智創(chuàng)人工智能場景，賦能體育教學(xué)

李圣杰

【摘 要】深化體育教學(xué)改革勢在必行，將人工智能技術(shù)引入小學(xué)體育課堂之中，能夠助力高效課堂的形成。本文通過人工智能技術(shù)融合體育教學(xué)的實(shí)踐研究，提出提高體育教學(xué)的有效策略。

【關(guān)鍵詞】人工智能技術(shù) 體育教學(xué) 智慧體育

近年來，人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，目前已在社會各領(lǐng)域普及，為人們的生活與生產(chǎn)提供了便捷，尤其在教育領(lǐng)域更是起到了顯著的作用。在體育教學(xué)中，有效運(yùn)用人工智能技術(shù)的功能創(chuàng)設(shè)情境，對學(xué)生個體差異進(jìn)行數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)分析，可以有針對性地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)、啟迪思維、評價反饋，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)體育與健康知識，合理安排適當(dāng)?shù)纳眢w練習(xí)，從而提升體能運(yùn)動技能水平，促進(jìn)學(xué)生身心健康。

一、人工智能賦能體育教學(xué)的需求

利用人工智能技術(shù)，能夠采集學(xué)生的運(yùn)動數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)、計算成績，幫助學(xué)生制訂個性化的運(yùn)動方案。而傳統(tǒng)體育教學(xué)存在“難量化、難記錄、難監(jiān)督、難分析”等問題，致使體育課堂效率低下、質(zhì)量不高，教師需借助人工智能技術(shù)賦能，改進(jìn)體育教學(xué)。人工智能賦能體育教學(xué)的需求主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（一）教學(xué)理念陳舊，難以滿足需求

科技賦能體育教學(xué)，需要改變傳統(tǒng)教學(xué)方式和“固化”的教學(xué)理念，適應(yīng)新時代的發(fā)展。例如，在傳統(tǒng)的體育課堂中，學(xué)生在體育課上缺乏運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動效果的監(jiān)測，導(dǎo)致學(xué)生活動量不均衡，并且傳統(tǒng)的運(yùn)動強(qiáng)度監(jiān)測方式復(fù)雜、耗時、低效且操作不便，不能滿足個體需求，同時無法做到差異性教學(xué)。

（二）教學(xué)形式單調(diào)，導(dǎo)致素養(yǎng)缺失

一直以來，學(xué)生喜歡體育活動，但不喜歡體育課。原因有許多，比如“放羊式課堂” “軍訓(xùn)式課堂”“快樂式課堂”等。這樣的課堂缺乏創(chuàng)新，形式單一，導(dǎo)致在培育學(xué)生運(yùn)動能力、健康行為、體育品德核心素養(yǎng)方面存在缺失。

（三）互動交流不足，失去運(yùn)動興趣

體育教師在體育課中處于主導(dǎo)地位，對學(xué)生進(jìn)行灌輸式教學(xué)，導(dǎo)致教師對課堂生成的資源捕捉不到位、不及時，對學(xué)生的練習(xí)情況、內(nèi)在情感關(guān)注不足，缺乏有效的互動交流，從而影響學(xué)生對技能的掌握，教學(xué)效果不佳，導(dǎo)致學(xué)生失去運(yùn)動興趣。

（四）評價方式單一，阻礙學(xué)生發(fā)展

體育教學(xué)評價對體育教學(xué)的實(shí)施起著重要的促進(jìn)作用，但現(xiàn)階段體育教學(xué)評價有一定的弊端，難以對學(xué)生進(jìn)行有效、全面評價。以教師為主的口頭評價方式導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大大降低，不利于激發(fā)學(xué)生的潛能，阻礙了學(xué)生的全面發(fā)展。

二、人工智能賦能體育教學(xué)的應(yīng)用

運(yùn)用人工智能技術(shù)，可以優(yōu)化體育教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生內(nèi)心產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，這也是促進(jìn)學(xué)生高效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)的重要手段。在教學(xué)過程中，教師實(shí)時監(jiān)控課堂，利用數(shù)據(jù)分析，及時了解學(xué)生的學(xué)練情況，并據(jù)此作出調(diào)整，進(jìn)而提高教學(xué)效率。因此，要真正實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)賦能體育教學(xué)，筆者認(rèn)為可以通過以下四個策略來實(shí)施：

