田野 王清 国家体育总局体育科学研究所
Tian Ye Wang Qing
China Institute of Sport Science,General Administration of Sport of China
张力为 北京体育大学
Zhang Liwei Beijing Sport University
体育科学是一门综合性学科,随着科学技术水平的迅速提高和体育运动的不断普及,体育科学已发展成为一门相对独立的学科体系,在提高竞技运动水平、丰富人民文化生活、增强人民体质方面发挥越来越重要的作用。
一、体育科学概述
体育科学是研究体育现象、揭示体育内部和外部规律的一个系统的学科群。体育科学研究的主体是运动的人体,因此,体育科学的研究内容涵盖自然科学和人文社会科学的相关领域。我们在本学科发展报告中选择了以运动人体科学为主的运动医学、运动生物力学和运动心理学学科,重点介绍2005年以来的中国体育科学学科发展。
二、体育科学的热点研究领域
(一)优秀运动员身体机能评定
运动员身体机能评定是指在运动训练中,运用运动人体科学理论、实验技术和方法,通过心血管、肌肉、血液、呼吸等指标观察优秀运动员在运动训练过程中的身体机能变化,客观评价运动员身体机能状态,及时向教练员反馈,合理安排训练过程,提高运动成绩。
由于运动员的机能评定越来越向多指标的综合性评定发展,因此,学者们试图建立评价运动员的综合软件系统,将运动员机能评定与恢复指导相结合,同时为教练员提供制定日常训练计划、统计训练负荷的工具, 实现对运动员机能状态评定、恢复指导方案设计、训练计划制定的计算机化管理,以便使评价指标体系更为全面,而操作过程更为简便,大大提高了工作效率。
(二)国民体质监测与运动健康促进
体质是在遗传性和获得性基础上表现出来的人体形态结构、生理功能和心理因素的综合的、相对稳定的特征,包括形态、机能、运动能力、心理和适应性等五方面。近年来,我国的体育科研工作高度重视国民体质监测、综合评价、运动健身促进等领域的研究工作,充分体现科学运动在增强人民体质中的重要作用。
(三)优秀运动员科学选材
随着现代竞技体育的发展,运动员选材、运动训练、运动竞赛和竞技体育管理已成为影响竞技运动水平提高的主要因素。优秀运动员、特别是世界冠军、奥运会冠军等顶尖运动员都具备一定的先天素质,因此通过科学手段选择具有运动天赋和潜能的运动员从事与其相适应的运动项目是取得优异运动成绩的前提条件。
目前常用的运动员科学选材内容包括身体形态、身体机能和运动身体素质等三方面的指标。目前我国研究人员已从基因水平上寻找决定人类运动能力的基因,在分子水平上探讨人体对长期训练的适应性变化,从而更加科学、准确地评估个体的运动状态及运动潜力。
(四)兴奋剂检测技术
我国体育科技工作者加强对兴奋剂检测技术的研究,进一步提高兴奋剂检测方法的可靠性、灵敏度和准确性。通过科技创新,改善目前尚不完善的检测方法以及建立具有自主知识产权的兴奋剂检测方法,解决2008年北京奥运会的兴奋剂检测可能出现的技术问题,实现2008年科技奥运的目标。
(五)运动创伤与微创治疗技术的研究与应用
运动创伤学是体育科学的重要组成部分,主要包括运动伤病的诊断、治疗与康复,在备战奥运会等重大赛事中,运动创伤在保证优秀运动员参赛、并创造优异运动成绩中发挥越来越重要的作用。近年来,运动医学工作者除了在运动员伤病调查、诊断和常规治疗手段上,进行了大量研究外,随着分子生物学、生物力学和移植生物学等学科的发展,微创治疗技术已成为目前医学领域中最活跃的学科之一。
(六)运动性疲劳机制与身体机能恢复
随着整个科学水平的迅猛发展,各种先进实验仪器、手段不断问世,使运动性疲劳的研究有了长足进展,提出了许多新的研究成果。大量的研究结果表明,不同强度、不同时间、不同运动形式产生疲劳的机制是不同的,提出了导致运动性疲劳的相关假说。近年来,我国学者不仅从生理学角度研究和认识运动性疲劳,而且通过动物实验和神经递质的研究探讨了被称为“黑箱”的中枢疲劳发生机制,发现了运动性心理疲劳的特征。
(七)运动性贫血发生机制与防治
运动性贫血是由于剧烈运动而引起外周血中单位容积内血红蛋白(Hb)的浓度、红细胞计数(RBC)及(或)红细胞压积(HCT)显著下降甚至低于相同年龄、性别和地区正常标准的现象。运动性贫血是限制运动成绩提高的重要因素之一 ,备受运动医学界的重视 ,我国学者在建立长期递增负荷跑台运动性贫血模型基础上探讨了运动性贫血的发生机制,研制了抗运动性贫血复合剂。
(八)运动营养研究与应用
我国运动营养研究工作者根据运动员的实际需要和运动营养的功效,将运动营养品分为营养素补充品和特定功效营养品两大类。并加强在运动队中的科普宣传,保证了运动员科学、合理地补充运动营养,同时杜绝了兴奋剂的滥用。
(九)不同运动方式对机体免疫功能的影响
运动对机体免疫功能的影响是体育科技工作者非常关注的研究课题。大量研究证实,以中等强度进行的体育锻炼可以提高机体的免疫功能,坚持常年参加运动的人群抵抗力增强,患病率较低,尤其是慢性病的发病率低。而以提高运动成绩为目的的持续大强度运动训练可引起免疫机能低下,表现为运动员在强化训练期间,免疫力下降,机体的疲劳感和呼吸道的感染率增加。
(十)中医药在提高运动能力中的应用
中医药学是中国传统的医疗手段,具有鲜明的民族特色,在运动训练中具有独特的作用,科研人员高度重视中药手段在训练中的作用,并广泛应用于运动训练,深受教练员、运动员的欢迎,并取得了显著的成绩。近年来,中医药学在运动训练的研究热点主要体现在消除运动性疲劳、加速身体机能恢复和促进伤病恢复等方面。
(十一)高原训练的理论研究与应用
二十世纪五十年代,国际上开始注意到高原环境对运动能力的影响,以后逐步发现高原训练可以明显提高运动员的有氧运动能力。目前国内外运动员从事高原训练主要有三种目的:
——提高运动员一般运动能力。运动员在高原从事运动训练时,身体承受着高原缺氧和运动训练时氧气需要量增加的双重刺激,通过高原训练提高运动员的血红蛋白含量等,增加体内耐受缺氧的能力。
——赛前储备体能,赛中出现超量恢复。运动员在奥运会等世界大赛前到高原环境,使机体产生一系列的生理、生化变化,促进体能储备,当回到平原参加比赛时,机体出现超量恢复,创造优异成绩。
