智能化背景下的軍校學(xué)員體能訓(xùn)練模式、流程與方法研究

摘要：隨著人工智能的發(fā)展，利用最新的智能化方法手段來解決體能訓(xùn)練中存在的問題，服務(wù)專項發(fā)展和大眾健身已經(jīng)成為必然趨勢。本文對智能化背景下的軍校體能訓(xùn)練模式、流程和方法進行了系統(tǒng)分析。提出了評估測試、智能計劃、自主訓(xùn)練、適時監(jiān)控、傷病康復(fù)、考核反饋，閉環(huán)一體化自適應(yīng)式訓(xùn)練模式，分析了軍校學(xué)員體能訓(xùn)練和傷病康復(fù)兩類最常見訓(xùn)練流程和應(yīng)用場景，針對性地提出了十種基于智能化的體能訓(xùn)練方法，將對指導(dǎo)學(xué)生智能化背景下的體能訓(xùn)練提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：智能化" 體能訓(xùn)練" 模式" 流程" 方法

人工智能自1956年達特茅斯會議首次提出以來，經(jīng)歷了推理期、知識期、學(xué)習(xí)期三次高潮和日本智能計算機研制失敗、美國斯坦福大學(xué)人類常識知識百科全書的沒落兩次低谷，隨著深度學(xué)習(xí)算法和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，以2016年3月谷歌公司開發(fā)的“阿爾法狗”圍棋機器人戰(zhàn)勝世界冠軍李世石和2022年ChatGPT的大火為標(biāo)志，人工智能已成為各國政府和跨國公司最優(yōu)先發(fā)展方向，這必然對體育領(lǐng)域帶來沖擊。隨著基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信等技術(shù)的突飛猛進，特別是智能化可穿戴設(shè)備、檢測康復(fù)設(shè)備、比賽監(jiān)控設(shè)備和大數(shù)據(jù)平臺的廣泛應(yīng)用，利用最新的智能化方法手段來解決體能訓(xùn)練中存在的問題，服務(wù)專項發(fā)展和大眾健身已經(jīng)成為必然趨勢。智能化背景下的體能訓(xùn)練與傳統(tǒng)體能訓(xùn)練相比，具有不同的運行模式、操作流程和訓(xùn)練方法，下文以軍校學(xué)員為例簡要進行分析。

1、智能化體能訓(xùn)練發(fā)展的必要性

1.1、提升部隊訓(xùn)練水平，促進部隊?wèi)?zhàn)斗力生成的迫切要求

未來戰(zhàn)爭強度更高、空間更大、地域更廣，對體能要求也更高更多元。但當(dāng)前部隊體能訓(xùn)練普遍存在訓(xùn)練內(nèi)容不完善、組訓(xùn)方法不科學(xué)、高水平體能訓(xùn)練骨干缺乏等問題。智能化技術(shù)的引入可以較好的解決上述問題，一方面可以借助人工智能技術(shù)開發(fā)“訓(xùn)練方案智能化建構(gòu)系統(tǒng)”，實現(xiàn)針對個人、團體科學(xué)化訓(xùn)練方案的自動化制訂；另一方面可以建立基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的“體育知識庫系統(tǒng)”，包括體育知識、動作、視頻、MOOC等資源，并支持在線學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、交流互動和MOOC、微課開發(fā)，進一步促進部隊體能訓(xùn)練水平的提升，夯實部隊?wèi)?zhàn)斗力基礎(chǔ)。

1.2、減少傷病率的現(xiàn)實需求

訓(xùn)練內(nèi)容、方法、力量的滯后，造成我軍訓(xùn)練傷病率居高不下，極大影響了部隊?wèi)?zhàn)斗力的生成，也給戰(zhàn)士帶來了終生傷痛。智能化技術(shù)的引入，一方面可以開發(fā)“軍人體質(zhì)體能測評系統(tǒng)”，對戰(zhàn)士體型、體質(zhì)、體能實現(xiàn)精確動態(tài)評估，有效解決訓(xùn)練針對性不強、強度頻度時間把握不準(zhǔn)等問題；另一方面可以借助傳感技術(shù)、5G通信和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)“訓(xùn)練實時監(jiān)控與反饋系統(tǒng)”實現(xiàn)對訓(xùn)練的全維度、全過程、全要素監(jiān)督，以及對數(shù)據(jù)的有效挖掘和適時反饋，解決訓(xùn)練監(jiān)控不到位、訓(xùn)練指導(dǎo)不精準(zhǔn)等問題；另外，還可利用AR、VR等技術(shù)建立“軍人體能增強與虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)”，豐富訓(xùn)練手段，大幅提高傷病人員的科學(xué)化訓(xùn)練水平。進而減少傷病的高發(fā)、多發(fā)，促進部隊?wèi)?zhàn)斗力水平提升。

