体育学中那些高频使用的统计分析方法

科技   教育   2024-06-25 11:43   北京  


在体育学统计研究中,会运用多种统计分析方法来理解和解释数据,这些方法不仅有助于我们更深入地理解和分析体育领域内的各种现象和问题,还可以为运动员的训练和比赛提供有力的数据支持。


体育学研究中比较高频使用的分析方法有以下几类,说明如下:


接下来分别简单介绍下以上6类分析方法在体育学中的应用。

一、描述性分析


在体育学研究中,描述性统计分析可以用来探索和描述数据的基本特征。如对运动员身体指标进行统计描述,评估运动员身体素质;对体育比赛成绩进行统计描述,可用于评估运动员比赛表现等;对训练负荷与恢复统计描述,为制定训练计划提供依据。

1

描述性分析


描述性分析中常用的分析方法有描述分析、频数分析、可视化图形展示等,说明如下:

  • 描述分析:计算平均数和标准差,用于了解数据的集中趋势和变异程度;
  • 频数分析:展示各个数值或类别的出现频率;
  • 可视化图形:直方图用于展示数值型数据的分布情况等。

举个例子:以下为10名运动员身体指标数据包括了身高、体重、臂展、腰围和最大摄氧量等多个指标,试描述指标的平均值标准差等指标。

体育学统计分析可以使用在线数据分析软件SPSSAU进行分析,接下来进行软件操作分析。

2

SPSSAU软件操作


将数据整理成如上格式,一列代表一个指标,一行代表一个样本,上传数据至SPSSAU平台,在分析页面左侧选择【描述分析】,将需要分析的变量拖拽到右侧分析框中,点击开始分析,即可得分析结果,操作如下图:


SPSSAU输出描述分析结果如下:



除此之外,还可以进行频数分析、绘制直方图等分析。

二、相关分析


相关分析用于探究两个或多个变量之间的关联程度,如运动员的身高与体重、年龄与运动成绩之间的关系等,通过计算相关系数可以评估变量间关系的密切性和方向性。


相关分析用于研究定量变量之间的关系情况,包括是否有关系,关系紧密程度情况等;

  • 首先看Y与X是否有显著关系(是否有*号);

  • 接着分析相关关系为正向或负向,也可通过相关系数大小说明关系紧密程度。


  • SPSSAU相关分析结果

针对以上数据进行Pearson相关分析,得到结果如下:



分析上表可知:身高与体重的相关系数为“0.938**”,两个**号代表身高与体重在0.01水平上呈显著相关关系;0.938代表二者之间的pearson相关系数为0.938>0,综上说明身高与体重之间呈现显著的正向相关关系。如果是一个*号,说明在0.05水平上显著相关。


三、差异性分析


若要比较不同组别(如不同训练方法、不同年龄组运动员)在某一体育指标上的差异程度,可以进行差异性分析,如t检验、方差分析等。


1

t检验&方差分析


(1)t检验

t检验用于分析2组定量数据之间的差异性,t检验可以细分为以下三类:

  • 单样本t检验用于分析一组数据与某个数字之间的差异——比如分析运动员身高与178之间的差异性。
  • 独立样本t检验用于分析两独立样本数据之间的差异——比如两队运动员长跑时间的差异性。
  • 配对样本t检验用于分析两配对样本数据之间的差异——比如一组运动员在某种新的训练方式下,前后成绩的差异性。

(2)方差分析
方差分析用于2组及2组以上数据差异性分析,方差分析的种类很多,在体育学研究中单因素方差分析与双因素方差分析比较常用。
  • 单因素方差自变量X为一个时使用——比如分析性别对比赛成绩的影响。
  • 双因素方差自变量X为两个时使用——比如分析性别和训练方式对比赛成绩的影响。


2

差异性分析案例


举个例子:研究随机选取了两队运动员,每组样本量分别为10人,他们记录了每位运动员在5公里长跑成绩(单位:分钟),两队运动员长跑成绩是否有差异性?

