高校體育訓練中數字化體育訓練監控的應用與研究

宋丹黎

北京體育大學 北京 100084

體育是人們生活中不可或缺的一部分，而高校體育生作為未來的體育人才，其訓練質量直接關系到我國體育事業的發展。然而，傳統的體育訓練方式存在一些問題，如訓練效果難以評估、運動損傷頻發等。而數字化訓練監控運用現代科技方法，在運動員進行體能訓練的過程中能夠進行實時測量和分析數據，以監控訓練質量，并根據數據對體能訓練過程進行調整［1］。例如，力量訓練的數字化監控以及抗阻訓練等體能訓練重要內容，都可以通過大數據技術的介入實現數字化、實時化監控。在高水平競技訓練中，“沒有監控就沒有訓練”已成為新的理念和準則。訓練團隊會全程對技戰術、體能、狀態、賽場、指揮等進行數據化監控、反饋、優化，從而實現傳統經驗型訓練向信息化、數字化、科學化訓練的轉型。此外，通過對全世界各個體育項目頂尖運動員的訓練監控，以及大眾人群的日常體能監控，收集了大量的數據進行分析和對比，設計出一個可信的數據分析框架和系統［2-3］。這不僅使得體能訓練更加精準和高效，也能夠幫助教練員了解訓練效果，修正訓練計劃，科學控制訓練進程。因此，數字化體育訓練監控的應用成為了解決這些問題的有效途徑。

1 數字化體育訓練監控的重要性

數字化體能訓練監控的重要性在于其能夠對訓練過程進行實時、細致的監測與分析。通過配置的數字化設備器材，可以讀取運動姿態、肌肉發力、訓練能量區間等數據。這些數據不僅能夠幫助教練員和運動員及時反饋關于速度、力量、耐力、靈敏和協調控制能力等方面的信息，還可以根據這些數據制訂更為科學、個性化的訓練方案。通過數字化技術，可以對運動員的訓練過程進行實時監控，及時發現問題，調整訓練計劃，提高訓練效率。數字化技術可以對運動員的訓練過程進行實時監控，及時發現運動員的身體狀況，防止運動員因過度訓練而受傷。通過數字化技術，可以對運動員的訓練效果進行精確評估，提供科學的訓練建議，提高訓練質量。

此外，隨著現代信息技術和網絡大數據的發展，大數據已經成為賽場奪冠的核心競爭力，為各種體育項目提供了科技助力和訓練支持。數字化體能訓練實驗室正是這一發展趨勢的代表，它以“訓練=評估”為核心理念，應用多種現代科技方法，確保運動員的體能訓練更加高效和科學。

總的來說，數字化體能訓練監控不僅可以提高運動員的訓練效果，還能確保他們的訓練更加安全，減少因不當訓練導致的傷病風險。

2 數字化體育訓練監控的優勢

數字化體育訓練監控不僅可以幫助教練員和運動員更準確地了解自身的狀態和水平，還可以根據數據分析結果針對性地進行調整和優化，從而提高訓練效果和競技表現。

2.1 實時反饋和個性化調整

數字化體育訓練監控可以實時反饋運動員的運動表現，教練員根據運動表現及時進行針對性調整。運動表現分析設備，如運動表現分析系統可以提供運動員的實時心率、跑動距離、速度、加速、減速、急停、變向、跳躍等多個參數。這些數據經過整合和分析后，可以為教練員提供一個全面的、科學的評估報告，幫助他們更好地調整訓練計劃［4］。

2.2 預防傷病和優化訓練

數字化體育訓練監控可以預防在運動過程中出現的不必要損傷，優化訓練內容。例如：三維動作分析與運動表現優化系統，可測試著陸、平衡、核心力量、身體控制能力等至少4 類動作，有助于預防運動傷害并優化訓練內容。

2.3 科學依據的訓練安排

數字化體育訓練監控可以通過運動員的表現，及時了解運動員的當前狀態，為運動員訓練計劃的制訂提供科學依據。如Omegawave 競技狀態綜合診斷系統，通過對全球各個體育項目頂尖運動員的訓練監控和數據分析，提出了“訓練窗理論”。這一理論提倡在最佳時間進行最適合當前身體狀態的訓練項目和訓練強度。

2.4 高精度生理機能數據獲取

數字化體育訓練監控可以實時了解運動員的身體生理指標［5-6］。一些先進的設備還可以實現人體運動姿態評估和專業級的高精度運動心率計算，為運動健康算法提供更精確的數據支持。

2.5 無創的體能狀態評估

隨著設備的不斷更新，數字化體育訓練監控還可以通過不同的傳感器，無創地了解運動員的多種生理信號并進行訓練監控與科學分析。如多功能表皮電子測試系統（EES）、聚合物電極、光電容積描（PPG）等，可以實現對運動員的多種生理信號進行無創監測和科學分析。

3 數字化體育訓練監控的原理與方法

數字化體育訓練監控是將傳感器、數據采集設備和數據分析軟件相結合，對運動員的訓練過程進行實時監測和分析。傳感器可以采集運動員的運動數據，如心率、步數、速度等，數據采集設備可以將傳感器采集到的數據進行傳輸和存儲，數據分析軟件可以對數據進行處理和分析，從而得出運動員的訓練效果和健康狀況。