（一）智能化監(jiān)測，保障運(yùn)動負(fù)荷

體育課堂可運(yùn)用人工智能技術(shù)和可穿戴設(shè)備，讓學(xué)生佩戴心率監(jiān)測手環(huán)。體育教師使用教學(xué)平板，通過數(shù)據(jù)大屏實(shí)時監(jiān)測運(yùn)動數(shù)據(jù)，可以及時統(tǒng)計分析，確保學(xué)生運(yùn)動在正常心率下進(jìn)行并監(jiān)督運(yùn)動和鍛煉效果。

如一節(jié)“耐久跑”課例中，根據(jù)大屏幕反饋的運(yùn)動數(shù)據(jù)，教師可實(shí)施針對性指導(dǎo)。例如：按照數(shù)據(jù)進(jìn)行能力分組，實(shí)時關(guān)注學(xué)生運(yùn)動情況，針對不同運(yùn)動水平的學(xué)生，適當(dāng)增減練習(xí)次數(shù)和組數(shù)；學(xué)生也可以根據(jù)自身數(shù)據(jù)自主調(diào)控，設(shè)定練習(xí)目標(biāo)。在合作學(xué)習(xí)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注自身及他人的運(yùn)動心率，學(xué)生可依據(jù)自身能力，幫助組員調(diào)整練習(xí)，具體對組員的呼吸節(jié)奏、步幅均勻、擺臂動作輕快、重心前移等動作進(jìn)行要點(diǎn)提示，幫助其掌握動作技術(shù)的要領(lǐng)。課后，班級數(shù)據(jù)報告和個人課堂數(shù)據(jù)報告會自動上傳至智能化監(jiān)測系統(tǒng)，從而讓教師了解群體運(yùn)動密度、個體運(yùn)動密度等情況，合理評估課程設(shè)計，據(jù)此科學(xué)優(yōu)化教學(xué)計劃。

智能化監(jiān)測設(shè)備的助力，為教師掌握關(guān)于學(xué)生體能、技術(shù)應(yīng)用情況等方面的大量數(shù)據(jù)信息提供了重要支持，教師可進(jìn)一步探知體育教學(xué)的優(yōu)化方法，針對不同體質(zhì)健康水平的學(xué)生，進(jìn)行差異化的運(yùn)動干預(yù)，保障學(xué)生運(yùn)動負(fù)荷，增強(qiáng)體質(zhì)。

（二）情景化教學(xué)，體現(xiàn)健身育人

以人工智能技術(shù)作為支持，體育教師要善于創(chuàng)設(shè)情境，組織學(xué)生體驗(yàn)，適時進(jìn)行引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生掌握體育與健康知識，并形成一定的運(yùn)動能力。同時，學(xué)生在體育活動中也能夠逐步形成健康行為和體育品德。

如一節(jié)“障礙跑——小小紅軍長征行”課中，在闖關(guān)練習(xí)活動環(huán)節(jié)，教師將人工智能動畫場景和教學(xué)場景相結(jié)合，組織學(xué)生結(jié)合大屏聲畫場景身臨其境體驗(yàn)紅軍長征路，學(xué)會面對不同障礙時用正確技術(shù)動作闖關(guān)。而以小組合作方式進(jìn)行繞、鉆、跨技術(shù)動作的學(xué)練賽，能夠增強(qiáng)同伴之間的合作意識，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)拼搏的精神，并將長征精神貫穿課堂始終。在比賽環(huán)節(jié)，教師引入人工智能體感游戲，利用大屏幕中呈現(xiàn)的“荒野求生”情境渲染了教學(xué)氣氛，讓學(xué)生適應(yīng)情境，扮演角色，通過“樹林” “小溪” “山洞”等場景時，分別采用繞過、跳過、鉆過三種越過障礙物技術(shù)。學(xué)生按照自身的技能掌握程度選擇初級賽、進(jìn)階賽、精英賽，更好地滿足了個體需求。

人工智能動畫為學(xué)生呈現(xiàn)生動、直觀的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生感受紅軍長征的艱辛，培養(yǎng)了學(xué)生的愛國主義精神和集體主義精神。人工智能體感讓學(xué)生真正做到學(xué)以致用。人工智能技術(shù)創(chuàng)設(shè)情景化教學(xué)，讓學(xué)生既有效掌握繞、鉆、跨等通過障礙的方法，又體現(xiàn)了健身育人的本質(zhì)特征。

