新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)智慧大腦設(shè)計(jì)與構(gòu)建研究

楊耿 梁俊威 蔡鐵 李欽 鄭家帆

(深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東深圳 518000)

體育強(qiáng)國是新時(shí)期我國體育工作改革和發(fā)展的目標(biāo)與任務(wù)。2019年9月，國務(wù)院印發(fā)的《體育強(qiáng)國建設(shè)綱要》提出，要推進(jìn)全民健身智慧化：運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新信息技術(shù)，推進(jìn)智慧體育建設(shè)。2020 年10 月，國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)代學(xué)校體育工作的意見》指出，要積極完善體育評(píng)價(jià)機(jī)制：推進(jìn)學(xué)校體育評(píng)價(jià)改革，完善體育教師崗位評(píng)價(jià)，健全教育督導(dǎo)評(píng)價(jià)體系。2021年10月，國家體育總局印發(fā)的《“十四五”體育發(fā)展規(guī)劃》指出，要緊緊圍繞體育強(qiáng)國建設(shè)目標(biāo)，要求體育科研體系更加完備，科研創(chuàng)新機(jī)制更加靈活、保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)，信息技術(shù)在體育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。2022年6月，廣東省委辦公廳響應(yīng)國務(wù)院《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)代學(xué)校體育工作的意見》，印發(fā)了《廣東省全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)代學(xué)校體育工作行動(dòng)方案》，指出要全面改善辦學(xué)條件，加強(qiáng)場地設(shè)施建設(shè)，建立全省學(xué)校體育工作信息化平臺(tái)，推動(dòng)學(xué)校體育智慧課堂和智能場館建設(shè)；全面深化教學(xué)改革，利用現(xiàn)代技術(shù)手段促進(jìn)客觀公正評(píng)價(jià)，建立信息化測評(píng)系統(tǒng)，創(chuàng)新測評(píng)方法，到2035年，形成多樣化、現(xiàn)代化、高質(zhì)量的學(xué)校體育體系。國家對(duì)體育建設(shè)的推進(jìn)力度不斷加大，并在不斷的成果凸顯中完善學(xué)校體育建設(shè)的建議與實(shí)施。

國家大力推進(jìn)體育強(qiáng)國的當(dāng)下，充分利用新一代信息技術(shù)，尤其是人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)打造“+體育”，能夠引導(dǎo)高效地體育鍛煉，促進(jìn)體育強(qiáng)國中體育教學(xué)的智慧化發(fā)展。新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)智慧大腦的構(gòu)建，可為新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、量化的智能化數(shù)據(jù)采集提供有效方法，為新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)可視、動(dòng)態(tài)、多維度的要素分析提供有效工具；基于大數(shù)據(jù)分析的評(píng)價(jià)結(jié)果，可進(jìn)一步支持新時(shí)代學(xué)校體育工作的決策，并實(shí)現(xiàn)多樣化的體育擴(kuò)展應(yīng)用，并具備落地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施方案。新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)智慧大腦的構(gòu)建、應(yīng)用與實(shí)施對(duì)體育教學(xué)應(yīng)用價(jià)值以及激發(fā)拓展新研究方向的學(xué)術(shù)價(jià)值都發(fā)揮著重要作用。

1 新一代信息“技術(shù)+體育”研究現(xiàn)狀

隨著我國對(duì)體育強(qiáng)國政策的大力支持，很多研究者將新一代信息技術(shù)應(yīng)用到體育行業(yè)項(xiàng)目中，推進(jìn)“體育+”與“+體育”的打造。相比國外，我國在“新技術(shù)+體育”方面具有領(lǐng)先地位。實(shí)踐證明，“新技術(shù)+體育”對(duì)體育強(qiáng)國發(fā)揮了重要作用。目前，先進(jìn)的信息技術(shù)在體育領(lǐng)域的應(yīng)用面十分廣泛，而其中最為顯著的是人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等方面的技術(shù)應(yīng)用。

