大學生體質(zhì)健康的“智能化”促進

彭艷梅，朱海營，李 凱

大學生體質(zhì)健康的“智能化”促進

彭艷梅1，朱海營1，李 凱2

1.云南財經(jīng)大學體育部，云南 昆明，650221；2.武漢大學體育課部，湖北 武漢，430060。

人工智能與體育的深度融合是大勢所趨。運用文獻資料法，個案分析法等方法，探究大學生體質(zhì)健康“智能化”促進解決方案。在學校體質(zhì)健康促進政策導向下，以互聯(lián)網(wǎng)技術、體質(zhì)健康測試大數(shù)據(jù)、云計算和可穿戴式人工智能設備為媒介手段的閉環(huán)式大學生體質(zhì)健康智能化促進方案具有較強的實用價值和可行性。以智能化外部運動他律為突破點，以智能化體質(zhì)測試和智能化體質(zhì)健康評估為通道，激發(fā)大學生參加體育鍛煉活動的內(nèi)部動機，最終養(yǎng)成自覺進行身體鍛煉的習慣是破解大學生體質(zhì)健康促進難題的有效路徑。

人工智能；體質(zhì)健康；促進；大學生

1 研究背景

在“健康中國”國家戰(zhàn)略緊鑼密鼓實施的社會背景下，面對大學生體質(zhì)持續(xù)30年下滑的嚴峻現(xiàn)實[1]，學生體質(zhì)健康促進工作已刻不容緩。學生體質(zhì)健康促進是學界研究的熱點問題之一，眾多學者在該領域展開研究，研究成果對大學生體質(zhì)健康促進具有較強的指導意義，研究主旨主要涵蓋政策執(zhí)行，課外體育鍛煉，體育課程改革，體質(zhì)監(jiān)測，課內(nèi)外一體化等層面[2,3]（王獻英2017，張強峰2018，張業(yè)安2018，張玉超2018），強調(diào)加強外部干預措施是這些研究共同的核心觀點。現(xiàn)階段各高校體育均面臨人，財，物力不足的現(xiàn)實短板，缺乏行之有效的干預體系，學生體質(zhì)健康促進成效甚微。關于借助何種有效可行手段將外部干預落實到位的研究鮮有學者涉及。

人工智能作為21世紀新一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心動力正深刻改變著人們的生產(chǎn)生活。人工智能，互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)，云計算等新興科技與體育的融合也給競技體育，大眾體育和學校體育發(fā)展帶來了機遇。

本文擬以人工智能與學校體育的深度融合為切入點，探究以互聯(lián)網(wǎng)技術，體質(zhì)健康測試大數(shù)據(jù)，云計算和可穿戴式人工智能設備為媒介手段解決大學生外部運動干預難題的解決方案。通過搭建智能化體質(zhì)測試，智能化學生體質(zhì)健康診斷反饋和智能化外部運動干預為一體的閉環(huán)式大學生體質(zhì)健康智能化促進路徑，可將大學生體質(zhì)健康促進工作落到實處，并能突破大學生體質(zhì)健康促進的瓶頸問題，從本源激發(fā)大學生自身運動意愿，切實提高大學生的體質(zhì)健康狀況，并為全民體質(zhì)健康促進和“健康中國”國家戰(zhàn)略的實施提供理論借鑒和參考。

2 研究結果與分析

2.1 大學生體質(zhì)健康“智能化”促進的概念界定

信息技術，人工智能的發(fā)展在一定程度上影響著人們的體育鍛煉習慣，“keep”“咕咚”“悅跑圈”等健身APP和可穿戴式智能產(chǎn)品（運動手環(huán)，運動手表等）在全民健身中大放異彩。2017年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示大學生體質(zhì)健康達標率為74.4%，低于中學生（88%）和小學生（92.1%）的達標率。大學生群體是時代的弄潮兒，在學校體育鍛煉政策的科學合理引導下融入人工智能，因勢利導借助互聯(lián)網(wǎng)，人工智能等新興技術構建信息化智能化的體質(zhì)健康促進體系將事半功倍的通過系列措施改變大學生的鍛煉習慣，從根源改善和提高大學生體質(zhì)健康狀況。

