仇乃民 ，李少丹

走向大數(shù)據(jù)時代的運動訓(xùn)練科學(xué)研究

仇乃民1，李少丹2

數(shù)據(jù)是科學(xué)研究的重要組成部分，數(shù)據(jù)活動方式的改變必然會影響科學(xué)研究的變化。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，一場關(guān)系到人們科學(xué)研究的技術(shù)與思維方式的巨大變革正在發(fā)生。目前，傳統(tǒng)運動訓(xùn)練科學(xué)的簡單小數(shù)據(jù)研究模式正面臨難以突破的困境與局限，而大數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)正在為運動訓(xùn)練科學(xué)研究注入新的活力，大數(shù)據(jù)思維給運動訓(xùn)練科學(xué)研究帶來了新的洞察力?；趶?fù)雜性科學(xué)理論研究視角，探討運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)的研究現(xiàn)狀、研究的本質(zhì)及其存在問題。由此為運動訓(xùn)練科學(xué)研究打開了一條新的認識論與方法論的路徑：大數(shù)據(jù)時代的運動訓(xùn)練科學(xué)的研究視角應(yīng)從單向度轉(zhuǎn)向多維度，研究對象應(yīng)從傳統(tǒng)的實體轉(zhuǎn)向關(guān)系，研究方法應(yīng)從樣本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向全數(shù)據(jù)，研究范式應(yīng)從理論轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)時代；大數(shù)據(jù)思維；運動訓(xùn)練科學(xué)

在近代科學(xué)研究中，人們主要依賴抽樣數(shù)據(jù)、局部數(shù)據(jù)和片面數(shù)據(jù)，甚至在無法獲得實證數(shù)據(jù)的時候純粹依賴經(jīng)驗、理論、假設(shè)和價值觀去發(fā)現(xiàn)未知領(lǐng)域的規(guī)律。而在當(dāng)代，隨著信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人類在收集、存儲、分析、使用數(shù)據(jù)的能力方面實現(xiàn)了巨大跨越，人們可以運用海量的數(shù)據(jù)來揭示世界運行規(guī)律，即大數(shù)據(jù)理念和方法正在改變著政治、經(jīng)濟、教育、文化、醫(yī)療等各個領(lǐng)域模式。面對大數(shù)據(jù)時代的到來，在運動訓(xùn)練科學(xué)研究領(lǐng)域也逐漸開始采用大數(shù)據(jù)模式。如從運動器械上的傳感器、運動員身上的可穿戴設(shè)備、比賽場內(nèi)、外的攝像頭到教練手中的終端設(shè)備及互聯(lián)網(wǎng)，大量的數(shù)據(jù)被廣泛地采集并通過大數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)化為新的洞察力。于是，無論是賽場上運動員的表現(xiàn)、教練的技戰(zhàn)術(shù)布置，還是場外運動員的訓(xùn)練或監(jiān)控，大數(shù)據(jù)都在其中逐漸扮演著舉足輕重的角色。

運動訓(xùn)練科學(xué)研究已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)正在成為運動訓(xùn)練科學(xué)界熱議的術(shù)語。大數(shù)據(jù)不僅可以協(xié)助運動訓(xùn)練專家、教練員從海量的訓(xùn)練和比賽數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，而且可以優(yōu)化運動訓(xùn)練方法，提高運動員訓(xùn)練、比賽的能力；然而，在感受運動訓(xùn)練大數(shù)據(jù)帶來的變化的同時，我們發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)不僅是一種新的數(shù)據(jù)管理方式，更是一種知識發(fā)現(xiàn)的過程，一種認識問題的思維模式。其思維模式的改變，不僅是方法、工具上的一種進步，更是人們認知能力的巨大改變；因此，運動訓(xùn)練科學(xué)研究的大數(shù)據(jù)及其思維模式不僅為解決運動訓(xùn)練中許多難以解決的問題提供新的科學(xué)技術(shù)工具，也將為現(xiàn)代運動訓(xùn)練科學(xué)研究提供新的認識論與方法論路徑，致使運動訓(xùn)練科學(xué)研究走向新范式。

