數(shù)字化技術(shù)如何賦能鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)

摘要：數(shù)字化技術(shù)賦能體育教學(xué)是未來發(fā)展的大趨勢。鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)面臨體育場地設(shè)施無法滿足學(xué)生多樣化運(yùn)動需求等現(xiàn)實問題，數(shù)字化技術(shù)對改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)環(huán)境，提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。本研究分析了數(shù)字化技術(shù)賦能體育教學(xué)的基本原理和場景應(yīng)用，以及數(shù)字化技術(shù)賦能鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)的內(nèi)涵。以國內(nèi)三所中小學(xué)數(shù)字化體育設(shè)施建設(shè)和體育教學(xué)作案例分析，提出了數(shù)字化技術(shù)賦能鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)存在購買安裝數(shù)字化體育設(shè)施難度大、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教師的數(shù)字化素養(yǎng)有待提高、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)學(xué)生的數(shù)字化技術(shù)認(rèn)識有待增強(qiáng)三點主要問題，同時進(jìn)一步提出數(shù)字化技術(shù)賦能鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)質(zhì)量提升的對策建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù) 鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué) 體育教學(xué)

中圖分類號：G80 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-20-106-3-TBB

1.前言

教育教學(xué)是鄉(xiāng)村振興的關(guān)鍵。體育教學(xué)既有利于增強(qiáng)學(xué)生身體素質(zhì)，又可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作、自我挑戰(zhàn)、不畏挫折等精神，尤其是小學(xué)階段的體育教學(xué)在未來學(xué)生身心健康發(fā)展中具有舉足輕重的作用（楊春華，2024）。但是，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)的體育教學(xué)多面臨著地域經(jīng)濟(jì)導(dǎo)致城鄉(xiāng)學(xué)校教育發(fā)展不均衡、體育場地設(shè)施無法滿足學(xué)生多樣化運(yùn)動需求、體育教師隊伍結(jié)構(gòu)不夠合理、教學(xué)方法不夠創(chuàng)新等現(xiàn)實問題（孫建華和孫瑩玥，2022；張琳潔和付蘭，2020）。隨著數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用及推廣，越來越多的行業(yè)開始引進(jìn)數(shù)字化技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)同樣滲透到教育教學(xué)的各個學(xué)科?！丁笆奈濉斌w育發(fā)展規(guī)劃》明確了加快數(shù)字化發(fā)展、建設(shè)數(shù)字體育的創(chuàng)新發(fā)展思路。新的時代背景下，學(xué)校體育教育教學(xué)信息化和智慧化，是智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)，也是未來校園體育教育的發(fā)展趨勢和方向。數(shù)字化可以豐富和提質(zhì)信息資源，對促進(jìn)課堂的變革具有重要作用，數(shù)字化技術(shù)有利于實現(xiàn)學(xué)生主體性發(fā)揮，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，鼓勵學(xué)生差異性成長等教學(xué)功能（李怡明，2024）。依托物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)和AI人臉識別等數(shù)字化技術(shù)，校園智慧體育為教師和小學(xué)生提供了智能化的運(yùn)動體驗和科學(xué)化的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，為體育教學(xué)和日常鍛煉提供了更加科學(xué)、高效、全面的支持，促進(jìn)了體育教學(xué)的深入發(fā)展。智能運(yùn)動解決方案能夠有效提升學(xué)生的運(yùn)動興趣和能力，最終實現(xiàn)健康水平的提升。因此，研究數(shù)字化技術(shù)對鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)的賦能影響，對改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)環(huán)境，提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)質(zhì)量具有重大理論和現(xiàn)實意義。

2、數(shù)字化技術(shù)賦能鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)的基本原理和場景應(yīng)用

2.1、數(shù)字化技術(shù)賦能體育教學(xué)的基本原理

通過運(yùn)用數(shù)字化與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)對學(xué)生運(yùn)動進(jìn)行全方位的健康監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，其工作原理主要分為三個方面，一是數(shù)據(jù)采集，二是數(shù)據(jù)傳遞，三是數(shù)據(jù)分析。首先，數(shù)據(jù)采集方面，通過感知技術(shù)實時采集學(xué)生在體育運(yùn)動過程中產(chǎn)生的心率、步數(shù)、耗能等相關(guān)數(shù)據(jù)，智能設(shè)施上載有大量傳感器，通過傳感器將學(xué)生各項體征等生命信號傳遞給智能系統(tǒng)；其次，操場智能系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸給云端服務(wù)器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)儲存和共享，體育教師、學(xué)生和家長均可以通過手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，及時跟蹤了解學(xué)生身體運(yùn)動狀況；最后，智慧系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生運(yùn)動狀況，對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，為學(xué)生制訂更加科學(xué)和個性化的運(yùn)動計劃，也有利于學(xué)生不斷改進(jìn)自己的運(yùn)動計劃。

