數字化體能訓練在網球運動項目中應用的可行性研究

洪煜暉

（哈爾濱師范大學 黑龍江 哈爾濱 150025）

引言

進入到大數據時代，數字化體能訓練進入到我們的視野中，為傳統體能訓練打開新的大門。其實在很早以前，教練員就通過各種記錄手段來監測和調控運動員的訓練狀態，這說明以當時的科學技術條件還無法支撐教練員掌握運動員各項指標的需要。伴隨著科技發展，國內外學者也都重點關注體能訓練數字化的發展，2016年北京市體育科學研究所建立了國內第一個 “數字化體能訓練實驗室”，自此以后國內各體育科研場所紛紛將目光投向數字化體能訓練。在里約奧運會前，有多名運動員參與了數字化體能訓練，分別在不同的項目中獲得了不錯的成績。我們可以猜想，將數字化體能訓練的手段與方法應用在網球項目中，能否對網球運動員的體能水平有所提高。這是一個值得探索的問題。

1、數字化體能訓練概述

1.1、數字化體能訓練觀念

體能訓練是通過人體的基本能力，如，力量、速度、耐力、柔韌等素質表現出來的運動能力，并且對于運動的競技能力構成也是重要的因素。一名運動員擁有一個科學的體能訓練計劃，可以更加深入地提升他的體能水平，潛在影響運動員在賽場上的競技表現。隨著數字化科技時代到來，數字化體能訓練進入到人們的視野，通過對運動員各項指標進行實時監測，使教練員或體能訓練師能夠清晰地了解運動員的體能狀態。這可以使教練員或體能訓練師使用有針對性的體能訓練方法，將數據有效地反饋到運動員身上，以此來預防運動傷病和提高運動員的訓練狀態。隨著現代科學技術的發展，對運動員進行的數據收集與測量越來越精準，這也為在體能訓練中實現更精確的數據監控創造了良好的環境。

1.2、國外數字化體能訓練發展

其實早在19世紀時，就已經有田徑和游泳等項目的教練員通過手記來記錄運動員的日常訓練，以此來對運動員的訓練和比賽進行監控。近幾年來，國外有許多學者都在致力于研究數字化體能訓練，認為通過對運動員各項數據進行長期的精準收集來監控運動員的訓練狀態，可以幫助運動隊觀察運動員每次訓練課的訓練效果與疲勞程度，以監控數據為準對每位運動員制訂不同的訓練計劃來調整在訓練中出現的各種問題，同時保證運動員能夠完成每個訓練目標，避免出現運動損傷。美國作為一個體能訓練極為發達的國家，在20世紀80年代，美國田徑協會開始邀請各種專家每年對全美級別的競賽進行數據收集，召開各種訓練研討會，提供給教練員、運動員數據分析的報告。在NBA的各個隊伍，也會有對球員身體的各種生理和運動狀況的分析。在德國，也有成功的數字化體能訓練的案例。至現在，德國科隆一家足球博物館里還擺放著一臺電腦，就是這臺電腦造就了“2006神奇小紙條”，當然，這要歸功于當時的德國科隆體育學院的數據分析團隊。由此也可見，國外在“數字化”這一方面很早便開始研究并且在實踐中應用。如今，國外將數字化監控、數字化分析等手段應用在各個項目中，幫助教練更好地把握運動員的訓練計劃，幫助運動員在各自的領域中取得更好的成績。

1.3、國內數字化體能的發展

在國內，科學研究機關和學者已經開始關注數字化的體力訓練的進展。目前，國家體育總局體育科學研究所、上海體育學院等多家體育機構都在關注“數字化體能訓練中心”和“數字化體能訓練實驗室”的開發建設。北京市體育科學研究所于2016年6月設立了中國首個“數字化體能訓練實驗室”。應用世界先進的運動科學和體能訓練理念，通過自主開發的體能訓練管理平臺，對運動員在體能訓練中的狀態評價、訓練質量的實時監控、關鍵數據收集、可以實現訓練信息分析等。數字化體能實驗室應用Omegawave競技狀態綜合評價系統、Elite Form爆炸力監視系統、Gymaware爆炸力測試和監視系統、Firstbeat心率監測系統等各種先進的數字化體能訓練設備實現了對身體訓練質量的正確量化分析和評價。這些設備是國際上最近應用的主流數字化體能訓練設備，目前國際上發表的許多相關論文都是應用這些設備的研究。

