數(shù)字化體能在高校運(yùn)動訓(xùn)練中的發(fā)展策略研究

夏樹森 趙偉俐

張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河北張家口 075000

近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人類進(jìn)入了數(shù)字化時代,數(shù)字化理念深入人們生活的方方面面。高校的運(yùn)動訓(xùn)練也不例外,隨著人們對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)動訓(xùn)練規(guī)律的深刻研究,運(yùn)動訓(xùn)練逐步和數(shù)字化理念融合,在運(yùn)動訓(xùn)練中進(jìn)行監(jiān)控已經(jīng)成為高校運(yùn)動訓(xùn)練中非常重要的一個環(huán)節(jié),數(shù)字化體能已經(jīng)成為高校運(yùn)動訓(xùn)練中的主要發(fā)展模式,以達(dá)到提高高校運(yùn)動員身體素質(zhì)的效果。人們利用不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù),開發(fā)和推行更加科學(xué)和高效的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng),為高校運(yùn)動訓(xùn)練提高全面的運(yùn)動數(shù)據(jù),促進(jìn)高校運(yùn)動訓(xùn)練的數(shù)字化發(fā)展,逐漸形成新的運(yùn)動訓(xùn)練的發(fā)展模式,以彌補(bǔ)傳統(tǒng)運(yùn)動訓(xùn)練的不足和欠缺,帶動高校運(yùn)動人才培養(yǎng)工作高效、有序地向前發(fā)展。通過研究發(fā)展,數(shù)字化體能雖然可以使運(yùn)動訓(xùn)練數(shù)據(jù)化、精細(xì)化,但是在具體實施的過程中仍然存在很多問題,全國乃至全世界對此的研究仍處于起步階段,需要不斷地從實踐中獲取發(fā)展思路,要不斷完善理念,以期提高高校運(yùn)動訓(xùn)練的效果,為高校運(yùn)動人才的培養(yǎng)提供堅實的數(shù)據(jù)和理論支撐。

1 數(shù)字化體能的發(fā)展歷程和內(nèi)涵

數(shù)字化體能通常是通過對高校運(yùn)動員的訓(xùn)練過程進(jìn)行監(jiān)控,并將監(jiān)控采集到的圖像信息處理成數(shù)字信號,實時對高校運(yùn)動員的運(yùn)動狀態(tài)、運(yùn)動軌跡和運(yùn)動后的反應(yīng)通過技術(shù)進(jìn)行量化評價,使教練員和高校運(yùn)動員能及時發(fā)現(xiàn)不足,并進(jìn)行改正,從而提高自身的身體素質(zhì)和技能水平。

2016年,我國為了備戰(zhàn)奧運(yùn)會,幫助提高高校運(yùn)動員的體能,建立了第一座數(shù)字化體能訓(xùn)練實驗室。在此實驗室中,有著最高端的體能訓(xùn)練管理平臺,可以將高校運(yùn)動員的訓(xùn)練情況量化成數(shù)據(jù)的形式準(zhǔn)確而快速地傳遞出來。同時,在此實驗室中還包含了諸如爆發(fā)力監(jiān)控系統(tǒng)、心率監(jiān)控系統(tǒng)等多種體能訓(xùn)練設(shè)備,都是國際社會主流的數(shù)字化體能訓(xùn)練設(shè)備,可以將高校運(yùn)動員的訓(xùn)練情況精細(xì)化、數(shù)據(jù)化。我國的數(shù)字化體能訓(xùn)練的發(fā)展與實施已經(jīng)和世界水平接軌,標(biāo)志著我國的運(yùn)動訓(xùn)練進(jìn)入了新的階段。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,可穿戴設(shè)備大量普及,數(shù)字體能訓(xùn)練監(jiān)控的實施越來越廣泛。從傳統(tǒng)的訓(xùn)練后監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)橛?xùn)練中實時監(jiān)控,使得監(jiān)控更加精準(zhǔn),數(shù)據(jù)更加科學(xué),促進(jìn)高校運(yùn)動員訓(xùn)練的創(chuàng)新,取長補(bǔ)短,提高運(yùn)動訓(xùn)練的效果。

通過研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)前數(shù)字化體能監(jiān)控系統(tǒng)主要集中在以下幾個方面:

(1)力量訓(xùn)練,即教練員通過監(jiān)控高校運(yùn)動員在訓(xùn)練過程中的速度和力量的變化,即時調(diào)整訓(xùn)練方案,教練員可以根據(jù)不同的訓(xùn)練目的,跨不同負(fù)荷區(qū)在特定速度區(qū)域內(nèi)進(jìn)行力量訓(xùn)練,更加精準(zhǔn)客觀地量化力量訓(xùn)練。

(2)速度訓(xùn)練,通過監(jiān)控高校運(yùn)動員的反應(yīng)式動作訓(xùn)練,提高高校運(yùn)動員的反應(yīng)速度,避免運(yùn)動損傷的發(fā)生。

(3)耐力訓(xùn)練,通過監(jiān)控高校運(yùn)動員的耐力訓(xùn)練中的心率,教練員把控耐力訓(xùn)練的強(qiáng)度和負(fù)荷量,根據(jù)不同的訓(xùn)練目的,將心率控制在目標(biāo)心率區(qū)內(nèi),減少高校運(yùn)動員的疲勞感,提高耐力訓(xùn)練的針對性和有效性。

數(shù)字化體能作為研究的熱點,應(yīng)用前景非常廣闊,縱貫多個領(lǐng)域多個項目。傳統(tǒng)的運(yùn)動訓(xùn)練的理念和模式都在發(fā)生著深刻的變化,“沒有數(shù)據(jù)就沒有訓(xùn)練”已經(jīng)成為高水平競技的基本準(zhǔn)則。數(shù)字化體能需要的數(shù)據(jù)工程師、數(shù)據(jù)分析師和數(shù)據(jù)架構(gòu)師使運(yùn)動訓(xùn)練的空間無限可期,運(yùn)動訓(xùn)練正式進(jìn)入一個精準(zhǔn)化的時代。

2 數(shù)字化體能在高校運(yùn)動訓(xùn)練中的優(yōu)勢

2.1 運(yùn)動訓(xùn)練更加科學(xué)

數(shù)字化體能訓(xùn)練可以根據(jù)高校運(yùn)動員的自身條件和要達(dá)到的目標(biāo)科學(xué)制訂訓(xùn)練方案,并在訓(xùn)練過程中隨時調(diào)整訓(xùn)練方案,最大限度地挖掘高校運(yùn)動員的潛能。數(shù)字化體能在訓(xùn)練的展示方面也具有較強(qiáng)的優(yōu)勢,比如有些高難度、復(fù)雜且危險的動作可以利用數(shù)字化體能來展示,通過分解動作讓高校運(yùn)動員由易到難,更加清晰地理解動作的要領(lǐng),并能夠自主加以模仿和訓(xùn)練,提高高校運(yùn)動員的動作完成度。也有些技能是教練員無法持續(xù)親身參與訓(xùn)練的,數(shù)字化體能可以不受空間和時間的限制幫助高校運(yùn)動員完成全方位的訓(xùn)練,在降低高校運(yùn)動員風(fēng)險的前提下提高訓(xùn)練效果,提升訓(xùn)練速率。

2.2 運(yùn)動訓(xùn)練更加安全

運(yùn)動訓(xùn)練相對來說是比較危險的,高校運(yùn)動員在日常訓(xùn)練中可能會有受傷的情況。數(shù)字化體能訓(xùn)練通過大數(shù)據(jù)技術(shù)分析,針對每個高校運(yùn)動員的特點和出現(xiàn)錯誤較多的情況制訂訓(xùn)練方案,避免高校運(yùn)動員出現(xiàn)因為發(fā)力不當(dāng)或者發(fā)力位置不對出現(xiàn)肌肉損傷的情況,使高校運(yùn)動員的運(yùn)動訓(xùn)練更加安全和高效。同時,數(shù)字化體能可以對高校運(yùn)動員進(jìn)行科學(xué)的管理,能夠?qū)崟r了解到高校運(yùn)動員的訓(xùn)練地點、時間和內(nèi)容,以及其他相關(guān)信息,讓高校運(yùn)動員時刻處在安全可控的范圍內(nèi),降低運(yùn)動訓(xùn)練帶來的風(fēng)險,更好地提高自身的運(yùn)動技能和水平。

