人工智能技術(shù)在大學(xué)體育課程中的應(yīng)用探究

蔡筱燁

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師在的時(shí)間精力有限，但是AI技術(shù)輔助教學(xué)的出現(xiàn)，大大地方便了學(xué)生和教師，可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行學(xué)習(xí)和授課，也可以解決專業(yè)教師或場(chǎng)地欠缺的問(wèn)題。而且，人工智能為個(gè)體學(xué)習(xí)者選擇適宜的慕課、混合式學(xué)習(xí)等個(gè)性化學(xué)習(xí)模式提供了可能，也可通過(guò)大量的數(shù)據(jù)分析為學(xué)生進(jìn)行更好的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)和監(jiān)督。在大學(xué)體育課堂教學(xué)中，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的教學(xué)觀念，將人工智能技術(shù)與之結(jié)合運(yùn)用，促進(jìn)實(shí)際發(fā)展，從整體上提高教學(xué)的效率和質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)和身心健康。

1 研究背景

1.1 前言

在信息科技快速發(fā)展的當(dāng)下，人工智能技術(shù)發(fā)展應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括體育領(lǐng)域。例如，越來(lái)越多的人在運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)穿戴智能的設(shè)備，使之追蹤檢測(cè)到個(gè)人心率，BMI等體質(zhì)指標(biāo)，從而不斷地改善調(diào)節(jié)機(jī)能狀況，追求更加健康的身體與生活方式，為人們的生活帶來(lái)便利;再例如，鷹眼系統(tǒng)促進(jìn)比賽公平公正;通過(guò)智能系統(tǒng)對(duì)先進(jìn)技戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行分析，提取精華部分，再結(jié)合人類學(xué)習(xí)規(guī)律，對(duì)體育訓(xùn)練與競(jìng)賽進(jìn)行指導(dǎo);將運(yùn)動(dòng)員的信息匯集分析，追蹤成材軌跡，體現(xiàn)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的人格特質(zhì)和共同品質(zhì)，為各類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員設(shè)計(jì)出更為科學(xué)的訓(xùn)練計(jì)劃。而在體育教學(xué)中，傳統(tǒng)的大學(xué)體育課堂教學(xué)，與學(xué)生的互動(dòng)性較低，一味的輸出，導(dǎo)致學(xué)生運(yùn)動(dòng)興趣下降，參與度減少，強(qiáng)身健體的效果大打折扣。這也就要求我們，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用人工智能技術(shù)來(lái)輔助體育教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生更深入的理解和學(xué)習(xí)，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.2 人工智能技術(shù)釋義與發(fā)展

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI，計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。人工智能技術(shù)與各類領(lǐng)域相結(jié)合，幫助其領(lǐng)域發(fā)展更為創(chuàng)新與成熟化。那么對(duì)于體育教學(xué)來(lái)說(shuō)，我們就應(yīng)當(dāng)用更為智能的方式去進(jìn)行體育教學(xué)，在人工智能的平臺(tái)上，把人工智能與體育教學(xué)相結(jié)合，將教師與學(xué)生進(jìn)行對(duì)接，更新教育資源結(jié)構(gòu)、教學(xué)反饋和評(píng)價(jià)機(jī)制，形成多層次、多領(lǐng)域的新型“人工智能+體育教學(xué)”教學(xué)系統(tǒng)。

2 研究方法

2.1 文獻(xiàn)資料法

為滿足本文需要，從學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中綜合查閱相關(guān)文獻(xiàn)，調(diào)查已有研究成果，探究人工智能技術(shù)在大學(xué)體育課程中的應(yīng)用;明確相關(guān)概念，梳理研究綱程，為本研究提供參考依據(jù)，奠定理論基礎(chǔ)。

2.2 專家訪談法

通過(guò)面對(duì)面、網(wǎng)絡(luò)等聯(lián)系方式，針對(duì)本文所涉及的研究領(lǐng)域的專家進(jìn)行了咨詢和訪問(wèn)，了解和掌握有關(guān)體育與人工智能在教學(xué)和技術(shù)等方面的相關(guān)知識(shí)，為本文內(nèi)容提供了重要的研究基礎(chǔ)。

2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

本文運(yùn)用Excel對(duì)所取得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整理，并對(duì)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行查驗(yàn)和分析，便于進(jìn)行進(jìn)一步的分析歸納和總結(jié)。

3 結(jié)果分析

3.1 多媒體輔助教學(xué)

