論系統(tǒng)工程在少年兒童運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用論文
摘要 少兒的運(yùn)動訓(xùn)練因時間上的變化有著不同的發(fā)展階段，每個階段又存在不同的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。根據(jù)少兒訓(xùn)練多階段性的特征，采用系統(tǒng)工程的優(yōu)化原理建立少兒運(yùn)動訓(xùn)練的數(shù)學(xué)模型，使少兒訓(xùn)練各階段得到局部優(yōu)化，并求得訓(xùn)練過程的整體最優(yōu)，使少兒訓(xùn)練的決策者能夠按照預(yù)定的任務(wù)來控制訓(xùn)練的整個過程。
抓好少兒的運(yùn)動訓(xùn)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(yōu)秀運(yùn)動員往往要經(jīng)過若干個訓(xùn)練階段或10多年的訓(xùn)練時間。因此，如何根據(jù)少兒生理、心理、智力發(fā)展的規(guī)律和特點(diǎn)，在少兒的各個訓(xùn)練階段保證質(zhì)量并達(dá)到預(yù)定目標(biāo)是運(yùn)動訓(xùn)練的一個重要課題。本文擬用系統(tǒng)工程原理探索少兒訓(xùn)練的最優(yōu)化途徑，以提高少兒的訓(xùn)練效果。
1 系統(tǒng)的概念和基本原則
1.1 系統(tǒng)的概念
所謂系統(tǒng)是指由事物相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)論的核心在于系統(tǒng)的非分解性。即所謂整體不等于各個獨(dú)立的局部之和。少兒運(yùn)動訓(xùn)練的系統(tǒng)目標(biāo)，主要由科研管理人員、教練員以及少兒運(yùn)動員的相互配合來構(gòu)成，而系統(tǒng)的主要功能表現(xiàn)為科研管理決策者、教練員在訓(xùn)練中對少兒所處的狀態(tài)經(jīng)過指令信息的輸入和不斷的信息反饋調(diào)節(jié)，使少兒的運(yùn)動狀態(tài)逐步向預(yù)訂目標(biāo)轉(zhuǎn)化。這也反映了系統(tǒng)具有一定的目的性。
1.2 少兒訓(xùn)練的基本原則
1.2.1 整體性原則
這是在少兒運(yùn)動訓(xùn)練中運(yùn)用系統(tǒng)優(yōu)化原理必須遵循的一個最重要的原則。即要考慮到少兒訓(xùn)練的多階段性、長期性，避免只重局部而忽視系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系。如在少兒運(yùn)動訓(xùn)練中要避免因片面強(qiáng)調(diào)早出成績、快出成績而忽略了少兒的生理、心理發(fā)展規(guī)律，導(dǎo)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(tǒng)中的目標(biāo)多樣性與綜合性的原則是指少兒專項運(yùn)動成績與技術(shù)、綜合身體素質(zhì)及有關(guān)理論文化知識水平等是否協(xié)調(diào)發(fā)展。按照系統(tǒng)中的綜合原則，少兒的運(yùn)動訓(xùn)練應(yīng)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(xùn)練總時間，延長運(yùn)動員的競技期限。其次，還要全面考慮在訓(xùn)練過程中所采取的措施及引起的結(jié)果。如在訓(xùn)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(yùn)動成績的提高以及對與運(yùn)動成績密切相關(guān)的諸因素的影響如何等。
1.2.3 科學(xué)性原則
根據(jù)少兒運(yùn)動的規(guī)律及特點(diǎn)，在衡量訓(xùn)練效果時，要將定性與定量分析相結(jié)合，盡可能做到定量化，并按照系統(tǒng)的工作步驟和順序進(jìn)行，以保證系統(tǒng)在訓(xùn)練中的.科學(xué)性。
2 少兒運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
少兒運(yùn)動訓(xùn)練是一個多因素復(fù)雜的并隨運(yùn)動水平的逐步提高與訓(xùn)練時間延長而發(fā)生變化的動態(tài)系統(tǒng)。控制運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng)不僅要靠構(gòu)成系統(tǒng)各部分之間的信息交換，而且還要靠整個系統(tǒng)與系統(tǒng)周圍外界環(huán)境之間的信息交換，才能使系統(tǒng)達(dá)到向預(yù)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移的目的。
我國少兒運(yùn)動訓(xùn)練現(xiàn)在普遍劃分為選材、初級訓(xùn)練、中級訓(xùn)練和高級訓(xùn)練4個階段。在每個階段中，如果使訓(xùn)練系統(tǒng)化，并將系統(tǒng)論優(yōu)化的方法貫穿于整個訓(xùn)練過程，將會大大提高少兒運(yùn)動訓(xùn)練的效果。為此，我們根據(jù)少兒訓(xùn)練的特點(diǎn)、要求，用系統(tǒng)論優(yōu)化方法，建立了少兒訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式
3 少兒運(yùn)動訓(xùn)練模式及系統(tǒng)狀態(tài)描述
系統(tǒng)的模型一般是由組成因素、變量、參數(shù)、函數(shù)關(guān)系這4個部分構(gòu)成。少兒運(yùn)動成績一般取決于運(yùn)動員的技術(shù)水平、心理素質(zhì)和一般專項身體訓(xùn)練水平狀況。因此，確定運(yùn)動員各狀態(tài)與專項成績之間的函數(shù)關(guān)系是建立其訓(xùn)練系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的重要組成部分。如果用x表示專項運(yùn)動水平，a表示技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)，b表示專項身體訓(xùn)練水平，c表示一般身體訓(xùn)練水平，d表示心理素質(zhì)水平，則函數(shù)f可表示如下：