（三）趣味化互動，激發(fā)運(yùn)動熱情

教師借助人工智能視覺識別技術(shù)，通過人工智能三維進(jìn)行骨骼關(guān)節(jié)識別，可以識別身體各部位的細(xì)微動作，采集運(yùn)動過程，還原學(xué)生運(yùn)動的肢體動作，讓學(xué)生通過反復(fù)比較，領(lǐng)悟動作要領(lǐng)，提升運(yùn)動技能。

一個簡單的跑步動作中其實(shí)蘊(yùn)含了很多運(yùn)動力學(xué)和生理學(xué)的知識，而錯誤的跑步動作則會導(dǎo)致膝蓋損傷。如在一節(jié)“快速跑”課中，教師運(yùn)用一套人工智能人體動作捕捉系統(tǒng)來嘗試破解這個難題。教師讓學(xué)生通過平板下載應(yīng)用程序，清晰觀察到以人體關(guān)節(jié)為基準(zhǔn)的火柴人圖，學(xué)生在練習(xí)中的姿態(tài)很快被系統(tǒng)捕捉并精準(zhǔn)化分解，在糾正、練習(xí)的過程中，學(xué)生感受到人工智能技術(shù)帶來的神奇力量，對原本枯燥乏味的快速跑練習(xí)產(chǎn)生了興趣，在課堂中主動探究、自主學(xué)習(xí)，收到了良好的教學(xué)效果。

教師要注重人工智能技術(shù)與體育課的交互性，營造體育教學(xué)的良好氛圍。人工智能技術(shù)實(shí)時收集的動作數(shù)據(jù)，形象生動地展示了學(xué)生的運(yùn)動過程中的技術(shù)動作、身體姿態(tài)，學(xué)生在趣味互動中，激發(fā)了自主學(xué)習(xí)的熱情，調(diào)動了互幫互助的積極性。

（四）個性化評價，促進(jìn)全面發(fā)展

評價是教育教學(xué)活動的“指揮棒”，是教育質(zhì)量提升的“助推器”。教師通過引入模擬場景機(jī)器人對學(xué)生進(jìn)行實(shí)時評價和反饋，比如“非常好……優(yōu)秀……再接再厲……”，就像一個真正的健身教練在身邊，監(jiān)督你，給你力量。

如在“田徑——跨越式跳高”一課中，有較多學(xué)生在助跑路線、擺動腿動作、起跳方法等方面出現(xiàn)問題。面對束手無策的學(xué)生，教師因勢利導(dǎo)，請出人工智能機(jī)器人“悟空”小老師耐心指導(dǎo)——“注意側(cè)面直線助跑，擺動腿快速上擺” “起跳腳用后腳跟過渡到全腳掌起跳”，并做了具有指向性的示范動作。隨著不斷練習(xí)，學(xué)生得到了很大的提升，進(jìn)步顯著。教師運(yùn)用電子智教屏播放各小組上傳的優(yōu)秀作品，“悟空”小老師高度贊揚(yáng)張同學(xué)：“跳高時助跑與起跳能夠銜接連貫，而且擺動腿做到內(nèi)旋下壓，非常棒！”“悟空”小老師的介入，極大滿足了學(xué)生的好奇心，學(xué)生用高度的熱情投入課堂中。

人工智能賦能，機(jī)器人“悟空”小老師的一次次點(diǎn)評交流，對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果做出符合其身心特征的個性評價，實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生的個性化指導(dǎo)，促進(jìn)了學(xué)生全面發(fā)展。

三、總結(jié)

總之，未來新時代的體育課堂將朝向信息化方向發(fā)展，突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的限制，“人工智能+體育”的結(jié)合將為學(xué)生打造更多更新的運(yùn)動方式。教師要不斷尋找和發(fā)掘信息技術(shù)的應(yīng)用點(diǎn)、整合點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)活動，豐富教學(xué)手段，創(chuàng)新教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。同時，充分發(fā)揮體育與健康的育人功能，以體育心、以體育智、以體育人，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

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