人工智能在大學(xué)生體質(zhì)健康自助測試中的研究

摘要：近年來，隨著生活水平的不斷提高，大學(xué)生的體質(zhì)健康水平卻不盡如人意。因此，眾多學(xué)者從不同角度、不同層面展開了大學(xué)生體質(zhì)健康水平的研究。近期，人工智能與大學(xué)生體質(zhì)健康的結(jié)合已成為熱點。通過回顧我國大學(xué)生體質(zhì)健康測試的發(fā)展歷史，分析傳統(tǒng)測試存在的問題，總結(jié)大學(xué)生體質(zhì)健康自助測試的研究現(xiàn)狀，來闡述體質(zhì)健康自助測試的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生" 體質(zhì)健康" 人工智能" 自助測試

大學(xué)生是祖國的棟梁，他們的體質(zhì)健康水平和國家的發(fā)展密切相關(guān)。但隨著生活水平的不斷提高，大學(xué)生的體質(zhì)健康水平卻不盡如人意。教育部在2021年9月公布的數(shù)據(jù)顯示：大學(xué)生體質(zhì)健康優(yōu)良率在2014-2019年之間只增長了0.2個百分點，弱于初中學(xué)生的5.1%和高中生的1.8%。大學(xué)生體質(zhì)健康已成為眾多學(xué)者關(guān)注的問題并對此開展了多方面的研究。而人工智能隨著科技的不斷發(fā)展，逐漸與大學(xué)生體質(zhì)健康測試緊密相連。人工智能是探究人類智能活動的機(jī)理和規(guī)律，研究如何讓智能體去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，形成模擬人類智能行為的基本理論、方法和技術(shù)，所構(gòu)建的智能系統(tǒng)，能夠像人一樣思考和行動，并進(jìn)一步提升人的智能。體質(zhì)是指人體的質(zhì)量，它是在遺傳性和獲得性基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來的人體形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理機(jī)能和心理因素、對環(huán)境的適應(yīng)能力等要素組成的相互聯(lián)系的綜合體系。健康則不僅僅是指沒有疾病和衰弱的狀態(tài)，而且是一種在身體上、精神上和社會上的完好狀態(tài)。目前，人工智能企業(yè)已經(jīng)生產(chǎn)出種類繁多的產(chǎn)品應(yīng)用于民眾的身體健康監(jiān)測領(lǐng)域，幫助民眾實時監(jiān)測和了解自身的健康狀況。本文擬探究以紅外感應(yīng)、大數(shù)據(jù)和可穿戴式設(shè)備等人工智能技術(shù)為媒介手段在大學(xué)生體質(zhì)健康自助測試方面的應(yīng)用，從而為改善大學(xué)生體質(zhì)健康水平提供理論參考。

1、我國大學(xué)生體質(zhì)健康測試的歷史變遷

一種制度的形成必然是出于社會、經(jīng)濟(jì)或者政治上的需要，或許是以某一方面需求為主，或許三方面兼顧，并深根于特定的社會結(jié)構(gòu)之中。我國大學(xué)生體質(zhì)健康測試制度與我國青少年體質(zhì)健康測試制度的發(fā)展進(jìn)程總體上同根同源。新中國成立初期，在經(jīng)濟(jì)困難、敵對勢力威脅并沒有消解以及以蘇美為代表的東西陣營“冷戰(zhàn)”愈演愈烈的背景下，毛澤東主席從戰(zhàn)備角度出發(fā)，提出“發(fā)展體育運動，增強(qiáng)人民體質(zhì)”的口號，朱德副主席指出要“普及人民體育運動，為生產(chǎn)和國防服務(wù)”。所以，根據(jù)蘇聯(lián)經(jīng)驗，政務(wù)院于1954年頒布了《準(zhǔn)備勞動與衛(wèi)國體育制度暫行條例和項目標(biāo)準(zhǔn)》，簡稱《勞衛(wèi)制》，正式揭開了大學(xué)生體質(zhì)健康測試制度的序幕。測試分為預(yù)備級、1級和2級，測試項目包括射擊、跳遠(yuǎn)和手榴彈擲遠(yuǎn)等與生產(chǎn)勞動、國防軍事緊密關(guān)聯(lián)的項目，帶有強(qiáng)烈的“集體和國家意志”色彩。1、2級測試達(dá)標(biāo)者頒發(fā)相應(yīng)證書和證章，享有參加各類比賽的優(yōu)先權(quán)，每隔3年要對通過1、2級測試者復(fù)測一次，以保證測試工作質(zhì)量。達(dá)標(biāo)法簡單易行，但是無法積聚個體的測試數(shù)據(jù)，不能進(jìn)行比較分析。

