現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展

王太生

1 概述

現(xiàn)代體育工程學(xué)起源于上世紀(jì)90年代末期西歐的英、法、德和澳大利亞等國(guó)家[1]，成立有國(guó)際體育工程學(xué)協(xié)會(huì)(International Sports Engineering Association，簡(jiǎn)稱ISEA)，同時(shí)還創(chuàng)辦有《體育工程學(xué)》雜志(Sports Engineering)。ISEA的主要任務(wù)是作為一個(gè)論壇和平臺(tái)，促使體育工程學(xué)研究人員及學(xué)者們共同討論和交流有關(guān)體育工程學(xué)的技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目和課題的研究，至今已有十多年的發(fā)展歷史。我國(guó)“體育工程學(xué)”概念提出源于2002年大連“全國(guó)體育儀器器材學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)”《論體育工程學(xué)與人才培養(yǎng)問(wèn)題》的專題論文[2]，與國(guó)際體育工程學(xué)協(xié)會(huì)的誕生同步。2006年4月在浙江大學(xué)“全國(guó)體育儀器器材與體育系統(tǒng)仿真學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)”和同年11月在北京舉辦的首屆“中、英體育工程研討會(huì)”上，我國(guó)的體育工程學(xué)科發(fā)展有了更加清晰的思路。會(huì)議重點(diǎn)討論了體育工程學(xué)的學(xué)科內(nèi)容、學(xué)科教育及其應(yīng)用與實(shí)踐等；討論了與體育儀器器材學(xué)和體育系統(tǒng)仿真學(xué)的關(guān)系等問(wèn)題，為現(xiàn)代體育工程學(xué)在我國(guó)的建立和快速發(fā)展，盡早與國(guó)際體育工程學(xué)接軌提供了理論支持。目前，國(guó)內(nèi)體育工程學(xué)研究單位有武漢體育學(xué)院體育工程學(xué)研究中心[3]、沈陽(yáng)理工大學(xué)體育工程裝備專業(yè)和華東理工大學(xué)體育科學(xué)與工程學(xué)院[4]等，他們已取得很多項(xiàng)研究成果。

2 現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用方向

現(xiàn)代體育工程學(xué)是以綜合應(yīng)用運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、體育學(xué)和工程技術(shù)的理論、方法和技術(shù)，注重從生命科學(xué)、人體運(yùn)動(dòng)的特征和工程技術(shù)相結(jié)合的視角去發(fā)現(xiàn)、提出、設(shè)計(jì)和解決在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與競(jìng)技比賽、大眾體育、健身娛樂(lè)及人才培養(yǎng)和體育產(chǎn)業(yè)中相關(guān)應(yīng)用問(wèn)題的一門邊緣學(xué)科，是以研制和生產(chǎn)競(jìng)技體育和健身娛樂(lè)、康復(fù)等體育用品為研究目標(biāo)和方向的學(xué)科。

現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用在我們的社會(huì)和生活中可以說(shuō)是無(wú)處不及的。它所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域包括：競(jìng)技體育中各類比賽用的設(shè)備器材、大眾體育健身娛樂(lè)活動(dòng)器具、國(guó)民體質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)儀器、智能化場(chǎng)館的各種設(shè)施及裝備，以及種類繁多的各類體育運(yùn)動(dòng)器材、用具和器械、各類運(yùn)動(dòng)鞋帽及服裝等。今天，我們已經(jīng)針對(duì)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員比賽的一些高技術(shù)產(chǎn)品，已越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于老百姓的日常生活當(dāng)中?，F(xiàn)代體育工程學(xué)的發(fā)展正在潛移默化地推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量水平的提高。

3 現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用技術(shù)

現(xiàn)代體育工程學(xué)是以現(xiàn)代機(jī)電工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬化訓(xùn)練、遙測(cè)傳感、仿真模擬、可視化、新技術(shù)、新材料、風(fēng)洞與水動(dòng)力、流體力學(xué)、智能分析、檢測(cè)評(píng)價(jià)、GPS技術(shù)和信號(hào)與信息處理等工程技術(shù)為方法和手段，應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)的裝置與設(shè)備、器材與儀器的開(kāi)發(fā)和研制上。現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用技術(shù)，有的是對(duì)相關(guān)學(xué)科成果、方法和手段的有機(jī)改造、移植和嫁接；有的是發(fā)揮專業(yè)所長(zhǎng)運(yùn)用當(dāng)今各種先進(jìn)的工程技術(shù)和理論，針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的訓(xùn)練和比賽、大眾體育的特點(diǎn)及發(fā)展需要，獨(dú)立自主的創(chuàng)新、設(shè)計(jì)和研發(fā)的技術(shù)。

