3—6 歲幼兒情境智能化體育鍛煉器材的探索研究*

劉紅星 王 方

（山西省體育科學(xué)研究所，山西 太原 030012）

關(guān)健詞：3—6 歲幼兒；身體素質(zhì)；鍛煉器材；統(tǒng)計(jì)研究；大數(shù)據(jù)庫

2016 年10 月，國務(wù)院頒布《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，明確指出健康要覆蓋生命的全周期。3—6 歲是幼兒機(jī)體正常發(fā)育和心理健康發(fā)展的重要時(shí)期，也是促進(jìn)幼兒身體協(xié)調(diào)發(fā)展，形成健康習(xí)慣和培養(yǎng)生活能力的重要階段。體育運(yùn)動(dòng)可以培養(yǎng)幼兒陽光的性格、良好的品格，打造堅(jiān)實(shí)的體魄。幼兒期體質(zhì)水平是青少年體質(zhì)的基礎(chǔ)，同時(shí)幼兒期動(dòng)作協(xié)調(diào)能力水平是未來學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)技能的基礎(chǔ)。2019 年9 月，國務(wù)院印發(fā)了《體育強(qiáng)國建設(shè)綱要》，進(jìn)一步明確了建設(shè)體育強(qiáng)國的目標(biāo)、責(zé)任、任務(wù)和措施，勢(shì)必對(duì)促進(jìn)幼兒、青少年的身體素質(zhì)和心理素質(zhì)健康發(fā)展起到非常重要的作用。新時(shí)期，是一個(gè)網(wǎng)媒與大數(shù)據(jù)互容共促的科技創(chuàng)新發(fā)展時(shí)期。為進(jìn)一步貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記在全國教育、衛(wèi)生與健康大會(huì)上的重要講話，落實(shí)2012 年10 月教育部頒布的《3—6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》，促進(jìn)幼兒身心健康發(fā)展，持續(xù)提升幼兒體態(tài)和運(yùn)動(dòng)動(dòng)作協(xié)調(diào)能力，結(jié)合幼兒身心發(fā)展特點(diǎn)將智能化鍛煉器材應(yīng)用到實(shí)踐中也是一個(gè)時(shí)代發(fā)展的重要標(biāo)志，在全民健身背景下，以3—6 歲幼兒這一特殊群體的需求出發(fā)，開發(fā)研究適合幼兒科學(xué)鍛煉、智能情境化的器材，在實(shí)踐應(yīng)用中收集大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，對(duì)全面提升幼兒各項(xiàng)身體素質(zhì)具有深遠(yuǎn)的意義。

從國外相關(guān)研究來看，俄羅斯競技體育成績斐然,與早期幼兒學(xué)前體育教育密不可分,幼兒體育活動(dòng)是俄羅斯一道亮麗的風(fēng)景線。社會(huì)學(xué)家扎托洛夫指出：“幼兒期的體育必須在科學(xué)的理念下進(jìn)行，否則將錯(cuò)失奠定良好身體素質(zhì)的基礎(chǔ)期和關(guān)鍵期，不利于個(gè)體健康體格的塑造”。英國教育心理學(xué)者開發(fā)應(yīng)用的以測(cè)試評(píng)估3—16 歲兒童的動(dòng)作協(xié)調(diào)能力（Movement Assessment Battery for Children）工具，對(duì)測(cè)試評(píng)估3—16 歲兒童的動(dòng)作協(xié)調(diào)能力起到了積極的作用。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)精確的測(cè)量工具，其重量精確到克，而且儀器設(shè)備配置了指導(dǎo)用語和精確的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，符合兒童時(shí)期心理、生理的發(fā)展特點(diǎn)。測(cè)試結(jié)果可以更有效地對(duì)兒童進(jìn)行有針對(duì)性的體育鍛煉干預(yù)。

從國內(nèi)相關(guān)研究情況來看，國內(nèi)研究主要集中于3—6歲幼兒體育鍛煉內(nèi)容的合理性、安全性、幼兒體育鍛煉目標(biāo)和幼兒體育活動(dòng)的合理開展等方面。2001 年國務(wù)院頒布了以促進(jìn)0—14 歲兒童發(fā)展為主題，以提高兒童身心素質(zhì)為重點(diǎn)的《中國兒童發(fā)展綱要（2001—2010）》，其中對(duì)3—6 歲的幼兒作為一個(gè)年齡組進(jìn)行了14 項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試。測(cè)試指標(biāo)（2000 年和2005 年）主要包括形態(tài)指標(biāo)（身高、坐高、體重、胸圍、上臂部皮褶厚度、肩胛部皮褶厚度、腹部皮褶厚度）和素質(zhì)指標(biāo)（10 米折返跑、雙腳連續(xù)跳、網(wǎng)球擲遠(yuǎn)、立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈、走平衡木）。

