體育課堂教學管理中的大數據應用

徐富新 （北京市日壇中學，100020）

隨著科技的發展和，大數據與體育的融合日益加深，傳統的體育業態轉型升級，“互聯網+體育”成為重要的發展趨勢。而這種趨勢迅速地向體育教學領域蔓延，使傳統的教學方式發生了巨大變化。那么，大數據究竟有哪些作用？在體育教學領域又能否發揮其應有的價值呢？

體育課作為學生在校學習必不可少的一門學科，其主要目的是促進學生積極參加體育鍛煉，提高自身體質健康水平。在體育教學中，課程安排是否科學合理，學生在運動時的身體狀態如何，是否依照課前的教程執行，如何評估學生的階段性成長等一直都是體育教師重點關注的問題。本文以體育教學中足球課數據為例，來探究大數據在體育教學中的應用。

運動數據監測場景

一、幫助體育教師制訂負荷目標

中小學生正處于生長發育的關鍵時期，也是各項身體素質發展的最佳時期，如何科學安排及合理調節學生的運動負荷極其重要。隨著鍛煉時長的增加，學生對運動負荷的承受能力也在逐漸增加，進而使各項運動能力得到提高，因此需要不斷調整運動負荷，適當增加運動刺激，以達到逐步提高學生體質的目的。

以北京市日壇中學2017年6-9月間的數據為例，筆者負責的七年級各班學生跑動距離最高達到1000米以上（圖1）。

圖1　各班級學生的跑動距離

以前期課堂的運動負荷為依據，制訂學生的運動負荷目標。其中跑動距離的目標略高于1000米的最高值，以提高學生的耐力素質（圖2）。

圖2　運動目標設定

二、幫助體育教師把控運動負荷，評估鍛煉效果

（一）評估熱身效果

熱身運動又稱準備活動，即在活動之前以較輕的活動量先行活動肢體，為隨后激烈的身體活動做準備，目的在于提高運動的效率與安全性。運動前熱身不充分易發生痙攣，甚至運動損傷。而心率是反映運動強度的重要指標，可以有效地評估學生的熱身效果是否充分。

足球課上，原定計劃5分鐘的熱身活動結束后，筆者在查看學生的運動數據時發現有一部分學生的實時心率在100bpm左右，而其他學生的實時心率達到110bpm（圖3）。為了最大限度地規避學生的運動損傷風險，筆者增加了一組熱身運動，待學生的心率達到120bpm以上再繼續進行接下來的技術練習。

圖3　MT-Sports實時監控頁面

（二）把控運動負荷

體育課上，如果運動負荷過小，則達不到增強學生體質的目的，而如果運動負荷過大，則可能引發運動損傷，不利于學生的健康成長。大數據的應用可以幫助體育教師科學、客觀地做出評價，而不是片面的、主觀的去臆測教學效果，這也從根本上改變了傳統的一些教學模式和評價體系，提高體育教學的信息化和科學化水平。

1.通過數據發現身體狀態異常的學生。在身體練習（運球折返、運球繞標志桿、扣球）環節，運動監測設備MT-Sports有時會發出“滴滴”的報警聲，這表明有學生的心率負荷持續升高，需要引起注意（心率負荷反映運動刺激給身體帶來的生理反應，值越大，說明運動對學生身體的刺激程度越大）。如學生田英力的心率持續1分鐘保持在200bpm，報警聲響起。在聽到報警聲后，筆者查看其數據發現，與其他學生的數據相比他的心率負荷明顯偏高，而跑動距離則較低，身體機能狀態較差。在詢問后了解到，田英力最近幾天處于輕度感冒的狀態，且課堂上也沒有請求見習?？紤]到感冒期間不宜進行劇烈運動，否則會進一步增加心臟負擔，所以筆者決定讓其暫停練習，在場邊見習。

2.通過數據可以發現“偷懶”的學生。在技術練習（踩球、運球、傳球）環節，開啟MT-Sports多運動組同時監測的功能，控制學生的實時心率在140-150bpm之間。練習過程中筆者查看到學生張鵬、王浩等5名學生的實時心率均在120bpm左右，明顯較低（圖4）。于是將這幾名學生的跑動距離、最高心率、心率負荷與其他學生進行對比，發現各項數據均較低。再觀察他們的課堂表現，運動積極性都不高，確認他們并沒有盡力在運動。筆者及時對他們進行督促，調動他們的積極性，很快他們的心率就上升到了140bpm左右。在這些數據的幫助下，教師不僅能發現“偷懶”的學生，還能把“懶”進行量化。

圖4　多運動組同時監控

3.通過數據及時調整訓練內容。身體練習結束后，在查看學生的運動目標完成情況時筆者發現本節課的跑動距離（60%）、平均心率（87%）、心率負荷（50%）均沒有達到預期目標（圖5）。說明課堂中的運動量和運動強度不夠，特別是運動量較低，沒有達到預期的鍛煉效果。對此及時調整了課堂內容，組織學生進行時間短、強度稍大的自由對抗賽。通過數據評價鍛煉效果，最終運動負荷目標基本完成，達到了預期的鍛煉效果。

三、幫助體育教師科學制訂課堂計劃

一個執行良好的周期性教學計劃能夠有效促進學生體質健康水平的提高。為了達到不斷提高教學質量和學生體質健康的目的，體育教師需要對體育課的運動量和運動強度進行適當調整，以便給學生適當的負荷刺激。同時，以往體育教學采集的運動數據可以作為參考依據，輔助體育教師適當調整課堂內容，規避運動量不足或過度運動，達到一定的鍛煉效果。如在足球課結束后，筆者計算了學生的1分鐘心率恢復率是20%，恢復情況處于中等水平（圖6）。

圖5　課程中和課程后運動目標完成度

圖6　1分鐘心率恢復率（HRR）的評價標準

注：1分鐘心率恢復率（HRR）計算方法：訓練結束后即刻心率P0；訓練結束后1分鐘心率 P1，公式：(P0-P1)÷P0×100%

如果學生表示疲勞，就是從側面反映出本節課制訂的運動負荷目標較大，下節課應調整課堂內容，適當降低學生的運動強度。將本節課的練習項目與學生的運動負荷數據表現結合分析，能幫助體育教師及時調整和優化下次足球課的教案內容，或針對不同類型的學生提供不同的教學方案，徹底打破體育課只為了體育成績而存在的現狀。

四、幫助體育教師了解學生差異，評估學生成長

通過長期監測學生的運動數據，可以有效評估學生的整體運動能力和身體素質是否有所提高。在MT-Sports所提供的管理平臺“運動數據云”中，可以查看教師所負責班級學生的各項運動數據，以此來評估學生各項能力的成長趨勢。此外，通過學生的各項能力排名可以全面了解每個班級學生的課堂表現和每個學生的體質狀況，了解學生之間的身體素質差距，為針對性制訂課堂內容提供參考，為體育教研工作提供數據樣本，在此選取“運動數據云”中的幾項指標排行作為參考（圖7～10）。

圖7　學生耐力素質排行

圖8　學生速度耐力排行

圖9　學生速度素質成長趨勢

圖10　學生耐力素質成長趨勢

五、結論

由此可見，上好一節“科技化”的體育課并不難，大數據也沒有想象中的那么遙遠。近年來，教育信息化正在引領現代體育教學的改革方向，探索并建立科學有效的教學體系不僅影響到體育教育的未來發展，更關系到數以萬計青少年學生的體質健康。體育教師擔負著探討體育教學本質和提升教學質量的職責，理應充分利用科技的力量進行嘗試和改革，使大數據為體育課堂所用。