基于勸導理論的敏捷運動訓練系統設計與研究

韓旭 霍珮伊 肖祿 譚保華

關鍵詞：羽毛球運動 敏捷訓練 勸導理論 訓練燈 交互設計

引言

羽毛球是一項“快、準、精”的高認知、高體能、高速度因素的運動項目，運動員需要在比賽中對于瞬息萬變的局勢要即時做出正確的判斷和移動。因此，日常訓練中要特別注重對運動員步法速度和靈敏性的訓練，提高運動員的速度和反應力是提高羽毛球運動員得分的關鍵[1]。反應能力主要是指人體中樞神經系統接受一定指令或刺激后，有意識地控制骨骼肌肉系統的快速運動能力，體現了神經與肌肉系統的協調性。而羽毛球運動員的靈敏素質與其各方面素質有著密切的聯系。

因此，設計一款輔助運動員敏捷力訓練的產品很有必要，該產品基于勸導式設計原理行為模式，有效捕捉到運動體各方面的表現能力，如反應時間、速度、敏捷性、協調性等，還能將所得到的數據進行即時反饋。敏捷反應測試訓練系統的這種實時評估功能可以有效幫助用戶分析他們的運動表現，監測運動水平的進展，并在訓練中給予有效反饋。

一、勸導理論概述

勸導理論即勸導式設計理論，也可稱為“說服式設計”，是指在設計中運用勸導策略來改變用戶行為模型。勸導理論首次出現是在1996年被斯坦福的Fogg教授提出[2]。該理論主要是針對計算機交互技術對人心理產生的影響結果，主要研究并分析或設計可以改變人們態度與行為的勸導模型。勸導理論中包含了FBM表格行為模型、PSD模型理論和目標導向性設計DWI理論等。而FBM行為模型中包含動機、能力和觸點。行為表格建立的目的是通過對不同的行為類型進行區分，并將它們對號入座。PSD的設計原則有三個類別，每個類別對應了不同的勸導策略和勸導技術[3]。

研究證實，勸導設計改變生活方式的過程中黏性行為具有重要的意義。現如今，勸導技術被應用到許多領域，如產品營銷、銷售推廣、健康生活等，然而其中最有待發展的是在運動與健康領域，這種可發展的原因來自于現代智能運動產品往往需一套能督促用戶的系統輔助[4]。針對不同運動訓練階段，系統需要及時地傳遞用戶的有效信息，并通過一定的策略使用戶立即實行，保證有效的運動量，從而對人的行為進行更加科學和有效的改變[5]。

二、勸導策略在敏捷訓練系統的應用

在勸導設計中，勸導策略可給設計中某階段提供思路與指引，勸導策略的方向來自于第三因素行為觸發因素，而觸發因素可歸納為三種類型，引導者（Facilitator）、火花（Sparks）、和信號（Sign）[6]。

（1）引導者。引導者對用戶的行為產生明確的指引和向導，能夠讓行為實施變得更容易、更有方向性。（表1）

（2）火花。火花實質上就是用戶的外在動機，它能促發、吸引用戶產生行為[7]。當用戶沒有充足的動機來執行此行為時，可選擇和設計觸發因素與動機元素相關的策略，外部環境刺激用戶的動機，使用戶產生自驅力，轉被動為主動。（表2）

（3）信號。信號的作用在于指示。當信號發出時，如果用戶動機和能力都足夠就會很容易完成目標行為，例如定鬧鐘來提醒起床，但信號的出現也講究合適的時機、地點和方式。（表3）

最后，第四象限的用戶，即動力低且能力低者的勸導策略需要提高動機和能力兩方面同時促進，其形式應由淺入深，例如先引發用戶的動力，降低訓練難度，逐漸培養興趣的同時增強訓練能力。

三、基于勸導式設計敏捷訓練產品設計

本系統為敏捷訓練燈硬件產品設計與輔助勸導訓練的軟件App設計，其中產品設計的主要功能依托于勸導設計中引導策略，在視覺和聲音雙重感官上引導用戶訓練，根據具體策略要素設計訓練燈的功能點，表格中已詳細描述。

（一）訓練燈系統原理與功能設計

敏捷訓練燈“Faster”服務于運動者提高反應能力的訓練需求，目前本產品以羽毛球運動為基礎來設計，為滿足羽毛球運動員的技術訓練，為訓練羽毛球運動員的快速接球能力，鍛煉羽毛球運動員對接球的敏捷力，即縮短反應時間為提高敏捷反應能力，從而加強運動員接球的條件反射，本產品也可應用于其他球類運動。

敏捷力，即“反應能力”，可分為兩個方面：1）大腦對外界刺激的反應能力，即思維敏捷性；2）身體對大腦命令的反應能力，包括速度、力量、協調性等，即肌肉靈活性。根據四大反應速度主要訓練方法設計具體訓練方案。

