基于運(yùn)動(dòng)App 數(shù)據(jù)構(gòu)建學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像的方法

鄭倩如 邱海泉 延麗平

摘要：隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及和App 應(yīng)用程序的發(fā)展，當(dāng)代學(xué)生的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景已不再局限于傳統(tǒng)的課堂。教師可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)App 發(fā)布課后需要進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，學(xué)生也可以自行在運(yùn)動(dòng)App 上選擇自己喜歡的項(xiàng)目進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉。學(xué)生使用運(yùn)動(dòng)App鍛煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種數(shù)據(jù)，比如運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)評(píng)分等。把這些數(shù)據(jù)收集起來(lái)做進(jìn)一步的挖掘分析，構(gòu)建學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像，對(duì)于教師了解學(xué)生運(yùn)動(dòng)興趣愛好、學(xué)生運(yùn)動(dòng)完成情況、學(xué)生運(yùn)動(dòng)改進(jìn)方向，以及調(diào)整教學(xué)計(jì)劃具有重大意義。文章提出一種基于運(yùn)動(dòng)App 數(shù)據(jù)構(gòu)建個(gè)體和群體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像方法，并指出每種畫像的應(yīng)用與意義。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；大數(shù)據(jù)技術(shù)；學(xué)習(xí)興趣；數(shù)據(jù)分析；用戶畫像

中圖分類號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）06-0105-02

0引言

黨的二十大報(bào)告提出廣泛開展全民健身活動(dòng)，加強(qiáng)青少年體育工作，促進(jìn)群眾體育和競(jìng)技體育全面發(fā)展，加快建設(shè)體育強(qiáng)國(guó)。在全國(guó)教育大會(huì)上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)幫助學(xué)生在體育鍛煉中享受樂(lè)趣、增強(qiáng)體質(zhì)、健全人格、錘煉意志。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及AI技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)代學(xué)生的運(yùn)動(dòng)方式已經(jīng)不再局限于學(xué)校課堂。利用手機(jī)上的運(yùn)動(dòng)App，學(xué)生可以利用碎片化的時(shí)間在合適的場(chǎng)地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)App給學(xué)生運(yùn)動(dòng)帶來(lái)便利性的同時(shí)，在使用的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生很多數(shù)據(jù)，比如運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)評(píng)分、運(yùn)動(dòng)涉及的體育能力等。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、預(yù)處理、挖掘，可以生成學(xué)生用戶畫像。用戶畫像是根據(jù)用戶行為產(chǎn)生的數(shù)據(jù)而生成的用戶標(biāo)簽，比如利用用戶學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)生成學(xué)習(xí)者用戶畫像[1]。利用運(yùn)動(dòng)App產(chǎn)生的數(shù)據(jù)生成的學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像能讓老師了解學(xué)生運(yùn)動(dòng)興趣愛好，并且針對(duì)學(xué)生畫像提出更具個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)建議。

1 運(yùn)動(dòng)App 的使用現(xiàn)狀與數(shù)據(jù)價(jià)值

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，App程序種類多樣化，使用手機(jī)上的運(yùn)動(dòng)App進(jìn)行運(yùn)動(dòng)成為越來(lái)越多成年人、學(xué)生進(jìn)行體育鍛煉的方式。據(jù)人民數(shù)據(jù)研究院發(fā)布的《2022全民跑步運(yùn)動(dòng)健康報(bào)告》顯示，2022年1 月至7月，運(yùn)動(dòng)健身App活躍度人數(shù)均超5 000萬(wàn)人[2]。相比起傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式，運(yùn)動(dòng)App內(nèi)有多種運(yùn)動(dòng)教學(xué)視頻，方便用戶自主學(xué)習(xí)；其次運(yùn)動(dòng)App對(duì)于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地要求較低，在家或者戶外均可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在體育教學(xué)上，運(yùn)動(dòng)App同樣也充當(dāng)重要角色。比如，老師可以在運(yùn)動(dòng)App上發(fā)布相應(yīng)體育鍛煉項(xiàng)目，學(xué)生課后利用碎片化時(shí)間完成打卡。

運(yùn)動(dòng)App所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有非常重要的價(jià)值，比如對(duì)用戶的評(píng)論數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以挖掘用戶潛在需求[3]。利用運(yùn)動(dòng)App慢行的數(shù)據(jù)可以分析人們偏愛的慢行線路，從而對(duì)城市規(guī)劃、綠色空間的設(shè)計(jì)提供重要參考[4]。運(yùn)動(dòng)App產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為學(xué)生定制個(gè)性化健身模式提供重要支持[5]。運(yùn)動(dòng)App數(shù)據(jù)價(jià)值巨大，但是利用運(yùn)動(dòng)App數(shù)據(jù)生成學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像在體育教學(xué)的研究中較少。因此，本文圍繞該方向進(jìn)行進(jìn)一步探討。

