大數(shù)據(jù)下體育科學研究思維變革分析

摘要：大數(shù)據(jù)時代的到來，不僅使體育科研工作在技術水平上發(fā)生了改變，而且使人們的思想方法發(fā)生了翻天覆地的、深遠的改變?？v觀歷史上伴隨著科技變革而產(chǎn)生的運動學科革新，中國的運動科研完全是一個“學習”過程。在以云技術和信息技術為代表的大數(shù)據(jù)環(huán)境下，中國處于與全球最接近的位置，并且在某些技術方面具備了引領和突破的潛力。這對于中國的體育科研事業(yè)來說，是一次難得的機遇，可以說是一次彌合與國際的距離，甚至是一次趕超的難得機遇。大數(shù)據(jù)環(huán)境的到來，給體育科研工作帶來了新的機遇。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)" 變革" 體育科學

前言

在信息化的今天，我國的體育科研工作者要與時俱進，積極應對新形勢，改變自己的科研思路。在做問卷時，我們應該用一般的思想來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的隨機抽樣調查，對于一般的結構性資料，我們應該以非結構性的觀點來對待，而且要有足夠的抗干擾力。另外，在大量的運動實踐中，要善于發(fā)現(xiàn)新的有價值的課題，主動尋求產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。在“大數(shù)據(jù)”時代背景下，將“大數(shù)據(jù)”相融合，這將會對我們國家的體育事業(yè)起到很大的推動作用。

1、大數(shù)據(jù)時代的起源及在體育領域的發(fā)展

“大數(shù)據(jù)”這一術語是從2012年開始被人們所關注的，它源于互聯(lián)網(wǎng)上海量數(shù)據(jù)的爆發(fā)，伴隨著與之有關的技術創(chuàng)新，隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)無處不在，從某種意義上說，運動只是一個數(shù)字的集合。從科研角度看，運動是一個比較好的選擇，同時，也是最適宜的實驗項目。自1994年以來，IBM一直致力于將大數(shù)據(jù)的運用與運動的研究相結合。利用數(shù)據(jù)分析和人工智能技術，可以從實際的運動中獲取海量的運動數(shù)據(jù)，并發(fā)掘出新的運動模式和運動規(guī)律。中國科學院院士李國杰認為，雖然大數(shù)據(jù)的重要作用得到了廣泛認可，但其學術意義卻沒有得到足夠重視。事實上，當我們轉變對大數(shù)據(jù)的研究思維時，我們將逐步加深對大數(shù)據(jù)的理解，在此基礎上，更好地利用大數(shù)據(jù)進行科學研究。

2、大數(shù)據(jù)環(huán)境下的體育科研新范式

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，我國體育科學的科學研究思路發(fā)生了重大變化，表現(xiàn)為基于新課題的科學研究方法的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的“體育學”從現(xiàn)實生活中的問題入手，探討其與被研究的客體之間的聯(lián)系和整體表達。由于數(shù)據(jù)的匱乏，在做這些研究的時候，很多時候也只能用到一些理論性的方式。在此基礎上，為研究人員選擇相關的研究對象，以及收集相關的資料，對它們之間的聯(lián)系進行分析，并對有關的問題進行論證，如果不一致，就反復實驗，直到最后得到一個結果。這種設計模式會造成研究的速度比較慢，而且還會被一些偏頗的因素所左右，從而很可能會產(chǎn)生一些失誤。然而，在“大數(shù)據(jù)”背景下，新的運動科研模式卻是建立在現(xiàn)有關聯(lián)和前因后果基礎上的，在大數(shù)據(jù)中，對其進行相關性的研究是其關鍵所在，也是其發(fā)展趨勢的預測。在“關聯(lián)性”中尋找新問題，在“大數(shù)據(jù)”背景下，各學科間的關聯(lián)性被挖掘出來，為相關問題的解決提供了新的機會和新的挑戰(zhàn)。這些關系的發(fā)現(xiàn)，給研究者帶來了新的探索思路，由于各個學科中的知識是互相聯(lián)系的，所以，需要一個更完整的知識系統(tǒng)。