制度變遷是制度的替代、轉(zhuǎn)換和交易過程，是制度創(chuàng)立、變更及隨著時間變化而被打破的方式。中國大學(xué)生體質(zhì)健康測試制度也是一個新制度不斷代替舊制度的發(fā)展過程，其實質(zhì)是政府部門通過頂層設(shè)計、出臺相應(yīng)政策、引導(dǎo)相關(guān)利益主體、融合各方資源促進(jìn)大學(xué)生體質(zhì)健康的提高。1964年，因為國情變化和中國文化習(xí)俗等方面的原因，《勞衛(wèi)制》改名為《青少年體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》，測試內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)不變，但隨著文化大革命的開始，大學(xué)生體質(zhì)測試工作因此中斷。直到進(jìn)入70年代后中西方關(guān)系“破冰解凍”、國家政治生態(tài)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境有所好轉(zhuǎn)的背景下，增強(qiáng)學(xué)生體質(zhì)的教育思想逐漸形成，原有測試項目已落后于時代發(fā)展潮流，不符合社會利益。因此，國家體委在對《青少年體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》修訂的基礎(chǔ)上，聯(lián)合多部門于1975年頒發(fā)了《國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》，并歷經(jīng)了1982年、1988年和1990年三次修訂，逐步取消了軍事色彩濃重、場地器材要求較高和地方性體育項目等內(nèi)容，測試項目主要有：50m或100m、800m（女）、1000m（男），跳遠(yuǎn)或跳高、引體向上（男）、1min仰臥起坐（女）等與跑、跳和投等運動能力相關(guān)的項目。評價方式由評分法替代了達(dá)標(biāo)法，詳細(xì)記錄了每一位測試者的身體素質(zhì)和運動成績，測試成績列入體育課總成績，對測試優(yōu)秀者頒發(fā)獎?wù)潞妥C書，在很大程度上鼓舞了學(xué)生們參與鍛煉、測試的熱情，并首次對工作效果顯著的單位和個人給予表彰。

任何社會制度自產(chǎn)生起都需要一個不斷自我完善的過程，這是制度自身調(diào)整的內(nèi)在動力。改革開放之后，中國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平快速提高，學(xué)生的升學(xué)和就業(yè)壓力也日漸增加，2000年第四次全國范圍內(nèi)的學(xué)生體質(zhì)測試表明：與1995年相比我國大學(xué)生的速度、耐力、柔韌和力量等素質(zhì)均有所下降，2002年貴州省高校征兵1200多名大學(xué)生體檢合格的低于20%，大學(xué)生體質(zhì)下降的現(xiàn)象引起了國家相關(guān)部門的高度重視。2002年教育部、國家體育總局通過座談、調(diào)研等方式，參考《國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》制定了《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（試行方案）》并在全國推廣，2007年在試運行的基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗、修訂和完善，正式頒布了《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》，2013年教育部組織17所高校專家再次進(jìn)行修訂，并于2014年公布了《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（2014年修訂）》（后稱《標(biāo)準(zhǔn)》）并延用至今。《標(biāo)準(zhǔn)》經(jīng)過3次修訂，確立了“學(xué)生體質(zhì)健康”的核心概念，這也順應(yīng)了全球范圍內(nèi)學(xué)生體質(zhì)測試已經(jīng)由純粹的運動能力測試向體質(zhì)健康測試轉(zhuǎn)變。與《國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》相比，《標(biāo)準(zhǔn)》測試指標(biāo)由單一的運動素質(zhì)增加到身體形態(tài)、機(jī)能和素質(zhì)3大類。大學(xué)一、二年級為一組，三、四年級為一組，根據(jù)測試成績高低分為優(yōu)秀（≥90分）、良好（80.0-89.9分）、及格（60.0-79.9分）、不及格（≤60分）4個等級，測試的成績達(dá)到良好以上者才可以參與評獎與評優(yōu)，低于50分者按結(jié)業(yè)或肄業(yè)處理，并首次引入第三方復(fù)核機(jī)制，監(jiān)督測評工作。

