運用數(shù)字化工具開展學(xué)生體質(zhì)監(jiān)測

熊莉莉 范曉煜

一、引言

近年來，學(xué)生體質(zhì)健康水平發(fā)展不平衡、不充分，肥胖、近視、超重等問題成為社會關(guān)注的熱點。2021年4月，教育部辦公廳印發(fā)《關(guān)于進一步加強中小學(xué)生體質(zhì)健康管理工作的通知》，進一步明確中小學(xué)體育鍛煉內(nèi)容、時長、強度，提出大力推廣家庭體育鍛煉活動?！叭绾伪Ｕ蠈W(xué)生每天校內(nèi)、校外各一個小時體育活動時間，促進學(xué)生養(yǎng)成終身鍛煉習(xí)慣”成為中小學(xué)校面臨的重要課題，布置和批閱家庭體育鍛煉作業(yè)成為體育教師的日常工作重點之一。

傳統(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)單、家校群視頻“打卡”等形式已經(jīng)無法滿足家庭體育教學(xué)的場景需求，運用數(shù)字化工具監(jiān)測學(xué)生體育鍛煉就是在這個背景下產(chǎn)生的。筆者所在怒江中學(xué)使用“體智云+天天跳繩”這一套數(shù)字化工具，該工具依托人體骨骼定位技術(shù)自動捕捉、跟蹤、測量運動動作，并能對鍛煉數(shù)據(jù)進行智能批閱、分析與評價，大大減輕教師開展家庭體育教學(xué)的工作量，幫助學(xué)生養(yǎng)成健康的學(xué)習(xí)方式和生活方式，形成家校協(xié)同育人合力。

二、技術(shù)簡介

1.人體骨骼定位技術(shù)

人體骨骼定位技術(shù)屬于一種計算機視覺技術(shù)，又稱人體骨骼關(guān)鍵點檢測技術(shù)，主要檢測人體的一些關(guān)鍵點，如關(guān)節(jié)、手肘、膝蓋、五官等，通過關(guān)鍵點的位置變化，可以推斷出人體的姿態(tài)和行為。人體骨骼關(guān)鍵點檢測技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于姿態(tài)估計、動作捕捉、表情識別、人體追蹤等方面。

2.數(shù)字化工具介紹及優(yōu)勢

2022年上半年，筆者所在學(xué)校引入了“體智云+天天跳繩”這套數(shù)字化工具開展學(xué)生體質(zhì)監(jiān)測，為體育教學(xué)賦能助力，落實新課標(biāo)引領(lǐng)下體育教學(xué)的提質(zhì)增效，最終促進學(xué)生體育鍛煉適性發(fā)展。

（1）學(xué)生端：“天天跳繩”App

趣味互動 將跳繩、體能、跑步、健身、廣播操、球類等運動項目置于豐富的AR場景中，把運動項目變成“游戲闖關(guān)”。

使用便捷 只要使用一部手機或一個平板就能開展，打破傳統(tǒng)體育鍛煉沒有合適的運動環(huán)境和運動設(shè)施就很難甚至無法開展的困境。

自動計數(shù) 學(xué)生在攝像頭范圍內(nèi)進行體育運動，后臺自動監(jiān)測其運動達標(biāo)情況，并進行計數(shù)評分。

智能提醒 學(xué)生登錄“天天跳繩”App后，可查看待完成訓(xùn)練任務(wù)、消息提醒。

激勵機制 融入段位分、經(jīng)驗值和能量豆獎勵，并提供PK模式，激勵學(xué)生持續(xù)鍛煉。

數(shù)字畫像 家長可獲得學(xué)生體育鍛煉的整體數(shù)字畫像，如能力圖譜和運動勛章等。

（2）教師端：“體智云”平臺

多樣體育 教師可開設(shè)體能打卡、專項訓(xùn)練、比賽、假期作業(yè)等多種形式的內(nèi)容。

快速布置 教師可以快速布置體育鍛煉作業(yè)、發(fā)起體質(zhì)測試、體育訓(xùn)練或競賽。

自動批閱 教師可以一鍵查看完成名單，設(shè)置未完成提醒，開展批量或單獨點評。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計 可從年級、班級、性別、時間段等方面獲取鍛煉數(shù)據(jù)，還可獲得班級周報、月報等可視化數(shù)據(jù)。