2.1、小數(shù)據(jù)時代體育科學研究的范式——基于研究假設的因果研究

在“小資料”時代，我國的體育科研往往是從實際問題入手，來尋求與之有關的課題，對因果性問題的探討，以假設為出發(fā)點是有其歷史淵源的。在大數(shù)據(jù)時代之前，因為數(shù)據(jù)稀缺，因此，能夠搜集到的資料很少，一般情況下，人們會使用一些基于理論的假定，來引導研究者選擇合適的研究對象；其次，通過與之有關的數(shù)據(jù)進行相關性的研究來判斷此項研究是否適用于此項研究。實在不行的話，就重新試驗一遍，研究者們不斷地測試著這個假說，并通過這個假說來證實。然而，這種方式很難促進科研的發(fā)展，而且，科學研究的結果也會受到個體或者小組的偏愛所影響，從而導致科學研究在構建假設、檢驗假設，以及選擇研究對象等過程中出現(xiàn)偏差。

2.2、大數(shù)據(jù)時代體育科學研究的新范式——基于已知相關的因果研究

在大數(shù)據(jù)研究中，其核心在于數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性，對其進行預測，在實際運作中，它屬于一種數(shù)據(jù)關系。只有將事情聯(lián)系起來，才能找到事物內在的規(guī)律。此外，在實際中，單一化的運動現(xiàn)象已不再存在，比如，運動的社會學、心理學。根據(jù)麻省理工學院關于美國職業(yè)棒球聯(lián)賽11896場比賽的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，在比賽中，“暫?！笔菦]有任何用處的，還不如多看看天氣情況，在對其進行的綜合研究中，我們可以看出，兩者間存在著一種非線性的聯(lián)系，這種聯(lián)系并不只是呈線性，而是十分復雜的。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，新的分析方法、新的思維方式都會給體育科學的研究產(chǎn)生了一定的影響，并且因此產(chǎn)生了新的方向與思路，使得人們可以更好地認識到很多過去不能認識到的運動規(guī)律。

3、大數(shù)據(jù)時代為體育科學研究提供了新場域

3.1、大數(shù)據(jù)時代體育科學研究對象的轉變：隨機到總體

（1）隨機抽樣在小數(shù)據(jù)時代是體育科研的必由之路。

由于“微資料”時代的限制，其記錄、保存和分析手段都受到了限制，目前的研究大多局限于小量的研究，要想讓實驗更簡便、更切實可行，就需要在實驗中考慮如何選取合適的實驗樣本，所以采樣成為科學實驗中不可回避的問題。在各種采樣方式中，以隨機采樣方式最好。隨機采樣是指每個單位都有一個已知且不為零的概率的采樣方式。通常，采樣數(shù)量越多，采樣質量越低，這是由于當樣本量增加到一定程度以后，新樣本量所能表現(xiàn)出的特征就會逐漸減少，正如經(jīng)濟學中的邊際效應逐漸減少那樣。例如，在國家體育普查時，采取事先制定好的抽樣調查方案，只從總體中抽取一部分樣本。雖然目前國際上采用的是隨機取樣法，但是它也有一個不容忽視的缺點，就是難以實現(xiàn)絕對的隨機取樣，抽樣工作要公正，不能有絲毫的主觀性。另外，在樣品的情況比較復雜的情況下，要獲得最優(yōu)樣品也比較困難，至于通過隨機取樣獲得所有樣本的特征，更是一種奢望，另外，對于多種情況下的調查，采用隨機抽樣法是行不通的。因為采樣率出現(xiàn)了一個隨機誤差，所以可以通過更多的數(shù)據(jù)進行更多的分割來獲得更好的效果。在對體育社會學的調查中，所收集到的資料往往是以問卷調查的方式，而所收集到的資料往往缺乏時空連續(xù)性。因此，他們的猜測推斷，都受到了一定的局限。

（2）“信息技術”與“國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”的提出，為體育科研中的全面性研究提供了可能性。