1 大數(shù)據(jù)時代與運動訓(xùn)練科學(xué)研究

1.1 大數(shù)據(jù)時代與大數(shù)據(jù)思維

1980年，阿爾文·托夫勒在《第三次浪潮》中就前瞻性地指出過大數(shù)據(jù)時代即將到來。此后經(jīng)過幾十年的發(fā)展，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和云計算的出現(xiàn)，人們逐漸認識到大數(shù)據(jù)的重大意義。國際頂級學(xué)術(shù)刊物相繼出版大數(shù)據(jù)方面的?？?，如2008年9月《Nature》雜志推出《Big Data》專刊，講述了數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)、物理、生物、工程及社會經(jīng)濟等多學(xué)科中扮演重要的角色。自此，“大數(shù)據(jù)”正式登上科學(xué)研究的大舞臺，并成為各個學(xué)科中的研究熱點問題。2011 年，《Science》雜志出版關(guān)于數(shù)據(jù)處理的專刊《Dealingwith Data》，提出了對大數(shù)據(jù)進行有效地分析、組織與利用可以對社會發(fā)展起到巨大推動作用。2012年3月奧巴馬宣布美國政府5大部門投資2億美元啟動“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計劃”[1]，希望推動大數(shù)據(jù)相關(guān)的收集、儲存、管理、分析和共享海量數(shù)據(jù)技術(shù)研究，進而加速美國在科學(xué)與工程領(lǐng)域發(fā)明的步伐，這標(biāo)志著大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略。2013年則被稱為大數(shù)據(jù)的元年，從這一年開始，大數(shù)據(jù)像旋風(fēng)一樣吹遍整個世界，同時科學(xué)研究的各個領(lǐng)域也快速地跨入了大數(shù)據(jù)時代。

“數(shù)據(jù)”(data)一詞，在拉丁文里原是“已知”的意思，也可理解為“事實”。在科學(xué)研究中，數(shù)據(jù)是指科學(xué)實驗、檢驗、統(tǒng)計等所獲得的和用于科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)計、查證、決策等的數(shù)值。在計算機科學(xué)中，數(shù)據(jù)是指所有能輸入到計算機并被計算機程序處理的符號介質(zhì)的總稱，可以代表各種字母、數(shù)字符號的組合、語音、圖形、圖像等，數(shù)據(jù)經(jīng)過加工后就成為信息[2]。當(dāng)然，在哲學(xué)視域中，世界的本質(zhì)就是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是事物現(xiàn)象的表征，時間和空間都可以用數(shù)來度量，只有通過數(shù)據(jù)才能獲知事物的現(xiàn)象[3]；然而，盡管“大數(shù)據(jù)”這個詞受到人們的高度關(guān)注，但大數(shù)據(jù)是一個較為抽象的概念，至今尚無確切、統(tǒng)一的定義。Gartner[4]認為大數(shù)據(jù)是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。維基百科的定義[5]為：大數(shù)據(jù)是指利用常用軟件工具捕獲)管理和處理數(shù)據(jù)所耗時間超過可容忍時間的數(shù)據(jù)集。麥肯錫公司給出了定義[6]：“大數(shù)據(jù)是指大小超出了常規(guī)數(shù)據(jù)庫工具收集、存儲、管理和分析能力的數(shù)據(jù)集?！碑?dāng)前，較為統(tǒng)一的認識是大數(shù)據(jù)有4個基本特征：數(shù)據(jù)規(guī)模大(volue)，數(shù)據(jù)種類多(varitey)，數(shù)據(jù)要求處理速度快(velocity)，數(shù)據(jù)價值密度低(value)，即所謂的四V特性，這些特性使得大數(shù)據(jù)區(qū)別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)概念。

任何人都生活在一定的時代和環(huán)境中，其思考問題和解決問題的習(xí)慣和模式都會受到時代和環(huán)境的影響。大數(shù)據(jù)時代的大數(shù)據(jù)不僅是一種資源、一門應(yīng)用性科學(xué)技術(shù)工具，更重要的是一種思維方式。所謂思維方式[7]是“指一個時代人們認識和研究事物的方法和手段的總和，是一種支配人們思考與行動的規(guī)范、風(fēng)氣和格式”，它包含研究者思維的途徑、視角、模式、習(xí)慣、方法與手段等。也就是說，大數(shù)據(jù)思維不單單是一種新的數(shù)據(jù)管理方式，更是一種知識發(fā)現(xiàn)的過程，一種認識問題的思維模式。舍恩伯格等[8]在《大數(shù)據(jù)時代》中，認為大數(shù)據(jù)與3個重大的思維轉(zhuǎn)變有關(guān)：首先，要分析與某事物相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，而不是依靠分析少量的數(shù)據(jù)樣本；其次，我們樂于接受數(shù)據(jù)的紛繁復(fù)雜，而不是追求精確性；最后，不再探求難以捉摸的因果關(guān)系，轉(zhuǎn)而關(guān)注事物的相關(guān)關(guān)系。不難看出，大數(shù)據(jù)思維實質(zhì)就是從現(xiàn)存事物的結(jié)構(gòu)和關(guān)系模式、演化程序和過程模式中去把握和描述事物的本質(zhì)、特點和屬性,將現(xiàn)存事物的結(jié)構(gòu)、關(guān)系、過程作為信息(數(shù)據(jù))的載體或符碼，并由此破譯出其中蘊涵著的關(guān)于事物歷史狀態(tài)、現(xiàn)實關(guān)系、未來趨向的間接存在的內(nèi)容、意義和價值[9]。這些思維上的轉(zhuǎn)變相互聯(lián)系、相互作用，它們顛覆了傳統(tǒng)的科學(xué)研究觀念，使得現(xiàn)代科學(xué)研究正在進入到一個嶄新的階段。