2、傳統(tǒng)體質(zhì)健康測試存在的問題

2.1、測試時間不靈活

大學(xué)生體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)于每年9月至12月上報教育部，雖然各個高校展開體質(zhì)健康測試的時間并不統(tǒng)一，但基本都是利用上課時間或者周末在特定的幾周內(nèi)完成。這就使學(xué)生無論身體狀況如何都必須在這些固定日期參加測試，導(dǎo)致了部分學(xué)生因為各種各樣的身體原因不能完成測試或者測試數(shù)據(jù)不能真實反應(yīng)身體機(jī)能，固定的測試時間影響了學(xué)生的測試狀態(tài)和數(shù)據(jù)真實性。

2.2、教師操作不規(guī)范

大學(xué)生體質(zhì)健康測試基本都是在課堂中進(jìn)行，學(xué)生人數(shù)眾多、工作任務(wù)繁重，有的測試項目還有可能發(fā)生運動傷害。同時，測試數(shù)據(jù)的優(yōu)劣與教師的榮譽(yù)、薪資和職稱等沒有任何關(guān)系，這就導(dǎo)致了部分教師在測試過程中并不會認(rèn)真負(fù)責(zé)，讓學(xué)生填寫測試數(shù)據(jù)，對一些違規(guī)現(xiàn)象也不及時制止，致使部分測試數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真。2014年教育部對全國各級各類學(xué)校測試上報數(shù)據(jù)進(jìn)行抽查復(fù)核時，抽查數(shù)據(jù)與上報數(shù)據(jù)的一致性比例，大學(xué)只有14.1%，位列中小學(xué)之后，處于末位。

2.3、學(xué)生重視度不足

2014年頒布的《高等學(xué)校體育工作基本標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定體質(zhì)健康測試成績低于50分的大學(xué)生按結(jié)業(yè)處理，達(dá)到良好及以上的大學(xué)生才可以參與評獎、評優(yōu)，但鮮有高校認(rèn)真執(zhí)行此政策。所以，部分大學(xué)生認(rèn)為體質(zhì)健康測試相對于專業(yè)學(xué)習(xí)并不重要，不愿意進(jìn)行身體鍛煉、怕苦怕累，更有學(xué)生想方設(shè)法地虛開免測證明逃避測試，有的則為了通過體測而違反測試規(guī)則，甚至找“槍手”替考。

2.4、學(xué)生測試動作不標(biāo)準(zhǔn)

雖然大學(xué)生體質(zhì)健康測試內(nèi)容并不是高難度的運動項目，測試內(nèi)容通常是與體育專項課程相關(guān)性不高的輔助內(nèi)容，但大學(xué)體育課程有規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，較少有針對體質(zhì)健康測試的專門性練習(xí)，所以一些學(xué)生在測試過程中出現(xiàn)了大量不規(guī)范甚至是錯誤動作，常見的如仰臥起坐時起身不到位，立定跳遠(yuǎn)做成“立定蹦遠(yuǎn)”，引體向上時引體不標(biāo)準(zhǔn)。

2.5、成績錄入易犯錯

體質(zhì)健康測試完成后會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)錄入是一項繁瑣的工作，工作量巨大。目前，大部分學(xué)校還需要教師采用原始的人工輸入方式，在這一過程中難教師免會產(chǎn)生非主觀的錄入錯誤，出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真。但也絕不能排除個別學(xué)校為了應(yīng)付上級部門對于學(xué)生體質(zhì)健康合格率的硬性要求而篡改數(shù)據(jù)。

2.6、學(xué)生隱私難保障

隨著大學(xué)生對于個人隱私保護(hù)意識地逐漸提升，部分大學(xué)生并不希望將自己的體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在別的同學(xué)面前。但目前大學(xué)生體質(zhì)健康測試多以班級為單位在課堂進(jìn)行集體測試，同學(xué)之間沒有足夠的隱私空間，導(dǎo)致個人的健康數(shù)據(jù)（如身高、體重等）不可避免地展現(xiàn)在同學(xué)面前，這可能進(jìn)一步影響學(xué)生對體能測試的態(tài)度，特別是對在測試中表現(xiàn)不佳的學(xué)生不利。

2.7、缺乏反饋性

教育部在2014年發(fā)布的《學(xué)生體質(zhì)健康監(jiān)測評價辦法》中明確指出：學(xué)生體質(zhì)健康測試是“促進(jìn)學(xué)生體質(zhì)健康發(fā)展、激勵學(xué)生參加身體鍛煉的教育、評價和反饋手段”。但很多高校在實際執(zhí)行過程中，“為測試而測試、為達(dá)標(biāo)而達(dá)標(biāo)”，“重測試、輕評價、少反饋”。大學(xué)生在測試后不能及時的獲取自身的體質(zhì)健康數(shù)據(jù)，無法評估自身的體質(zhì)健康狀況，難以獲取有針對性的體質(zhì)健康診斷和建議，也就很難通過體育鍛煉有效地干預(yù)體質(zhì)健康，這也就違背了國家實施學(xué)生體質(zhì)健康測試制度的初衷。

