智能技術(shù)在學(xué)校體育活動(dòng)中的應(yīng)用

摘 要：智能技術(shù)是學(xué)校體育高質(zhì)量發(fā)展的重要載體和手段。廣東省深圳市福田區(qū)近年來廣泛開展智能技術(shù)在學(xué)校體育活動(dòng)中的應(yīng)用探索，形成了具有特色的區(qū)域模式。研究從為學(xué)校體育活動(dòng)提供“智能化”技術(shù)支持、“個(gè)性化”運(yùn)動(dòng)方案、“多樣化”評(píng)價(jià)方式三個(gè)方面，對(duì)福田區(qū)學(xué)校體育運(yùn)用智能技術(shù)的實(shí)踐進(jìn)行匯總、分析、總結(jié)，以期為其他地區(qū)學(xué)校體育智能化應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：智能技術(shù)；學(xué)校體育；智慧體育

中圖分類號(hào)：G807 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1004-7662（2025）01-0038-02

教育部2022年提出“探索大中小學(xué)智慧課堂建設(shè)，改進(jìn)課堂教學(xué)模式和學(xué)生評(píng)價(jià)方式”的工作部署[1]?！读x務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》也在教學(xué)實(shí)施中提出“運(yùn)用信息化教育手段和方法”等建議。在智能技術(shù)發(fā)展和政策文件支持的雙重作用下，深圳市福田區(qū)各中小學(xué)廣泛開展智能技術(shù)在學(xué)校體育活動(dòng)中應(yīng)用的探索與實(shí)踐，智能技術(shù)多維賦能學(xué)校體育活動(dòng)，提供“智能化”技術(shù)支持、“個(gè)性化”運(yùn)動(dòng)方案、“多樣化”評(píng)價(jià)方式。

一、“智能化”技術(shù)支持

1.優(yōu)質(zhì)資源共享

體育課程資源是課程實(shí)施的必要條件，而優(yōu)質(zhì)課程資源共享則是快速提升體育課堂教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。2021年，福田區(qū)以福田區(qū)外國(guó)語小學(xué)（竹林）（原深圳市福田區(qū)教科院附屬小學(xué)）成功申報(bào)教育部科技司《智能體育學(xué)生數(shù)據(jù)分析與教學(xué)應(yīng)用案例實(shí)踐共同體》課題為契機(jī)，以福田區(qū)外國(guó)語小學(xué)（竹林）牽頭，其他各區(qū)屬學(xué)校協(xié)同配合，共同開展“智慧＋健康”校園的建設(shè)和應(yīng)用，打造學(xué)校體育智慧系統(tǒng)。該系統(tǒng)由智能操場(chǎng)管理平臺(tái)、體質(zhì)數(shù)據(jù)分析、家庭自我鍛煉、教師指導(dǎo)管理、觀課評(píng)課看課五大模塊組成。其中智能操場(chǎng)管理平臺(tái)、教師指導(dǎo)管理、觀課評(píng)課看課包含豐富的教學(xué)資源，如學(xué)習(xí)方案、技術(shù)學(xué)練指導(dǎo)、體育賽事欣賞等，對(duì)教師“教”、學(xué)生“學(xué)”都起到了提質(zhì)增效的作用。

在教師“教”方面，通過學(xué)校體育智慧系統(tǒng)，建立了教學(xué)視頻庫和健康體能課程資源庫，利用智能化系統(tǒng)，開展教學(xué)教研活動(dòng)，通過有效教學(xué)數(shù)據(jù)分析，提升體育教師課堂管理及教學(xué)能力。優(yōu)秀教師的教學(xué)資源也可以通過平臺(tái)與所有體育教師共享，實(shí)現(xiàn)資源共享、合作共贏。在學(xué)生“學(xué)”方面，依據(jù)學(xué)生身體素質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)置體育課程，優(yōu)化場(chǎng)地使用，突破傳統(tǒng)教學(xué)條件的限制。智能技術(shù)的大數(shù)據(jù)分析能力，基于不同學(xué)生的學(xué)情分析提供具有針對(duì)性、個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。

2.智慧運(yùn)動(dòng)操場(chǎng)

