AI技術在足球領域的應用為我國校園足球發展帶來了多方面的啟示和變革機遇,校園足球作為培養青少年足球人才、普及足球運動的重要平臺,其發展水平直接影響我國足球事業的未來,而AI技術作為新一輪科技革命和產業變革的核心驅動力,正在深刻改變著體育育人的方式和模式。為了響應《中國足球改革發展總體方案》中“校園足球普及\"的要求,結合“教育數字化”戰略背景,助力實現2035年建成體育強國的目標。
1、政策驅動校園足球改革
2016年提出的《中國足球中長期發展規劃(2016一2050年)》指出,我國男足、女足要在2030年前分別躋身亞洲前列和重返世界一流強隊行列,2050年前全力實現足球一流強國的目標?!吨袊闱蚋母锇l展總體方案》聚焦足球領域的專業化改革路徑,而《中國教育現代化2035》通過強化學校體育教育,為足球發展提供青少年參與基礎與人才儲備支撐。兩者共同推動中國足球系統性升級。
2、我國校園足球研究現狀
2.1、學術期刊研究分析
通過CNKI(中國知網)高級檢索系統,以“校園足球”為主題詞,限定時間范圍為2021年至2025年,共獲取相關學術期刊文獻1100多篇。為進一步聚焦研究熱點及研究趨勢,按“相關度”排序篩選出500篇左右的核心文獻(含北大核心127篇),并提取其關鍵詞數據,利用CiteSpace軟件進行關鍵詞聚類分析,最終生成包含17個研究主題的知識圖譜。
(1)研究熱點。
“校園足球”是核心主題,圍繞它衍生出諸多研究點。如“體教融合”,體現了教育與體育結合共同推動校園足球發展的重要性;“青少年”“小學”等,表明校園足球針對青少年群體尤其是小學階段的發展是研究重點,關注不同年齡段學生在校園足球中的參與和成長。
“策略”“對策”“路徑”“優化路徑”等節點突出,說明學者在探索校園足球發展的有效方法和可行路線,致力于解決校園足球發展過程中遇到的問題,探尋最佳發展模式。
“足球文化”“立德樹人”“育人”等概念受到關注,反映出研究不僅重視足球技能培養,更關注足球運動在文化傳承、品德塑造和人才培養方面的價值,強調校園足球的教育功能。
“現實困境”被提及,表明研究意識到校園足球發展存在諸多難題,如資源短缺、師資不足等,相關研究可能圍繞如何突破這些困境展開。
(2)研究趨勢。
未來研究可能繼續探索如何更深入、有效地推進體教融合,在課程設置、師資共享、賽事體系等方面尋求創新,讓體育與教育更好地協同助力校園足球發展。
隨著“信息化”概念的提出,后續研究可能聚焦信息技術在校園足球中的應用,如利用大數據分析學生的訓練情況、借助線上平臺推廣足球文化等。
可能會加強對政府、學校、俱樂部等多元主體在校園足球發展中協同合作模式的研究,整合各方資源,形成發展合力。
鑒于對現實困境的關注,研究將朝著構建校園足球發展長效機制方向推進,從政策保障、資金投入、人才培養等多方面建立可持續發展體系。
2.2、學位論文研究分析
通過CNKI(中國知網)高級檢索系統,以“校園足球”為主題詞,限定時間范圍為2021年至2025年,共獲取相關學位論文文獻1300多篇。為進一步聚焦研究熱點及研究趨勢,按“相關度”排序篩選出500篇左右的核心文獻(含北大核心124篇),并提取其關鍵詞數據,利用CiteSpace軟件進行關鍵詞聚類分析,最終生成包含14個研究主題的知識圖譜。
(1)研究熱點。
“校園足球”處于圖譜核心位置,是研究的關鍵聚焦點。圍繞其展開眾多關聯研究,說明校園足球在整體研究體系中至關重要,是推動后續各項研究的基礎。
“后備人才”“青少年”“初中生”“小學生”等節點與校園足球緊密相連。表明校園足球背景下青少年后備人才培養是研究熱點,涵蓋不同學齡段,體現對足球人才梯隊建設的關注?!吧眢w素質”也與人才培養相關,說明在培養后備人才的過程中,重視學生身體素質提升,是保障足球人才發展的重要因素。