3.1 數字化體育訓練的原理

數字化體育訓練的原理主要基于現代科技方法，通過收集、分析和解讀運動員在訓練中的各項數據，以實時監控和調整訓練過程。這些數據可以包括運動員的速度、耐力、爆發力、力量、協調和技術訓練的負荷量度等［7］。首先，大數據分析技術在數字化體育訓練中發揮著重要作用。通過收集全世界各個體育項目頂尖運動員的訓練數據，以及大眾人群的日常體能數據，可以設計出一個可信的數據分析框架和系統。這使得體能訓練更加精準和高效，也能夠幫助教練員了解訓練效果，修正訓練計劃，科學控制訓練進程。其次，物聯網技術也在數字化體育訓練中起到了關鍵作用。通過各種傳感器和設備的使用，可以實時監測運動員的身體狀況和運動表現，并將這些數據傳輸到計算機或移動設備上進行分析和處理。這有助于及時發現運動員可能存在的傷病問題，并采取相應的措施進行預防和治療。此外，虛擬現實（VR）技術也逐漸被應用于數字化體育訓練中。通過模擬真實的運動場景和情境，VR技術可以幫助運動員更好地理解和掌握運動技巧，提高他們的反應速度和協調能力。最后，一些專門的軟件平臺如Omegawave 和動躍體育教學管理平臺，可以實現體育教學的數字化管理。這些平臺覆蓋了體育課前、課中、課后教學全過程，包括選課、備課、課堂組織、課堂監測、課后反思、課后作業等環節。

3.2 數字化體育訓練的方法

數字化訓練監控主要利用現代科技手段，在運動員進行體能訓練的過程中，通過實時測量的數據來監控訓練質量，并根據數據對體能訓練過程進行調整。這種方法對于提高單位時間內的訓練效率、提升運動員訓練動機以及實現精英運動員的精確個性化體能訓練都具有非常重要的意義。在高水平競技訓練領域，大數據技術方法主要包括以下幾個方面。

（1）物理類數據：如VR圖像反饋分析，可以提供關于運動員的動作和技能的實時反饋。

（2）動作分析類數據：例如戰術分析（球類）、GPS定位技術等，用于評估運動員的策略和技術執行。

（3）生物大數據：涉及生理生化免疫、代謝組學、蛋白組學、轉錄組學等，用于深入了解運動員的身體機能和恢復狀態。

（4）訓練大數據：如目標結構關聯協同、訓練經驗數據庫等，用于分析和優化訓練計劃。

目前，在競技訓練中常用的大數據監控設備，主要集中在利用可穿戴設備的動作分析類數據，對動作能力進行評估與訓練。例如，運動表現分析系統可以提供運動員的疲勞恢復、實時心率、跑動距離、速度、加速、減速、急停、變向、跳躍等多個參數。這些數據經過整合和分析后，可以為教練員提供一個全面的、科學的評估報告，幫助他們更好地調整訓練計劃。此外，還有一些專門的系統，如Omegawave 競技狀態綜合診斷系統，它通過對全球各個體育項目頂尖運動員的訓練監控和數據分析，提出了“訓練窗理論”，這一理論提倡在最佳時間進行最適合當前身體狀態的訓練項目和訓練強度。

4 數字化體育訓練監控的應用

數字化體育訓練監控在競技體育訓練中有著較為廣泛的應用，但在高校體育教學中應用相對較少，通過數字化體育訓練監控能夠提高運動訓練的效率和質量，同時也能夠有效地保障運動員的運動安全。

4.1 運動數據的實時監測和分析

通過物聯網攝像頭和人工智能技術進行運動視覺算法的實現，可以捕捉到運動員運動的各種數據，包括動作幅度、頻率、時間等。同時，智能運動設備，如智能手環和運動追蹤器，也廣泛應用在高校體育教育中，這些設備可以監測學生的運動活動，包括步數、心率、卡路里消耗等。

4.2 個性化訓練方案的制訂

對收集到的運動數據進行分析后，人工智能算法可以幫助教師了解學生的運動情況，提出相應的訓練方案和建議，從而實現學生的科學化訓練和個性化教學［8-9］。全程數據化監控、反饋、優化已經成為高水平競技訓練新理念和新準則。

數字化體育訓練監控可以幫助運動員提高競技水平。通過對運動員的運動數據進行分析，可以得出運動員的優勢和不足之處，從而制訂相應的訓練計劃和策略，幫助運動員提高競技水平［10-12］。

4.3 預防運動損傷的風險

數字化體育訓練監控通過對運動員的運動數據進行長期跟蹤和分析，幫助教練員或運動員及時發現并處理潛在的運動風險，從而降低運動員在訓練和比賽中受傷的可能性［13-15］。通過對運動員的運動數據進行分析，可以得出運動員的運動狀態和身體狀況，從而及時發現運動損傷的跡象，并采取相應的措施進行預防和治療。科學化的運動訓練需要一個完整的運動監控系統，這個系統需要多種柔性可穿戴運動傳感器的整合。

4.4 評估訓練效果，優化訓練方案

通過數字化體育訓練監控，可以對運動員的訓練效果進行評估。通過對運動員的運動數據進行分析，可以得出運動員的訓練強度、訓練量和訓練效果等信息，從而對運動員的訓練計劃進行調整和優化［16-18］。

5 結語

數字化體育訓練監控的應用對于高校體育生的訓練具有重要的意義。數字化訓練監控是一種利用現代科技手段，對訓練過程進行實時、全面監控的方法。通過數字化技術的應用，可以提高體育生的訓練效果，減少運動損傷的發生，提高運動員的競技水平。為了推廣數字化體育訓練監控的應用，需要建立數字化體育訓練監控平臺，培訓教練員和運動員，并加強宣傳和推廣工作。未來的研究需要進一步探索如何提高數字化訓練監控的準確性、安全性以及優化應用方法，以更好地服務于各個領域的訓練工作。