Сучасний стан цифрової трансформації та штучний інтелект як засіб цифровізації освітнього процесу в галузі фізичної культури і спорту

Размещено на http://allbest.ru

СУЧАСНИЙ СТАН ЦИФРОВОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ ТА ШТУЧНИЙ ІНТЕЛЕКТ ЯК ЗАСІБ ЦИФРОВІЗАЦІЇ ОСВІТНЬОГО ПРОЦЕСУ В ГАЛУЗІ ФІЗИЧНОЇ КУЛЬТУРИ І СПОРТУ

Андреев Павло Юрійович,

кандидат хімічних наук, доцент, доцент кафедри олімпійського та професійного спорту ДЗ «Луганський національний університет імені Тараса Шевченка», м. Полтава, Україна.

Дубовой Олександр Володимирович,

кандидат педагогічних наук, директор навчально-наукового інституту фізичного виховання і спорту ДЗ «Луганський національний університет імені Тараса Шевченка», м. Полтава, Україна.

Дубовой Володимир Володимирович,

старший викладач кафедри олімпійського та професійного спорту ДЗ «Луганський національний університет імені Тараса Шевченка», м. Полтава, Україна.

Фізична культура та спорт грають одну з найважливіших ролей у житті людини та суспільства. Від грамотного та правильного становлення системи фізичного виховання в країні залежить рівень середньої тривалості життя громадян, здоров'я, смертності, народжуваності та загального морально-психологічного стану населення. Тому рівень та розвиток ефективного механізму формування фізичної культури та спорту саме у молодого покоління є одним із пріоритетних напрямів внутрішньої політики держави з метою формування здорової та конкурентоспроможної нації, стійкої до внутрішніх та зовнішньополітичних змін (Сущенко, 2012).

Сучасний світ не стоїть на місці, він постійно розвивається. На сучасному етапі його розвитку він активно взяв курс на цифровізацію економіки та інформатизацію всіх процесів та галузей людського життя. Суспільство сьогодні перебуває на етапі активного розвитку та впровадження цифровізації у всі сфери суспільних відносин, у тому числі й у сферу фізичної культури та спорту. Переваги цифрової трансформації очевидні, це колосальний крок людства вперед, що відкриває широкі перспективи та можливості для величезного кола осіб: від громадян передпенсійного та пенсійного віку до молоді та дітей. На етапі розвитку суспільства цифровізація є основою у розвиток суспільства та громадських відносин, основним напрямом розвитку держави. З метою впровадження цифрових технологій у всі сфери та галузі суспільного життя, державою реалізується безліч програм з цифровізації.

Однак, важливо зазначити, що сфера фізичної культури та спорту лише нарощує темпи зростання в даній галузі і поки що далеко не на високому рівні цифрового впровадження та інформатизації, тому ця проблема є дуже актуальною для сьогодення. Впровадження більш досконалих цифрових технологій у процес підготовки кваліфікованих кадрів фізичної культури та спорту, з урахуванням досвіду від поширення коронавірусної інфекції (2019-nCoV), у суспільстві просто необхідний та вкрай актуальний.

З метою подолання цього бар'єру було створено низку структур та прийнято певну кількість законодавчих актів, основною метою яких є проведення цифрової трансформації фізичної культури та спорту, включаючи вибудовування всіх елементів збору, обробки та інтерпретації галузевих даних, а також запровадження платформних сервісів, які забезпечують ефективну взаємодію спортивної спільноти, громадян, компаній, профільних освітніх організацій та регуляторів, у тому числі на міжвідомчому рівні.

Важливо також згадати про статистику залучення населення до спорту в країні. За останніми даними відомо, що в Україні регулярно займаються спортом близько 27% молодих людей, 51% також займаються спортом але доволі періодично і неінтенсивно і 22% взагалі не займаються спортом. Зазначено, що молоде покоління загалом розуміє важливість здорового способу життя, принципів правильного харчування, але за певних обставин не мають змоги або безвідповідально ставляться до підтримки на належному рівні своєї фізичної форми (Рижкін & Корбан, 2019).