現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用技術(shù)涵蓋多個(gè)不同學(xué)科，從基礎(chǔ)理論研究到工程技術(shù)的實(shí)施，注重工程技術(shù)與各前沿科學(xué)技術(shù)在發(fā)展競(jìng)技體育和國(guó)民體質(zhì)運(yùn)動(dòng)事業(yè)中的應(yīng)用；注重和體現(xiàn)學(xué)科的交叉、知識(shí)層面的多源性、涵蓋范圍廣技術(shù)應(yīng)用。

4 現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用成就

任何競(jìng)技體育的比賽總是會(huì)與先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)器材、設(shè)施和服裝等有著密切的聯(lián)系，影響著運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)與表現(xiàn)。在每一屆奧運(yùn)會(huì)上總會(huì)有一些新式裝備和器材出現(xiàn)，這些新型器材與設(shè)備極大地提高了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的效果、水平和成績(jī)。因此，良好的體育設(shè)施是運(yùn)動(dòng)員取得優(yōu)異成績(jī)的必要保證。在現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用中，一項(xiàng)很重要的工作就是試圖通過(guò)創(chuàng)新改變現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)設(shè)施和運(yùn)動(dòng)器材與材質(zhì)的性質(zhì)，來(lái)進(jìn)一步幫助運(yùn)動(dòng)員提高他們的成績(jī)，其中很重要的一個(gè)方面就是對(duì)器械材料學(xué)的研究。體育工程學(xué)中關(guān)于材料學(xué)的研究，更多的是關(guān)心體育運(yùn)動(dòng)設(shè)施在競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)中與運(yùn)動(dòng)員身體的有機(jī)結(jié)合，以便提高運(yùn)動(dòng)員在各項(xiàng)大賽中的比賽成績(jī)。如奧運(yùn)會(huì)項(xiàng)目中撐竿跳的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，在某種程度上也許是由于體育設(shè)施的材料沒(méi)有取得新的發(fā)展而停滯不前了許多年，一直被保持在4.8米左右。直到上世紀(jì)六十年，撐竿的材質(zhì)由竹子、鋼、鋁金，演變和發(fā)展為纖維合成材質(zhì)，撐竿跳成績(jī)才有了很大的提高，直到創(chuàng)下6.14米(布波卡，1994年7月31日在賽斯特里爾)的最好成績(jī)。這個(gè)新的世界記錄從上世紀(jì)九十年代設(shè)定，一直被保持到現(xiàn)在未能再被刷新突破。又如在游泳項(xiàng)目中的鯊魚(yú)皮泳衣、自行車運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中碳鋼輕型自行車、田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上智能跑鞋等的出現(xiàn)，都在很大程度上改變著運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)，甚至對(duì)提高運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)起到至關(guān)重要的作用。除了為專業(yè)運(yùn)動(dòng)員提供一些比賽使用的器材外，普通大眾也使用一些高科技材料產(chǎn)品，如各類球拍、高爾夫球桿、仿真練球儀和智能運(yùn)動(dòng)服飾等?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用所惠及到的是全社會(huì)。

此外，體育比賽場(chǎng)館建設(shè)中各種高科技產(chǎn)品的應(yīng)用，為防止過(guò)度訓(xùn)練和大腦疲勞研制生產(chǎn)的各種專項(xiàng)訓(xùn)練與監(jiān)控評(píng)判儀器，為發(fā)現(xiàn)和糾正運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中的技術(shù)動(dòng)作問(wèn)題的各類生物電測(cè)試、動(dòng)作解析儀，為提高效率、方便訓(xùn)練、減輕體力消耗的各種發(fā)球儀和回收設(shè)備，為國(guó)民體質(zhì)檢測(cè)和健康活動(dòng)、豐富大眾的文化與體育生活所提供的各類檢測(cè)設(shè)施與健身路徑、健身娛樂(lè)器材，無(wú)不體現(xiàn)著現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用。

5 現(xiàn)代體育工程學(xué)在應(yīng)用中的問(wèn)題與規(guī)則

將先進(jìn)的體育工程學(xué)研究成果及新型器材和材料應(yīng)用于競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)的各項(xiàng)比賽中，必定會(huì)引起參賽者能否公平競(jìng)爭(zhēng)參賽的道德與倫理問(wèn)題，因此現(xiàn)代體育工程學(xué)在發(fā)展中應(yīng)遵循的以下原則：

