可穿戴設備輔助學校體育課程教學研究

（西南財經大學體育與經濟管理研究中心 四川 成都 611130）

隨著人類社會科學技術的不斷發展，新的技術、設備等對社會經濟發展、教育方式的轉變形成重要推動力量，可穿戴設備的出現引發了新的革新浪潮，對傳統體育課程帶來了新的沖擊，它的出現使得體育運動數字化、可視化；對加速建成體育強國起著十分重要的作用。2014年國務院印發《關于加快發展體育產業促進體育消費的若干意見》中明確指出“鼓勵可穿戴式運動設備、運動健身指導技術裝備、運動功能飲料、營養保健食品藥品等研發制造營銷”。

1、可穿戴設備的發展及特征

1.1、可穿戴設備的發展

可穿戴設備，從字面意思來看就是指可以穿或戴在人體身上的設備，目前學術界對可穿戴設備還沒有明確的定義。不過，早在20世紀60-70年代就已經出現了可穿戴設備的雛形。1961年，麻省理工學院數學教授Edward O.Thorp在《Beat the Dealer》中表示自己通過可穿戴計算機在輪盤賭上作弊，可以提高44%的勝率。1972年，Keith Taft發明了用于21點黑杰克的可穿戴賭博鞋，通過大腳趾操作，在計算機的輔助下運作。這種將作弊的微型計算機放入鞋子的做法，是現在的導航鞋、防丟鞋的鼻祖。如今可穿戴設備產品種類多樣，可在人體多個部位使用，如眼鏡、運動手環、運動手表、智能運動鞋等等。用戶可通過可穿戴設備獲取自己運動的時間、心率等信息，為用戶在鍛煉中科學把握運動強度提供依據。

雖然可穿戴設備在運動領域的運用越來越多,發展越來越快，但是可穿戴設備在學校體育課程教學中的運用研究還相對較少。國外的可穿戴設備已經增加了識別動作的功能，這個功能被用在球類運動員在運動時捕捉自己的動作，這樣便于教練能夠根據相關數據來分析和完善訓練動作技術。在國內，智能手表、智能手環、智能運動鞋等可穿戴設備被受追捧，它們配合運動APP被用已記錄人們日常運動步數、跑步里程、卡路里消耗等，除了記錄基本數據以外，還增加了專業運動數據的記錄功能，為人們及時調整動作模式，改善不良動作有及時有效的幫助，有利于監測運動強度、運動心率，降低運動損傷。還可以將這些記錄數據傳上云端存儲，以便于查看和分享給好友。

1.2、可穿戴設備的特征

（1）可視化。

運動數據可視化通過運動鍛煉時可穿戴設備記錄的當前運動數據，再以圖表、數字等多種形式呈現各項實時的運動數據從而使學生和教師更為直觀的觀測到運動訓練情況，為科學安全運動提供強有力的依據。體育課程教學并非是單純的動作模仿，更多的體質健康教育理念、方法、思維的學習和養成；可視化教學可以幫助學生對體育課程教學動作的理解，學生可以通過反復循環觀看來記住動作要領，同時還減少了教師反復演示、反復講述的時間，教師也有了更多的時間可以用于教學設計、教學模式等的創新，對體育課程的創新發展具有重要的意義。

（2）個性化。

由于可穿戴設備是直接佩戴到每個人，這也充分體現出了個體差異化，因為每個人的運動強度、運動心率等的不同，運動后所獲得的數據是自己運動后所得的真實數據，這樣有助于觀測到每個人運動的不同情況，有助于體育教師及時給與學生做運動調整提供決策參考，有助于為同學們制定個性化訓練方案提供依據，這樣的方式使運動訓練更為及時、科學和對個體的針對性更強。