在人工智能方面，應(yīng)用最多的是針對(duì)運(yùn)動(dòng)中的人體姿態(tài)估計(jì)，如陶樹等［1］提出了結(jié)合姿態(tài)估計(jì)和時(shí)序分段網(wǎng)絡(luò)分析的羽毛球視頻動(dòng)作識(shí)別方法，兼顧羽毛球動(dòng)作時(shí)域定位與動(dòng)作分類，滿足了羽毛球教練針對(duì)球員單打視頻中的動(dòng)作進(jìn)行輔助分析，以及用戶欣賞每種擊球動(dòng)作的視頻集錦等多元化需求；張偉等人［2］針對(duì)體育網(wǎng)球錯(cuò)誤技術(shù)動(dòng)作識(shí)別，提出了基于機(jī)器視覺技術(shù)的體育網(wǎng)球錯(cuò)誤技術(shù)動(dòng)作識(shí)別方法，提高了體育網(wǎng)球錯(cuò)誤技術(shù)動(dòng)作的識(shí)別能力。在乒乓球運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用中，張傲等人［3］針對(duì)乒乓球運(yùn)動(dòng)視頻中人體動(dòng)作的連續(xù)性，提出了改進(jìn)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，搭建時(shí)空雙流卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行乒乓球動(dòng)作識(shí)別。

另外，成凌霄等人［4］通過雙目視覺圖像定位系統(tǒng)對(duì)乒乓球揮拍動(dòng)作進(jìn)行了研究，從眾多的乒乓球揮拍動(dòng)作類型準(zhǔn)確識(shí)別這些運(yùn)動(dòng)模式，對(duì)不同揮拍動(dòng)作的分析發(fā)揮了重要作用。除了球類運(yùn)動(dòng)，在太極、舞蹈等方面，也有研究者展開了研究分析。如蔡興泉等人［5］針對(duì)當(dāng)前線上太極拳學(xué)習(xí)自然交互性差、缺乏學(xué)習(xí)反饋等問題，提出了一種面向太極拳學(xué)習(xí)的人體姿態(tài)估計(jì)及相似度計(jì)算方法，同時(shí)開發(fā)了一款應(yīng)用系統(tǒng)，使得太極拳學(xué)員可根據(jù)反饋結(jié)果練習(xí)和改善不標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作；馬力輝等人［6］基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳統(tǒng)太極拳動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別分析，監(jiān)測傳統(tǒng)太極拳長期練習(xí)者和短期練習(xí)者的典型動(dòng)作“摟膝拗步”的肌電信號(hào)，分析行拳過程中上下肢以及軀干的主要肌肉的肌電信號(hào)變化，以此為練習(xí)者水平提升提供指導(dǎo)和依據(jù)。在體育舞蹈方面，王瑞等人［7］基于姿態(tài)估計(jì)技術(shù)提出“三位一體教學(xué)輔助技術(shù)”模式，應(yīng)用于舞蹈教學(xué)場景，以提高整體教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)作為評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)用于舞蹈在線考試的評(píng)分。

此外，在人工智能的人臉識(shí)別方面，阮鋒等人［8］基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳統(tǒng)乒乓球訓(xùn)練系統(tǒng)的人臉識(shí)別準(zhǔn)確率和識(shí)別率進(jìn)行了提升。在虛擬現(xiàn)實(shí)方面，王天奕等人［9］構(gòu)建了一種傳統(tǒng)賽艇訓(xùn)練的全新輔助訓(xùn)練模式，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬場景中還原不同的風(fēng)浪場景，結(jié)合智能外部設(shè)備為運(yùn)動(dòng)員提供虛擬的場景訓(xùn)練。在目標(biāo)檢測方面，徐克圣等人［10］改進(jìn)YOLOv3的行人監(jiān)測方法，將其應(yīng)用到智慧足球場上，對(duì)足球場行人進(jìn)行監(jiān)測；包梓群等人［11］還針對(duì)深度學(xué)習(xí)技術(shù)在仰臥起坐測試領(lǐng)域的實(shí)時(shí)性較差的問題提出了一種改進(jìn)目標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)的仰臥起坐測試計(jì)數(shù)算法，達(dá)到了較好的實(shí)時(shí)檢測效果。