2.2、數(shù)字化技術(shù)賦能體育教學(xué)的場景應(yīng)用

一是打造智慧體育課堂。體育教學(xué)前，體育教師可以通過數(shù)字化技術(shù)分析學(xué)生近期的體能、體質(zhì)狀況，靈活制定教育教學(xué)目標(biāo)，針對性地實施教學(xué)計劃；體育教學(xué)中，體育教師通過數(shù)字化技術(shù)可以對學(xué)生的體育運(yùn)動狀況進(jìn)行實時監(jiān)測，相比傳統(tǒng)的監(jiān)測方式，數(shù)字化的體育監(jiān)測方式可以大幅提高體育課堂的教學(xué)效率，保障學(xué)生體育課堂的安全，而且數(shù)字化技術(shù)可以對學(xué)生體育課堂的運(yùn)動學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行詳細(xì)回顧，有利于體育教師直觀了解每個學(xué)生在體育運(yùn)動中存在的動作細(xì)節(jié)問題，輔助體育課堂教學(xué)；

二是重塑體育教育教學(xué)的評價過程。傳統(tǒng)的體育教學(xué)評價體系存在一定的主觀性，測量工具的落后使得數(shù)據(jù)分析也存在一定誤差。數(shù)字化技術(shù)可以搜集學(xué)生體育課堂、體育考試、課間鍛煉等多場景數(shù)據(jù)，從學(xué)校、班級、個人等多個維度生成體育練習(xí)的報告，供體育教師作參考分析。體育教師以及區(qū)校領(lǐng)導(dǎo)可以通過數(shù)字化分析報告精確掌握學(xué)生體育運(yùn)動狀態(tài)和綜合素質(zhì)發(fā)展?fàn)顩r，學(xué)生數(shù)字化分析報告有利于對其進(jìn)行綜合素質(zhì)評價，形成學(xué)生數(shù)字畫像，記錄學(xué)生個人成長檔案；

三是提升體育考試測評效率。體育考試是數(shù)字化技術(shù)賦能的重要應(yīng)用場景，引入數(shù)字化技術(shù)可以精準(zhǔn)監(jiān)測學(xué)生體育考試成績，也可以從圖形可視化的角度分析學(xué)生體育成績，為體育教學(xué)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。同時，數(shù)字化技術(shù)可以避免體育考試過程中的主觀計分等多種因素干擾，保障體育考試過程更加公平與公正，數(shù)字化技術(shù)貫穿體育考試的全過程可以大幅提升考評效率。數(shù)字化技術(shù)也可以為區(qū)域考試的管理提供支持，協(xié)助制定區(qū)域教育教學(xué)管理決策；

四是解放學(xué)生課間10min。學(xué)生可以在沒有體育老師專業(yè)指導(dǎo)的情況下，課間或課后在校園體育角自主進(jìn)行體育鍛煉，數(shù)字化系統(tǒng)也會根據(jù)學(xué)生的運(yùn)動情況及時給予反饋，糾正學(xué)生不規(guī)范的動作習(xí)慣，實現(xiàn)人機(jī)互動。數(shù)字化技術(shù)賦能的智慧體育校園還為學(xué)生間的體育競技提供了公平競爭的平臺，學(xué)生們自主參與運(yùn)動，數(shù)字化系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生練習(xí)情況科學(xué)評價，對激發(fā)學(xué)生運(yùn)動興趣，積極參與體育鍛煉具有積極作用。

五是提升體育教師數(shù)字素養(yǎng)。數(shù)字化技術(shù)走進(jìn)校園需要對體育教師進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的多輪培訓(xùn)，注重加強(qiáng)對體育教師實地場景的數(shù)字化培訓(xùn)，有助于體育老師將理論學(xué)習(xí)與實際工作結(jié)合，既有利于體育教師熟練掌握數(shù)字化技術(shù)教學(xué)，提升體育教師數(shù)字化教學(xué)能力，培養(yǎng)一批數(shù)字素養(yǎng)較高的體育教師，又可以使體育教師參與甚至主導(dǎo)智慧體育校園的建設(shè)。