三、體育鍛煉全流程監(jiān)測

本套“體智云+天天跳繩”數(shù)字化工具能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生體育鍛煉作業(yè)的布置、監(jiān)控、完成、反饋、統(tǒng)計，為體育教師開展全流程教學(xué)監(jiān)測提供有力保障。首先，教師登錄“體智云”平臺，根據(jù)教學(xué)需求布置相應(yīng)類型的體育鍛煉作業(yè)；然后，學(xué)生登錄“天天跳繩”App完成作業(yè)任務(wù)，平臺AI自動計數(shù)并評分；接著，教師可以實時查看學(xué)生的完成情況，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，下載作業(yè)報告，設(shè)置未完成提醒，調(diào)整作業(yè)策略；最后，學(xué)生和家長可以獲得學(xué)生體育鍛煉的整體數(shù)字畫像。體育鍛煉監(jiān)測流程如圖1。

1.教師快速布置作業(yè)

“體智云”平臺提供了豐富的作業(yè)內(nèi)容項目庫，教師可基于官方模板或自定義形式快速布置作業(yè)，提高作業(yè)布置效率。教師布置作業(yè)時需設(shè)置作業(yè)的開始和結(jié)束時間，作業(yè)布置方式可選擇為每天重復(fù)或按周布置或僅周末，并選擇布置作業(yè)的班級。每項作業(yè)基于熱身—核心—拉伸這三大運動環(huán)節(jié)展開，教師可根據(jù)不同年級、不同性別設(shè)置運動強度、項目組數(shù)、運動時間。在寒暑假階段，教師還可布置特定主題的體育作業(yè)，如“安全教育課”。

2022年暑假，筆者所在學(xué)校利用“體智云”平臺開設(shè)了“體育作業(yè)”“運動賽事”“專項教學(xué)”“安全教育”“勞動課堂”5個主題板塊的暑假體育鍛煉測試。2023年暑假，學(xué)校體育組根據(jù)不同年級學(xué)生體育鍛煉的目標(biāo)，設(shè)置對應(yīng)的體育鍛煉作業(yè)。如準(zhǔn)初一學(xué)生布置15分鐘增強體育健康、培養(yǎng)運動習(xí)慣的暑假作業(yè)，準(zhǔn)初二和初三學(xué)生分別布置20分鐘備戰(zhàn)體質(zhì)測試、20分鐘備戰(zhàn)中考測試的暑假作業(yè)。

2.學(xué)生提交作業(yè)

學(xué)生登錄“天天跳繩”App之后，可以看到醒目的“體育作業(yè)待完成”提示（如圖2），點擊“去完成”查看今日的作業(yè)內(nèi)容概況、內(nèi)容列表及其他同學(xué)的完成情況，還可以觀看動作示范教學(xué)視頻，按提示完成每項作業(yè)。當(dāng)學(xué)生缺乏運動設(shè)備時，只要動作準(zhǔn)確也能完成并獲得評分（如無繩跳繩）。

此外，學(xué)生還可參與“作業(yè)打卡榜”“班級運動場”，甚至可組隊PK或參與校園比賽項目，這樣大大地提升了體育作業(yè)的互動性、激勵性。以“綜合體能積分賽”為例，2023年7月期間有五位學(xué)生參加，共25次參賽記錄，這五位學(xué)生通過多次參與來刷新比賽紀(jì)錄，不斷挑戰(zhàn)和突破自我。學(xué)生還可在某個運動項目中快速組隊進行PK，如在“趣味親子積分賽”中，與家長開啟挑戰(zhàn)。

3.教師檢查作業(yè)

“體智云”平臺基于AI技術(shù)自動檢測學(xué)生體育鍛煉情況并評分，運動評價細(xì)分為“DCBAS”五個等級，每個評價等級根據(jù)不同項目有對應(yīng)數(shù)值。教師可根據(jù)配套智能批改分?jǐn)?shù)和未完成提醒了解學(xué)生作業(yè)情況，減輕作業(yè)批閱量大的負(fù)擔(dān)。

“體智云”平臺的作業(yè)數(shù)據(jù)記錄詳細(xì)全面，含完成進度、評價打分等，教師可查看作業(yè)報告進行教學(xué)監(jiān)測。圖3為學(xué)校某班級體育鍛煉作業(yè)完成情況，教師可以快速查看優(yōu)秀名單，設(shè)置智能批改和未完成提醒，還可下載并分享班級日報、周報，激勵學(xué)生更好更快地完成體育鍛煉作業(yè)。

教師還可以查看全校運動總體情況，按年級—班級—學(xué)生—項目—運動時間導(dǎo)出作業(yè)日報、周報等詳細(xì)表格數(shù)據(jù)，進行精準(zhǔn)教學(xué)分析，調(diào)整教學(xué)策略，開展針對性教學(xué)。