1.感官刺激策略——基礎訓練模式

利用瞬時發出的信號提高運動員對信號的反應能力。此為本產品的基本邏輯，具體為訓練燈以燈亮為信號發出，運動者第一步，在多個訓練燈中觀察并識別出信號；第二步，判斷目標燈的方位；第三步，運動員靠近信號源，迅速做出應答動作；第四步，回到起始點再循環下個目標，揮拍燈面，解除燈光即完成指令，在循環訓練中不斷減少反應時間，在同一時間內解除更多的訓練燈燈光。在設置不同的參數下，如訓練燈數量、燈光顏色、干擾燈色、間隔時長、感應距離、燈光是否閃爍、感應聲音等形成不同組合，即多樣化訓練模式，在有限時間內多緯度、多角度刺激神經反應。

2.運動感覺策略——實戰模式

通過提升運動員本體感受及對時間空間的感知能力，來提高反應能力的方法。羽毛球運動的主要場景為一個長方形場地，個人訓練時的場地為長邊一半的區域，將12個訓練燈分別放在后發球線兩個端點與中點、前發球線兩個端點與中點、網柱線兩個端點與中點、球網線兩個頂端點和中點[8]。訓練燈從最前方向后發延續發散模擬羽球路線，當燈光停留于一個訓練燈并閃爍兩次時，即為目標訓練燈。運動員站于球場中位向四面八方踱步跟蹤目標訓練燈，將訓練產品帶入真正運動場景中模擬實戰，提高有效感知訓練能力。

3.選擇性反應法——趣味模式

運動員通過對同時出現的多種混合信號作出選擇性判斷反應，只對其中一種固定信號作出反應來提高反應速度的訓練方法[9]。該方法主要是將運動員對運動中出現的真假混合的信號迅速作出判斷反應的能力。訓練期間，伴隨信號復雜程度的變化，讓運動員做出相反的應答動作，如設置為紅燈為目標、綠色為干擾項，當兩者同時亮起時，運動員需準確地避開干擾去接觸目標燈光，是一種更高難度的練習方法，也具有一定的趣味性提高訓練的主動性和持久性。

4.隨機目標策略——自由訓練模式

對移動目標（如對手、教練）的變化作出反應，即隨機性較高的本人未知性更強的練習方法。固定的訓練方案下，運動員會形成習慣性反應而降低訓練的真實性，自主訓練中，產品參數為運動員選擇與設置，機器釋放信號的間隔、干擾顏色等為已知信息。圍繞這個邏輯，設計第三方教練隨機編程或實時設置下一個目標，訓練過程中未知信息更多，隨機性更高，難度隨之更強，能更加考驗運動員感受器以及中樞神經系統與神經肌肉之間的協調能力。

（二）訓練燈創新點及結構原理

本設計創新在于引導模式、實戰訓練，模擬羽毛球的運動過程，將訓練燈有順序地安置在場地上，以訓練燈燈光連續交替閃爍，有邏輯性的模擬羽毛球運動，燈光表示羽毛球，燈光停即表示運動員接球動作的開始，給人的直觀感受為“運動的羽毛球”；產品外觀為圓和穿插箭頭形狀的橢圓形態，并在外觀上注重燈光的方向性，引導性。

本產品采用紅外線感應裝置，實現運動員的接球打點功能，用燈光和蜂鳴器表示需要打點的訓練燈位置，并且配置了相應的App和訓練燈；通過訓練燈與App的結合使用，首先實現訓練燈功能的多樣化，分為三大類別：自主訓練、對抗訓練、自由訓練；三大類別包含了標準模式、同步模式、引導訓練、順序模式、聽聲辯位、雙人對戰、色彩對決等多種模式；在App上，運動員可以知道自己訓練的相關數據，生成自己的數據分析報告，推薦相關的訓練模式，設置自己的訓練計劃，自動校正引導模式擺正順序。這種設備采用安卓系統App與訓練燈相結合應用的方式，安卓系統App和訓練燈之間是通過無線技術來實現連接，減少了設備之間需要接線連接的弊端。訓練燈系統是多個前端接觸點及多個采集和顯示終端來構成的，因而可以實現訓練燈的使用多樣化，實現讓訓練燈具有可以隨意分布在場地任何空間的屬性。訓練燈配有聲音、燈光閃爍的顯示和提示信號的方式，主要是通過紅外線光電傳感器和壓電蜂鳴器來完成的[11]。首先是對運動員訓練時，所得到的測試反應時的記錄和采集工作配置出對應的設置更改，提高訓練燈對反應訓練的針對性和適用性。

安卓系統App通過WiFi通信技術，收到數據，對數據進行匯總和存儲，訓練燈傳送到設備上的，那些訓練時的相關數據，通過數據分析軟件系統分析，最終顯示在手持式設備（如手機）上，為運動員訓練，所指定的訓練計劃更加合理，有數據支撐和一定的方向性。本產品主要由上位機和多個下位機組成。其內部結構的主要尺寸，如圖1所示：

