我國智慧體育的理論概述及實踐應用研究

孔令晴 伊超

(曲阜師范大學體育科學學院 山東曲阜 273100)

國家相關政策的制定、實施與完善為我國體育的未來發展指明了方向，推動了體育轉型和前進的步伐。2019 年，國務院辦公廳印發的《體育強國建設綱要》中提出，到2035 年基本實現與現代化相適應的體育發展新格局以及實現體育治理體系和治理能力的現代化。現代化的指引與“互聯網+”模式的動力疊加合力促進了數字時代體育新動能的發展。智慧化轉型升級是體育發展的主要特征，目前有關智慧體育的研究主要集中在學校體育方面，有關智慧體育概念體系等方面的內容尚待完善。構建智慧體育的理論體系，歸納總結智慧體育的實踐價值，能在一定程度上為智慧體育理論體系的發展提供參考，助力體育強國總戰略目標的實現［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、經濟化的時代下，將移動互聯網、物聯網、區塊鏈、大數據、云計算等高效化的信息技術應用到體育領域的實踐成果，進而滿足運動參與者日益增長的體育需求。它是以信息技術為引擎，對傳統體育創新發展和高質量發展的升華，是融合教育學、心理學、管理學、產業學、醫療、旅游等“體育+”資源的交叉性工程，使人類社會、信息空間和物理世界融為一體。智慧體育作為一種創新、高效、提質的體育發展方式，利用技術創新在體育領域的應用對社會產生的提振效應，旨在落實科技興國戰略、人才強國戰略、全民健身國家戰略，增強體育綜合運營能力、體育管理能力以及體育數據分析能力，為2035年建成體育強國筑壘基石。

1.2 智慧體育的特征

1.2.1 網絡化

伴隨著5G技術的日臻成熟，智慧體育呈現出了有線無線交互、大屏小屏互動等“互聯網+”特征［2］，它是智慧體育運行的基礎，速率、容量、時延的提升使得體育參與者的無線交互成為可能，實現了體育與其他領域的全面互聯，促進了智慧體育的智能化升級。

1.2.2 數據化

數據化是指借助人臉識別、可穿戴設備、動作捕捉、硬件外設等新技術，感知體育過程中的動態變化，并配合DataFocus、微軟等智能BI工具迅速分析數據并可視化，將傳統的體育事物數據化［3］，把復雜的體育運動過程以信息的形式存儲加工并精確處理，來輔助其決策。

1.2.3 主體化

在供給結構升級和國內“雙循環”格局發展的背景下，新需求的產生與發展、教學形式的改革、體育產業的提質升級等滿足體育主體的發展，貫徹了“以人為本”的科學發展觀。同時，體育與“互聯網+”等技術的融合應用，幫助體育工作者在從事體育活動的過程中減少了資源的消耗、節約了大量的時間、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，它融合了大數據、云計算、互聯網、5G、人臉識別、眼動追蹤等新興技術，發展出了涵蓋教學、訓練、競賽等形式的新業態，是各領域深度融合發展的結果，也是“體育+”工程的應用實踐。

1.3 智慧體育的分類

依據體育活動的性質、各種體育實踐的基本功能和特征，以及人們對體育基本類型的認同，將智慧體育分為智慧學校體育、智慧競技體育、智慧大眾體育3種類型。

1.3.1 智慧學校體育

智慧學校體育是指以學生參與為主體，利用先進化的教學器材、智慧化的教學手段、多元化的教學形式來培養學生的道德和意志品質，促進學生身心健康、全面發展的體育活動，實現了運動員的智能化選材、訓練、競賽、管理，進一步推動了學校體育體系的多樣化、現代化、高質量的發展，是學校體育未來發展的主流趨勢。

1.3.2 智慧競技體育

智慧競技體育是指借助數據化訓練設備、科學化的競技裝備、公正化的監控儀器，以最大限度地發掘運動員的潛力、創造優異運動成績、凈化競技體育的參與環境為目的的運動活動過程，進一步優化了教練員的選材途徑、提高了運動員的競技表現、規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為了促進身體健康、充實余暇時間，通過手機APP、投影、5G 交互等新形式以強身健體、娛樂休閑等為主要目的且自愿參與的體育活動的統稱，隨著移動互聯網時代的發展，提升了大眾的體育體驗，激發了休閑體育的活力，為大眾提供了健康指導類、就業就職指導類、場館比賽服務類信息［4］。

2 智慧體育的研究現狀

借助CiteSpace可視化分析法對“智慧體育”的研究現狀進行分析。以CNKI數據庫為數據來源，檢索主題為“智慧體育”的文獻，時間范圍為2000—2021年（最終檢索時間截至2021年03月05日）。將檢索到的501條文獻進行篩選，最終得到498條目標文獻，將它們下載并保存，導入CiteSpace，從關鍵詞共現、關鍵詞突顯兩方面進行可視化分析并繪制相關知識圖譜。