在當下的社會里，隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國對體育科研工作的認識已由“隨意性”走向“全局性”。在小數(shù)據(jù)時代，對中國的體育科研工作進行了大量的調查和分析。受試驗條件的制約，科研試驗主要采取小樣本、數(shù)據(jù)權衡和隨機抽樣等方式。盡管采用隨機采樣法，但其局限性較大，很難實現(xiàn)絕對的隨機化，而且，當情況比較復雜時，要獲得最優(yōu)的樣品是比較困難的。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，基于數(shù)據(jù)獲取渠道的技術創(chuàng)新與大數(shù)據(jù)策略的執(zhí)行，為我國體育科學研究的發(fā)展奠定了技術基礎與制度保證。隨著信息技術的飛速發(fā)展，各種新型的技術手段應運而生，例如，在2013年，“可穿戴”裝置的出現(xiàn)，使人們能夠更大范圍地記錄和分析人體的動作、位置以及生理信息。隨著新技術的不斷進步，人們對輿論、社會心理等方面的研究也越來越關注。美國StatsLLC公司于2013年9月完成了2013-2014年度NBA所有賽事的人體追蹤，這個計劃對SporsVU游戲跟蹤技術進行了利用，不僅可以以此來追蹤玩家的速度，還可以以此來追蹤游戲玩家之間的距離。獲取的信息全部來自游戲玩家的真實生活狀況，沒有“噪音”的影響，無需再去關注游戲玩家的主觀偏好，與此同時，日益多樣化的信息采集方式，促使“大數(shù)據(jù)”的產(chǎn)生和發(fā)展。美國在2012年3月公布了“大數(shù)據(jù)研究與開發(fā)項目”，并組建了相關的領導小組，將美國的大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略推向了一個新的高度。歐洲聯(lián)盟于2011年公布了一份資料，可以預測，在全世界都在積極推進大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的同時，大數(shù)據(jù)將會在我們國家的信息化進程中起到至關重要的作用。

通過對“大數(shù)據(jù)”的研究，為我國體育科學研究工作的深入開展，奠定了基礎。而體育院系基于整體性的研究，在實踐中取得了顯著的成績。就拿芝加哥大學的一位經(jīng)濟學者史蒂夫列維特來說吧，他曾就日本“相撲”比賽中的違規(guī)操作問題展開過一次研究。他分析了最近64000個相撲記錄。經(jīng)過一系列的檢查，最終得出結論：其中，雖有幾次違規(guī)，但卻沒有一次是針對公眾最關心的比賽。歐洲冠軍杯同樣存在著被操縱的風險，但是數(shù)據(jù)顯示，在那些排名靠后的球隊中，糟糕的表現(xiàn)要比排名靠前的球隊好得多。這是由于相撲運動本身所具有的非對稱性所致，當一次競賽的結果在某一方面很重要，而在另一方面，那就是違規(guī)操作了。但若是被隨機抽中，恐怕就沒有這樣的機會了。

3.2、大數(shù)據(jù)時代體育科學研究數(shù)據(jù)類型的轉變：結構型到非結構型

（1）在“小資料”時代下，體育科研中結構型數(shù)據(jù)的準確性。

在這個信息貧乏的年代，對科研工作的基本要求就是要確?？蒲械馁|量，因為采集到的資料非常有限，準確性就成了這個“小資料”年代里最重要的一環(huán)。在很多研究中，為了使問卷的數(shù)據(jù)更準確，研究者通常會著重于改進問卷的測試手段。另外，為降低研究成本而采用隨機采樣方法，同時，對檢測精度的要求也越來越高。這是因為研究所收集到的資料十分有限，所以其準確性也是有限的。任何一個數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，都會對最后的結果造成很大的影響。但是，在現(xiàn)實生活中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些錯誤，即錯誤的防范與規(guī)避。為減少抽樣誤差，研究者們采取多種方式進行抽樣。比如，為保證實驗結果的準確性，相關人員經(jīng)常要對實驗樣本進行檢測，以此來判斷樣本是否有系統(tǒng)錯誤，這無疑是一項耗時耗力的工作，也是一項難以實現(xiàn)的工作。