——参赛后适应性恢复。近年来,我国学者不仅在高原训练研究中取得了可喜进展,而且紧密追踪国际高原训练研究前沿,在模拟高原训练方面开展了卓有成效的工作。
(十二)运动技术诊断与分析
我国研究者已成功开创了运用人工神经网络理论完成运动技术诊断和训练决策,建立了我国优秀运动员技术诊断系统,并应用于我国优秀运动员准备奥运会和重大国际比赛中,取得了良好效果。与国际上其他国家的运动技术分析专家建立的专项技术诊断专家系统相比,具有自我学习、系统自动更新、易于推广、方法适用面广等优点。
(十三)动力学测量与分析
我国学者在测量仪器和分析方法方面取得了显著进步,推动了应用研究领域的不断扩展和深入。动力学测量与分析的应用研究主要体现在步态分析研究与应用和运动员力量诊断与分析两个方面。
(十四)优秀运动员心理训练
获得理想竞技表现是所有运动训练与体育比赛的目标,也是运动员心理训练的现实目标。中国运动心理学家紧密结合运动员、教练员参加奥运会、亚运会和全运会的比赛实践,在高水平运动员心理训练领域进行了长期的、富有开创性的探索,取得了丰硕的成果。
(十五)运动员的认知特点
运动员在面临高难度的运动任务时,往往表现出四肢发达、头脑聪慧的特征。这种聪慧,主要表现在运动思维和运动决策上。我国学者相继在手球、羽毛球、乒乓球、击剑等对抗性运动项目中开展了运动思维和运动决策的系列实验,对上述思辨进行了实证检验。
三、近年来我国体育科学取得的重要研究成果
(一)运动员身体机能、心理及技术诊断研究
国家体育总局体育科研所王清研究员主持了国家科技攻关计划项目《运动员身体机能、心理及技术诊断研究》,围绕我国运动员在备战奥运会和重大国际比赛的主要问题,研究与建立了优秀运动员运动训练的生理生化监控系统、优秀运动员专项心理诊断监测指标和标准、三维运动现场计算机实时图像高速采集系统。
(二)中国国民运动健身科学指导系统的研究与应用
国家体育总局体育科学研究所田野教授在已构建的中国国民体质监测系统框架基础上,完成了国家十五科技攻关项目《中国国民运动健身科学指导系统的研究与应用》,建立提高中老年人健康水平、儿童少年身体素质的运动健身指导系统和高血压等四种慢性病人群的运动健身科学指导系统。
(三)优秀运动员营养推荐标准
国家体育总局运动医学研究所杨则宜研究员根据多年来运动员营养方面的研究经验,建立了“优秀运动员营养推荐标准”。该标准通过对运动员的营养生化测试和膳食营养调查,了解运动员身体的营养和代谢状况,从而有针对性地采用科学的膳食营养调整和特殊营养品补充等措施,以保障运动员身体良好的健康状况和体能水平。
(四)奥运优秀运动员科学选材的研究
北京体育大学邢文华教授主持完成的《奥运优秀运动员科学选材研究》,经过严格的科学程序,采用调查法、实验法和数理统计法筛选和建立了优秀运动员选材指标体系、评价标准和选材方法,编写了优秀运动员选材手册。同时,还建立了我国优秀运动员人才库,以及优秀后备人才追踪监控体系的理论框架和运动模式。
(五)优秀运动员身体机能评定
国家体育总局体育科学研究所冯连世研究员承担了多项有关优秀运动员身体机能评定的研究课题,在此领域进行了深入研究,取得了一批研究成果,近期先后出版了多本研究专著。主要包括:《优秀运动员身体机能评定方法》、《运动员机能评定常用生理生化指标测试方法及应用》、《运动训练的生理生化监控方法》。
(六)我国优秀运动员生理、心理常数和营养状况研究
国家体育总局体育科学研究所常芸研究员主持完成了《我国优秀运动员生理、心理常数和营养状况研究》,对我国参加奥运会的主要优秀运动员的生理、心理常数和营养状况做了全面、系统的调查与实测,制定了我国优秀运动员生理、心理参数的参考范围,为我国优秀运动员身心机能评定标准的出台提供了基础实测数据。
(七)高原训练方法与应用研究
国家体育总局体育科学研究所冯连世研究员主持完成的国家科技攻关项目《高原训练的方法与应用研究》,系统总结了我国优秀运动员的高原训练训练经验,研究了优秀运动员高原训练的个性化特征,高原训练与平原训练的适应、高原训练与比赛的合理安排、高原训练中的技术特点和高原训练中的力量训练的问题,建立了不同项目、不同年龄和性别、高水平运动员的个体化高原训练方法。
四、国内外体育科学研究对比
中国体育科学工作者经过长期的工作,已经逐步形成了具有中国特色的体育科学研究体系,并取得了一定的成果,在国际上处于领先水平。主要表现为:
(一)优秀运动员科研攻关与科技服务
中国体育科技工作者根据长期研究成果,已经建立了报告包括优秀运动员身体机能评定、技术诊断、心理调控、运动伤病防治等多方面的科研攻关与科技服务体系,形成了中国体育科学研究的特点。
(二)中国国民体质监测系统的建立与应用
在2000年我国首次在全国范围内进行了国民体质的研究工作基础上,2005年进一步完善了国民体质监测体系,进行了第二次国民体质监测工作,对不同人群、性别、年龄、职业状况的人体进行科学的测试和规范,体现了体育科学研究的系统,研究范围之广、测试人群之多、都达到了国际上的领先水平。
(三)反兴奋剂研究工作达到国际先进水平
我国反兴奋剂与兴奋剂检测研究工作紧密追逐世界先进技术,不断加强我国兴奋剂检测中心与国际间的科研合作与交流,及时取得信息,掌握关键技术,使兴奋剂检测技术达到国际先进水平,连续17年通过国际奥委会的检测。
(四)部分基础研究成果与国际接轨
我国学者在基础研究方面的部分领域进行了重点研究,在部分基础研究领域已与国际同步或接轨。
(五)实验室建设取得明显进展
2002年以来,国家体育总局系统先后启动并建设了运动机能评定与技术诊断、运动心理、运动医学、运动营养、体育信息、体能训练与恢复六个重点实验室。
我国体育科学与国外相比存在的主要差距
——缺乏创新性研究成果。近年来, 中国体育科学虽然取得了一大批高水平研究成果,但从整体上讲,中国体育科学缺乏高水平创新性研究成果。
——应用研究成果转化率不高的现象依然存在。体育科学研究与运动实践脱节、体育科技成果缺乏对实践指导的现象依然存在。
五、中国体育科学研究展望
(一)突出重点, 加强创新性研究
要加强我国体育的应用基础性研究,不断取得创新性研究成果。实事求是地根据我国现有的研究条件,突出重点和特色,确定重点研究领域, 力争在一些重点研究领域达到国际领先水平。