運(yùn)動(dòng)技能教學(xué)的AI輔助功能也在快速發(fā)展，已經(jīng)運(yùn)用到田徑、球類、體操、體能訓(xùn)練等練習(xí)過程中。如，智能化運(yùn)動(dòng)設(shè)備基于運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的大數(shù)據(jù)模型，通過攝像頭捕捉學(xué)生運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，分析動(dòng)作的數(shù)量、質(zhì)量，形成學(xué)生個(gè)人運(yùn)動(dòng)報(bào)告，并提供專業(yè)性建議，打造智慧運(yùn)動(dòng)操場(chǎng)。如，深圳市福田區(qū)新沙小學(xué)通過智慧體育設(shè)備提高學(xué)生課間運(yùn)動(dòng)的氛圍，培養(yǎng)學(xué)生自主運(yùn)動(dòng)的習(xí)慣，推動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展。通過配備運(yùn)動(dòng)墨鏡、健身互動(dòng)大屏、AI大屏運(yùn)動(dòng)區(qū)、智能化鍛煉器材等智能設(shè)施，形成學(xué)校智能化運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地?；谌四樧R(shí)別系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)視覺算法、攝像頭等設(shè)備捕捉學(xué)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析、處理，學(xué)生運(yùn)動(dòng)后通過大屏即可查看自己的運(yùn)動(dòng)情況。

3.線上體育家庭作業(yè)

智能技術(shù)賦能體育家庭作業(yè)，通過搭建相應(yīng)的智能化平臺(tái)，豐富體育家庭作業(yè)的內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)個(gè)人的運(yùn)動(dòng)能力、興趣特點(diǎn)、時(shí)間安排等靈活地完成體育家庭作業(yè)。完成后系統(tǒng)會(huì)結(jié)合大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生完成的數(shù)量、質(zhì)量進(jìn)行打分、排名，極大地促進(jìn)學(xué)生完成體育家庭作業(yè)的主動(dòng)性。如，深圳市福田區(qū)華富中學(xué)體育組在體能專家的引領(lǐng)下，構(gòu)建本校的健康體能資源庫，探究本校學(xué)生的體質(zhì)健康提升方案。華富中學(xué)學(xué)生體質(zhì)健康提升方案分3個(gè)階段。首先，體育組根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及每學(xué)期體質(zhì)健康測(cè)試成績(jī)，進(jìn)行分析和資料整合；其次，邀請(qǐng)?bào)w能專家進(jìn)校指導(dǎo)，選取適合本校學(xué)生的體質(zhì)健康提升資源庫方案，借助智慧體育可視化平臺(tái)和設(shè)備，將健康體能資源庫方案以視頻和圖文動(dòng)畫形式在智慧體育平臺(tái)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)；最后，學(xué)生在家鍛煉期間，體育教師結(jié)合學(xué)生的體質(zhì)健康數(shù)據(jù)及需求，推薦學(xué)生需要補(bǔ)差的體能練習(xí)方法，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)個(gè)性化的體能提升方案，借助“體能天天練”小程序，推送其體質(zhì)健康提升方案，學(xué)生根據(jù)自主選擇鍛煉內(nèi)容與負(fù)荷，個(gè)性化提高學(xué)生體質(zhì)健康水平。此外，福田區(qū)華富學(xué)校、福苑小學(xué)等通過線上教學(xué)平臺(tái)，布置多種形式的體育家庭作業(yè)，包括舉辦“網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)會(huì)”“體育達(dá)人賽”等。

二、“個(gè)性化”運(yùn)動(dòng)方案

1.個(gè)人運(yùn)動(dòng)檔案

在福田區(qū)學(xué)校體育智慧系統(tǒng)構(gòu)建前，福田區(qū)屬各學(xué)校學(xué)生個(gè)人運(yùn)動(dòng)檔案存在零散化、易丟失等問題。智能技術(shù)將大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析引入學(xué)校體育工作中，為學(xué)生個(gè)人運(yùn)動(dòng)檔案的完善和落地提供了技術(shù)保障。

福田區(qū)外國(guó)語小學(xué)（竹林）是“智能體育學(xué)生數(shù)據(jù)分析與教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐共同體”項(xiàng)目牽頭單位，其利用學(xué)校體育智慧系統(tǒng)構(gòu)建“一生一案”的學(xué)生健康成長(zhǎng)檔案庫；借助運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備采集體育課堂教學(xué)、課外活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷數(shù)據(jù)，分析學(xué)生視力防控、肥胖、體質(zhì)健康測(cè)試等數(shù)據(jù)，并將以上數(shù)據(jù)形成電子成長(zhǎng)檔案，為學(xué)生的體質(zhì)健康保駕護(hù)航[4]。

2.個(gè)性化鍛煉方案

課程標(biāo)準(zhǔn)在課程理念中強(qiáng)調(diào)要“注重學(xué)生的個(gè)體差異”。體育課堂教學(xué)要做到因材施教，面向全體學(xué)生，就要針對(duì)不同層次學(xué)生，在教學(xué)組織和教學(xué)方法上提供差異化方案。[5]