Згідно статистичних даних минулого року про кількість українців, які регулярно займаються фізичною культурою та спортом, відсоток таких громадян становить 33,4% від загальної кількості громадян віком від 6 до 70 років. Також урядом зазначено, що за минулий рік в Україні було проведено близько 69 міжнародних спортивних заходів з 36 видів спорту, 12 з яких було включено до переліку особливо значущих заходів минулого року у країні (Жапаров & Ляшенко 2020).

Таким чином, можна відзначити, що в нашій державі спостерігається достатній рівень залученості громадян у галузь фізичної культури та спорту, однак, для зміцнення загального здоров'я громадян, сталого морально-психологічного розвитку та загального фізичного виховання необхідно й надалі удосконалювати заходи державної підтримки розвитку цього напряму. Одним із таких заходів і виступає цифрова трансформація фізичної культури та спорту (Liebermann, Katz, 2002).

Варто зазначити, що цифрові та інформаційні технології активно впроваджуються як у професійний, так і в аматорський спорт, що є активним стимулятором загальної мотивації громадян до здорового способу життя та активного зайняття фізичною культурою та спортом.

Цифрова трансформація даної області реалізується через різноманітні мобільні додатки, розумні гаджети, що дозволяють стежити за кількістю споживаних калорій, режимом дня, за тренуваннями, що проводяться, нагадують про їх необхідність, відраховують загальну фізичну активність за день і за конкретними видами вправ, здійснюють статистику за різні проміжки часу на основі якої створюють рекомендаційні плани майбутніх тренувань та активності з урахуванням індивідуальних особливостей та потреб конкретної людини (Тимошенко & Басенко, 2016).

Таким чином цифрове обладнання різного ступеню складності (як професійне так і загального використання) - може виступати в ролі своєрідного персонального тренера для людини, висвітлюючи йому деякі спірні питання щодо тренувань, активності та здорового способу життя, значно спрощуючи процес самовдосконалення та самодисципліни в галузі фізичної культури та спорту. Передові цифрові технології дозволяють набагато ефективніше здійснювати збирання, обробку та передачу інформації, якісно змінити методи та організаційні форми підготовки висококваліфікованих спортсменів, тренерів, а також проведення фізкультурно-оздоровчої роботи з населенням країни (Рижкін, Корбан, Бровашова &Тумасян, 2019).

Також цифрова трансформація фізичної культури та спорту полягає у проведенні онлайн-трансляцій спортивних подій та тренувань, зйомці різноманітних спортивних заходів, роботі у медійному просторі та всебічній комунікації із споживачами цифрових послуг. Іншими словами, цифрові та інформаційні технології роблять спорт та фізичну культуру масовими та максимально доступними для населення країни.

За допомогою цифрових технологій можна популяризувати спорт, оскільки зараз вік інформаційного простору, а значить, і цифрового PR, що відповідає запитам сучасного передового та прогресивного покоління. Висвітлюючи спортивні події, проводячи онлайн тренування та консультації професійних тренерів за допомогою всесвітньої мережі, можна найефективніше пропагувати заняття спортом та фізичною культурою для оздоровлення як молоді, так і населення країни загалом (Filenko & Ashanin, 2017).

Важливо зазначити, що цифрова трансформація фізичної культури та спорту України стикається з такими ключовими проблемами:

• недостатній розвиток та становлення систем, форм і методів контролю та обліку спортивної діяльності, процесів цифровізації спорту та фізичної культури;

• недостатня кількість висококваліфікованих кадрів у даній галузі, здатних швидко адаптуватися до так само швидко мінливих умов реальної дійсності, у тому числі, до цифрової трансформації фізичної культури та спорту;

• недостатня «розкрутка» та пропаганда спорту та здорового способу життя, у тому числі, за допомогою використання цифрових та інформаційних технологій, мобільних додатків та смарт-гаджетів.

З метою мінімізації ризиків впливу перерахованих вище проблем, на нашу думку, необхідно реалізовувати державну політику щодо цифрової трансформації сфери фізичної культури та спорту як перспективного напряму суспільного розвитку. Саме цифрова трансформація є локомотивом розвитку галузей та сфер суспільного життя, у тому числі й аналізованої галузі.

За допомогою інформаційних технологій значно вдосконалюється і спрощується процес аналізу, моніторингу, контролю та обліку спортивної діяльності, індивідуального стану, людей які займаються спортом або просто ведуть активний спосіб життя. Крім того, спорт і здоровий спосіб життя виводиться в маси, стає доступнішим для всіх громадян країни, цифрові технології також дають можливість найбільш ефективно «розкручувати», рекламувати, висвітлювати та пропагувати спортивні події та заняття фізичною культурою.