2.1 關鍵詞的共現分析

以相關文獻中的關鍵詞為節點進行共現分析，共有427 個節點，418 條線。除去與檢索相關的“智慧體育”，共現頻次由高到低依次是“體育教學”43次、“智慧課堂”26次、“體育教師”21次、“小學體育”20次、“體育課堂”20 次、“體育場館”18 次、“體育”18 次、“智慧校園”17次、“互聯網+”13次、“體育產業”11次等；中心度由高到低依次是“體育教學”0.26、“智慧”0.15、“智慧校園”0.14、“教學智慧”0.12、“體育課堂”0.11、“高校”0.11、“體育產業”0.09、“高校體育”0.09 等，具體形式如圖1所示。

綜合分析，有關智慧體育的熱點關鍵詞為體育教學、智慧課堂、體育課堂、智慧校園、“互聯網+”、體育產業等。

2.2 關鍵詞的突顯分析

對相關文獻關鍵詞進行突顯分析，整理后得到10個關鍵詞（見圖2）。2000—2015 年出現的突顯詞主要為體育營銷、智慧、體育課堂、體育課堂教學等；2016—2020年出現的突顯詞主要為體育產業、智慧校園、智慧體育、教學智慧等。其中，智慧體育、智慧課堂、高校體育等關鍵詞從出現開始持續至今，未來一段時間可能仍是智慧體育的部分研究熱點。

圖2 相關文獻關鍵詞突顯分析

3 智慧體育的實踐應用

3.1 智慧體育培育了學校體育的多元發展

3.1.1 智慧校園

為了積極推進“互聯網+教育”的發展，進一步推動智慧校園的建設，教育部頒發了《教育信息化2.0 行動計劃》，進一步促進了學校體育和智慧體育的融合。智慧體育系統與校園學籍和教務系統的深入打通，保證了學校賬號在體育系統的一鍵登錄，幫助管理者實時監控學生的各項身體指標，實現學校、家庭和社會三者的智慧化協調溝通。

3.1.2 智慧教具

學生在體育課堂上佩戴心率表，教師的移動客戶端可實時監控學生的身體狀態并根據心率及時調整訓練強度，提高了對學生的重視程度，避免了學生“渾水摸魚”以及身體不適未被教師發現等現象的發生。教師還可以利用校企中軟件的分析功能，為下堂課訓練強度的安排尋求依據，進一步探索了一種課前“先知”、課中“感知”、課后“探知”的新型教學模式［5］。

3.1.3 智慧課堂

“互聯網+”的教學模式逐漸成為主流。疫情期間，利用資源豐富的互聯網，在線上開展體育課堂教學，既打破了空間上的束縛，又完善了體育教學手段。此外，利用虛擬與增強現實技術可為學生創造全場景化、沉浸式、交互式的體驗［6］，推動教育空間傳統化轉型。學生還可以通過計算機學習各項運動的標準化動作，了解更多體育教學的新項目和新形式，豐富了學校體育的教學方式。

3.2 智慧體育推動了競技運動的專業強化

3.2.1 運動員

以射擊類運動為例，較高的專注度是射擊類運動員最基本的要求，利用眼動追蹤實驗來記錄運動員的微眼跳范圍、凝視位置、凝視漂移角度等數據信息，并對其專注度進行分析評估，從而達到對職業運動員遴選的目的。此外，利用體育智庫中的數據算法，對運動員的平時訓練表現數據與既往競技比賽成績浮動軌跡進行分析，推測運動員的體育水平，優化了競技運動員選材的程序。交叉運動人體學、醫學、運動康復學等學科研發出的智能化體育運動設備，在確保運動員高質量的日常訓練［7］以及傷后康復中也發揮了重要的作用。

3.2.2 教練員

教練員作為比賽場上陣容安排和隊員更換的決定者，其執教水平在很大程度上會影響比賽的走向甚至直接決定比賽的勝負。以足球比賽為例，教練員可以借助智能戰術板將場上球員的位置掃描到移動設備中，借助大數據的云計算等技術處理相關信息，得到進攻過程中最有利于得分的跑位路線，再由教練員傳達給場上球員執行，很大程度上提高了團隊凝聚力和得分效率。同時，還可以借助智能攝像頭對運動員的身體狀況、技戰術執行能力等進行實時分析并生成報告，方便教練員的賽后總結復盤。例如，魯能足校通過引進Catapult 公司的可穿戴運動背心來評估球員的運動表現和運動負荷，并結合大數據的信息處理技術幫助教練員評定球隊的訓練強度和訓練質量。