2、傳統學校體育課程的弊端

2.1、傳統教學模式單調枯燥

傳統的體育課是由體育教師來全權把控整個體育課堂的，同時在教師示范講解后就讓同學們進行模仿練習，通過不斷重復練習動作來掌握動作技術。這樣的方式是有效的，也是枯燥乏味的，同學們在學習過程中，或多或少會因為機械式的重復練習而降低了學習的激情，減少了興趣，這樣的情況不利于學生的學習；不利于“終身體育”的形成；也不利于學校體育課程今后的開展。

2.2、課后練習缺乏專業指導

體育課程有很多技術動作在課上練習時間往往是不夠的，但是下課后同學們想要練習又沒有老師指導的情況下，有很多動作自己也不知道做得對不對，對動作要領掌握的不到位而導致課后訓練的效率大大降低，增加了同學們的運動損傷風險；同時，教師也無法了解每一位同學課后練習的情況；由于人數等多方面的原因，體育教師只能針對大多數人的完成情況來指導，沒有個性化的對每一個人的指導。

3、可穿戴設備在體育課程中的運用前景

3.1、政策方面

2014年國務院印發 《關于加快發展體育產業促進體育消費的若干意見》中明確指出“鼓勵可穿戴式運動設備、運動健身指導技術裝備、運動功能飲料、營養保健食品藥品等研發制造營銷”可穿戴設備有著極大的行業發展前景，《2015-2020年中國可穿戴設備行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》顯示，我國智能硬件核心產品可穿戴設備正受政策利好，預計2015年全球可穿戴設備銷量將達8400萬臺，其中，中國銷售可達4800萬臺，市場規模為192億元。

3.2、技術與理論方面

可穿戴設備控制方式多種多樣，例如，手勢識別、面部識別、語音識別等讓人們使用更加便捷；數據可實時鏈接云端，實現互聯網實時共享和交流；多種數據傳輸到教師控制終端，方便教師在第一時間了解學生訓練強度、運動心率等數據，為教師提供實時動態數據，利于教師及時調整教學計劃的提供依據，做到及時有效調整有個性和針對性的教學。目前可穿戴設備已經成功運用的有VR觀賽、3D分析，全方位多渠道的社交媒體播報使體育的觀賞性和參與性大大提高。

可視化教學理論是源自于劉濯源教授提出的思維可視化理論，簡單來說這一理論指通過圖示的一系列方式讓原本看不見的思維及思維過程可見。將思維可視化后，思維過程變得更好理解記憶，也提高了信息的加工和傳遞的能力。在傳統教學中，師生們往往更關注問題的答案，從而忽視解決問題的過程，而解決問題的過程才是重要的環節。如果學生一味的追求結果而不注重解決問題的思維過程，長此以往只是加深了學生對于結果的記憶而缺少了解決問題的思維過程，這樣機械式的學習的結果就是，一旦題目類型有一點變化，他們就將不知所措了。可視化電子教學就是強調思維過程，把不可見的思維過程和方法清晰地表達出來利用多媒體課件中音頻、圖片、視頻甚至是3D投影等多種方式協同教學和復習鞏固，激發了學生學習的興趣，調動了學生學習的積極性。同時，因為大腦在接收到視覺上、聽覺上等多樣信號時會在腦海中自動的想象和模擬，慢慢的大腦就會形成一個思維慣性模式，使人的抽象思維能力提升。

3.3、與體育課程的融合

現代社會環境的變化也對體育教學方式、教學質量等都提出了更高的要求和標準，因此，體育教學目標、教學評價機制也都發生了轉變。體育課程中使用的可穿戴設備佩戴方便，對使用者的危害小；利用大數據可對學生的動作規范、運動強度、心率進行檢測。例如，在運動過程中，如果使用者的運動心率升高到危險范圍，就會反饋到云端讓教師觀測到以便及時提醒學生，幫助學生調整運動方案，并且可穿戴設備自身震動和聲音提示也可以讓使用者及時發現自身發出的身體信號便于作出運動計劃調整。不僅可以方便教師對學生的指導，還可以讓學生了解自身身體情況，形成良好的鍛煉行為、鍛煉習慣，有利于學生“終身體育”的養成。可穿戴設備在學校體育課程的應用，讓體育教學模式的改革創新變得豐富和簡單。

