孫 健,何家欣,閆琪

(1.廣州體育學(xué)院，廣東 廣州 510500；2.國(guó)家體育總局 體育科學(xué)研究所，北京 100061)

當(dāng)前，體能訓(xùn)練已成為實(shí)施全民健身計(jì)劃和促進(jìn)競(jìng)技體育發(fā)展的重要研究熱點(diǎn)。隨著科技進(jìn)步和多學(xué)科交叉融合，體能訓(xùn)練科學(xué)化水平快速提高。體育院校作為培養(yǎng)各類體育專門人才的重要途徑和重要基地，為我國(guó)體能訓(xùn)練的研究與實(shí)踐提供了人才支撐和科技后援。專項(xiàng)體能是體能訓(xùn)練的重要研究領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨, 體能訓(xùn)練領(lǐng)域中數(shù)據(jù)信息與訓(xùn)練決策之間的關(guān)系越來越緊密，正逐漸從“由直覺和經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)決策”“以數(shù)據(jù)為中心的決策”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策”的發(fā)展方式轉(zhuǎn)變[1]。針對(duì)專項(xiàng)體能訓(xùn)練的評(píng)測(cè)、監(jiān)控、方案實(shí)施與修正的數(shù)據(jù)采集、篩選、分析、管理，將為訓(xùn)練決策提供有效支持，對(duì)加速我國(guó)體能訓(xùn)練科學(xué)化水平以及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐和全民健身領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)挖掘以及正態(tài)云模型的建立，為云計(jì)算、AI與體育的結(jié)合，提供數(shù)據(jù)支撐和應(yīng)用場(chǎng)景。

1 專項(xiàng)體能訓(xùn)練的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 專項(xiàng)體能訓(xùn)練的界定和趨勢(shì)

在競(jìng)技體育訓(xùn)練中體能一般由于訓(xùn)練任務(wù)與目的的不同，劃分為基礎(chǔ)體能和專項(xiàng)體能?；A(chǔ)體能是專項(xiàng)體能的基礎(chǔ)和支撐，是完成非專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來的運(yùn)動(dòng)能力，同時(shí)也是專項(xiàng)體能水平的基礎(chǔ)與保障。專項(xiàng)體能是某一特定運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目為有效完成專項(xiàng)技戰(zhàn)術(shù)以及提高競(jìng)技能力所需要的能力。專項(xiàng)體能水平的提高不僅有助于承受訓(xùn)練和比賽中更多的負(fù)荷，同時(shí)能夠彌補(bǔ)技術(shù)的欠缺。隨著競(jìng)技體育訓(xùn)練科學(xué)化、精細(xì)化的發(fā)展，依據(jù)不同項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特征進(jìn)行相適應(yīng)的體能訓(xùn)練，已成為當(dāng)前競(jìng)技體育中體能訓(xùn)練的趨勢(shì)。

以體能訓(xùn)練為切入點(diǎn)的系統(tǒng)訓(xùn)練體系、理念、方法，以及核心力量訓(xùn)練、功能性訓(xùn)練、Plyometrics、CrossFit、INT、數(shù)字化體能訓(xùn)練等手段、儀器應(yīng)用于高水平運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練實(shí)踐當(dāng)中，并通過評(píng)測(cè)手段的科學(xué)化、訓(xùn)練手段的系統(tǒng)化使針對(duì)性、個(gè)性化的訓(xùn)練方案得以有效實(shí)施。同時(shí)，與運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)緊密結(jié)合的體能訓(xùn)練內(nèi)容的定向化、訓(xùn)練負(fù)荷的定量化和訓(xùn)練過程實(shí)施的個(gè)體化，促進(jìn)了專項(xiàng)體能訓(xùn)練理論體系、訓(xùn)練理念及方法應(yīng)用的提升。尤其以數(shù)據(jù)呈現(xiàn)驅(qū)動(dòng)決策的體能訓(xùn)練實(shí)踐趨向，不僅在建立體能訓(xùn)練數(shù)據(jù)管理平臺(tái)方面，而且在實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能力狀態(tài)評(píng)估、訓(xùn)練質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控、關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集、訓(xùn)練信息分析等方面加速了體能訓(xùn)練科學(xué)化的程度。

