數(shù)字化體能訓(xùn)練在排球運動項目中的應(yīng)用、困境與紓解

摘要：隨著社會的不斷進步，科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化體能訓(xùn)練手段在體育訓(xùn)練領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。排球作為三大球之一，同時作為我國的優(yōu)勢項目，在訓(xùn)練中引入數(shù)字化體能訓(xùn)練手段，有助于提高運動員的體能水平，優(yōu)化訓(xùn)練效果。本文分析了數(shù)字化體能訓(xùn)練的概念、發(fā)展現(xiàn)狀以及特點，探究了數(shù)字化體能訓(xùn)練的應(yīng)用特點，并最后給出了優(yōu)化策略，為排球運動員競技能力水平提高提供參照。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化體能 訓(xùn)練 信息技術(shù)

中圖分類號：G842 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-18-166-3-XWJ

體能是通過力量、速度、耐力、協(xié)調(diào)、柔韌、靈敏等運動素質(zhì)表現(xiàn)出來的人體基本的運動能力，是運動員競技能力的重要構(gòu)成因素，體能是運動員競技水平的基礎(chǔ)。體能在競技訓(xùn)練中占有重要的地位。隨著科技的發(fā)展，時代的進步。體能訓(xùn)練作為一種新興的訓(xùn)練手段，逐漸在我國排球訓(xùn)練中得到應(yīng)用，數(shù)字化體能訓(xùn)練通過運用現(xiàn)代科技手段對運動員的訓(xùn)練過程進行精確的監(jiān)控與分析，有提高訓(xùn)練的效果，優(yōu)化運動員技能水平。本文分析數(shù)字化體能訓(xùn)練在排球訓(xùn)練中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出了優(yōu)化策略，為我國排球訓(xùn)練提供參考。

1、數(shù)字化體能訓(xùn)練的概念及特點

1.1、概念

數(shù)字化體能訓(xùn)練是指運用數(shù)字技術(shù)，信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)等手段對體能訓(xùn)練進行智能化、個性化和遠(yuǎn)程化的管理和指導(dǎo)。對運動員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行實時采集、處理與分析，以實現(xiàn)訓(xùn)練過程的精確監(jiān)控與優(yōu)化，數(shù)字化體能訓(xùn)練，將訓(xùn)練數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化的圖像、圖表等形式，使教練員和運動員能夠更直觀地了解訓(xùn)練效果，從而調(diào)整訓(xùn)練計劃，提高訓(xùn)練效率。

1.2、特點

（1）精確性。

數(shù)字化體能訓(xùn)練是依據(jù)現(xiàn)代科技手段，如傳感器、攝像頭等設(shè)備來實時檢測運動員的運動數(shù)據(jù)和生理指標(biāo)，如心率、速度、距離、力量等，從而實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的訓(xùn)練和評估，與傳統(tǒng)的測量相比較而言，數(shù)字化是設(shè)備精確測量出來的，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量往往會有較大的誤差，影響數(shù)據(jù)的結(jié)果，進而影響運動員制訂運動訓(xùn)練計劃。

（2）個性化。

數(shù)字化體能訓(xùn)練是根據(jù)不同運動員的性別、年齡、體質(zhì)健康狀況等不同的特點，制定個性化的訓(xùn)練方案，提高訓(xùn)練效果。教練員能夠依據(jù)測得的數(shù)據(jù)對運動員的狀況進行分析，并定制個性化的運動方案，根據(jù)不同的運動員的身高、年齡、體重等數(shù)據(jù)，提升運動員的體能。

（3）便捷性。

體能訓(xùn)練通過計算機軟件和移動應(yīng)用等平臺實現(xiàn)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的便捷管理，相對于傳統(tǒng)的方法，數(shù)字化體能訓(xùn)練能夠有效地節(jié)約時間，提高教練員和運動員的效率。