“足球課程”節點突出,反映出對校園足球課程設置、教學內容與方法等方面的研究熱度。合理的足球課程是推廣校園足球、提升學生足球技能的關鍵。“教練員”“教師”節點與足球課程關聯,意味著師資隊伍建設在校園足球課程實施中備受關注,優秀的教練員和教師是提升教學質量的保障。
“特色學?!薄皩W校”“建設”等節點顯示,打造足球特色學校以及學校層面的足球相關建設是研究熱點,包括校園足球場地建設、足球文化氛圍營造等方面。
(2)研究趨勢。
經圖譜分析,各要素相互關聯,未來研究可能朝著構建校園足球一體化、系統化發展模式方向進行。涵蓋從小學到初中各階段人才培養、課程設置、師資建設等全方位的系統研究,以提升校園足球整體發展水平。
除體育領域自身研究外,可能會加強與教育學、心理學等學科融合。例如,研究如何通過教育心理學原理提升足球教學效果、促進學生足球興趣培養和運動技能學習等。
隨著科技發展,未來可能關注科技在校園足球中的應用,如借助運動傳感器、大數據分析等技術輔助教學、評估學生訓練效果和身體素質提升情況等,以科技賦能校園足球。
綜上所述,通過對聚類分析后知識圖譜的分析,現有研究熱點依舊圍繞“現狀”“路徑”“體教融合”等關鍵詞進行研究。未來研究趨勢主要集中在體系化發展,構建校園足球一體化、系統化發展模式,涵蓋各方面要素協同發展;跨領域融合,信息化與校園足球融合,借助新技術提升發展水平;多元協同與長效機制,注重政府、學校、俱樂部等多元主體協同合作,構建校園足球發展長效機制,保障這三個方面的可持續發展。
3、AI賦能成功案例分析
在《新型智能設備SAOT對足球比賽的影響研究——以2022年卡塔爾世界杯為例》中,作者探討了半自動越位識別系統(SAOT)在卡塔爾世界杯比賽中的應用,研究表明智能設備SAOT在比賽中能夠提高越位判罰的準確性,有效減少比賽中斷時間,保障比賽公平公正,有效推動新技術在足球比賽中的發展。在《AI成足球比賽「關鍵先生」:DeepMind發布TacticAI,戰術布局實用性高達 90% 》中,作者介紹了名為TacticAI的AI足球戰術輔助系統,該系統由谷歌DeepMind與利物浦足球俱樂部的專家合作開發和評估,研究聚焦于現代足球中識別對手戰術關鍵模式并制定有效應對策略的問題,結果表明該模型的建議與真實戰術難以區分,且在測試場景中專家更多的選擇了TacticAI的建議。在《【元宇宙】UNC足球隊進入元宇宙!虛擬現實訓練成為焦點》一文中,北卡羅來納大學(UNC)足球隊通過與科技公司合作,將虛擬現實(VR)技術應用到足球訓練和球迷參與中,通過數據驅動的訓練方法提升運動員表現,推動科學化訓練進程,以沉浸式體驗吸引更廣泛的觀眾群體,拓展賽事商業價值與影響力。
上述三個案例均為人工智能技術在足球領域的應用。第一個是SAOT智能設備在卡塔爾世界杯中的應用,有效推動了AI設備在足球比賽中的發展。第二個案例是TacticAI,AI通過識別對手戰術并制定應對策略。第三個是北卡羅來納大學使用虛擬現實技術進行訓練。三個案例通過差異化技術路徑推動足球領域的數字化轉型,更為體育的數字化轉型提供了可復用的方法論,其經驗或將成為行業變革的重要參考,也為我國校園足球的科學化發展提供了技術參考與實施框架,但需結合我國校園足球發展現狀與需求進行調整。
4、AI賦能校園足球的前景與挑戰
4.1、AI賦能校園足球的前景