在備戰2016年里約奧運會和2017年全運會期間，國內多名運動員在數字化體能訓練實驗室進行了專項體能訓練。通過數字化設備的應用與數字化體能訓練方法的實踐，大大提高了體能訓練的效率，大多數運動員均取得不錯的訓練效果，在奧運會和全運會上取得優異成績。

目前，國家體育總局已經在東京奧運會期間大力實行科技助奧，打造數字化國家隊，提高奧運會備戰的精確性。而在數字化體能訓練館中，MRT2.0是在多媒體技術引導和配合下的專項長跑體能訓練課程，訓練效率是普通訓練課的3倍。

2、數字化體能訓練在網球運動項目中應用

2.1、網球運動基本概況

經過相關學者證實，現代網球運動最早起源于法國，在法國傳教士的影響下，網球運動傳播開來。早期的網球運動是一種游戲，它是法國教士為了豐富日常生活而進行的娛樂生活的重要內容。經過長時間發展，在13世紀，由法國國王路易五世將網球運動進行了一個定位，確定了網球運動為“王室貴族運動”。1358-1360年，法國王儲贈給英國國王亨利五世一個網球拍，從此網球運動開始傳播到了英國。16-17世紀，網球運動逐漸開始出現競技性分化，在完善規則的同時加入了更多的競技化元素，逐漸形成了競技比賽形式。17世紀，英國人再次對網球運動進行了改進，這次主要集中在球網和球拍兩個方面。1873年，英國人溫菲爾德對網球運動的打法進行進一步改進，命名為“草地網球”。

現代網球正式形成后，把現代網球運動推廣至各個國家的是英國。現代網球運動在英國的各個階層迅速開展起來，隨著英國百姓移民、商人出海等渠道將網球運動傳到了世界的各個國家和地區。自此以后網球運動進入到快速發展時期，在1972年，國際男子職業網球協會成立，英文簡稱為“ATP”。此項賽事對于參賽的網球運動員要求極為嚴格，它要求網球運動員必須是世界排名前200名的才可以參加，他們還創辦了《國際網球周刊》雜志來對ATP賽事進行宣傳和發展。在ATP取得了重大成功后，女子職業網球協會宣布成立，簡稱為“WTA”。美國的網球運動發展是迅速的，早在ATP成立之前，美國就成立了美國全國草地網球協會，這是世界上第一個全國性的網球協會。在政府的大力支持下，網球場地在美國迅速增加，美國社會大眾在日常生活中也積極地參加網球運動，網球運動在美國得到了較快發展。20世紀70年代以后，網球運動得到了進一步的發展，世界網壇由美國一枝獨秀向著多元化的格局發展。20世紀90年代以后，網球運動技術和和器材的改進讓網球得到了進一步的發展。這使得網球運動的競爭激烈程度和觀賞性也得到了進一步提升。進入21世紀后，男子網壇由桑普拉斯、阿加西等等的時代向費德勒、納達爾和德約科維奇的男子三巨頭時代過渡。網球技術快速發展，由多為發球上網等快速的打法向底線多拍相持的時代進化，新興的科學技術制造出越來越優秀的網球拍，使得運動員們可以更輕松地擊打出旋轉更強、力度更重的球，男子網壇進入了觀賞性與競技性雙高的時期。

2.2、網球運動體能需求訓練分析

網球運動項目的專項性分析要采取多元化的方式，考慮以下四個方面的因素：其一，身體與肢體的運動模式以及具體參與的肌肉群，即運用生物力學進行分析；其二，力量、爆發力、肌肉體積、肌肉耐力等因素，即運動生理學分析；其三，肌肉或關節的損傷部位以及形成要素，即運動損傷分析；其四，速度評價、靈敏評價、柔韌評價等其他評價。

2.3、網球運動中柔韌素質需求

網球運動常常需要運動員在一個極其特殊的姿勢下來完成擊球動作。我們觀看一些高手的比賽會發現，如果有必要的話，運動員會為了救一個球而做出橫叉的動作。在整個網球比賽中需要運動員不斷進行爆發性、快速的移動，這其實也可以看出網球運動對運動員的柔韌性要求是很高的。運動員為了保證回球的穩定性和線路，有時在移動后的擊球動作會產生變形，如運動員的柔韌性不是很好，很容易造成受傷的狀況。