在大數(shù)據(jù)方面，為全面了解我國體育大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究動(dòng)態(tài)、熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢，楊曉峰等［12］利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，基于CiteSpace，以中國知網(wǎng)文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)源構(gòu)建了大數(shù)據(jù)知識(shí)圖譜，并對(duì)體育領(lǐng)域的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析；盧穎等人［13］從大數(shù)據(jù)視域，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)解決體育場館火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估動(dòng)態(tài)指標(biāo)不明確等問題，獲得了較好的體育場館動(dòng)態(tài)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。在區(qū)塊鏈方面，不少學(xué)者對(duì)其在體育行業(yè)多個(gè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析，如張惠彬等人［14］對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)中的非同質(zhì)通證融入體育產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了全面分析，評(píng)價(jià)了數(shù)字藏品、非同質(zhì)通證門票、非同質(zhì)通證游戲、虛擬制造等新型體育業(yè)態(tài)；鴉新穎等人［15］采用文獻(xiàn)資料分析法等，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于我國體育賽事網(wǎng)絡(luò)版權(quán)保護(hù)，提出了區(qū)塊鏈技術(shù)適用于體育賽事網(wǎng)絡(luò)版權(quán)保護(hù)的思考和建議；王祥全等人［16］同樣采用文獻(xiàn)資料法等研究方法，對(duì)體育課程一體化建設(shè)中區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用場景選擇、架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)路徑等進(jìn)行研究，結(jié)合區(qū)塊鏈和體育課程應(yīng)用場景，構(gòu)建多模塊的多鏈組合系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“區(qū)塊鏈+體育”系統(tǒng)的共識(shí)、存儲(chǔ)、傳播和安全機(jī)制；蘇堅(jiān)貞等人［17］以學(xué)生體質(zhì)健康測試區(qū)塊鏈為研究對(duì)象，從平臺(tái)架構(gòu)、應(yīng)用前景、現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)3 個(gè)向度進(jìn)行分析。在物聯(lián)網(wǎng)方面，李尚濱等人［18］面向?qū)崟r(shí)體育教學(xué)活動(dòng)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)校園網(wǎng)及IT 信息技術(shù)手段，提出了一種新型、動(dòng)態(tài)、開放的體育網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)，對(duì)促進(jìn)學(xué)生對(duì)球類技術(shù)的理解、掌握和運(yùn)用發(fā)揮重大作用。

然而，即使目前人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在體育方面的應(yīng)用逐漸廣泛，但推進(jìn)我國體育強(qiáng)國道路的進(jìn)程還需要更多的交叉研究。目前新一代信息技術(shù)在體育領(lǐng)域的研究成果明顯，但由于體育領(lǐng)域涉及面廣泛，將先進(jìn)技術(shù)全面引入體育領(lǐng)域各方面，尤其是新時(shí)代體育評(píng)價(jià)，仍然需要大量工作。

2 新時(shí)代體育評(píng)價(jià)智慧大腦設(shè)計(jì)與構(gòu)建

2.1 新時(shí)代體育評(píng)價(jià)智慧大腦的價(jià)值分析

在體育強(qiáng)國目標(biāo)下，在全面建設(shè)新時(shí)代學(xué)校體育事業(yè)的過程中，需要對(duì)學(xué)校體育工作進(jìn)行評(píng)價(jià)，可通過評(píng)價(jià)來找到優(yōu)勢與短板，可通過評(píng)價(jià)來反向推動(dòng)建設(shè)。因此，在學(xué)校體育評(píng)價(jià)工作上改革創(chuàng)新、面向未來，同樣需要可落地應(yīng)用的多樣化、現(xiàn)代化、高質(zhì)量的學(xué)校體育評(píng)價(jià)體系、評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)工具，這是新時(shí)代學(xué)校教育評(píng)價(jià)面臨的首要問題，如圖1所示。