(二)突出应用特征, 为体育运动实践服务
体育科学研究要努力解决运动实践的关键问题,特别是要围绕备战第29届奥运会的工作重点,统筹安排体育应用科学研究,使体育科技真正为体育运动实践服务。
(三)引用新技术,提高体育科学研究水平
现代科学技术迅猛发展,科学研究中的新技术、新方法不断涌现,为体育科学的发展提供了技术保证,体育科技工作者应当充分利用现代先进的科技手段,结合体育科技的实际需要,选择母科学的新技术、新方法为体育科学服务。
(四)加强中国特色的体育科学研究
中国传统的中医药学和健康方式对提高运动员的竞技能力和国民的健康水平具有独特的作用,我们应当以中国特殊的文化传统和社会背景为依托, 运用现代科技手段开展中国特色的体育科学研究, 取得具有中国特色的高水平研究成果。
Abstract
I. Overview of Sports Science
With the fast development of science and technology as well as the ever-increasing popularity of various kinds of sports, sports science, a comprehensive discipline, has already developed into a relatively independent disciplinary system. It plays a more and more important role not only in promoting the development of sports and in the improvement in competitive sports, but also in enriching people’s lives and enhancing their health conditions. As a systematic disciplinary group of the studies on sports phenomena and discovering the internal and external laws, the subject of sports science is human motion. Therefore, the notion of sports science covers such fields as natural sciences, social sciences and the humanities. In the following report on the disciplinary development, we mainly focus on the introduction of sports medicine, sports biomechanics and sports psychology, which take human motion as their theme.
II. Hot research fields in sports science
1. Functional Diagnosis of Elite Athletes
2. Scientific Selection of Elite Athletes
3. Sports Nutrition and Recovery of Physical Function of Athletes
4. Mechanism of Sports Anemia and and Its Prevention and Treatment
5. National Physique Monitoring and Health Promotion
6. Sports and Immunity
7. Research and Application on Minimally Invasive Treatment
8. Researches on Technology and Methods of Doping Detection
9. Plateau Training
10. Mechanism of Exercise-induced Fatigue and Rehabilitation of Physical Functions
11. Psychological Training of Elite Athletes
12. Cognitive Characteristics of Athletes
13. Sport Techniques Diagnosis
14. Measurement and Analysis of Dynamics
III. Key Research Achievements in the Field of Sport Science and Technology in Recent years
1. Research on Athletes’ Physical Function, Psychology and Techniques Diagnosis
2. Research and Application of National Scientific Guiding System on Sports and Fitness
3. Nutrition Recommendation for Elite Athletes
4. Research on Scientific Selection of Elite Athletes for the Olympics
5. Research on Physical and Psychological Constants and Nutritional Assessment of Chinese Elite Athletes
6. Methods and Applied Research of Plateau Training
IV. Comparative Research on Sports Science at home and abroad