（4）可視化。

數(shù)字化體能訓(xùn)練可以將運動數(shù)據(jù)和生理指標(biāo)轉(zhuǎn)化為直觀的圖像和圖形，讓運動員和教練員更清楚地了解訓(xùn)練狀態(tài)和進步情況。

2、數(shù)字化體能訓(xùn)練研究現(xiàn)狀

2.1、國外研究現(xiàn)狀

（1）數(shù)字化體能訓(xùn)練系統(tǒng)。

在國外很多研究機構(gòu)和公司已經(jīng)開發(fā)出了各種數(shù)字化體能訓(xùn)練系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通常包括傳感器、數(shù)字采集和分析軟件、智能設(shè)備等組件，可以實現(xiàn)監(jiān)測運動員的訓(xùn)練狀態(tài)、生理指標(biāo)和運動技術(shù)，并提供個性化的訓(xùn)練建議。例如，美國的Polar、Fitbit等公司提出了可穿戴設(shè)備與監(jiān)測運動者的心率、步數(shù)，消耗的卡路里等數(shù)據(jù)。教練員可以根據(jù)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的分析，給運動員制訂不同的訓(xùn)練安排計劃，從而提高運動員的競技水平。

（2）數(shù)據(jù)分析與人工智能。

國外研究者運用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)對運動員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行深入挖掘，以發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練規(guī)律的優(yōu)化訓(xùn)練方案，例如美國的Amazon Web Services推出了一項名為運動科學(xué)實驗室的服務(wù)運用，利用機器學(xué)習(xí)算法分析運動員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，為教練和運動員提供決策支持。

（3）虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實。

虛擬現(xiàn)實VR和增強現(xiàn)實AR技術(shù)在體能訓(xùn)練領(lǐng)域的應(yīng)用也引起了廣泛的關(guān)注，國外研究者通過VR和AR技術(shù)創(chuàng)建出逼真的訓(xùn)練場景，提高運動員的訓(xùn)練興趣和效果，例如美國的Artk公司開發(fā)了一款名為VRTK Sports的VR訓(xùn)練平臺，訓(xùn)練員可以在虛擬環(huán)境中進行排球等運動的訓(xùn)練。

2.2、國內(nèi)研究現(xiàn)狀

（1）數(shù)字化體能訓(xùn)練系統(tǒng)。

國內(nèi)在數(shù)字化體能訓(xùn)練方面的研究也取得了一定的進展。一些高校和研究機構(gòu)開發(fā)了適用于不同運動項目的數(shù)字化訓(xùn)練系統(tǒng)。例如，北京體育大學(xué)研發(fā)了一套名為“智能體能訓(xùn)練系統(tǒng)”的產(chǎn)品，該系統(tǒng)通過傳感器和智能設(shè)備，實現(xiàn)對運動員訓(xùn)練過程的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。

（2）數(shù)字化體能訓(xùn)練平臺。

國內(nèi)企業(yè)也紛紛推出了數(shù)字化體能訓(xùn)練平臺，為大眾提供在線訓(xùn)練指導(dǎo)。例如，咕咚網(wǎng)推出了一款名為“咕咚健身”的APP，用戶可以通過手機和平板電腦等設(shè)備，在線參加各種健身課程，實時監(jiān)測訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。

國內(nèi)研究者在大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用方面也取得了一定的成果。一些研究團隊通過分析運動員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，揭示了運動技術(shù)、體能狀況與運動成績之間的關(guān)系。此外，一些AI技術(shù)企業(yè)也開始涉足體能訓(xùn)練領(lǐng)域，如百度推出了“百度AI運動”平臺，借助人工智能技術(shù)為用戶提供個性化的訓(xùn)練建議。

（4）虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實。

國內(nèi)對于虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)在體能訓(xùn)練領(lǐng)域的應(yīng)用也處于初步研究階段。一些企業(yè)和研究機構(gòu)開始嘗試將VR和AR技術(shù)應(yīng)用于體能訓(xùn)練，如上海的VRfit公司推出了一款名為“VRfit健身系統(tǒng)”的產(chǎn)品，用戶可以在虛擬環(huán)境中進行各種健身訓(xùn)練。