圖1 新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)發(fā)展目標(biāo)

現(xiàn)有學(xué)校體育評(píng)價(jià)研究工作大多為體系研究、方法研究、方向研究、策略與對(duì)策研究，缺少具體可實(shí)施落地的標(biāo)準(zhǔn)與方案。除此之外，過去的學(xué)校體育評(píng)價(jià)過程，依然存在著許多共性問題，如體育基礎(chǔ)設(shè)施狀況與使用情況數(shù)據(jù)缺失，教學(xué)與訓(xùn)練過程沒有記錄，人工記錄數(shù)據(jù)真實(shí)性和完整性欠缺，評(píng)價(jià)大多依托專家且?guī)в幸欢ǖ闹饔^性，評(píng)價(jià)各要素內(nèi)在聯(lián)系缺少有效工具分析，缺少有效的決策支持，缺少可落地的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施方案。國內(nèi)外研究中，在教育與體育領(lǐng)域，智能感知與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)嶄露頭角。通過物聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備與人工智能機(jī)器視覺技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的體育活動(dòng)過程與結(jié)果的數(shù)據(jù)記錄；結(jié)合學(xué)生體檢、醫(yī)療數(shù)據(jù)，可利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)體育活動(dòng)與學(xué)生健康關(guān)系進(jìn)行研究，或?qū)虒W(xué)方法與學(xué)生體能技能增長關(guān)系進(jìn)行研究，進(jìn)一步為學(xué)校體育教學(xué)與管理提供決策支持，提高體育教學(xué)與管理工作質(zhì)量。

盡管在智慧城市、智慧交通、智慧金融等領(lǐng)域已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)智慧大腦：可量化的數(shù)據(jù)采集、可視化的數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘、可應(yīng)用和實(shí)施的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與方案，但在學(xué)校體育評(píng)價(jià)工作中相應(yīng)的應(yīng)用方法與實(shí)施方案依然缺失。因此，在新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)工作中，為解決過去學(xué)校體育評(píng)價(jià)過程的共性問題，需要基于智能感知技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，構(gòu)建新時(shí)代體育評(píng)價(jià)智慧大腦，包括研究適應(yīng)新時(shí)代體育評(píng)價(jià)工作的可量化精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用方法與標(biāo)準(zhǔn)、可視化動(dòng)態(tài)要素分析技術(shù)應(yīng)用方法與標(biāo)準(zhǔn)、智慧大腦的應(yīng)用實(shí)施方案。

新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)智慧大腦的構(gòu)建，可為新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、量化的智能化數(shù)據(jù)采集提供有效方法；為新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)可視、動(dòng)態(tài)、多維度的要素分析提供有效工具；為所述工具與方法的實(shí)現(xiàn)提供可普及的應(yīng)用實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)與方案?；诖髷?shù)據(jù)分析的評(píng)價(jià)結(jié)果，可進(jìn)一步支持新時(shí)代學(xué)校體育工作的決策，實(shí)現(xiàn)多樣化的體育擴(kuò)展應(yīng)用，并推進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施方案落地。新時(shí)代體育評(píng)價(jià)智慧大腦可為新時(shí)代學(xué)校體育工作研究人員提供有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、分析手段、新的研究方向，其應(yīng)用價(jià)值與學(xué)術(shù)價(jià)值情況，如圖2所示。

