現代信息技術在我國體育領域的應用現狀和前景分析＊

張杰偉

（廣州大學松田學院，廣東 廣州 511370）

隨著我國2008年北京奧運會和2010年廣州亞運會的成功舉辦，以及全民健身計劃的不斷深入開展，我國的體育事業展現出巨大的朝氣和生命力。同時，我們也看到，科學技術手段在體育運動中廣泛地得以運用。以計算機為主的現代信息技術手段進入體育領域，不僅在于體育領域中對計算機及其輔助設備日益增長的市場需求，還有體育專用儀器設備的研制開發、電子信息網絡的建設和體育實用軟件的開發應用等一系列的市場空間和可預見的經濟效益。

1 現代信息技術在體育領域的應用現狀

目前，現代信息技術在體育領域已得到廣泛的應用：在競賽管理上，國際、國內各種大型體育比賽的組織與管理，基本上都采用了計算機技術、網絡技術、通信技術，并提供廣泛的、可靠的比賽信息；在各個學科領域，如生物力學研究中采用計算機進行技術動作圖像分析、技術動作圖像的三維動畫模擬、運動心理學的問卷測量、計算機輔助訓練等等；在訓練管理與輔助決策上，出現了專業性很強的數據錄入系統和決策支持系統，計算機軟件技術在體育領域將被廣泛應用。在體育領域，現代信息技術應用的方式很多，本文主要從競技體育和體育教育領域兩方面做出如下討論：

1.1 現代信息技術在競技體育領域的應用

1.1.1 體能類項目上的應用

早在19世紀80年代中期，芬蘭的科米等人最早應用計算機技術對超等長力量進行了研究。研究的方法是采用遙感技術獲得馬拉松運動員比賽時小腿三頭肌的三維遙感圖像，傳入計算機中，由計算機軟件對遙感圖像中三頭肌的超等長式收縮進行分析。研究分析的主要內容有三頭肌的超等長收縮時間、退讓收縮速度、拉長長度、肌腱張力、垂直和水平分力等數據。依靠計算機技術從能量代謝角度對運動員肌肉訓練的特性分析，為教練員采用訓練量、訓練姿態提供幫助，并能夠有效的預防訓練不當造成的肌肉損傷。研究證明，肌肉運動訓練負荷表現在人體細胞適應水平上，即通過肌肉蛋白質的分解與合成的動態平衡表現出來。

1.1.2 技巧類項目上的應用

現代體操、跳水、蹦床等技巧類項目的比賽套路固定、動作難度系數越來越大，同時要求技術水平發揮穩定，已經達到了人類運動的極限。在如此高的起點上，每一個新動作的產生，都意味著一次對人體極限的挑戰，其中凝聚了教練和隊員無數的汗水和付出，甚至是生命的代價，而且即使付出了也并不一定會成功，進行動作創新十分艱難。

在這些項目的體育訓練中，運動員運動技巧的改進主要是依靠教練員和運動員的自身經驗。為了分析己方和對方運動員的優勢或弱點，利用攝像機把運動員的動作拍成電影，然后放映慢動作鏡頭供人們分析，具體動作常常看不清楚，這種方法固然有些作用，但顯然難以定量、迅速、準確地做出全面分析。

1.1.3 環境適應類項目中的應用

野滑雪、高山滑雪、雪橇、帆船、帆板等環境適應類體育項目，除了與運動員的基本素質之外，同時與運動員對比賽環境的適應性能有密切的聯系。而適應性訓練還受到訓練時間、訓練條件的限制。

虛擬現實技術則綜合利用了計算機技術、計算機圖形學、計算機網絡技術、圖像處理和模式識別、智能接口技術、生理學、多傳感器技術、語音處理和音響技術等。操作者可以通過視覺、聽覺和觸覺等與虛擬現實技術為人機交互提供的新的交互媒體，從而能產生“身臨其境”場景。

