新兴数字技术及装备赋能职业院校体育训练质量提升行动研究

朱照红 张文贤

摘要：本文围绕信息化时代AI人工智能、大数据、云计算等新兴数字技术及其装备如何赋能我国职业院校体育训练质量提升的六大关键要素，开展体育训练数字化转型行动研究，对改革传统训练模式、优化体育资源配置、提升体育训练质量，推动体育训练校内校外训赛一体，线上线下虚实互补，学校、社区、协会三领域协同推进数智体育训练大生态课堂建设等具有重要意义。

关键词：数字技术  体育训练  行动研究

中图分类号：G80文献标识码：A文章编号：1006-8902-（2024）-04-114-3-ZQ

据国家网信办发布的《数字中国发展报告》显示，2022年我国数字经济规模已达50.2万亿，跃居世界第二。可见，一个以新兴数字技术赋能千行百业为特征、以数字产业化、产业数字化为驱动的数字科技革命浪潮已然来临。国家体育总局印发《“十四五”发展规划》明确指出，加快推进以新一代科学技术为核心的数字体育建设，促进转型升级，推动我国体育教育事业高质量发展。

1、新兴数字核心技术

“十四五”时期是我国第四次科技革命关键阶段。以智能化、信息化、集成化、定制化为标志的现代化和数智化体育训练环境，为改革传统体育训练形式、提升体育训赛效率，推动我国体育事业快速发展提供了契机。加快以大数据（Big Data）、人工智能（AI）、云计算（Cloud Computing）、区块链（Block Chain）、物联网（Internet of Things）、移动互联（Mobile Internet）、5G技术和3R技术（VR、AR、MR）等为核心的新兴数字技术的应用设计，以期赋能我国职业院校体育训练质量提升。

2、我国体育训练现状分析

我国作为一个体育强国，在很多国际赛事中取得了骄人的成绩，尤其在武术、乒乓球、跳水等赛事中不断斩金夺银。但我国又是一个数字体育起步较晚的国家，无论是学校体育训练，还是全民健身运动领域，与西方发达国家相比还有一定差距，主要表现在体育环境建设、体育课程资源开发、体育师资建设、训练活动组织、体育集训和比赛、体育裁判和训练评价等诸多方面。如环境建设方面，我国传统体育训练存在场馆老旧、项目单一现象，很多“高、难、险”项目无法正常开展，且存在学生使用体育设施与社会开放时间之间的矛盾；一些非体育专业院系的训练资源建设明显落后其他公共学科，课标、课程、课件不能很好地支撑训练目标达成，可共享的数字资源捉襟见肘；师资队伍普遍存在结构不合理、校内师资实战经验欠缺，而外聘兼职教练获得感、归属感不强烈等现象；训练组织过程中因客体个性学习差异导致的理性认知、情感交流、意志达成、行动达标等方面不同步、不协调；比赛集训方面，教练、技术、设备等专业化程度不够高等，训练缺乏针对性；评价考核方面一些院校体能测试停留在“一把尺、一张嘴、一双眼”为主要手段的评价阶段，裁判因自身情绪、价值观、是非观、职业水平等差异导致比赛结果不够权威、不够精准、不能及时公开，影响了比赛结果的公平性和公正性。

實践证明，上述体育训练与比赛中的诸多问题，在信息手段高度集成、数字化程度高度发达的今天，都可得到有效解决。近年来，国家相关部门先后出台了《体育场馆智慧化标准体系建设指南》《全国体育竞赛管理办法》等相关文件，通过社会各方协同治理，这些差距也正进一步缩小。

3、数字技术赋能体育训练质量提升

3.1、数字技术赋能体育训练环境建设

虚实一体数字生态体育环境建设包括以多功能一体化数字体育场馆建设为主体的硬环境建设、以各种可穿戴设备为主的数字体育装备建设、以各种虚拟软件应用为载体的软环境建设几个方面。

（1）数字体育场馆建设。根据中国体育场馆协会发布的《智慧体育场馆建设标准》（2022）描述，标准一体化数字体育场馆建设包括智慧集成平台、信息设施、运维管理、公共安全、竞技设施、运营管理等六大系统。其中智慧集成平台包括云端部署、数据引擎、数字大屏等功能；（2）信息设施包括智能停车、座位导航、广告推送等功能；（3）运维管理则要求实现运维数字化，减少人力配置；（4）公共安全要求具有反恐防爆、应急响应、周界报警等功能；（5）竞技设施要求声学、照明、显示及观众实时互动一体化，以全面提升场馆体验；运营管理要求实现场馆运营高效低耗能、服务更加精准细致。

3.2、数字体育训练装备建设

数字体育训练装备建设包括数字体育器材和数字可穿戴设备两类。其中数字体育器材主要有肺活量智能测试仪、仰卧起坐智能测试仪等50余种，它们通常基于工业级主板设计，Android、鸿蒙操作系统，支持人脸识别、一卡通、二维码检录。智能可穿戴设备是一种将多媒体、射频识别、无线通信等技术与人体穿戴相结合，按约定协议接入互联网，实现用户信息交互、健康检测、体能训练等功能的硬件终端。新型数字可穿戴设备可将人从头“武装”到脚，常见可穿戴设备应用与效果见表1。