3、數(shù)字化體能訓(xùn)練在排球項目中的應(yīng)用

3.1、數(shù)字化力量素質(zhì)訓(xùn)練

排球運動員的力量素質(zhì)訓(xùn)練主要包括上肢力量訓(xùn)練、下肢力量訓(xùn)練和核心力量訓(xùn)練，上肢力量訓(xùn)練主要是增加排球運動員在揮臂擊球扣球時的手臂的爆發(fā)力。傳統(tǒng)的力量訓(xùn)練方法主要有快速俯臥撐，杠鈴斜上推舉等。下肢爆發(fā)力是增加運動員在比賽訓(xùn)練中的快速起跳和最大彈跳能力，彈跳能力對于排球運動員在排球比賽中是至關(guān)重要的，會影響到運動員在排球場上的扣球、攔網(wǎng)的運動技術(shù)動作等，傳統(tǒng)的下肢力量訓(xùn)練主要有深蹲杠鈴、跳臺階兒等。核心力量在大部分運動項目中至關(guān)重要，起到穩(wěn)定身體重心的作用，傳統(tǒng)的核心力量訓(xùn)練方法有仰臥起坐、平板支撐等。Beast智能力量訓(xùn)練監(jiān)測系統(tǒng)將傳感器附著在機體或粘在受試者身上，能夠測量排球運動員的的各項運動數(shù)據(jù)，可以幫助提升運動員的運動能力。大腿蹬伸訓(xùn)練器能夠測試排球運動員的下肢力量，能夠在一定程度上增強運動員的下肢負(fù)荷強度，提高自主收縮力量，使排球運動員增強下肢的彈跳力。

3.2、數(shù)字化速度素質(zhì)訓(xùn)練

速度數(shù)字是指人體快速運動的能力，反映著機體運動的加速度和最大速度的能力，主要包括反應(yīng)速度，動作速度和位移速度。在排球運動員中速度素質(zhì)訓(xùn)練是至關(guān)重要的。運動感覺選擇信號反應(yīng)是排球運動員在訓(xùn)練過程中所常用的訓(xùn)練方法。例如，教練員隨機拋球，讓運動員進行墊球，訓(xùn)練運動員的位移速度和反應(yīng)速度。高原等對北京體育大學(xué)足球?qū)I(yè)的學(xué)生進行了測試，發(fā)現(xiàn)利用紅外線靈敏測速儀可有效地提高運動員的反應(yīng)速度和位移速度。籃球和足球運動員在比賽中對球的判斷雖有較大差距，但是仍可以作為一個參考依據(jù)。在傳統(tǒng)的訓(xùn)練過程中，采用紅外線靈敏測速儀對排球運動員的速度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析是可行的，然后進行科學(xué)的訓(xùn)練方案。

3.3、數(shù)字化耐力素質(zhì)訓(xùn)練

耐力素質(zhì)是指機體在一定時間內(nèi)保持特定強度負(fù)荷或動作質(zhì)量的能力。排球運動作為一種隔網(wǎng)對抗類運動項目，在比賽中往往持續(xù)時間較長。因此需要運動員具有強的無氧代謝的能力。在訓(xùn)練中教練員應(yīng)注重運動員的速度耐力訓(xùn)練。在傳統(tǒng)的耐力訓(xùn)練中，往往采用的是長時間的跑步和沖刺訓(xùn)練結(jié)合的方法，還有進行折返跑等。通過長時間的持續(xù)運動來改善和發(fā)展運動員的有氧供能系統(tǒng)，提高運動員的有氧耐力。但是往往并不能根據(jù)運動員個人的特點來制訂個人的訓(xùn)練計劃，因此在訓(xùn)練過程中，訓(xùn)練效果往往達不到預(yù)期。可以利用手表等測量運動員的心率以及在跑步時的最大心率從而來確定運動員是否達到符合要求的心理水平。可以借助錄像、polar表監(jiān)控，對于運動員在比賽場可以負(fù)擔(dān)的心肺負(fù)荷強度范圍進行預(yù)估，并對在比賽與普通訓(xùn)練心肺負(fù)荷水平做差值，其中的差值就是在平時體能訓(xùn)練計劃的心肺耐力標(biāo)準(zhǔn)，而且要求運動員體能訓(xùn)練不可以低于該心率強度標(biāo)準(zhǔn)，否則體能訓(xùn)練效果不大。