4、可穿戴設備在學校體育課程中運用開展的困境

4.1、缺乏相關的支持和保障

在現階段教育改革加速推進的新時代，先進的科學技術不斷的涌入課堂中，逐步改變了傳統的教學模式，對于可穿戴設備教學課程的研發還缺乏相關部門的資金、政策和人才的支持和保障。

4.2、技術相對落后

可穿戴設備在我國處于起步階段，相比國外技術落后。比如，一部分的可穿戴智能設備需要借助運動APP或者顯示屏協助使用；在產品標準上還缺乏規范統一的標準；另外，針對電池的使用續航能力也相對薄弱，以及精準性差等問題。

4.3、對大數據管理不規范

可穿戴設備的應用和管理，目前是處于起步階段，還沒有行業的標準，對于可穿戴設備在學校體育課程應用過程中的數據的管理規范還在探索階段，對體育教師在可穿戴設備數據管理上是一個挑戰。

4.4、缺乏專業人才

新技術的出現對教師的教學有著更高的要求，首先要保證教學質量做好質量監控，在現有的教學評價體系和教學標準下實施教學；其次要靈活的掌握新技術、使用新方法。由于新的方式沒有成熟且可以適用借鑒的案例，在創新方面有很高的難度；最后，因為沒有成熟的授課思路可供借鑒，這樣也容易出現照本宣科的情況。

5、可穿戴智能體育課程發展對策

5.1、政策方面

通過政府制定相關引導政策是許多國家在科學技術革命中常用的方法，例如，促進技術創新和應用，加強制造業的指揮中心，合理地協調和分配市場資源等等一系列發展活動離不開國家對體育的發展政策以及對企業的各種形式扶持；另外，在智能體育產業發展上包括的市場主體、投資、資源和發展空間等在各個環節都需要政府部門的支持和配合。

5.2、加快產品技術的改進

近幾年雖然我國可穿戴設備發展迅猛，但是相比國外還是仍處于起步階段，我國可穿戴運動產品的研發還是略微緩慢的，與歐美國家之間存在一定差距，例如，國外的JOWBONE UP、NIKE FUALBAND等在我國受到追捧，雖然產品的高性能給用戶帶來了極高的體驗，但是售后和產品社區網站等配套服務在我國卻跟不上產品的更新換代。例如，產品網站是英文版的給國內用戶使用數據結果分析時帶來不便。因此，我國研發專業可穿戴運動產品要加快速度，這方面我們可以充分借鑒國外現有的成熟產品的發展模式，結合我國使用者的特點，建立符合我國運動環境特色的可穿戴運動產品，加強技術產品創新、改變技術短板。

5.3、營造良好運動氛圍

互聯網的普及和深化，使人們的生活方式更加豐富和便捷。人們通過可穿戴設備對自身的運動、生活進行監測和管理，當數據上到云端，實現云端運動數據的排名，與好友分享和交流營造了新的運動氛圍，在此的過程中，漸漸形成自身健康科學的運動方式和生活習慣。由此可見，可穿戴運動產品的網絡社交功能也是督促人們運動、促進良好運動氛圍的方式。

5.4、加強對大數據的管理

隨著進入大數據時代，可穿戴設備記錄下的運動數據可以供科研人員、體育教師、運動企業等提供制定運動處方的依據、分析運動者的體能、技戰術等信息；為體育相關產業信息化發展提供有力服務；進一步挖掘相關信息數據，分析使用者的喜好，為制定個性化服務提供科學實時數據。

5.5、培養相關體育人才

培養體育教師以及相關體育人才，定期組織開展體育教師教學模式研討會，討論如何開展學校體育課程應用；組織教師在開展較好的學校進行觀摩學習，相互交流提升自身教學能力，提高教師的教學創新意識。