我國(guó)智慧體育的理論概述及實(shí)踐應(yīng)用研究

孔令晴 伊超

(曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院 山東曲阜 273100)

國(guó)家相關(guān)政策的制定、實(shí)施與完善為我國(guó)體育的未來發(fā)展指明了方向，推動(dòng)了體育轉(zhuǎn)型和前進(jìn)的步伐。2019 年，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《體育強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》中提出，到2035 年基本實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)代化相適應(yīng)的體育發(fā)展新格局以及實(shí)現(xiàn)體育治理體系和治理能力的現(xiàn)代化?，F(xiàn)代化的指引與“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的動(dòng)力疊加合力促進(jìn)了數(shù)字時(shí)代體育新動(dòng)能的發(fā)展。智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)是體育發(fā)展的主要特征，目前有關(guān)智慧體育的研究主要集中在學(xué)校體育方面，有關(guān)智慧體育概念體系等方面的內(nèi)容尚待完善。構(gòu)建智慧體育的理論體系，歸納總結(jié)智慧體育的實(shí)踐價(jià)值，能在一定程度上為智慧體育理論體系的發(fā)展提供參考，助力體育強(qiáng)國(guó)總戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［1］。

1 智慧體育

1.1 智慧體育的概念

智慧體育是指在科技化、信息化、經(jīng)濟(jì)化的時(shí)代下，將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等高效化的信息技術(shù)應(yīng)用到體育領(lǐng)域的實(shí)踐成果，進(jìn)而滿足運(yùn)動(dòng)參與者日益增長(zhǎng)的體育需求。它是以信息技術(shù)為引擎，對(duì)傳統(tǒng)體育創(chuàng)新發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的升華，是融合教育學(xué)、心理學(xué)、管理學(xué)、產(chǎn)業(yè)學(xué)、醫(yī)療、旅游等“體育+”資源的交叉性工程，使人類社會(huì)、信息空間和物理世界融為一體。智慧體育作為一種創(chuàng)新、高效、提質(zhì)的體育發(fā)展方式，利用技術(shù)創(chuàng)新在體育領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的提振效應(yīng)，旨在落實(shí)科技興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、全民健身國(guó)家戰(zhàn)略，增強(qiáng)體育綜合運(yùn)營(yíng)能力、體育管理能力以及體育數(shù)據(jù)分析能力，為2035年建成體育強(qiáng)國(guó)筑壘基石。

1.2 智慧體育的特征

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)化

伴隨著5G技術(shù)的日臻成熟，智慧體育呈現(xiàn)出了有線無線交互、大屏小屏互動(dòng)等“互聯(lián)網(wǎng)+”特征［2］，它是智慧體育運(yùn)行的基礎(chǔ)，速率、容量、時(shí)延的提升使得體育參與者的無線交互成為可能，實(shí)現(xiàn)了體育與其他領(lǐng)域的全面互聯(lián)，促進(jìn)了智慧體育的智能化升級(jí)。

1.2.2 數(shù)據(jù)化

數(shù)據(jù)化是指借助人臉識(shí)別、可穿戴設(shè)備、動(dòng)作捕捉、硬件外設(shè)等新技術(shù)，感知體育過程中的動(dòng)態(tài)變化，并配合DataFocus、微軟等智能BI工具迅速分析數(shù)據(jù)并可視化，將傳統(tǒng)的體育事物數(shù)據(jù)化［3］，把復(fù)雜的體育運(yùn)動(dòng)過程以信息的形式存儲(chǔ)加工并精確處理，來輔助其決策。

1.2.3 主體化

在供給結(jié)構(gòu)升級(jí)和國(guó)內(nèi)“雙循環(huán)”格局發(fā)展的背景下，新需求的產(chǎn)生與發(fā)展、教學(xué)形式的改革、體育產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)升級(jí)等滿足體育主體的發(fā)展，貫徹了“以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀。同時(shí)，體育與“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)的融合應(yīng)用，幫助體育工作者在從事體育活動(dòng)的過程中減少了資源的消耗、節(jié)約了大量的時(shí)間、提高了工作效率。

