“动友云教练”促进大学生体质健康水平的实验研究

摘      要：为探讨“动友云教练”促进大学生体质健康水平的作用，将全国9所高校270名大学生分为心肺风险源、柔韧风险源、肌力风险源和肌耐力风险源4个组别，然后进行为期12周的运动干预。结果显示：不同体质健康风险源学生在相应的体测成绩指标上均有明显提升，主要表现在心肺风险源大学生的肺活量、1 000 m跑、800 m跑成绩有显著提高，柔韧风险源大学生的坐位体前屈成绩有显著提高，肌力风险源大学生的立定跳远、一分钟仰卧起坐、引体向上成绩有显著提高，肌耐力风险源大学生的50 m跑成绩有显著提高。研究认为，“动友云教练”通过其科学的运动处方和实时的运动监控对大学生的体质健康提升有较好的促进作用，使大学生能够更高效地参加课外体育锻炼，进而持续改善自身体质健康水平。

关  键  词：学校体育；动友云教练；体质健康；体质风险源；大学生

中图分类号：G807.4    文献标志码：A    文章编号：1006-7116（2024）06-0102-07

The experimental study on promoting college students' physical health level through the "Dongyou Cloud Coaching"

FAN Lianxiang，YAN Zeyu，BIAN Yu，YANG Guan，ZHUANG Wei，DUAN Baoying

（School of Physical Education，South China University of Technology，Guangzhou 510641，China）

Abstract： This study aims to investigate the impact of “Dongyou Cloud Coach” on enhancing college students’ physical health level， a total of 270 college students from nine universities across the country were divided into four groups based on their physical health risks： cardiovascular， flexibility， muscular strength， and muscular endurance， and then underwent a 12-week exercise intervention. The results indicate that students with different physical health risks showed significant improvements in their respective physical fitness test indicators. Specifically， college students with cardiovascular risks had significant improvements in their vital capacity of 1000m and 800m running performances. College students with flexibility risks demonstrated significant improvements in their sit-and-reach test results， and them with muscular strength risks showed significant improvements in their standing long jump， one-minute sit-ups， and pull-ups. And then college students with muscular endurance risks showed significant improvements in their 50m sprint performances. The study concludes that “Dongyou Cloud Coach” plays a crucial role in promoting college students’ physical health level through its scientific exercise prescriptions and real-time exercise monitoring， which means this platform enables students to participate more efficiently in extracurricular physical exercises， thereby continuously improving their overall physical health level.

Keywords： school physical education；Dongyou Cloud Coaching；physical health；physical health risk sources；college students

在应对大学生体质下降问题及提升课余体育锻炼质量需求的背景下，智慧体育教学已成为教育技术领域的研究热点。高等教育机构正积极探索利用体育类平台和应用程序等现代科技来提高大学生课余体育锻炼的科学性和成效。现有研究指出，目前高校普遍采用的体育类APP主要用来跑步打卡^[1]。虽然这类APP能提高学生的跑步锻炼参与度，但往往提供的是标准化训练计划，缺乏针对学生体质、兴趣和锻炼目标等自身情况的针对性方案。此外，作为国民体质监测体系的重要组成部分，全国学生体质与健康调研已经开展超过30年的时间，积累各年龄段学生体质情况和变化趋势等众多数据。目前这些数据主要用于评估学生的体育课程成绩和毕业资格，然而，在深入分析学生体质状况、实施针对性的干预措施以及提高学生课余锻炼质量和效果方面，体测数据尚未得到充分开发和利用。因此，打造能够提供个性化、动态调整和实时指导的智慧体育教学平台，深入挖掘分析体测数据，识别学生体质健康问题并提供个性化的运动干预指导，对于提升大学生课余体育锻炼效果至关重要^[2]。本研究以满足终端需求为出发点，以体质风险源为基础，旨在为学生提供个性化的运动处方，帮助学生科学锻炼、增强体质。基于此，研究团队重构体育课外锻炼辅导供给侧体系，创建适合高校课余体育锻炼的“动友云教练”平台，并通过实验研究证明该平台促进大学生体质健康水平提升的可行性与有效性。

1  “动友云教练”的原理与框架

“动友云教练”通过物联网技术，从感知层、网络层和应用层3个维度出发，致力于提升学生体质健康水平。在感知层和网络层，平台对学生的体测数据进行深入挖掘。在《国家学生体质健康标准》测试的要求下，大学生体质健康状况会通过每学期或每学年立定跳远、50 m跑、800 m跑、1 000 m跑、一分钟仰卧起坐、引体向上和坐位体前屈的测试来进行评估（见表1）。

表1  体质健康风险源与体测项目对应情况

肺活量测试要求学生进行最大程度的吸气，然后以尽可能快的速度和力量将空气完全呼出，测量出最大呼气流量或用力肺活量。测量结果不仅提供肺容量的信息，而且还能够评估肺部弹性和气道通畅性。而800 m跑与1 000 m跑则是对心肺耐力的长期挑战，这两项中长距离跑测试强迫心肺系统在较长时间内维持较高的工作强度，从而揭示学生的有氧耐力水平。参考《国家学生体质健康标准》的要求，平台将肺活量成绩小于3 100 mL、1 000 m跑成绩小于4 min32 s的男生，肺活量成绩小于2 000 mL、800 m跑成绩小于4 min34 s的女生归为心肺风险源组别。