2.3 提高高校運(yùn)動員訓(xùn)練的效果

數(shù)字化體能訓(xùn)練較之傳統(tǒng)的運(yùn)動訓(xùn)練具有很強(qiáng)的可操作性,通過數(shù)字化體能監(jiān)控,實時查看高校運(yùn)動員的訓(xùn)練情況和狀態(tài),掌握高校運(yùn)動員對項目和環(huán)境的適應(yīng)情況,并及時對訓(xùn)練方案進(jìn)行調(diào)整和完善,使高校運(yùn)動員更加完美地完成技能的訓(xùn)練和體能的培養(yǎng),提高高校運(yùn)動員訓(xùn)練的效果。同時,可以利用信息技術(shù)改變現(xiàn)在傳統(tǒng)的訓(xùn)練模式,在運(yùn)動訓(xùn)練中加入多元信息化的元素,比如視頻、圖片、聲音等,讓高校運(yùn)動員直觀地感受到,對運(yùn)動訓(xùn)練有更加深刻的認(rèn)識,也有利于教練員更加科學(xué)合理地制定和調(diào)整訓(xùn)練計劃,從而提高高校運(yùn)動員訓(xùn)練的效果。

2.4 激發(fā)高校運(yùn)動員訓(xùn)練的興趣

數(shù)字化體能訓(xùn)練采用多樣化的訓(xùn)練方式幫助高校運(yùn)動員提高身體素質(zhì),比如,VR技術(shù)可以使高校運(yùn)動員在現(xiàn)實中體驗虛擬的訓(xùn)練,讓高校運(yùn)動員能夠身臨其境地進(jìn)入運(yùn)動的狀態(tài),可以激發(fā)高校運(yùn)動員訓(xùn)練的興趣,尤其在沖浪、滑雪等項目中有廣泛的應(yīng)用。數(shù)字化體能將原有的訓(xùn)練數(shù)據(jù)化,不僅僅采集人體運(yùn)動數(shù)據(jù),還延伸至虛擬的教學(xué)環(huán)境中。同時,人工智能技術(shù)可以為高校運(yùn)動員制訂個性化的訓(xùn)練方案,“一對一”的訓(xùn)練模式讓高校運(yùn)動員提升自信心,提高其運(yùn)動訓(xùn)練的興趣和主觀能動性,也在一定程度上緩解了教練員數(shù)量和運(yùn)動員數(shù)量不匹配的問題。

2.5 運(yùn)動訓(xùn)練有更強(qiáng)的針對性

傳統(tǒng)運(yùn)動訓(xùn)練是教練員根據(jù)經(jīng)驗和項目的特點制訂訓(xùn)練方案,每個高校運(yùn)動員的方案相差無幾,而數(shù)字化技術(shù)可以讓運(yùn)動訓(xùn)練具有更強(qiáng)的針對性。體能一般包括靈活度、速度、柔韌性、協(xié)調(diào)能力和力量等,高校運(yùn)動員在進(jìn)行初期運(yùn)動訓(xùn)練時有很大的上升空間,但是當(dāng)他的體能達(dá)到一定高度時,再想上升是比較困難的,也就是通常所說的“瓶頸期”。數(shù)字化技術(shù)可以根據(jù)高校運(yùn)動員自身的特點和以往訓(xùn)練的數(shù)據(jù)為其科學(xué)設(shè)計運(yùn)動訓(xùn)練的方案,很大程度上幫助高校運(yùn)動員平穩(wěn)度過“瓶頸期”,提升自身的身體素質(zhì),提升高校運(yùn)動員的自信心,使其堅定信心進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練,大大提升運(yùn)動訓(xùn)練的效果。

3 數(shù)字化體能在高校運(yùn)動訓(xùn)練中的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 高校對數(shù)字化體能的認(rèn)識不足

雖然很多高校都嘗試在運(yùn)動訓(xùn)練中應(yīng)用數(shù)字化體能,也取得了一些成果,但是通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)了很多問題。很多高校對數(shù)字化體能的認(rèn)識不足,認(rèn)為只要在運(yùn)動訓(xùn)練中加入科學(xué)技術(shù)手段就行,沒有將二者有機(jī)地融合起來,而能夠解決這些問題的教師也很少,導(dǎo)致數(shù)字化體能不能在高校運(yùn)動訓(xùn)練中有效地實施,極大地降低了高校運(yùn)動員的積極性。

