高校智慧操場(chǎng)建設(shè)與學(xué)生個(gè)性化體育鍛煉研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G80 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8902-（2025）-14-133-3-ZL

2018年4月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，強(qiáng)調(diào)高校在人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展需全面提升科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和服務(wù)國(guó)家需求的能力。這一行動(dòng)計(jì)劃的提出，既為高等學(xué)校在人工智能領(lǐng)域的教育和研究提供了明確的目標(biāo)，又為智慧操場(chǎng)的發(fā)展提供了政策支持和方向指引。

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)體育教學(xué)設(shè)施正經(jīng)歷著一場(chǎng)重大的變革。在這一背景下，智慧操場(chǎng)與體育鍛煉的關(guān)系正在重塑高等體育教育的面貌。高校紛紛采用智能體育設(shè)備和信息技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的體育鍛煉指導(dǎo)，逐步形成個(gè)性化體育鍛煉教學(xué)模式。2024年8月，湖南省教育廳啟動(dòng)“智慧操場(chǎng)”試點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)評(píng)測(cè)學(xué)生運(yùn)動(dòng)成績(jī)和運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)，推動(dòng)體育教學(xué)創(chuàng)新。本研究旨在探索智慧操場(chǎng)在高等教育中的應(yīng)用，分析個(gè)性化體育鍛煉的重要性，評(píng)估智慧操場(chǎng)對(duì)學(xué)生體育鍛煉行為的影響。通過(guò)研究智慧操場(chǎng)的實(shí)施效果，期望為高校體育教育領(lǐng)域提供新的研究視角，推動(dòng)體育教學(xué)方法的創(chuàng)新，同時(shí)為相關(guān)政策制定和實(shí)踐提供參考。

1、高校建設(shè)智慧操場(chǎng)存在的問(wèn)題

1.1、資金投入問(wèn)題

在校園體育設(shè)施的智能化升級(jí)過(guò)程中，初期的資金投入是不可避免的，這涉及智能設(shè)備的購(gòu)置、軟件的開(kāi)發(fā)。對(duì)于預(yù)算緊張的教育機(jī)構(gòu)而言，這無(wú)疑是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

在建設(shè)智慧操場(chǎng)時(shí)，高校必須考慮如何高效地管理和使用資金，確保投資能夠帶來(lái)預(yù)期的回報(bào)。這涉及對(duì)項(xiàng)目預(yù)算的嚴(yán)格控制和對(duì)成本效益的深入分析。同時(shí)，智慧操場(chǎng)的設(shè)備和系統(tǒng)需要定期的維護(hù)和升級(jí)，這些都會(huì)產(chǎn)生額外的費(fèi)用，高校需要確保有充足的流動(dòng)資金來(lái)滿(mǎn)足這些需求。

在資金有限的情況下，高?？赡苄枰诙鄠€(gè)項(xiàng)目和設(shè)施之間進(jìn)行資金的合理分配，以確保智能操場(chǎng)的建設(shè)不會(huì)因資金不足而受阻。此外，經(jīng)濟(jì)環(huán)境的不確定性也可能對(duì)高校的預(yù)算產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到智慧操場(chǎng)的建設(shè)和維護(hù)。例如，經(jīng)濟(jì)波動(dòng)可能導(dǎo)致投資方減少投資，或者高校需要將資金調(diào)整以滿(mǎn)足其他更緊迫的需求。