2、智能化背景下體能訓(xùn)練模式分析

智能化背景下的軍校學(xué)員體能訓(xùn)練模式與現(xiàn)有模式相比，主要對訓(xùn)練能力產(chǎn)生方式進行了變革。現(xiàn)有訓(xùn)練模式是：單位計劃—統(tǒng)一實施—階段性考核。智能化背景下的體能訓(xùn)練模式變?yōu)椋涸u估測試—智能計劃—自主訓(xùn)練—適時監(jiān)控—傷病康復(fù)—考核反饋，閉環(huán)一體化自適應(yīng)式訓(xùn)練模式（見圖1）。

智能化背景下的軍校學(xué)員體能訓(xùn)練依托大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，訓(xùn)練前利用智能評估測試設(shè)備對學(xué)員身體機能、動作和基礎(chǔ)體能進行評估，并對部分有問題受訓(xùn)者進行針對性糾正。智能計劃系統(tǒng)根據(jù)評估結(jié)果制訂個性化訓(xùn)練計劃，并在執(zhí)行過程中根據(jù)訓(xùn)練監(jiān)控、階段性考核反饋和專家建議適時調(diào)整優(yōu)化。訓(xùn)練過程中，利用可穿戴設(shè)備對訓(xùn)練量、強度等進行全程監(jiān)控，及時提醒受訓(xùn)者，并優(yōu)化訓(xùn)練安排，確保訓(xùn)練質(zhì)量和安全。每月或季度利用智能考核系統(tǒng)對身體主要素質(zhì)進行考核，并結(jié)合體質(zhì)評估數(shù)據(jù)及時改進訓(xùn)練計劃。部分傷病士兵可利用智能康復(fù)系統(tǒng)進行康復(fù)訓(xùn)練，恢復(fù)后再進行正常訓(xùn)練。整個系統(tǒng)構(gòu)成一個循環(huán)閉合不斷優(yōu)化改進的生態(tài)系統(tǒng)，可以確保訓(xùn)練質(zhì)量不斷提升。

3、基于智能化背景下的軍事體能訓(xùn)練實施流程分析

智能化背景下的體能訓(xùn)練與傳統(tǒng)體能訓(xùn)練不同，其實施流程和應(yīng)用場景區(qū)別較大，主要區(qū)別在于訓(xùn)練計劃產(chǎn)生方式、訓(xùn)練精確化程度、過程可控性和評估考核的自動化。就軍校學(xué)員來說，其應(yīng)用流程主要分為體能訓(xùn)練和傷病康復(fù)兩個典型應(yīng)用場景。

3.1、體能訓(xùn)練應(yīng)用流程和場景

從學(xué)員角度其應(yīng)用流程可以概括為：確定階段性訓(xùn)練目標(biāo)—開訓(xùn)前的評估測試—系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)和身體評估情況給出訓(xùn)練計劃方案—個人根據(jù)方案進行自主訓(xùn)練—訓(xùn)練過程中全程監(jiān)控并適時調(diào)整—階段性考核評估訓(xùn)練效果—根據(jù)考核情況適時調(diào)整訓(xùn)練計劃并開始新一周期訓(xùn)練—過程中出現(xiàn)傷病進入智能康復(fù)流程，完成康復(fù)后再正常訓(xùn)練（見圖2）。這是一個完整的訓(xùn)練循環(huán)，在這個過程中可以根據(jù)訓(xùn)練情況和專家建議適時調(diào)整訓(xùn)練計劃。

軍校學(xué)員根據(jù)年度任務(wù)要求，結(jié)合個人身體狀況來確定訓(xùn)練目標(biāo)，通常以年度達標(biāo)考核和每學(xué)期課程考核要求來確定具體目標(biāo)，再以一年為大周期、半年為中周期、每月為小周期、每周為微周期進行計劃與訓(xùn)練，整個訓(xùn)練可以分為上半年的適應(yīng)期（2周）、提高期（2個月）、強化期（2個月）、保持期（1個月）、恢復(fù)期（2周），和下半年的同樣周期性安排（見圖3）。