1.1.4 體育比賽裝備上的應用

比賽裝備是運動員取得優異成績的重要保障條件。由于計算機系統具備了超凡的信息收集和分析能力，能夠對比賽裝備的構造、材料等各項構成因素的數據進行全面、精確的分析和設計，使比賽裝備的性能可以更貼近使用者的需要，因此，在體育比賽裝備方面獲得了較為廣泛的應用。

荷蘭運動員一直在冰上速滑項目保持比較大的優勢，除荷蘭具有悠久的冰上運動的優良傳統之外，冰鞋也是荷蘭運動員馳騁冰場的重要法寶。荷蘭的VIKING（海盜）、RAPS公司運用了以計算機技術為依托的“生物力學測試”、“風洞力學性能實驗”和“微型電腦控制系統”。計算機對測試得到的數據進行分析，由計算機軟件來對鞋的結構、材料進行設計，保證冰鞋運動時的軔性和彈性，并符合空氣動力學原理。“型電腦控制系統”是在冰鞋內嵌微型電腦控制系統。運動員在滑行時，系統中程序處理器處理壓力傳感器識別的運動員力量分布信息，并啟動微型電子發動機將腳后跟部分的冰刀與冰鞋分離，分離的時間可以讓運動員繼續滑行5步。運動員只需將力量集中到推進滑行的腿部肌肉上，即可實現加快滑行速度的目的。

1.1.5 體操等技巧項目裁判仲裁的應用

現代體操、跳水等技巧類項目正朝著難、新、穩、美的方向發展，突出的特點是具有優美性、藝術性和觀賞性。但技巧項目運動訓練周期長、難度大，且具有一定的危險性。保證技巧項目運動健康發展的重要條件是裁判工作的公正性、合理性和準確性。目前技巧項目運動成績的給定完全依賴裁判員根據其運動員完成動作的情況，根據規則進行的主觀評分，其結果必然產生相當程度的誤差。消除體操等技巧項目裁判誤差最根本的辦法是引入計算機技術。體操比賽時，多方位高速數字圖像采集設備把采集到的運動員肢體在三維空間的運動圖像傳入計算機，圖像識別處理軟件識別，并根據規則要求進行比賽成績的給定。中國科學院研制的“數字化三維人體運動的計算機仿真”系統正不斷完善，未來可以在技巧裁判方面得到應用。

1.2 現代信息技術在體育教學領域的應用

以計算機技術為主的現代信息技術在體育教學中的應用，是當前體育教學改革前沿的一項重要內容，代表了體育課堂教學模式的發展方向。體育教學資料中的計算機應用：包括體育教案的計算機處理、體育信息資料的計算機處理、體育成績的計算機處理。

1.2.1 多媒體輔助教學

多媒體技術在體育教學中的運用，能夠激發學生的興趣、加深學生對動作概念和體育理論知識的理解，多媒體教學以大量視聽信息、高科技表現手段來沖擊學生的思維興奮點，加上虛擬現實技術和圖形、圖像、二維動畫、聲音，使教學內容表現得豐富多彩、形象生動，極大地開闊了學生的視野，提高了學生學習的興趣。這樣才能使學生變被動為主動，創造性地學習，大大地提高了學習效率和體育教學質量。

1.2.2 計算機網絡技術在體育課中的應用

體育是一門綜合性科學，它融自然科學和社會科學為一體。在科學技術迅猛發展的今天，體育專業的知識體系也在快速發展、擴大，尤其是高科技知識在競技體育運動中的運用，可謂“金牌后面是科技大戰”。作為傳統知識載體之一的教科書已遠遠不能滿足知識更替以及快速發展競技運動水平的科技要求。而網絡能提供一個匯集世界各地先進學校、研究所、圖書館等各種信息資源的龐大的資料庫。其教育資源有多種類型，包括教育網絡、電子書刊、虛擬圖書館、虛擬軟件庫、新聞組等。通過網絡的信息瀏覽服務和電子郵件等方式，可以及時了解到各學科包括體育和科研領域最新的研究成果；可以參與許多全球性科研組織的課題合作、了解本學科的研究動態和趨勢；可以瀏覽體育新聞、重大比賽信息訪問數據庫、體育文獻中心等，并可將這些信息方便、快捷地從網絡下載儲存，作為寶貴的信息資源供教學和科研使用。此外，還可與世界各地的同行進行交流和學習。