關(guān)于體育器材智能化的研究較少，從查閱的參考文獻(xiàn)來看，一是關(guān)于智能化體育器材管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，其結(jié)果顯示智能化體育器材的優(yōu)點(diǎn)在于有著可靠性的運(yùn)行,系統(tǒng)響應(yīng)速度高,安全性高,能同時(shí)滿足系統(tǒng)功能需求和非功能需求；二是智能化管理在高校體育器材的應(yīng)用方面。另外目前我國智能化體育器材全面的、大范圍的應(yīng)用，一般集中在運(yùn)動(dòng)隊(duì)、國家體質(zhì)測(cè)試、社會(huì)健身俱樂部、健身機(jī)構(gòu)、中考體質(zhì)測(cè)試（逐漸推廣中）等群體和機(jī)構(gòu)中。

本文以發(fā)展幼兒身體素質(zhì)為目的，依托國家教育部關(guān)于幼兒教育、體育發(fā)展方向等文件為指引，以幼兒發(fā)育規(guī)律和成長特點(diǎn)為基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)、智能化為主要技術(shù)核心，以幼兒喜聞樂見的娛樂化、情節(jié)化的參與方式為手段，對(duì)智能化體質(zhì)鍛練器材管理系統(tǒng)功能化需求進(jìn)行分析, 確定可行的系統(tǒng)管理設(shè)計(jì)方案,研發(fā)適合3—6 歲幼兒體質(zhì)鍛練的智能化器材，旨在通過提高器材的科技水平從而提高身體素質(zhì)鍛煉的有效性，通過趣味性的游戲環(huán)節(jié)提高幼兒體育鍛煉的參與度，通過大數(shù)據(jù)等后臺(tái)手段提高對(duì)運(yùn)動(dòng)效果的綜合分析和評(píng)價(jià)水平，使得幼兒身體素質(zhì)鍛練更加科學(xué)化，最終推向社會(huì)面向市場(chǎng)，形成產(chǎn)學(xué)研一體化。

1 研究方法

1.1 問卷調(diào)查、專家咨詢法

在查閱了有關(guān)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，2018 年10 月對(duì)山西省11 個(gè)市問卷調(diào)查和體育專家，對(duì)“3—6 歲幼兒身體素質(zhì)鍛煉體育器材”進(jìn)行走訪。

1.2 體質(zhì)測(cè)試法

2019 年3 月測(cè)試采集了山西省體育局幼兒園、4 所北京和平與末來太原市連鎖幼兒園共計(jì)1600 名3—6 歲幼兒數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析測(cè)試完成情況和存在的有關(guān)問題。

1.3 探索性研究法

結(jié)合掌握的幼兒身體素質(zhì)鍛煉目標(biāo)和研發(fā)器材，融入科學(xué)、智能化技術(shù)，設(shè)計(jì)研發(fā)適合3—6 歲幼兒身體素質(zhì)鍛煉的系列器材。

1.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

對(duì)收集的數(shù)據(jù)用Excel 軟件做統(tǒng)計(jì)分析和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 現(xiàn)狀分析

研究表明，我國青少年，特別是3—6 歲幼兒的身體素質(zhì)正逐年下降，與歐美等發(fā)達(dá)國家的幼兒相比差距明顯并在逐步擴(kuò)大，各項(xiàng)指標(biāo)中速度、力量、柔韌、靈敏等差距最為明顯。存在以下幾個(gè)問題：一些鍛煉測(cè)試指標(biāo)的設(shè)置過于統(tǒng)一；以鍛煉身體素質(zhì)為主的測(cè)試指標(biāo),其掌握動(dòng)作技能難度往往超出了3—4 歲幼兒的生長發(fā)育水平；科技感薄弱、無情境化線索和指導(dǎo)用語，難以激發(fā)幼兒參與身體活動(dòng)的興趣。

