技术赋能学生体育锻炼的路径思考.pdf

16|技术赋能学生体育锻炼的路径思考体育与健康专题关于全面加强和改进新时代学校体育工作的意见指出，要合理安排校外体育活动时间，着力保障学生每天校内、校外各一个小时体育活动时间，促进学生养成终身锻炼的习惯。义务教育体育与健康课程标准（2022 年版）提出，体育与健康课程根据学生运用技能形成规律和身心发展规律，整体设计课程内容，引导学生将体育与健康知识、技能和方法运用到体育学习、体育锻炼、运动竞赛和日常生活中，增强学生的理解能力和实践能力。然而，在具体实施中，体育锻炼并未能发挥其独特的作用和应有的效果。原因大致如下：一是教师更为关注已有体育锻炼内容，忽视了学生的兴趣，难以满足学生的体育锻炼需求；二是家长更为关注孩子的学习情况，很难有效监督孩子的体育课后锻炼；三是学生忙于其他学科学习，不重视体育锻炼，尤其是在无监督的情况下难以发挥主观能动性。这导致学生体育锻炼效果难以有效发挥。那么，如何在形式上丰富、内容上创新、评价上督促，从而促使体育锻炼成为学生生活的一种常态，是体育与健康教师需要迫切思考和研究的课题。笔者从技术文|杨 浩技术赋能学生体育锻炼的路径思考鉴于已有体育锻炼内容难以满足学生需求、家长很难有效监督孩子体育课后锻炼、学生体育锻炼主观能动性不强的问题，学校和教师要丰富学生体育锻炼形式，创新体育锻炼内容，并进行有效评价和督促，促使体育锻炼成为学生生活的一种常态。具体路径如下：一是搭建智慧体育锻炼数据平台，实现数据管理有效化；二是设计多元应用场景，促进体育锻炼提质增效；三是设计趣味运动，加强课后自主锻炼；四是学、练、赛、测、评相结合，构建体育锻炼闭环。关键词：体育与健康；体育锻炼；智慧体育；教学闭环摘要：赋能体育锻炼的路径上进行研究，结合青少年身心发展规律，在体育锻炼数据平台建设、家校社联动监管评价、营造家校结合和课内外结合以及线上与线下结合的锻炼形式等层面，形成了一个技术赋能学生体育锻炼的整体规划（如图 1）。一、搭建智慧体育锻炼数据平台，实现数据管理有效化从便于管理与加强督促的角度，学校可以依据学生所处的环境，辐射校内、校外两大场域，努力形成校园、家庭一体化的促锻炼和增体质机制，搭建智慧体育锻炼数据平台，全面有效落实国家要求，实现数据管理有效化。智慧体育锻炼数据平台（如图 2）一般包含图 1 技术赋能学生体育锻炼整体规划运动管理物联网智能设备训练考核体育课跑步跳绳更多体育运动更 多 智 能设备体测50 米跑步设备体育教师主控 iPad学校学生教师家长1000 米/800 米跑步设备跳绳设备校园智能化体育运动大数据平台2024 年第 3 期 中小学数字化教学|17体育与健康专题体育工作监测和卫生与健康管理平台，在满足区域业务功能需求之外，还应打通体育考试、学生锻炼、体能测试数据之间的联系，形成体育锻炼数据运用闭环。此外，也要建立区域级、校级体育与健康课程核心素养评价体系，创建学生体质健康素质和核心素养成长档案大数据系统，用科技推动体育与健康教育教学进步，促进体育与健康教育均衡和公平发展。智慧体育锻炼数据平台具有以下功能：学生个人、班级、年级、全校体测成绩分析及汇总；学生个人体测报告输出、学生体测视频回放查看；学生信息管理、学生体测数据报表导出、体测功能设置；支持测试视频存储与测试数据分析服务；支持学校、教师分别开通体质健康大数据管理账号，分层分级管理；支持校级、班级、学生个人的运动锻炼数据分析、展示与导出；支持全校、全班运动总人数、总时间、人均时长、各项运动比例与时长、排名；支持学生的数据分析与展示，如学生运动总时间、日均时长、各项运动比例、班级排名、运动项目排名；支持校外体育作业监督，量化校外体育锻炼，从校级、年级、班级到个人层级管理；支持家长端体育账号接入，方便家长参与学校体育与健康教学工作，全面监督学生体育锻炼。