1.2.4 融合化

智慧體育并不是單一的體育類型，它融合了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、5G、人臉識(shí)別、眼動(dòng)追蹤等新興技術(shù)，發(fā)展出了涵蓋教學(xué)、訓(xùn)練、競(jìng)賽等形式的新業(yè)態(tài)，是各領(lǐng)域深度融合發(fā)展的結(jié)果，也是“體育+”工程的應(yīng)用實(shí)踐。

1.3 智慧體育的分類

依據(jù)體育活動(dòng)的性質(zhì)、各種體育實(shí)踐的基本功能和特征，以及人們對(duì)體育基本類型的認(rèn)同，將智慧體育分為智慧學(xué)校體育、智慧競(jìng)技體育、智慧大眾體育3種類型。

1.3.1 智慧學(xué)校體育

智慧學(xué)校體育是指以學(xué)生參與為主體，利用先進(jìn)化的教學(xué)器材、智慧化的教學(xué)手段、多元化的教學(xué)形式來培養(yǎng)學(xué)生的道德和意志品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生身心健康、全面發(fā)展的體育活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員的智能化選材、訓(xùn)練、競(jìng)賽、管理，進(jìn)一步推動(dòng)了學(xué)校體育體系的多樣化、現(xiàn)代化、高質(zhì)量的發(fā)展，是學(xué)校體育未來發(fā)展的主流趨勢(shì)。

1.3.2 智慧競(jìng)技體育

智慧競(jìng)技體育是指借助數(shù)據(jù)化訓(xùn)練設(shè)備、科學(xué)化的競(jìng)技裝備、公正化的監(jiān)控儀器，以最大限度地發(fā)掘運(yùn)動(dòng)員的潛力、創(chuàng)造優(yōu)異運(yùn)動(dòng)成績(jī)、凈化競(jìng)技體育的參與環(huán)境為目的的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)過程，進(jìn)一步優(yōu)化了教練員的選材途徑、提高了運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技表現(xiàn)、規(guī)范了裁判員的判罰尺度。

1.3.3 智慧大眾體育

智慧大眾體育是指人們?yōu)榱舜龠M(jìn)身體健康、充實(shí)余暇時(shí)間，通過手機(jī)APP、投影、5G 交互等新形式以強(qiáng)身健體、娛樂休閑等為主要目的且自愿參與的體育活動(dòng)的統(tǒng)稱，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展，提升了大眾的體育體驗(yàn)，激發(fā)了休閑體育的活力，為大眾提供了健康指導(dǎo)類、就業(yè)就職指導(dǎo)類、場(chǎng)館比賽服務(wù)類信息［4］。

2 智慧體育的研究現(xiàn)狀

借助CiteSpace可視化分析法對(duì)“智慧體育”的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。以CNKI數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，檢索主題為“智慧體育”的文獻(xiàn)，時(shí)間范圍為2000—2021年（最終檢索時(shí)間截至2021年03月05日）。將檢索到的501條文獻(xiàn)進(jìn)行篩選，最終得到498條目標(biāo)文獻(xiàn)，將它們下載并保存，導(dǎo)入CiteSpace，從關(guān)鍵詞共現(xiàn)、關(guān)鍵詞突顯兩方面進(jìn)行可視化分析并繪制相關(guān)知識(shí)圖譜。

2.1 關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析

以相關(guān)文獻(xiàn)中的關(guān)鍵詞為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行共現(xiàn)分析，共有427 個(gè)節(jié)點(diǎn)，418 條線。除去與檢索相關(guān)的“智慧體育”，共現(xiàn)頻次由高到低依次是“體育教學(xué)”43次、“智慧課堂”26次、“體育教師”21次、“小學(xué)體育”20次、“體育課堂”20 次、“體育場(chǎng)館”18 次、“體育”18 次、“智慧校園”17次、“互聯(lián)網(wǎng)+”13次、“體育產(chǎn)業(yè)”11次等；中心度由高到低依次是“體育教學(xué)”0.26、“智慧”0.15、“智慧校園”0.14、“教學(xué)智慧”0.12、“體育課堂”0.11、“高校”0.11、“體育產(chǎn)業(yè)”0.09、“高校體育”0.09 等，具體形式如圖1所示。