其具體應(yīng)用場景可以描述為：根據(jù)年度和階段性訓(xùn)練目標(biāo)，個人在開訓(xùn)前，通常是每年春季或秋季學(xué)期開學(xué)的第一周進行一次身體評估測試；根據(jù)評估測試情況和個人目標(biāo)，系統(tǒng)給出定制化訓(xùn)練方案；個人根據(jù)訓(xùn)練計劃結(jié)合智能學(xué)習(xí)訓(xùn)練系統(tǒng)進行自主訓(xùn)練；訓(xùn)練過程中全程監(jiān)控訓(xùn)練進度，訓(xùn)練數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計分析后第一時間反饋到學(xué)員手機APP上，并及時優(yōu)化完善訓(xùn)練計劃；學(xué)員定期利用智能考核設(shè)備進行階段性體能自測，通?？稍谔岣咂诮Y(jié)束和強化期結(jié)束時進行，個人根據(jù)自測情況及時調(diào)整訓(xùn)練方案；部分傷病學(xué)員可以根據(jù)傷病情況視情進行康復(fù)訓(xùn)練，身體恢復(fù)后再進入正常周期性訓(xùn)練計劃中；學(xué)期末進入保持期參加體能考核；考核結(jié)束后進行恢復(fù)性調(diào)整訓(xùn)練或傷病康復(fù)。下一學(xué)期重復(fù)這一循環(huán)。

3.2、傷病康復(fù)應(yīng)用流程和場景

傷病學(xué)員可以分為評估測試缺陷學(xué)員、一般性傷病學(xué)員（通常不需要到醫(yī)院就診）和醫(yī)后康復(fù)訓(xùn)練學(xué)員三類。其中評估測試缺陷學(xué)員需進行糾正性訓(xùn)練后再進入正常訓(xùn)練程序；一般性傷病學(xué)員需進行針對性康復(fù)治療后適當(dāng)恢復(fù)再進入正常訓(xùn)練流程；醫(yī)后康復(fù)學(xué)員需要在出院后先進行康復(fù)訓(xùn)練再進入正常訓(xùn)練程序。整個傷病康復(fù)應(yīng)用流程主要包括：身體評估測試—身體糾正式訓(xùn)練—智能康復(fù)治療—智能康復(fù)訓(xùn)練—正常訓(xùn)練。三類傷病康復(fù)具體流程見圖4。

其應(yīng)用場景可以描述為：先對個體進行身體評估測試，看是否存在健康風(fēng)險、動作缺陷和素質(zhì)不足，如存在則需要進行糾正式訓(xùn)練，恢復(fù)后就可以參加正常訓(xùn)練；部分輕微傷病學(xué)員可以依托智能康復(fù)設(shè)備進行自我診斷，然后在其指導(dǎo)下進行康復(fù)治療，恢復(fù)后再參加正常訓(xùn)練；對醫(yī)后傷病學(xué)員，出院后還需借助康復(fù)設(shè)備進行評估，根據(jù)評估情況進行康復(fù)訓(xùn)練，通過分級評估完全恢復(fù)后，再參加正常訓(xùn)練，這個康復(fù)過程通常要持續(xù)1-2個月左右。

4、智能化背景下軍事體能訓(xùn)練基本方法分析

根據(jù)訓(xùn)練模式和應(yīng)用流程的變化，可針對訓(xùn)練方法進行創(chuàng)新與重構(gòu)。傳統(tǒng)體能訓(xùn)練方法主要有示范訓(xùn)練法、分解訓(xùn)練法、循環(huán)訓(xùn)練法、間歇訓(xùn)練法、強度訓(xùn)練法等。在智能化體能訓(xùn)練背景下，其主要訓(xùn)練法包括：自主式訓(xùn)練法、定制化訓(xùn)練法、數(shù)字化精準(zhǔn)式訓(xùn)練法、評估糾正式訓(xùn)練法、監(jiān)控反饋式訓(xùn)練法、強度量化式訓(xùn)練法、自生長增效型訓(xùn)練法、體醫(yī)結(jié)合式訓(xùn)練法、直觀可視化訓(xùn)練法和興趣導(dǎo)向性自助式訓(xùn)練法等新方法。