該文所述大學生體質(zhì)健康“智能化”促進是一個借助互聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)平臺和人工智能相關研究成果解決大學生體質(zhì)健康問題的體質(zhì)健康促進方案。該方案包括“智能化”體質(zhì)測試，“智能化”學生體質(zhì)健康診斷評估和“智能化”體育鍛煉干預三個環(huán)節(jié)，三個環(huán)節(jié)前后作用，形成一個閉環(huán)路徑，實現(xiàn)其體質(zhì)健康促進功能。該方案以學校制定強制鍛煉指標政策為導向（出臺體質(zhì)測試成績，課外體育鍛煉數(shù)字化打卡結果與大學生畢業(yè)強制關聯(lián)的相關政策），通過智能化體質(zhì)測試硬件，可穿戴式人工智能產(chǎn)品，智能手機APP等新興技術手段搭建學生體質(zhì)健康狀況診斷和外部他律的運動干預通道—以人機協(xié)助模式解決問題（教師+可穿戴式人工智能產(chǎn)品+云計算平臺+智能手機APP）。

2.2 大學生體質(zhì)健康“智能化”促進的必然性及其價值

《中國青少年體育發(fā)展報告（2015）》藍皮書指出，我國大學生身體素質(zhì)持續(xù)下降，特別是在耐力素質(zhì)、力量素質(zhì)、柔韌性素質(zhì)和50m跑等方面，大學生的成績甚至低于高中生[4]。在信息化智慧社會背景下，探究借助新技術新手段破解多年來大學生體質(zhì)健康促進難題，是切實提高大學生體制健康狀況事半功倍的必由之路。

智慧體育成為當下體育界的研究熱點，其研究成果必將推動人工智能應用與大學生體質(zhì)健康促進的融合。借助體質(zhì)測試智能化測試硬件設備，可穿戴式人工智能設備，體質(zhì)測試大數(shù)據(jù)處理平臺和移動智能終端，重構有別于傳統(tǒng)體質(zhì)測試的“數(shù)字化”“智能化”體質(zhì)健康監(jiān)測，學生體育鍛煉評估監(jiān)管和干預執(zhí)行?？煽陀^準確的評估和反饋學生的體質(zhì)健康狀況，并依據(jù)監(jiān)測結果定制多維度，個性化，征對性強的運動干預健身處方，并以智能終端作為媒介督促和反饋后期運動處方干預效果，實現(xiàn)大學生鍛煉動機的內(nèi)化，其價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.2.1 有利于大學生體質(zhì)健康促進和管理工作落到實處大部分地區(qū)高校大學生體質(zhì)健康促進工作僅停留在體質(zhì)測試過程和數(shù)據(jù)上報層面，測試結果并未進行分析和實時反饋給學生和家長。針對學生個體的后期干預計劃更是缺失，這是體質(zhì)健康促進未見成效的根源。

反饋分析和后期干預的缺失是因為這部分工作耗時耗力，不借助科技手段，僅靠人力幾乎難以實現(xiàn)后期的有效運動干預。采用可穿戴式人工智能產(chǎn)品，云計算，大數(shù)據(jù)等新興信息技術構建智能化大學生體質(zhì)健康促進體系，可在人機協(xié)作下快速，便捷的實現(xiàn)即刻數(shù)據(jù)采集，分析和對學生個體的全面診斷評估，并根據(jù)診斷結果和學生運動偏好智能化推送個性化后期運動干預處方和資訊，并借助智能終端對后期干預過程進行監(jiān)督和評估，以此閉環(huán)式智能化促進體系實現(xiàn)對大學生體質(zhì)健康促進工作。