依托智慧体育锻炼数据平台，教师可以管理全校学生的运动数据，采集学生体育锻炼个体生理指标、运动参与数据和成绩等，真实有效反馈学生日常锻炼、运动水平、运动负荷、参赛情况以及体质健康水平的变化，形成监测、反馈、分析和指导的闭环。同时，实现对体育锻炼关键环节的重点监测，丰富体育锻炼场景，构建体育锻炼智能监督、精准指导、精准测试、精准评估的新模式，全面提升学校信息化应用水平，提升师生数字素养，促进学生体质健康全面发展。此外，学生的体育锻炼数据被录入智慧体育锻炼数据平台后，它们能够被长期保留，供师生随时查询、比较与研究。二、设计多元应用场景，促进体育锻炼提质增效教师可以采取软硬件结合的方式智能化采集、分析学生的运动数据和体能健康数据，绘制学生数字画像，得出多维体质模型，及时发现学生的不足，进行有针对性的评估，为后续教学提供全面数据支撑。（一）设计智慧体育操场，激发学生锻炼积极性智慧体育操场（如图 3）是结合人工智能视觉技术、物联网技术、运动算法技术等串联各种设备，实现校园操场全场景运动空间智能化，供学生进行跳绳等自助式体测锻炼。它能够自动分析数据，并提供全面体测报告，辅助教师开展个性化教学，从而提升学生的身体素质和运动技能。当学生自主锻炼时，智慧体育操场能够通过人工智能识别技术，快速匹配学生身份信息，实现自主测试，实时反馈学生运动姿态、运动过程、运动成绩等，支持视频过程回看，减少人工干预，促进学生运动习惯的养成。比如，徐州某中学在操场上引入了 800/1000 米智能测试设备以及跳图 2 数据平台界面18|技术赋能学生体育锻炼的路径思考体育与健康专题绳、仰卧起坐、引体向上和立定跳远项目监测仪器，很多学生每天课间就会进行练习，并对自己的练习效果进行分析，发现不足，有针对性地调整，提高了体育锻炼的积极性（如图 4）。学生的体育锻炼就会受到干扰。室内智慧体测室的建设，不仅能够实现学生体育锻炼的科学性，还能够进一步增加学生体育锻炼的时间，拓展体育锻炼空间，减少外部不利因素的影响。图 3 智慧体育操场图 4 学生在操场上进行课间锻炼图 5 智慧体测室（二）建设智慧体测室，减少体育锻炼不利因素学校可以根据国家颁布的国家学生体质健康标准（2014 年修订）要求定制开发标准化的室内智慧体测室（如图 5），运用人工智能技术对学生的体质健康进行监测，实现一站式、全流程学生健康体质测试。智慧体测室利用统一管理平台，科学、客观地分析学生体育锻炼情况并自动生成各种报告，支持成绩自动打印、信息推送等，同时满足学生在室内进行体育锻炼、模拟测试的要求。现在，很多体育锻炼受天气等外部环境的影响，一旦天气条件不允许，（三）运用智慧教学一体机，提供一体化体育锻炼方案顺应“双减”政策要求，学校可以利用 5G+云网的优势，结合人工智能视觉识别、大数据等技术，运用智慧教学一体机，形成基于物联网及多种终端支撑的体育教学、锻炼、测试及评价等一体化智慧体育解决方案（如图 6）。它旨在解决体育锻炼缺少可视化提升手段、学生缺乏针对性训练、家长辅导难、学校体育运动氛围不足、体育教育教学缺少数据支撑等问题，实时反馈学生体育锻炼结果，快速掌握学生运动状态并给出专业指导意见，促进学生体质科学、稳步提升。