4.1、自主式訓(xùn)練法

傳統(tǒng)訓(xùn)練方法基本是以學(xué)員隊為單位，統(tǒng)一計劃、統(tǒng)一實施、統(tǒng)一考評模式不同，智能化背景下的體能訓(xùn)練是建立在智能化系統(tǒng)基礎(chǔ)上的完全自主式訓(xùn)練，學(xué)員根據(jù)個人目標(biāo)，在科學(xué)評估基礎(chǔ)上，按照個性化訓(xùn)練計劃，在全程可視化監(jiān)控基礎(chǔ)上，進行自主訓(xùn)練，分階段進行自我考核測試，評價訓(xùn)練效果和目標(biāo)達成度，再自動反饋到系統(tǒng)中調(diào)整優(yōu)化訓(xùn)練方案，實現(xiàn)個體的全流程、自動化、自主式閉環(huán)訓(xùn)練。能夠做到真正意義上的因材施教，個性化訓(xùn)練，極大調(diào)動學(xué)員訓(xùn)練的積極性，提高訓(xùn)練質(zhì)量和安全度。

4.2、定制化訓(xùn)練法

依托智能化訓(xùn)練系統(tǒng)可以實現(xiàn)個人的定制化訓(xùn)練，每個學(xué)員根據(jù)個人短板和弱項，可以由系統(tǒng)定制針對性訓(xùn)練方案，實施專項訓(xùn)練計劃，提升專項能力和水平。如某一同學(xué)下肢力量比較欠缺，系統(tǒng)就可以以下肢力量訓(xùn)練為主，兼顧其它素質(zhì)，制定力量訓(xùn)練專項計劃，通過一段時間訓(xùn)練，能夠較好的提升下肢力量和專項素質(zhì)。定制式訓(xùn)練法能夠較好解決個體某一方面不足，同時又能讓系統(tǒng)兼顧全身能力發(fā)展，做到重點突出又均衡發(fā)展，避免了顧此失彼。

4.3、數(shù)字化精準(zhǔn)式訓(xùn)練法

依托數(shù)字化評估設(shè)備可實現(xiàn)訓(xùn)練精準(zhǔn)篩查，利用智能化監(jiān)控設(shè)備可實現(xiàn)訓(xùn)練全過程精準(zhǔn)監(jiān)測，利用智能考核設(shè)備可實現(xiàn)訓(xùn)練成績的精準(zhǔn)評價。達到訓(xùn)練前、訓(xùn)練中、訓(xùn)練后全流程精準(zhǔn)化訓(xùn)練的目的。

4.4、評估糾正式訓(xùn)練法

也可以叫診斷式訓(xùn)練法，學(xué)員訓(xùn)練前需進行身體機能、動作模式和基本功能的評估，看是否存在身體缺陷、動作失衡、功能不足，然后根據(jù)評估情況進行針對性糾正訓(xùn)練，避免傷病發(fā)生。通常在新兵訓(xùn)練前，或是每年開訓(xùn)前組織，對某些重點人或傷病康復(fù)學(xué)員，也可以定期組織。這種訓(xùn)練法能夠從源頭上較好地解決因動作和素質(zhì)缺陷造成的傷病問題，起到事半功倍的效果。

4.5、監(jiān)控反饋式訓(xùn)練法

借助可穿戴設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，可以隨時監(jiān)控訓(xùn)練量和訓(xùn)練強度，避免訓(xùn)練不足或訓(xùn)練過量，造成無效訓(xùn)練和訓(xùn)練傷病。在訓(xùn)練過程中，按照訓(xùn)練計劃開展訓(xùn)練，可以適時反饋訓(xùn)練數(shù)據(jù)，如心率、血壓、耗氧量、疲勞指數(shù)、里程、配速等，能夠較好的把握訓(xùn)練量、強度和疲勞情況，確保訓(xùn)練有效性和安全性。借助智能系統(tǒng)可以適時提供相關(guān)訓(xùn)練參數(shù)，反饋訓(xùn)練關(guān)鍵指標(biāo)，能夠真正做到數(shù)據(jù)化訓(xùn)練、科學(xué)化訓(xùn)練。