A队:30,32,28,31,29,27,33,30,31,2930,32,28,31,29,27,33,30,31,29

B队:29,30,31,28,32,30,29,33,31,3029,30,31,28,32,30,29,33,31,30


分析:根据上文对t检验和方差分析的描述,可知案例可使用独立样本t检验或者单因素方差分析进行差异性比较,本次使用独立样本t检验进行分析。

将以上数据整理成如下格式,一列代表一个指标,一列标识队伍名称,一列标识成绩:


上传数据至SPSSAU系统,选择独立样本t检验,将变量拖拽到对应分析框中,点击开始分析,操作如下图:


SPSSAU输出分析结果如下:

分析上表可知,不同队伍样本对于长跑成绩全部均不会表现出显著性(p=0.563>0.05),意味着不同队伍样本对于长跑成绩全部均表现出一致性,并没有差异性。


四、回归分析


研究一个或多个自变量(如训练时间、营养摄入)与因变量(如运动成绩)之间的影响关系,可以进行回归分析。回归分析用于分析自变量对因变量的影响关系研究,并构建回归模型预测因变量的未来值


回归分析中,若因变量为定量数据那么比较常用的为多元线下回归分析;若因变量为定类数据比较常用的为logistics回归分析。


案例:以多元线性回归分析为例,研究训练时间和年龄对百米跑时间的影响,SPSSAU输出结果如下:



分析上表可知,训练时长(小时/周)的回归系数值为-0.130(t=-24.826,p=0.000<0.01),意味着训练时长会对100米跑成绩(秒)产生显著的负向影响关系。年龄(岁)的回归系数值为-0.008(t=-0.983,p=0.359>0.05),意味着年龄(岁)并不会对100米跑成绩(秒)产生影响关系。


如果不会看统计分析结果,可以参考SPSSAU在分析结果下方输出的智能分析与分析建议,帮助小白用户解读分析结果,如下图:


五、因子分析


因子分析是常用的数据降维方法,从多个原始变量提取出少数几个公共因子,以简化数据结构并揭示变量间的内在关系。在体育学研究中,例如可以通过因子分析从几十项身体素质测量中提取出几个关键指标,简化训练效果评估。



六、聚类分析


聚类分析是常用的分类模型,该方法将一组对象按照相似性进行分组,使得同一组内的对象尽可能相似,不同组间的对象尽可能不同。在体育学研究中可用于运动员的选材和分类研究,比如基于球员的技术数据、比赛数据等进行聚类分析,帮助球队和教练识别球员之间的相似性,找到最佳的阵容组合或者最佳搭配方式。


聚类分析可细分为以下四类:

  • K-means聚类:是典型的基于距离的聚类算法,只能处理数值型数据。

  • k-modes聚类:是在数据挖掘中对分类属性型数据采用的聚类算法。

  • K-prototype聚类:是处理混合属性聚类的典型算法。

  • 分层聚类:又称层次聚类、系统聚类,就是对给定数据对象的集合进行层次分解,仅针对定量数据进行分层聚类。



七、数据预测


除了以上介绍的统计学分析方法,在体育学研究中数据预测类方法也比较常用。使用历史体育数据(如过去的比赛成绩、运动员的训练数据等)和统计模型来预测未来的体育事件或结果。数据预测类包括回归模型、机器学习算法、时间序列分析等方法



八、体育统计的重要性


体育学进行统计研究的重要性体现在多个方面,这些研究不仅有助于深入理解体育现象,还能为体育实践提供科学的指导,体育统计的重要性可体现在以下方面:


  • 客观评价运动员和球队表现:通过统计数据可以客观的评价运动员和球队在比赛中的表现,避免主观因素的干扰。

  • 预测比赛结果:基于历史数据和统计模型,可以对比赛结果进行预测和分析,为决策者提供参考。

  • 发掘潜在人才:通过对运动员的身体素质、技术水平和比赛表现等数据进行统计分析,可以发掘潜在的人才,为选材和训练提供依据。

  • 推动体育科学研究:体育统计作为体育科学研究的重要手段,可以促进体育科学的发展和进步。







以上就是今天的全部内容啦~

若您想看其他干货内容

请在评论区告诉SPSSAU







数据分析救命神器

让你的数据处理

非常简单!


点击下方  跳转至SPSSAU官方账号





SPSSAU

数据科学分析平台

www.spssau.com




SPSSAU
SPSSAU官网: https://spssau.com
 最新文章