Повышения эффективности образовательного процесса по физической подготовке с использованием инновационных цифровых систем

Модернизация современности в контексте цифровых технологий начала свой путь в конце ХХ века. Данный процесс также называют термином латинского происхождения «инновация», который приобрел свою популярность в XVII веке.

На сегодняшний день передовые технологии устойчиво вошли в обыденную жизнь общества. Объяснением данного процесса является способность к упрощению рабочих и рутинных задач, а также совершенствование всех сфер жизнедеятельности в целом. Стоит отметить, что сфера спорта не стала исключением.

В современном спортивном пространстве инновационные технологии выступают неотъемлемым компонентом практически всех дисциплин и разнообразных методических подходов.

Их ключевая роль заключается в обеспечении поддержки тренеров, преподавателей и спортсменов в процессе координации и прогнозирования физического состояния, а также в предоставлении рекомендаций по выбору наиболее эффективного методического комплекса, направленного на повыше-ние физических показателей и спортивных результатов. Кроме того, важную роль играет обеспеченность высокоскоростным интернетом организаций, осуществляющих деятельность в области физической культуры и спорта, необ-ходимый уровень оснащенности цифровыми сервисами области физической культуры и спорта.

Ежегодно разработка новых инновационных систем, направленных на оптимизацию физической подготовки спортсменов, становится одним из приоритетных направлений в сфере спортивной индустрии [1].

При этом используемые в этих разработках интегративные методики охватывают широкий спектр факторов жизнедеятельности человека, способных оказывать влияние на уровень физической подготовленности.

Стоит отметить, что масштабное внедрение инновационных технологий в профессиональном спорте существенно преобразовало специфику их применения, что обеспечивает возможность адаптации данных достижений в других сферах, где развитие физического состояния человека является актуальным.

Однако анализ состояния процессов цифровизации области физической культуры и спорта выявил недостаточный уровень цифровой компетенции у специалистов области физической культуры и спорта, в том числе низкий уровень цифровых компетенций у руководителей физкультурно-спортивных организаций и организаций, реализующих дополнительные образовательные программы спортивной подготовки, расположенных в большинстве субъектов Российской Федерации.

Решение данной проблему будет осуществляться на законодательном уровне через реализацию различных программ и нормативных документов, среди которых особое место занимает Распоряжение Правительства Российской Федерации от 7 февраля 2024 г. № 264-р «Об утверждении стратегического направления в области цифровой трансформации физической культуры и спорта до 2030 г.»

Целью которого является:

• -    развитие области физической культуры и спорта путем ее цифровой трансформации;

• -    достижение «цифровой зрелости» области физической культуры и спорта;

• -    обеспечение технологической независимости области физической культуры и спорта за счет создания устойчивой и безопасной информационно-телекоммуникационной инфраструктуры высокоскоростной передачи, обработки и хранения больших объемов данных в области физической культуры и спорта, доступной для всех, и использования преимущественно отечественного программного обеспечения государственными органами власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления и организациями;

• -    ускорение темпов социально-экономического развития Российской Федерации за счет внедрения цифровых технологий в область физической культуры и спорта;

• -    создание для всех категорий и групп населения условий для занятий физической культурой и спортом, массовым спортом;

• -    увеличение количества граждан, систематически занимающихся физической культурой и спортом; повышение эффективности управления объектами спортивной инфраструктуры на основе анализа данных в области физической культуры и спорта;

• -    повышение уровня цифровых компетенций специалистов в области физической культуры и спорта.

Данная инициатива ориентирована на интеграцию новых компонентов в развитие спортивной сферы, оказывающей значимое влияние на повседневную жизнь населения страны.

Таким образом, ключевыми вызовами области физической культуры и спорта являются:

• -    отсутствие единой цифровой среды, осуществляющей взаимодействие между субъектами физической культуры и спорта на основе применения единых правил, стандартизированных электронных цифровых сервисов, единых форматов и моделей данных в области физической культуры и спорта в целях перевода данных в области физической культуры и спорта в электронный вид;

• -    отсутствие в области физической культуры и спорта средств автоматизированного сбора статистических данных, сложность организации процесса сбора, анализа и управления данными в области физической культуры и спорта;

• -    низкая оснащенность субъектов физической культуры и спорта информационными ресурсами, цифровыми сервисами и современной информационно-телекоммуникационной инфраструктурой, и, как следствие, низкий

уровень доступности для граждан информации об объектах спорта, о проводимых физкультурных мероприятиях и спортивных мероприятиях.

