本发明涉及运动健身技术领域，具体是涉及一种科学运动健身指导系统。
背景技术：
中国竞技体育在北京奥运会上获得了51枚金牌,名列金牌榜第一,取得了历史性突破。在北京奥运会、残奥会总结表彰大会上,提出中国由体育大国向体育强国迈进的目标。“发展体育运动,增强人民体质”是我国体育工作的指导方针,随着我国社会、经济的快速发展,人民生活水平明显提高。然而,体力活动减少、营养状况过剩的生活方式也不可避免地给城乡居民的体质和健康带来不利影响。
作为生活方式中的重要组成部分,体育锻炼已成为提高公民健康水平中最积极、有效的方法,并已经越来越受到体育界和医学界的高度重视。与竞技体育相比,我国的群众体育科研工作相对较弱。因此,加强群众体育科学研究工作,提高公民的科学健身意识,进而引导国民根据自身的体质和健康状况科学安排体育锻炼,是我国体育科学研究中亟待解决的问题。我们在国家国民体质监测研究工作基础上,针对我国公民体育锻炼缺少科学指导的现状和体质监测中发现的问题,研究和建立符合中国公民特点、适用不同人群、突出个性化特征的安全、有效的运动健身科学指导系统,重点解决公民运动健身实际中“练什么”和“怎么练”的问题,科学指导我国国民的运动健身活动,为增强人民体质、提高全民健康水平服务。
为了科学指导我国国民运动健身活动,在国家国民体质研究工作基础上,针对我国公民体育锻炼缺少科学指导的现状和国民体质监测中发现的问题,研究和建立适合国民特点、突出个性化特征的安全、有效的运动健身科学指导系统,为增强人民体质、提高全民健康水平服务。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种科学运动健身指导系统，科学指导我国国民运动健身活动,为增强人民体质、提高全民健康水平服务。
本发明的技术方案是：一种科学运动健身指导系统，包括运动前身体机能评价模块、运动方式选择模块、运动强度确定模块、运动时间确定模块、运动频度确定模块、数据存储模块、中央处理器、运动方案生成模块、显示屏；将所述运动前身体机能评价模块得到的人员信息数据存入所述数据存储模块，输入到中央处理器，再将运动方式选择模块、运动强度确定模块、运动时间确定模块、运动频度确定模块确定的运动方式、运动强度、运动时间、运动频度输入到中央处理器，通过运动方案生成模块得到最终运动方案，通过显示屏显示出来。
进一步地，在上述方案中，所述运动前身体机能评价模块主要完成以下任务：
1)通过填写信息问卷的方式收集人员基本信息，主要包括个人基本情况、身体健康状况、体育锻炼习惯和生活习惯4部分内容。通过填写调查问卷和问询,可以比较全面地了解被测人员与参加规律性体育活动相关信息,为评价其身体机能状态和制定运动健身方案提供科学依据。
2)身体形态机能测试，对身高、体重、胸围、腰围、臀围等身体形态指标进行测试，并派生计算得到身体质量指数(BMI)、腰臀围比，通过身体机能检查得到心率、血压、血常规等血液指标。
3)运动机能检查，根据美国医学学会的PAR-Q，以询问的方式对被测人员进行体力活动准备问卷调查,并结合我国居民参加体育活动状况进行简化,以问询方式对被测人员进行体力活动准备问卷调查。对于体力活动准备问卷的问题,如果被测者有任何一个问题回答“是”,即终止评价程序,不能继续使用本系统。该被测者应该根据自身状况,由专业人员评定是否能够进行体育锻炼,或进入我们已经建立的特殊人群运动健身指导系统进行综合评价和安排体育活动。在完成了体力活动准备问卷,并对所有问题的回答均为“否”后,可以进行以下运动机能检查。并测试其肌肉力量、肌肉耐力、身体柔韧性、反应速度、心血管运动能力。
进一步地，在上述方案中，所述运动方式选择模块中将各种运动方式根据运动形式、机体代谢特征和健身效果进行分类，分为有氧耐力练习、中国传统体育、力量练习、有氧体操、球类运动，并包含各个健身方式的特点及建议，以便供锻炼者选择。