1.2、智能科技與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合問(wèn)題

在融合尖端信息技術(shù)，如人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等，在與體育教學(xué)現(xiàn)有模式實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí)的過(guò)程中，面臨諸多技術(shù)整合的挑戰(zhàn)。其中，確保不同技術(shù)系統(tǒng)間的兼容性及協(xié)同工作是關(guān)鍵的技術(shù)難題。在選擇技術(shù)方案以滿(mǎn)足特定的教學(xué)和訓(xùn)練需求時(shí)，必須權(quán)衡成本效益以及未來(lái)的可擴(kuò)展性。同時(shí)，智慧操場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和生物特征信息，因此如何安全地存儲(chǔ)、處理和分析這些數(shù)據(jù)，保護(hù)個(gè)人隱私，成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。同時(shí)，技術(shù)的快速迭代意味著當(dāng)前的技術(shù)解決方案可能很快會(huì)過(guò)時(shí)，因此高校需要審慎考慮技術(shù)的升級(jí)路徑及其長(zhǎng)期可維護(hù)性。此外，教師和學(xué)生對(duì)新技術(shù)的接受程度可能存在差異，這要求高校通過(guò)有效的推廣和培訓(xùn)來(lái)提升他們對(duì)智慧操場(chǎng)技術(shù)的認(rèn)可度和使用熟練度。值得注意的是，一旦技術(shù)推廣使用后出現(xiàn)故障，體育教學(xué)的正常進(jìn)行可能會(huì)受到影響，因此在智能科技和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合中，必須降低技術(shù)的故障率。

1.3、教師數(shù)字化素養(yǎng)問(wèn)題

為了適應(yīng)智慧操場(chǎng)的教學(xué)環(huán)境，教師必須提升自身的數(shù)字化教學(xué)能力。這包括精通各類(lèi)數(shù)字技術(shù)，如智能設(shè)備的操控和數(shù)據(jù)分析工具，以確保教師能夠在智慧操場(chǎng)中開(kāi)展高效的教學(xué)和訓(xùn)練。同時(shí)，教師應(yīng)能夠整合數(shù)字資源，如在線課程和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，以豐富教學(xué)內(nèi)容并提升教學(xué)成效。另外，教師要設(shè)計(jì)符合數(shù)字環(huán)境特征的教學(xué)活動(dòng)，具備創(chuàng)新的教學(xué)設(shè)計(jì)能力。同時(shí)，教師需要利用智慧操場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，這要求他們具備數(shù)據(jù)分析和評(píng)價(jià)的技能。在數(shù)字化教學(xué)環(huán)境中，教師需要對(duì)新技術(shù)持開(kāi)放態(tài)度，愿意并能夠?qū)W習(xí)新技術(shù)，以及可以較快適應(yīng)數(shù)字化教學(xué)的要求。此外，教師應(yīng)具備數(shù)字安全意識(shí)，保護(hù)學(xué)生和教學(xué)數(shù)據(jù)不受侵害，同時(shí)增強(qiáng)數(shù)字倫理意識(shí)，確保技術(shù)應(yīng)用遵循教育倫理原則。為了跟上教育技術(shù)快速發(fā)展的步伐，教師需要不斷提升自己的數(shù)字素養(yǎng)，形成終身學(xué)習(xí)的態(tài)度和能力?？偟膩?lái)說(shuō)，將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)，要求教師具備將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作的能力。

1.4、設(shè)備設(shè)施管理問(wèn)題

在高校智慧操場(chǎng)的建設(shè)過(guò)程中，設(shè)備管理是核心部分，涵蓋從采購(gòu)到報(bào)廢的整個(gè)周期。首先，在設(shè)備的選取階段，應(yīng)注重其與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性，確保它們能無(wú)縫融入智慧操場(chǎng)的管理體系，同時(shí)應(yīng)注重其性?xún)r(jià)比與可靠性。智能設(shè)備和系統(tǒng)需要進(jìn)行定期維護(hù)，包括清潔、檢查、校準(zhǔn)和維修，以保障其穩(wěn)定運(yùn)行。另外，師生需接受培訓(xùn)，掌握設(shè)備的基本操作、故障排除方法。更重要的是，鑒于技術(shù)的快速迭代，為了維持智慧操場(chǎng)的技術(shù)領(lǐng)先，制定更新?lián)Q代計(jì)劃至關(guān)重要。此外，還需要考慮到智能設(shè)備和系統(tǒng)的能耗，如采用節(jié)能設(shè)備和優(yōu)化運(yùn)行時(shí)段。建立設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，快速響應(yīng)故障，減少故障對(duì)智慧操場(chǎng)使用的影響。同時(shí)，應(yīng)建立設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備的全生命周期進(jìn)行管理，提升其使用效率，并延長(zhǎng)設(shè)備壽命。最后，通過(guò)用戶(hù)反饋機(jī)制，收集師生的使用體驗(yàn)和建議，不斷優(yōu)化設(shè)備配置和使用流程。總之，智慧操場(chǎng)具備智能化管理、設(shè)施預(yù)約、使用情況統(tǒng)計(jì)和設(shè)備維護(hù)等功能，能幫助高校管理者提高管理效率與優(yōu)化資源配置。