（2）大數(shù)據(jù)時代體育科研中非結構化數(shù)據(jù)的混亂與包容。

大數(shù)據(jù)時代的到來，對于數(shù)據(jù)精度的要求越來越低。隨著容錯性的降低，研究所能夠收集到的資料越來越多，也就意味著他們能夠得到更多的資料。雖然大數(shù)據(jù)與小數(shù)據(jù)相比沒有什么優(yōu)勢可言，但大數(shù)據(jù)可以產(chǎn)生更好的效果。因為數(shù)據(jù)的種類繁多，所以所得數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出一種混亂的狀況，其中最重要的原因就是觀測視角、觀測儀器等方面的不同，造成數(shù)據(jù)的復雜性。另外，不統(tǒng)一的格式、抽取和操作的資料也會引起混淆。然而，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，科研工作者在獲得大量數(shù)據(jù)的同時，也常常忽略單個數(shù)據(jù)的正確性。在體育科研中，數(shù)據(jù)往往被胡亂拼接，例如，將一些運動圖像數(shù)據(jù)和一些生理數(shù)據(jù)混合在一起。為了讓電腦識別這些圖片，我們要給所有的圖片貼上不同的標簽，而且所有圖片的分類準則都是一樣的，但是它給了我們一個更深入、更廣泛的搜尋方法。所以，在這個大數(shù)據(jù)的時代，“混亂”就成了體育科研工作的一種常態(tài)。此外，在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中，還有一個問題是預先設定好的順序格式，這是一份完整的數(shù)據(jù)庫。但是，在大數(shù)據(jù)時代下，該數(shù)據(jù)庫無需預先建立，其數(shù)據(jù)結構具有多樣性。隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，非結構化數(shù)據(jù)庫突破了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的時空一致性需求，并將其應用到“對整個樣本的無窮逼近”中。當然，最關鍵的還是要看它的品質。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，對數(shù)據(jù)進行分析，既可以保證數(shù)據(jù)的真實性，又可以保證數(shù)據(jù)的正確性。通過多種途徑，多角度、多渠道地對受試者進行觀察收集與發(fā)掘數(shù)據(jù)，有助于研究者對運動客觀規(guī)律的認識。

4、大數(shù)據(jù)時代體育科學研究思維的發(fā)展

4.1、研究主題的分門別類與綜合性開發(fā)

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，體育學科的學術觀念和學術激情被激發(fā)到了極致。它由單一的、片面的發(fā)展模式向全方位的、多樣化的發(fā)展模式轉變，能夠很好地解決當前我國體育發(fā)展中存在的問題。多種學科的相互滲透，極大地促進了運動科學的發(fā)展，這其中不僅包含了運動科學與行為科學，還包含了產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學，以及社會心理學。體育科研是我國體育領域中的一個重大課題，其中也包含了較多的內容，不僅具有人才培養(yǎng)優(yōu)化與體育管理經(jīng)營課題，還包含了體育研究課題等相關的內容，這些內容都對體育科學研究提出了更高層次的發(fā)展趨勢，提高了學生的綜合素質和學生之間的差異性，是目前我國高校學生體育教育發(fā)展的一個主要方向。

4.2、研究方法的多元化與綜合開發(fā)

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，我國體育科學研究的思維方式也隨之發(fā)生了變化，科學研究的步伐也隨之加快。以邵偉德等人為例，通過對其所采用的運動科學的研究方式的分析，得出結論：運動科學的研究方式以運動訓練為主，通過運用先進的技術方法，如：三維成像技術，可以使運動科學的科學性得到極大的提高，從而提高其科研水平。國內的體育科學研究正在逐漸走向多學科交叉，不同的研究方式之間存在著相互移植、相互滲透和融合的現(xiàn)象，使得體育學科的研究方法在大數(shù)據(jù)背景下也呈現(xiàn)出復雜性和多樣性。目前，在我國高校體育科研工作中，僅采用單一化的方法是很難解決問題的，必須采用綜合的方法。比如，在體育科研工作中，利用數(shù)學方法對有關數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，提高科研工作的準確性和科學性。在大數(shù)據(jù)的背景下，科學知識和方法的邊界變得更加明顯。多學科、多手段地相互結合，提高了體育科學的科研價值，也使得它的科研手段更加多元化、更加全面。