當(dāng)前，幼兒體質(zhì)健康測(cè)試的普及率較低，各地幼兒園幾乎都沒有能夠供幼兒進(jìn)行相應(yīng)身體素質(zhì)鍛煉的輔助器械。隨著網(wǎng)媒時(shí)代的快速發(fā)展以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，科學(xué)化、智能化逐漸融入到體育發(fā)展的各個(gè)層面。多年來在競技體育、全民健身工作中已經(jīng)取得相當(dāng)大的進(jìn)步，表現(xiàn)在科學(xué)訓(xùn)練、科學(xué)健身、智能化監(jiān)控以及大數(shù)據(jù)直觀反饋等方面。在全民體育、全民健身背景下，幼兒智能化鍛煉器材及大數(shù)據(jù)的應(yīng)用正在逐漸融入到體育及社會(huì)教育等各個(gè)方面。

2.2 存在的問題

2.2.1 以往的3—6 歲幼兒體質(zhì)測(cè)試器材和體育鍛煉測(cè)試儀器停留在用秒表計(jì)算跑步速度，投球距離以目測(cè)為主，采集數(shù)據(jù)多以手工輸入為主，這些無法適應(yīng)當(dāng)今科學(xué)化要求。3—6 歲幼兒年齡過小，專注度不夠集中，而傳統(tǒng)的體育鍛煉器材設(shè)計(jì)感薄弱，工具感過強(qiáng)，難以激發(fā)幼兒參與體育鍛練的興趣。

2.2.2 專訪調(diào)研中80%專家提到，現(xiàn)在使用的幼兒身體素質(zhì)鍛煉指標(biāo)中，測(cè)試數(shù)據(jù)采集不夠精確，且全部為身體素質(zhì)鍛煉指標(biāo)；大多數(shù)幼兒在測(cè)試中不能完整完成測(cè)試項(xiàng)目，比如走平衡木、網(wǎng)球擲遠(yuǎn)、20 米直線跑等。問卷調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：有70%提出測(cè)試工具落后，科技感薄弱，有60%提出應(yīng)該在身體素質(zhì)鍛煉指標(biāo)中增加情境化、趣味性和可操作性，

2.2.3 幼兒體質(zhì)鍛煉測(cè)試結(jié)果顯示：3—6 歲幼兒體質(zhì)鍛煉測(cè)試，優(yōu)秀率1%、良好率6%、合格率76%、不合格率17%。依據(jù)3—6 歲幼兒身體素質(zhì)發(fā)育理論，測(cè)試實(shí)際情況優(yōu)秀良好率低，不及格率偏高。

圖1 3—6 歲幼兒體質(zhì)測(cè)試合格率

部分項(xiàng)目的測(cè)試結(jié)果見表1。10 米往返跑得分（平均數(shù)）分別為2.36、2.37、2.93，基本在合格水平線上，網(wǎng)球擲遠(yuǎn)得分（平均數(shù)）分別為2.24、2.25、3.80，走平衡木得分（平均數(shù)）最差，分別為1.64、1.77、2.09，處在不合格水平線上。這樣的測(cè)試結(jié)果，除了3—6 歲幼兒平時(shí)參加體育鍛煉較少外，儀器設(shè)備的科學(xué)化、可操作性，可能也是問題之一。另外，走平衡木項(xiàng)目、網(wǎng)球擲遠(yuǎn)、10 米折返跑和立定跳遠(yuǎn)這四個(gè)指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果在評(píng)定身體素質(zhì)時(shí)因幼兒的年齡太小，而導(dǎo)致誤差較大。如：走平衡木項(xiàng)目時(shí)，幼兒可能因?yàn)槟懬佣鵁o法完成或較慢完成整個(gè)過程；10 米折返跑，幼兒如專注力不夠就無法正常發(fā)揮；投擲和跳躍能力，3—6 歲幼兒受動(dòng)作技術(shù)的影響，也可能不能真實(shí)的反應(yīng)身體素質(zhì)情況。

表1 3—6 歲幼兒體質(zhì)測(cè)試部分項(xiàng)目評(píng)價(jià)等級(jí)平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差

2.2.4 對(duì)山西省太原市二十多所一星級(jí)以下幼兒園體育器材的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，太原市幼兒園的大型體育器材在數(shù)量和質(zhì)量兩個(gè)方面跟幼兒園的星級(jí)有關(guān)，幼兒園星級(jí)越高的，配置大型和小型體育器材的越多，一星級(jí)以下和民辦幼兒園由于活動(dòng)場(chǎng)地和經(jīng)費(fèi)的限制,并沒有配備大型體育器材。