Однією з рушійних сил цифрової трансформації суспільства стала пандемія Covid19, яка є глобальною проблемою сучасності, яка торкнулася багатьох галузей великої кількості країн. Галузь фізичної культури та спорту не стала винятком.

Освітні установи зіткнулися з необхідністю адаптації освітнього процесу з урахуванням обмежень та профілактичних заходів щодо запобігання поширенню коронавірусної інфекції. Виникла потреба у переході на форми навчання із застосуванням дистанційних освітніх технологій, а також грамотного планування, організації та контролю за ходом освітнього процесу, що було ускладнено переходом працівників організацій на незвичну дистанційну форму роботи (Карабанов & Непша, 2018).

Сучасні цифрові інформаційні технології мали охопити як сам процес навчання, так й проведення іспитів, захист випускних кваліфікаційних робіт та інші заходи. Педагоги та тренери зіштовхнулися з труднощами, пов'язаними як із створенням, так і з використанням цифрових інформаційних ресурсів та програм на основі штучного інтелекту. У зв'язку з цим особливу актуальність набувають питання, пов'язані з аналізом та узагальненням досвіду цифрової трансформації фізкультурної освіти та сфери фізичної культури та спорту, і насамперед питання, пов'язані зі створенням та інтеграцією сучасних цифрових освітніх ресурсів (дидактичних матеріалів нового покоління), а також використання штучного інтелекту у навчальному процесі фізкультурних вишів для підготовки кваліфікованих кадрів у сфері фізичної культури та спорту.

Цифрові технології мають дидактичні властивості (інтерактивність, мультимедійність, гіпертекстовість, персональність та ін.), які зумовлюють можливість їх застосування при побудові освітнього процесу, орієнтованого з урахуванням особливостей цифрового суспільства. У сучасних умовах глобалізації інформаційного простору, коли масова комунікація відбувається з використанням мережі інтернет, важливим напрямом державної політики стає розвиток цифрових технологій та їх інтеграція у всі сфери людської діяльності, у тому числі й у сферу фізичної культури та спорту (Котова, Сем'янов, 2017).

Впровадження засобів на основі штучного інтелекту стимулює вдосконалення системи освіти, підготовку відповідних кадрів, які володіють сучасними інформаційними та цифровими технологіями для вирішення професійних завдань. Сучасні цифрові засоби виступають як джерела нових способів отримання інформації, педагогічного інструментарію, що дозволяє досягти певних результатів у процесі підготовки майбутніх фахівців з фізичної культури та спорту. Таким чином, забезпечивши інтеграцію цифрових технологій на базі штучного інтелекту в галузь фізичної культури та спорту, ми зможемо не лише оптимізувати роботу та заощадити час, але й отримувати більш точні результати дослідів та досліджень, що дозволить вивести освітній процес на новий рівень.

Мета другої частини дослідження: проаналізувати цифрові засоби та моделі для підготовки кваліфікованих кадрів у галузі фізичної культури та спорту інших країн. Оцінити можливості даних засобів та моделей, вплив їх на якість освітнього процесу, визначити способи застосування. Висунути припущення у тому, як можна адаптувати і інтегрувати дані технології в освітній процес нашої країни.

Методи дослідження: вивчення літератури та інших джерел інформації на тему.

Христо Новачков - науковий співробітник Віденського університету, центру спортивних наук та університетського спорту (Відень, Австрія) та Арнольд Бака - діючий професор та керівник Центру Віденського університету, центру спортивної науки та університетського спорту (Відень, Австрія) стверджують, що освітні технології, засновані на штучному інтелекті, для спортивних наукових дисциплін, таких як біомеханіка або кінезіологія, можуть значно спростити вимірювання даних, пов'язаних зі спортом, а також вивести аналіз спортивних ігор на наступний рівень (Novatchkov& Baca, 2012).

Так звана структура TESSY (Tennis Simulation System), наприклад, є однією з перших реалізованих програм, що використовуються для прийняття рішень на основі накопичених знань. Функціонал TESSY включає: спостереження, надання результатів, аналіз тактичної поведінки, а також подальший аналіз та обробку даних для використання їх у тенісній практиці.