產品內部結構的具體模塊位置和關系圖如圖2所示：

（三）訓練燈產品外觀設計

構成訓練燈的外殼的主要材料，是一種具有熱塑性的聚氨酯彈性體。（TPU）也就是一種用過高溫處理就可以塑化，強酸強堿溶劑可以溶解的彈性體，具有耐磨、耐油、高強度、高韌性等性能，還可以再加工。將其作為訓練燈的材料，符合訓練燈在訓練過程中所應用時所需要的特點，訓練燈在訓練時可能因為運動員運動的慣性因素，而導致訓練燈掉落和損壞，則就需要訓練燈外部結構有一定的抗摔性，產品外觀如圖3所示。

四、基于勸導式設計敏捷訓練系統輔助App設計

“Faster”訓練燈測試運動員的反應力，輔助產品的App“lim（a）=0”則是基于勸導設計下的策略訓練，提供多樣訓練方案，引導運動者按科學的計劃訓練，長期引導下縮短反應時長，提高敏捷能力根據勸導行為策略分析，App的設計從以下三大原則出發為設計原則。

（一）簡潔可視引導正確訓練

人通常趨于解決簡單且固定的事物，交互邏輯按照簡潔單一線的、符合用戶使用順序的界面引導訓練，制訂計劃-校隊設備-選擇訓練模式-開始訓練-可視化展示訓練數據結果，在簡單文字操作解釋和有動態示范gif演示不同模式的訓練，保障初始和每一次訓練的正確性。

（二）情緒激勵引導長期訓練

積極活潑的橙黑配色方案激起用戶的訓練熱情，流暢的線條給予用戶運動感。在單個訓練任務完成時，勝利元素圖案界面能給用戶正面激勵的反饋，整套訓練計劃完成時，提供向上的可視化數據，從而讓用戶獲得成就感，這樣積極的情緒助推用戶主動訓練，并促使該行為的再次發生，以堅持長期訓練。

（三）循序漸進引導有效訓練

通過對用戶首次測試的結果，劃分不同階段的用戶行為，如能力較差者可以先用任務型訓練方法，將用戶在緊迫感環境下得以充分的基礎訓練；能力提升到一定階段時，加入限時積分制訓練，量化訓練量和反應能力；在訓練平臺期階段，增加一些趣味機制的干擾式訓練，使用戶在疲憊習慣的訓練中混合多變性和隨機性。通過循序漸進的勸導策略、附有變化和心理引導，以達到每個周期使用體驗的良好和真實有效的訓練。

通過勸導策略與反應力訓練原理相結合，基于勸導式設計對移動設備應用的指導，設計出“lim（a）=0”這款App。一級界面為登錄、訓練首頁、訓練計劃、設備校對、訓練數據、個人中心，如圖4所示。

二級界面根據一級界面層級下，對功能的進一步完善和遞進，如App最重要的訓練模式的界面，將15個訓練模式歸類于三大模式下，用戶根據大分類點擊進入，還可以在界面上看到每項訓練模式的具體用法，App中以更簡練的語言進行概括，為區分每個模式的詳細訓練內容，設計了不同的icon匹配每個模式，并給用戶留下深刻記憶，如圖5所示。

設備校對界面是用于訪問者輔助完成Faster產品設備與手機App匹配和設置，可通過該界面查看設備的位置及其與標準羽毛球場場地的位置關系；查看并校對產品藍牙是否連接成功，并給予調整；校隊設備的紅外線功能是否可以正常運作；檢查設備的電量情況，并給予充電提醒，如圖6所示。

其他界面還有訓練中、訓練完成、訓練歷史數據記錄、個人數據中心、數據分析，訓練完成后的歷史數據中的詳細數據，可以跳轉到個人數據中的詳細情況界面，如圖7所示。

總結與展望

對于運動員訓練反應力能力如此乏味的項目而言，在無監督和無引導情況下，運動員容易停歇不前和訓練效率低下，而反應力對于任何球類運動員而言無疑是極其重要的，針對這個問題，運用勸導式設計在交互設計的應用，有針對性的設計不同行為模型用戶的勸導策略，結合反應力科學依據與原理，從感官刺激、運動感覺、選擇性反應、隨機目標出發，以視覺+運動+大腦認知反應訓練，設計出模擬運動過程的訓練燈產品及其多樣化的訓練模式，通過在感知信息獲取——大腦信息處理—制訂動作策略—發動肌肉動作的時間周期之上，以提高訓練的正確、有效和長效性。Faster敏捷訓練系統可以提升運動員的視野感知范圍、專注力、反應速度、瞬間辨別力、信息處理速度、瞬間記憶力、瞬間判斷力等，從而進一步提高運動表現。