體育課堂教學(xué)管理中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用

徐富新 （北京市日壇中學(xué)，100020）

隨著科技的發(fā)展和，大數(shù)據(jù)與體育的融合日益加深，傳統(tǒng)的體育業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)型升級，“互聯(lián)網(wǎng)+體育”成為重要的發(fā)展趨勢。而這種趨勢迅速地向體育教學(xué)領(lǐng)域蔓延，使傳統(tǒng)的教學(xué)方式發(fā)生了巨大變化。那么，大數(shù)據(jù)究竟有哪些作用？在體育教學(xué)領(lǐng)域又能否發(fā)揮其應(yīng)有的價值呢？

體育課作為學(xué)生在校學(xué)習(xí)必不可少的一門學(xué)科，其主要目的是促進學(xué)生積極參加體育鍛煉，提高自身體質(zhì)健康水平。在體育教學(xué)中，課程安排是否科學(xué)合理，學(xué)生在運動時的身體狀態(tài)如何，是否依照課前的教程執(zhí)行，如何評估學(xué)生的階段性成長等一直都是體育教師重點關(guān)注的問題。本文以體育教學(xué)中足球課數(shù)據(jù)為例，來探究大數(shù)據(jù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用。

運動數(shù)據(jù)監(jiān)測場景

一、幫助體育教師制訂負荷目標

中小學(xué)生正處于生長發(fā)育的關(guān)鍵時期，也是各項身體素質(zhì)發(fā)展的最佳時期，如何科學(xué)安排及合理調(diào)節(jié)學(xué)生的運動負荷極其重要。隨著鍛煉時長的增加，學(xué)生對運動負荷的承受能力也在逐漸增加，進而使各項運動能力得到提高，因此需要不斷調(diào)整運動負荷，適當(dāng)增加運動刺激，以達到逐步提高學(xué)生體質(zhì)的目的。

以北京市日壇中學(xué)2017年6-9月間的數(shù)據(jù)為例，筆者負責(zé)的七年級各班學(xué)生跑動距離最高達到1000米以上（圖1）。

圖1　各班級學(xué)生的跑動距離

以前期課堂的運動負荷為依據(jù)，制訂學(xué)生的運動負荷目標。其中跑動距離的目標略高于1000米的最高值，以提高學(xué)生的耐力素質(zhì)（圖2）。

圖2　運動目標設(shè)定

二、幫助體育教師把控運動負荷，評估鍛煉效果

（一）評估熱身效果

熱身運動又稱準備活動，即在活動之前以較輕的活動量先行活動肢體，為隨后激烈的身體活動做準備，目的在于提高運動的效率與安全性。運動前熱身不充分易發(fā)生痙攣，甚至運動損傷。而心率是反映運動強度的重要指標，可以有效地評估學(xué)生的熱身效果是否充分。

足球課上，原定計劃5分鐘的熱身活動結(jié)束后，筆者在查看學(xué)生的運動數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)有一部分學(xué)生的實時心率在100bpm左右，而其他學(xué)生的實時心率達到110bpm（圖3）。為了最大限度地規(guī)避學(xué)生的運動損傷風(fēng)險，筆者增加了一組熱身運動，待學(xué)生的心率達到120bpm以上再繼續(xù)進行接下來的技術(shù)練習(xí)。

圖3　MT-Sports實時監(jiān)控頁面

（二）把控運動負荷

體育課上，如果運動負荷過小，則達不到增強學(xué)生體質(zhì)的目的，而如果運動負荷過大，則可能引發(fā)運動損傷，不利于學(xué)生的健康成長。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以幫助體育教師科學(xué)、客觀地做出評價，而不是片面的、主觀的去臆測教學(xué)效果，這也從根本上改變了傳統(tǒng)的一些教學(xué)模式和評價體系，提高體育教學(xué)的信息化和科學(xué)化水平。

1.通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)身體狀態(tài)異常的學(xué)生。在身體練習(xí)（運球折返、運球繞標志桿、扣球）環(huán)節(jié)，運動監(jiān)測設(shè)備MT-Sports有時會發(fā)出“滴滴”的報警聲，這表明有學(xué)生的心率負荷持續(xù)升高，需要引起注意（心率負荷反映運動刺激給身體帶來的生理反應(yīng)，值越大，說明運動對學(xué)生身體的刺激程度越大）。如學(xué)生田英力的心率持續(xù)1分鐘保持在200bpm，報警聲響起。在聽到報警聲后，筆者查看其數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，與其他學(xué)生的數(shù)據(jù)相比他的心率負荷明顯偏高，而跑動距離則較低，身體機能狀態(tài)較差。在詢問后了解到，田英力最近幾天處于輕度感冒的狀態(tài)，且課堂上也沒有請求見習(xí)?？紤]到感冒期間不宜進行劇烈運動，否則會進一步增加心臟負擔(dān)，所以筆者決定讓其暫停練習(xí)，在場邊見習(xí)。

