基于“互聯(lián)網(wǎng)+”，構(gòu)建智慧體育平臺

○黃 立

體育教學(xué)信息化管理平臺（智慧體育平臺）是在“大數(shù)據(jù)+人工智能+教育”背景下，開展學(xué)校智慧體育研究的應(yīng)用平臺。針對學(xué)生體質(zhì)水平不斷下降、校內(nèi)體育鍛煉安全管理問題日益突出、體育教學(xué)管理不科學(xué)、不規(guī)范等問題，運用平臺可以進行數(shù)據(jù)監(jiān)測、追蹤、對比分析以及實現(xiàn)教學(xué)全流程化管理，有效預(yù)防教學(xué)事故，為提高學(xué)生體質(zhì)健康水平提供科學(xué)參考依據(jù)。同時，還可以采用分班教學(xué)、分性別教學(xué)、分水平教學(xué)等個性化教學(xué)方式，促進教學(xué)、科研、管理過程的全面信息化，是信息技術(shù)與學(xué)科深度融合的應(yīng)用案例。

一、體育教學(xué)信息化管理平臺的構(gòu)成

體育教學(xué)信息化管理平臺主要由運動智能手環(huán)、手機、軟件平臺組成。

1.硬件。

體育教學(xué)信息化管理平臺所使用的硬件主要是經(jīng)過定制的運動智能手環(huán)（如圖）以及手機、平板電腦。目前實驗所用運動智能手環(huán)采用ARMCortex?-M4內(nèi)核，Silicon芯科PPG高精度動態(tài)心率傳感器，PPG光電容積脈搏波描記法用于監(jiān)測心率具有高精度優(yōu)勢，是目前用于運動智能手環(huán)的成熟方案之一。同時考慮到學(xué)生運動過程中容易出汗的問題，采用了不銹鋼針式表扣，可以達到有效防銹的效果。在學(xué)生佩戴智能手環(huán)運動過程中，還可能有一定程度的磨損、磕碰現(xiàn)象，智能手環(huán)的鏡片采用了ML工藝，硬度達到3H，可以有效防止鏡片破損，防止刮傷學(xué)生，以保證學(xué)生的安全。

實驗所用運動智能手環(huán)具備心率、血氧、血壓、計步、睡眠、熱量、里程、運動軌跡、數(shù)據(jù)廣播、心率預(yù)警、久坐提醒等25項功能。其中心率預(yù)警、運動軌跡、熱量是根據(jù)體育教學(xué)專門定制的功能，心率預(yù)警功能可以實現(xiàn)學(xué)生心率超過180次/分時震動預(yù)警提醒，監(jiān)測學(xué)生運動強度，有效防止運動心率過高引發(fā)的休克、猝死等問題。運動軌跡可以實現(xiàn)學(xué)生運動軌跡記錄，自動計算運動密度，無須采用秒表計時等傳統(tǒng)方式，還可以在學(xué)生進行足球比賽時記錄軌跡，從而在賽后分析是否存在戰(zhàn)術(shù)盲區(qū)，分析一節(jié)體育課的場地利用率，為教師提供參考。熱量監(jiān)測可以通過計算，得出學(xué)生運動消耗熱量的情況，從而判斷學(xué)生運動量是否達標(biāo)，為開具“運動處方”提供依據(jù)。

除了在學(xué)生端配備運動智能手環(huán)外，教師端還須配備一部手機或平板電腦（如圖），實驗所用運動智能手環(huán)集成了BLE4.0藍牙模塊，可以配對多種品牌、型號的手機或平板電腦。

2.軟件。

針對不同的應(yīng)用場景和設(shè)備，實驗開發(fā)了IOS、Android、網(wǎng)頁三個系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)共享。主要有教研管理、教學(xué)管理、體質(zhì)數(shù)據(jù)、教學(xué)資源等四個功能。

教研管理：實現(xiàn)體育教學(xué)線上備課、教案管理、校本課程管理等，通過導(dǎo)入班級數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)課程提醒、記錄等。

教學(xué)管理：實現(xiàn)體育活動中學(xué)生心率、血氧、血壓、計步、熱量、里程、運動軌跡、數(shù)據(jù)廣播、心率預(yù)警、久坐提醒等25項功能監(jiān)測記錄。

體質(zhì)數(shù)據(jù)：實現(xiàn)學(xué)生綜合體質(zhì)健康自動分析，根據(jù)國家體質(zhì)健康測試標(biāo)準(zhǔn)以及參考國內(nèi)知名體育學(xué)院研發(fā)的學(xué)生體質(zhì)健康模型，針對學(xué)生不同特點和運動習(xí)慣開具運動處方。

教學(xué)資源：提供優(yōu)秀教案、微課、優(yōu)質(zhì)課、在線指導(dǎo)等功能，促進體育教師專業(yè)成長。實現(xiàn)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，推送相關(guān)專項優(yōu)質(zhì)課教學(xué)視頻等資源。

二、體育教學(xué)信息化管理平臺的使用

1.數(shù)字教學(xué)（微信教師端）。

在教師端頁面，點擊“數(shù)字教學(xué)”進入數(shù)字教學(xué)頁面，實現(xiàn)課堂教學(xué)實時監(jiān)測（上課前，為學(xué)生佩戴運動手環(huán)）。

體育課:首先選擇班級，再選擇教學(xué)分層設(shè)置，點擊“下一步發(fā)放設(shè)置”，則課堂教學(xué)監(jiān)測開始，系統(tǒng)自動采集學(xué)生運動數(shù)據(jù)。

大課間：可以設(shè)置大課間時長，設(shè)置完成即可開始上課。

課程記錄：在教師端頁面，點擊“課程記錄”，進入課程記錄頁面，可以查看班級上課情況。

2.健康監(jiān)測（微信家長端）。

在家長端頁面選擇右下角“我的”，點擊“數(shù)據(jù)錄入”進入該頁面。選擇項目依次填寫學(xué)生數(shù)據(jù)，點擊“確認”之后頁面自動跳轉(zhuǎn)，查看學(xué)生健康報告。

健康檔案：點擊“我的”，進入“健康檔案”頁面，家長可隨時填寫、查看學(xué)生個人健康情況，為學(xué)生完善健康檔案。

健康記錄：在家長端頁面選擇右下角“我的”，點擊“健康記錄”進入該頁面。家長根據(jù)內(nèi)容要求依次填寫，同時可以為學(xué)生請假，教師即時接收請假信息，系統(tǒng)自動跟蹤記錄，為學(xué)生提供健康記錄檔案。

健康報告：在家長端頁面，選擇頁面下端“我的”，點擊“健康報告”，進入該頁面。家長可直接查看學(xué)生的身體素質(zhì)和運動素質(zhì)情況，以及各個項目的得分情況等。

3.學(xué)生圈（微信學(xué)生端）。

學(xué)生可在“學(xué)生圈”發(fā)布視頻、圖片、文字，學(xué)生之間可以互相點贊評價。教師對每個學(xué)生完成的家庭作業(yè)進行評價，學(xué)生可以查看。

運動處方（推薦作業(yè)）：點擊進入學(xué)生端頁面，點擊“推薦作業(yè)”，頁面顯示作業(yè)任務(wù)，點擊“開始訓(xùn)練”按鈕，進入作業(yè)訓(xùn)練頁。點擊播放按鈕，觀看作業(yè)動作視頻，按照要求完成作業(yè)。

推薦作業(yè)完成后，進入推薦作業(yè)評價階段，學(xué)生填寫自己完成家庭作業(yè)難易程度的感受，上傳鍛煉效果圖，點擊“提交評價”。