2.2.2 有益于體育教師精準教學和課后分層鍛煉指導 “運動手環(huán)”“運動手表”等可穿戴式人工智能產(chǎn)品可以便捷準確地獲取學生在體育課堂和課外體育鍛煉中的即刻心率，血壓，血乳酸，卡路里和運動軌跡，氧耗等指標[5]，為教師對體育課堂中運動強度，教學密度等的安排和學生課外體育鍛煉進行有效干預提供量化參考數(shù)據(jù)。同時根據(jù)學生體質(zhì)測試結果智能分析反饋結果，教師可以更全面的了解學生的身體機能狀況和鍛煉情況，對后期的教學內(nèi)容和課后干預方案的修正提供了有力的支撐數(shù)據(jù)。這種基于“經(jīng)驗+數(shù)據(jù)+實證”的教學指導和課后干預方式不僅增加了學生與教師的互動，更使得教師在體育課堂內(nèi)外的監(jiān)管和指導更有針對性和科學性。

2.2.3 有利于調(diào)動學生的主觀能動性激發(fā)學生內(nèi)部動機 韓國明治大學教授、體育學者金真煥表示在韓國政府采取的系列遏制韓國青少年體質(zhì)下滑策略中，真正起作用的是啟發(fā)學生內(nèi)部動機的措施[6]。學生體質(zhì)健康促進的最大動力應源自學生本人的內(nèi)部動機，然多年來不管是體育課程還是學生體質(zhì)健康測試，大部分學生都是被動參與，學生參加測試和鍛煉的動機未被調(diào)動起來，在缺乏內(nèi)部動機和外界有效干預手段的語境下學生體質(zhì)健康促進也就淪為了空談。

借助人工智能，體育智庫和互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術對學生體質(zhì)狀況，心理動機進行監(jiān)測診斷評估后，進行實時反饋并智能化推送多維度，定制化個人體質(zhì)健康促進運動處方，并在智能應用的監(jiān)督評價機制下介入外界“他律”措施，促使學生由“他律”轉變到自律，激發(fā)學生參加體育鍛煉活動的內(nèi)部動機，最終養(yǎng)成自覺進行身體鍛煉的習慣是破解大學生體質(zhì)健康促進難題的關鍵。

神經(jīng)網(wǎng)絡算法遍布我們?yōu)g覽的各種網(wǎng)頁和APP[7]，借助人工智能的語音識別和可視化呈現(xiàn)功能，可實現(xiàn)大學生與智能平臺的人機對話，利用內(nèi)部建?？蓪崿F(xiàn)智能診斷。大學生參加鍛煉的阻力主要源于外部環(huán)境因素（鍛煉場館，器材，空閑時間，活動氛圍等）和個體惰性。人工智能技術介入后可以提高學校場地器材和學生空余時間的高匹配率，解決學生參加體育鍛煉的后顧之憂。人工智能技術還可以從科學鍛煉理論輔導，實操指導，依據(jù)智能診斷和心理動機分析為鍛煉者量身定制運動處方等方面激發(fā)學生參加體育鍛煉活動的內(nèi)部動機，借助智能APP的運動追蹤記錄和社交功能在合理評估機制和形成相同愛好者“抱團運動”模式下構建“他律”，在“自律”和“他律”的合力下培養(yǎng)學生良好的運動生活習慣，提升大學生體質(zhì)健康狀況。

2.2.4 有利于體質(zhì)健康“困難”學生的個性化幫扶 體質(zhì)健康促進的重點對象應是體質(zhì)測試結果不達標的學生，現(xiàn)實情況是大部分高校都缺失了對這部分學生的后期幫扶和干預。依托人工智能技術可實現(xiàn)智能篩選，數(shù)據(jù)追蹤和精準推送功能，從而實現(xiàn)對不達標學生的分類分層干預。對于肥胖，瘦弱學生推送能量攝入和運動消耗干預方案，對于生活習慣不好導致體質(zhì)健康不佳的學生進行運動習慣修正和引導促進方案……為每個“困難”學生構建個性化體質(zhì)健康促進路徑是人工智能融入學生體制健康促進的一大切入點。