Штучний інтелект також застосовується для аналізу результатів та оцінки техніки швидкого боулінгу в крикеті та для виявлення спортивних талантів. У дослідженнях також описується досвід загального застосування штучного інтелекту у спортивній біомеханіці з використанням інструментів діагностики для оцінки рухів у різних видах спорту (Басенко, Алексєнко, 2016). Інші дослідження зосереджені на розробці методів машинного навчання для поділу, класифікації, розпізнавання послідовності рухів та прогнозування важливих для спорту даних. Сьогодні, зокрема, аналіз продуктивності за допомогою алгоритмів, що самонавчаються, таких як штучні нейронні мережі (ANNs), все частіше обговорюються як перспективні галузі застосування в математиці та інформатиці, пов'язаної зі спортивною та освітньою діяльностями (Ахметов, 2011).

Успішний досвід використання штучного інтелекту для аналізу та оцінки рухів є також у таких видах спорту, як гольф, бейсбол, футбол або баскетбол. Як інший приклад автори представляють прогнози для створення плану тренувань та виявлення талантів у плаванні. Крім того, в роботі (Baca & Kornfeind, 2012) навчається картка, що самоорганізується, з метою стабілізувати процес прицілювання елітних спортсменів біатлоністів. Але також інші класифікатори, такі як алгоритм найближчого сусіда (k-NN) або Машини опорних векторів (SVM), є широко застосовуваними інструментами моделювання, що надають хороші можливості для аналізу та розпізнавання специфічних для спорту даних. Наприклад автори (Acikkar et al., 2009), використовують SVMS у своєму підході для прогнозування аеробної підготовленості спортсменів. Ряд подальших досліджень пов'язані з бігом, вкладених у вбудовану класифікацію параметрів нахилу і швидкості доріжки, або виявлення слабких сторін спортсмена.

Оскільки досвід використання штучного інтелекту у багатьох видах спорту був успішним, варто провести експеримент із ігровими дисциплінами, що належать до комп'ютерного спорту. Штучний інтелект зможе вивести алгоритм, заснований на рухах рук спортсмена, на м'язах, які більшою чи меншою мірою задіяні під час змагальної або тренувальної діяльності. Таким чином, можна буде розробити спеціальні тренажери, спрямовані на розвиток певних якостей, які, у свою чергу, будуть корисними та ефективними для покращення результатів змагальної діяльності спортсменів.

Проаналізувавши досить великий обсяг літературних джерел можна дійти невтішного висновку, що використання штучного інтелекту в освітньому процесі, і навіть використання під час підготовки кадрів у галузі фізичної культури та спорту може сприяти ефективнішому та раціональному розвитку якостей і навичок учнів, спортсменів і навіть викладачів та тренерів. Застосування штучного інтелекту у тренувальному та освітньому процесах дозволяє у найкоротші терміни та у найбільш зручному форматі надавати інформацію про всілякі недоліки у рухах спортсменів, аналізувати різноманітні спортивні дані, моделювати різні динамічні системи та ідентифікувати схильності спортсменів у різних видах спорту.

На закінчення слід зазначити, що спорт та фізична культура, загальне фізичне виховання грають одну з ключових ролей у формуванні здорової особистості, як основи соціального благополуччя держави, саме тому органам державної влади так важливо приділяти належну увагу зміцненню та розвитку спортивної сфери, а цифрова трансформація є одним з найбільш перспективних та дієвих інструментів її модифікації, розвитку та вдосконалення. Саме тому цифрова трансформація спорту та фізичної культури - сучасний вектор розвитку та формування здорової нації.

Таким чином у роботі було проаналізовано перспективи та сучасний стан цифрової трансформації сфери фізичної культури та спорту в Україні. Наведено аналітичні дані щодо загального рівня залученості громадян заняттям спортом та веденням здорового способу життя. Досліджено вплив цифрових та інформаційних технологій на суспільство. Окреслено основні проблеми рівня цифрової трансформації галузі фізичної культури та спорту і можливі варіанти вирішення викладених проблем. Розглянуто сучасний досвід інших країн у застосуванні штучного інтелекту в освітньому процесі та підготовці кадрів у галузі фізичної культури та спорту. Обґрунтовано доцільність інтеграції цифрових методів у процес навчання, а також у процес підготовки спортсменів до змагальної діяльності. Сформульовано основні переваги сучасних цифрових методик аналізу та обробки даних.

