以體育學(xué)科為切入點(diǎn),秉承“全人發(fā)展,首選體育”的理念,以體育與健康考核評價(jià)改革為契機(jī),與專業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)合作,初步形成了一套基于互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的智慧體育系統(tǒng),旨在通過智能技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合,促進(jìn)每一個(gè)學(xué)生的個(gè)性化成長。
1.創(chuàng)新智慧體育系統(tǒng)的架構(gòu),為學(xué)生個(gè)性化體育運(yùn)動服務(wù)
智慧體育系統(tǒng)是構(gòu)建在無代碼中文編程平臺之上的,基本架構(gòu)包括體育成績管理、智慧體育大數(shù)據(jù)分析、健康成長檔案、風(fēng)險(xiǎn)防控管理、碎片化鍛煉管理等內(nèi)容。
體育成績管理通過自動匯集多方鍛煉設(shè)備數(shù)據(jù),利用游戲化元素,如挑戰(zhàn)和獎勵系統(tǒng),來激勵學(xué)生自主鍛煉。這些元素可以鼓勵學(xué)生在娛樂中達(dá)到鍛煉的目的,并提供趣味化的方式來衡量他們的進(jìn)展。
健康成長檔案是記錄學(xué)生健康成長的檔案,包括體質(zhì)情況、測試成績、鍛煉內(nèi)容等,同時(shí)對學(xué)生的重大疾病史和體檢資料進(jìn)行記錄。在訓(xùn)練時(shí)配合體育教師,最大程度地尊重學(xué)生的特殊性和個(gè)性化。
風(fēng)險(xiǎn)防控是根據(jù)體育教學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)對學(xué)生的體能進(jìn)行分類,以及根據(jù)學(xué)生的患病請假情況作有針對性調(diào)整,同時(shí)對體育器械進(jìn)行建檔并定期檢查,以確保學(xué)生的運(yùn)動安全。根據(jù)國家的各項(xiàng)訓(xùn)練要求,通過設(shè)置邊云協(xié)同環(huán)境對運(yùn)動時(shí)的數(shù)據(jù)和動作進(jìn)行捕捉,并將動作進(jìn)行數(shù)字化,與標(biāo)準(zhǔn)的動作模型進(jìn)行比對,給出動作矯正的建議,持續(xù)觀測學(xué)生的動作矯正情況并做出提醒。
碎片化鍛煉管理是通過與運(yùn)動鏡的集成實(shí)現(xiàn)運(yùn)動鏡自動進(jìn)行身份識別,并將體育教師根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化情況所指定的運(yùn)動項(xiàng)目推送至運(yùn)動鏡。在完成訓(xùn)練后,運(yùn)動鏡會將詳細(xì)的運(yùn)動數(shù)據(jù)回傳至平臺,供系統(tǒng)分析比對,根據(jù)動作運(yùn)動模型,建立數(shù)字化的“火柴人”模型,對照標(biāo)準(zhǔn)給予相關(guān)反饋和評分。
2.發(fā)揮智慧體育系統(tǒng)的功能,對學(xué)生的體質(zhì)情況進(jìn)行畫像
智慧體育系統(tǒng)主要是針對學(xué)生的運(yùn)動情況進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析,對學(xué)生學(xué)情和教師分別進(jìn)行畫像以幫助學(xué)生更好地提升體質(zhì)。綜合收集學(xué)生的各類體質(zhì)信息和訓(xùn)練信息,為體育教師構(gòu)建一個(gè)動態(tài)閉環(huán)的分析決策環(huán)境。教師可以根據(jù)學(xué)生的年齡、性別、身體狀況等因素,提供適合每個(gè)學(xué)生的鍛煉計(jì)劃和教程。
自助化鍛煉。學(xué)生可以通過可視化導(dǎo)航頁面選擇體測項(xiàng)目,根據(jù)導(dǎo)航提示以自助的方式開啟測試項(xiàng)目,并在相應(yīng)的測試頁面看到自身鍛煉的有效數(shù)據(jù),系統(tǒng)會通過攝像頭捕捉測試人骨骼點(diǎn),追蹤測試者運(yùn)動軌跡,保證測試動作標(biāo)準(zhǔn)、有效。診斷頁面則實(shí)時(shí)顯示測試結(jié)果,給出診斷反饋和運(yùn)動建議,并通過排行榜等數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果,增強(qiáng)學(xué)生內(nèi)在動力,激勵學(xué)生持續(xù)進(jìn)步。
自主測試與成績管理。學(xué)生通過鍛煉設(shè)備進(jìn)行鍛煉,系統(tǒng)自動接收學(xué)生鍛煉數(shù)據(jù),解決了人工記錄所出現(xiàn)的誤差和記錄錯(cuò)誤的問題。采集來的數(shù)據(jù)匯總到平臺上,形成了一個(gè)“駕駛艙”,可以關(guān)注到全校、各年級、各班級以及個(gè)人情況,幫助教師進(jìn)一步了解學(xué)生情況,進(jìn)而做有針對性的調(diào)整,設(shè)計(jì)科學(xué)化的鍛煉方式。