圖2 智慧大腦應(yīng)用價(jià)值與學(xué)術(shù)價(jià)值

2.2 新時(shí)代體育工作智慧大腦總體框架與主要內(nèi)容

智慧大腦構(gòu)建需要具備相應(yīng)的核心內(nèi)容，包括適應(yīng)新時(shí)代體育評(píng)價(jià)工作的可量化精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用方法與標(biāo)準(zhǔn)；適應(yīng)新時(shí)代體育評(píng)價(jià)工作的可視化動(dòng)態(tài)要素分析技術(shù)應(yīng)用方法與標(biāo)準(zhǔn)；適應(yīng)新時(shí)代體育評(píng)價(jià)工作的智慧大腦應(yīng)用實(shí)施方案。智慧大腦所具備的內(nèi)容并不是新一代信息技術(shù)本身，而是如何在實(shí)際中落地應(yīng)用這些成熟技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代體育評(píng)價(jià)工作的現(xiàn)代化、多樣性、創(chuàng)新性與高質(zhì)量。智慧大腦總體框架，如圖3所示。

圖3 智慧大腦總體框架

在構(gòu)建新時(shí)代體育評(píng)價(jià)智慧大腦的過程中，存在數(shù)據(jù)問題，包括體育基礎(chǔ)設(shè)施狀況與使用情況數(shù)據(jù)缺失，教學(xué)與訓(xùn)練過程沒有記錄，人工記錄數(shù)據(jù)真實(shí)性和完整性欠缺等。智慧大腦的構(gòu)建需要對(duì)各級(jí)學(xué)校基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化情況、體育活動(dòng)數(shù)據(jù)采集智能化與信息化手段情況進(jìn)行調(diào)研分析，匯總實(shí)施智能化數(shù)字化數(shù)據(jù)采集技術(shù)的條件和經(jīng)驗(yàn)。因此，智慧大腦關(guān)鍵組成部分之一是智能感知技術(shù)，包括數(shù)字傳感技術(shù)、5G 通信技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)、動(dòng)作識(shí)別技術(shù)與可穿戴設(shè)備技術(shù)，如圖4 所示。此類技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)、體育過程數(shù)據(jù)的能力決定了智慧大腦的感知能力與數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)度。在此基礎(chǔ)上，可以形成適應(yīng)新時(shí)代體育評(píng)價(jià)工作的可量化精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用方法與標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 智慧大腦智能感知與可量化精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集

在構(gòu)建新時(shí)代體育評(píng)價(jià)智慧大腦的過程中，存在方式問題，包括評(píng)價(jià)大多依托專家且?guī)в幸欢ǖ闹饔^性，評(píng)價(jià)各要素內(nèi)在聯(lián)系缺少有效工具分析等。智慧大腦的構(gòu)建需要對(duì)各級(jí)學(xué)校體育評(píng)價(jià)方法進(jìn)行調(diào)研分析，匯總各類體育評(píng)價(jià)專家歷史評(píng)價(jià)內(nèi)容，形成知識(shí)庫，并結(jié)合通過智能感知技術(shù)采集的可量化精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，利用人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)成熟算法進(jìn)行要素分析，如圖5 所示。具體包括對(duì)歷史知識(shí)庫與歷史評(píng)價(jià)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)可量化精準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、語義分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能分析，有效分析各要素內(nèi)在聯(lián)系，形成多維度、多樣化、高質(zhì)量的學(xué)校評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)。最終形成適應(yīng)新時(shí)代體育評(píng)價(jià)工作的可視化動(dòng)態(tài)要素分析技術(shù)應(yīng)用方法與標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 智慧大腦大數(shù)據(jù)分析與體育評(píng)價(jià)要素分析

在構(gòu)建新時(shí)代體育評(píng)價(jià)智慧大腦的過程中，存在應(yīng)用問題，包括缺少有效的決策支持，缺少可落地的實(shí)施方案。智慧大腦的構(gòu)建需要在可量化精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)與可視化動(dòng)態(tài)要素分析技術(shù)應(yīng)用方法與標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，探索能夠?yàn)轶w育教學(xué)、管理與活動(dòng)提供有效的評(píng)價(jià)決策支持的方法，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理、選拔、教學(xué)管理、智能教練、決策分析等擴(kuò)展應(yīng)用。最終形成適應(yīng)新時(shí)代各級(jí)學(xué)校體育評(píng)價(jià)工作的智慧大腦應(yīng)用實(shí)施方案，包括目標(biāo)要求、方式方法、技術(shù)規(guī)范、實(shí)施路徑、部署步驟、應(yīng)用指導(dǎo)等內(nèi)容，如圖6所示。