The long-term work in sports science contributes to a research system with Chinese characteristics and its achievements have been playing a leading role in the international arena. The most impressive ones include:
1. Scientific Research and Service for Elite Athletes
2. Establishment and Application of Monitoring System of National Physique in China
3. Anti-doping Researches has reached an internationally advanced level.
4. Some basic research achievements are in line with international standards.
5. Laboratory construction has achieved remarkable improvements.
The primary gaps between Chinese sports science and its overseas counterparts are:
——Lacking in innovative research. In resent years, despite a great number of high-level research achievements, advanced innovative research achievements in Chinese sports science are still insufficient as a whole.
——low transformation rate in the application of research achievements. Sports science is disjointed from sports training; scientific and technological achievements exert less influential guidance on sports training.
V. Research Prospects in Chinese Sports Science
1. To emphasize the focus while strengthening innovational research
The applied basic research on Chinese sports should be strengthened. Based on the current research conditions, we should practically and realistically emphasize our focus and characteristics, identify the key research domains and make every effort to catch up with the latest development in the world.
2. To emphasize the characteristics of application and provide services for the practice of sports
We should work out the main issues in sports training with a special focus on the preparation for the Olympic Games, make a comprehensive arrangement of the applied scientific researches on sports, thus to guarantee sports science serve sports training.
3. To adopt new technologies and enhance the research level of sports science
We should take full advantage of modern science and technology, combine it with the practical needs of sports science and choose new techniques and methods derived from basic science to serve sports science.
4. To strengthen sports science researches with Chinese characteristics
The traditional Chinese medicine and pharmacology and ways of keeping health have a unique effect on enhancing competitive competence of athletes and the health level of the mass in China. Therefore, we should conduct our research on sports science with Chinese characteristics through modern scientific and technological means and make our own high-level research achievements.
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