智慧體育大數(shù)據(jù)分析。針對學(xué)生的運(yùn)動情況,全面采集大數(shù)據(jù),進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析,形成學(xué)校、年級、班級三個(gè)層面的學(xué)生情況分析數(shù)據(jù)。同時(shí),通過分析定位到個(gè)人,找到個(gè)人差異情況,針對不同的情況制定訓(xùn)練方法和課程包。為保證方法和課程包的科學(xué)性,系統(tǒng)會借助大數(shù)據(jù)分析特定項(xiàng)目訓(xùn)練措施的有效性,實(shí)時(shí)提取數(shù)據(jù),在多種訓(xùn)練方法中尋求最優(yōu)結(jié)果。
風(fēng)險(xiǎn)防控管理。風(fēng)險(xiǎn)防控管理是通過設(shè)置邊云協(xié)同環(huán)境對運(yùn)動時(shí)的數(shù)據(jù)和動作進(jìn)行捕捉,同時(shí)將動作進(jìn)行數(shù)字化,與根據(jù)國家的各項(xiàng)訓(xùn)練要求的標(biāo)準(zhǔn)動作模型進(jìn)行骨骼點(diǎn)比對,基于差異給出動作矯正的建議,持續(xù)觀測學(xué)生的動作矯正情況并給出提醒。同時(shí),對體育器械進(jìn)行建檔并定期提醒檢查,以確保學(xué)生的運(yùn)動安全。
3.用好智慧體育系統(tǒng),為學(xué)生的健康成長護(hù)航
首先,該系統(tǒng)收集并整理了學(xué)生的各類體質(zhì)信息和訓(xùn)練信息,并對學(xué)生的運(yùn)動情況進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析,為體育教師構(gòu)建了一個(gè)動態(tài)閉環(huán)的分析決策環(huán)境,有助于提高體育教學(xué)的效率和效果。而且,通過智能設(shè)備自動采集學(xué)生相關(guān)體測和運(yùn)動數(shù)據(jù),避免了人工譽(yù)寫的重復(fù)勞動及可能的失誤,減少了數(shù)據(jù)誤差,提高了數(shù)據(jù)收集效率,為教學(xué)評價(jià)提供真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。體育測試頁面的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果也有助于教師更好地判斷和把控體育教學(xué)質(zhì)量。
其次,該系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化數(shù)據(jù)為其量身定制教學(xué)方案,為個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)提供了可能性。學(xué)生通過個(gè)人畫像能更全面、準(zhǔn)確地了解自身情況,并根據(jù)系統(tǒng)提供的針對性指導(dǎo),選擇合適的鍛煉方法,提高了自主訓(xùn)練的效果。骨骼點(diǎn)模型將動作數(shù)字化,能夠?qū)崟r(shí)識別和矯正學(xué)生的錯(cuò)誤動作,對學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)確評估和指導(dǎo),既有助于提高運(yùn)動效果,又能一定程度上預(yù)防運(yùn)動傷害的發(fā)生。系統(tǒng)還通過數(shù)據(jù)模型檢驗(yàn)具體訓(xùn)練項(xiàng)目的有效性,最終形成最優(yōu)模型,幫助教師掌握定量化分析的教研手段和能力,也為學(xué)生的個(gè)性化鍛煉方案提供了科學(xué)有效的依據(jù)。校醫(yī)端建立了學(xué)生健康成長檔案,可以更好地跟蹤學(xué)生的健康狀況,為他們在鍛煉過程中的安全提供更有力的保障。
最后,通過詳細(xì)了解全校學(xué)生體育鍛煉情況,該系統(tǒng)有效地促進(jìn)了信息化與教育教學(xué)的深度融合。數(shù)據(jù)看板提供從校級層面到年級、班級,直至個(gè)人層面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,對比、增幅、變化一目了然,直接定位問題數(shù)據(jù)負(fù)載人群,為學(xué)校體育教學(xué)管理和個(gè)性化指導(dǎo)提供了數(shù)據(jù)支持和條件。體育教師在技術(shù)與體育的深度融合中逐漸探索出有益于體育教學(xué)的數(shù)據(jù)分析模型和課程策略包,學(xué)生也逐漸適應(yīng)自主測試環(huán)境,養(yǎng)成了自主監(jiān)測、自主鍛煉的習(xí)慣,最終實(shí)現(xiàn)的不單單是成績的提升,更是一種基于自主的全人發(fā)展。
本文系中國教育學(xué)會2023年度教育科研一般委托課題“新課標(biāo)背景下九年一貫制學(xué)校課程體系建設(shè)的研究”(課題編號:202300001715WTB)階段性研究成果