現(xiàn)代技術(shù)促進(jìn)體育教學(xué)研析

吳日州

〔摘? ? 要〕? 隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念不斷深入教育領(lǐng)域、智慧校園的大力推廣和信息技術(shù)2.0時(shí)代的開啟，以及運(yùn)動(dòng)圖像識(shí)別、三維動(dòng)作建模分析、人體骨骼分析、大數(shù)據(jù)分析、可穿戴裝備等技術(shù)的開發(fā)、成熟，傳統(tǒng)的“哨子+口令”的體育教學(xué)課正在變革。AI、5G、運(yùn)動(dòng)手環(huán)、VR等融入日常體育課堂，賦能傳承中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的武術(shù)教學(xué)，開啟了家校聯(lián)動(dòng)模式。

〔關(guān)鍵詞〕? 現(xiàn)代技術(shù)；人工智能；體育教學(xué)

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? （2023）? 13-0076-03

人工智能（AI），是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，它試圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出能與人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等?。

一、現(xiàn)代技術(shù)在小學(xué)體育教學(xué)中的運(yùn)用

近年來(lái)，人工智能迅猛發(fā)展，移動(dòng)學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等更是融入各學(xué)科教學(xué)的各環(huán)節(jié)，從課前、課中到課后，都越來(lái)越體現(xiàn)了信息化2.0改革在學(xué)校教學(xué)中的實(shí)際推行。隨著人工智能與各學(xué)科的充分融合，體育教學(xué)對(duì)人工智能的應(yīng)用也備受關(guān)注。國(guó)務(wù)院制定的《“十四五”體育發(fā)展規(guī)劃》中提出，要建設(shè)一批數(shù)字體育實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)圖像識(shí)別、三維動(dòng)作建模分析、大數(shù)據(jù)分析、可穿戴裝備研發(fā)、賽事直播等創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化。

（一）運(yùn)動(dòng)手環(huán)的運(yùn)用

隨著運(yùn)動(dòng)手環(huán)技術(shù)的更迭，其精美的外觀設(shè)計(jì)更吸引小學(xué)生，可充分調(diào)動(dòng)小學(xué)生在體育課堂上的積極性。其對(duì)使用者的心率、卡路里、血脂、血壓等具有的監(jiān)測(cè)功能成為授課教師實(shí)時(shí)掌握學(xué)生體質(zhì)狀況的輔助工具，深受教師喜歡。教師可通過(guò)藍(lán)牙、Wi-Fi、5G連接終端，形成數(shù)據(jù)分析，通過(guò)交互式平板實(shí)時(shí)掌握學(xué)生當(dāng)下的體質(zhì)狀態(tài)、負(fù)荷量等情況，并及時(shí)調(diào)整練習(xí)方法。

（二）視頻錄像的運(yùn)用

小學(xué)體育教師畢業(yè)于不同院校，文化層次由中專到碩士不等，其理論水平、專項(xiàng)水平參差不齊，對(duì)技術(shù)動(dòng)作掌握程度不一。傳統(tǒng)的體育課是教師講解、示范，學(xué)生學(xué)習(xí)、展示，教師糾正、學(xué)生進(jìn)步的過(guò)程，由于個(gè)體差異，師、生都可能存在技術(shù)動(dòng)作的偏差，教師在教授過(guò)程中有時(shí)會(huì)忽略學(xué)生的錯(cuò)誤動(dòng)作。引進(jìn)視頻錄像技術(shù)，既可以回放錄像觀察動(dòng)作，家長(zhǎng)也可查看學(xué)生在校學(xué)習(xí)情況，掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度；學(xué)生也可以居家在家長(zhǎng)監(jiān)督下糾正動(dòng)作，形成家校聯(lián)動(dòng)的態(tài)勢(shì)，以提高學(xué)生對(duì)動(dòng)作的掌握能力。