目前對于柔韌性這一素質，運用數字化數據收集來對其進行監控的方法尚不完善，在訓練中運用兩種柔韌性訓練方法來進行訓練，第一個是動力性牽拉，第二個是靜力性牽拉。因最近研究表明，靜力性牽拉后肌肉力量和爆發力會減小，大概持續一個小時，所以在練習前先進行動力性牽拉，提高肌肉關節的動態柔韌性，之后進行練習或比賽，最后再進行靜力性牽拉。

2.4、網球運動中力量素質需求

多數職業的網球運動員都在進行科學有效的力量訓練，網球運動員需要完成快速的啟動、快速揮拍擊球等，這都需要運動員發展良好的無氧代謝系統。當我們觀察當今的運動員的擊球速度和跑動速度，我們可以很容易發現，運動員的力量和爆發力對網球運動員在比賽中達到最佳的狀態都是非常重要的。比如，美國網球運動員羅迪克，他曾經發出過時速達到157英里/小時的發球。USTA從以下兩個方面來審視力量。第一點也是最重要的一點，就是要有足夠的基礎力量，尤其是在腿部、核心、上背部以及肩部，這些部位的良好力量可以幫助運動員更好控制自己的動作和比賽過程，以及預防運動損傷的發生，也就是重復使用部分肌肉，導致部分肌肉的疲勞。第二點，伴隨著基礎力量的建立，可以開始致力于發展爆發力。上肢和下肢的爆發力在網球運動中都是非常重要的，例如，擁有爆發性可以使運動員在場上移動得更加輕松和快速；擁有強大的腿部爆發力可以提高發球速度和正反手擊球速度。

2.5、網球運動中靈敏和速度素質需求

在網球運動中，一個典型的得分回合需要運動員在5s鐘內完成超過4次的變向移動。這需要優越的速度與變向能力，靈敏就是這種快速而有效的變向能力，它是網球運動必不可少的組成部分。速度在網球中也是非常重要的，當我們移動得更快就能夠有機會接到更多的球，也有充足的時間來調整擊球時的準備狀態。

2.6、網球運動中耐力素質需求

打網球是一項有氧耐力運動，還是一項無氧運動呢？機體的有氧供能系統給肌肉提供能量，來完成持續時間超過幾分鐘的肌肉活動。無氧供能系統給瞬間的、高強度的、爆發性的活動提供能量。而網球屬于兩者的結合，具有集無氧和有氧為一體的混合供能的特點。在一場比賽中，運動員需要完成300-500次爆發性的動作，從這個方面來看網球像是一個無氧運動，其實不然，一場網球比賽大致需要持續1h以上，假如在紅土場地進行比賽甚至能夠達到3-4h。從這個方面來看，網球運動同時也是一項有氧運動。

3、網球運動體能需求與結合數字化訓練分析

3.1、網球運動中力量素質需求與結合數字化訓練分析

我們可以運用gymaware設備來對網球運動員進行力量訓練監控，gymaware是一個力量測量的設備，它不僅體積小而且易攜帶，我們在使用時只需將其中的數據線拉出，懸掛在器械上，連接設備選擇運動模式并輸入網球運動員的信息和所負重的力量，在把基礎設定好之后運動員力量訓練的信息就會出現在移動設備上。它可以根據不同的動作模式、運動員的自身的體重、運動員所克服的阻力及克服阻力的速度等測量出一個數值，測量出來的數值范圍在0-1.5之間，以每一個0.25為一個區間，這里的每個區間所代表的力量種類不同，以此來對運動員的力量訓練進行數字化監控，最后會把測量出的運動員的個人訓練數據都儲存在云端，可以用電子設備對數據進行分析。同時我們可以運用1080Sprint的Isotonic等張運動模式，這個運動模式可以幫助運動員訓練快速力量、爆發力推舉等，并且整體運動都是平滑的，可以有效地消除慣性運動帶給運動員的額外負擔，有效提高網球運動員的上肢、下肢、核心、上背部以及肩部的力量，根據分析數據對運動員的訓練計劃中的力量訓練進行調控，以此來提高運動員訓練效率，有效預防運動損傷和過度訓練導致的運動員疲勞。我們還可以嘗試運用1080Sprint的Isokinetic等速運動模式。等速力量訓練是發展最大力量較為優秀的訓練方法，我們可以利用這個模式來進行長時間的肌肉激活時間。當運動員爆發出更大力量時，該設備仍然保持恒速，最大限度鍛煉運動員的最大力量。在力量素質中，還有一個比較特殊的存在就是爆發力，與其他的力量素質不同，它的存在對于網球運動員的運動表現也是特別重要的存在。我們可以應用EliteForm爆發力監控系統來對運動員的爆發力進行監測，教練員可以將需要監測運動員的個人身體成分錄入到監控系統中并且可以隨時更新運動員信息。教練員也可以將ElietForm設置成競賽模式，使運動員處在不同的力量訓練模式中，盡量模仿比賽時所發生的各種狀況導致運動員需要運用不同的肌肉力量來應對的情況。