并且根据健身目的推荐运动方式：
改善身体形态的运动方式主要以长时间、中低强度的有氧运动为主,如慢跑、快走等,运动的时间要足够长,才能取得运动效果。
改善身体机能的运动方式以中低强度为主的有氧耐力运动效果更好,其他如球类运动、有氧体操、中国传统运动方式等也可以产生明显效果。
提高身体素质的运动方式，第一，增强肌肉力量的运动方式以力量练习为主,如练习全民健身路径的综合力量练习器械、哑铃操等,还可以选择各种球类运动,如足球、篮球、排球、乒乓球、羽毛球、网球、门球、柔力球和地掷球等。第二，提高肌肉耐力的运动方式以力量耐力练习为主,如登山、练习全民健身路径中力量练习器械等,另外,传统体育和球类运动也可以提高肌肉耐力,如太极拳(剑)、木兰拳(剑)、篮球、足球、排球、乒乓球、羽毛球、网球等。第三，提高平衡能力的运动方式有,主要包括中国传统运动方式中的太极拳(剑)、球类运动中的篮球、乒乓球、羽毛球、网球、柔力球等和登山等。第四，提高身体柔韧性的运动方式主要有,有氧体操和球类运动,有氧健身操、各种有氧舞蹈、篮球、足球、乒乓球、羽毛球、网球等。第五，提高反应能力的运动方式以球类运动为主,如乒乓球、羽毛球、篮球、足球、网球等,另外,有氧体操如秧歌、有氧健身操、各种有氧舞蹈等也可以明显提高中老年人反应能力。
进一步地，在上述方案中，所述运动强度确定模块主要包括根据心率控制运动强度、根据心脏功能能力确定运动强度、根据主观体力感觉(RPE)控制运动强度。
进一步地，在上述方案中，所述运动时间确定模块针对不同人员及不同运动方式所需要的的最佳运动时间进行合理确定。如果体育锻炼者属于经常参加体育锻炼的人,每次运动时间为30～60min。如果是初次参加体育活动者,建议按下列运动方式确定每次运动时间:第1周:10～15min；第2周:15～20min；第3周:20～25min；第4周及其以后:30～60min。
进一步地，在上述方案中，所述运动频度确定模块根据有锻炼习惯和初次参加锻炼这两种情况来合理安排运动频度。对于有体育锻炼习惯的人员,每周锻炼频率应在3次以上。而对于初次参加体育锻炼的人来说,要按照下列运动频率安排体育锻炼:第1周:1～2次；第2周:2～3次；第3周及其以后:3次以上。
进一步地，在上述方案中，所述数据存储模块用于存储人员基本信息、身体形态指标、身体机能指标、运动机能等数据，以及存储运动方案生成模块生成的运动方案数据。
本发明的有益效果是：本发明通过广泛调查、实验测试、科学分析、专家论证建立的科学运动健身指导系统，将运动前身体机能评价模块得到的人员信息数据存入所述数据存储模块，输入到中央处理器，再将确定下来的运动方式、运动强度、运动时间、运动频度等信息输入到中央处理器，通过运动方案生成模块得到最终运动方案，通过显示屏显示出来，该系统具有适合国民特点、突出个性化特征的安全、提供有效的运动健身科学指导,为增强人民体质、提高全民健康水平服务。
具体实施方式
一种科学运动健身指导系统，包括运动前身体机能评价模块、运动方式选择模块、运动强度确定模块、运动时间确定模块、运动频度确定模块、数据存储模块、中央处理器、运动方案生成模块、显示屏；将所述运动前身体机能评价模块得到的人员信息数据存入所述数据存储模块，输入到中央处理器，再将运动方式选择模块、运动强度确定模块、运动时间确定模块、运动频度确定模块确定的运动方式、运动强度、运动时间、运动频度输入到中央处理器，通过运动方案生成模块得到最终运动方案，通过显示屏显示出来。
其中，所述运动前身体机能评价模块主要完成以下任务：
1)通过填写信息问卷(表1)的方式收集人员基本信息，主要包括个人基本情况、身体健康状况、体育锻炼习惯和生活习惯4部分内容。通过填写调查问卷和问询,可以比较全面地了解被测人员与参加规律性体育活动相关信息,为评价其身体机能状态和制定运动健身方案提供科学依据。