1.2 運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究的現(xiàn)狀

進入21世紀以來，在運動訓(xùn)練科學(xué)研究領(lǐng)域，無論是運動員選材、運動訓(xùn)練的技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)安排與分析，或是運動訓(xùn)練的效果評價與預(yù)測、運動競賽過程,運動員的疲勞、傷病的預(yù)防或恢復(fù)等方面無不與大量數(shù)據(jù)緊密聯(lián)系。也就是說，如何從浩瀚的數(shù)據(jù)中，深入尋找各種因素間的相互聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)諸多因素之間的動態(tài)變化規(guī)律，從而對數(shù)據(jù)進行深層分析，使之及時準確地提供有價值的信息，這對運動訓(xùn)練科學(xué)研究極為必要。如今大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，無疑正在悄然改變運動訓(xùn)練科學(xué)研究模式。從高爾夫、網(wǎng)球、賽艇、棒球到足球、籃球、游泳、田徑等大數(shù)據(jù)分析正席卷整個競技運動界。

在高爾夫運動中，運動員和球隊如今越來越依靠數(shù)據(jù)分析來使他們更快、更強。Track Man技術(shù)就是通過雷達測量高爾夫運動員每次擊球后球在飛行過程中的所有數(shù)據(jù)，如速率、角度、方向、旋轉(zhuǎn)速度等，然后，通過軟件進行分析。Track Man的數(shù)據(jù)非常全面，以至于一些職業(yè)教練在考慮日后如何根據(jù)Tack Man在每次擊球后的數(shù)據(jù)分析來改變他們的訓(xùn)練方式[10]。在NBA，從80年代開始將球員在賽場上的表現(xiàn)數(shù)據(jù)化(各種移動、對抗、擋拆、掩護、進攻、得分等)，經(jīng)過30多年的積累已達到可辨別每一個球員在場上的弱點，方便教練進行針對性戰(zhàn)術(shù)安排。目前，30家球隊俱樂部中聘請了數(shù)據(jù)分析師的15家，其平均勝率達到59.3%，而另一半球隊僅有40.7%的平均勝率[11]。在NFL新秀訓(xùn)練營,每個選秀球員都需要穿上帶有傳感器的運動服，這些傳感器能記錄運動員的加速度、垂直彈跳力及心率等。通過分析那些保障運動員健康的因素，就能夠制訂合理的訓(xùn)練計劃，使得運動員既能夠充分訓(xùn)練，又能夠保證不因過度訓(xùn)練而導(dǎo)致受傷[12]。

踢足球也得靠數(shù)據(jù)，在2014 年世界杯上德國隊就采用了他們的秘密武器——SAP大數(shù)據(jù)解決方案。在德國足球國家隊的訓(xùn)練場地內(nèi)，四處都布置了傳感器，甚至訓(xùn)練用球和每位球員的護脛中也都放置了傳感器，用于捕捉球員的動作與位置變化等重要而細致的信息。這些數(shù)據(jù)信息被實時傳回SAP HANA平臺，并在短時間內(nèi)完成處理。任一球員的攻擊范圍、運動軌跡、進球率等相關(guān)信息都可以直接呈現(xiàn)在面板上，幫助教練做出決斷[13]。網(wǎng)球也涉及大量的數(shù)據(jù)。一發(fā)成功率、一發(fā)得分率和Ace球是標(biāo)志球員競技水平的關(guān)鍵指標(biāo)，發(fā)球速度、接發(fā)球成功率、上網(wǎng)成功率、得分點則突出體現(xiàn)了球員的打法特點，如果非受迫性失誤和雙發(fā)失誤率上升，那表明球員的心理狀態(tài)或者體力開始下滑。這些網(wǎng)球中的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在都可以通過Slam Tracker平臺實現(xiàn)[14]。與其他的體育項目一樣，棒球也運用到大數(shù)據(jù)。在美國，基于大數(shù)據(jù)分析的棒球運動員選材，成為傳統(tǒng)運動選材方式的有益補充，美國職業(yè)棒球隊大聯(lián)盟奧克蘭“運動家球隊”的總經(jīng)理比利·比恩就依據(jù)這樣獨特的運動員選材方式，以最經(jīng)濟的成本帶領(lǐng)自己的球隊贏得多次比賽[15]。