1.2 體育院校體能訓(xùn)練的人才培養(yǎng)和關(guān)注領(lǐng)域

我國(guó)從體育大國(guó)向體育強(qiáng)國(guó)的邁進(jìn)中，體育院校在人才支撐和科技后援上發(fā)揮了重要作用。隨著健康中國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施，體能訓(xùn)練不僅在競(jìng)技體育中發(fā)揮重要作用，對(duì)群眾體育、全民健身的影響也日益凸顯。2004年北京體育大學(xué)設(shè)立體能訓(xùn)練方向作為高校體能訓(xùn)練人才培養(yǎng)的開端，2018年以來全國(guó)先后6所體育院校相繼開設(shè)了體能訓(xùn)練專業(yè)，多所體育院校成立了體能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室或體能訓(xùn)練研究中心。體能訓(xùn)練已成為當(dāng)前體育院校圍繞著學(xué)科及專業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。隨著體能訓(xùn)練研究與實(shí)踐的深入，以及可視、即時(shí)、便攜的儀器設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用，體育院?？蒲腥藛T以及教練員在訓(xùn)練實(shí)踐中已針對(duì)機(jī)體能力的評(píng)估、疲勞監(jiān)控與診斷、訓(xùn)練效益的把控等方面進(jìn)行了大量的研究與討論，一些研究成果不僅應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐和全民健身領(lǐng)域，更通過數(shù)據(jù)挖掘?yàn)锳I、大系統(tǒng)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐和建模方案。

2 體育院校專項(xiàng)體能訓(xùn)練研究亟待加強(qiáng)

我國(guó)體育院校高水平運(yùn)動(dòng)員在世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)、全國(guó)大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)等比賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。體能訓(xùn)練作為提升體育院校高水平學(xué)生運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)競(jìng)技能力水平的重要環(huán)節(jié)，隨著體能訓(xùn)練個(gè)性化、精細(xì)化、專項(xiàng)化研究的深入，以及多學(xué)科的參與，體能訓(xùn)練在預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷、延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)壽命、提高訓(xùn)練效果、保持競(jìng)技能力等方面發(fā)揮了重要作用。

目前，體育院校高水平運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練整體實(shí)踐與應(yīng)用水平還有待提高與加強(qiáng)。專項(xiàng)體能訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)科學(xué)和訓(xùn)練實(shí)踐割裂的問題依然存在，由于體育院?！皩W(xué)科”與“術(shù)科”教師的劃分，使多學(xué)科交叉融合的人才優(yōu)勢(shì)沒有得到充分體現(xiàn)。尤其針對(duì)體育院校學(xué)生運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行的專項(xiàng)體能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)和實(shí)證研究較為薄弱。在深刻把握專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力與比賽表現(xiàn)特征基礎(chǔ)之上，開展長(zhǎng)期跟蹤、個(gè)性化的體能研究尚不多見，為我國(guó)高水平體能訓(xùn)練研究成果的貢獻(xiàn)率較低。因此，界定與理解高水平運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力與比賽表現(xiàn)特征，及時(shí)更新專項(xiàng)體能訓(xùn)練的理念和完善體能訓(xùn)練方法、手段和儀器設(shè)備，加大高水平運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)體能訓(xùn)練的跨學(xué)科交叉性科學(xué)研究及成果的應(yīng)用，是我國(guó)體育院校體能訓(xùn)練科研人員應(yīng)該肩負(fù)的科技助力責(zé)任。

3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策是實(shí)現(xiàn)體能訓(xùn)練科學(xué)化的有效途徑

多學(xué)科的滲透和高科技的介入使體能訓(xùn)練科學(xué)化水平不斷提高，在訓(xùn)練實(shí)踐過程中對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，不僅協(xié)助體能訓(xùn)練的指導(dǎo)者與參與者優(yōu)化訓(xùn)練實(shí)踐過程中方案與效果，而且使各類數(shù)據(jù)信息與訓(xùn)練決策之間的關(guān)系越來越緊密，把訓(xùn)練實(shí)踐從“由直覺和經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)決策”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策”的發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力初始狀態(tài)向目標(biāo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。

2016年北京市體育科學(xué)研究所建立 “數(shù)字化體能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室”以來，國(guó)家體育總局訓(xùn)練局、各體育院校以及省、市體育科學(xué)研究所相繼成立體能訓(xùn)練中心或建立實(shí)驗(yàn)室，圍繞體能評(píng)測(cè)、訓(xùn)練實(shí)時(shí)監(jiān)控、專項(xiàng)體能訓(xùn)練、個(gè)性化訓(xùn)練方案制訂與跟蹤等方面，通過數(shù)字化訓(xùn)練儀器設(shè)備的引進(jìn)、開發(fā)與應(yīng)用，基于數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘的體能訓(xùn)練進(jìn)行了研究和實(shí)踐，為體能訓(xùn)練過程中數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策和雙向調(diào)控提供了依據(jù)。