（三）?電子測(cè)試系統(tǒng)的運(yùn)用

2022年福建省某市首次引進(jìn)AI智能設(shè)備進(jìn)行中考體育測(cè)試，本次改革備受社會(huì)及體育教師的關(guān)注，是一場(chǎng)技術(shù)的革新?？忌柰ㄟ^(guò)人臉識(shí)別進(jìn)入考場(chǎng)，在每項(xiàng)考試前也需人臉識(shí)別再次確認(rèn)，全程使用電子測(cè)試，甚至使用“鷹眼”設(shè)備，支持考試視頻實(shí)時(shí)回放。電子測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用于小學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)、學(xué)生體質(zhì)健康監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目，不僅節(jié)約人、物、財(cái)；也杜絕了作弊現(xiàn)象；隨時(shí)可申請(qǐng)仲裁支持，視頻實(shí)時(shí)回放也保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及公平性。

二、小學(xué)武術(shù)教學(xué)存在的問(wèn)題

2022年4月教育部印發(fā)《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，將中華傳統(tǒng)體育類運(yùn)動(dòng)特別是武術(shù)提到新高度。武術(shù)除了與其他類運(yùn)動(dòng)具有共同的育人價(jià)值外，在培養(yǎng)學(xué)生中華民族認(rèn)同感和文化自信等方面也具有重要的作用，有助于弘揚(yáng)立身正直、見義勇為、自強(qiáng)不息的尚武精神。但實(shí)際教學(xué)中，還存在如下問(wèn)題：

（一）專業(yè)教師少

小學(xué)體育教師中武術(shù)專項(xiàng)教師可謂鳳毛麟角，師資匱乏，教師的教直接影響著學(xué)生的學(xué)。小學(xué)武術(shù)教學(xué)主要以套路和簡(jiǎn)單的攻防教學(xué)為主，如何在小學(xué)40分鐘的體育課教學(xué)中教授武術(shù)，是對(duì)教師的考驗(yàn)。由于教師動(dòng)作的不規(guī)范、技術(shù)的不過(guò)硬，甚至最基礎(chǔ)的“握拳、立掌、抱拳禮”都千奇百怪，可以說(shuō)毫無(wú)“美感”可言。因此，這樣的教學(xué)無(wú)法吸引小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的學(xué)習(xí)效果，大大影響了教學(xué)成效。甚至因?yàn)榻處煹膭?dòng)作偏差，導(dǎo)致學(xué)生因動(dòng)作不到位而造成運(yùn)動(dòng)損傷，更別說(shuō)武術(shù)文化的傳播、民族自信的提升、武德教育的滲透了。

（二）教學(xué)地位低

學(xué)生家長(zhǎng)由于受傳統(tǒng)“重文輕武”觀念的影響，擔(dān)心孩子學(xué)習(xí)了武術(shù)會(huì)“以暴制暴”“打架斗毆”等；受體育中考風(fēng)向標(biāo)影響，相較籃、排、足、跳繩等其他體育項(xiàng)目，武術(shù)并不被家長(zhǎng)、學(xué)校重視，他們片面地認(rèn)為學(xué)習(xí)武術(shù)是造成混亂的因素。有學(xué)者曾經(jīng)通過(guò)對(duì)我國(guó)30個(gè)省?（自治區(qū)、直轄市）252所普通中小學(xué)的武術(shù)教育狀況進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)高達(dá)70.3%的學(xué)校沒(méi)有開設(shè)武術(shù)課，僅22.4%的學(xué)校對(duì)武術(shù)教學(xué)非常重視或重視。事實(shí)上，武術(shù)教學(xué)是與德育相融合的，在武術(shù)教學(xué)中不斷滲透武德教育，可以起到堅(jiān)持德育為先、提升智育水平、加強(qiáng)體育美育、落實(shí)勞動(dòng)教育的作用。武術(shù)作為健體、修身、防身、娛樂(lè)的優(yōu)秀民族傳統(tǒng)體育項(xiàng)目，是促進(jìn)學(xué)生五育并舉的良藥。

三、現(xiàn)代技術(shù)在小學(xué)武術(shù)教學(xué)中的價(jià)值體現(xiàn)