2 運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究的實質(zhì)及問題

2.1 運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究的實質(zhì)

傳統(tǒng)的運動訓(xùn)練科學(xué)研究是小數(shù)據(jù)模式。所謂小數(shù)據(jù)指的是數(shù)據(jù)規(guī)模比較小，它主要通過隨機、采樣方式取得。因而“小數(shù)據(jù)”代表的是局部或部分，小數(shù)據(jù)研究模式[16]就是“對事物進行抽象化提取，通過層層假設(shè)剝離事物，并最終通過數(shù)學(xué)建模完成對事物的科學(xué)化認知”。小數(shù)據(jù)的科學(xué)理論基礎(chǔ)應(yīng)是近代自然科學(xué)，而近代自然科學(xué)研究方法是一種機械還原的方法。也就是說，運動訓(xùn)練科學(xué)的小數(shù)據(jù)研究就是主要把運動訓(xùn)練整體簡單分解或還原各個部分，運用“局部或部分”原理或規(guī)律去解釋或認識運動訓(xùn)練“整體”的現(xiàn)象與規(guī)律；于是，在其研究形式上運動訓(xùn)練科學(xué)小數(shù)據(jù)研究模式最終表現(xiàn)為在少量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行推理，追求數(shù)據(jù)的精確性或代表性(主要通過抽樣的)，希望通過尋找數(shù)據(jù)之間的簡單因果關(guān)系來解釋運動訓(xùn)練規(guī)律。

運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究所呈現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的大規(guī)模、快速、多維度、系統(tǒng)、模塊、不確定性等特點及其相互錯綜復(fù)雜關(guān)系。這些數(shù)據(jù)特點從本質(zhì)上看主要源于運動訓(xùn)練的復(fù)雜性，也就是說運動訓(xùn)練的復(fù)雜性是運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)的本質(zhì)，而運動訓(xùn)練實質(zhì)上就是一個復(fù)雜性系統(tǒng)，復(fù)雜性是其本質(zhì)特性[17]。一個系統(tǒng)的運動科學(xué)訓(xùn)練不但要考慮運動員本身的各種身體要素，要考慮其表現(xiàn)的外在因素，還要區(qū)別看待運氣和技術(shù)因素，需要了解運動員的表現(xiàn)和年齡變化之間的關(guān)系等；因此，運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究模式本質(zhì)就是運動訓(xùn)練科學(xué)的復(fù)雜性研究模式。我們知道如果只是對一個只有3只蜜蜂的蜂群進行分析，那么將十分簡單；但如果是一個100萬只蜜蜂的蜂群，那么將是一個巨大任務(wù)。例如，在足球運動中，如果對10個球員用3個球進行訓(xùn)練，那么10 min就會產(chǎn)生超過700萬個可供實時分析的數(shù)據(jù)點；因此，運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究模式開拓了運動訓(xùn)練科學(xué)復(fù)雜性研究一條新的路徑。運動訓(xùn)練大數(shù)據(jù)研究是以運動訓(xùn)練的復(fù)雜性研究為理論基礎(chǔ)，而基于大數(shù)據(jù)對運動訓(xùn)練復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)在機制、特征、關(guān)系及其原理進行的整體性研究則為運動訓(xùn)練復(fù)雜性科學(xué)提供了研究的技術(shù)及工具。當(dāng)然，運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究所提供的相關(guān)理論和觀點、方式和方法能夠較好地體現(xiàn)出運動訓(xùn)練復(fù)雜性研究的一般特征，進而也為運動訓(xùn)練復(fù)雜性研究提供一個新的研究維度。