紀澤龍(2022)在《人工智能在校園足球中的應用場景研究》中指出,AI技術更傾向應用在校園足球訓練中,其次是校園足球比賽和校園足球選材中的結論。王碩(2024)在《科學技術在足球體能訓練中的應用研究》研究中指出,足球體能訓練在當今科技形勢助力下潛力是巨大的。許鳳儀等(2024)在《人工智能在足球運動中的應用及前景展望》研究中指出,AI技術在戰術分析、足球訓練、傷病預防三個方面的應用及展望,未來需在智能化及個性化上面有所突破。上述觀點均強調AI技術對足球訓練的核心驅動作用,同時覆蓋戰術、體能、選材等多元場景,未來需進一步融合智能算法與個性化需求,推動校園足球訓練的全面科技化升級。
4.2、AI賦能校園足球的挑戰
(1)技術設備成本過高。
在《人工智能在校園足球中的應用場景研究》一文中,經作者調查,以國內動量科技公司運動監測系統“MT-SportsX1”為例,其單套設備價格高達240萬至300萬元。設備成本與校園足球特色學校專項經費之間存在顯著差距,亟須通過政策補貼、企業分期付款等模式創新,降低技術應用的初始門檻。
(2)專業化人才梯隊斷層。
參與校園足球活動的足球教師、專業足球教練員缺乏AI技術開發與運用能力,而AI技術專業人才又不熟悉足球教學與訓練,導致AI技術開發與足球教學與訓練結合的復合型人才嚴重缺失,人才梯隊出現斷層。
(3)區域資源分配失衡。
在《我國校園足球特色學校空間分布特征及其影響因素研究》一文中,胡用崗等(2025)作者研究指出我國校園足球特色學校主要集中于華東與華中地區,整體呈現“東南密、西北疏”的空間格局,我國校園足球特色學校數量在31個省級行政區有著明顯的不均衡性。
(4)數據安全與隱私保護風險。
未來隨著AI技術的普及,可實現全國數據共享,但在信息平臺建立后學生的信息安全及倫理問題也需引起重視。
5、AI技術賦能校園足球的發展路徑與策略
5.1、AI技術賦能校園足球的發展路徑
(1)虛實融合學訓升級,從試點到全域覆蓋。
第一階段為2025年至2030年,區域示范與標準制定。按照我國各經濟區域特點與發展情況,在京津冀地區、長三角地區、粵港澳地區、川渝地區、中部地區,分別遴選6所校園足球特色學校作為AI示范校,構建差異化試點模型。長三角地區與粵港澳地區重點推進VR/AR戰術學訓系統,結合5G網絡實現實時數據分析。川渝地區與中部地區依托數字孿生技術建立虛擬學訓中心,解決硬件資源不足問題。京津冀地區聚焦冰雪足球跨項目訓練場景開發,探索AI在特殊氣候條件下的適應性。各示范校共同制定《校園足球AI設備技術標準》,從硬件性能、AI算法、數據處理、安全性、兼容性等角度制定,明確設備種類及數據標準。
第二階段為2031年至2035年,資源網絡與生態構建。建設省級AI教研中心,設立專項基金,開發AI足球課程體系,納入《義務教育體育課程標準》;實施“AI球場”建設工程,采用“政府補貼 60%+ 學校承擔 20%+ 企業讓利 20% ”模式,2035年前為10萬所校園足球特色學校足球場配備AI學訓設備;建立數據共享平臺,依托區塊鏈技術構建“全國校園足球數據鏈”,實現訓練數據跨區域安全共享,并建立動態評估指標庫。
(2)人才培養體系重構,打通“選一訓一賽一職”通道。
開發“ AI+ 多模態評估系統”,通過整合多維度數據與智能算法,實現對學生足球潛能、運動能力及心理素質的評估,從而進行精準選材。創新體教融合新模式,打通足球特長生的升學通道,形成“小學一中學一大學”的校園足球人才通道。小學階段,通過AI游戲化教學及測試,激發學生興趣,篩選出高潛力苗子。在初高中階段,運用VR/AR技術模擬各級別比賽賽場壓力環境,讓學生在沉浸式體驗中提升心理素質,以及增強戰術意識。在大學階段,建立校園足球與職業俱樂部的“雙向培養”機制,充許優秀足球特長生在學業和職業訓練之間靈活轉換,構建從校園到職業俱樂部的人才通道。
(3)資源整合區域協同,技術驅動公平化。
運用AI技術及云計算,搭建足球智慧平臺,全國優秀足球教師及高水平足球教練員能夠通過平臺分享日常教學及訓練優秀案例,實現優質教學資源全國共享,縮小區域足球發展差距,實現跨區域資源共享。