2 學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像的構(gòu)建框架與維度

2.1 學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像的構(gòu)建框架

學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像的構(gòu)建框架如圖1所示，主要包括了三層結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)展示層。

數(shù)據(jù)源層主要包含了運(yùn)動(dòng)App各個(gè)模塊數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)健身App可能包含但不限于以下模塊。

1）用戶中心模塊。用戶中心模塊主要指學(xué)生基本信息，包括用戶注冊(cè)時(shí)間、用戶昵稱、用戶性別、用戶出生日期、用戶姓名、用戶學(xué)校、用戶班級(jí)、用戶頭像、用戶身體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（身高、體重）、用戶每次打開App 時(shí)間，用戶退出App 時(shí)間、每日運(yùn)動(dòng)總時(shí)間（分鐘）、每日運(yùn)動(dòng)總次數(shù)、每日總消耗能量（千卡），各種運(yùn)動(dòng)每日運(yùn)動(dòng)時(shí)間（分鐘）、各種運(yùn)動(dòng)每日次數(shù)、各種運(yùn)動(dòng)每日消耗能量（千卡），各種運(yùn)動(dòng)每日評(píng)分（運(yùn)動(dòng)每日評(píng)分來(lái)源于AI運(yùn)動(dòng)模塊，運(yùn)動(dòng)評(píng)分使用AI技術(shù)識(shí)別用戶動(dòng)作并且評(píng)分）。

2）AI運(yùn)動(dòng)模塊。AI運(yùn)動(dòng)模塊主要包括學(xué)生使用AI模式進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，例如運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)類別、運(yùn)動(dòng)評(píng)分、學(xué)生體育能力等數(shù)據(jù)；各種運(yùn)動(dòng)包括但不限于：跳繩、坐位體前屈、高抬腿等；學(xué)生體育能力數(shù)據(jù)包括有氧耐力、靈活敏捷、柔韌伸展、平衡協(xié)調(diào)肌肉力量的評(píng)分；

3）AI運(yùn)動(dòng)模塊。游戲項(xiàng)目模塊主要包括學(xué)生進(jìn)行游戲項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，比如游戲涉及能力（比如上肢能力、全身力量、反應(yīng)能力、手眼協(xié)調(diào)能力、心肺能力等）、游戲得分，游戲排名、游戲項(xiàng)目中獲得的勛章等數(shù)據(jù)。

4）線上活動(dòng)模塊。主要包括學(xué)生參與線上活動(dòng)數(shù)據(jù)，比如學(xué)生參與全市線上跳繩比賽時(shí)間、成績(jī)、獎(jiǎng)項(xiàng)榮譽(yù)等。

以上模塊的數(shù)據(jù)將以學(xué)生為單位被采集。

數(shù)據(jù)處理層包含三個(gè)步驟：數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。在這個(gè)階段，有效的數(shù)據(jù)被保留下來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算。

數(shù)據(jù)展示層面向?qū)W生和教師展示運(yùn)動(dòng)畫像，讓學(xué)生更了解自己的運(yùn)動(dòng)特長(zhǎng)愛好，使得學(xué)生更有針對(duì)性地進(jìn)行學(xué)習(xí)鍛煉；讓教師更了解學(xué)生身體情況，使得因材施教更有效地實(shí)施。

2.2 學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像維度

學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像分為個(gè)體用戶畫像和群體用戶畫像，個(gè)體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像維度如表1所示。

1）用戶情況維度由用戶中心模塊數(shù)據(jù)直接獲得。

2）App使用情況由數(shù)據(jù)源層數(shù)據(jù)計(jì)算得出：在同一天內(nèi)，學(xué)生最近打開App直到最近一次退出App視為一次使用，當(dāng)天使用次數(shù)加1，其持續(xù)時(shí)間為一次使用時(shí)長(zhǎng)，由此可得日均使用次數(shù)、平均每次使用時(shí)長(zhǎng)（分鐘）；學(xué)生當(dāng)天使用一次App視為當(dāng)天活躍，將自然月內(nèi)學(xué)生活躍的天數(shù)相加得到學(xué)生每月活躍天數(shù)；學(xué)生使用時(shí)間分布主要統(tǒng)計(jì)學(xué)生使用App時(shí)間在0～24小時(shí)區(qū)間的分布。