傳統(tǒng)運動訓(xùn)練科學(xué)小數(shù)據(jù)研究模式無法揭示運動訓(xùn)練系統(tǒng)中許多復(fù)雜的關(guān)系，無法有效地整體把握運動訓(xùn)練的規(guī)律。通過運動訓(xùn)練大數(shù)據(jù)研究可加深人們對運動訓(xùn)練復(fù)雜系統(tǒng)的整體理解，能使人們有可能得到一種最接近正確的選擇和路徑或最接近正確的觀點與方法，從而更加接近運動訓(xùn)練的客觀情況，消除基于小數(shù)據(jù)還原論的經(jīng)典科學(xué)研究的主觀性；因此，運動訓(xùn)練大數(shù)據(jù)是研究運動訓(xùn)練復(fù)雜性科學(xué)的一門科學(xué)技術(shù)，運動訓(xùn)練大數(shù)據(jù)面臨的科學(xué)問題本質(zhì)可能就是運動訓(xùn)練復(fù)雜性科學(xué)問題。然而，對運動訓(xùn)練復(fù)雜性科學(xué)研究將有助于指導(dǎo)運動訓(xùn)練大數(shù)據(jù)搜集、更好地分析運動訓(xùn)練系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，幫助研究者利用大數(shù)據(jù)建立復(fù)雜運動訓(xùn)練分析與預(yù)測模型等，即運動訓(xùn)練的復(fù)雜性分析是其大數(shù)據(jù)科學(xué)研究的重要基石。

2.2 運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究面臨的問題

大數(shù)據(jù)帶來了運動訓(xùn)練科學(xué)研究的新的洞察力，正在改變著運動訓(xùn)練科學(xué)界；但運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)是作為一種新的理論，其技術(shù)、方法等還遠不成熟，在其發(fā)展的過程中還將面臨著大量問題。如數(shù)據(jù)量大，但數(shù)據(jù)分散，數(shù)據(jù)格式眾多，數(shù)據(jù)重復(fù)性大；數(shù)據(jù)通常對時間極度敏感，缺乏數(shù)據(jù)全方位有效的分析方法(實時數(shù)據(jù)分析能力差)；數(shù)據(jù)傳輸、處理效率低，缺乏各種類型數(shù)據(jù)的采集方法等。更重要的是我們擁有極大規(guī)模的數(shù)據(jù)，卻缺乏有價值的洞察力，難以提取有效信息，即我們以為自己需要信息，但其實我們真正更需要的是知識。也就是說當(dāng)人們的主觀愿望不積極的時候，大數(shù)據(jù)對他們來說不過是噪音而已。相反，數(shù)據(jù)也會因為主觀意愿的片面而具有欺騙性，因為有些方面是數(shù)據(jù)系統(tǒng)無法感知的，例如運動員的心理狀態(tài)、意志性、專注力等。如2個最頂尖的足球球探里弗斯和布朗都認為“光憑數(shù)據(jù)就能買進某個球員”這種想法是十分荒謬的。“你需要親眼看看那個球員，你需要愛上那個球員，你會看到他如何做熱身運動，他怎樣跟裁判交流，在錯過機會后他是怎樣跟隊友溝通的，他怎樣慶祝得分，還有在他進球以后其隊友的反應(yīng)。數(shù)據(jù)只會幫你排除一些明顯的錯誤，但最終的決定必須依賴人的判斷。這就是球探和教練的直覺”。[18]

與此同時，在競技體育界里有句老話“數(shù)據(jù)也會說謊”。如籃球選手得分高不等于對球隊貢獻大，因為他可能為了追求得分而瘋狂出手，導(dǎo)致球隊進攻無法流暢運轉(zhuǎn)；某些網(wǎng)球選手，如瑞士天王費德勒的非受迫性失誤比例會比其他球員高，但那是因為他的球風(fēng)比較積極，致勝分也比別人要多；橄欖球四分衛(wèi)被抄截率低也未必一定就好，因為他可能為了避免被抄截而拖延出手時間，最終被對方防守組擒殺等。所以，運動員的實力和潛力實在很難用一個簡單的數(shù)字來判斷，集體項目中尤其如此[18]。除對時間的極度敏感性之外，數(shù)據(jù)分析可能還會有一些負面影響。博爾頓的分析研究總監(jiān)布萊恩·普萊斯迪奇透露說，“自從他們的守門員開始研究對方的點球手的數(shù)據(jù)以后，他的撲點球效率反而降低了，過去2個賽季只有9%的成功率”，“我們給他灌輸了數(shù)據(jù)分析的思維方式，卻拿走了人性的部分，他作為球員的直覺被弱化了?！?/p>