運(yùn)用多媒體，將文本數(shù)據(jù)、教學(xué)詳盡內(nèi)容，直觀完整地呈現(xiàn)給學(xué)生，生動(dòng)形象的視頻、音頻輔助學(xué)生更好的理解和學(xué)習(xí);還可以通過(guò)數(shù)據(jù)的傳輸，隨時(shí)隨地的讓學(xué)生和教師進(jìn)行學(xué)習(xí)和授課，大大彌補(bǔ)了以往教學(xué)形式的不足，優(yōu)化教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)習(xí)效率及教學(xué)質(zhì)量的提升。通過(guò)一系列的教學(xué)輔助手段從課前延伸到課后，時(shí)間自由的大學(xué)生，將課余時(shí)間合理安排，促進(jìn)了教與學(xué)的發(fā)展。

3.2 微課與課程結(jié)合

目前，教學(xué)發(fā)展的領(lǐng)域當(dāng)中，微課作為一種新型的教學(xué)手段，吸引了各類教師將其應(yīng)用于課堂學(xué)習(xí)當(dāng)中。在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，現(xiàn)代信息技術(shù)、多媒體互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與課堂教學(xué)相結(jié)合的綜合性教學(xué)模式深受好評(píng)。對(duì)于體育教學(xué)，教師可以不止停留于學(xué)校的教學(xué)當(dāng)中，還可以讓學(xué)生在家或者課下閑余時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，翻轉(zhuǎn)課堂，教師將學(xué)習(xí)內(nèi)容提前發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生先做好預(yù)習(xí)工作，帶著問(wèn)題來(lái)進(jìn)行課堂授課與學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)技術(shù)動(dòng)作的深刻理解和把握，尊重了個(gè)體差異，這樣不僅可以更高效的完成教學(xué)任務(wù)還提高了教學(xué)的質(zhì)量。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

由于體育運(yùn)動(dòng)的特殊性，以及學(xué)校經(jīng)費(fèi)與設(shè)施的有限、室內(nèi)的體育館及體育設(shè)備不全、學(xué)生人數(shù)較多，場(chǎng)地?fù)頂D、戶外上課受限于天氣、疾病疫情等問(wèn)題的出現(xiàn)都會(huì)影響到體育教學(xué)的進(jìn)展，那么就可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)的先進(jìn)技術(shù)來(lái)模擬課堂教學(xué)，運(yùn)用驅(qū)動(dòng)合成立體聲音，視覺(jué)跟蹤與視覺(jué)感應(yīng)點(diǎn)技術(shù)映現(xiàn)出真實(shí)畫面，對(duì)人體感官各種電信號(hào)的刺激，讓學(xué)生如同在真實(shí)課堂下去學(xué)習(xí)體育知識(shí)。例如，在學(xué)習(xí)健美操基本動(dòng)作時(shí)，教師可以通過(guò)觸摸擺動(dòng)影像學(xué)生的手、腳、胯部等部位來(lái)刺激肢體感應(yīng)進(jìn)而來(lái)更正錯(cuò)誤動(dòng)作，增加正確印象。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于體育教學(xué)，可以更好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)交互式教學(xué)模式的不足，打破時(shí)間和空間的限制，確保學(xué)生的安全，激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)和活動(dòng)的熱情度，使學(xué)生更全神貫注的進(jìn)行體育知識(shí)與技能的吸收，并且較長(zhǎng)時(shí)間的記憶可以加深對(duì)體育動(dòng)作的理解和應(yīng)用，也有助于學(xué)生未來(lái)的身心發(fā)展。

3.4 視頻錄像技術(shù)

體育課程主要是以實(shí)踐為主，對(duì)于知識(shí)的吸收效果，主要還是以實(shí)踐動(dòng)作來(lái)傳達(dá)體現(xiàn)，那么就需要學(xué)生進(jìn)行多次的練習(xí)和糾錯(cuò)，來(lái)形成動(dòng)力定型，接近所需的標(biāo)準(zhǔn)，最終達(dá)到自動(dòng)化熟練階段。但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，不同的老師的技術(shù)水平、授課能力參差不齊、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足、課堂精力有限、動(dòng)作示范的標(biāo)準(zhǔn)程度等問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)作不規(guī)范或者將不正確的動(dòng)作反復(fù)練習(xí)，達(dá)不到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)效果。教師可以運(yùn)用視頻錄像技術(shù)，在課后將授課視頻進(jìn)行反復(fù)研磨，找出實(shí)際問(wèn)題，在下節(jié)課中進(jìn)行糾錯(cuò)和更正，提高教學(xué)質(zhì)量;還可以將視頻發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在視頻中尋找出個(gè)人問(wèn)題，將動(dòng)作進(jìn)行更標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的更正學(xué)習(xí)，提高動(dòng)作熟練掌握度;例如，以功夫扇為例，“蘇秦背劍”動(dòng)作相對(duì)較復(fù)雜，學(xué)生完整掌握動(dòng)作還稍有困難，就更不要說(shuō)要求將動(dòng)作完全標(biāo)準(zhǔn)化了。對(duì)此，教師可以將標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作視頻與學(xué)生完成動(dòng)作的視頻一并發(fā)給學(xué)生，反復(fù)觀看，自行對(duì)比糾錯(cuò)和更正，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生主動(dòng)性。

