技術賦能學生體育鍛煉的路徑思考

楊浩

摘要：鑒于已有體育鍛煉內容難以滿足學生需求、家長很難有效監(jiān)督孩子體育課后鍛煉、學生體育鍛煉主觀能動性不強的問題，學校和教師要豐富學生體育鍛煉形式，創(chuàng)新體育鍛煉內容，并進行有效評價和督促，促使體育鍛煉成為學生生活的一種常態(tài)。具體路徑如下：一是搭建智慧體育鍛煉數據平臺，實現數據管理有效化；二是設計多元應用場景，促進體育鍛煉提質增效；三是設計趣味運動，加強課后自主鍛煉；四是學、練、賽、測、評相結合，構建體育鍛煉閉環(huán)。

關鍵詞：體育與健康；體育鍛煉；智慧體育；教學閉環(huán)

《關于全面加強和改進新時代學校體育工作的意見》指出，要合理安排校外體育活動時間，著力保障學生每天校內、校外各一個小時體育活動時間，促進學生養(yǎng)成終身鍛煉的習慣?！读x務教育體育與健康課程標準（2022年版）》提出，體育與健康課程根據學生運用技能形成規(guī)律和身心發(fā)展規(guī)律，整體設計課程內容，引導學生將體育與健康知識、技能和方法運用到體育學習、體育鍛煉、運動競賽和日常生活中，增強學生的理解能力和實踐能力。然而，在具體實施中，體育鍛煉并未能發(fā)揮其獨特的作用和應有的效果。原因大致如下：一是教師更為關注已有體育鍛煉內容，忽視了學生的興趣，難以滿足學生的體育鍛煉需求；二是家長更為關注孩子的學習情況，很難有效監(jiān)督孩子的體育課后鍛煉；三是學生忙于其他學科學習，不重視體育鍛煉，尤其是在無監(jiān)督的情況下難以發(fā)揮主觀能動性。

這導致學生體育鍛煉效果難以有效發(fā)揮。那么，如何在形式上豐富、內容上創(chuàng)新、評價上督促，從而促使體育鍛煉成為學生生活的一種常態(tài)，是體育與健康教師需要迫切思考和研究的課題。筆者從技術賦能體育鍛煉的路徑上進行研究，結合青少年身心發(fā)展規(guī)律，在體育鍛煉數據平臺建設、家校社聯動監(jiān)管評價、營造家校結合和課內外結合以及線上與線下結合的鍛煉形式等層面，形成了一個技術賦能學生體育鍛煉的整體規(guī)劃（如圖1）。

一、搭建智慧體育鍛煉數據平臺，實現數據管理有效化

從便于管理與加強督促的角度，學?？梢砸罁W生所處的環(huán)境，輻射校內、校外兩大場域，努力形成校園、家庭一體化的促鍛煉和增體質機制，搭建智慧體育鍛煉數據平臺，全面有效落實國家要求，實現數據管理有效化。

智慧體育鍛煉數據平臺（如圖2）一般包含體育工作監(jiān)測和衛(wèi)生與健康管理平臺，在滿足區(qū)域業(yè)務功能需求之外，還應打通體育考試、學生鍛煉、體能測試數據之間的聯系，形成體育鍛煉數據運用閉環(huán)。此外，也要建立區(qū)域級、校級體育與健康課程核心素養(yǎng)評價體系，創(chuàng)建學生體質健康素質和核心素養(yǎng)成長檔案大數據系統(tǒng)，用科技推動體育與健康教育教學進步，促進體育與健康教育均衡和公平發(fā)展。

智慧體育鍛煉數據平臺具有以下功能：學生個人、班級、年級、全校體測成績分析及匯總；學生個人體測報告輸出、學生體測視頻回放查看；學生信息管理、學生體測數據報表導出、體測功能設置；支持測試視頻存儲與測試數據分析服務；支持學校、教師分別開通體質健康大數據管理賬號，分層分級管理；支持校級、班級、學生個人的運動鍛煉數據分析、展示與導出；支持全校、全班運動總人數、總時間、人均時長、各項運動比例與時長、排名；支持學生的數據分析與展示，如學生運動總時間、日均時長、各項運動比例、班級排名、運動項目排名；支持校外體育作業(yè)監(jiān)督，量化校外體育鍛煉，從校級、年級、班級到個人層級管理；支持家長端體育賬號接入，方便家長參與學校體育與健康教學工作，全面監(jiān)督學生體育鍛煉。