y=f(x),x=a,b,c,d
可根據(jù)少兒不同的訓(xùn)練等級、目標(biāo)和任務(wù)利用上述關(guān)系式來制定運(yùn)動員訓(xùn)練模式，并在訓(xùn)練中用監(jiān)測參數(shù)定期檢查訓(xùn)練效果，找出差距進(jìn)行分析，然后調(diào)整訓(xùn)練計劃，使運(yùn)動員在訓(xùn)練過程中向模式確定的數(shù)值發(fā)展。
少兒訓(xùn)練系統(tǒng)是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，只有在了解系統(tǒng)發(fā)展與某些子系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)展有密切關(guān)系的基礎(chǔ)上，有效地提高這些子系統(tǒng)狀態(tài)的發(fā)展水平，才能使系統(tǒng)狀態(tài)定向發(fā)展。并且可以用這些子系統(tǒng)來綜合確定系統(tǒng)所處的狀態(tài)，以及確定通過訓(xùn)練后到某一階段時狀態(tài)所處的水平。
4 訓(xùn)練系統(tǒng)最優(yōu)化方法
要使訓(xùn)練系統(tǒng)沿著優(yōu)化途徑達(dá)到最佳效果，必須在眾多的少兒運(yùn)動訓(xùn)練方案中進(jìn)行綜合分析，從中選擇一個較優(yōu)的方案，使系統(tǒng)具有最佳的功能。在動態(tài)系統(tǒng)中則要根據(jù)預(yù)定目標(biāo)和任務(wù)，在客觀條件允許范圍內(nèi)選擇出最佳的措施去控制訓(xùn)練過程的發(fā)展。具體方法是先確定系統(tǒng)目標(biāo)和達(dá)到目標(biāo)的各種可行性方案，通過優(yōu)化方法進(jìn)行選擇，用層次分析法則來認(rèn)證系統(tǒng)訓(xùn)練的最優(yōu)化
最上層是目標(biāo)層，是系統(tǒng)所要達(dá)到的預(yù)定目標(biāo)。中間層是準(zhǔn)則層，是指少兒運(yùn)動訓(xùn)練是否達(dá)到訓(xùn)練目標(biāo)的各項準(zhǔn)則以及與少兒運(yùn)動成績密切相關(guān)的技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)、心理素質(zhì)等因素。最下層是訓(xùn)練的方案層，包括在訓(xùn)練過程中所有可能要采取的各種訓(xùn)練方案。
確定系統(tǒng)研究需要達(dá)到的目標(biāo)狀態(tài)后，運(yùn)用動態(tài)規(guī)劃原理，對各訓(xùn)練方案進(jìn)行選擇，從中找出一個最優(yōu)的方案，動態(tài)規(guī)劃的基本原理是和訓(xùn)練過程最優(yōu)化問題緊密聯(lián)系在一起的。
在少兒運(yùn)動訓(xùn)練過程中，動態(tài)規(guī)劃一般是從過程的最后一個階段計算開始的，即最優(yōu)化決策是逆序決定過程。
其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
fk(xk)=min{dk［xkuk(xk)］+fk-1［uk(xk)］}
其中f(xk)表示某段狀態(tài)xk到終點(diǎn)的最短距離，dx［xkuk（xk）］表示當(dāng)狀態(tài)為xk，決策變量為uk時第k段的函數(shù)值，fk-1［uk(xk)］表示在k-1段狀態(tài)為uk(xk)時的最優(yōu)化值，min表示最小。由計算可得出少兒運(yùn)動訓(xùn)練的最短路線為最優(yōu)路線。
5 訓(xùn)練系統(tǒng)預(yù)測方法
在少兒運(yùn)動訓(xùn)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(xùn)練獲得較好效果的基礎(chǔ)。用系統(tǒng)工程的優(yōu)化方法可使少兒訓(xùn)練達(dá)到最優(yōu)化，又能通過反饋信息，隨時了解整個訓(xùn)練過程所處狀態(tài)，對系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化實行有效的控制。如果對少兒訓(xùn)練的前景以及未來發(fā)展有比較準(zhǔn)確的估計，就能更好地指導(dǎo)、控制整個訓(xùn)練系統(tǒng)。因此，運(yùn)用系統(tǒng)工程理論來指導(dǎo)少兒運(yùn)動訓(xùn)練時，必須對結(jié)果作出科學(xué)的預(yù)測。
在少兒運(yùn)動訓(xùn)練中常采用因果分析法，即回歸分析來進(jìn)行預(yù)測。它是在獲得大量觀察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過對觀察值的統(tǒng)計分析，確定出自變量與因變量之間的關(guān)系。在預(yù)測中，可根據(jù)系統(tǒng)訓(xùn)練的需要，建立一元線性回歸或多元回歸方程來預(yù)測系統(tǒng)未來狀態(tài)。
由于少兒運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng)受多種因素的制約與干擾，預(yù)測的精確程度受到一定影響，這時可用誤差公式來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6 結(jié)論
系統(tǒng)工程作為一門科學(xué)已廣泛地深入各個領(lǐng)域。用系統(tǒng)工程來指導(dǎo)少兒的運(yùn)動訓(xùn)練，能最大限度地避免人的主觀主義、經(jīng)驗主義，減少訓(xùn)練過程中的盲目性，縮短少兒成才的周期，避免人才的浪費(fèi)，在訓(xùn)練過程中達(dá)到訓(xùn)練效果的最優(yōu)化。
7 參考文獻(xiàn)
1 朱道立編著.大系統(tǒng)優(yōu)化理論和應(yīng)用.上海交通大學(xué)出版社，1987
2 蘇松基編著.系統(tǒng)工程學(xué)數(shù)學(xué)分析.機(jī)械工業(yè)出版社，1988
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4 元正.系統(tǒng)論*控制論*信息論經(jīng)典文獻(xiàn).求實出版社，1988
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