4.學(xué)習(xí)反饋

學(xué)生登錄“體智云”平臺之后能夠查看個人及班級上周作業(yè)完成情況，還可以分項目查看作業(yè)完成度，獲得“訓(xùn)練記錄”報告、“運動數(shù)據(jù)”統(tǒng)計、“體育能力”圖譜（如圖4）、“我的榮譽”勛章等方面的可視化數(shù)據(jù)。家長可查看學(xué)生體育數(shù)字畫像，全方位了解孩子的體育鍛煉情況。

四、實踐中的收獲與思考

“體智云+天天跳繩”這套數(shù)字化工具提升了一些原本枯燥的跑、跳、投運動的趣味性和互動性。經(jīng)過一定時期的實踐探索，教師可以將技能和體能類運動設(shè)置為占比50%，人機互動的游戲類運動設(shè)置為占比50%，讓學(xué)生練在其中、玩在其中，逐漸養(yǎng)成鍛煉的習(xí)慣。

學(xué)校體育組在2022年上半年線上教學(xué)期間，利用這套數(shù)字化工具開展了一次線上嘉年華，豐富有趣的運動項目不僅獲得了學(xué)生的熱情參與，還鍛煉了學(xué)生的下肢力量、靈敏度和協(xié)調(diào)性（如圖5）。經(jīng)過一年多的積累，筆者所在學(xué)校使用這套數(shù)字化工具取得了一定成效，2022年學(xué)生體質(zhì)健康測試優(yōu)良率較去年提高了0.2%。

在中小學(xué)領(lǐng)域，體育健身類數(shù)字化工具應(yīng)考慮學(xué)生的用眼衛(wèi)生，家庭體育作業(yè)強度不宜過大，每次鍛煉時間10～30分鐘為宜。體育鍛煉的形式和要求不應(yīng)局限于線上，還需要落實到線下體育教學(xué)、體質(zhì)測試、體育比賽中。因此，如果設(shè)置一套體育作業(yè)激勵機制并在線下定期公布結(jié)果，如積分兌換實物、獎?wù)骂C發(fā)等，為App的使用構(gòu)建一個良好的生態(tài)鏈，在一定程度上能夠激勵學(xué)生更加主動、持久地進行體育鍛煉，最終養(yǎng)成健身運動的好習(xí)慣。

在此基礎(chǔ)上，學(xué)校體育組精心策劃了13個大項29個小項的體育比賽項目，即怒江“慧動”活力榜項目。該項目與健身節(jié)相結(jié)合，以一個學(xué)年為比賽周期，項目設(shè)置涵蓋智力、力量、速度、耐力、靈敏、協(xié)調(diào)、穩(wěn)定等多種運動能力，也充分鍛煉了學(xué)生的獨立思考判斷能力、心理承壓能力、人際交往能力等；項目融入“積分制”，設(shè)立學(xué)生裁判組，學(xué)期末學(xué)生可以根據(jù)積分得到精神獎勵和物質(zhì)獎勵。

經(jīng)過一年多的實踐，有一千多人次參與打榜，極大地提高了學(xué)生的運動熱情和體育素養(yǎng)，通過這種多樣化的運動項目和大跨度的時間周期促使學(xué)生養(yǎng)成了良好的運動行為，樹立終身體育的觀念。

五、趨勢與展望

“體智云+天天跳繩”這套數(shù)字化工具借助人體骨骼定位技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)大大減輕了教師的工作量，促使學(xué)生養(yǎng)成體育鍛煉的習(xí)慣，進而在一定程度上破解“教會、勤練、常賽”這一教育目標(biāo)難題。另外，“體智云+天天跳繩”讓學(xué)生的學(xué)習(xí)“有跡可循”，為學(xué)校和家長全方位了解學(xué)生的家庭體育鍛煉情況提供數(shù)據(jù)參考，為進一步提升學(xué)生體質(zhì)素養(yǎng)指明方向。

隨著《全民健身計劃（2021—2025年）》的頒布，涌現(xiàn)了一大批健身App和微信小程序，如定位年輕上班族的“Keep”和“咕咚跑步”；定位老年人的“糖豆”；定位中小學(xué)生的“蘿卜長高運動”；甚至還有很多手機品牌自帶運動健康功能，如“華為運動健康”“小米運動健康”等。這些健身App的共同點都是借助AI技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，并融入互動PK理念，把健身運動變得趣味化、生活化、數(shù)據(jù)可視化，激勵用戶養(yǎng)成運動健身的好習(xí)慣，對全民健身起到了有效的推動作用。