фізична культура здоровий спосіб життя

Список використаної літератури

1. Сущенко А. В. Інформаційно-комунікаційні технології і засоби навчання в професійній підготовці майбутніх фахівців фізичного виховання і спорту. Вісник Запорізького національного університету. Серія: Фізичне виховання та спорту. Запоріжжя, 2012. № 1 (7). С. 104111.

2. Рижкін Н. В., Корбан А. М., Бровашова О.Ю., Тумасян Т.І. Пріоритетні напрямки фізичної культури. Sciences of Europe. 2019. № 354 (35). Р. 33-42.

3. Жапаров Є. С., Ляшенко А.А. Цифровізація у спорті: стан та перспективи. Молодий учений. 2020. № 48 (338). С. 462-463.

4. Dario G. Liebermann, Larry Katz, Mike D. Hughes, Roger M. Bartlett, Jim McClements & Ian M. Franks. Advances in the application of information technology to sport performance. Journal of Sports Sciences. 2002. Vol. 20. P. 755-769.

5. Тимошенко К. А., Басенко О. В. Використання веб-додатків у навчально-тренувальному процесі спортсменів. Зб. наук. Праць Харківської державної академії фізичної культури. 2016. № 3. С. 133-- 135.

6. Filenko, L., Ashanin, V., Basenko, O., Petrenko, Y., Poltorarska, G., Tserkovna, O., Kalmykova, Y., Kalmykov, S., Petrenko, Y. Teaching and learning informatization at the universities of physical culture. Journal of Physical Education and Sport. 2017. № 17 (4). Р. 2454-2461.

7. Карабанов Є. О., Непша О. В. Інформаційно-комунікаційні технології в підготовці майбутніх фахівців у сфері фізичної культури і спорту. Філософія здоров'я - здоровий спосіб життя - здорова нація. Зб. статей, тез і доповідей Всеукр. науково-практ. конф. Херсон : ДВНЗ «ХДАУ», 2018. С. 110-113.

8. Котова О. В., Сем'янов О. В. Професійна підготовка фахівців з фізичної культури із використанням інформаційних технологій. Наука ІІІ тисячоліття: пошуки, проблеми, перспективи розвитку : матеріали І Всеукр. науково-практ. інтернет- конф. Бердянськ : БДПУ, 2018. С. 297-299.

9. Novatchkov H., Baca A. Artificial intelligence in sports on the example of weight training. Journal of sports science & medicine. 2013. Т. 12. № 1. Р. 27-30.

10. Басенко О. В., Алексенко Я. В. Організація дистанційного навчання майбутніх фахівців фізичного виховання та спорту з курсу біомеханіки. Фізична культура спорт та здоров 'я : матеріали XVI Міжн. науково-практ. конф. Харків : ХДАФК, 2016. С. 313-317.

11. Ахметов Р. Ф. Сучасні тенденції використання інформаційних технологій у технічній підготовці спортсменів. Вісник Чернігівського державного педагогічного університету. Чернігів, 2011. № 86. С. 15-18.

12. Baca A., Kornfeind P. Stability analysis of motion patterns in biathlon shooting. Human movement science. 2012. Т. 31. № 2. Р. 295-302.

13. Acikkar M. et al. Support vector machines for aerobic fitness prediction of athletes. Expert Systems with Applications. 2009. Т. 36. № 2. Р. 3596-3602.

Андреев П.Ю., Дубовой О.В., Дубовой В.В.

Сучасний стан цифрової трансформації та штучний інтелект як засіб цифровізації освітнього процесу в галузі фізичної культури і спорту

Рівень та розвиток ефективного механізму формування фізичної культури та спорту у молодого покоління є одним із пріоритетних напрямків внутрішньої політики держави з метою формування здорової та конкурентоспроможної нації, стійкої до внутрішніх та зовнішньополітичних змін. Суспільство сьогодні перебуває на етапі активного розвитку та впровадження цифровізації у всі сфери суспільних відносин, у тому числі й у сферу фізичної культури та спорту. Переваги цифрової трансформації очевидні, це колосальний крок людства вперед, що відкриває широкі перспективи та можливості для величезного кола людей.