3.2.3 裁判員

結合人工智能的裁判輔助系統可以及時準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判、漏判以及偏袒行為的出現。例如，網球、斯諾克、排球賽場上的“鷹眼”技術，以及高爾夫賽場記分板配備的雷達測量系統、足球場上的VAR視頻回放和門線技術等。

3.3 智慧體育提升了大眾體育的體驗感官

3.3.1 大眾健身

2020 年10 月10 日，國務院辦公廳發布《關于加強全民健身場地設施建設發展群眾體育的意見》，要求推進“互聯網+健身”，提高全民健身公共服務智能化、信息化、數字化。以Keep、Fittime、Wake為代表的體育健身運動APP，將全民健身公共服務引向智能化、信息化、數字化，根據用戶的運動情況生成運動健康數據，結合既往運動時的強度，個性化推薦訓練課程，推進體育健康管理服務的個性化和多樣化。此外，杭州智享無人值守場館的投入使用，有效解決了場館管理運營時間短、運營成本高以及設備維護難等問題。

3.3.2 智能器械

融入云計算、互聯網等技術的智能跑步機可以根據人體足弓特點調節跑步坡度，還可以通過遙感技術實時顯示用戶心率。此外，用戶可以借助智能APP，結合自己的BMI、體脂率等指標獲取最適合自己的減肥計劃和飲食方案，把智慧體育作為自己的“私人教練”。

3.3.3 賽事觀賞

隨著生活質量水平的提高，人們會選擇觀看體育賽事來充實自己的余暇時間。現場觀看體育賽事氛圍好，但相對于通過移動新聞客戶端和直播平臺觀賽來說，親臨現場觀看會有盲角，且耗時多、花銷大。以信息技術為引擎的賽事直播行業蓬勃興起，具有視覺沖擊強、觀看盲角少、觀賽成本低、時效性強等優勢，使生活更加便捷化。

3.4 智慧體育促進了體育產業的轉型發展

3.4.1 產業轉型

體育產品“線上+線下”銷售模式的融合，促進體育產品從“單一銷售形式”向“多元融合銷售形式”的轉變，加快了體育用品消費擴容提質的步伐，體育產業與數字化融合的進程進一步加快，激活了體育產業的消費新市場，推動了體育產業的轉型升級［8］，是提高體育產業供給效率和質量的重要方式［9］。

3.4.2 產業供給

借助VR、全息投影等技術搭建特色體育用品體驗區，在用戶的親身參與中潛移默化地樹立起了品牌的特色價值，加深了用戶對體育用品的信賴程度。體育企業組織根據體育產品線上與線下銷售情況和跨渠道觀測客戶長時間的購買行為、購買過程、購買偏好、購買評價等，建立客戶響應模型，對顧客的購買行為進行前瞻式預測分析，在首頁推薦用戶感興趣的、相關聯的體育產品，激發了消費者的體育消費需求，完善了體育用品的產業供給途徑。

3.4.3 服務升級

體育產業融合了用戶的新型體育消費需求，在服務供給方面，進行了轉型升級，根據供給側結構性改革的要求調整了體育服務的供給結構，促進了國內體育服務消費市場的完善發展。

3.5 智慧體育加快了科技強軍的完善速度

軍事的智能訓練考核系統是對《軍事訓練大綱》所呈現出來的“新、全、嚴”特點的技術應用，以智能化代替人工考核方式精心打造接軌新時代的數字信息化智慧操場。運用人工智能物聯網技術開發的物聯網終端產品，智能地控制軍事體育訓練計劃、組織、考察、評估、統計、分析的全過程。參訓官兵通過人臉識別進行身份驗證，各智能考核設備全程自動采集各類訓練數據，自動判定動作標準，通過智能分析處理，自動計算訓練考核成績與排名，實現了軍事訓練考核系統的全程監控、考核成績自動評判和記錄、考核數據自動處理分析，有效解決了軍事訓練考核的數據采集不夠準確、數據統計工作任務復雜、動員人數過多、人員的主觀因素以及舞弊現象的問題。

4 結語

體育承載著國家強盛和民族振興的夢想，體育強則中國強，國運興則體育興。基于“互聯網+”的現代化智慧體育正引領體育各領域進行深刻的變革，新技術與體育的深度融合必將加快中國體育的現代化。該文的相關研究可以在理論層面上助力智慧體育系統性的架構，為完善智慧體育理論體系提供一定的借鑒，對于將智能技術全面深入地引入體育領域并實現智能技術與體育的完美融合，未來發展需要科研人員、專業人員和人民大眾的共同參與和努力。