4.3、研究思維創(chuàng)造性與全面性發(fā)展

大學體育研究者要適應時代發(fā)展的潮流，運用大數(shù)據(jù)技術，改變傳統(tǒng)的體育學科的研究方式，運用現(xiàn)代化的、綜合性的科學思維與方法，對體育科學進行革新。高校體育研究是一門嶄新的科學，要進行改革，就需要打破原有的思考方式，近年來的一些調查結果顯示，在信息時代，體育人的思想從封閉走向全面開放和創(chuàng)新，其是一種改變。在這些內容中，不僅包括了立體思維和系統(tǒng)思維，還包括了想象思維，以及直覺思維等，被普遍地運用在了競技體育科學思維的改革進程之中，從而對競技體育科學思維的發(fā)展進行了全方位、深入地推進，由此體現(xiàn)出，在選取體育科學問題上的獨特性、創(chuàng)造型，以及科學性。

5、體育事業(yè)在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的發(fā)展

當前，我國對于大數(shù)據(jù)的開發(fā)還處于探索階段，關于它在體育領域的應用更是一片空白。未來的發(fā)展任重而道遠，需要在實際工作中不斷改進。目前，我國的體育運動在大數(shù)據(jù)背景下，正面臨著三個問題。第一，是關于個人隱私的新規(guī)定。大數(shù)據(jù)既有有利的一面，也有不利的一面，其對大學體育教學產(chǎn)生了極大的影響，不僅帶來了科學、高效，但也隨之帶來了大量用戶信息的泄漏和對用戶個人隱私的侵害。隨著“大數(shù)據(jù)”時代的到來，人們的隱私、家世等都成了“公共機密”，并由此產(chǎn)生了一系列相關的問題。在保障信息安全的前提下，在不侵害用戶隱私的情況下，如何更好地對其進行深度、高效的挖掘，是當前待解決的問題；第二，是對科技工作者的一種考驗，大數(shù)據(jù)指的是海量、復雜的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須有一定的技術支持，否則，它就只是一堆數(shù)據(jù)，沒有任何價值；第三，如何儲存數(shù)據(jù)，如何挖掘數(shù)據(jù)，如何分析數(shù)據(jù)，這也是一個需要解決的問題。只是，我國在這方面的技術還不完善，許多地方的教育部門缺乏大數(shù)據(jù)的支撐，也沒有構建起學校的信息系統(tǒng)和教學平臺。所以，從對這些數(shù)據(jù)的認識到對它們的理解，再到對它們的應用，都是一個漫長的過程。然而，我們國家雖是“人才大國”，卻缺乏對大數(shù)據(jù)的理解和運用。

6、體育科學研究思維方式的變革

第一，由于記錄、存儲和分析手段的限制，在小數(shù)據(jù)時期，隨機采樣已是一種歷史必經(jīng)之路，而伴隨著IT技術的發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)策略的推行，則為整體化的分析提供了可能性。因而，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，體育科研的目標將從“隨機”轉向“整體”；

第二，在小數(shù)據(jù)時代，因為樣本的數(shù)目和數(shù)據(jù)的構造，所以對每一個數(shù)據(jù)都是盡可能的準確，而在大數(shù)據(jù)時代，這種情況下，對于數(shù)據(jù)的需求就變得越來越復雜和寬泛。而非結構化的資料形態(tài)，則可以讓研究者更好地掌握被試的總體情況，捕捉到每個具體的細節(jié)；

第三，在大數(shù)據(jù)的背景下，由于在實際應用中，更多的東西之間存在著關聯(lián)性，這就給體育科研帶來了一種新的科研范式：從眾多的關聯(lián)中尋找新的科研主題。在即將到來的大數(shù)據(jù)時代中，體育科研人員必須主動地與之相匹配，主動地與之融合，改變自己的科學研究思路。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，其對我國產(chǎn)生了極大地影響，而這也將開辟一個新的時代。當前，大數(shù)據(jù)技術在體育科學研究中的運用將更加廣泛，隨著二者的不斷融合，這一定會極大地推動我國的體育事業(yè)，讓它在快速發(fā)展過程中前進。

7、結束語

綜上所述，隨著科技的迅猛發(fā)展，高校體育科研工作者必須主動與之相匹配，轉變科研思維，不斷提高科研水平。思想上的轉變要求把隨機抽樣改為總體抽樣，把非結構性資料改為結構性資料，并且能夠從運動事件中發(fā)掘出與運動事件有關的、新穎的主題，為使我國的體育科研走出一條新的道路，在信息化進程中，要實現(xiàn)體育科研思維的綜合性、多元化。

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