綜合分析，有關(guān)智慧體育的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞為體育教學(xué)、智慧課堂、體育課堂、智慧校園、“互聯(lián)網(wǎng)+”、體育產(chǎn)業(yè)等。

2.2 關(guān)鍵詞的突顯分析

對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行突顯分析，整理后得到10個(gè)關(guān)鍵詞（見圖2）。2000—2015 年出現(xiàn)的突顯詞主要為體育營(yíng)銷、智慧、體育課堂、體育課堂教學(xué)等；2016—2020年出現(xiàn)的突顯詞主要為體育產(chǎn)業(yè)、智慧校園、智慧體育、教學(xué)智慧等。其中，智慧體育、智慧課堂、高校體育等關(guān)鍵詞從出現(xiàn)開始持續(xù)至今，未來一段時(shí)間可能仍是智慧體育的部分研究熱點(diǎn)。

圖2 相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞突顯分析

3 智慧體育的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 智慧體育培育了學(xué)校體育的多元發(fā)展

3.1.1 智慧校園

為了積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)智慧校園的建設(shè)，教育部頒發(fā)了《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》，進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)校體育和智慧體育的融合。智慧體育系統(tǒng)與校園學(xué)籍和教務(wù)系統(tǒng)的深入打通，保證了學(xué)校賬號(hào)在體育系統(tǒng)的一鍵登錄，幫助管理者實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的各項(xiàng)身體指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)學(xué)校、家庭和社會(huì)三者的智慧化協(xié)調(diào)溝通。

3.1.2 智慧教具

學(xué)生在體育課堂上佩戴心率表，教師的移動(dòng)客戶端可實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的身體狀態(tài)并根據(jù)心率及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練強(qiáng)度，提高了對(duì)學(xué)生的重視程度，避免了學(xué)生“渾水摸魚”以及身體不適未被教師發(fā)現(xiàn)等現(xiàn)象的發(fā)生。教師還可以利用校企中軟件的分析功能，為下堂課訓(xùn)練強(qiáng)度的安排尋求依據(jù)，進(jìn)一步探索了一種課前“先知”、課中“感知”、課后“探知”的新型教學(xué)模式［5］。

3.1.3 智慧課堂

“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)模式逐漸成為主流。疫情期間，利用資源豐富的互聯(lián)網(wǎng)，在線上開展體育課堂教學(xué)，既打破了空間上的束縛，又完善了體育教學(xué)手段。此外，利用虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可為學(xué)生創(chuàng)造全場(chǎng)景化、沉浸式、交互式的體驗(yàn)［6］，推動(dòng)教育空間傳統(tǒng)化轉(zhuǎn)型。學(xué)生還可以通過計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)作，了解更多體育教學(xué)的新項(xiàng)目和新形式，豐富了學(xué)校體育的教學(xué)方式。

3.2 智慧體育推動(dòng)了競(jìng)技運(yùn)動(dòng)的專業(yè)強(qiáng)化

3.2.1 運(yùn)動(dòng)員

以射擊類運(yùn)動(dòng)為例，較高的專注度是射擊類運(yùn)動(dòng)員最基本的要求，利用眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)來記錄運(yùn)動(dòng)員的微眼跳范圍、凝視位置、凝視漂移角度等數(shù)據(jù)信息，并對(duì)其專注度進(jìn)行分析評(píng)估，從而達(dá)到對(duì)職業(yè)運(yùn)動(dòng)員遴選的目的。此外，利用體育智庫中的數(shù)據(jù)算法，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平時(shí)訓(xùn)練表現(xiàn)數(shù)據(jù)與既往競(jìng)技比賽成績(jī)浮動(dòng)軌跡進(jìn)行分析，推測(cè)運(yùn)動(dòng)員的體育水平，優(yōu)化了競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員選材的程序。交叉運(yùn)動(dòng)人體學(xué)、醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)康復(fù)學(xué)等學(xué)科研發(fā)出的智能化體育運(yùn)動(dòng)設(shè)備，在確保運(yùn)動(dòng)員高質(zhì)量的日常訓(xùn)練［7］以及傷后康復(fù)中也發(fā)揮了重要的作用。