3.3、软件综合体育训练平台

在很多院校的体育训练中，部分运动项目由于具有较强对抗性，极易造成学生受伤，而未纳入日常训练；反之通过虚拟技术的运用，营造特定虚拟环境，则可大大减少体育训练中的肢体接触与碰撞，有效规避了意外情况的发生。数字体育网络训练常见平台和软件主要有天天跳绳、鲸鱼体育、篮球训练等；专业测评软件有体测大师、嘻嘻体测、米修智慧体育、体语、易体能少儿体测、贝比壮体测、四川学生体测、华师体测等；数字场馆管理软件主要有中鼎体育馆、易思普智慧体育等；其他各种虚拟专项软件有虚拟健身房软件、虚拟拳击软件、虚拟瑜伽软件、虚拟滑雪软件、虚拟自行车软件、虚拟跑步软件等；可用于自主开发建模的软件有Unity 3D、Solidworks、3D Max、Python等；纳米数据等大数据分析软件还提供足球、篮球、网球等赛事，包括即时数据、历史分析数据、即时指数、动画直播、资料库等全面赛事数据服务。

4、数字技术赋能体育训练师资建设

体育师资问题一直是困扰我国职业院校体育训练的难题，大数据和人工智能技术的飞速发展使这一问题迎刃而解。数字师资包括教师的数字化和数字技术的“教师化”两方面。前者强调对体育教师信息化、数字化训练能力的要求，教育部发布的《教师数字素养》指出，教师的数字素养是指教师适当利用数字技术获取、加工、使用、管理和评价数字信息和资源。后者强调基于AI人工智能技术、大数据技术和先进制造技术为基础的聊天软件和机器教练在各种体育训练中发挥的巨大作用，它们借助各种可穿戴设备和视频跟踪系统完成体育项目的动作采集、分析、研判并自动生成最佳训练方案，弥补了线下师资紧缺、教练不够专业的不足。如基于大数据基础的AI机器人可以在各类体育赛事中充当教练员和裁判员，“他们”不仅可以传授体育比赛技巧、竞赛规则等系统知识，而且可以发挥其高速计算能力和大数据分析特长来充当裁判。在第31届世界大学生成都夏季运动会上，一款名叫“蓉宝”的机器人，由于搭载了视觉高精度导航技术，具有高度灵活的避障技能和障碍物检测技能，它不仅能为获奖运动员们精准地送上奖牌，而且还具有引导带路、语言翻译等服务功能。

5、多元数字测评系统建设

多元数字测评系统以运动员历史数据和各级各类体育赛事记录数据库为基础，利用人工智能可穿戴设备，对运动前、运动中和运动后的实时生理参数进行收集、处理、分析和研判，既能有效地提高运动训练效果，又可及时预警和干预，预防运动猝死。多元数字测评系统通常包括健康体能监测与专项运动能力评估两类，基本架构如图1所示。

运动健康体能检测系统主要用于分析运动员疲劳强度和健康的关系，客观评估运动员训练的安全性和上场资格。该系统由各种生理指标数据采集与处理、数据分析及建模、数据存储及可视化、疾病监控预警等核心环节构成。系统采集的数据一般分为生理数据和运动数据等两个方面。生理数据包括心率、血氧、血压、疲劳程度、汗液分泌等综合生理数据。运动数据具体包括外在运动状态等的识别，如步频、上下肢动作位置等。

专项运动能力评估是通过大数据手段对运动轨迹进行记录，以便教师对运动员的运动技能、运动技术或集训潜能等方面进行评价。通常分为运动能力评估、运动技术评估及AI教练合作能力评估等三个方面。其中，运动能力评估主要判断个体体能水平、肌肉力量、灵敏度、平衡能力、柔韧性等，它通过人工智能捕捉人體运动信息，重建人体三维模型，精确计算运动员各项运动指标，为其提供个性化训练计划以改善后期训练方案。运动技术评估用于评估个体运动技术水平，及时反馈训练达标情况，通过大数据分析，查摆原因，提升运动技术和战术。包括基本动作技术、专项运动技术、比赛技术等，该评估指标可以用于判断个体在特定运动项目中的技术水平。AI教练合作能力评估侧重“人机一体”的吻合度分析，即智能机器人教练在于运动员反复陪练过程中，能准确找到运动员自身“短板”和技术“优势”，同时根据数据库中队友训练数据及对方团队比赛的历史数据，及时制定或调整最优训练方案，以补短板助强项。

综上所述，通过解构传统体育训练六要素，对标国家及相关行业体育训练标准，发现传统体育训练存在关键问题，通过大、智、移、云、物等数字技术及体育装备的介入，用行动导向的研究方法，构建了旨在提高我国职业院校数智体育训练质量的，校内校外训赛一体，线上线下虚实互补，学校、社区、协会三领域同步推进协同育人的数智体育训练大生态课堂。

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