首先，是安全標(biāo)準(zhǔn)，保證使用新成果和新器材的人不會(huì)受到任何的傷害。主要依據(jù)是由國(guó)家政府相關(guān)部門和生產(chǎn)企業(yè)共同制定安全和防止傷害方面的規(guī)則、規(guī)定。比如說(shuō)：某些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目對(duì)地表的硬度是有具體要求的，如地面不能太硬，摔倒的時(shí)候不能受傷；又比如，比賽所使用的任何器材任何時(shí)候都不允許造成運(yùn)動(dòng)員的機(jī)體損傷等。這就要求我們?cè)趯?duì)任何一種體育設(shè)施、器材進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證設(shè)計(jì)出的新產(chǎn)品符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。

其次，作為現(xiàn)代體育工程學(xué)的研究人員和制定競(jìng)賽規(guī)則的人，有責(zé)任和義務(wù)來(lái)保證運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽的公平性。由于項(xiàng)目設(shè)立和參與運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽的人未必對(duì)一些新技術(shù)都很了解，在某些情況下也不一定知道目前存在的一些新技術(shù)。作為現(xiàn)代體育工程學(xué)的研究人員和體育工作者，尤其是制定競(jìng)賽規(guī)則的人之間要相互溝通、交流和學(xué)習(xí)。作為比賽規(guī)則的制定者或者是管理層來(lái)說(shuō)，他們的責(zé)任和義務(wù)，就是要保證比賽的公平性。要做到這一點(diǎn)，就應(yīng)時(shí)刻保持對(duì)現(xiàn)代體育工程學(xué)發(fā)展所帶來(lái)的一些效應(yīng)的高度關(guān)注，更多地掌握這方面的知識(shí)和原理。在技術(shù)上應(yīng)避免由于新技術(shù)、新材料和新成果的發(fā)展所導(dǎo)致的不公平現(xiàn)象的出現(xiàn)。

另外，我們還要考慮到一些設(shè)計(jì)和做法在很多產(chǎn)品中存在和涉及到的成本問(wèn)題，如果由于成本的原因，不能夠做到和采取非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，或者說(shuō)不能遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)制度或規(guī)則的話，同樣是不允許、不道德、不可取的。

6 現(xiàn)代體育工程學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代競(jìng)技體育場(chǎng)上的各項(xiàng)競(jìng)爭(zhēng)，在一定程度上體現(xiàn)著現(xiàn)代體育工程學(xué)科技術(shù)研究成果的發(fā)展和應(yīng)用程度，今天的高科技正在幫助運(yùn)動(dòng)員向人類體能的極限進(jìn)行挑戰(zhàn)。各類體育運(yùn)動(dòng)的競(jìng)賽與發(fā)展，也標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)。如果說(shuō)運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)是保證運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練與恢復(fù)的軟件工程的話，現(xiàn)代體育工程學(xué)則是保證運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練科學(xué)化和現(xiàn)代化的硬件工程。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和各學(xué)科新技術(shù)的不斷融入，各類新的工程技術(shù)與成果會(huì)不斷被應(yīng)用和移植于競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)與大眾健身體育市場(chǎng)，這些都將直接影響著體育工程學(xué)發(fā)展的現(xiàn)在和未來(lái)?，F(xiàn)代體育工程學(xué)也將對(duì)體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮起到非常積極的推動(dòng)作用。現(xiàn)代體育工程學(xué)不僅是競(jìng)技體育發(fā)展的保障，也將為解決我們身邊所面臨的各種健康和健身問(wèn)題承擔(dān)起非常重要的作用與使命。

(1)奧運(yùn)競(jìng)技體育方面。計(jì)算機(jī)仿真模擬、生物芯片、納米材料、虛擬化訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)機(jī)器人、GPS應(yīng)用技術(shù)、身份識(shí)別技術(shù)、訓(xùn)練技術(shù)的分析診斷和新材料的應(yīng)用，會(huì)繼續(xù)成為研究的熱點(diǎn)。

(2)大眾健身娛樂(lè)方面。例如在解決全球越來(lái)越多的因缺乏運(yùn)動(dòng)、懶散生活方式和不當(dāng)飲食引發(fā)肥胖人的健康和大多數(shù)人的健身娛樂(lè)問(wèn)題上，將會(huì)有更多的智能化健身娛樂(lè)器材得以普及應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)服飾與運(yùn)動(dòng)鞋襪也將會(huì)向著更加舒適、更具有多功能性與特異性的方向發(fā)展。

(3)體育產(chǎn)業(yè)方面。將會(huì)有吸納各學(xué)科最前沿的高精尖技術(shù)、不斷推陳出新的新型體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、智能化測(cè)評(píng)儀器、器材與更加舒適的健身器材相繼問(wèn)世。

