运动生物力学研究中统计方法应用的几个问题

李世明1

,刘学贞2

,徐迪生

2

(11烟台师范学院体育学院,山东烟台　264025;21北京体育大学,北京　100084)

摘　要:结合运动生物力学研究的特点与实例,对其中的统计方法应用的几个问题进行了辨析,主要包括:样本含量的确定、显著性水平的确定、方差齐性的检验、单侧检验、统计学差异的概念以及统计分析与运动生物力学相关理论的关系等6个方面的问题。

关键词:运动生物力学;统计;应用

中图分类号:G 80416　　　　文献标识码:A 　　　　文章编号:10072323X (2004)0120039203

The Donbts of Statistics Application in the Study of Sports Biomechanics

LI Shi 2ming 1

,LI U Xue 2zhen 2

,X U Di 2sheng

2

(11Department of P 1E 1,Y antai N ormal C ollege ,Y antai 264025,China )

【Abstract 】C ombined with the characteristics and exam ples of study in sports biomechanics ,the authors discrim inated s ome doubts in statistics

application in it 1In all there were 6questions ,i 1e 1how to fix the sam ple content and significnce level ,to proceed the tests of hom ogeneity -of -varianve and single side ,to understand the concept of statistics discrepancy and the relationship of statistics and sports biomechanics 1

【K eyw ords 】sports biomechanics ;statistics ;application

收稿日期:2003210208

作者简介:李世明(1969—

),男,山东栖霞人,博士主要研究方向:运动生物力学及数据处理

　　运动生物力学是一门实验性很强的交叉性边缘学科,它以研究人体运动为目标,运用人体解剖学、人体生理学、力学的理论与方法来探索人体运动规律。最初,运动生物力学的个案研究较多,近些年来,随着测试仪器的不断发展及应用上的愈加方便,测试样本含量也相对增加了,在运动生物力学界统计学方法就得到了较为普遍的应用。统计学方法固

然能在一定程度上帮助我们从表面繁杂的数据中寻找人体运动内在本质的规律,但是,由于运动生物力学研究具有多学科综合性的特点,在统计方法的应用上往往很容易走入误区,因此,我们拟结合运动生物力学研究的特点与实例,对统计方法应用上的若干问题进行探讨,以助于获得真实的研究结果和正确的结论。

1　实验设计中的统计方法应用问题

111　样本含量的确定

在运动生物力学的研究中,动作技术最优化是很重要的一个任务。在这类研究当中,一方面我们要探索合理化的动作技术原理,另一方面,在此基础上,我们要探索适合某个特定运动员的最佳动作技术,前者是一种群体研究,后者是个案研究。为达到不同的研究目的,样本含量在实验设计时就

应当确定。而目前的研究现状是大多数运动生物力学研究在实验设计时并没有首先确定样本含量,而是根据仪器设备、人员等实际情况随意选择样本,影响了实验设计的科学性。

预先确定样本含量意义重大,一般来说,样本愈大愈近似总体,但样本太大则需要投入更多的人力、物力,样本太小又不能满足可靠性的要求。样本含量的确定原则是以满足实验结果的可靠程度要求为准则。目前的运动生物力学研究,多数测试手段还没有达到完全的自动化,譬如影像解析系统,关节点坐标的获取多数还需要人工判读,如果盲目的增大样本含量,无疑增大了数据采集与处理的工作量;另一方面,・有些研究最好能以高水平运动员为研究对象,而由于条件限制,许多研究的样本含量又太小,不足以揭示高水平运动群体的动作技术原理。根据C ohen (1988)[1]和Li Li

预先确定样本含量意义重大,一般来说,样本愈大愈近似总体,但样本太大则需要投入更多的人力、物力,样本太小又不能满足可靠性的要求。样本含量的确定原则是以满足实验结果的可靠程度要求为准则。目前的运动生物力学研究,多数测试手段还没有达到完全的自动化,譬如影像解析系统,关节点坐标的获取多数还需要人工判读,如果盲目的增大样本含量,无疑增大了数据采集与处理的工作量;另一方面,・有些研究最好能以高水平运动员为研究对象,而由于条件限制,许多研究的样本含量又太小,不足以揭示高水平运动群体的动作技术原理。根据C ohen (1988)[1]和Li Li

(1999)[2]的研究表明:在运动技术方面,5人的样本含量己包

含了运动员整体技术特点的80%以上,因而,即使要对高水平运动员进行技术诊断,样本含量也不应低于5。

样本含量的确定需要考虑两方面的因素:一是总体标准

差(

σ)的估计值大小,它是反映总体中个体分散程度的统计量,σ值愈大抽得的样本的统计量对总体参数估计的可靠性愈低,则需较大的样本,反之,样本含量可以降低;二是要求

犯第一类错误(α)和第二类错误(β)的概率(p )允许误差的大小[3]。

建议在正式实验设计前能够作较小规模的预实验,根据小样本的统计处理得到的数据来确定正式实验的样本含量。

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3广州体育学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　2004年　第24卷　第1期　　　　　　　Journal of G zIPE V ol 124　N o 11　2004