器材的材質(zhì)以硬性塑料和混合型材質(zhì)為主（圖2），較為單一，其中大型體育器材占2%，塑鐵混合型材質(zhì)的器材占所調(diào)查幼兒園大型器材總數(shù)的31%，硬性塑料占30%，鐵質(zhì)占13%，木質(zhì)占2%，自制占35%。超過89%以上的幼兒園沒有配備幼兒體質(zhì)測(cè)試鍛煉體育器材。20 所幼兒園中，超過70%以上的幼兒園體育設(shè)施、器材的配置沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，“有一定差距”和“差距很大”各占一半。近十年城鎮(zhèn)幼兒園體育場(chǎng)地、器材的配置數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足幼兒園兒童對(duì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地、器材的需求。

圖2 太原市一星級(jí)以下幼兒園體育鍛煉器材材質(zhì)情況

目前幼兒園3—6 歲幼兒身體素質(zhì)鍛煉的器械相對(duì)匱乏，且器械之間缺少關(guān)聯(lián)，幼兒身體素質(zhì)鍛煉普遍不能科學(xué)系統(tǒng)地進(jìn)行。加之幼兒園專業(yè)體智能老師的缺失，無法將現(xiàn)有的器械合理整合形成一個(gè)完整的系統(tǒng)，導(dǎo)致幼兒參與度不高且鍛煉效果不好。

2.2.5 幼兒身體發(fā)展新要求

當(dāng)前幼兒參加身體素質(zhì)鍛練的重要性以及進(jìn)行科學(xué)測(cè)試和智能化監(jiān)控是非常必要的。體育強(qiáng)國建設(shè)必須從幼兒期抓起，幼兒的體質(zhì)強(qiáng)健和心理健康對(duì)其未來的發(fā)展尤為重要。

3 討論

3.1“3—6 歲幼兒身體素質(zhì)鍛煉測(cè)試服務(wù)平臺(tái)”構(gòu)想

本研究以幼兒身體素質(zhì)鍛煉為出發(fā)點(diǎn)，依托國家教育部關(guān)于幼兒教育、幼兒體育發(fā)展等相關(guān)文件，結(jié)合幼兒身心發(fā)展特點(diǎn)與2012 年10 月教育部正式頒布的《3—6 歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》，按照體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容研究設(shè)計(jì)7 項(xiàng)體育鍛煉器材，包括20 米直線跑、立定跳遠(yuǎn)、網(wǎng)球擲遠(yuǎn)、雙腳連續(xù)跳、坐位體前屈、走平衡木、單腳站立。本套器材在開發(fā)設(shè)計(jì)之初就提出了幼兒身體素質(zhì)鍛煉的智能化和情境化，強(qiáng)調(diào)鍛煉過程的趣味性和可操作性，并加入當(dāng)下最前沿的科學(xué)技術(shù)和主題元素，激發(fā)幼兒對(duì)體育鍛煉的興趣，并在游戲的過程中感受科技感，培養(yǎng)其科學(xué)思維和想象力。

3.2 技術(shù)路線

圖3 3—6 歲幼兒情境智能化體育鍛煉器材開發(fā)技術(shù)路線

3.3 技術(shù)分析

本套器材每一個(gè)器械都有著一個(gè)故事，每個(gè)故事前后相關(guān)，緊密聯(lián)系；而每個(gè)器械都是一個(gè)場(chǎng)景，每個(gè)器械都具有針對(duì)性地鍛煉一項(xiàng)身體素質(zhì)。同時(shí)，器材的使用和操作簡便，對(duì)教師的專業(yè)程度要求不高，有利于器材使用的普及。情景化、游戲化的設(shè)計(jì)可以極大地激發(fā)幼兒興趣，提高幼兒的自主性，促進(jìn)幼兒主動(dòng)參與，加之整套器械極高的可操作性，測(cè)試方法簡單，結(jié)果輸出快捷，在降低人力需求的同時(shí)還能真實(shí)有效地反映幼兒各項(xiàng)身體素質(zhì)，科學(xué)系統(tǒng)地為幼兒進(jìn)行體育鍛煉，全面提升幼兒各項(xiàng)身體素質(zhì)，并為幼兒園競爭提供新的亮點(diǎn)，搶占幼兒體智能龐大市場(chǎng)的先機(jī)。