3 大數(shù)據(jù)時代運動訓(xùn)練科學(xué)研究的新路徑

3.1 運動訓(xùn)練科學(xué)研究視角：從單向度走向多維度

由于近代科學(xué)技術(shù)的局限和自然科學(xué)研究的簡單性理念的影響，傳統(tǒng)運動訓(xùn)練科學(xué)研究主要局限于運動訓(xùn)練的單向度或局部因素方面研究。如運動員的生理機能、運動技術(shù)或所謂的核心競技能力研究，并主要局限于化學(xué)或物理因素或機械方面的分析，由此形成運動訓(xùn)練的生物學(xué)模式，即生物學(xué)因素成為運動訓(xùn)練的主要因素；但隨著運動訓(xùn)練科學(xué)研究的逐漸深入，我們發(fā)現(xiàn)運動訓(xùn)練不僅與運動員的生物學(xué)因素有關(guān)，還與運動員的心理因素、自然環(huán)境、社會因素等許多因素相關(guān)聯(lián)，而且這些因素逐漸成為影響運動員比賽勝負的關(guān)鍵。同時由于缺少對這些因素研究的有效方法，這些因素的研究也成為運動訓(xùn)練與比賽中難以有效控制的因素。然而，隨著運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)模式研究的實現(xiàn)，這些大規(guī)模、多源性、多樣性運動訓(xùn)練數(shù)據(jù)得以整合，并可以處理與分析所有相關(guān)的數(shù)據(jù)，挖掘其中獨有的價值，進而真正實現(xiàn)運動訓(xùn)練科學(xué)整體研究的模式，即生物-心理-自然-社會系統(tǒng)的運動訓(xùn)練新模式。也就是說，運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究，是實現(xiàn)了運動訓(xùn)練科學(xué)研究從單向度向多維度、局部向整體轉(zhuǎn)變的有效途徑。

3.2 運動訓(xùn)練科學(xué)研究對象：從實體走向關(guān)系

近代科學(xué)研究是一種關(guān)于實體的研究。所謂實體是指不依賴他物而獨立自存的事物，而實體觀的理論預(yù)設(shè)就是“世界的本質(zhì)是簡單的,它是由剛性不變的“實體”構(gòu)成，外部世界復(fù)雜性是由種種簡單性“實體”聚合而成，并在“實體”層面得到還原論的清楚解釋和充足說明?？茖W(xué)的任務(wù)就是探明宇宙的最終“實體”,而科學(xué)中的所有學(xué)科最終都可以統(tǒng)一到“實體”上來；因此，受到近代科學(xué)研究“實體”的自然觀和方法論的影響，傳統(tǒng)運動訓(xùn)練科學(xué)研究也是實體研究，研究方法則主要是一種分解還原的方法。而數(shù)據(jù)形式上則表現(xiàn)為小數(shù)據(jù)模式，如在中國足球訓(xùn)練在幾十年的時間里，主要就是按照這樣方式進行研究和訓(xùn)練的，即將足球運動訓(xùn)練中的集體、對抗的訓(xùn)練，化解成分散、分割、拆零式的非對抗個人練習(xí)；或?qū)⒏偧几黜椧蛩馗盍验_來，以單項的形式分別進行或技術(shù)或體力的訓(xùn)練，并以肌肉圍度、肺活量、心率、攝氧能力、彈跳力等指標(biāo)(100 m跑和庫伯(12 min跑)測試)反映一名球員的足球能力等[19]65-67。

然而，現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，實體是關(guān)系的產(chǎn)物，關(guān)系比實體更重要。如原子是原子核與電子相互作用的產(chǎn)物，分子是原子與原子相互作用的產(chǎn)物，生命是蛋白質(zhì)與核酸相互作用的產(chǎn)物等。對于運動訓(xùn)練來說，不只是純粹的實體世界，而是以一種關(guān)系存在的，即構(gòu)成運動訓(xùn)練的各種要素及它本身都處在復(fù)雜的關(guān)系之中，而且這種關(guān)系比實體更重要；因此，我們只有以一種關(guān)系思維或關(guān)聯(lián)性思維方式來考察各種要素或系統(tǒng)的運行狀態(tài)，才能揭示它們的運動發(fā)展的規(guī)律。如在足球訓(xùn)練中，我們不能說，如果一名球員肺活量很大，他就能把球踢好。也不能說，一名球員有強壯的肌肉，他就會在比賽中表現(xiàn)出色或他的頭球能力強。同樣，若一名球員跑得快，但我們不能認為他肯定踢好球；因此，這種單純的技術(shù)訓(xùn)練(脫離了應(yīng)用環(huán)境，等于雜技練習(xí))，或單純的跑動訓(xùn)練(等于田徑)，或不設(shè)對抗的技術(shù)+跑動訓(xùn)練(等于雜技+田徑練習(xí))，在參加重大比賽時，在激烈的對抗中，在對方的壓力下，就不會運用技術(shù)，失誤多，不會使用體力，不知怎樣跑，相互不會配合，缺少變化，不能隨機應(yīng)變，于是，輸球也就難免了[19]94。運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究全在于發(fā)現(xiàn)與理解這些信息內(nèi)容及信息與信息之間的關(guān)系。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對運動訓(xùn)練中相關(guān)關(guān)系分析能夠更準確、更快，而且不易受到有關(guān)偏見的影響。