Следует отметить, что процесс внедрения цифровых технологий в область физической культуры и спорта в настоящий момент находится на начальном этапе. Всестороннее внедрение и проникновение цифровых технологий в область физической культуры и спорта возможно при наличии единой цифровой среды, квалифицированных специалистов области физической культуры и спорта с высоким уровнем цифровой компетенции, тесной связи с опытом и исследованиями сферы научно-методического обеспечения подготовки спортсменов.

Ключевым элементом данной программы выступает цифровая трансформация физкультурной деятельности, образовательных процессов и спортивной сферы России в целом.

В условиях современности, когда мировое сообщество функционирует в рамках информационно-технологической эпохи, значительная часть обучающихся проявляет заинтересованность и стремление внести свой вклад в развитие данного направления.

Создание и использование инновационных информационно-коммуникационных технологий рассматриваются как важнейший инновационный фактор текущего этапа развития.

В специфике спортивной деятельности такие технологии выступают в роли стимулятора, направленного на популяризацию физической активности среди молодежи, способствуя их вовлеченности в различные виды спорта. Значительный вклад в этот процесс вносят титулованные спортсмены — чемпионы мира и Европы, олимпийские призеры, которые применяют IT-платформы для продвижения своих спортивных результатов и демонстрации достижимости высоких целей через систематические тренировки и целеустремленность [2].

Следовательно, внедрение цифровых технологий обеспечивает визуализацию результатов, достигнутых как на региональном, так и на международном уровнях спортивных соревнований, что способствует дальнейшему развитию спортивного движения и расширению его целевой аудитории.

Достаточно провести более тщательный анализ, чтобы установить, что сфера информационных технологий значительно превосходит простое применение социальных сетей и других медиаресурсов и новостных платформ.

В последние годы возникла возможность не только осуществлять запись спортивных соревнований на видеоустройства, но и использовать полученные видеоматериалы в интересах самих спортсменов.

В указанной области применяются современные видеокамеры, оборудованные многочисленными датчиками, которые осуществляют мониторинг различных параметров физической активности атлета. Записи с подобных устройств предоставляют возможность проведения углубленного анализа каждого отдельного движения спортсмена, позволяя выделять по отдельным кадрам физические и эмоциональные состояния исполнителя на конкретных этапах выполнения элементов и оценивать нагрузку, испытываемую им в процессе.

Такое детальное исследование предоставляет тренерам и спортсменам инструменты для корректировки сильных и слабых сторон индивидуальных показателей, а в случае командных видов спорта способствует оптимизации общекомандных результатов.

Одновременно с этим осуществляется активное развитие технологий искусственного интеллекта (далее - ИИ). В течение последних нескольких лет данное инновационное решение стало неотъемлемым компонентом практики большинства профессиональных спортсменов и спортивных коллективов.

Первоначальные версии ИИ, появившиеся в 1990-е годы, преимущественно выполняли базовые задачи, включая аналитические функции. Для рассматриваемого временного периода перечисленные возможности считались адекватными, однако современные требования существенно возросли.

Анализ установленных мировых рекордов, свидетельствует о том, что значительная часть рекордов была улучшена с появлением новых спортивных технологий. Этот прогресс обусловлен не только значительными достижениями в области спортивного питания, но и инновационным развитием именно искусственного интеллекта, который способен фиксировать каждое движение, изучать индивидуальные особенности спортсмена и, во взаимодействии с персональным тренером, обеспечивать формирование оптимальных стратегий подготовки.

По окончании соревновательного периода ИИ также способствует выявлению наиболее эффективных методов восстановления, которые обеспечивают ускорение процессов регенерации организма.

Инновационные технологии востребованы у тренеров и организаторов спортивных соревнований. К перспективным инновациям в индустрии спорта относятся:

• -    Сервисы видеоаналитики - это комплексные программно-аппаратные решения. Система состоит из нескольких видеокамер, которые записывают происходящее на поле. Нейросети распознают действия людей и траектории движения предметов. Искусственный интеллект анализирует информацию и предлагает рекомендации для тренера.

• -    Системы поддержки принятия решений - это программы, которые анализируют данные и принимают решения на основе искусственного интеллекта. Они работают с информацией, полученной по разным каналам. Для аналитики используются результаты матчей, записи с видеокамер, показания датчиков носимых устройств и другие источники.

Хороший пример внедрения инноваций в физической культуре и спорте — системы HPE (Human Pose Estimation). Они распознают скелет и суставы на видео, реагируют на изменения положения тела в пространстве, записывают позы и движения спортсменов. Системы проверяют соблюдение техники выполнения упражнений и дают советы, как улучшить результаты тренировок.