例如，广州某学校通过运用智慧教学一体机，为教师提供了可视化的教学手段以及运动数据，实现了学生班级、姓名、运动数据都在大屏上显示，图 6 智慧教学一体机海量教学视频成绩分析报告丰富教学课件运动处方&计划2024 年第 3 期 中小学数字化教学|19体育与健康专题营造了学生你追我赶的运动氛围，让体育锻炼变得有活力、有乐趣。随着运动人数、参与频率的增加，很多学生还会经常在大屏上查询自己的体育锻炼分析报告，根据它提供的运动处方制订未来体育锻炼计划。（四）开发智慧体育角，营造良好体育锻炼氛围智慧体育角的整体设计和布局相对灵活，主要是分布于教学楼外的一些半封闭空间，由学校提供一些智能化的体育锻炼设备，营造适合学生体育锻炼的氛围，方便学生课后或课间使用（如图7）。体育角的智能化锻炼设备以趣味运动为主，进行模块化设计，运用人工智能技术刷脸识别学生。它对周围环境要求低，占地面积小，便于安装部署，通过自主测试、赛事活动，激发学生的运动兴趣，增强他们的身体素质。例如，南京某学校就在教学区周边、操场上建设了智慧体育运动角，让学生随时进行运动竞赛，促进学生有效锻炼，学生乐此不疲。日常体育课教学、学校大课间活动、校内体育赛事等场景，进行每日/周/月排名，有效保障学生每日合理运动量化要求，增强运动乐趣。（一）运用智慧运动班牌，调动学生参与积极性教师可以将智慧运动班牌布置在学校教学楼附近的适宜场地。学生靠近班牌，人工智能识别系统就能全面监控学生的体育锻炼情况，自主上传学生的课间或课后运动数据，进行运动监测和排名。这方便学校更高效地指导学生进行每日体育锻炼（如图 8）。它在课间体育锻炼和家庭体育锻炼方面的应用效果显著。例如，江苏宜兴某学校在体育馆批量建设了这样的智慧运动班牌，为学生的课余时间创造了有效的锻炼机会，如跳绳、跳远等。这既方便了学生利用课间时间自主练习，又能获得实时反馈的运动数据，生成多维度运动排名，增强了学生运动的趣味性及积极性。图 7 智慧体育角图 8 智慧运动班牌校内运动大课间智能云班牌学校还可根据校园场域的合理规划分散布置智能移动工作站，遵循统一的标准和使用方法，实时采集学生体育锻炼数据并上传，同时方便师生实时查询锻炼数据、观看测试项目视频文件，满足不同区域、不同人员的要求。三、设计趣味运动，加强课后自主锻炼这个平台主要由人工智能识别系统、智能一体机、智慧大屏及数据系统软件组成，内容包括跳绳趣味赛、摸高比赛、跳远比赛等，能够用于（二）布置线上体育家庭作业，实现家校共育教师可以通过小程序发布体育家庭作业，实时查看全班学生运动排名数据，预设体现水平差异的各种荣誉之星，通过数据分析及时发现个体差异，真正做到发布作业、检查作业、远程指导、运动激励的教学闭环（如图 9），打破家校数据壁垒，实现校内校外锻炼数据共享、家校互通，20|技术赋能学生体育锻炼的路径思考体育与健康专题促进家校共育。这也方便家长参与学校体育教学工作，通过线上管理减轻家长监督负担，营造良好的家庭运动氛围。（三）开展线上体育赛事，点燃学生锻炼激情教师也可设置线上体育赛事运动打卡赛、亲子互动赛等极具趣味性的多元化赛事，随时随地开展线上体能项目类比赛，大大减少人工成本，让学生更快乐地运动，高效、快捷地开展校园课后赛事（如图 10）。例如，江苏省组织了全省体质健康促进干预点校“云上运动会”，全省中小学干预点校 84 所，常期进行每年两次的夏季赛和冬季赛，目前已经进行 4 届，促进点校学校学生锻炼的积极性，提高学生的体质健康水平。四、教、学、练、赛、评相结合，构建体育锻炼闭环体育锻炼长期以来处在一个比较尴尬的境地，这实际上折射出的是有规划无组织、有布置无落实、有要求无监督的状态。