3、大學(xué)生體質(zhì)健康自助測試研究現(xiàn)狀

3.1、國內(nèi)研究現(xiàn)狀

（1）自助測試的策略。蔡曉波認(rèn)為目前體質(zhì)測試的形式和時間還不夠靈活，沒能從學(xué)生角度出發(fā)去思考問題。學(xué)校測試管理機(jī)構(gòu)應(yīng)該提供更多的測試時間，使學(xué)生可以結(jié)合自己的鍛煉效果，選擇自己最佳的身體狀態(tài)參與體質(zhì)健康測試。并對學(xué)生自助測試與集中測試在組織管理、時間安排、人員配備、器材設(shè)備和測試效果上的區(qū)別進(jìn)行了探討；（2）自助測試軟硬件的開發(fā)。劉新新等基于IOS平臺，結(jié)合GPS定位、百度地圖、軌跡繪制、JSON數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)設(shè)計了一款運動輔助管理APP，并介紹了APP的工作流程、模塊設(shè)計和功能實現(xiàn)；（3）智能技術(shù)應(yīng)用。矯志慶對山東省青少年的一項調(diào)研顯示，接近半數(shù)的青少年有通過信息化途徑獲得健康與健身知識，并產(chǎn)生大量的運動、健康數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)的整合、分析，便可以對青少年的運動健身規(guī)劃進(jìn)行有效的干預(yù)。賴錦松等研究認(rèn)為，當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+ ”應(yīng)用到大學(xué)生體質(zhì)監(jiān)測管理中，在政策環(huán)境、技術(shù)支持、管理層面已具備一定基礎(chǔ)，但仍存在投入主導(dǎo)與服務(wù)意識兩方面滯后的問題。

3.2、國外研究現(xiàn)狀

（1）自助測試的必要性。Morgan等認(rèn)為自助測試技能對學(xué)生很重要，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生對自助測試有積極的看法，并將測試結(jié)果與其個人健康聯(lián)系起來；（2）自助測試的策略。提出在體育課上以工作站的形式進(jìn)行體質(zhì)自助測試，每個測試項目被安排為一個站，測試項目的指導(dǎo)和演示在測試前兩周由教師完成。Liu等人強(qiáng)調(diào)需要將科技應(yīng)用于青少年體能測試，以提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并解決因空間和時間限制而產(chǎn)生的隱私問題；（3）智能技術(shù)應(yīng)用。Laura Alfrey等將一種特殊類型的射頻傳輸?shù)募夹g(shù)用于跟蹤或追蹤人員或目標(biāo)的傳感器網(wǎng)絡(luò)，專門進(jìn)行有氧能力測試。但是在青少年體能測試中，尤其是自我測試中，仍然過于昂貴，無法廣泛應(yīng)用；（4）自助測試的潛在問題。有學(xué)者提出了年齡與測試準(zhǔn)確性的問題，因此，仍然需要開發(fā)更先進(jìn)的測試方法。而且，學(xué)生都在課堂上集中進(jìn)行自測，一些學(xué)?？赡軙o法提供足夠的設(shè)備。

4、體質(zhì)健康自助測試的優(yōu)點

自助測試是自我調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，被定義為學(xué)生評估自己能力和學(xué)習(xí)成果的內(nèi)部過程。在這一過程中，學(xué)生自身的目標(biāo)、觀念、價值觀和情感成為評價的關(guān)鍵。根據(jù)韋伯的說法，自助測試是一種強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心的替代評估形式，以學(xué)生為中心的評估方法，不僅僅依靠教師來實施評估，更是幫助學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行批判性思考。

自助測試的有效性已經(jīng)在其他科目中得到了很好的驗證。Butler YG認(rèn)為自我測試可以提高學(xué)習(xí)者的表現(xiàn)和他們在基礎(chǔ)語言學(xué)習(xí)中的信心。此外，自助測試可以幫助學(xué)習(xí)者確定他們在學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢和劣勢，學(xué)習(xí)者可以在自我測試實踐中根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整。在同一項研究中，學(xué)生有無限的機(jī)會在課外通過測驗（如形成性和自我指導(dǎo)的評估）進(jìn)行在線自我測試。結(jié)果表明，自我測試實踐和學(xué)生學(xué)習(xí)之間存在正相關(guān)關(guān)系。同樣，自我體能測試也可以讓學(xué)生在一個學(xué)年內(nèi)多次評估自己的體能，最好的結(jié)果可以用來代表學(xué)生當(dāng)年的體能測試結(jié)果。