3.3 運動訓(xùn)練科學(xué)研究方法：從樣本走向全數(shù)據(jù)

目前，大數(shù)據(jù)研究主要作為一種研究方法或一種發(fā)現(xiàn)新知識的工具，而不是把數(shù)據(jù)本身作為研究目標(biāo)。作為研究方法，它與數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析和挖掘等無法分開。受到時代數(shù)據(jù)處理能力的局限影響，傳統(tǒng)運動訓(xùn)練科學(xué)的研究方法，即數(shù)據(jù)的收集運用的是采樣數(shù)據(jù)，采樣數(shù)據(jù)的目的就是用最少的數(shù)據(jù)得到最多的信息，即以局部代替整體的研究模式；但這種研究方法的成功與否全依賴于采樣過程的絕對隨機性，因為采樣的準確性隨著采樣的隨機性增加而大幅度提高，而與樣本數(shù)量的增加關(guān)系不大，這是由于當(dāng)樣本數(shù)量達到某個一定值之后，從新樣本身上得到的信息就會越來越少了。運動訓(xùn)練科學(xué)的隨機采樣方法在一定范圍內(nèi)取得了成功,然而這種研究方法只是一條捷徑，是在不可收集和分析全部數(shù)據(jù)的情況下的一種選擇，而它本身存在著一些缺陷。如在抽樣中真正實現(xiàn)采樣的隨機性非常困難，一旦采樣過程中存在著任何偏見，其分析結(jié)果就會相去甚遠；更重要的是采樣無法得到一些微觀細節(jié)方面的考察，甚至還會失去對某些特定子類別進行進一步研究的能力，也就是說，我們不能只滿足于正態(tài)分布，在運動訓(xùn)練研究中有時真正有價值的東西經(jīng)常藏匿于細節(jié)之中(數(shù)據(jù)具有混合性)，而采樣分析卻忽略或無法捕捉到這些細節(jié)。運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究是采用的所有數(shù)據(jù)方法(我們已經(jīng)具有足夠的數(shù)據(jù)處理和存儲能力，也有了最先進的分析技術(shù))。擁有全部或幾乎全部的數(shù)據(jù)，我們就能夠從不同的角度、不同層面、更細致地觀察和研究運動訓(xùn)練數(shù)據(jù)的方方面面；因為運動訓(xùn)練科學(xué)大數(shù)據(jù)研究更多的是基于不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)系(非線性關(guān)系)的一種預(yù)測。

3.4 運動訓(xùn)練科學(xué)研究范式：從理論走向數(shù)據(jù)

庫恩認為范式的演變是科學(xué)研究的方法及觀念的取代過程，科學(xué)的發(fā)展不是靠知識的積累而是靠范式的轉(zhuǎn)換完成的，新范式形成表明建立起了新的常規(guī)科學(xué)。圖靈獎獲得者、美國計算機科學(xué)家詹姆斯·格雷先生認為科學(xué)經(jīng)歷了經(jīng)驗科學(xué)、理論科學(xué)、計算機科學(xué)與數(shù)據(jù)密集型科學(xué)；相對應(yīng)的研究范式經(jīng)歷了經(jīng)驗范式、理論范式、計算機模擬范式與數(shù)據(jù)密集型范式的變遷和演化[20]。目前運動訓(xùn)練科學(xué)研究主要是一門經(jīng)驗與理論相結(jié)合的科學(xué)，其中運動訓(xùn)練的經(jīng)驗是其理論科學(xué)的實踐基礎(chǔ)，運動訓(xùn)練理論科學(xué)是其經(jīng)驗科學(xué)的指導(dǎo)，而運動訓(xùn)練的經(jīng)驗又是在已有的理論基礎(chǔ)上進行實驗的；因此，兩者是互相聯(lián)系、互相補充共同推進著運動訓(xùn)練科學(xué)的研究。當(dāng)然在現(xiàn)代運動訓(xùn)練科學(xué)研究中也會引入計算機科學(xué)，但這只是對運動訓(xùn)練的經(jīng)驗科學(xué)和理論科學(xué)中的科學(xué)方法進行必要的補充和優(yōu)化。以上這些科學(xué)研究方法在過去大半個世紀大大推動了運動訓(xùn)練科學(xué)研究，讓我們見證了運動訓(xùn)練科學(xué)研究許多的輝煌；然而，面對越來越多運動訓(xùn)練的復(fù)雜性問題(如運動訓(xùn)練難以預(yù)測問題、運動訓(xùn)練過程與運動技術(shù)不可完全復(fù)制的問題、運動性疲勞問題等)，以運動訓(xùn)練科學(xué)理論研究為主的范式受到了挑戰(zhàn)。因為基于已有的知識或理論，再通過推理和論證而得出的科研預(yù)期成果，是對研究對象的初步分析和綜合；但有許多全新的東西可能遠超出我們能假設(shè)的認知范圍。