3、數(shù)字化技術(shù)賦能小學(xué)體育教學(xué)的案例分析

3.1、上海市華東師范大學(xué)閔行永德實驗小學(xué)智慧體育校園

“智慧體育教育產(chǎn)學(xué)研示范基地”由華東師范大學(xué)閔行永德實驗小學(xué)、華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院與上海奧視達(dá)智能科技有限公司在2024年共建。智慧體育校園建設(shè)可以從多個方面服務(wù)體育教學(xué)：一是智能體育校園給每位學(xué)生都建立了數(shù)據(jù)庫，讓他們能夠通過自測成績，結(jié)合AI給出的運(yùn)動建議，提高自身運(yùn)動能力；二是智慧體育設(shè)備通過人機(jī)互動，可以讓學(xué)生在沒有老師和同學(xué)的情況下也可以運(yùn)動起來，增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行體育鍛煉的自主性，同時也有助于減輕體育教師的課堂負(fù)擔(dān)；三是智慧體育校園可以通過智能化的教學(xué)場景建設(shè)，實現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)的體質(zhì)健康測試，并將數(shù)據(jù)匯總到智能化的數(shù)字校園管理平臺，學(xué)校將通過管理平臺為每個學(xué)生生成專屬數(shù)字畫像，最后借助小程序?qū)W(xué)生數(shù)據(jù)反饋、改善建議、訓(xùn)練資源反饋給家長，實現(xiàn)家校共育，并為學(xué)生提供結(jié)合體質(zhì)健康、近視防控和飲食建議的個人健康報告。

3.2、廣東省惠州市第五中學(xué)AI操場賦能體育教學(xué)

惠州市第五中學(xué)的AI操場是惠州市首個人工智能操場?；葜菔械谖逯袑W(xué)的AI智能訓(xùn)練區(qū)，學(xué)生的立定跳遠(yuǎn)測試不需要體育老師的監(jiān)督，學(xué)生跳完后，系統(tǒng)可以立刻報出成績，同時遇到不標(biāo)準(zhǔn)的動作，系統(tǒng)還可以自動提示糾正。不僅如此，像立定跳遠(yuǎn)、仰臥起坐等體育教學(xué)項目，借助AI智能都可以進(jìn)行動作不標(biāo)準(zhǔn)的糾正，有利于提高學(xué)生的體育水平和體育成績。此外，AI智慧操場的跑道上，體育老師無需掐表計時，學(xué)生跑步完成后，成績會通過終端采集并且同步到學(xué)校數(shù)據(jù)中心，自動生成詳細(xì)的個人報告，報告中包含跑步里程、排名等各項數(shù)據(jù)指標(biāo)。依托于AI智慧體育人工智能技術(shù)，既實現(xiàn)了體育考訓(xùn)的智能化，也解決了傳統(tǒng)體育教學(xué)的“量化難、記錄難、監(jiān)督難、分析難”等現(xiàn)實問題，使得傳統(tǒng)的體育教學(xué)向智能化教學(xué)轉(zhuǎn)變。

3.3、浙江省溫州市育英中學(xué)“智慧操場”

溫州市智慧操場是在不同項目測試處分別固定部署了幾個AI智能運(yùn)動攝像頭，通過運(yùn)動攝像機(jī)采集學(xué)生運(yùn)動視頻畫面的同時，服務(wù)器還對學(xué)生運(yùn)動過程中的姿態(tài)、運(yùn)動過程等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實時分析和反饋，給參加測試的學(xué)生開出個人測試報告，整個過程不需要老師參與，體育老師只需要在移動終端及時了解學(xué)生的練習(xí)情況，智慧操場智能系統(tǒng)覆蓋了“教、學(xué)、練、測、考”全場景。溫州市育英中學(xué)“智慧操場”從安裝部署到項目落地僅用了三天時間，可以看到，智慧操場建設(shè)的時間周期較短。一是智慧操場建設(shè)后，學(xué)生跑步成績可以實時生成，同時也可以通過顯示屏?xí)r刻關(guān)注學(xué)生各項運(yùn)動的成績；二是智慧操場的智能系統(tǒng)可以輔助體育教師及時糾正學(xué)生各項動作方面的錯誤。學(xué)生的擺臂幅度、屈膝角度、騰空高度、起跳角度、平均速度、最終成績以及各個環(huán)節(jié)動作視頻均可以通過操場的攝像頭導(dǎo)入到體育老師的終端設(shè)備，并生成個人運(yùn)動報告，體育老師可以通過系統(tǒng)生成的詳細(xì)報告對學(xué)生的錯誤姿勢進(jìn)行糾正；三是除了體育教學(xué)以外，智慧操場還可以應(yīng)用于體育考試測評中，實現(xiàn)體育考試或測評場景的無感化、智能化，最終提高考試效率。

4、數(shù)字化技術(shù)賦能鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)的難點問題

4.1、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)購買安裝數(shù)字化體育設(shè)施存在難度

智慧體育校園建設(shè)的資金數(shù)額大，而且鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)在數(shù)字建設(shè)方面的基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱。鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)的資金投入有限，存在不穩(wěn)定性，這一現(xiàn)實問題短期內(nèi)不會改變。鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)的體育場多為露天體育場，導(dǎo)致一些必須在室內(nèi)場地使用的智能設(shè)備難以真正實現(xiàn)應(yīng)用。此外，數(shù)字化智能裝備出現(xiàn)故障或問題的可能性較高，后期的維護(hù)成本也相對較高。