3.4、數(shù)字化協(xié)調(diào)性素質(zhì)訓(xùn)練

協(xié)調(diào)性是指人體在運動過程中，身體的各器官系統(tǒng)在時間和空間上相互配合完成動作的能力。協(xié)調(diào)性是完成動作的基本條件之一，它體現(xiàn)了速度、耐力、力量、平衡、柔韌等素質(zhì)與運動技能的總和表現(xiàn)。利用數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺，對運動員進行協(xié)調(diào)性訓(xùn)練，能夠在短時間內(nèi)提高運動員的協(xié)調(diào)性。在傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)性訓(xùn)練過程中，教練員往往會采取的方法有同側(cè)觸碰練習(xí)，讓運動員躺在瑜伽墊上，用左上肢觸碰左膝蓋，右上肢觸碰右膝蓋，之后提升難度，用左上肢觸碰左下肢小腿的外側(cè)，右上肢觸碰右下肢小腿的外側(cè)，如果有能力，也可以觸碰到腳踝，以及交叉甩繩：將跳繩放置在身后，雙手往前搖繩，繩子從后往前甩過頭頂之后，雙手在身體前后交叉變成右手在前，左手在后，雙手的位置靠近骨盆，而不是腰上，繩頭盡量朝下，再將繩子從前往后甩過頭頂，同樣的動作左右兩側(cè)交替進行。利用數(shù)字化體能訓(xùn)練可以使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，創(chuàng)造出各種虛擬化的運動場景，并制定運動訓(xùn)練人的任務(wù)，讓受試者在虛擬的環(huán)境中進行訓(xùn)練，提高運動員的協(xié)調(diào)性。

4、數(shù)字化體能訓(xùn)練在應(yīng)用中的困境與解決路徑

數(shù)字化體能訓(xùn)練是傳統(tǒng)體育運動項目的延伸。他應(yīng)用現(xiàn)代科技方法，在運動員進行體能訓(xùn)練過程中，通過實時測量的數(shù)據(jù)來監(jiān)控訓(xùn)練質(zhì)量，根據(jù)數(shù)據(jù)對體能訓(xùn)練過程實施調(diào)整。在實施過程中會采用到多種現(xiàn)代科技手段，例如虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓運動員虛擬的環(huán)境中面對各種復(fù)雜的運動場景，進行高強度的體能挑戰(zhàn)。智能穿戴設(shè)備也可以實時監(jiān)測運動員的心率、血壓、步數(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)，提供科學(xué)的鍛煉建議，幫助運動員更準(zhǔn)確地掌握自己的運動狀態(tài)，合理安排訓(xùn)練計劃。但是在實施過程中會面臨很多困境。

4.1、設(shè)備價格昂貴

數(shù)字化體能訓(xùn)練是隨著時代發(fā)展，科技進步在近代所產(chǎn)生的一種新型的訓(xùn)練方法，相對于傳統(tǒng)的體能訓(xùn)練方法，數(shù)字化的體能訓(xùn)練需要依靠專業(yè)的設(shè)備和器械來進行，如傳感器、心率檢測器、等，對于傳統(tǒng)的運動訓(xùn)練來說，數(shù)字化體能訓(xùn)練價格昂貴，成本較高，很難在大范圍內(nèi)使用。對于專業(yè)運動隊伍或經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)來講，數(shù)字化體能訓(xùn)練的應(yīng)用在一定范圍內(nèi)能夠獲得得到了較好的推廣，但是對于經(jīng)濟不發(fā)達或?qū)I(yè)化程度沒有達到很高的隊伍來講，數(shù)字化體能訓(xùn)練的推廣仍具有較大的阻力。對于不發(fā)達地區(qū)，可以以市為單位聯(lián)合建立數(shù)字化體能訓(xùn)練場所，讓有需求的隊伍進行使用，能夠有效地減少運動隊伍的壓力。