依托智慧體育鍛煉數據平臺，教師可以管理全校學生的運動數據，采集學生體育鍛煉個體生理指標、運動參與數據和成績等，真實有效反饋學生日常鍛煉、運動水平、運動負荷、參賽情況以及體質健康水平的變化，形成監(jiān)測、反饋、分析和指導的閉環(huán)。同時，實現對體育鍛煉關鍵環(huán)節(jié)的重點監(jiān)測，豐富體育鍛煉場景，構建體育鍛煉智能監(jiān)督、精準指導、精準測試、精準評估的新模式，全面提升學校信息化應用水平，提升師生數字素養(yǎng)，促進學生體質健康全面發(fā)展。此外，學生的體育鍛煉數據被錄入智慧體育鍛煉數據平臺后，它們能夠被長期保留，供師生隨時查詢、比較與研究。

二、設計多元應用場景，促進體育鍛煉提質增效

教師可以采取軟硬件結合的方式智能化采集、分析學生的運動數據和體能健康數據，繪制學生數字畫像，得出多維體質模型，及時發(fā)現學生的不足，進行有針對性的評估，為后續(xù)教學提供全面數據支撐。

（一）設計智慧體育操場，激發(fā)學生鍛煉積極性

智慧體育操場（如圖3）是結合人工智能視覺技術、物聯網技術、運動算法技術等串聯各種設備，實現校園操場全場景運動空間智能化，供學生進行跳繩等自助式體測鍛煉。它能夠自動分析數據，并提供全面體測報告，輔助教師開展個性化教學，從而提升學生的身體素質和運動技能。

當學生自主鍛煉時，智慧體育操場能夠通過人工智能識別技術，快速匹配學生身份信息，實現自主測試，實時反饋學生運動姿態(tài)、運動過程、運動成績等，支持視頻過程回看，減少人工干預，促進學生運動習慣的養(yǎng)成。比如，徐州某中學在操場上引入了800/1000米智能測試設備以及跳繩、仰臥起坐、引體向上和立定跳遠項目監(jiān)測儀器，很多學生每天課間就會進行練習，并對自己的練習效果進行分析，發(fā)現不足，有針對性地調整，提高了體育鍛煉的積極性（如圖4）。

（二）建設智慧體測室，減少體育鍛煉不利因素

學?？梢愿鶕翌C布的《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》要求定制開發(fā)標準化的室內智慧體測室（如圖5），運用人工智能技術對學生的體質健康進行監(jiān)測，實現一站式、全流程學生健康體質測試。智慧體測室利用統(tǒng)一管理平臺，科學、客觀地分析學生體育鍛煉情況并自動生成各種報告，支持成績自動打印、信息推送等，同時滿足學生在室內進行體育鍛煉、模擬測試的要求?，F在，很多體育鍛煉受天氣等外部環(huán)境的影響，一旦天氣條件不允許，學生的體育鍛煉就會受到干擾。室內智慧體測室的建設，不僅能夠實現學生體育鍛煉的科學性，還能夠進一步增加學生體育鍛煉的時間，拓展體育鍛煉空間，減少外部不利因素的影響。

（三）運用智慧教學一體機，提供一體化體育鍛煉方案

順應“雙減”政策要求，學?？梢岳?G+云網的優(yōu)勢，結合人工智能視覺識別、大數據等技術，運用智慧教學一體機，形成基于物聯網及多種終端支撐的體育教學、鍛煉、測試及評價等一體化智慧體育解決方案（如圖6）。它旨在解決體育鍛煉缺少可視化提升手段、學生缺乏針對性訓練、家長輔導難、學校體育運動氛圍不足、體育教育教學缺少數據支撐等問題，實時反饋學生體育鍛煉結果，快速掌握學生運動狀態(tài)并給出專業(yè)指導意見，促進學生體質科學、穩(wěn)步提升。例如，廣州某學校通過運用智慧教學一體機，為教師提供了可視化的教學手段以及運動數據，實現了學生班級、姓名、運動數據都在大屏上顯示，營造了學生你追我趕的運動氛圍，讓體育鍛煉變得有活力、 有樂趣。隨著運動人數、參與頻率的增加，很多學生還會經常在大屏上查詢自己的體育鍛煉分析報告，根據它提供的運動處方制訂未來體育鍛煉計劃。