大學(xué)生體質(zhì)健康自助測試意味著學(xué)生將在他們認(rèn)為自己準(zhǔn)備好、身體狀態(tài)最佳的情況下測試他們的體質(zhì)，并且學(xué)生可以根據(jù)需要在一個學(xué)期或一個學(xué)年內(nèi)進(jìn)行多次測試，最好成績可以作為最終分?jǐn)?shù)。這也意味著自助測試可以在課外時間進(jìn)行，而不是必須在體育課上測試。更重要的是，測試過程和結(jié)果是相對私密的，可以有效保護(hù)學(xué)生的個人隱私。同時，自助測試可以有效提高測試數(shù)據(jù)的正確性、有效性，降低體育教師的工作強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部體育衛(wèi)生與藝術(shù)教育司.第八次全國學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研結(jié)果發(fā)布[J].中國學(xué)校衛(wèi)生，2021，42（09）.

[2]李德毅.人工智能基礎(chǔ)問題：機(jī)器能思維嗎？[J].智能系統(tǒng)學(xué)報，2022，17（04）.

[3]張文靜，張韌仁，劉萍，陳宏，蘇余.不同運動干預(yù)訓(xùn)練促進(jìn)腦癱患者體質(zhì)健康研究進(jìn)展[J].四川體育科學(xué)，2021，40（02）.

[4]中國體育年鑒委員會.《中國體育年鑒》（1949-1962）[M].北京：人民體育出版社，1996.

[5]張強(qiáng)峰，孫洪濤.我國學(xué)生體質(zhì)健康測試制度的演變[J].體育學(xué)刊，2016，23（02）.

[6]李小偉.學(xué)生體質(zhì)：讓人歡喜讓人憂[N].中國教育報，2001-11-10（3）.

[7]新華社.體檢合格不足兩成[N].中國教育報，2002-12-15（2）.

[8]于紅妍.中國學(xué)生體質(zhì)測試的演進(jìn)歷程及階段特征[J].北京體育大學(xué)學(xué)報，2014，37（10）.

[9]教育部關(guān)于印發(fā)《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（2014年修訂）》的通知[S].教體藝[2014]5號，2014.

[10]鄭小鳳，張朋，劉新民.改革開放40年我國學(xué)生體質(zhì)測試監(jiān)督機(jī)制的發(fā)展與完善[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報，2018，52（12）.

[11]王夢.我國大學(xué)生體質(zhì)健康測試存在的問題及對策[J].體育文化導(dǎo)刊，2020，217（07）.

[12]蔡曉波.高校實施《學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》的測試管理模式研究[J].南京體育學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2004（06）.

[13]劉新新，蘆明.基于iOS的運動輔助管理APP的設(shè)計和實現(xiàn)[J].計算機(jī)時代，2020（12）.

[14]矯志慶，張雪飛，韓冬，李玉蓮.青少年體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化干預(yù)保障體系研究[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報，2019，35（03）.

[15]賴錦松，李亮.“互聯(lián)網(wǎng)+”在大學(xué)生體質(zhì)監(jiān)測管理中的應(yīng)用[J].體育科學(xué)研究，2019，23（02）.

[16]Morgan，C.F.;Beighle，A.;Pangrazi，R.P.Using Self-Assessment for Personal Fitness Evaluation.Teaching Elementary Physical Education15Part1.

[17]Keating，X.，Liu，X.，Stephenson，R.，Guan，J.，amp; Hodges， M.Student health-related fitness testing in school-based physical education：Strategies for student self-testing using technology. European Physical Education Review，2020，26（2）.

[18]Laura Alfrey，Michael Gard. A crack where the light gets in：a study of Health and Physical Education teachers' perspectives on fitness testing as a context for learning about health.Asia-Pacific Journal of Health， Sport and Physical Education.

[19]Xiaofen D.Keating，Rachyl Stephenson，Michael Hodges， Yiqiong Zhang，Leon L.Chen.An analysis of Chinese preservice physical education teachers’attitudes toward school-based fitness testing in physical education settings.Physical Education and Sport Pedagogy，2021.

[20]Butler YG and Lee J.The effects of self-assessment among young learners of English.LanguageTesting，2010，27（1）.