3.2 數(shù)字化體能所需的軟硬件設(shè)施不完備

數(shù)字化體能所需的軟硬件設(shè)施要求較高,需要很大的資金投入,很多高校并沒有較多的資金來實施數(shù)字化體能訓(xùn)練,還是沿用陳舊的設(shè)備來維持,導(dǎo)致很多功能不能實現(xiàn),很多數(shù)字化體能的資源利用效果較差,嚴(yán)重阻礙了數(shù)字化體能監(jiān)控的推廣與實施,不能提高高校運(yùn)動員的訓(xùn)練效果。很多高校只配備了基礎(chǔ)的體脂儀和心率儀等小型設(shè)備,沒有數(shù)據(jù)記錄軟件,更談不上對高校運(yùn)動員的運(yùn)動訓(xùn)練即時監(jiān)控和分析。也有些高校雖然配備了數(shù)字化體能需要的器材和設(shè)備,但是和數(shù)據(jù)軟件沒有有效的聯(lián)系,使得數(shù)字化設(shè)備處于閑置狀態(tài),嚴(yán)重阻礙了數(shù)字化體能的有效應(yīng)用。

3.3 缺乏專業(yè)的數(shù)字化體能訓(xùn)練中數(shù)據(jù)分析師

大部分高校的體育教師都是師范院校畢業(yè)或者專業(yè)運(yùn)動員退役的,以運(yùn)動訓(xùn)練為主,缺乏專業(yè)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)分析和處理能力。繁重的教學(xué)工作使得他們沒有多余的時間進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,高校運(yùn)動隊不是專業(yè)的運(yùn)動隊,高校沒有多余的資金來配備數(shù)據(jù)分析師,導(dǎo)致高校運(yùn)動員的體能數(shù)據(jù)不能得到有效地的監(jiān)控和分析。

4 數(shù)字化體能在高校運(yùn)動訓(xùn)練中的發(fā)展策略研究

4.1 轉(zhuǎn)變觀念,正確認(rèn)識數(shù)字化體能

高校要認(rèn)識到數(shù)字化體能的優(yōu)勢,從宏觀上制訂科學(xué)的運(yùn)動訓(xùn)練計劃。首先,要明確數(shù)字化體能的應(yīng)用范圍和想要達(dá)到的目標(biāo);其次,要明確數(shù)字化體能的運(yùn)作模式,比如數(shù)據(jù)的采集方式、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析的方法等;最后,還需要考慮這些運(yùn)動數(shù)據(jù)是否要和其他運(yùn)動隊共享等。高校要合理規(guī)劃運(yùn)動場地,根據(jù)在校生人數(shù)和學(xué)生的個人需求,合理劃分運(yùn)動區(qū)域,比如綜合訓(xùn)練區(qū)、肩部訓(xùn)練區(qū)、背部訓(xùn)練區(qū)、胸部訓(xùn)練區(qū)、手臂訓(xùn)練區(qū)、腿部訓(xùn)練區(qū)和有氧區(qū)等,保障數(shù)字化體能訓(xùn)練的有效實施。

4.2 完善數(shù)字化體能所需的軟硬件設(shè)施

眾多的數(shù)字體能所需的軟硬件設(shè)施需要高校投入巨大的資金和人力,需要社會各部門的配合。高?？梢酝ㄟ^財政撥款和社會捐助的方式來獲取資金,同時引進(jìn)專業(yè)的數(shù)字化體能人才幫助高校的數(shù)字化體能訓(xùn)練走上正軌。根據(jù)資金的多少,可以先從基礎(chǔ)和單個產(chǎn)品來購入,比如Gymware等數(shù)字化體能的監(jiān)控設(shè)備,如果資金充裕的話,可以購入各種智能化的采集和分析軟件。同時數(shù)字化體能訓(xùn)練的核心是軟件,要著重關(guān)注相關(guān)軟件的開發(fā)和應(yīng)用。高?？梢院蛯I(yè)的軟件設(shè)計公司簽訂合約,為高校設(shè)計滿足學(xué)生個性化需求的數(shù)字化體能數(shù)據(jù)分析軟件,讓學(xué)生真正體會到數(shù)字化體能的優(yōu)勢,積極地投身到運(yùn)動訓(xùn)練中去。

