基于“数据驱动决策”的体育院校专项体能训练研究与进展

孙 健,何家欣,闫琪

(1.广州体育学院，广东 广州 510500；2.国家体育总局 体育科学研究所，北京 100061)

当前，体能训练已成为实施全民健身计划和促进竞技体育发展的重要研究热点。随着科技进步和多学科交叉融合，体能训练科学化水平快速提高。体育院校作为培养各类体育专门人才的重要途径和重要基地，为我国体能训练的研究与实践提供了人才支撑和科技后援。专项体能是体能训练的重要研究领域，大数据时代的来临, 体能训练领域中数据信息与训练决策之间的关系越来越紧密，正逐渐从“由直觉和经验驱动决策”“以数据为中心的决策”向“数据驱动决策”的发展方式转变[1]。针对专项体能训练的评测、监控、方案实施与修正的数据采集、筛选、分析、管理，将为训练决策提供有效支持，对加速我国体能训练科学化水平以及运动训练实践和全民健身领域具有广泛的应用价值。同时，通过数据挖掘以及正态云模型的建立，为云计算、AI与体育的结合，提供数据支撑和应用场景。

1 专项体能训练的发展趋势

1.1 专项体能训练的界定和趋势

在竞技体育训练中体能一般由于训练任务与目的的不同，划分为基础体能和专项体能。基础体能是专项体能的基础和支撑，是完成非专项运动时表现出来的运动能力，同时也是专项体能水平的基础与保障。专项体能是某一特定运动项目为有效完成专项技战术以及提高竞技能力所需要的能力。专项体能水平的提高不仅有助于承受训练和比赛中更多的负荷，同时能够弥补技术的欠缺。随着竞技体育训练科学化、精细化的发展，依据不同项目的运动规律和特征进行相适应的体能训练，已成为当前竞技体育中体能训练的趋势。

以体能训练为切入点的系统训练体系、理念、方法，以及核心力量训练、功能性训练、Plyometrics、CrossFit、INT、数字化体能训练等手段、仪器应用于高水平运动员体能训练实践当中，并通过评测手段的科学化、训练手段的系统化使针对性、个性化的训练方案得以有效实施。同时，与运动专项紧密结合的体能训练内容的定向化、训练负荷的定量化和训练过程实施的个体化，促进了专项体能训练理论体系、训练理念及方法应用的提升。尤其以数据呈现驱动决策的体能训练实践趋向，不仅在建立体能训练数据管理平台方面，而且在实现运动能力状态评估、训练质量实时监控、关键数据采集、训练信息分析等方面加速了体能训练科学化的程度。

1.2 体育院校体能训练的人才培养和关注领域

我国从体育大国向体育强国的迈进中，体育院校在人才支撑和科技后援上发挥了重要作用。随着健康中国战略实施，体能训练不仅在竞技体育中发挥重要作用，对群众体育、全民健身的影响也日益凸显。2004年北京体育大学设立体能训练方向作为高校体能训练人才培养的开端，2018年以来全国先后6所体育院校相继开设了体能训练专业，多所体育院校成立了体能训练实验室或体能训练研究中心。体能训练已成为当前体育院校围绕着学科及专业建设的重点内容。随着体能训练研究与实践的深入，以及可视、即时、便携的仪器设备开发与应用，体育院校科研人员以及教练员在训练实践中已针对机体能力的评估、疲劳监控与诊断、训练效益的把控等方面进行了大量的研究与讨论，一些研究成果不仅应用于运动训练实践和全民健身领域，更通过数据挖掘为AI、大系统应用提供数据支撑和建模方案。

2 体育院校专项体能训练研究亟待加强

我国体育院校高水平运动员在世界大学生运动会、全国大学生运动会等比赛中取得了优异的成绩。体能训练作为提升体育院校高水平学生运动员专项竞技能力水平的重要环节，随着体能训练个性化、精细化、专项化研究的深入，以及多学科的参与，体能训练在预防运动损伤、延长运动寿命、提高训练效果、保持竞技能力等方面发挥了重要作用。

目前，体育院校高水平运动员体能训练整体实践与应用水平还有待提高与加强。专项体能训练中运动科学和训练实践割裂的问题依然存在，由于体育院校“学科”与“术科”教师的划分，使多学科交叉融合的人才优势没有得到充分体现。尤其针对体育院校学生运动员进行的专项体能训练实验和实证研究较为薄弱。在深刻把握专项运动能力与比赛表现特征基础之上，开展长期跟踪、个性化的体能研究尚不多见，为我国高水平体能训练研究成果的贡献率较低。因此，界定与理解高水平运动员专项运动能力与比赛表现特征，及时更新专项体能训练的理念和完善体能训练方法、手段和仪器设备，加大高水平运动员专项体能训练的跨学科交叉性科学研究及成果的应用，是我国体育院校体能训练科研人员应该肩负的科技助力责任。

3 数据驱动决策是实现体能训练科学化的有效途径

多学科的渗透和高科技的介入使体能训练科学化水平不断提高，在训练实践过程中对各类数据进行有效分析，不仅协助体能训练的指导者与参与者优化训练实践过程中方案与效果，而且使各类数据信息与训练决策之间的关系越来越紧密，把训练实践从“由直觉和经验驱动决策”向“数据驱动决策”的发展方式转变，以实现运动员竞技能力初始状态向目标状态的转移。

2016年北京市体育科学研究所建立 “数字化体能训练实验室”以来，国家体育总局训练局、各体育院校以及省、市体育科学研究所相继成立体能训练中心或建立实验室，围绕体能评测、训练实时监控、专项体能训练、个性化训练方案制订与跟踪等方面，通过数字化训练仪器设备的引进、开发与应用，基于数据呈现、数据挖掘的体能训练进行了研究和实践，为体能训练过程中数据驱动决策和双向调控提供了依据。

