論系統工程在少年兒童運動訓練中的應用論文

2021-07-11 論文

　　摘要少兒的運動訓練因時間上的變化有著不同的發展階段，每個階段又存在不同的發展狀態。根據少兒訓練多階段性的特征，采用系統工程的優化原理建立少兒運動訓練的數學模型，使少兒訓練各階段得到局部優化，并求得訓練過程的整體最優，使少兒訓練的決策者能夠按照預定的任務來控制訓練的整個過程。

　　抓好少兒的運動訓練是我國競技體育的一項重要工作。要使一個少兒成為世界級的優秀運動員往往要經過若干個訓練階段或10多年的訓練時間。因此，如何根據少兒生理、心理、智力發展的規律和特點，在少兒的各個訓練階段保證質量并達到預定目標是運動訓練的一個重要課題。本文擬用系統工程原理探索少兒訓練的最優化途徑，以提高少兒的訓練效果。

　　1 系統的概念和基本原則

　　1.1 系統的概念

　　所謂系統是指由事物相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成的具有特定功能的有機整體。系統論的核心在于系統的非分解性。即所謂整體不等于各個獨立的局部之和。少兒運動訓練的系統目標，主要由科研管理人員、教練員以及少兒運動員的相互配合來構成，而系統的主要功能表現為科研管理決策者、教練員在訓練中對少兒所處的狀態經過指令信息的輸入和不斷的信息反饋調節，使少兒的運動狀態逐步向預訂目標轉化。這也反映了系統具有一定的目的性。

　　1.2 少兒訓練的基本原則

　　1.2.1 整體性原則

　　這是在少兒運動訓練中運用系統優化原理必須遵循的一個最重要的原則。即要考慮到少兒訓練的多階段性、長期性，避免只重局部而忽視系統各部分之間的聯系。如在少兒運動訓練中要避免因片面強調早出成績、快出成績而忽略了少兒的生理、心理發展規律，導致拔苗助長，損害了少兒的身心健康。

　　1.2.2 綜合性原則

　　系統中的目標多樣性與綜合性的原則是指少兒專項運動成績與技術、綜合身體素質及有關理論文化知識水平等是否協調發展。按照系統中的綜合原則，少兒的運動訓練應首先在具備上述基本條件的前提下提高少兒的成才率，盡可能縮短訓練總時間，延長運動員的競技期限。其次，還要全面考慮在訓練過程中所采取的措施及引起的結果。如在訓練中選用什么方法和手段。其方法和手段帶來的效果如何，對運動成績的提高以及對與運動成績密切相關的諸因素的影響如何等。

　　1.2.3 科學性原則

　　根據少兒運動的規律及特點，在衡量訓練效果時，要將定性與定量分析相結合，盡可能做到定量化，并按照系統的工作步驟和順序進行，以保證系統在訓練中的科學性。

　　2 少兒運動訓練系統的結構

　　少兒運動訓練是一個多因素復雜的并隨運動水平的逐步提高與訓練時間延長而發生變化的動態系統。控制運動訓練系統不僅要靠構成系統各部分之間的信息交換，而且還要靠整個系統與系統周圍外界環境之間的信息交換，才能使系統達到向預定狀態轉移的目的。

　　我國少兒運動訓練現在普遍劃分為選材、初級訓練、中級訓練和高級訓練4個階段。在每個階段中，如果使訓練系統化，并將系統論優化的方法貫穿于整個訓練過程，將會大大提高少兒運動訓練的效果。為此，我們根據少兒訓練的特點、要求，用系統論優化方法，建立了少兒訓練系統的結構模式

　　3 少兒運動訓練模式及系統狀態描述

　　系統的模型一般是由組成因素、變量、參數、函數關系這4個部分構成。少兒運動成績一般取決于運動員的技術水平、心理素質和一般專項身體訓練水平狀況。因此，確定運動員各狀態與專項成績之間的函數關系是建立其訓練系統數學模型的重要組成部分。如果用x表示專項運動水平，a表示技術、戰術，b表示專項身體訓練水平，c表示一般身體訓練水平，d表示心理素質水平，則函數f可表示如下：

　　y=f(x),x=a,b,c,d

　　可根據少兒不同的訓練等級、目標和任務利用上述關系式來制定運動員訓練模式，并在訓練中用監測參數定期檢查訓練效果，找出差距進行分析，然后調整訓練計劃，使運動員在訓練過程中向模式確定的數值發展。