現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用和研究，除了在為專業(yè)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練和比賽提供一些尖端的器材、設(shè)備之外，也為普通大眾的健身娛樂(lè)、企業(yè)文化活動(dòng)、學(xué)校體育和人民生活水準(zhǔn)的不斷提高，帶來(lái)一些高科技物質(zhì)產(chǎn)品的享受，因而也將大大吸引大批體育愛(ài)好者的參與興趣和熱情。這也是國(guó)家引導(dǎo)和開(kāi)展全民健身運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)國(guó)民體質(zhì)非常重要的一個(gè)目標(biāo)。大眾的廣泛參與興趣和市場(chǎng)的需求，又會(huì)極大地促進(jìn)現(xiàn)代體育工程學(xué)應(yīng)用研究的發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用研究這門學(xué)科在與社會(huì)的相互作用和需求下，將會(huì)在促進(jìn)社會(huì)繁榮和造福人類方面發(fā)揮越來(lái)越為重要的作用，并取得重大發(fā)展。

7 現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展策略

在我國(guó)現(xiàn)代體育工程學(xué)的應(yīng)用與研究中，應(yīng)充分發(fā)揮專家、學(xué)者的前導(dǎo)作用。在充分調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，由相關(guān)部門和專家、學(xué)者共同研究和制定出該學(xué)科的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃與方向，以趕超世界體育發(fā)展的步伐，使我國(guó)的體育運(yùn)動(dòng)事業(yè)和現(xiàn)代體育工程學(xué)的發(fā)展站在世界體育前列。要注意發(fā)揮體育大專院校和科研院所，在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和服務(wù)社會(huì)中的作用，同時(shí)積極發(fā)揮專業(yè)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)交流平臺(tái)和諫言獻(xiàn)策的作用，大力推動(dòng)和促進(jìn)現(xiàn)代體育工程學(xué)學(xué)科在我國(guó)的發(fā)展。由此，提出如下一些個(gè)人觀點(diǎn)與具體建議：

(1)現(xiàn)代體育工程學(xué)在應(yīng)用研究中的立題與選項(xiàng)，不應(yīng)只看立題項(xiàng)目的級(jí)別和大小，而應(yīng)力求精、準(zhǔn)和追求“經(jīng)世致用”。要努力提高其應(yīng)用成果的有效性和需求性，注重解決具體問(wèn)題的效績(jī)，注重社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的雙面效益。

(2)現(xiàn)代體育工程學(xué)攻關(guān)項(xiàng)目的起點(diǎn)，要力求站的高、看得遠(yuǎn)。研究課題應(yīng)采用現(xiàn)代國(guó)際上最先進(jìn)的前沿技術(shù)、方法、材料和工藝，努力提高其應(yīng)用研究成果的潛發(fā)性和高水準(zhǔn)。

(3)要注重不斷提高和更新我國(guó)現(xiàn)代體育工程學(xué)研究人員的應(yīng)用技術(shù)與學(xué)術(shù)水平，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，注重培養(yǎng)和貯備后備人才。注重對(duì)新技術(shù)與體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目需求應(yīng)用的緊密結(jié)合。

(4)注重現(xiàn)代體育工程學(xué)科研成果與產(chǎn)品在延續(xù)生存與不斷完善中的發(fā)展問(wèn)題。應(yīng)重視促進(jìn)和推動(dòng)科學(xué)技術(shù)研究成果的轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)與更新、換代工作。

(5)就國(guó)情而言，現(xiàn)代體育工程學(xué)在應(yīng)用研究與生產(chǎn)中， 盡可能在優(yōu)選的基礎(chǔ)上做到有分工協(xié)作與布局上應(yīng)有側(cè)重，避免低水平的重復(fù)與資源浪費(fèi)。

[1] 王太生，李承道，郝大明，等.論體育工程學(xué)與人才培養(yǎng)[A].2006年全國(guó)體育儀器器材與體育系統(tǒng)仿真學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C]. 杭州，2006:24～26.

[2] 王太生.論體育工程學(xué)[A].2002全國(guó)體育儀器器材學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C].大連：中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì)體育儀器器材分會(huì)，2002:8～10.

[3] 鄭偉濤，邱冰，馬勇，等.國(guó)內(nèi)外體育工程學(xué)研究方向綜述 [A].2006年全國(guó)體育儀器器材與體育系統(tǒng)仿真學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C]. 杭州，2006:3～7.

[4] 陳林華，王躍.體育工程學(xué)創(chuàng)建之探索.[J]化工高等教育，2009(3):23～78.