(4)倫理治理框架建設,平衡創新與風險。
制定AI足球設備應用倫理相關準則,增強科技倫理管理,建立青少年運動數據采集使用規范,設置青少年運動數據安全“防火墻”,防范技術濫用風險,應在技術應用中保留足球運動的本質樂趣。通過“AI輔助 + 真人教師(教練員)”混合教學模式,且規定AI輔助練習時長占比不超過 50% ,保留真人教師(教練員)的情感互動與價值觀引導功能。
5.2、AI技術賦能校園足球的策略
(1)核心技術攻關。
政府應制定專項財政扶持政策,例如將AI足球設備采購納入“校園足球專項經費”預算,并通過稅收減免等方式鼓勵科技企業參與研發。同時,教育部可聯合工信部制定發布《校園足球AI設備應用指南》,明確技術標準與實施路徑,為智能化轉型提供制度保障。鼓勵學校、科研機構與企業三方合作,依據《校園足球AI設備技術標準》進行產品升級,推動國產運動科技公司開發適合我國校園足球特點的智能AI設備。
(2)復合人才培育。
教育部遴選雙一流高校開設“運動智能工程”人才培養相關課程或建立相關專業,使科技與傳統體育相結合,培養跨學科人才,實施足球教練員與數據工程師的“雙師認證”制度。同時,增設“AI足球教練員”職業資格證書,要求持證者同時具備D級及以上足球教練資質,以及熟練運用AI技術的能力。
(3)區域均衡發展。
運用數字孿生技術為資源匱乏地區構建\"虛擬學訓中心”,通過全息投影實現名師遠程指導,并實現偏遠地區學生與優秀教師及優秀教練員的實時互動教學,解決優質師資地域分布不均問題。
(4)倫理規范強化。
加強倫理規范建設,確保AI技術應用的透明度和公平性,保護學生隱私和數據安全。
6、期待與展望
6.1、個性化智能教練系統
研發手機APP軟件,生成虛擬“AI教練”,提供24h陪練與反饋,通過可穿戴設備實時監測學生生理數據,動態生成訓練計劃,引入情感計算技術,識別學生訓練情緒并調整教學策略。
6.2、混合現實(MR)訓練場景革新
技術革新能夠將虛擬信息疊加到真實球場,實現虛實交互訓練。構建“虛實共生球場”,通過MR眼鏡疊加虛擬防守球員軌跡,提升戰術預判能力;探索“氣候模擬MR系統”,讓學生在虛擬環境中適應高溫、高海拔等極端比賽條件。
6.3、元宇宙足球生態構建
搭建全國校園足球元宇宙平臺,打造數字化體育IP。支持跨校虛擬聯賽,戰績納入現實賽事積分;發行校園足球電子勛章作為數字資產,作為激勵學生參與AI訓練的成就憑證,可兌換線下優質足球培訓課程。
6.4、長期愿景
AI驅動我國校園足球教學與訓練新模式,到2050年形成“AI分析決策一真人教練執行一學生自適應學習\"完整體系。
7、結論
AI技術是推動我國校園足球向高質量數字化轉型的核心動力?;趪摇绑w育強國”與“教育數字化”戰略,需通過政策協同與技術融合破解發展瓶頸:一是借鑒AI系統進行戰術分析、多智能體訓練及VR教學經驗,本土化應用于戰術優化、選材評估等場景;二是針對設備成本高、人才短缺、區域失衡等挑戰,以構建“政一校一企”協同機制降低技術成本、構建跨學科復合型人才培養體系、依托數字孿生技術實現區域資源共享,以及完善AI倫理規范與數據安全框架等策略進行系統性應對;三是路徑規劃分兩階段推進:2025—2030年重點建設區域AI示范校并制定技術標準,2031—2035年構建覆蓋10萬所學校的資源共享網絡,同步完善數據安全體系。最終通過技術創新與資源整合,實現校園足球從規?;瘮U張到科學化升級,為體育強國目標奠定人才與技術基礎。本文提出的路徑尚未經過大規模實踐驗證,后續需通過試點反饋進一步優化。
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