人工智能融入的體質(zhì)健康測試分析反饋系統(tǒng)不僅可以為學生提供個人體質(zhì)健康和運動診斷，還可以根據(jù)運動心理學自我決定理論建模，利用人工智能的數(shù)據(jù)挖掘和智能算法，對不同鍛煉個體或群體設計系統(tǒng)的身體鍛煉行為干預措施，并在鍛煉的不同時間段去監(jiān)控身體鍛煉動機、鍛煉行為以及個體心理效應的變化，并匹配相應的外界干預策略促進動機內(nèi)化。結合個體運動項目偏好，閑暇時間結合學校場地資源推送個性化的運動干預方案，通過加強相同干預方案和共同體育項目愛好群體的溝通互動，使學生找到歸宿感，通過同伴的陪同可在一定程度上消解運動惰性。

2.2.5 打通家庭-學?！鐓^(qū)聯(lián)動的健康促進通道 人工智能融入后的體質(zhì)健康測試反饋信息可以實現(xiàn)實時，全面，以可視化呈現(xiàn)方式反饋給學生，家長，和學校，便于發(fā)現(xiàn)問題及時進行干預解決。智能化體質(zhì)監(jiān)測可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨媒介多終端共享，提高了數(shù)據(jù)的利用率?？茖W鍛煉指導，運動知識，運動傷病防治，健康生活等都可以大學生作為輻射源，以家庭為單位在社會范圍內(nèi)進行輻射，打通家-校—社區(qū)聯(lián)動的健康促進通道，助力“大健康”國家策略的實施。

2.3 大學生體質(zhì)健康“智能化”促進的實現(xiàn)路徑

2.3.1 “智能化”體質(zhì)健康測試 體質(zhì)監(jiān)測模塊的“智能化”主要表現(xiàn)在通過融合了傳感器，多媒體和無線通信技術的可穿戴式人工智能產(chǎn)品對監(jiān)測指標數(shù)據(jù)的采集和可視化反饋方面。要激發(fā)學生參與測試的內(nèi)部動機就要實現(xiàn)為其提供準確，有價值的個人信息，借助國內(nèi)外智能化設備不僅可以實現(xiàn)常規(guī)數(shù)據(jù)的適時采集，還可以獲取生理生化，心理層面和運動習慣方面的指標參數(shù)，為個體體質(zhì)健康分析和促進提供更全面的指標參數(shù)。美國Life Shirt是世界上最早實現(xiàn)無創(chuàng)傷獲取生理參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)，可實現(xiàn)血氧，呼吸率，心電，體位，血壓等30多個指標的瞬時提取和呈現(xiàn)[8]。國內(nèi)郭俊奇團隊正在研制的采集學生運動行為數(shù)據(jù)的智能儀器和智能設備—智能手環(huán)、智能肺活量測評工具、智能跳繩工具等。借助這些智能工具不僅可以采集學生體質(zhì)健康的行為數(shù)據(jù)，還可以轉化為心率、血氧、力量、耐力、運動、加速度等體質(zhì)健康數(shù)據(jù)，然后與青少年體質(zhì)健康的靜態(tài)常模數(shù)據(jù)進行匹配，發(fā)現(xiàn)學生在體質(zhì)、運動技能、健康知識等方面的問題，并積極干預。上海市在2018年學生體質(zhì)健康監(jiān)測工作中率先運用信息化手段，借助微信公眾號和APP客服端在“信息化”助力下完成了上海市學生體質(zhì)健康監(jiān)測工作。采用電子學生證進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)直接在云端備份的模式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的科學性和準確性，學生本人，家長不僅可以在客服端查看監(jiān)測結果的各種分析列表，而且還可以獲得科學健康的指導建議[9]。隨著人工智能研究的推進，會有更多的研究成果轉化到體質(zhì)測試中來。