3.2.2 教練員

教練員作為比賽場(chǎng)上陣容安排和隊(duì)員更換的決定者，其執(zhí)教水平在很大程度上會(huì)影響比賽的走向甚至直接決定比賽的勝負(fù)。以足球比賽為例，教練員可以借助智能戰(zhàn)術(shù)板將場(chǎng)上球員的位置掃描到移動(dòng)設(shè)備中，借助大數(shù)據(jù)的云計(jì)算等技術(shù)處理相關(guān)信息，得到進(jìn)攻過程中最有利于得分的跑位路線，再由教練員傳達(dá)給場(chǎng)上球員執(zhí)行，很大程度上提高了團(tuán)隊(duì)凝聚力和得分效率。同時(shí)，還可以借助智能攝像頭對(duì)運(yùn)動(dòng)員的身體狀況、技戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行能力等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析并生成報(bào)告，方便教練員的賽后總結(jié)復(fù)盤。例如，魯能足校通過引進(jìn)Catapult 公司的可穿戴運(yùn)動(dòng)背心來評(píng)估球員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，并結(jié)合大數(shù)據(jù)的信息處理技術(shù)幫助教練員評(píng)定球隊(duì)的訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練質(zhì)量。

3.2.3 裁判員

結(jié)合人工智能的裁判輔助系統(tǒng)可以及時(shí)準(zhǔn)確地幫助裁判員做出判罰決定，在一定程度上可以有效地避免錯(cuò)判、漏判以及偏袒行為的出現(xiàn)。例如，網(wǎng)球、斯諾克、排球賽場(chǎng)上的“鷹眼”技術(shù)，以及高爾夫賽場(chǎng)記分板配備的雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)、足球場(chǎng)上的VAR視頻回放和門線技術(shù)等。

3.3 智慧體育提升了大眾體育的體驗(yàn)感官

3.3.1 大眾健身

2020 年10 月10 日，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)全民健身場(chǎng)地設(shè)施建設(shè)發(fā)展群眾體育的意見》，要求推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+健身”，提高全民健身公共服務(wù)智能化、信息化、數(shù)字化。以Keep、Fittime、Wake為代表的體育健身運(yùn)動(dòng)APP，將全民健身公共服務(wù)引向智能化、信息化、數(shù)字化，根據(jù)用戶的運(yùn)動(dòng)情況生成運(yùn)動(dòng)健康數(shù)據(jù)，結(jié)合既往運(yùn)動(dòng)時(shí)的強(qiáng)度，個(gè)性化推薦訓(xùn)練課程，推進(jìn)體育健康管理服務(wù)的個(gè)性化和多樣化。此外，杭州智享無人值守場(chǎng)館的投入使用，有效解決了場(chǎng)館管理運(yùn)營(yíng)時(shí)間短、運(yùn)營(yíng)成本高以及設(shè)備維護(hù)難等問題。

3.3.2 智能器械

融入云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的智能跑步機(jī)可以根據(jù)人體足弓特點(diǎn)調(diào)節(jié)跑步坡度，還可以通過遙感技術(shù)實(shí)時(shí)顯示用戶心率。此外，用戶可以借助智能APP，結(jié)合自己的BMI、體脂率等指標(biāo)獲取最適合自己的減肥計(jì)劃和飲食方案，把智慧體育作為自己的“私人教練”。

3.3.3 賽事觀賞

隨著生活質(zhì)量水平的提高，人們會(huì)選擇觀看體育賽事來充實(shí)自己的余暇時(shí)間?，F(xiàn)場(chǎng)觀看體育賽事氛圍好，但相對(duì)于通過移動(dòng)新聞客戶端和直播平臺(tái)觀賽來說，親臨現(xiàn)場(chǎng)觀看會(huì)有盲角，且耗時(shí)多、花銷大。以信息技術(shù)為引擎的賽事直播行業(yè)蓬勃興起，具有視覺沖擊強(qiáng)、觀看盲角少、觀賽成本低、時(shí)效性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，使生活更加便捷化。