它迫切需要一个真实的抓手来推进，智慧体育就是构建体育锻炼“教、学、练、赛、评”闭环的重要手段（如图 11）。图 9 线上体育家庭作业完成流程图 10 线上体育赛事图 11 体育锻炼闭环（一）智慧助学，实现学生锻炼自主化人工智能技术赋能下，依托体测屏、体锻角、微信体锻小程序、App 等提供的多种运动项目及其内容指导，学生能够根据自身情况与需求有目的地进行学练选择，获得实时运动大数据，实现动作质量实时反馈。此外，教师还可以在云平台上发现学生学练中的错误动作并及时纠正，或在网上实施线上运动会，进行不同时间、空间的运动对决。同时，平台系统会对学生的运动特点、运动项目、运动爱好、兴趣等进行记录和分析，从而帮助学生发现自己的问题，实现教师引导下勤练的高效化和精准化，促进学生体育锻炼的自主化。（二）智慧助教，助力教师精准教学智慧体育平台依托专业的视频工具进行内容输出，可为教师提供一定的教学视频、学练方2024 年第 3 期 中小学数字化教学|21体育与健康专题法供他们在课上运用，减小备课压力。教师还可基于智慧体育平台提供的学生课堂学习情况，依据课后体育锻炼要求，提供丰富多样的分年龄、分层次的学练内容，加入人体运动过程智慧识别，避免人为主观判断，保障学生在体育锻炼中有所指、有所依、有所评，实现精准教学（如图12）。智慧体育平台的运用，有助于解决体育师资不足、讲授内容单一等问题。（作者系江苏省教育科学研究院教研员，江苏省特级教师）责任编辑：孙建辉图 12 智慧助教图 13 智慧助练图 14 智慧助赛（三）智慧助练，提高体育锻炼趣味性智慧体育的场域环境可供学生随时随地开展体育锻炼。丰富的趣味活动能够增强学生锻炼积极性，提升体育锻炼效率。如支持多人同时锻炼、智能趣味运动、大课间运动、课间微运动等，都可以激发学生练习热情，让学生动起来（如图13）。（四）智慧助赛，彰显体育竞技精神以往的体育竞赛，大多是教师组织，学生现场互动，不仅耗时耗力，还不能实现多人参与。智慧体育锻炼形态下的竞赛，能够快速实现跨区域、跨校区、跨班级比赛环境的搭建，人数不限，在家、在校均能参加，方便快速开展各类线下和线上比赛，实现多区域、多时段对决，体现出竞赛无极限（如图 14）。（五）智慧助评，实现评价客观化以往人们常常诟病体育锻炼很难进行有效监督与评价。在智慧体育平台的加持下，学生的有效运动时间、运动生理负荷量、动作完成质量等数据，师生都可快速获得。迅速采集学生学、练、赛的真实数据，为教师开展过程性评价提供了数据支撑，整体提高了教师对学生学习评价的客观性和科学性。通过对大数据的挖掘与分析，我们还可了解教师体育锻炼内容布置是否合理和学生练习效果是否达标，进而对教学效果进行客观评价。技术赋能体育锻炼，建设智慧体育锻炼平台，充分运用各类软硬件设备，智能采集、分析学生运动数据，利用大数据技术进行针对性评估、个性化训练、过程性评价、数字化展示，为不同运动项目提供智能测评与个性化训练指导，构建校园智慧体育闭环，让体育锻炼的科学化与有效监督成为可能。今后，我们还需进一步挖掘智慧体育锻炼平台潜力，落实体育锻炼数据信息化，加强引导、监督和评价，构建体育锻炼新样态，有效监控学生运动内容、锻炼形式、负荷安排，保障运动安全，提高家校合作效果，增强学生的体质健康水平。运动测试运动测试运动分析运动处方提供更多元更丰富的运动内容高效地组织学校开展课间运动体育家庭作业能有效延伸到校外“智慧校园”联通校内外全面服务中小学体育工作