3.1 專項(xiàng)體能訓(xùn)練評(píng)測(cè)的數(shù)據(jù)化

專項(xiàng)體能評(píng)測(cè)是圍繞著專項(xiàng)的技術(shù)動(dòng)作結(jié)構(gòu)、能量代謝特點(diǎn)和肌肉神經(jīng)系統(tǒng)的功能等方面在基礎(chǔ)體能評(píng)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行遞進(jìn)，是依據(jù)不同的專項(xiàng)側(cè)重點(diǎn)與涵蓋的指標(biāo)不同，對(duì)運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行分析與診斷，為體能訓(xùn)練評(píng)估提供依據(jù)。專項(xiàng)體能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是與專項(xiàng)緊密結(jié)合。我國(guó)體能訓(xùn)練的專家與學(xué)者結(jié)合國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究成果，針對(duì)專項(xiàng)體能評(píng)測(cè)進(jìn)行了大量的研究，例如采用Smartjump 跳墊對(duì)下肢爆發(fā)力進(jìn)行評(píng)估；反應(yīng)式動(dòng)作速度可借助于Fitlight Trainer反應(yīng)燈系統(tǒng)；Gymaware力量功率測(cè)試系統(tǒng)可針對(duì)上肢推/拉以及下肢蹬伸爆發(fā)力及1RM的評(píng)估進(jìn)行反饋；Smartspeed速度靈敏測(cè)試系統(tǒng)在速度和Y、T型跑/折線跑等靈敏評(píng)估中具有較好效果；Highermed運(yùn)動(dòng)心肺功能測(cè)試系統(tǒng)可對(duì)最大攝氧量及無氧能力進(jìn)行有效評(píng)價(jià)；三維地面測(cè)力跑道可對(duì)速度和力量的專項(xiàng)能力進(jìn)行評(píng)測(cè)。

專項(xiàng)體能訓(xùn)練測(cè)評(píng)是運(yùn)動(dòng)員提高競(jìng)技能力的重要保障，是體能教練員或研究人員掌握運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練或比賽中表現(xiàn)出的外在運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制與內(nèi)在的人體生物學(xué)機(jī)制的綜合評(píng)價(jià)，結(jié)合不同項(xiàng)目特征和運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力結(jié)構(gòu)和成功參賽的需求，從而對(duì)運(yùn)動(dòng)員不同訓(xùn)練階段進(jìn)行起始狀態(tài)的個(gè)性化診斷，確保運(yùn)動(dòng)員體能薄弱環(huán)節(jié)的診斷更為精確。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，精準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化的評(píng)測(cè)尤為重要。數(shù)字化體能訓(xùn)練是基于體能評(píng)估數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)，在訓(xùn)練過程有數(shù)據(jù)跟蹤與實(shí)時(shí)反饋和獲取的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整訓(xùn)練過程，且長(zhǎng)期跟蹤、積累的有效數(shù)據(jù)形成運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)其狀態(tài)、訓(xùn)練質(zhì)量、體能發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)估(訓(xùn)練=評(píng)估)，通過同一項(xiàng)目形成的有效數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行個(gè)體化分析、橫向比較，對(duì)于選材、評(píng)估不同運(yùn)動(dòng)員體能特征有重要意義以及為教練員訓(xùn)練的系統(tǒng)決策提供重要依據(jù)。

3．2 專項(xiàng)體能訓(xùn)練過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)化

“專項(xiàng)體能訓(xùn)練”是帶有明顯專項(xiàng)特征、對(duì)專項(xiàng)競(jìng)技能力有直接促進(jìn)作用的體能訓(xùn)練方法，數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)專項(xiàng)體能訓(xùn)練過程中數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如摔跤項(xiàng)目更加突出3～6min極限強(qiáng)度與高強(qiáng)度的間歇訓(xùn)練，通過高強(qiáng)度心率區(qū)、完成功率來實(shí)施即時(shí)監(jiān)控；Plyometrics訓(xùn)練是田徑短跨項(xiàng)目非常重要的專項(xiàng)體能訓(xùn)練方法之一，訓(xùn)練過程中重點(diǎn)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員完成動(dòng)作時(shí)的觸地時(shí)間(低于0.18s)才會(huì)獲得更好的訓(xùn)練效果等[2]。當(dāng)前各類先進(jìn)儀器設(shè)備與信息化訓(xùn)練平臺(tái)的建立，促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)員個(gè)體信息的數(shù)據(jù)檔案與實(shí)時(shí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的交互。例如立足于神經(jīng)肌肉控制的動(dòng)態(tài)平衡臺(tái)(Reaxing)，基于速度的力量訓(xùn)練(VBT)傳感器、運(yùn)動(dòng)感知訓(xùn)練頻閃眼鏡、Omegawave競(jìng)技狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)、SmartSpeed光電速度與靈敏性訓(xùn)練系統(tǒng)、BSstrong 血流阻斷加壓抗阻訓(xùn)練帶、監(jiān)控有氧耐力的智能穿戴設(shè)備、基于衛(wèi)星定位技術(shù)的Catapult運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)虛擬模擬器等等。通過應(yīng)用多種先進(jìn)的體能訓(xùn)練設(shè)備和Smartabase大數(shù)據(jù)訓(xùn)練平臺(tái)，使教練員和科研人員針對(duì)體能訓(xùn)練,建立數(shù)據(jù)搜集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)并可視化分析的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，對(duì)體能訓(xùn)練質(zhì)量進(jìn)行精確的量化分析和評(píng)價(jià)，根據(jù)不同訓(xùn)練階段的監(jiān)控結(jié)果提出優(yōu)化運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)能力的訓(xùn)練方案，并對(duì)優(yōu)化方案的訓(xùn)練效果進(jìn)行監(jiān)控，促進(jìn)體能訓(xùn)練從數(shù)據(jù)到信息的轉(zhuǎn)化。