坐位体前屈作为柔韧性测试的经典项目，评估学生在静态条件下关节所能达到的最大活动范围，以及肌肉和结缔组织伸展的能力。参考《国家学生体质健康标准》的要求，平台将坐位体前屈成绩小于3.7 cm的男生、成绩小于6 cm的女生归为柔韧风险源组别。

肌肉力量被视为人体运动的基石，为身体活动提供必要动力。立定跳远作为一项对快速力量的测试，要求学生要在极短时间内发挥出最大的下肢爆发力，不仅评估学生的动力输出能力，也反映着神经肌肉协调性。引体向上是对上半身及背部肌肉力量的考验，要求学生在克服自身重力的同时展现出色的上肢力量和核心稳定性。而针对女生的仰卧起坐也是对肌肉力量的一项测试，要求女生在一定时间内完成多次腹部肌肉的收缩与放松，不仅考验腹部肌肉的力量和耐力，也反映学生的意志力和坚持力。参考《国家学生体质健康标准》的要求，平台将立定跳远成绩小于208 cm、引体向上成绩小于10个的男生，以及立定跳远成绩小于151 cm、一分钟仰卧起坐成绩小于26个的女生归为肌力风险源组别。

作为一种对肌肉在长时间或重复收缩下持久能力的评估，肌肉耐力也是衡量学生运动能力的重要指标。虽然50 m跑看似是对速度的测试，实则亦是对肌肉耐力的一种考量^[3]。在这一短距离冲刺中，学生需要在极短时间内达到最大速度，不仅要求有良好的动力输出能力，还需要肌肉能够在高强度下维持一定时间的耐力。参考《国家学生体质健康标准》的要求，平台将50 m跑成绩小于9.1 s的男生、成绩小于10.3 s的女生归为肌耐力风险源组别。

与此同时，若面对学生可能有多项体质测试成绩不及格的情况，平台会综合考虑多个因素来确定哪个风险源占主导地位。（1）风险源的严重性：首先考虑每个风险源的潜在严重性，即它对个体健康和日常功能可能造成的即时和长期影响。例如，心肺风险源可能直接影响心血管健康和整体代谢功能，因此在某些情况下可能占据主导地位^[4]。（2）风险源的可逆性：肌力和肌耐力风险源可能通过针对性的训练得到改善，而柔韧性和心肺功能的风险源可能需要更长时间的治疗和训练才能逆转。（3）风险源的交互作用：由于认识到这些风险源之间存在相互作用，例如心肺功能的下降可能会加剧肌力和肌耐力的下降。通过这种综合评估，能够更准确地判断哪个风险源对该学生的整体健康构成最大威胁，并据此制定个性化的干预策略“对症下药”，为每个组别提供针对性的锻炼建议，更为准确评估“动友云教练”对不同体质健康风险源学生的干预效果。

根据体质健康风险源和体测项目，通过专家咨询和问卷调查等方法精选素材，策划制作方案，确立大学体育课外锻炼内容的框架结构，采用实验法测试线上资源的实效性，并结合专家意见不断修订和完善。研究团队与专业视频制作机构进行合作，获得线上资源与网络平台构建方面的技术支持，为本平台运动处方视频制作及平台应用推广提供强有力的帮助。当前，“动友云教练”共有215个视频课程模块和334个音频课程模块，打造出国内首批矩阵式运动处方课程模式，能够针对性地指导学生进行科学锻炼。平台提供的课程涵盖低、中、高不同强度的训练，内容丰富多样，不同风险源的学生都能够得到针对性训练。例如，肌力风险源课程包括力量训练、弹力带训练等，肌耐力风险源课程包括耐力训练、技巧训练等，心肺风险源课程包括有氧运动、跑步训练等，柔韧风险源课程包括拉伸训练、瑜伽训练等。

在应用层，为了实现对学生运动过程中的动态监控并在运动后提供详尽的训练评估和报告，研究团队同时研发“动友”手环并配套专为高校教师和管理者设计的后台系统。相较于其他手环，“动友”手环的界面设计更为简洁直观，佩戴体验更为舒适便捷；采用先进的锂聚合物电池，不仅安全性高，而且具有出色的热稳定性，能够提供更长的电池寿命，减少充电频率，非常适合学业繁忙的大学生使用。更为重要的是，“动友”手环配备最先进的传感器，通过加速度计实时监测身体活动，并记录学生在运动时的心率、配速、步数、运动时长等关键指标。学生运动低、中、高强度根据心率负荷来进行判断，平台心率负荷的计算采用了“卡蒙纳尔公式”。首先，计算最大心率（MHR）：MHR=220－年龄（岁）；然后，计算心率储备（HRR）：最大心率－静息心率，即：HRR=MHR－RHR；最后根据目标运动强度计算目标心率（THR）：THR=RHR+（HRR×目标强度百分比）。

例如，一名20岁的大二女生MHR=220－20=200次/min，假如她的静息心率为70次/min，那么HRR=200-70=130次/min。如果她想要进行中等强度（50%HRR）的运动，那么目标心率（THR）计算如下：THR=RHR+（HRR×目标强度百分比）=70+（130×0.5）=70+65=135次/min。因此，这名大二女生的目标心率应该控制在135次/min左右，然后进行中等强度运动。