动范围较大，肺组织弹性好，屏气时间长；(3)在运动素质上，要求上肢力量大，跑跳能力强，具有良好的一般耐力和力量爆发力。

2.2 体能评价模型的构建

2.2.1指标筛选首先对海员技能运动员体能初选指标进行因子分析。根据航海比武项目的特点，用因子分析法对指标进行集中，用主成份来达到指标降维目标。首先，对数据进行因子分析的适宜性检验(见表4)。

表4 KMO和巴特利球度检验

从表4可知，KMO统计量为0.898。说明具有良好的因子分析适合性；巴特利球度检验相伴概率小于显著性水平0.05说明适合做因子分析。 然后根据本文研究需要并查阅应用统计学SPSS教程分析其可行性，最终确定累计贡献率大于80%原则，确定提取五个公因子(见表5)。为了使分类集中，对因子载荷矩阵采用方差最大正交旋转法。

表5 公因子提取解释总方差

注：公因子提取方法：主成分分析法。

最后计算各公因子权重：将k个正交旋转特征值进行归一化计算处理，Tk为每个公因子对应的特征值，得各公因子的权重。根据旋转后因子载荷矩阵得出公因子主要解释的指标(见表6)。

表6 海员技能参与者体能结构特征因子构成表

因子分析筛选体能指标步骤： 第一步，为提高评价模型的可操作性，应尽量简化评价指标的组成数量；为保证筛选指标的科学性应根据因子分析结构，将因子载荷相对较小的指标筛掉。既可保证因子结构的完整性，又能达到简化评价指标的目的。第二步，为了保证指标体系的完整性和科学性，采用了五级评分法。[4]请从事海员技能训练、教学和参与项目设计有丰富经验的专家对初选指标进行赋值，专家评分后，计算出各项指标的平均数，对所选指标表示赞成的专家均超过80%(平均数大于4)。最终得到的评价指标筛选结构(见表7)。

表7 体能水平评价指标的构成

2.2.2灰色关联法求评价指标权重系数为了更好地反映海员技能项目参与者体能水平的主要指标与项目成绩之间存在的关联，我们采用了灰色系统理论中的灰色关联分析方法。[5]关联度分析是分析系统内各因素关联程度的方法，在计算关联度之前，需要先确定关联度系数。

(1)关联系数

设：母序列为

子序列为

X0={X0(1),X0(2),…,X0(n)}

在本文中，母序列为航海技能三项成绩的标准分之和，子序列分别为1min卧推、水中牵引等九个指标成绩，分别经过消除量纲处理，求出差值的最大值和最小值，最后通过公式计算系数。

体能各单项指标与三项总成绩间的权重排序见表8。

表8 各指标灰色关联度及权重

注：分辨率P取0.5，归一化值为:7.518 3。

各单项指标中专项素质对成绩的贡献最大，桨频、水中牵引这两项指标的关联度位于前两位。这说明海员技能成绩主要通过专项运动素质来体现，因此要实现训练目标必须使运动员的身体形态与机能必须有效转换到专项运动素质上来。另外1min卧推代表运动员无氧糖酵解供能的快速力量水平，桨频与1 500m跑成绩代表运动员有氧供能的力量耐力水平。说明撇缆项目要求快速力量，操艇和铁人三项要求力量耐力。优秀航海运动员必须同时具备上述两种素质，才能取得较好成绩。

身体形态中劳雷尔指数贡献位于第三位。说明身体充实度、肌肉发达水平与成绩紧密相关。我们选材与训练中要注意身高相当下的力量维度。 身体机能中心率和肺活量的关联度分别排在第六和第七位。说明良好的心肺功能对航海运动员同样重要。

2.2.3一般量值模式通过测试与数理统计，对初选指标进行了筛选；并在逐步研究中力求探索海员技能参与者体能构成要素间的相关关系与作用，[6]据此建立体能共性模型，反映体能各指标间的本质关联。模型从结构上确定了九项指标及其权重，并结合体能特征分析得到定性描述，从而建立结构特征与层次量值模式(见表9)。

初步建立的模式是对海员技能参与者体能特征的一种量化形式的数学表达，是对体能结构的概括和归纳。因而该模型可作为选材的参考标准，也可作为体能训练的目标依据。

2.2.4等级量值模式为了在训练中使参与者在各单项及整体体能水平上的差异能客观有效地反映出来，这就需要建立一个能够反映海员专项体能结构的等级量值模型，我们用百分位数法和聚类法建立了参与者体能评价的等级量值标准。借鉴竞技体育的特点，建立体能结构模型的上等基线通常定在第90百分位数，中上等基线在第70～90百分位以此类推确定等级区间。据此，通过计算各项典型指标的百分位数，从而建立了反映航海项目比武参与者体能结构的等级量化模型(见表10)。

表9 航海项目体能结构特征与层次量值模式

表10 等级量值评价模式

3 结论

(1)经文献资料和专家调查确定的初选指标，用因子分析和专家确定筛选出有效指标九项，并用灰色关联法计算各单项指标的权重系数，按权重由高到低排序为：桨频、水中牵引、劳雷尔指数、1min卧推、1 500m跑、心率、肺活量、立定三级跳、身高。

(2)初步建立海员技能比武参与者体能特征结构模型的一般量值模式和等级量值模式。既是为了建立一个海员职业体适能总体的参照标准，也是为了简练、有效地揭示其内在特征，使训练更具针对性，从而更加明确今后训练教学的目标和方向。

(3)由于中国海员技能大比武比赛开展时间不长，项目的规则设定也在航海界讨论完善中；而且任何一个评价模型都有一定的时间和空间范围，海员体能结构评价模型随着时间的推移与研究深入势必有着不断完善和改进的需要，因此研究对象、方法和结果必须在训练实践中不断加以改进完善。

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