3．3 專項(xiàng)體能訓(xùn)練方案實(shí)施與修正的數(shù)據(jù)化

自計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于體能訓(xùn)練實(shí)踐以來，以信息化技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來驅(qū)動(dòng)決策的努力就已開始[8]。體能訓(xùn)練過程中，相比于本能、假設(shè)或經(jīng)驗(yàn)而做出的決策，基于實(shí)踐事實(shí)的決策更可靠。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，體能訓(xùn)練主導(dǎo)者能夠判斷運(yùn)動(dòng)員個(gè)體體能發(fā)展及變化趨勢(shì)，推動(dòng)體能訓(xùn)練解決方案的創(chuàng)新。

近年來，體能訓(xùn)練的科研人員一直在強(qiáng)調(diào)訓(xùn)練實(shí)踐過程中數(shù)據(jù)的價(jià)值。個(gè)性化、精準(zhǔn)化的訓(xùn)練方案實(shí)施離不開運(yùn)動(dòng)員各時(shí)期體能評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)的收集與分析并進(jìn)行檔案化管理；基于訓(xùn)練過程中的各類數(shù)據(jù)分析的信息化訓(xùn)練平臺(tái)，對(duì)專項(xiàng)體能訓(xùn)練過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠及時(shí)檢驗(yàn)、反饋訓(xùn)練的質(zhì)量、效果和個(gè)體狀態(tài)，進(jìn)而做出針對(duì)性調(diào)整。隨著科技融合的加快，先進(jìn)的儀器、設(shè)備以及訓(xùn)練平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)分析越來越強(qiáng)大，能夠即時(shí)提取出反映對(duì)象真實(shí)的狀態(tài)信息，使體能訓(xùn)練的實(shí)踐過程得到不斷實(shí)施與修正，教練員、科研人員不僅提高了專項(xiàng)體能訓(xùn)練效果，而且對(duì)運(yùn)動(dòng)員個(gè)體運(yùn)動(dòng)能力狀態(tài)發(fā)展水平有了清晰的認(rèn)識(shí)。

4 結(jié)語

體能訓(xùn)練已然成為涉及多學(xué)科交叉融合的研究領(lǐng)域，體育院校多學(xué)科專業(yè)師資和研究人員的人才優(yōu)勢(shì)得到了突顯，具備條件建立基于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)評(píng)估、數(shù)據(jù)平臺(tái)分析的研究團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，體育院校眾多專項(xiàng)的高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)也為進(jìn)行專項(xiàng)體能訓(xùn)練的研究與實(shí)踐提供了應(yīng)用場(chǎng)域。近年來，國(guó)內(nèi)多所體育院校成立了體能訓(xùn)練中心或?qū)嶒?yàn)室，新建體能訓(xùn)練專業(yè)并開始進(jìn)行體能訓(xùn)練專門人才的培養(yǎng)工作，使研究團(tuán)隊(duì)與各專項(xiàng)高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)的結(jié)合更加緊密，為科研人員針對(duì)專項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)能力與比賽表現(xiàn)特征的理解創(chuàng)造了有利條件，并且基于科研人員研究方向與領(lǐng)域相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，有條件進(jìn)行長(zhǎng)期、有效的數(shù)據(jù)跟蹤、積累，有利于建立運(yùn)動(dòng)員個(gè)體化的訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)工作。最為關(guān)鍵的是，研究人員通過參與專項(xiàng)競(jìng)賽訓(xùn)練的系統(tǒng)過程，針對(duì)體能訓(xùn)練評(píng)估、訓(xùn)練實(shí)時(shí)監(jiān)控和制定專項(xiàng)體能訓(xùn)練方案等方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，在評(píng)價(jià)和分析數(shù)據(jù)變化的基礎(chǔ)上給出調(diào)整與實(shí)施有效體能訓(xùn)練的方案與建議，從而推動(dòng)我國(guó)體能訓(xùn)練科學(xué)化進(jìn)程向縱深發(fā)展。