GPS電子設(shè)備在校園足球運(yùn)動中的應(yīng)用研究

黃繼勇 代興波 嚴(yán)金秋

摘 要：本文對最新的可穿戴電子設(shè)備在校園足球訓(xùn)練與比賽負(fù)荷評估的應(yīng)用價值進(jìn)行了分析。研究認(rèn)為：可穿戴全球定位系統(tǒng)可運(yùn)用于量化學(xué)生在校園足球訓(xùn)練和比賽中的外部運(yùn)動負(fù)荷，便攜式心率跟蹤設(shè)備則可用于監(jiān)控學(xué)生在校園足球訓(xùn)練和比賽中的內(nèi)部運(yùn)動負(fù)荷，兩者結(jié)合起來使用，可以科學(xué)、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的訓(xùn)練與比賽情況，給學(xué)生帶來全新的訓(xùn)練與比賽體驗(yàn)，可以為校園足球教師和教練員提供及時有效的信息反饋，掌控學(xué)生的訓(xùn)練與比賽狀態(tài)，為科學(xué)制定訓(xùn)練與備戰(zhàn)計(jì)劃提供最直接的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：可穿戴GPS電子設(shè)備 校園足球 心率 跑動 運(yùn)動負(fù)荷

中圖分類號：P22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（c）-0030-02

1 可穿戴全球定位系統(tǒng)評估足球外部運(yùn)動負(fù)荷

Catapult Innovation公司生產(chǎn)的最新全球定位系統(tǒng)為Optimeye S5，該系統(tǒng)融合了GPS全球定位系統(tǒng)、3D加速度傳感器（16G，1000Hz）、3D陀螺傳感器（2000°/s，1000Hz）和3D磁力傳感器（1200毫特斯拉，100Hz），可以有效地跟蹤和量化足球運(yùn)動員的外部運(yùn)動負(fù)荷，準(zhǔn)確地記錄運(yùn)動員在每一次訓(xùn)練和比賽中的跑動距離、跑動速度、不同跑動速度段內(nèi)的跑動次數(shù)和距離、不同強(qiáng)度的加速和急停距離與次數(shù)、不同強(qiáng)度的跳躍和變向次數(shù)。該系統(tǒng)允許使用者根據(jù)自身運(yùn)動員和運(yùn)動項(xiàng)目特征對跑動速度段、加速度、跳躍和變向的強(qiáng)度進(jìn)行自主設(shè)置[1]。

在十一人制的校園足球訓(xùn)練與比賽中，可供參考的一個跑動速度劃分標(biāo)準(zhǔn)為：（1）走或站立：以0～5.9km/h的速度（持續(xù)0.6s或以上，下同）跑動；（2）慢跑：以6～7.9km/h的速度跑動；（3）低速跑：以8～11.9km/h的速度跑動；（4）中低速跑：以12～14.9km/h的速度跑動（5）中速跑：以15～17.9km/h的速度跑動；（6）中高速跑：以18～20.9km/h的速度跑動；（7）高速跑：以21～23.9km/h的速度跑動；（8）沖刺跑：以≥24km/h的速度跑動。

在五人制、七人制、八人制或九人制的校園足球訓(xùn)練與比賽中，由于場地縮小，運(yùn)動員跑動速度段的劃分則可參照以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）走或站立：以0～5.9km/h的速度跑動；（2）慢跑：以6～7.9km/h的速度跑動；（3）低速跑：以8～11.9km/h的速度跑動；（4）中速跑：以12～14.9km/h的速度跑動；（5）高速跑：以15～17.9km/h的速度跑動；（6）沖刺跑：以≥18km/h的速度跑動。

而加速、急停和變向的強(qiáng)度則根據(jù)加速度（持續(xù)0.2s或以上）的大小劃分為：（1）低強(qiáng)度：1.5～2.49m/s2；（2）中強(qiáng)度：2.5～3.49m/s2；（3）高強(qiáng)度≥3.5m/s2。

當(dāng)前的研究顯示，相對于采取固定的、通用的速度和強(qiáng)度劃分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)每個運(yùn)動員的最大攝氧量、最大有氧速度和乳酸閾等指標(biāo)確定的個性化劃分標(biāo)準(zhǔn)會讓運(yùn)動員的外部運(yùn)動負(fù)荷得到根據(jù)科學(xué)合理的評估[2]。