武術(shù)作為中華民族傳統(tǒng)文化的瑰寶，一直深受廣大人民群眾的推崇和追捧，在世界范圍內(nèi)影響深遠(yuǎn)，是中華優(yōu)秀文化不可或缺的一朵“奇葩”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各派拳術(shù)達(dá)300余種。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展以及AI技術(shù)在體育學(xué)科中的應(yīng)用推廣，AI賦能小學(xué)武術(shù)教學(xué)也成為關(guān)注的焦點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)手環(huán)、AI識(shí)別等在小學(xué)武術(shù)教學(xué)中的運(yùn)用價(jià)值得以體現(xiàn)。

（一）運(yùn)動(dòng)手環(huán)在小學(xué)武術(shù)教學(xué)中的價(jià)值體現(xiàn)

體育教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、密度和負(fù)荷是息息相關(guān)的，是每一個(gè)優(yōu)秀的體育教師所關(guān)注的。運(yùn)動(dòng)手環(huán)進(jìn)入小學(xué)武術(shù)教學(xué)，不僅提高了學(xué)生的求知欲、興趣感、積極性，也可以讓教師關(guān)注到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程各環(huán)節(jié)中的負(fù)荷情況。例如在課程的學(xué)習(xí)提高部分，學(xué)生學(xué)習(xí)彈踢沖拳動(dòng)作，本課最高心率要求150次/分，但學(xué)生基本未達(dá)標(biāo)，在學(xué)習(xí)提高部分平均心率只有100～120次/分。這時(shí)，教師就要調(diào)整學(xué)生練習(xí)密度，以更合理的運(yùn)動(dòng)隊(duì)形以及訓(xùn)練方式來(lái)增加練習(xí)強(qiáng)度，從而保證學(xué)生科學(xué)有效地鍛煉。再比如，在放松階段，學(xué)生需在2～3分鐘內(nèi)逐步達(dá)到有效心率為80～100次/分，但運(yùn)動(dòng)手環(huán)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)顯示，可能是之前的運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)量過(guò)大，導(dǎo)致學(xué)生很難下降到80～100次/分的有效心率。這時(shí)，教師就需科學(xué)地調(diào)整教學(xué)方法或練習(xí)內(nèi)容，利用AI智能設(shè)備配合音樂(lè)等方式，更快速有效地指導(dǎo)學(xué)生恢復(fù)心率。

（二）微課在小學(xué)武術(shù)教學(xué)中的價(jià)值體現(xiàn)

在小學(xué)武術(shù)教學(xué)中融入微課，可以利用人工智能的虛擬仿真展示人體骨骼、骨架在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)關(guān)系。對(duì)肉眼不可見的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，可以通過(guò)微課提前展示給學(xué)生及家長(zhǎng)觀看、預(yù)習(xí)，以大大提高教學(xué)質(zhì)量及認(rèn)知?？赏ㄟ^(guò)武術(shù)宣傳短片激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及融入武德教育，展示武術(shù)所傳承的中國(guó)傳統(tǒng)文化之美。通過(guò)武俠片的武俠形象，還能宣揚(yáng)懲惡揚(yáng)善、鋤強(qiáng)扶弱、樂(lè)于助人的正義感。

（三）?AI識(shí)別在小學(xué)武術(shù)教學(xué)中的價(jià)值體現(xiàn)

1.3D建模+人體動(dòng)作識(shí)別

如今，2D關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，國(guó)內(nèi)外在?3D?關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)中也有大量研究，使用?VIBE?的生成器生成?3D?人體建模，任意調(diào)整人體模型拍攝視角，即可生成不同角度下運(yùn)動(dòng)的視頻，同時(shí)，人體動(dòng)作識(shí)別、圖像識(shí)別技術(shù)也越發(fā)成熟。可通過(guò)無(wú)感采集拍攝示范教練的連貫動(dòng)作示范、分解動(dòng)作示范、動(dòng)作要領(lǐng)提示等，完成3D建模的工作。再通過(guò)全程采集拍攝教師及學(xué)生所完成的武術(shù)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)軌跡將其與3D建模的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作相比較，通過(guò)人體動(dòng)作識(shí)別的數(shù)據(jù)參照對(duì)比、分析，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)武術(shù)動(dòng)作的不規(guī)范性，給出動(dòng)作提升建議。通過(guò)比較、算法分析，可預(yù)測(cè)體育教師、學(xué)生在完成武術(shù)動(dòng)作過(guò)程中可能存在的運(yùn)動(dòng)損傷，做出預(yù)判并預(yù)警，以避免造成運(yùn)動(dòng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。這也彌補(bǔ)了武術(shù)教學(xué)過(guò)程中的枯燥無(wú)味，可以充分調(diào)動(dòng)教師、學(xué)生的教、學(xué)積極性。

