基于矩阵数据分析法的指挥类本科生五公里训练质量分析方法

（国防科技大学系统工程学院 湖南长沙 410073）

研究背景

军事指挥类本科生作为未来的基层指挥官，是部队战斗力的核心力量，因此对其军事素质的培养事关我军的战斗力生成，需要特别重视。军事训练是军事素质培养的重要组成部分，但是现在的军事训练主要根据教练员的经验来组织，组训效果并不理想[1]。基层单位在进行五公里训练时主要存在以下问题[2]：一是训练安排不合理，训练随意性强，训练内容选择随意性较强，无系统规划；二是过分追求训练量，缺少训练强度的控制，针对性不强，体能训练内容主要为五公里武装越野，且量很大，缺少针对性的训练强度控制如心率；三是训练手段方法单一，训练理念较为落后，基本为持续训练，间歇训练较少。所以，如果要提高五公里的训练效果，必须改进现有的简单、随意的训练方式，科学组训。但是，科学组训依赖于对训练质量的定量评价，而目前还缺乏有效的定量评价方法。因此，对军校指挥类本科生军事训练质量进行定量分析，有助于科学指导指挥类本科生的军事训练，同时培养其定量分析的思维，在组织训练时有据可依。

针对提高五公里训练质量，现有研究主要针对改革训练方式、预防训练伤等方面提出建议。例如，张鲁[3]建议采用组合训练法，把影响五公里跑训练效果的各个因素都纳入训练过程，把不同性质的练习组合起来进行训练。胡文忠[4]从运动生理学以及运动训练学的角度探讨心率无氧阈在武警部队五公里武装越野训练中的实际应用，通过对比试验证明利用心率无氧阈对训练强度进行控制是提高五公里武装越野的成绩的有效方法。王向前等[5]调查了五公里越野训练中运动系统的损伤情况，分析受伤的主要原因在于训练组织不科学和训练的单一片面所造成。陈增辉等[6]提出学员参加五公里考核前心理状态时影响考核成绩的重要因素，建议参照中长跑运动员心理释压的方法，结合竞赛心理学原理对学员进行心理辅导，以提高考核成绩。同时，应注意改善训练方法，提高训练效率，不能盲目加大训练量或延长训练时间。这正是五公里训练急需改进之处，特别是在制定训练计划时，应该考虑受训者的性格、喜好以及身体状态对训练效果的影响。

本文以指挥类本科生五公里训练质量的定量分析为目标，通过调查问卷收集指挥类本科生相关训练的数据，经过整理、筛选和比较后确定重要的影响因素，然后根据这些影响因素制定训练方案，最后采用矩阵数据分析法对这些方案进行预先评估，最后根据评估结果给出相关的训练建议。

一、矩阵数据分析法

矩阵数据分析法是质量管理的定量分析方法，它利用主成分分析的原理，能够从繁杂的数据中分析出有价值的信息[7]。它的基本思路是对同类型的大量数据整理后，计算相关矩阵，求出矩阵的特征值和特征向量，按照主成分分析的方法提取出多个主成分，最后通过主成分来代表数据中隐含的信息，从而可以实现对各数据组的评价。矩阵数据分析法通过变量变换，将众多的变量转换为少数线性无关的主成分（线性无关使得分析与评价数据组时，方便找出主要因素，得出更准确的评价结果），就显示出其应用价值，这样就找出了进行研究攻关的主要目标和因素。

二、五公里主要影响因素的确定

论文通过对指挥类本科生五公里的训练现状的调查来收集数据，在此基础上对训练效果进行初步的分析。为此，首先设计了调查问卷。

1.调查问卷

经过调查，我们在问卷设计时，考虑对以下五公里训练的影响因素进行调查：睡眠时间、摄取能量、理想成绩、练习次数、训练时段、场地人数、指导与否、训练量程度、训练心里情况、训练伤病情况和训练方式等。为方便定量分析，将调查问卷的选项进行定量的划分，例如：对睡眠时间的选项划分为4个档次，分别为＜5小时、5-7小时、7-8小时、＞8小时，五公里成绩也分为4个档次，分别为＜20分钟、20-21分钟、21-23分钟、＞23分钟。通过这种处理，方便下一步对调查问卷数据的处理与分析。通过对某专业大一到大四的学员发放调查问卷的方式收集数据，总计发放并收集到了100份调查问卷。

2.数据的初步分析

经过各影响因素的离散程度分析和与五公里成绩的相关性分析，我们将五公里训练的重要影响因素确定为训练方式、睡眠时间和训练次数等3个。这3个因素同时具有较大的可操控性，且与五公里成绩的相关性较强。

三、训练方案的制定与评估

根据上面的分析结果，由3个因素的不同水平的组合制定出相应的训练方案，运用矩阵数据分析法对这些方案进行评估。

1.五公里训练方案的提出

五公里训练的3个重要因素不同水平的组合产生4×4×3=48个方案，排除一些不合理的方案，最终将训练方案确定为9个，如表1所示：

2.训练方案的分析

根据调查问卷统计后整理出来的结果，针对符合以上9个方案的答卷进行整理，对各年级相同方案的样本进行求和并计算其平均值，若没有相对应的情况则置0处理，得出结果如表2所示。