1.5、安全保障管理問(wèn)題

智慧操場(chǎng)在學(xué)校體育教育中具有舉足輕重的地位，其安全管理是保障學(xué)生運(yùn)動(dòng)安全、提升使用效率及推動(dòng)體育教育發(fā)展的關(guān)鍵要素。通過(guò)在操場(chǎng)安裝攝像頭與傳感器，結(jié)合人工智能技術(shù)，可以對(duì)學(xué)生行為和活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與安全問(wèn)題，并及時(shí)生成警報(bào)。這既能實(shí)時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)，又能發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患。此外，良好的應(yīng)急處理能力也很重要，系統(tǒng)檢測(cè)到問(wèn)題后可自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并通知工作人員，同時(shí)提供實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，緊急時(shí)還能向?qū)W生發(fā)出通知，確保各方及時(shí)應(yīng)對(duì)。另外，利用攝像頭、門(mén)禁系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)人員身份驗(yàn)證，防止未授權(quán)人員進(jìn)入，保障操場(chǎng)安全秩序。更重要的是，智慧操場(chǎng)的設(shè)備可能涉及收集與存儲(chǔ)大量個(gè)人運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，因此必須采取措施保護(hù)數(shù)據(jù)用戶(hù)隱私和安全，然而，智慧操場(chǎng)在運(yùn)行中可能會(huì)面臨智能硬件穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)安全等挑戰(zhàn)。對(duì)此，可通過(guò)選擇可靠供應(yīng)商和數(shù)據(jù)加密技術(shù)來(lái)解決?？傊腔鄄賵?chǎng)需要克服各類(lèi)安全問(wèn)題，為學(xué)生營(yíng)造安全的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，保障體育教育的發(fā)展。

2、智慧操場(chǎng)對(duì)學(xué)生個(gè)性化體育鍛煉的影響

2.1、豐富課程內(nèi)容，提升學(xué)生興趣和參與度

智慧操場(chǎng)通過(guò)引入多樣化的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如球類(lèi)、力量訓(xùn)練、舞蹈和瑜伽等，滿(mǎn)足了學(xué)生的廣泛運(yùn)動(dòng)需求和個(gè)性化偏好，極大地豐富了體育課程。例如，配備的互動(dòng)屏幕、感應(yīng)器等智能設(shè)備，巧妙地將游戲元素融入運(yùn)動(dòng)中，為學(xué)生提供了既有趣又充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的體育活動(dòng)，從而顯著提高了他們的參與度。此外，智慧操場(chǎng)融入AI教練、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)等前沿科技，為學(xué)生帶來(lái)沉浸式的科技體驗(yàn)，進(jìn)一步增強(qiáng)體育課的吸引力。智慧操場(chǎng)還通過(guò)音樂(lè)、燈光和互動(dòng)裝置，營(yíng)造出充滿(mǎn)活力和動(dòng)感的運(yùn)動(dòng)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的運(yùn)動(dòng)興趣。

2.2、提升學(xué)生個(gè)性化運(yùn)動(dòng)能力和技術(shù)