2.3.2 “智能化”體質(zhì)健康診斷評估 體質(zhì)健康診斷評估的“智能化”通過利用傳感技術完成對學生生活習慣和日常鍛煉的行為追蹤，結合“智能化”體質(zhì)測試結果和學生心理動機的測評，實現(xiàn)對測試個體的縱向和橫向數(shù)據(jù)可視化對比分析，給出個人體質(zhì)健康及身體活動綜合評價分析表，該評價包括垂直和平行兩個緯度。垂直維度是針對個體本人沿著鍛煉時間軸的一個自我鍛煉效果指標動態(tài)展示，可以讓個體直觀的感受到鍛煉對身體產(chǎn)生的效果和與自己預期鍛煉目標的差距，有益于激勵個體長期堅持鍛煉，培養(yǎng)長期鍛煉習慣；橫向維度展示的是不同群體間同一指標所處的位置，有益于鍛煉者之間的相互對比，為鍛煉者設定自己不同階段鍛煉目標提供數(shù)理依據(jù)，以便其設立可實現(xiàn)的鍛煉目標。人工智能技術介入的運動診斷應用具有巨大的優(yōu)勢，可以把有效診斷信息全面即時的反饋給學生和老師，為后續(xù)有效干預方案的制定提供定量參數(shù)?！翱堤薄八{熙”“久樂”“優(yōu)醫(yī)家”等服務大眾的健康管理平臺已經(jīng)將人工智能融入到自助體檢，健身和健康平臺中?！霸浦怠睂W生健康體質(zhì)健康管理平臺推出了體質(zhì)測試智能終端機，安徽農(nóng)業(yè)大學，淮北師范大學，安徽建筑大學等學校已經(jīng)投入使用。物聯(lián)網(wǎng)技術，人工智能技術應用到學生體質(zhì)測試工作中不僅大大提升了學生體質(zhì)健康測試工作的工作效率而且可以產(chǎn)生真實，準確的學生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)，通過深度分析實現(xiàn)個性化，智能化的健康促進方案。借助“互聯(lián)網(wǎng)+”和智能化大眾健康管理平臺已取得的成果，基于自我決定理論探索能激發(fā)大學生參加鍛煉的內(nèi)在動機的“智能化”體質(zhì)健康促進體系可破解大學生體質(zhì)健康促進瓶頸問題，從根源上提升大學生體質(zhì)健康水平。

2.3.3 “智能化”他律運動干預通道 后期鍛煉干預主要表現(xiàn)在干預方案的個性化推送和對干預對象的分層分類干預和督促。惰性、逃避勞累和痛苦是制約人們體育鍛煉習慣難以培養(yǎng)和形成的瓶頸，已形成的體育鍛煉習慣也會因其漸漸消失[10]，因此要養(yǎng)成鍛煉習慣，強制措施必不可少。通過可穿戴人工智能設備（運動手環(huán)，手機APP）用戶更易理解的語言表述和場景，實現(xiàn)以學生為中心的體質(zhì)健康信息精準推送，并依據(jù)學生體質(zhì)健康狀況和心理動機及個人體育鍛煉行為所處階段測評結果，對學生進行分類分層的個性化運動處方和鍛煉計劃推送，監(jiān)督，反饋，執(zhí)行和調(diào)整，通過提高體育鍛煉認知度和提高學生的體育需求在外部強制干預下逐漸實現(xiàn)學生鍛煉動機的內(nèi)化，促使其養(yǎng)成鍛煉習慣，以此促進大學生的體質(zhì)健康狀況。筆者所在學校借助“運動世界”APP軟件要求學生每學期完成120km打卡（其中30km為早操打卡）并將打卡結果記入體育成績，該政策實施3年時間，學生近3年體質(zhì)的測試結果均有不同程度的提升。相對于傳統(tǒng)的課外體育鍛煉監(jiān)督方案，這種借助智能手機APP的方案在節(jié)約人力物力、運動數(shù)據(jù)準確度和學生鍛煉時間選擇上更加科學高效，隨著APP 功能的不斷完善和人工智能在該領域的不斷深入融合，“智能化”他律運動干預的功能和效果還將愈加強大。