2)身体形态机能测试，对身高、体重、胸围、腰围、臀围等身体形态指标进行测试，并派生计算得到身体质量指数(BMI)、腰臀围比，通过身体机能检查得到心率、血压、血常规等血液指标。
3)运动机能检查，根据美国医学学会的PAR-Q，以询问的方式对被测人员进行体力活动准备问卷调查,并结合我国居民参加体育活动状况进行简化,以问询方式对被测人员进行体力活动准备问卷(表2)调查。对于体力活动准备问卷的问题,如果被测者有任何一个问题回答“是”,即终止评价程序,不能继续使用本系统。该被测者应该根据自身状况,由专业人员评定是否能够进行体育锻炼,或进入我们已经建立的特殊人群运动健身指导系统进行综合评价和安排体育活动。在完成了体力活动准备问卷,并对所有问题的回答均为“否”后,可以进行以下运动机能检查。并测试其肌肉力量、肌肉耐力、身体柔韧性、反应速度、心血管运动能力。
其中，所述运动方式选择模块中将各种运动方式根据运动形式、机体代谢特征和健身效果进行分类，分为有氧耐力练习、中国传统体育、力量练习、有氧体操、球类运动，并包含各个健身方式的特点及建议，以便供锻炼者选择。
并且根据健身目的推荐运动方式：
改善身体形态的运动方式主要以长时间、中低强度的有氧运动为主,如慢跑、快走等,运动的时间要足够长,才能取得运动效果。
改善身体机能的运动方式以中低强度为主的有氧耐力运动效果更好,其他如球类运动、有氧体操、中国传统运动方式等也可以产生明显效果。
提高身体素质的运动方式，第一，增强肌肉力量的运动方式以力量练习为主,如练习全民健身路径的综合力量练习器械、哑铃操等,还可以选择各种球类运动,如足球、篮球、排球、乒乓球、羽毛球、网球、门球、柔力球和地掷球等。第二，提高肌肉耐力的运动方式以力量耐力练习为主,如登山、练习全民健身路径中力量练习器械等,另外,传统体育和球类运动也可以提高肌肉耐力,如太极拳(剑)、木兰拳(剑)、篮球、足球、排球、乒乓球、羽毛球、网球等。第三，提高平衡能力的运动方式有,主要包括中国传统运动方式中的太极拳(剑)、球类运动中的篮球、乒乓球、羽毛球、网球、柔力球等和登山等。第四，提高身体柔韧性的运动方式主要有,有氧体操和球类运动,有氧健身操、各种有氧舞蹈、篮球、足球、乒乓球、羽毛球、网球等。第五，提高反应能力的运动方式以球类运动为主,如乒乓球、羽毛球、篮球、足球、网球等,另外,有氧体操如秧歌、有氧健身操、各种有氧舞蹈等也可以明显提高中老年人反应能力。
所述运动强度确定模块主要包括根据心率控制运动强度、根据心脏功能能力确定运动强度、根据主观体力感觉(RPE)控制运动强度。
所述运动时间确定模块针对不同人员及不同运动方式所需要的的最佳运动时间进行合理确定。如果体育锻炼者属于经常参加体育锻炼的人,每次运动时间为30～60min。如果是初次参加体育活动者,建议按下列运动方式确定每次运动时间:第1周:10～15min；第2周:15～20min；第3周:20～25min；第4周及其以后:30～60min。
所述运动频度确定模块根据有锻炼习惯和初次参加锻炼这两种情况来合理安排运动频度。对于有体育锻炼习惯的人员,每周锻炼频率应在3次以上。而对于初次参加体育锻炼的人来说,要按照下列运动频率安排体育锻炼:第1周:1～2次；第2周:2～3次；第3周及其以后:3次以上。
所述数据存储模块用于存储人员基本信息、身体形态指标、身体机能指标、运动机能等数据，以及存储运动方案生成模块生成的运动方案数据。
通过10周体育锻炼效果观察,并结合研究结果,验证了慢跑快走、传统体育、有氧体操、球类、游泳、登山登楼6种运动方式的健身效果,根据不同人群的健身目的推荐有针对性的运动方式；研究并确定了通过心率、心脏功能能力和主观体力感觉控制运动强度的方法；明确了获得理想体育锻炼效果的每次运动持续时间和每周参加体育活动的频度。
表1 运动健身科学指导系统人员基本信息问卷一览表
表2 本研究体力活动准备问卷一览表