2 我國體育領域信息技術應用前景分析

體育作為與社會緊密結合的行業，開展信息技術的體育專業化應用研究，對體育的文明與發展具有重要的現實意義。

2.1 國外體育軟件仍占主流

在中歐合作交流研討展覽會上，西班牙一家公司帶來了能夠應用在中國足球隊智能比賽的分析軟件。這套軟件是利用攝像錄下足球上半場的比賽情況，通過一種實施監控的分析軟件，使教練員在中場休息時就能給運動員及時進行戰術指導，調兵布陣。國家體育總局體育科學研究所競技體育研究中心主任張忠秋表示，中國對體育軟件的需求量巨大，關鍵是看能否“對路”。國外體育軟件發展較早，的確有過人之處，我們不應采取排斥的態度，更應提倡學習和借鑒的做法進行對待。

2.2 國產體育軟件強在“量身打造”

國產體育軟件具有其自身的優勢，突出之處就是可以結合要求“量身打造”。國外體育軟件在國內應用或多或少需要進行一些改良，而國產體育軟件只要在技術功能上達到國際水平，就可以憑借其更加了解中國運動員的優勢，體現經濟性和實效性。

2.3 體育軟件市場蘊含巨大商機

據國家排球運動管理中心研制排球軟件的工作人員表示，無論是我國還是國外的體育軟件開發，一旦進入商業化操作，其利潤將十分可觀。（意大利的一款排球軟件價格已超過了3000歐元，而且隨著版本的提高還在漲價，利潤空間巨大。）國家體育總局體育科學研究所也表示，體科所對各個體育項目的訓練情況十分熟悉，愿意當軟件開發商與各個項目管理中心聯系的橋梁，積極開發體育軟件，提升體育訓練的科技含量，這也是2012年奧運科技攻關的重要環節。

2.4 信息技術在體育領域應用前景廣闊

現代信息技術在體育領域的應用展現出廣闊的前景，例如：通過信息化管理系統可以實現辦公自動化；利用仿真的方法研究體育領域問題的綜合集成的實驗科學，從而制定出準確的技術指標，更加有效地指導訓練；利用計算機多媒體處理技術，將體育比賽視頻進行處理、分解，科學的分析對手情況，找到自己的不足和對手的缺陷，做到知己知彼，百戰不殆。通過體育決策支持系統，采用先進的算法進行分析判斷，提供完善的數據報表可以使教練員和管理人員在最短的時間內做出科學的決策；通過體育專家系統來完成運動員的選材、輔助訓練和評價等等。

3 結束語

以計算機為主的現代信息技術進入體育領域已有半個世紀了，在過去的半個世紀中，隨著計算機技術的發展，它的應用越來越廣泛，可以這樣說：正是因為現代信息技術的支撐，推動了體育運動的不斷向前發展。在體育運動成績日益逼近人類極限的今天，從某種意義上說，體育的競爭就是高科技的競爭，“技不如人”，也許首先是“科研不如人”。而科技和體育的“共生關系”，將繼續伴隨人類社會的發展不斷向前推進。

1 杜蕓蕓、鄭 民、袁 媛.信息技術在學校體育應用中的作用[J].體育成人教育學刊，2007（06）

2 燕國棟、孫晉海.體育教學領域中計算機仿真技術的應用[J].體育科研，2008（05）

3 郝雪娟.計算機技術在體育訓練和比賽中的應用[J].體育成人教育學刊，2009（02）

4 張占永、李運成、介五洲.計算機在體育領域中的應用[J].遼寧教育行政學院學報，2009（06）