4.2、需要掌握專業(yè)的知識

數(shù)字化體能訓(xùn)練需要教練員或者運動員擁有專業(yè)的知識，例如正確地使用專業(yè)的設(shè)備，依靠器械測得的數(shù)據(jù)如何進行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)是否在合理的范圍內(nèi)等條件的分析都需要具有專業(yè)的知識，如果沒有專業(yè)的知識，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)測量的不準(zhǔn)確，甚至出現(xiàn)錯誤，影響訓(xùn)練的效果。因此，體能訓(xùn)練要求教練員和運動員具有專業(yè)的知識。對于當(dāng)前的實際情況，對于有數(shù)字化體能訓(xùn)練需求的隊伍，教練員或運動員應(yīng)積極地在網(wǎng)上查閱一些相關(guān)的資料，豐富自己的專業(yè)知識，并且可以組織外出學(xué)習(xí)，積極與該領(lǐng)域的相關(guān)人員學(xué)習(xí)相關(guān)的知識。

4.3、缺乏個性化

數(shù)字化體能訓(xùn)練能夠分析出每個人的運動特點以及需要改進的地方，有助于運動員改進自己的錯誤和不足，提高自己的體能，然而設(shè)備的測量是具有標(biāo)準(zhǔn)的，會有標(biāo)準(zhǔn)化的訓(xùn)練計劃和指標(biāo)，可能缺乏個性化的考慮，無法滿足特殊的需要。對于此，教練員應(yīng)根據(jù)運動員的個人特點，結(jié)合相關(guān)儀器測得的數(shù)據(jù)進行個性化運動方案的制定，例如，測量排球運動員的最大縱跳摸高高度時，儀器往往會有一個具體的成績對應(yīng)分?jǐn)?shù)表，但是對于身高矮的運動員來講，是處于劣勢，因此教練員應(yīng)根據(jù)實際情況制定個性化的運動方案。

4.4、應(yīng)用限制較多

數(shù)字化體能訓(xùn)練需要依據(jù)傳感器等來測量受試者的各個數(shù)據(jù)，在測量過程中，運動員需要佩戴相對應(yīng)的設(shè)備，在佩戴過程中進行運動鍛煉或訓(xùn)練時，會影響運動員的運動能力，影響運動員在運動時的表現(xiàn)，因此測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，影響數(shù)據(jù)的分析，進而影響后期的訓(xùn)練安排。在一些設(shè)備的制造和選擇上，應(yīng)盡可能地選擇一些體積較小且重量較輕的運動設(shè)備或檢測設(shè)備，這樣能夠在最大程度上減少運動員或受試者在測試時受到的干擾。

5、結(jié)語

數(shù)字化體能訓(xùn)練是體育訓(xùn)練發(fā)展的必然趨勢，數(shù)字化體能訓(xùn)練具有精確性、個性化、便捷性和可視化的特點，可以幫助運動員和教練員更好地根據(jù)運動狀態(tài)制訂運動計劃，從而提高運動員的體能，進而提高運動員的競技能力，提高運動員的運動成績。但是由于面臨設(shè)備價格昂貴和需要專業(yè)的文化知識來操作設(shè)備，并根據(jù)數(shù)據(jù)進行指導(dǎo)的難題，在推廣數(shù)字化體能訓(xùn)練過程中遇到不少難題。因此，高校和專業(yè)運動訓(xùn)練隊?wèi)?yīng)加大對數(shù)字化體能訓(xùn)練的資金投入和人才的培訓(xùn)力度，推動數(shù)字化體能訓(xùn)練的發(fā)展，

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