　　少兒訓練系統是一個復雜的動態系統，只有在了解系統發展與某些子系統狀態發展有密切關系的基礎上，有效地提高這些子系統狀態的發展水平，才能使系統狀態定向發展。并且可以用這些子系統來綜合確定系統所處的狀態，以及確定通過訓練后到某一階段時狀態所處的'水平。

　　4 訓練系統最優化方法

　　要使訓練系統沿著優化途徑達到最佳效果，必須在眾多的少兒運動訓練方案中進行綜合分析，從中選擇一個較優的方案，使系統具有最佳的功能。在動態系統中則要根據預定目標和任務，在客觀條件允許范圍內選擇出最佳的措施去控制訓練過程的發展。具體方法是先確定系統目標和達到目標的各種可行性方案，通過優化方法進行選擇，用層次分析法則來認證系統訓練的最優化

　　最上層是目標層，是系統所要達到的預定目標。中間層是準則層，是指少兒運動訓練是否達到訓練目標的各項準則以及與少兒運動成績密切相關的技術、戰術、心理素質等因素。最下層是訓練的方案層，包括在訓練過程中所有可能要采取的各種訓練方案。

　　確定系統研究需要達到的目標狀態后，運用動態規劃原理，對各訓練方案進行選擇，從中找出一個最優的方案，動態規劃的基本原理是和訓練過程最優化問題緊密聯系在一起的。

　　在少兒運動訓練過程中，動態規劃一般是從過程的最后一個階段計算開始的，即最優化決策是逆序決定過程。

　　其數學表達式為：

　　fk(xk)=min{dk［xkuk(xk)］+fk-1［uk(xk)］}

　　其中f(xk)表示某段狀態xk到終點的最短距離，dx［xkuk（xk）］表示當狀態為xk，決策變量為uk時第k段的函數值，fk-1［uk(xk)］表示在k-1段狀態為uk(xk)時的最優化值，min表示最小。由計算可得出少兒運動訓練的最短路線為最優路線。

　　5 訓練系統預測方法

　　在少兒運動訓練中，決策和計劃有著極其重要的作用，正確的決策和計劃是訓練獲得較好效果的基礎。用系統工程的優化方法可使少兒訓練達到最優化，又能通過反饋信息，隨時了解整個訓練過程所處狀態，對系統狀態的轉化實行有效的控制。如果對少兒訓練的前景以及未來發展有比較準確的估計，就能更好地指導、控制整個訓練系統。因此，運用系統工程理論來指導少兒運動訓練時，必須對結果作出科學的預測。

　　在少兒運動訓練中常采用因果分析法，即回歸分析來進行預測。它是在獲得大量觀察數據的基礎上，通過對觀察值的統計分析，確定出自變量與因變量之間的關系。在預測中，可根據系統訓練的需要，建立一元線性回歸或多元回歸方程來預測系統未來狀態。

　　由于少兒運動訓練系統受多種因素的制約與干擾，預測的精確程度受到一定影響，這時可用誤差公式來進行調節。

　　6 結論

　　系統工程作為一門科學已廣泛地深入各個領域。用系統工程來指導少兒的運動訓練，能最大限度地避免人的主觀主義、經驗主義，減少訓練過程中的盲目性，縮短少兒成才的周期，避免人才的浪費，在訓練過程中達到訓練效果的最優化。

　　7 參考文獻

　　1 朱道立編著.大系統優化理論和應用.上海交通大學出版社，1987

　　2 蘇松基編著.系統工程學數學分析.機械工業出版社，1988

　　3 唐繼鼎.系統工程基礎.西南師范大學出版社，1988

　　4 元正.系統論*控制論*信息論經典文獻.求實出版社，1988