2.通過數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)“偷懶”的學(xué)生。在技術(shù)練習(xí)（踩球、運球、傳球）環(huán)節(jié)，開啟MT-Sports多運動組同時監(jiān)測的功能，控制學(xué)生的實時心率在140-150bpm之間。練習(xí)過程中筆者查看到學(xué)生張鵬、王浩等5名學(xué)生的實時心率均在120bpm左右，明顯較低（圖4）。于是將這幾名學(xué)生的跑動距離、最高心率、心率負荷與其他學(xué)生進行對比，發(fā)現(xiàn)各項數(shù)據(jù)均較低。再觀察他們的課堂表現(xiàn)，運動積極性都不高，確認他們并沒有盡力在運動。筆者及時對他們進行督促，調(diào)動他們的積極性，很快他們的心率就上升到了140bpm左右。在這些數(shù)據(jù)的幫助下，教師不僅能發(fā)現(xiàn)“偷懶”的學(xué)生，還能把“懶”進行量化。

圖4　多運動組同時監(jiān)控

3.通過數(shù)據(jù)及時調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容。身體練習(xí)結(jié)束后，在查看學(xué)生的運動目標完成情況時筆者發(fā)現(xiàn)本節(jié)課的跑動距離（60%）、平均心率（87%）、心率負荷（50%）均沒有達到預(yù)期目標（圖5）。說明課堂中的運動量和運動強度不夠，特別是運動量較低，沒有達到預(yù)期的鍛煉效果。對此及時調(diào)整了課堂內(nèi)容，組織學(xué)生進行時間短、強度稍大的自由對抗賽。通過數(shù)據(jù)評價鍛煉效果，最終運動負荷目標基本完成，達到了預(yù)期的鍛煉效果。

三、幫助體育教師科學(xué)制訂課堂計劃

一個執(zhí)行良好的周期性教學(xué)計劃能夠有效促進學(xué)生體質(zhì)健康水平的提高。為了達到不斷提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生體質(zhì)健康的目的，體育教師需要對體育課的運動量和運動強度進行適當(dāng)調(diào)整，以便給學(xué)生適當(dāng)?shù)呢摵纱碳ぁＭ瑫r，以往體育教學(xué)采集的運動數(shù)據(jù)可以作為參考依據(jù)，輔助體育教師適當(dāng)調(diào)整課堂內(nèi)容，規(guī)避運動量不足或過度運動，達到一定的鍛煉效果。如在足球課結(jié)束后，筆者計算了學(xué)生的1分鐘心率恢復(fù)率是20%，恢復(fù)情況處于中等水平（圖6）。

圖5　課程中和課程后運動目標完成度

圖6　1分鐘心率恢復(fù)率（HRR）的評價標準

注：1分鐘心率恢復(fù)率（HRR）計算方法：訓(xùn)練結(jié)束后即刻心率P0；訓(xùn)練結(jié)束后1分鐘心率 P1，公式：(P0-P1)÷P0×100%

如果學(xué)生表示疲勞，就是從側(cè)面反映出本節(jié)課制訂的運動負荷目標較大，下節(jié)課應(yīng)調(diào)整課堂內(nèi)容，適當(dāng)降低學(xué)生的運動強度。將本節(jié)課的練習(xí)項目與學(xué)生的運動負荷數(shù)據(jù)表現(xiàn)結(jié)合分析，能幫助體育教師及時調(diào)整和優(yōu)化下次足球課的教案內(nèi)容，或針對不同類型的學(xué)生提供不同的教學(xué)方案，徹底打破體育課只為了體育成績而存在的現(xiàn)狀。

四、幫助體育教師了解學(xué)生差異，評估學(xué)生成長

通過長期監(jiān)測學(xué)生的運動數(shù)據(jù)，可以有效評估學(xué)生的整體運動能力和身體素質(zhì)是否有所提高。在MT-Sports所提供的管理平臺“運動數(shù)據(jù)云”中，可以查看教師所負責(zé)班級學(xué)生的各項運動數(shù)據(jù)，以此來評估學(xué)生各項能力的成長趨勢。此外，通過學(xué)生的各項能力排名可以全面了解每個班級學(xué)生的課堂表現(xiàn)和每個學(xué)生的體質(zhì)狀況，了解學(xué)生之間的身體素質(zhì)差距，為針對性制訂課堂內(nèi)容提供參考，為體育教研工作提供數(shù)據(jù)樣本，在此選取“運動數(shù)據(jù)云”中的幾項指標排行作為參考（圖7～10）。

圖7　學(xué)生耐力素質(zhì)排行

圖8　學(xué)生速度耐力排行

圖9　學(xué)生速度素質(zhì)成長趨勢

圖10　學(xué)生耐力素質(zhì)成長趨勢

五、結(jié)論

由此可見，上好一節(jié)“科技化”的體育課并不難，大數(shù)據(jù)也沒有想象中的那么遙遠。近年來，教育信息化正在引領(lǐng)現(xiàn)代體育教學(xué)的改革方向，探索并建立科學(xué)有效的教學(xué)體系不僅影響到體育教育的未來發(fā)展，更關(guān)系到數(shù)以萬計青少年學(xué)生的體質(zhì)健康。體育教師擔(dān)負著探討體育教學(xué)本質(zhì)和提升教學(xué)質(zhì)量的職責(zé)，理應(yīng)充分利用科技的力量進行嘗試和改革，使大數(shù)據(jù)為體育課堂所用。