3.1 专项体能训练评测的数据化

专项体能评测是围绕着专项的技术动作结构、能量代谢特点和肌肉神经系统的功能等方面在基础体能评测的基础上进行递进，是依据不同的专项侧重点与涵盖的指标不同，对运动员专项运动能力进行分析与诊断，为体能训练评估提供依据。专项体能的关键环节是与专项紧密结合。我国体能训练的专家与学者结合国内外的相关研究成果，针对专项体能评测进行了大量的研究，例如采用Smartjump 跳垫对下肢爆发力进行评估；反应式动作速度可借助于Fitlight Trainer反应灯系统；Gymaware力量功率测试系统可针对上肢推/拉以及下肢蹬伸爆发力及1RM的评估进行反馈；Smartspeed速度灵敏测试系统在速度和Y、T型跑/折线跑等灵敏评估中具有较好效果；Highermed运动心肺功能测试系统可对最大摄氧量及无氧能力进行有效评价；三维地面测力跑道可对速度和力量的专项能力进行评测。

专项体能训练测评是运动员提高竞技能力的重要保障，是体能教练员或研究人员掌握运动员在训练或比赛中表现出的外在运动学机制与内在的人体生物学机制的综合评价，结合不同项目特征和运动员竞技能力结构和成功参赛的需求，从而对运动员不同训练阶段进行起始状态的个性化诊断，确保运动员体能薄弱环节的诊断更为精确。在大数据时代，精准化、数据化的评测尤为重要。数字化体能训练是基于体能评估数据分析的基础，在训练过程有数据跟踪与实时反馈和获取的数据动态调整训练过程，且长期跟踪、积累的有效数据形成运动员的个体数据库，可以对其状态、训练质量、体能发展趋势进行评估(训练=评估)，通过同一项目形成的有效数据，可以进行个体化分析、横向比较，对于选材、评估不同运动员体能特征有重要意义以及为教练员训练的系统决策提供重要依据。

3．2 专项体能训练过程实时监控的数据化

“专项体能训练”是带有明显专项特征、对专项竞技能力有直接促进作用的体能训练方法，数字化实时监控是实现专项体能训练过程中数据驱动决策的关键环节。如摔跤项目更加突出3～6min极限强度与高强度的间歇训练，通过高强度心率区、完成功率来实施即时监控；Plyometrics训练是田径短跨项目非常重要的专项体能训练方法之一，训练过程中重点监控运动员完成动作时的触地时间(低于0.18s)才会获得更好的训练效果等[2]。当前各类先进仪器设备与信息化训练平台的建立，促进了运动员个体信息的数据档案与实时训练数据的交互。例如立足于神经肌肉控制的动态平衡台(Reaxing)，基于速度的力量训练(VBT)传感器、运动感知训练频闪眼镜、Omegawave竞技状态综合诊断系统、SmartSpeed光电速度与灵敏性训练系统、BSstrong 血流阻断加压抗阻训练带、监控有氧耐力的智能穿戴设备、基于卫星定位技术的Catapult运动表现监测系统、战术训练现场虚拟模拟器等等。通过应用多种先进的体能训练设备和Smartabase大数据训练平台，使教练员和科研人员针对体能训练,建立数据搜集、存储、统计并可视化分析的数据管理平台，对体能训练质量进行精确的量化分析和评价，根据不同训练阶段的监控结果提出优化运动员专项能力的训练方案，并对优化方案的训练效果进行监控，促进体能训练从数据到信息的转化。

3．3 专项体能训练方案实施与修正的数据化

自计算机和网络技术应用于体能训练实践以来，以信息化技术对数据进行分析来驱动决策的努力就已开始[8]。体能训练过程中，相比于本能、假设或经验而做出的决策，基于实践事实的决策更可靠。通过数据驱动的方法，体能训练主导者能够判断运动员个体体能发展及变化趋势，推动体能训练解决方案的创新。

近年来，体能训练的科研人员一直在强调训练实践过程中数据的价值。个性化、精准化的训练方案实施离不开运动员各时期体能评测数据的收集与分析并进行档案化管理；基于训练过程中的各类数据分析的信息化训练平台，对专项体能训练过程中的实时监控，能够及时检验、反馈训练的质量、效果和个体状态，进而做出针对性调整。随着科技融合的加快，先进的仪器、设备以及训练平台对数据分析越来越强大，能够即时提取出反映对象真实的状态信息，使体能训练的实践过程得到不断实施与修正，教练员、科研人员不仅提高了专项体能训练效果，而且对运动员个体运动能力状态发展水平有了清晰的认识。

4 结语

体能训练已然成为涉及多学科交叉融合的研究领域，体育院校多学科专业师资和研究人员的人才优势得到了突显，具备条件建立基于数据采集、数据评估、数据平台分析的研究团队。同时，体育院校众多专项的高水平运动队也为进行专项体能训练的研究与实践提供了应用场域。近年来，国内多所体育院校成立了体能训练中心或实验室，新建体能训练专业并开始进行体能训练专门人才的培养工作，使研究团队与各专项高水平运动队的结合更加紧密，为科研人员针对专项的运动能力与比赛表现特征的理解创造了有利条件，并且基于科研人员研究方向与领域相对稳定的特点，有条件进行长期、有效的数据跟踪、积累，有利于建立运动员个体化的训练数据库工作。最为关键的是，研究人员通过参与专项竞赛训练的系统过程，针对体能训练评估、训练实时监控和制定专项体能训练方案等方面进行探索与实践，在评价和分析数据变化的基础上给出调整与实施有效体能训练的方案与建议，从而推动我国体能训练科学化进程向纵深发展。