4.2、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教師的數(shù)字化素養(yǎng)有待提高

鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教師的數(shù)字基礎(chǔ)素養(yǎng)普遍不高，對數(shù)字技術(shù)的理解和應(yīng)用意識不強(qiáng)，掌握的數(shù)字化技術(shù)非常有限，而智慧體育校園和數(shù)字化體育教學(xué)在應(yīng)用方面可能會面臨復(fù)雜多變的問題，存在一定的使用門檻，一定程度上會影響體育教師的教學(xué)心態(tài)，由于體育教師在數(shù)字化體育教學(xué)方面具備一定話語權(quán)，體育教師對數(shù)字化技術(shù)的本能排斥可能會制約智慧體育校園建設(shè)。

4.3、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)學(xué)生的數(shù)字化技術(shù)認(rèn)識有待增強(qiáng)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)既有體育教師數(shù)字基礎(chǔ)素養(yǎng)不高的現(xiàn)實問題，也面臨小學(xué)生對數(shù)字化技術(shù)認(rèn)識有待增強(qiáng)的問題。城鄉(xiāng)發(fā)展不均衡會影響數(shù)字化建設(shè)方面的投資力度，進(jìn)而會拉大城鄉(xiāng)小學(xué)數(shù)字化體育教學(xué)設(shè)備配置的差異，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)生接觸數(shù)字化技術(shù)的機(jī)會相對較少，最終可能表現(xiàn)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)生對數(shù)字化技術(shù)、數(shù)字化工具的認(rèn)識和使用存在不足。

5、數(shù)字化技術(shù)賦能鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教學(xué)質(zhì)量提升的對策建議

5.1、支持鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)開展數(shù)字化體育設(shè)施進(jìn)校園試點

由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)智慧體育校園建設(shè)存在一定難度，首先，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)的數(shù)字化體育設(shè)施建設(shè)需要政府支持，地方政府可通過競標(biāo)或綜合評估等方式支持小部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)開展數(shù)字化體育設(shè)施進(jìn)校園試點，給予一定的政府資金支持；其次，政府可通過協(xié)調(diào)試點鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)、地方數(shù)字技術(shù)科技有限公司共同建設(shè)“鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)智慧體育校園試點基地”，形成政府、試點鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)和科技公司三方共建，共同治理的模式；最后，如果“鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)智慧體育校園試點基地”建設(shè)狀態(tài)良好，能夠滿足多方需求，可考慮進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

5.2、開展鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教師數(shù)字化知識和教學(xué)技能培訓(xùn)計劃

針對鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教師的數(shù)字基礎(chǔ)素養(yǎng)普遍不高的問題，可由政府組織地方科技公司專業(yè)人員對鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)體育教師定期進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)知識的培訓(xùn)、考核工作等。數(shù)字化技術(shù)只是對體育的助力，最終還是要落實到課堂，落實到學(xué)生身上。通過對小學(xué)體育教師的數(shù)字化培訓(xùn)，運(yùn)用數(shù)字驅(qū)動，有利于小學(xué)體育教師更好地因材施教，實現(xiàn)體育學(xué)科的個性化教學(xué)，讓每個學(xué)生都能成為更好的自己。

5.3、通過課堂教學(xué)增強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)生對數(shù)字化技術(shù)的認(rèn)識

面對小學(xué)生對數(shù)字化技術(shù)認(rèn)識有待增強(qiáng)的問題，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)可通過課堂教學(xué)增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)字化基礎(chǔ)知識的普及、認(rèn)識和學(xué)習(xí)，一方面體育教師數(shù)字化素養(yǎng)的提高可以帶動學(xué)生整體數(shù)字化素養(yǎng)的提升，另一方面定期開設(shè)專業(yè)的數(shù)字化技術(shù)學(xué)習(xí)課程同樣有利于提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)。最重要的是，避免讓數(shù)字化技術(shù)課堂教學(xué)流于形式，學(xué)校可適時引入數(shù)字化技術(shù)教學(xué)的課堂監(jiān)督機(jī)制。

5.4、校園要營造出數(shù)字化知識技術(shù)普及的環(huán)境氛圍

鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)可積極開展數(shù)字化知識和技術(shù)進(jìn)校園行動。通過展覽活動、校園宣傳活動等積極組織鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)教師和學(xué)生研學(xué)數(shù)字化相關(guān)知識和技術(shù)，讓教師和小學(xué)生真正走進(jìn)數(shù)字化技術(shù)，利用好數(shù)字化技術(shù)，讓數(shù)字化技術(shù)賦能教育教學(xué)事業(yè)。將數(shù)字科學(xué)技術(shù)合理地應(yīng)用于小學(xué)的體育教學(xué)及日常的體育活動，將有助于培養(yǎng)出一代更加健康、積極和充滿活力的年輕人。

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