4 結(jié)論

4.1 幼兒體質(zhì)測(cè)評(píng)和身體素質(zhì)鍛煉標(biāo)準(zhǔn)是幼兒園健康教育的一部分，測(cè)評(píng)內(nèi)容為制定幼兒健康活動(dòng)的目的、方法和內(nèi)容提供了科學(xué)依據(jù)，對(duì)促進(jìn)幼兒體質(zhì)發(fā)展有積極的指導(dǎo)作用。要提升3—6 歲幼兒的學(xué)習(xí)能力，開發(fā)幼兒無限的潛能，必須先培養(yǎng)訓(xùn)練他們的體能、智能，激發(fā)幼兒身體素質(zhì)全面發(fā)展，使其擁有強(qiáng)健的體魄，充沛的體力，振奮的精神和持續(xù)的專注力。

4.2 由于幼兒（3—6 歲）年齡過小，專注度不夠集中，而傳統(tǒng)的體測(cè)工具和設(shè)備為滿足測(cè)試需求，工具感過強(qiáng)，難以激發(fā)幼兒興趣。為增加體測(cè)的趣味性，并保證體測(cè)過程的順利進(jìn)行，幼兒體質(zhì)測(cè)評(píng)將以情境化游戲?yàn)檩d體，運(yùn)用情境智能化的兒童體育鍛煉器材，創(chuàng)造一個(gè)情境故事，用有趣的故事情節(jié)和冒險(xiǎn)環(huán)節(jié)——“未來寶寶智勇大冒險(xiǎn)”，引領(lǐng)幼兒完成7 項(xiàng)體質(zhì)測(cè)試，在愉快游戲的同時(shí)，提升兒童體能、激發(fā)兒童智能、促進(jìn)兒童全面發(fā)展。

4.3 本套器材整個(gè)測(cè)試過程信息化、網(wǎng)絡(luò)化，各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果自動(dòng)錄入系統(tǒng)，終端處理器快速生成評(píng)價(jià)指標(biāo)和鍛煉指導(dǎo)方案，數(shù)據(jù)庫也同時(shí)建立。

4.4 本套器材在開發(fā)設(shè)計(jì)之初就提出了幼兒身體素質(zhì)鍛煉的智能化和情境化，強(qiáng)調(diào)鍛煉過程的趣味性和可操作性，并加入當(dāng)下最前沿的科學(xué)技術(shù)和主題元素，激發(fā)幼兒對(duì)身體素質(zhì)鍛煉的興趣，并在游戲的過程中感受科技感，培養(yǎng)其科學(xué)思維和想象力。

4.5 本套智能化幼兒身體素質(zhì)鍛煉器材可以將孩子每項(xiàng)身體素質(zhì)直觀展現(xiàn)并生成表格，讓家長清晰明了地看到孩子的每一項(xiàng)身體素質(zhì)的具體情況，了解孩子每項(xiàng)身體素質(zhì)存在的優(yōu)勢(shì)和缺陷，提高家長對(duì)幼兒身體素質(zhì)鍛煉的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，還能夠?qū)崟r(shí)掌握每個(gè)孩子每一項(xiàng)身體素質(zhì)的發(fā)展情況，便于老師與家長及時(shí)溝通，提升家長對(duì)孩子身體素質(zhì)和運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)注度，進(jìn)一步夯實(shí)家園共建的基礎(chǔ)。

隨著5G 技術(shù)的運(yùn)用，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，科學(xué)化、智能化逐漸融入到體育發(fā)展的各個(gè)層面，表現(xiàn)在科學(xué)的訓(xùn)練、智能的監(jiān)控以及大數(shù)據(jù)直觀的反饋等方面。在全民體育、全民健身背景下，科學(xué)的鍛煉標(biāo)準(zhǔn)、智能的鍛煉器材、數(shù)據(jù)的可參考性正在逐漸融入到社會(huì)體育、學(xué)校體育、幼兒體育等各個(gè)機(jī)構(gòu)。3—6 歲幼兒情境智能化體育鍛煉器材的開發(fā)研究，對(duì)全面提升幼兒各項(xiàng)身體素質(zhì)具有深遠(yuǎn)的意義。