3）運(yùn)動(dòng)情況維度由AI運(yùn)動(dòng)模塊數(shù)據(jù)直接或計(jì)算得出：個(gè)人各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）、個(gè)人各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)評(píng)分直接由AI運(yùn)動(dòng)模塊數(shù)據(jù)得出；各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)次數(shù)比例分布通過(guò)各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)次數(shù)占所有運(yùn)動(dòng)總次數(shù)百分比獲得；個(gè)人所有運(yùn)動(dòng)總時(shí)長(zhǎng)（分鐘）由個(gè)人各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）累加所得；TOP N個(gè)學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)將學(xué)生進(jìn)行過(guò)的所有運(yùn)動(dòng)按照次數(shù)降序排序選取前N個(gè)運(yùn)動(dòng)；TOP N個(gè)學(xué)生最高/低評(píng)分運(yùn)動(dòng)將學(xué)生進(jìn)行過(guò)的所有運(yùn)動(dòng)按照運(yùn)動(dòng)評(píng)分降/升序排序選取前N個(gè)運(yùn)動(dòng)；TOP N個(gè)學(xué)生最高時(shí)長(zhǎng)（分鐘）運(yùn)動(dòng)將學(xué)生進(jìn)行過(guò)的所有運(yùn)動(dòng)按照運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）降序排序選取前N個(gè)運(yùn)動(dòng)。

4）游戲情況由游戲項(xiàng)目模塊數(shù)據(jù)計(jì)算獲得：每個(gè)游戲都涉及若干體育能力，比如上肢能力、全身力量、反應(yīng)能力、手眼協(xié)調(diào)能力、心肺能力等。學(xué)生進(jìn)行過(guò)一個(gè)運(yùn)動(dòng)涉及的能力次數(shù)為1，將學(xué)生進(jìn)行過(guò)的所有運(yùn)動(dòng)涉及能力次數(shù)累加起來(lái)除以學(xué)生運(yùn)動(dòng)總次數(shù)得到各項(xiàng)游戲能力比例分布；TOP N 個(gè)學(xué)生涉及最多/少次數(shù)的能力將各個(gè)能力按照次數(shù)降/升序排序選取前N個(gè)能力；游戲日均時(shí)長(zhǎng)（分鐘）統(tǒng)計(jì)學(xué)生每日進(jìn)行游戲平均時(shí)長(zhǎng)（分鐘）。

5）線上活動(dòng)情況由線上活動(dòng)模塊數(shù)據(jù)計(jì)算獲得累計(jì)參加線上活動(dòng)次數(shù)統(tǒng)計(jì)學(xué)生由注冊(cè)以來(lái)至今參加線上活動(dòng)的次數(shù)；線上活動(dòng)平均排名學(xué)生每次參加的線上活動(dòng)平均排名；線上活動(dòng)最高/低排名按照學(xué)生參加所有的線上獲得排名進(jìn)行升/降序排序選取第一個(gè)活動(dòng)。線上活動(dòng)類別分布統(tǒng)計(jì)學(xué)生參加某個(gè)類別活動(dòng)類別比例，線上活動(dòng)類別包括跳繩、跑步等。

群體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像由數(shù)據(jù)源層數(shù)據(jù)獲取或者計(jì)算所得，如表2所示。群體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像由以學(xué)生群體為單位由數(shù)據(jù)源層數(shù)據(jù)獲取或者計(jì)算所得，群體單位可以是行政班級(jí)、某年級(jí)、某學(xué)校所有學(xué)生。

1）群體基本情況由該學(xué)生群體數(shù)據(jù)可得。畫像生成時(shí)間范圍是指觀察者期望看到畫像的時(shí)間范圍，比如某一周/月/季/年。

2）群體運(yùn)動(dòng)情況與群體線上活動(dòng)情況各個(gè)指標(biāo)計(jì)算單位變成了群體，其計(jì)算方法與個(gè)體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像計(jì)算方法類似。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了如何利用運(yùn)動(dòng)App數(shù)據(jù)構(gòu)建學(xué)生個(gè)體和群體運(yùn)動(dòng)畫像，相比傳統(tǒng)調(diào)查問(wèn)卷方式，該方法具有非侵入式和高效等特點(diǎn)。生成的學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像對(duì)于體育教學(xué)和體育競(jìng)賽舉辦有重要意義。個(gè)體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像和群體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像能讓教師了解學(xué)生運(yùn)動(dòng)興趣愛好、學(xué)生運(yùn)動(dòng)完成情況、學(xué)生運(yùn)動(dòng)改進(jìn)方向，讓老師更快速地了解學(xué)生，并且針對(duì)學(xué)生畫像提出更具個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)建議；群體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像能讓教師捕捉不同年齡段學(xué)生身體、興趣變化，使得體育教學(xué)更有效地進(jìn)行；同時(shí)群體學(xué)生運(yùn)動(dòng)畫像為上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)舉辦集體體育活動(dòng)、制定體育教育方針提供重要支持。

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