У цій статті аналізуються перспективи та сучасний стан цифрової трансформації сфери фізичної культури та спорту в Україні. Наводяться аналітичні дані щодо загального рівня залучення громадян заняттям спортом та веденням здорового способу життя. Досліджується вплив цифрових та інформаційних технологій на суспільство окремо взятої країни. Також виділяються основні проблеми рівня цифрової трансформації галузі фізичної культури та спорту та наводяться можливі варіанти вирішення викладених проблем. Так само розглядається досвід інших країн у застосуванні штучного інтелекту в освітньому процесі та підготовці кадрів у галузі фізичної культури та спорту. Обґрунтовано доцільність інтеграції цифрових методів у процес навчання, а також у процес підготовки спортсменів до змагальної діяльності. Сформульовано основні переваги сучасних цифрових методик аналізу та обробки даних.

Ключові слова: спорт, фізична культура, цифровізація, здоровий спосіб життя, цифрова трансформація, освітній процес, цифровий технології, штучний інтелект.

Андреев П.Ю., Дубовой А.В., Дубовой В.В.

Современное состояние цифровой трансформации и искусственный интеллект, как средство цифровизации образовательного процесса в области физической культуры и спорта

Уровень и развитие эффективного механизма формирования физической культуры и спорта у молодого поколения является одним из приоритетных направлений внутренней политики государства с целью формирования здоровой и конкурентоспособной нации, устойчивой к внутренним и внешнеполитическим изменениям. Общество сегодня находится на этапе активного развития и внедрения цифровизации во все сферы общественного отношения, в том числе и в сферу физической культуры и спорта. Преимущества цифровой трансформации очевидны, это колоссальный шаг человечества вперед, открывающий широкие перспективы и возможности для огромного круга людей.

В данной статье анализируются перспективы и современное состояние цифровой трансформации сферы физической культуры и спорта в Украине. Приводятся аналитические данные по общему уровню вовлеченности граждан занятием спортом и ведением здорового образа жизни. Исследуется влияние цифровых и информационных технологий на общество отдельно взятой страны. Также выделяются основные проблемы уровня цифровой трансформации области физической культуры и спорта в и приводятся возможные варианты решения изложенных проблем. Так же рассматривается опыт других стран в применении искусственного интеллекта в образовательном процессе и подготовке кадров в области физической культуры и спорта. Обоснована целесообразность интеграции цифровых методов в процесс обучения, а также в процесс подготовки спортсменов к соревновательной деятельности. Сформулированы основные преимущества современных цифровых методик анализа и обработки данных.

Ключевые слова: спорт, физическая культура, цифровизация, здоровый образ жизни, цифровая трансформация, образовательный процесс, цифровые технологии, искусственный интеллект.

Andreiev P., Dubovoi O., Dubovoi V.

The Current State of Digital Transformation and Artificial Intelligence as a Means of Digitalization of the Educational Process in the Field of Physical Culture and Sports

The level and development of an effective mechanism for the formation of physical culture and sports among the younger generation is one of the priorities of the internal policy of the state in order to form a healthy and competitive nation that is resistant to internal and foreign policy changes. Society today is at the stage of active development and implementation of digitalization in all spheres of public relations, including in the field of physical culture and sports. The advantages of digital transformation are obvious, this is a colossal step forward for humanity, opening up broad prospects and opportunities for a huge range of people.

This article analyzes the prospects and current state of the digital transformation of the sphere of physical culture and sports in Ukraine. Analytical data on the general level of involvement of citizens in sports and maintaining a healthy lifestyle are given. The influence of digital and information technologies on the society of a single country is studied. The main problems of the level of digital transformation in the field of physical culture and sports are also highlighted and possible solutions to the problems outlined are given.

The experience of other countries in the application of artificial intelligence in the educational process and training in the field of physical culture and sports is also considered. The expediency of integrating digital methods into the learning process, as well as into the process of preparing athletes for competitive activities, is substantiated. The main advantages of modern digital methods of data analysis and processing are formulated.

Key words: sport, physical culture, digitalization, healthy lifestyle, digital transformation, educational process, digital technologies, artificial intelligence.

Размещено на Allbest.ru