智慧操場(chǎng)的先進(jìn)設(shè)備和儀器能夠?qū)崟r(shí)追蹤學(xué)生的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，借助數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將運(yùn)動(dòng)過(guò)程直觀地呈現(xiàn)在師生面前，使得技能提升的每一步都清晰可見(jiàn)。如合肥市某學(xué)校應(yīng)用AI視覺(jué)分析技術(shù)，精確記錄學(xué)生的跑步速度和跳遠(yuǎn)距離。教師根據(jù)這些即時(shí)數(shù)據(jù)，為學(xué)生制定個(gè)性化訓(xùn)練計(jì)劃，顯著提高了他們的運(yùn)動(dòng)能力和技能。科大訊飛智慧體育的AI運(yùn)動(dòng)小站便是其中的主力軍，它綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人體姿態(tài)識(shí)別技術(shù)，為學(xué)生提供精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)。智慧操場(chǎng)的互動(dòng)式設(shè)備不僅促進(jìn)了學(xué)生間的合作與競(jìng)爭(zhēng)，還推動(dòng)了他們?cè)谶\(yùn)動(dòng)技能上的共同進(jìn)步。此外，智慧操場(chǎng)系統(tǒng)還提供專(zhuān)業(yè)的運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)，涵蓋動(dòng)作演示和要領(lǐng)講解，確保學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和掌握正確的運(yùn)動(dòng)技巧，從而全面提升學(xué)生的個(gè)性化運(yùn)動(dòng)能力和技能。

2.3、提供個(gè)性化評(píng)價(jià)和鍛煉建議

智慧操場(chǎng)通過(guò)智能設(shè)備精準(zhǔn)采集學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，包括速度、距離和心率等關(guān)鍵指標(biāo)，并通過(guò)算法平臺(tái)進(jìn)行深入分析，從而提供運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)反饋。同時(shí)，依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，智慧操場(chǎng)可以對(duì)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和體質(zhì)進(jìn)行個(gè)性化評(píng)價(jià)，助力學(xué)生深入了解自身的運(yùn)動(dòng)潛能和健康狀態(tài)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這些評(píng)價(jià)結(jié)果，為學(xué)生量身定制鍛煉建議，引導(dǎo)他們根據(jù)自身情況制定合理的鍛煉計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的精準(zhǔn)訓(xùn)練。通過(guò)這些方式，智慧操場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了體育教學(xué)的個(gè)性化和精準(zhǔn)化，讓每個(gè)學(xué)生都能在體育課中找到適合自己的運(yùn)動(dòng)方式。

2.4、促進(jìn)數(shù)字化運(yùn)動(dòng)空間的構(gòu)建

智慧操場(chǎng)通過(guò)整合多樣化的體育項(xiàng)目，如體能訓(xùn)練、體質(zhì)測(cè)試和體育考核等，支持多場(chǎng)景應(yīng)用，包括日常教學(xué)、體質(zhì)監(jiān)測(cè)、競(jìng)技比賽和運(yùn)動(dòng)會(huì)等，極大地推進(jìn)了數(shù)字化運(yùn)動(dòng)空間的發(fā)展。另外，借助AI攝像頭、傳感器等智能設(shè)備，智慧操場(chǎng)能夠捕捉運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，智能生成群體與個(gè)體的運(yùn)動(dòng)報(bào)告，提供關(guān)于運(yùn)動(dòng)能力和健康狀況的精確診斷。這一技術(shù)的應(yīng)用不僅為個(gè)性化體育鍛煉提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，而且營(yíng)造了一個(gè)充滿(mǎn)活力、高度互動(dòng)、科技感強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，顯著提升了體育課程的趣味性和多樣性，有效激發(fā)了學(xué)生的運(yùn)動(dòng)興趣和參與熱情，對(duì)促進(jìn)學(xué)生積極參與體育鍛煉產(chǎn)生了積極影響。