3 結 語

我們身處互聯(lián)共通的智能化時代，在享受高科技成果帶來生活便利的同時，“靜態(tài)”的生活方式也讓人們付出了體質(zhì)健康下降的代價。理性選擇主義認為外部制度改變必然會引起人們選擇的改變[11]。在“大健康”促進背景下，基于人工智能技術構建的“智能化”體質(zhì)健康促進體系在高科技手段的干預下，可實現(xiàn)隨時隨地隨機的可視化監(jiān)測，評估和干預的一站式體質(zhì)健康促進路徑，必將影響和改變?nèi)藗兊纳詈湾憻捔晳T。在其引導下，健康的鍛煉習慣必將以大學生作為輻射源，向其所在家庭，社區(qū)和社會層面進行輻射，逐漸實現(xiàn)全民“大健康”的美好愿景。在此呼吁更多的研究學者加入到該領域的研究中來，借助科技的力量提升整個民族的體質(zhì)健康狀況。

[1] 郭建軍，楊 樺.中國青少年體育發(fā)展報告（2015）[R].北京：社會科學文獻出版社，2015：23~25.

[2] 王獻英.“測、研、練”三位一體體質(zhì)健康促進策略[J].體育學刊，2017，24（04）：102~105.

[3] 張業(yè)安.青少年體質(zhì)健康促進的媒介責任：概念、目標及機制[J].體育科學，2018，38（06）：14~26.

[4] 黃愛峰，王 健. 學校體育發(fā)展的10大問題省思[J].北京體育大學學報，2015，38（02）：95~99.

[5] 鄒月輝，譚 利.我國體育用品智能化發(fā)展研究—以可穿戴式運動產(chǎn)品為例[J].南京體育學院學報，2015，29（04）：135~136.

[6] 慈 鑫.韓國學校體育：不考試開“運動處方”[N].中國青年報，2016年01月15日：04版.

[7] 周 亭，戴立為，等.人工智能的應用、趨勢與反思[R].新媒體前沿（2016—2017）：北京：社會科學文獻出版社，2017：16~21.

[8] 溫 煦，袁 冰，等.論智能可穿戴設備在我國體力活動大數(shù)據(jù)分析中的應用［J］.中國體育科技，2017，53（02）：80~87.

[9] 信息化助力上海市學生體質(zhì)健康監(jiān)測工作[EB/OL]. 2018-11-27. http://www.csh.edu.cn/wtzx/xw/20181127/2c95958465e55bce0165f9cdd88d0000.html.

[10] 尚保春.基于FIT模型理論的體育鍛煉習慣培養(yǎng)與形成[J].福建體育科技，2015，34（02）：10~15.

[11] 劉 陽，何勁鵬.學校強制體育合理推進的現(xiàn)實因由與實踐價值[J].沈陽體育學院學報，2015，34（06）：125~128.

Intelligent Promotion of College Students' Physical Health

PENG Yanmei1, ZHU Haiying1, LI Kai2

1.Department of Sports, Yunnan University of Finance and Economics, Kunming Yunnan, 650221, China;2.Physical Education Department of Wuhan University, Wuhan Hubei, 430060, China.

The deep integration of artificial intelligence and sports is the general trend. Methods of literature reviewing and case analysis will be used in the study to explore the “intelligent” solutions of promoting college students' physical health. Under the guidance of the college's health promotion policy, the closed-loop intelligent health promotion scheme, based on Internet technology, big data of health testing, cloud computing and wearable artificial intelligence devices, has strong practical value and feasibility. With intelligent external movement heteronomy as the breakthrough point, intelligent physical fitness test and intelligent physical health evaluation will be applied in order to motivate college students to take part in physical activities and help them eventually form the habit of conscious physical exercising, which is the key to promoting students' physical health.

Artificial intelligence; Physical health; Promotion; College students

1007―6891（2020）03―0118―03

10.13932/j.cnki.sctykx.2020.03.28

G807.4

A

2019-08-22

2019-08-29

中國高等教育學會高等教育科學研究“十三五”規(guī)劃課題一般項目階段性成果（2018TYYB26）。