圖6 智慧大腦實(shí)施方案與擴(kuò)展應(yīng)用

3 新時(shí)代體育工作智慧大腦人工智能屬性

3.1 智慧大腦人工智能屬性主要內(nèi)容

真正令智慧大腦具備智慧屬性的是人工智能技術(shù)，人工智能技術(shù)在體育教學(xué)、體能訓(xùn)練、體育評(píng)價(jià)與體育工作中承擔(dān)著重要的任務(wù)。智慧大腦人工智能屬性的意義在于探索大數(shù)據(jù)時(shí)代與人工智能時(shí)代現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用，優(yōu)化體育教學(xué)與體能訓(xùn)練教育技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)與體能訓(xùn)練信息化、網(wǎng)絡(luò)化、互動(dòng)互聯(lián)化，提升學(xué)校體育教學(xué)與體能訓(xùn)練現(xiàn)代化水平。具體的人工智能技術(shù)屬性應(yīng)該包括身份鑒別方法、隱私保護(hù)方法、運(yùn)動(dòng)防損傷方法。

鑒別學(xué)生身份方法，需要利用人工智能技術(shù)解決體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中學(xué)生身份的鑒別問題。在每年的體能測試、疫情應(yīng)急情況下，需要有效鑒別學(xué)生的身份，研究應(yīng)用人工智能技術(shù)中的機(jī)器視覺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生身份鑒別，有效杜絕冒名頂替現(xiàn)象。保護(hù)學(xué)生隱私方法，需要利用人工智能技術(shù)，解決體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中的學(xué)生隱私問題。近年來，公民身份信息不斷被惡意泄露，給許多人帶來了財(cái)產(chǎn)損失，甚至影響了人身安全，需要研究應(yīng)用人工智能技術(shù)中的匿名識(shí)別技術(shù)與安全防護(hù)技術(shù)，保護(hù)學(xué)生身份信息，有效杜絕信息泄露。為防止學(xué)生運(yùn)動(dòng)損傷，需要利用人工智能技術(shù)解決體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中的運(yùn)動(dòng)損傷問題。在學(xué)生體能訓(xùn)練與運(yùn)動(dòng)過程中，為防止運(yùn)動(dòng)損傷，防止事故發(fā)生，需要研究應(yīng)用人工智能技術(shù)中動(dòng)作識(shí)別技術(shù)，在運(yùn)動(dòng)前判定學(xué)生肢體與身體狀況，有效防止運(yùn)動(dòng)損傷與事故發(fā)生。遠(yuǎn)程自主可控方法，在應(yīng)急管理情況下，需要依托人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自主體育教學(xué)與體能訓(xùn)練方法，實(shí)現(xiàn)有效身份識(shí)別、隱私保護(hù)、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集與運(yùn)動(dòng)防損傷。上述智慧大腦人工智能屬性核心問題關(guān)系，如圖7所示。

圖7 智慧大腦人工智能屬性核心問題關(guān)系圖

3.2 智慧大腦人工智能技術(shù)方案

智慧大腦人工智能技術(shù)方案包括可分析構(gòu)建體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中的AI身份識(shí)別與隱私保護(hù)方法、AI動(dòng)作識(shí)別防損傷方法與遠(yuǎn)程自主教學(xué)、訓(xùn)練方法。