2.示范視頻+骨骼識(shí)別

2020年4月正值新冠疫情暴發(fā)，為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召避免聚集，上海武術(shù)院舉辦了“上海武術(shù)云挑戰(zhàn)”活動(dòng)?；顒?dòng)期間，上海武術(shù)院將武術(shù)冠軍的示范視頻上傳網(wǎng)上，市民可以通過(guò)觀看示范視頻居家習(xí)練。報(bào)名參賽者參照武術(shù)冠軍的標(biāo)準(zhǔn)示范動(dòng)作采用先線下練習(xí)再將視頻上傳平臺(tái)參與比賽。主辦方再通過(guò)AI骨骼識(shí)別系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作對(duì)比分析，自動(dòng)打分，做到足不出戶也能與高手PK。在疫情常態(tài)化的如今，小學(xué)武術(shù)教育可以參考這項(xiàng)示范視頻+骨骼識(shí)別的“黑科技”，既解決了小學(xué)體育教師武術(shù)專項(xiàng)水平參差不齊的問(wèn)題，又將比賽、測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)化、公平化提升到新高度。長(zhǎng)期以來(lái)，武術(shù)比賽評(píng)分相對(duì)主觀，而采用以AI技術(shù)骨骼識(shí)別為支撐，比對(duì)示范視頻以自動(dòng)打分形式亮分，能更客觀、公平、公正地打造比賽、測(cè)試環(huán)境。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念不斷深入教育領(lǐng)域、智慧校園的大力推廣和信息技術(shù)2.0時(shí)代的開啟，運(yùn)動(dòng)圖像識(shí)別、三維動(dòng)作建模分析、人體骨骼分析、大數(shù)據(jù)分析、可穿戴裝備等技術(shù)的開發(fā)、成熟，信息技術(shù)與各學(xué)科的融合更加深入。特別是運(yùn)動(dòng)手環(huán)在體育教學(xué)中的廣泛運(yùn)用，讓人工智能（AI）與體育教學(xué)緊密融合。AI賦能小學(xué)武術(shù)教學(xué)唯美實(shí)用的智能化優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、學(xué)習(xí)留痕的檔案式形成性考核評(píng)價(jià)，大幅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率，輕松實(shí)現(xiàn)文化內(nèi)涵、技術(shù)與能力的考評(píng)，改變體育教學(xué)普遍重技術(shù)輕文化的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)課堂向“線上課堂”的重大轉(zhuǎn)變。這將大大提高武術(shù)教學(xué)的成效，有效解決武術(shù)教師師資不足的問(wèn)題，讓小學(xué)生可以在輕松的氛圍中習(xí)得中華民族傳統(tǒng)文化之瑰寶——武術(shù)。在AI賦能的小學(xué)武術(shù)教學(xué)中不僅能強(qiáng)身健體，也是體悟中華武德的良機(jī)。但無(wú)論AI技術(shù)如何發(fā)展，其終究是輔助教學(xué)的手段，除了技術(shù)動(dòng)作的學(xué)習(xí)，武術(shù)教學(xué)也不容忽視武德的滲透和武術(shù)套路節(jié)奏感、力度感帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)美學(xué)，以及精氣神的提升。

【本文系2022年度福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目基礎(chǔ)教育研究專項(xiàng)課題“核心素養(yǎng)視域下小學(xué)體育課堂深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略研究”的成果，課題編號(hào)：?JSZJ22004】

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