3.5 運(yùn)動(dòng)軟件、穿戴設(shè)備

人工智能設(shè)備的出現(xiàn)，為學(xué)校和學(xué)生帶來(lái)了便利，也大大減輕了體育教師的工作量。例如，在運(yùn)動(dòng)會(huì)的徑賽項(xiàng)目中，教師無(wú)須參與到成績(jī)的記錄當(dāng)中去，僅可對(duì)最終數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)，減少錯(cuò)誤率，還可以讓學(xué)生直觀看到自己的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，爭(zhēng)分奪秒的參與比賽，更有激情和熱血。又例如，學(xué)?？梢耘c軟件公司合作，研發(fā)出符合本校的體育運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，如“體質(zhì)監(jiān)測(cè)”“運(yùn)動(dòng)會(huì)成績(jī)編排管理”等，來(lái)提高工作的效率;或者通過(guò)軟件去讀學(xué)生四年體測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，讓學(xué)生直觀地感受到體育帶給身體各機(jī)能的益處變化，同時(shí)還可有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)和建議，從而促進(jìn)學(xué)生體質(zhì)健康和終身體育。

再例如，學(xué)生通過(guò)佩戴運(yùn)動(dòng)手環(huán)進(jìn)行體育活動(dòng)，結(jié)合自身情況，來(lái)分析個(gè)人運(yùn)動(dòng)消耗、機(jī)能變化，是否達(dá)成理想的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等，進(jìn)而有所側(cè)重的增加或刪減運(yùn)動(dòng)量與強(qiáng)度，來(lái)改善身體健康水平，促進(jìn)終身體育;對(duì)卡路里的攝取進(jìn)行讀取分析，提高學(xué)生運(yùn)動(dòng)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，更有利于合理飲食習(xí)慣的養(yǎng)成;教師也可以通過(guò)智能設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，及時(shí)了解學(xué)生的身體情況，對(duì)于異常數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析和處理，減少不必要的運(yùn)動(dòng)損傷。

3.6 大數(shù)據(jù)

學(xué)校的信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，資源共享平臺(tái)，云端等數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)教師和學(xué)生的體育運(yùn)動(dòng)情況和身體機(jī)能發(fā)展?fàn)顩r，可以更好的調(diào)配運(yùn)動(dòng)負(fù)荷與時(shí)間，選擇更為適宜的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行鍛煉，促進(jìn)身心健康發(fā)展。

每一堂體育課、每一次訓(xùn)練、比賽所記錄下來(lái)的大量體育數(shù)據(jù)，可以作為本次課或比賽訓(xùn)練的反饋，還可作為下次訓(xùn)練和教學(xué)的導(dǎo)向。例如，課堂教學(xué)的大數(shù)據(jù)，可以評(píng)價(jià)教師的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)目標(biāo)任務(wù)的完成度;課堂表現(xiàn)的大數(shù)據(jù)，可作為學(xué)生課堂表現(xiàn)和成績(jī)?cè)u(píng)定的重要指標(biāo);心率、步數(shù)、血壓等大數(shù)據(jù)的分析，可以作為運(yùn)動(dòng)健康的監(jiān)控指標(biāo);教學(xué)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)，可作為教師教學(xué)內(nèi)容和方式的整改指標(biāo)依據(jù)，還可將各學(xué)生生理指標(biāo)數(shù)據(jù)納入評(píng)價(jià)體系，使評(píng)價(jià)體系更為完善、合理;不同的學(xué)生，不同的身體機(jī)能和運(yùn)動(dòng)喜好，對(duì)學(xué)生個(gè)體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的分析，可讓教師因材施教地制定出符合個(gè)人的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及時(shí)間，從而達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)效果。

4 研究結(jié)論

人工智能技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上建立的信息技術(shù)科學(xué)，具有較強(qiáng)的開放性、靈活性、交互性、協(xié)作性。體育將與其結(jié)合運(yùn)用于教學(xué)，有利于豐富教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)教學(xué)模式的多元發(fā)展;通過(guò)智能教學(xué)系統(tǒng)指導(dǎo)師生教學(xué)與訓(xùn)練，完善教學(xué)方法和手段;通過(guò)數(shù)據(jù)反饋與評(píng)價(jià)，評(píng)估課程質(zhì)量，整合信息共享資源平臺(tái)，更好地幫助教者與學(xué)者進(jìn)行授課和學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)身心健康發(fā)展。

（作者單位：上海師范大學(xué)天華學(xué)院）