3.2、網球運動中速度素質需求與結合數字化訓練分析

在速度素質中我們可以運用1080Sprint。1080Sprint與gymaware相比來說更偏向于速度訓練，它主要采用的是機械阻力技術，在我們使用時只要將這個設備中的阻力繩與運動員連接，在網球運動員運動的過程中就可以準確表現出他運動時的速度、功率然后對對數據進行收集。1080Sprint可以在一秒鐘內瞬間采集333次數據，對運動員訓練中的表現進行精準捕捉，教練員可以根據長期收集的數據來找出運動員在訓練時所表現出來的較為薄弱的部分或者觀察運動員的疲勞狀態來及時調整每個運動員的訓練計劃，有針對性地提高運動員的速度素質。1080Sprint有四種模式，分別是Isotonic等張運動模式、No Flying Weight無慣性模式、Overspeed超速訓練、Isokinetic等速運動模式。我們也可以充分利用No Flying Weight無慣性模式來進行急起急停和各種變向動作，來訓練網球運動員和救一些對手打來的大角度回球，更快的移動速度可以幫助運動員完成高質量的擊球，充分避免被對手來回牽制的被動局面。我們也可以切換到Overspeed超速訓練，來提高肌肉神經的敏捷度和適應更高速度的能力，就像在做順風跑訓練，更科學有效地提高運動員適應速度的能力，也可以利用此模式進行適當的康復運動，來加快運動員恢復的過程。

3.3、網球運動中耐力素質需求與結合數字化訓練分析

我們可以嘗試運用Firstbeat心率監控系統來對運動員的身體恢復指數、運動員心率等信息進行數字化監控，根據收集的數據發現運動員的有氧能力特征并以此制訂最大耗氧量測量方案，使運動員的訓練目標精確量化。同時我們可以結合1080Sprint的No Flying Weight無慣性模式來對運動員的無氧能力進行鍛煉，充分模擬運動員在賽場上進行的重復有氧與無氧運動，在保證運動員的健康程度的同時，最大限度模仿比賽強度對于運動員的有氧能力和無氧能力的要求，以此來預防運動損傷和提高運動員的體能水平與賽場表現。

4、結語

數字化體能訓練是通過實時測量數據監控訓練質量，再根據數據來調整體能訓練的過程。體能訓練的數字化更是對傳統體能訓練的延伸，通過雙向調控來提高訓練質量，提高運動員的訓練動機。因為體能訓練涉及很多復雜的訓練動作，以現在的科技水平還不能完全對其進行精準的監控，所以隨著科技水平的發展，數字化監控會達到越來越準確的效果，這也是我們能夠高效完成訓練的基礎。在此基礎上體能訓練的數字化監控應用到網球運動項目中，能夠對網球運動員的體能起到更有針對性的作用，同時根據網球運動項目體能訓練的特點與數字化監控與反饋相結合，能夠讓教練員或體能訓練師更加直觀和準確地了解運動員的各項機能狀態和體能水平，能夠“因材施教”的幫助運動調整個人訓練計劃，以此來提高運動員的體能水平和賽場上的競技狀態。科技助體、科技助奧可以更好發展我國的競技體育水平，同時從這個角度來看，我國更需要在科學設備與儀器的開發上加大力度，進一步地提高我國競技體育水平。