（四）開發(fā)智慧體育角，營造良好體育鍛煉氛圍

智慧體育角的整體設計和布局相對靈活，主要是分布于教學樓外的一些半封閉空間，由學校提供一些智能化的體育鍛煉設備，營造適合學生體育鍛煉的氛圍，方便學生課后或課間使用（如圖7）。體育角的智能化鍛煉設備以趣味運動為主，進行模塊化設計，運用人工智能技術刷臉識別學生。它對周圍環(huán)境要求低，占地面積小，便于安裝部署，通過自主測試、賽事活動，激發(fā)學生的運動興趣，增強他們的身體素質。例如，南京某學校就在教學區(qū)周邊、操場上建設了智慧體育運動角，讓學生隨時進行運動競賽，促進學生有效鍛煉，學生樂此不疲。

學校還可根據校園場域的合理規(guī)劃分散布置智能移動工作站，遵循統(tǒng)一的標準和使用方法，實時采集學生體育鍛煉數據并上傳，同時方便師生實時查詢鍛煉數據、觀看測試項目視頻文件，滿足不同區(qū)域、不同人員的要求。

三、設計趣味運動，加強課后自主鍛煉

這個平臺主要由人工智能識別系統(tǒng)、智能一體機、智慧大屏及數據系統(tǒng)軟件組成，內容包括跳繩趣味賽、摸高比賽、跳遠比賽等，能夠用于日常體育課教學、學校大課間活動、校內體育賽事等場景，進行每日/周/月排名，有效保障學生每日合理運動量化要求，增強運動樂趣。

（一）運用智慧運動班牌，調動學生參與積極性

教師可以將智慧運動班牌布置在學校教學樓附近的適宜場地。學生靠近班牌，人工智能識別系統(tǒng)就能全面監(jiān)控學生的體育鍛煉情況，自主上傳學生的課間或課后運動數據，進行運動監(jiān)測和排名。這方便學校更高效地指導學生進行每日體育鍛煉（如圖8）。它在課間體育鍛煉和家庭體育鍛煉方面的應用效果顯著。例如，江蘇宜興某學校在體育館批量建設了這樣的智慧運動班牌，為學生的課余時間創(chuàng)造了有效的鍛煉機會，如跳繩、跳遠等。這既方便了學生利用課間時間自主練習，又能獲得實時反饋的運動數據，生成多維度運動排名，增強了學生運動的趣味性及積極性。

（二）布置線上體育家庭作業(yè)，實現家校共育

教師可以通過小程序發(fā)布體育家庭作業(yè)，實時查看全班學生運動排名數據，預設體現水平差異的各種榮譽之星，通過數據分析及時發(fā)現個體差異，真正做到發(fā)布作業(yè)、檢查作業(yè)、遠程指導、運動激勵的教學閉環(huán)（如圖9），打破家校數據壁壘，實現校內校外鍛煉數據共享、家?；ネ?，促進家校共育。這也方便家長參與學校體育教學工作，通過線上管理減輕家長監(jiān)督負擔，營造良好的家庭運動氛圍。

（三）開展線上體育賽事，點燃學生鍛煉激情

教師也可設置線上體育賽事運動打卡賽、親子互動賽等極具趣味性的多元化賽事，隨時隨地開展線上體能項目類比賽，大大減少人工成本，讓學生更快樂地運動，高效、快捷地開展校園課后賽事（如圖10）。例如，江蘇省組織了全省體質健康促進干預點?！霸粕线\動會”，全省中小學干預點校84所，常期進行每年兩次的夏季賽和冬季賽，目前已經進行4屆，促進點校學校學生鍛煉的積極性，提高學生的體質健康水平。