4.6、強度量化式訓(xùn)練法

借助可穿戴設(shè)備可以實現(xiàn)對訓(xùn)練強度的適時把握，以往缺少監(jiān)控手段，訓(xùn)練只能是憑感覺，無法做到量化。有了智能化設(shè)備后，可以根據(jù)需要定制訓(xùn)練計劃，根據(jù)訓(xùn)練計劃精準(zhǔn)控制訓(xùn)練強度。比如有氧訓(xùn)練時，如果今天是高強度間歇訓(xùn)練，則必須保證每次訓(xùn)練后心率要達到最大心率的90%以上，這樣才能確保效果。建立在智能系統(tǒng)基礎(chǔ)上的量化訓(xùn)練、精準(zhǔn)訓(xùn)練，能夠較好地保證訓(xùn)練效果和安全。

4.7、自生長增效型訓(xùn)練法

依托大數(shù)據(jù)管理平臺和智能算法，可以實現(xiàn)各類訓(xùn)練數(shù)據(jù)的全方位收集、存儲、分析、挖掘，進而實現(xiàn)訓(xùn)練計劃適時更新，訓(xùn)練過程數(shù)據(jù)適時顯現(xiàn)，訓(xùn)練算法不斷優(yōu)化，各類要素趨向最優(yōu)，形成一個自我演進、不斷發(fā)展的自生生態(tài)系統(tǒng)。同時，新型軍事體能訓(xùn)練是集合人工智能、多源感知、動作捕捉、生物科技、腦機接口、人體科學(xué)等新技術(shù)的綜合體，將產(chǎn)生集聚放大、以量增效、快速涌現(xiàn)的訓(xùn)練效應(yīng)，訓(xùn)練方法也會不斷自我更新、完善、優(yōu)化。

4.8、體醫(yī)結(jié)合式訓(xùn)練法

依托智能康復(fù)設(shè)備，可以做到體醫(yī)結(jié)合，實現(xiàn)傷病的自我康復(fù)。身體有訓(xùn)練缺陷，可以進行糾正式訓(xùn)練。小的傷病可以利用康復(fù)設(shè)備進行自我治療，并進行體能康復(fù)訓(xùn)練。醫(yī)后出院也可以利用康復(fù)設(shè)備進行針對性康復(fù)訓(xùn)練，確保參加正常訓(xùn)練前身體各項機能和素質(zhì)達到基本要求，避免二次損傷。預(yù)防、醫(yī)療和體能訓(xùn)練相結(jié)合，能夠使學(xué)員快速恢復(fù)健康，減少學(xué)員痛苦，確?？己说耐ㄟ^率。

4.9、直觀可視化訓(xùn)練法

借助體能訓(xùn)練知識庫和智能系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有體育知識、動作、視頻的可視化學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并能提供交互訓(xùn)練、虛擬訓(xùn)練和增強現(xiàn)實訓(xùn)練，提高訓(xùn)練的直觀性和動作準(zhǔn)確度。同時，借助智能系統(tǒng)的成績統(tǒng)計分析功能，能夠隨時直觀分析自己的成績提升情況和短板不足，也能做到針對性訓(xùn)練。直觀可視化訓(xùn)練方法能夠較好地發(fā)揮受訓(xùn)者的訓(xùn)練積極性，提升訓(xùn)練質(zhì)效。

4.10、興趣導(dǎo)向性自助式訓(xùn)練法

興趣是最好的老師，體能訓(xùn)練必須建立在自愿基礎(chǔ)上，才能確保訓(xùn)練效果的最大化，智能化體能訓(xùn)練能夠較好滿足這種自助式訓(xùn)練需要，根據(jù)興趣愛好自主選擇訓(xùn)練科目和內(nèi)容、根據(jù)訓(xùn)練特長自助實施訓(xùn)練。能夠更好地調(diào)動訓(xùn)練積極性，提升訓(xùn)練體驗，強化訓(xùn)練獲得感。

5、結(jié)束語

隨著智能技術(shù)的加快發(fā)展，特別是近期美國OpenAI公司發(fā)布的ChatGPT聊天機器人程序的大火，讓人們進一步認(rèn)識到智能時代的迫近。智能化背景下的體能訓(xùn)練比傳統(tǒng)體能訓(xùn)練更智能、更科學(xué)、更快捷、更精準(zhǔn)、更人性化，也是未來發(fā)展的必然趨勢。我們只有主動擁抱智能技術(shù)、擁抱未來，才能更好地服務(wù)人類健康發(fā)展。

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