大數(shù)據(jù)科學(xué)研究推動了一種“數(shù)據(jù)密集型”科研的第4范式的發(fā)展，它不同于傳統(tǒng)的經(jīng)驗、理論和計算的范式，這種范式不需要考慮因果關(guān)系，以數(shù)據(jù)為中心，分析數(shù)據(jù)的相關(guān)性，打破了許多年來從結(jié)果出發(fā)探究原因的科學(xué)研究模式，使得大規(guī)模的復(fù)雜數(shù)據(jù)成為新的科研模式(運動訓(xùn)練過程中包含海量的數(shù)據(jù))。2008年，Chris[1]甚至發(fā)出“理論已終結(jié)”的驚人斷言，即“相互關(guān)系已經(jīng)足夠。我們可以停止尋找模型，相互關(guān)系取代了因果關(guān)系，沒有具有一致性的模型、統(tǒng)一的理論和任何機械式的說明，科學(xué)也可以進步”；因此，“用數(shù)據(jù)說話”已成為認知世界的一種方法。換句話說，現(xiàn)代科學(xué)研究范式正在從傳統(tǒng)的理論驅(qū)動型方法轉(zhuǎn)向基于數(shù)據(jù)的探索型方法。對于在運動訓(xùn)練科學(xué)研究領(lǐng)域運用“數(shù)據(jù)驅(qū)動”方法去盡可能多地搜集人體運動的各種信息(數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究范式由數(shù)據(jù)的采集、管理和分析3個基本活動組成)，在此基礎(chǔ)上再考慮理論假設(shè)；這樣一種方法與“理論假設(shè)驅(qū)動”的研究策略相比，可能更適合對復(fù)雜的人體運動科學(xué)現(xiàn)象的研究。

4 結(jié)束語

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，“大數(shù)據(jù)”成為學(xué)術(shù)界、經(jīng)濟界以及政府熱議的話題，同時也成為運動訓(xùn)練科學(xué)領(lǐng)域新的研究熱點；但目前對運動訓(xùn)練大數(shù)據(jù)的研究仍處于起步階段，還有很多基礎(chǔ)性的問題有待解決，我們也將面臨越來越多的問題與挑戰(zhàn)，如何充分采集、利用并挖掘大數(shù)據(jù)？如何使得數(shù)據(jù)可視化和自我量化及不同數(shù)據(jù)庫積累？如何突破數(shù)學(xué)框架而引入生物學(xué)、心理學(xué)和社會學(xué)模式等？盡管如此，大數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)思維依然為運動訓(xùn)練科學(xué)研究開辟了新的研究路徑、新的研究方法與新的研究范式。

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Research on the Science of Sports Training in the Era of Big Data

QIU Naimin1,LI Shaodan2

Data is an important part of scientific research.The change of data activity way is bound to affect the change of scientific research.With the advent of the era of big data,a great change has occurred in the technology and thinking mode of people's scientific research.At present,the simple and small data research model of traditional sports training science is facing difficulties and limitations,and the big data science and technology is bringing new vigor to the sports training and scientific research.Based on the theory of complexity science,the research status,the essence and the existing problems of the scientific research of sports training are discussed.The research on the scientific research of sports training opens a new way of epistemology and methodology.The research of the sports training science in the big data era should turn from one dimension to the multi- dimension,the research object from the traditional entity to the relationship,the research method from the sample data to the full data,the research paradigm from the theory to the data.

era of big data;thinking mode of big data;sports training science

2014-04-10

仇乃民(1971—)，男，江蘇鹽城人，博士，副教授，研究方向為運動訓(xùn)練復(fù)雜性理論與實踐；李少丹(1956-)，男，吉林白城，碩士，教授，研究方向為運動訓(xùn)練過程控制。

1.鹽城工學(xué)院 體育部，江蘇 鹽城 224051；北京體育大學(xué)，北京 100084 1.Department of Physical Education,Yancheng Institute of Technology,Yancheng,Jiangsu 224051,China;2.Beijing Sport University,Beijing 100084,China.

G 808.1

1009-783X(2015)06-0541-05

A

● 運動訓(xùn)練理論與實踐