四、教、學、練、賽、評相結合，構建體育鍛煉閉環(huán)

體育鍛煉長期以來處在一個比較尷尬的境地，這實際上折射出的是有規(guī)劃無組織、有布置無落實、有要求無監(jiān)督的狀態(tài)。它迫切需要一個真實的抓手來推進，智慧體育就是構建體育鍛煉“教、學、練、賽、評”閉環(huán)的重要手段（如圖11）。

（一）智慧助學，實現學生鍛煉自主化

人工智能技術賦能下，依托體測屏、體鍛角、微信體鍛小程序、App等提供的多種運動項目及其內容指導，學生能夠根據自身情況與需求有目的地進行學練選擇，獲得實時運動大數據，實現動作質量實時反饋。此外，教師還可以在云平臺上發(fā)現學生學練中的錯誤動作并及時糾正，或在網上實施線上運動會，進行不同時間、空間的運動對決。同時，平臺系統(tǒng)會對學生的運動特點、運動項目、運動愛好、興趣等進行記錄和分析，從而幫助學生發(fā)現自己的問題，實現教師引導下勤練的高效化和精準化，促進學生體育鍛煉的自主化。

（二）智慧助教，助力教師精準教學

智慧體育平臺依托專業(yè)的視頻工具進行內容輸出，可為教師提供一定的教學視頻、學練方法供他們在課上運用，減小備課壓力。教師還可基于智慧體育平臺提供的學生課堂學習情況，依據課后體育鍛煉要求，提供豐富多樣的分年齡、分層次的學練內容，加入人體運動過程智慧識別，避免人為主觀判斷，保障學生在體育鍛煉中有所指、有所依、有所評，實現精準教學（如圖12）。智慧體育平臺的運用，有助于解決體育師資不足、講授內容單一等問題。

（三）智慧助練，提高體育鍛煉趣味性

智慧體育的場域環(huán)境可供學生隨時隨地開展體育鍛煉。豐富的趣味活動能夠增強學生鍛煉積極性，提升體育鍛煉效率。如支持多人同時鍛煉、智能趣味運動、大課間運動、課間微運動等，都可以激發(fā)學生練習熱情，讓學生動起來（如圖13）。

（四）智慧助賽，彰顯體育競技精神

以往的體育競賽，大多是教師組織，學生現場互動，不僅耗時耗力，還不能實現多人參與。智慧體育鍛煉形態(tài)下的競賽，能夠快速實現跨區(qū)域、跨校區(qū)、跨班級比賽環(huán)境的搭建，人數不限，在家、在校均能參加，方便快速開展各類線下和線上比賽，實現多區(qū)域、多時段對決，體現出競賽無極限（如圖14）。

（五）智慧助評，實現評價客觀化

以往人們常常詬病體育鍛煉很難進行有效監(jiān)督與評價。在智慧體育平臺的加持下，學生的有效運動時間、運動生理負荷量、動作完成質量等數據，師生都可快速獲得。迅速采集學生學、練、賽的真實數據，為教師開展過程性評價提供了數據支撐，整體提高了教師對學生學習評價的客觀性和科學性。通過對大數據的挖掘與分析，我們還可了解教師體育鍛煉內容布置是否合理和學生練習效果是否達標，進而對教學效果進行客觀評價。

技術賦能體育鍛煉，建設智慧體育鍛煉平臺，充分運用各類軟硬件設備，智能采集、分析學生運動數據，利用大數據技術進行針對性評估、個性化訓練、過程性評價、數字化展示，為不同運動項目提供智能測評與個性化訓練指導，構建校園智慧體育閉環(huán)，讓體育鍛煉的科學化與有效監(jiān)督成為可能。今后，我們還需進一步挖掘智慧體育鍛煉平臺潛力，落實體育鍛煉數據信息化，加強引導、監(jiān)督和評價，構建體育鍛煉新樣態(tài)，有效監(jiān)控學生運動內容、鍛煉形式、負荷安排，保障運動安全，提高家校合作效果，增強學生的體質健康水平。