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)是體育課堂中相對(duì)成熟的一種智能技術(shù)應(yīng)用，通過運(yùn)動(dòng)手環(huán)等簡(jiǎn)單的穿戴設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)。學(xué)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)同步到教師手持平板或顯示屏等終端設(shè)備，并通過后臺(tái)運(yùn)算處理，即時(shí)呈現(xiàn)班級(jí)、個(gè)人的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、心率曲線、練習(xí)密度等數(shù)據(jù)，為教師了解學(xué)生運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和身體狀態(tài)提供技術(shù)支持。2019年至今，福田區(qū)各中小學(xué)在體育課堂教學(xué)中均有使用運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

三、“多樣化”評(píng)價(jià)方式

1.課堂教學(xué)評(píng)價(jià)

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是否達(dá)標(biāo)是評(píng)價(jià)體育課堂教學(xué)有效性的重要指標(biāo)，課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出了體育課運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，整節(jié)課運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度學(xué)生平均心率140～160次/分，運(yùn)動(dòng)密度：個(gè)體50%，群體75%，該指標(biāo)也成為體育課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中的核心指標(biāo)。

截至2024年10月，福田區(qū)全區(qū)23所小學(xué)、11所中學(xué)共1085個(gè)教學(xué)班配備了運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)設(shè)備，為體育課堂評(píng)價(jià)提供了數(shù)據(jù)支撐。在教師評(píng)價(jià)方面，上課前所有學(xué)生佩戴好運(yùn)動(dòng)手環(huán)，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)收集學(xué)生在體育課上的個(gè)人練習(xí)時(shí)間、群體練習(xí)時(shí)間、整節(jié)課個(gè)人心率圖、平均心率值、整節(jié)課全班平均心率圖、全班平均心率值等數(shù)據(jù)，所有運(yùn)動(dòng)負(fù)荷數(shù)據(jù)一目了然。此外，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別體育課開始、準(zhǔn)備、基本、結(jié)束4個(gè)部分學(xué)生個(gè)人及全班的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷數(shù)據(jù)，讓體育教師在課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中做到有數(shù)據(jù)可查、有數(shù)據(jù)可依、有理有據(jù)、簡(jiǎn)單高效。在學(xué)生評(píng)價(jià)方面（自評(píng)與互評(píng)），學(xué)生也可通過運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)查閱體育課運(yùn)動(dòng)負(fù)荷數(shù)據(jù)，及時(shí)對(duì)自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，也可以對(duì)其他學(xué)生的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，推動(dòng)體育課堂教學(xué)評(píng)價(jià)主體的多元性、評(píng)價(jià)方式的多樣化。

2.技能水平評(píng)價(jià)

隨著智能體育技術(shù)的發(fā)展，人工智能輔助體育教學(xué)系統(tǒng)通過對(duì)學(xué)生運(yùn)動(dòng)視頻素材進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)和關(guān)鍵幀評(píng)價(jià)，可生成評(píng)價(jià)報(bào)告。如，在深圳市福田區(qū)福華小學(xué)和新沙小學(xué)，學(xué)生在課間活動(dòng)中運(yùn)動(dòng)電子屏幕選擇自己喜歡的鍛煉動(dòng)作，在攝像頭指定區(qū)域運(yùn)動(dòng)，屏幕基于大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生完成動(dòng)作數(shù)量、質(zhì)量進(jìn)行打分或評(píng)定等級(jí)。學(xué)生也可以通過屏幕實(shí)時(shí)了解自己的鍛煉情況，實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)場(chǎng)景、課后自主鍛煉場(chǎng)景的無感化、智能化，學(xué)生也可以不斷挑戰(zhàn)自己或挑戰(zhàn)其他學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生自主鍛煉的積極性，培養(yǎng)終身體育的意識(shí)和習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.教育部2022年工作要點(diǎn)[EB/OL].（2022-2-8）.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/202202/t20220208_597666.html.

[2]陳志華，鐘傳祎.智慧體育賦能學(xué)校體育的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].中國(guó)學(xué)校體育，2024，43（8）：66-67.

[3]黃鎮(zhèn)敏，王俊瓔，魏曉曉.基于終身體育鍛煉的線上課堂教學(xué)思路與操作方法[J].中國(guó)學(xué)校體育，2022，41（3）：21.

[4]劉銳娟.“智慧體育共同體”背景下學(xué)生數(shù)據(jù)管理助力育人實(shí)踐[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2024（9）： 25-26.

[5]羅偉柱.關(guān)于學(xué)校體育生命教育研究的綜述[J].南京體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，1（4）：57-64.

[本文系廣東省深圳市教育科學(xué)規(guī)劃課題博士課題“基于AI技術(shù)的體育課堂教學(xué)質(zhì)量提升研究”（課題編號(hào)：bskt21030）階段性成果]