3、高校智慧操場(chǎng)建設(shè)的優(yōu)化策略

3.1、提升技術(shù)融合與創(chuàng)新能力

在高校智慧操場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，技術(shù)的持續(xù)引入與多元技術(shù)的集成是提升教學(xué)質(zhì)量和增強(qiáng)互動(dòng)性的關(guān)鍵。首先，通過(guò)融合多種新興信息技術(shù)，體育教學(xué)模式得以實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型。以南京某公司設(shè)計(jì)的智慧操場(chǎng)解決方案為例，該方案通過(guò)無(wú)損升級(jí)改造，建立了智慧化訓(xùn)練體系，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和健康狀況，提供個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)建議。此外，智能穿戴設(shè)備作為智慧操場(chǎng)的輔助設(shè)施，如智能手環(huán)、智能跑鞋等，能夠?qū)崟r(shí)記錄學(xué)生的生理指標(biāo)，幫助教師更準(zhǔn)確地了解學(xué)生的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，在建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)注重節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，利用太陽(yáng)能發(fā)電、雨水收集等技術(shù)手段，為操場(chǎng)的能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)提供支持。最后，云計(jì)算平臺(tái)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理和分析，為學(xué)校體育教學(xué)和管理提供了科學(xué)依據(jù)?？傊夹g(shù)融合與創(chuàng)新是智慧操場(chǎng)建設(shè)的核心，只有不斷引入新技術(shù)，才能持續(xù)提升智慧操場(chǎng)的智能化水平，使之更好地服務(wù)于師生。

3.2、健全質(zhì)量評(píng)估與監(jiān)督機(jī)制

在數(shù)字化教育蓬勃發(fā)展的時(shí)代，高校智慧操場(chǎng)的建設(shè)意義非凡，它不僅是順應(yīng)技術(shù)潮流的體現(xiàn)，更是提升教育質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。為此，構(gòu)建一套完備的質(zhì)量評(píng)估和監(jiān)督機(jī)制勢(shì)在必行，以便保障數(shù)字化賦能切實(shí)發(fā)揮效用。同時(shí)，評(píng)估體系應(yīng)具備多維度特征，全面囊括設(shè)備性能、教學(xué)效果及學(xué)生滿(mǎn)意度等方面，緊密貼合智慧操場(chǎng)的特定需求。該體系應(yīng)借助對(duì)智慧操場(chǎng)豐富數(shù)據(jù)的收集與分析，如學(xué)生的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)數(shù)據(jù)和設(shè)備使用狀況等，開(kāi)展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的客觀評(píng)估。為保障評(píng)估的持續(xù)性與有效性，需要建立常態(tài)化監(jiān)測(cè)機(jī)制，依托教學(xué)狀態(tài)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)實(shí)時(shí)收集反饋信息，以便能夠及時(shí)對(duì)智慧操場(chǎng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。同時(shí)，應(yīng)積極引入第三方專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)開(kāi)展獨(dú)立評(píng)估，確保評(píng)估的客觀性與專(zhuān)業(yè)性。

4、結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的引入，為高校智慧操場(chǎng)建設(shè)注入了新的活力，并為高校學(xué)生提供了進(jìn)行個(gè)性化體育鍛煉的機(jī)會(huì)，同時(shí)也為體育教學(xué)和管理帶來(lái)了全新的發(fā)展契機(jī)。憑借先進(jìn)的技術(shù)手段，智慧操場(chǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生鍛煉數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與分析，從而制定出符合個(gè)體需求的鍛煉方案。在智慧操場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，學(xué)生的參與度和鍛煉效果顯著提升，不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生均能從中獲取適合自己的鍛煉指導(dǎo)。不過(guò)，智慧操場(chǎng)建設(shè)依舊面臨一些挑戰(zhàn)，諸如技術(shù)的優(yōu)化、學(xué)生對(duì)新鍛煉方式的適應(yīng)等方面的挑戰(zhàn)。智慧操場(chǎng)的發(fā)展前景極為廣闊，未來(lái)將成為高校體育發(fā)展的關(guān)鍵方向。應(yīng)當(dāng)持續(xù)關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新及學(xué)生個(gè)性化鍛煉的變化，不斷完善智慧操場(chǎng)的功能，強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)與培訓(xùn)，讓個(gè)性化體育鍛煉在高校中更好地發(fā)揮作用，促進(jìn)學(xué)生的全面健康發(fā)展，為高等學(xué)校體育教育改革注入新動(dòng)力。

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