4.3 培養(yǎng)數(shù)字化體能專業(yè)人才

數(shù)字化體能訓(xùn)練有專業(yè)的設(shè)備和器材也不能保障其能安全穩(wěn)定的運(yùn)行,還需要大量的數(shù)字化體能專業(yè)人才。高校作為培養(yǎng)各種人才的基地,在專業(yè)人才的培養(yǎng)上具有先天的優(yōu)勢。數(shù)字化體能訓(xùn)練人才不僅要具有專業(yè)的體育理論和技能知識,還要具備醫(yī)學(xué)、心理、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)籌等多學(xué)科的知識。高校選拔人才首先要遵循自愿的原則,同時要符合能力強(qiáng)的特點,將這些人集中起來進(jìn)行個性化的輔導(dǎo)和培訓(xùn),通過系統(tǒng)性的學(xué)習(xí),使他們掌握數(shù)字化體能所需的所有知識,能夠嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)字化體能訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)并能即時做出數(shù)據(jù)分析,給出建議并引導(dǎo)高校運(yùn)動員進(jìn)行改正。這些專業(yè)人才也要具備“找茬”的能力,在日常的訓(xùn)練中,能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的不足,即時和軟件開發(fā)人員進(jìn)行溝通,輔助開發(fā)人員進(jìn)行針對性的修正。高校要對數(shù)字化體能復(fù)合型人才設(shè)立獎勵制度,好的待遇才能讓專業(yè)人才心無旁騖地進(jìn)行科研和日常運(yùn)動訓(xùn)練工作。

4.4 促進(jìn)數(shù)字化體能的科學(xué)研究

數(shù)字化體能的軟硬件的開發(fā)需要參考一線教練員和高校運(yùn)動員的意見。高校應(yīng)用數(shù)字化體能具有強(qiáng)大的優(yōu)勢,大學(xué)生和體育教師能夠準(zhǔn)確地將個人需求和系統(tǒng)存在的問題描述出來,并能及時反饋給科研人員。科研人員根據(jù)反饋的問題,能夠清楚了解器材設(shè)備或者軟件上的算法錯誤和缺陷,第一時間進(jìn)行改正。數(shù)字化體能訓(xùn)練可以通過智能算法根據(jù)學(xué)生的個性化需求制訂專業(yè)的訓(xùn)練方案,在進(jìn)行一段時間的訓(xùn)練后,系統(tǒng)給出評估效果,同時給運(yùn)動員和教練員指出訓(xùn)練方案中存在的問題,協(xié)助科研人員修正智能算法中的不足,使科研和訓(xùn)練能夠有機(jī)地融合起來,為高校運(yùn)動員的運(yùn)動訓(xùn)練服務(wù),全面提升運(yùn)動訓(xùn)練的效果。

結(jié)語

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),雖然很多高校的數(shù)字化體能應(yīng)用在運(yùn)動訓(xùn)練中還處于探索階段,但是仍為高校運(yùn)動員的運(yùn)動訓(xùn)練帶來了很大的便利和好處。高校應(yīng)該從多方面入手,正確認(rèn)識數(shù)字化體能,加大資金投入,購入先進(jìn)的數(shù)字化體能器材和設(shè)備,引進(jìn)和培養(yǎng)數(shù)字化體能專業(yè)人才,為高校運(yùn)動員制訂可行的個性化訓(xùn)練方案,讓數(shù)字化體能服務(wù)于運(yùn)動訓(xùn)練,全面提升高校運(yùn)動員的訓(xùn)練效果。數(shù)字化時代的到來,高校的運(yùn)動訓(xùn)練也進(jìn)入一個全新的時代,運(yùn)動訓(xùn)練的遠(yuǎn)程監(jiān)控、可視性、實時性和動作的精準(zhǔn)性都將實現(xiàn),可以有效地為我國高校的運(yùn)動訓(xùn)練提供更加科學(xué)和精細(xì)的服務(wù)。