3.4 智慧體育促進(jìn)了體育產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展

3.4.1 產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

體育產(chǎn)品“線上+線下”銷售模式的融合，促進(jìn)體育產(chǎn)品從“單一銷售形式”向“多元融合銷售形式”的轉(zhuǎn)變，加快了體育用品消費(fèi)擴(kuò)容提質(zhì)的步伐，體育產(chǎn)業(yè)與數(shù)字化融合的進(jìn)程進(jìn)一步加快，激活了體育產(chǎn)業(yè)的消費(fèi)新市場(chǎng)，推動(dòng)了體育產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)［8］，是提高體育產(chǎn)業(yè)供給效率和質(zhì)量的重要方式［9］。

3.4.2 產(chǎn)業(yè)供給

借助VR、全息投影等技術(shù)搭建特色體育用品體驗(yàn)區(qū)，在用戶的親身參與中潛移默化地樹立起了品牌的特色價(jià)值，加深了用戶對(duì)體育用品的信賴程度。體育企業(yè)組織根據(jù)體育產(chǎn)品線上與線下銷售情況和跨渠道觀測(cè)客戶長(zhǎng)時(shí)間的購買行為、購買過程、購買偏好、購買評(píng)價(jià)等，建立客戶響應(yīng)模型，對(duì)顧客的購買行為進(jìn)行前瞻式預(yù)測(cè)分析，在首頁推薦用戶感興趣的、相關(guān)聯(lián)的體育產(chǎn)品，激發(fā)了消費(fèi)者的體育消費(fèi)需求，完善了體育用品的產(chǎn)業(yè)供給途徑。

3.4.3 服務(wù)升級(jí)

體育產(chǎn)業(yè)融合了用戶的新型體育消費(fèi)需求，在服務(wù)供給方面，進(jìn)行了轉(zhuǎn)型升級(jí)，根據(jù)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的要求調(diào)整了體育服務(wù)的供給結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)體育服務(wù)消費(fèi)市場(chǎng)的完善發(fā)展。

3.5 智慧體育加快了科技強(qiáng)軍的完善速度

軍事的智能訓(xùn)練考核系統(tǒng)是對(duì)《軍事訓(xùn)練大綱》所呈現(xiàn)出來的“新、全、嚴(yán)”特點(diǎn)的技術(shù)應(yīng)用，以智能化代替人工考核方式精心打造接軌新時(shí)代的數(shù)字信息化智慧操場(chǎng)。運(yùn)用人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品，智能地控制軍事體育訓(xùn)練計(jì)劃、組織、考察、評(píng)估、統(tǒng)計(jì)、分析的全過程。參訓(xùn)官兵通過人臉識(shí)別進(jìn)行身份驗(yàn)證，各智能考核設(shè)備全程自動(dòng)采集各類訓(xùn)練數(shù)據(jù)，自動(dòng)判定動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)，通過智能分析處理，自動(dòng)計(jì)算訓(xùn)練考核成績(jī)與排名，實(shí)現(xiàn)了軍事訓(xùn)練考核系統(tǒng)的全程監(jiān)控、考核成績(jī)自動(dòng)評(píng)判和記錄、考核數(shù)據(jù)自動(dòng)處理分析，有效解決了軍事訓(xùn)練考核的數(shù)據(jù)采集不夠準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作任務(wù)復(fù)雜、動(dòng)員人數(shù)過多、人員的主觀因素以及舞弊現(xiàn)象的問題。

4 結(jié)語

體育承載著國(guó)家強(qiáng)盛和民族振興的夢(mèng)想，體育強(qiáng)則中國(guó)強(qiáng)，國(guó)運(yùn)興則體育興?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的現(xiàn)代化智慧體育正引領(lǐng)體育各領(lǐng)域進(jìn)行深刻的變革，新技術(shù)與體育的深度融合必將加快中國(guó)體育的現(xiàn)代化。該文的相關(guān)研究可以在理論層面上助力智慧體育系統(tǒng)性的架構(gòu)，為完善智慧體育理論體系提供一定的借鑒，對(duì)于將智能技術(shù)全面深入地引入體育領(lǐng)域并實(shí)現(xiàn)智能技術(shù)與體育的完美融合，未來發(fā)展需要科研人員、專業(yè)人員和人民大眾的共同參與和努力。