上述统计表中，令Xij（i=1，2，3，4，j=1，2，…，9）表示大i年级在方案j情况下的五公里平均成绩，从而得到数据的原始矩阵[Xij]，对该矩阵运用矩阵数据分析法进行标准化处理，进一步求得4个年级组的协方差矩阵，求出其特征值与特征向量，并将所有特征根按照从大到小排列，取前3个的累计贡献率为94.63%，因此取前3位作为主成分来综合描述原来9个方案的综合指标，更加能够反映学员对该训练项目方案的喜好程度。计算结果如表3所示。

从表3中的数据可以反映出各主成分的系数，3个主成分的意义可以用特征矢量来表示。每一个主成分下有4个数值，即特征向量。

在第一个主成分下，特征向量的数值相差较大，而且符号不同，表示每个年级对它的偏好程度都不相同，且变化较大，因此，定义这个新的综合指标为变化喜好指标。

在第二个主成分下，特征向量的数值呈上升趋势，随着年级的升高数值越来越大，而且符号都为正，说明大一至大四各组都喜欢它，而且随着年级的升高会越来越偏好它。因此，定义这个综合指标为年级增长影响喜好指标。

在第三个主成分下，大一、大二两个组对应的特征向量数值为正且比较大，大三、大四两个组对应的特征向量数值为负，说明低年级的大一与大二年级比较喜欢它，但是到了高年级的大三和大四年级就不是很喜欢它了。因此，定义这个综合指标为年级高低影响喜好指标。

通过上面的分析可以看出，关于五公里训练方案的喜好程度可以通过3个综合指标来进行描述。他们的影响率分别为59.825%、25.045%和9.76%，累计贡献率为94.63%。

更进一步的对其进行分析，对各方案按照学员的喜好类型来排列。为此，每个训练方案都可以求得主成分得分为

表1 五公里训练方案

表2 各年级对应五公里训练方案的平均成绩统计表

表3 五公里训练方案的喜好程度的计算结果

表4 五公里方案按照第二主成分得分的排序

3.五公里方案的评估与建议

根据上节的计算和分析，第二主成分为年级增长影响喜好指标，具有比较重要的现实意义，因此我们在对方案进行评估的时候主要以第二主成分为主要考量标准。根据各方案对应第二主成分打分的高低，对方案排序如下：

将此表与表1对照进行分析，可以发现睡眠时间5-7小时更加适应现在的指挥类本科生，睡眠时间＜5小时对学员的五公里训练起到了消极的影响。并且学员对于训练方式的喜好程度按递降顺序排列为：集体跑与分散跑交叉使用、分散跑、集体跑，符合实际。在有充足睡眠时间的保障下，学员的体力以及精力更加充足，但是过长的睡眠时间在军校快节奏、高负荷的现状中难以实现，因此5-7小时的睡眠时间是最好的选择。在训练方式上，因为集体跑的形式不能够充分适应每个人的速度，有一些体能较好的学生在集体跑的训练中无法得到提高，体能差的学生跟不上集体跑的速度最后掉队，集体跑的形式对这两类学生来说效果不佳。但是体能中等偏下的同志可以在集体中得到激励，提升自己的速度，这样使得集体的平均水平可以得到提高，并且利于管理控制，防止有人偷懒，因此施训者比较喜欢使用这种方式。

由此可以看出，保证良好以及充足的睡眠可以提高学员的五公里成绩，并且是学员乐意接受的形式，比较适合军校指挥类本科生。我们必须在督促他们进行有效的学习训练的同时，确保他们能够拥有充足的睡眠时间（5-7小时），这样才能使他们的五公里训练取得最好的效果。

同时从上面的分析结果可以看出，五公里的训练如果完全通过集体跑的方式来组织，不太受学员欢迎，学员更加欢迎集体跑和分散跑交叉使用这种训练形式。因此，在组织五公里训练时要注意跑步训练形式的选择。例如，在学员普遍比较懒散时采用集体跑的形式来督促训练，在有部分学员有较大困难时也可采用集体跑的形式鼓励其进步，在学员普遍比较亢奋想要追求更好成绩时采用分散跑的形式较为合理等。

由于在训练方式不是1-3次时，很少有人的情况与方案相符。由此可以看出，绝大多数人比较适应每周1-3次的五公里训练。在拟定每周的训练计划时，可根据情况进行1-3次五公里训练，这样能收到最好的训练效果。

通过方案之间得分的比较，找到在当前的训练现状下，通过保障学员的睡眠时间和运用合理的训练方式进行训练，可以使五公里训练取得较好的训练效果。

结语

为提高指挥类本科生的五公里训练质量，我们采用问卷调查来收集相关的训练数据，通过数据的分析来确定训练质量的主要影响因素，进一步制定出多个备选训练方案。最后通过矩阵数据分析法来评估这些备选方案。通过分析研究比较，我们得出结论：良好的睡眠时间是提高训练效率的前提，需要至少5-7小时的睡眠时间才能取得较好的训练效果。另外，我们在训练时也要根据学员的特点及时调整训练方式，集中统一的训练方式已经不是最佳选择，需要使用新的、有针对性的训练方式，或者将新的训练方式和老的训练方式相结合，这样才能取得良好的训练效果，提高五公里训练的质量。