可分析構(gòu)建體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中AI 身份識(shí)別與隱私保護(hù)方法。如圖8 所示，人工智能技術(shù)中人臉識(shí)別、掌紋識(shí)別、指紋識(shí)別的特性，結(jié)合體育教學(xué)管理方法，可有效識(shí)別學(xué)生身份并保護(hù)學(xué)生隱私，構(gòu)建體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中身份識(shí)別與隱私保護(hù)方法。

圖8 體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中AI身份識(shí)別與隱私保護(hù)方法

可分析體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中AI 動(dòng)作識(shí)別防損傷方法。如圖9 所示，通過人工智能技術(shù)中人體關(guān)節(jié)關(guān)鍵點(diǎn)識(shí)別技術(shù)、動(dòng)作識(shí)別技術(shù)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)處方、科學(xué)訓(xùn)練方案、運(yùn)動(dòng)防損傷方法，提供有效的AI 動(dòng)作識(shí)別防損傷方法與智能化方案。

圖9 體育教學(xué)與體能訓(xùn)練中AI動(dòng)作識(shí)別防損傷方法

可采用AI 與新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自主教學(xué)與訓(xùn)練方案。應(yīng)急管理下能夠依托人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自主體育教學(xué)與體能訓(xùn)練。如圖10所示，在疫情和其他應(yīng)急情況下，解決遠(yuǎn)程體育教學(xué)與體能訓(xùn)練現(xiàn)存問題，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在線課堂、AI 技術(shù)、科學(xué)評(píng)價(jià)與運(yùn)動(dòng)處方，通過人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理下遠(yuǎn)程自主體育教學(xué)與體能訓(xùn)練。

圖10 遠(yuǎn)程自主體育教學(xué)與體能訓(xùn)練

4 結(jié)語

新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)智慧大腦的構(gòu)建，為新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、量化的智能化數(shù)據(jù)采集提供了有效方法，為新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)可視、動(dòng)態(tài)、多維度的要素分析提供了有效工具?；诖髷?shù)據(jù)分析的評(píng)價(jià)結(jié)果支持新時(shí)代學(xué)校體育工作的決策，實(shí)現(xiàn)多樣化的體育擴(kuò)展應(yīng)用。新時(shí)代學(xué)校體育評(píng)價(jià)智慧大腦構(gòu)建、應(yīng)用與實(shí)施對(duì)體育教學(xué)應(yīng)用價(jià)值以及激發(fā)拓展新研究方向的學(xué)術(shù)價(jià)值都發(fā)揮重要作用。目前新一代信息技術(shù)發(fā)展飛速，人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域均取得了大量先進(jìn)成果，新一代信息技術(shù)在體育方面的應(yīng)用越來越廣泛，結(jié)合到體育評(píng)價(jià)工作中，優(yōu)化體育工作是必然趨勢。在大數(shù)據(jù)時(shí)代與人工智能時(shí)代的當(dāng)下，利用新一代信息技術(shù)優(yōu)化體育教學(xué)與體能訓(xùn)練教育技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)與體能訓(xùn)練信息化、網(wǎng)絡(luò)化、互動(dòng)互聯(lián)化，提升體育教學(xué)與體能訓(xùn)練現(xiàn)代化水平具有關(guān)鍵意義。如今體育教學(xué)科目眾多，體育活動(dòng)種類眾多，同時(shí)各級(jí)學(xué)校對(duì)體育教育的重視程度與投入存在較大差距。這些問題直接影響了學(xué)校體育評(píng)價(jià)工作過程中各階段的運(yùn)行，使學(xué)校體育工作評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和客觀性難以保證。在體育評(píng)價(jià)智慧大腦構(gòu)建過程中所形成的技術(shù)方法、標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施方案難以窮盡所有情況，對(duì)南北差異、大眾學(xué)校的開辦、符合國家體育教學(xué)要求的科目和種類進(jìn)行研究，可將校內(nèi)外體育工作統(tǒng)一在一起，設(shè)計(jì)一套多維度、多層次、兼容性強(qiáng)的體育評(píng)價(jià)智慧大腦實(shí)施方案。