2 便攜式心率監(jiān)測系統(tǒng)測試足球內(nèi)部運(yùn)動負(fù)荷

便攜式心率監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對學(xué)生在足球訓(xùn)練和比賽過程中的每一次心跳進(jìn)行跟蹤，具有代表性的運(yùn)用于足球內(nèi)部運(yùn)動負(fù)荷監(jiān)控的便攜式心率監(jiān)測系統(tǒng)有：芬蘭生產(chǎn)的Polar Team?系統(tǒng)、Firstbeat系統(tǒng)等。便攜式心率監(jiān)測系統(tǒng)一般都能提供運(yùn)動員在每一次訓(xùn)練中的平均心率、最大心率、不同心率區(qū)間的訓(xùn)練時間等量化指標(biāo)。在校園足球?qū)嵺`中，可根據(jù)學(xué)生在訓(xùn)練和比賽中的實(shí)時心率占其最大心率的百分比，將訓(xùn)練和比賽進(jìn)行不同心率強(qiáng)度區(qū)間劃分，如：（1）低強(qiáng)度心率區(qū)間：實(shí)時心率處于<60%最大心率的運(yùn)動時間；（2）中低強(qiáng)度心率區(qū)間：實(shí)時心率處于60%～69%最大心率的運(yùn)動時間；（3）中等強(qiáng)度心率區(qū)間：實(shí)時心率處于70%～79%最大心率的運(yùn)動時間；（4）中高強(qiáng)度心率區(qū)間：實(shí)時心率處于80%～89%最大心率的運(yùn)動時間；（5）高強(qiáng)度心率區(qū)間：實(shí)時心率處于90%～100%最大心率的運(yùn)動時間，較為典型的代表性算法可參見Edwards等[3]和Stagno等[4]的內(nèi)部運(yùn)動負(fù)荷算法。

3 新型可穿戴電子設(shè)備在校園足球訓(xùn)練與比賽負(fù)荷評估的實(shí)踐運(yùn)用價值探討

（1）新型可穿戴電子設(shè)備可以科學(xué)、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的訓(xùn)練與比賽情況，給學(xué)生帶來全新的訓(xùn)練與比賽體驗(yàn)。學(xué)生可以認(rèn)識到自身在訓(xùn)練和比賽中的運(yùn)動負(fù)荷狀況，了解自身的優(yōu)勢與劣勢，保持與提升自身的訓(xùn)練與比賽表現(xiàn)。例如：學(xué)生可以通過自己在訓(xùn)練中的跑動總距離和高強(qiáng)度反復(fù)沖刺次數(shù)與隊(duì)友的這兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對比，對自己的有氧耐力和無氧耐力素質(zhì)進(jìn)行科學(xué)合理的定位，有針對性地進(jìn)行訓(xùn)練與練習(xí)，提升自己的體能弱項(xiàng)，增強(qiáng)自身的體能優(yōu)勢，從而調(diào)動其訓(xùn)練主動性和積極性，最終提高了足球訓(xùn)練效果和效率。

（2）新型可穿戴電子設(shè)備可以為校園足球教師和教練員提供準(zhǔn)確、科學(xué)而及時的信息反饋，掌控學(xué)生的訓(xùn)練與比賽狀態(tài)，為科學(xué)制定訓(xùn)練與備戰(zhàn)計(jì)劃提供最直接的理論依據(jù)。傳統(tǒng)的足球訓(xùn)練更多強(qiáng)調(diào)的是足球教師和教練員與學(xué)生之間的技能交流與互動，并未納入新型電子科學(xué)設(shè)備提供的科學(xué)反饋，教師和教練員對學(xué)生技能和體能負(fù)荷的判斷基本停留在經(jīng)驗(yàn)與觀察之上，具有較大的主觀性。而通過可新型穿戴電子設(shè)備在校園足球中的運(yùn)用，教練員對學(xué)生訓(xùn)練和比賽狀態(tài)的認(rèn)識變得更加直接而客觀。

（3）在校園足球?qū)嵺`中科學(xué)、合理和充分地利用可穿戴電子設(shè)備，將成為未來校園足球教學(xué)與訓(xùn)練改革的發(fā)展趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，越來越多的新型可穿戴電子設(shè)備將被開發(fā)出來，而其價格也將逐漸變得經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，絕大多數(shù)中小學(xué)足球教學(xué)與訓(xùn)練都可以獲得該類產(chǎn)品的輔助[3]。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉鴻優(yōu)，Gimenez JV，Leon AA.主觀疲勞量表與體重流失在足球訓(xùn)練負(fù)荷控制中的運(yùn)用[J].體育科學(xué)， 2015，35（5）：62-65.

[2] Cummins C，Orr R，O'Connor H，et al.Global positioning systems （GPS） and microtechnology sensors in team sports： a systematic review[J]. Sports Medicine，2013，43（10）：1025-1042.

[3] Aughey RJ.Applications of GPS Technologies to Field Sports[J].International Journal of Sports Physiology and Performance，2011，6（3）：295-310.