Кроме того, важное значения для контроля за состоянием организма и мониторинга здоровья спортсменов имеют носимые устройства. Умные датчики могут быть закреплены на теле спортсмена или встроены в носимые устройства. Они собирают данные для систем аналитики и принятия решений. Датчики фиксируют состояние организма и движения спортсмена на тренировках или соревнованиях.

Носимые на теле устройства определяют давление и пульс, пройденное расстояние, среднюю и максимальную скорость, ускорение и другие показатели. Датчики часто встраивают в спортивные снаряды. Умные мячи записывают свою скорость и траекторию, а теннисные ракетки фиксируют направление и силу ударов.

Нательные датчики реагируют на ухудшение состояния здоровья спортсмена. Когда давление или пульс достигают критических значений, система подает сигнал. Автоматика может определить, что спортсмен нуждается в помощи, раньше, чем это заметит тренер. Системы цифровизации могут заранее просчитывать риски и вовремя предлагать уменьшить нагрузку. Если болезни или травмы избежать не получится, ИИ посоветует варианты лечения и реабилитации.

Умные датчики устанавливают на футбольные ворота, сетки для волейбола, препятствия в конном спорте и другие спортивные снаряды. ИТ решения применяются для организации гонок «Формулы 1». Сенсорные датчики устанавливают на экипировку пилотов и гоночные болиды. Умные датчики фиксируют состояние автомобиля и обстановку на трассе.

My Swim Edge — хороший пример, как можно внедрить информационные технологии в плавание. В комплекте есть умные датчики и приложение для анализа тренировок. Искусственный интеллект оценивает показатели спортсмена и помогает улучшить результаты.

Говоря об инновационных внедрениях в тренировочный процесс необходимо отметить их особенности относительно принадлежности к сфере правоохранительной деятельности на примере образовательных организаций системы МВД России. Особенностью обучения сотрудников правоохранительных органов является то, что часть действий деятельности сотрудника порой невозможно реализовать в учебной обстановке. Это связано со сложностью, конфликтностью, а порой с опасностями и риском, существующими в реальных условиях. В результате возникает необходимость предварительного ее выполнения в плане имитации и условности [3].

Одним из наиболее значимых примеров реализации этих принципов выступают занятия с применением компьютерных тренажёров, которые служат основой для формирования необходимых профессиональных навыков, обеспечивая возможность поэтапного контроля алгоритма выполнения конкретных практических действий, выявления ошибок и, что является важным, моделирования экстремальных ситуаций [4].

В качестве примера можно привести использование боевого интерактивного стрелкового тира, в котором при помощи проекционного оборудования, на сенсорную панель выводится изображение с компьютера. Программное обеспечение, установленное на компьютере, создает трехмерное виртуальное пространство стрелкового тира, а также различные интерактивные видео и 3D упражнения.

Огневое поражение условного правонарушителя с использованием стрелкового тренажера (с массогабаритным макетом оружия с лазерным излучателем) способного максимально приблизить условия тренировки к реальным условиям применения огнестрельного оружия и позволяющего многократно выполнять стрелковые упражнения отрабатывая необходимые навыки без использования боевых патронов.

Такая деятельность представляет собой процесс разработки и использования разнообразных новшеств в практике обучения, распространения педагогического опыта, позволяющего обучающимся осваивать новые формы взаимодействия с социумом в конкретной ситуации при осуществлении служебных полномочий.

В том числе, важным аспектом является создание цифровых методических комплексов, которые включают технические средства и управленческие инструменты, что будет способствовать цифровой трансформации образовательного процесса по физической подготовке и спорту.

В качестве основных принципов организации физической подготовки в ведомственных образовательных организациях МВД России следует выделить:

• -    ориентацию на физическую активность, реализацию в повседневной жизни принципов здоровьесберегающих технологий, этические и эстетические нормы;

• -    совместную творческая активность преподавателя и обучающихся;

• -    применение единого комплекса обучения, включающего различные компоненты интеллектуального и практического характера в профессиональном образовании для формирования у обучающихся правильного отношения к физическому развитию [5].

Интеграция инновационных цифровых решений в образовательный процесс, мониторинг физического состояния становится одним из ключевых факторов повышения эффективности процесса профессионального обучения.

Таким образом, инновационные технологии не просто дополняют, а коренным образом меняют подход к совершенствованию физической подготовки. Они делают обучение более эффективными, персонализированными, безопасными и увлекательными, открывая новые возможности для достижения высоких результатов и поддержания здорового образа жизни. Дальнейшее развитие технологий в этой области обещает еще более впечатляющие результаты.