5G時代智慧校園的現實意義、內容呈現與發展路徑

文 / 李鮮，田祖國，宋靚雯

作者單位：湖南大學體育學院

智慧教育是新時代教育發展的新趨勢，是推進教育現代化的新動力，是引領新時代教育發展的新方向。[1]學校體育作為教育工作的重要組成部分，在踐行立德樹人培養理念，實現學生全面發展發揮著重要作用。信息時代高速發展促使教育信息化的到來，5G技術(即第五代移動通信技術)是繼2G、3G、4G發展之后，在互聯網通信時代更高速度、更低功耗、更短延時以及更大規模的網絡通信技術，在移動寬帶建設基礎上，為用戶提供了更加高效、更低延時、更大規模以及更低功耗的網絡技術。2019年，我國正式進入5G商用元年，由5G技術催發的智慧教育發展路徑，為未來教育帶來機遇與挑戰的同時，也為學校體育的發展提供了智慧發展機遇。學校體育智慧化發展依托于云計算、物聯網、大數據以及智能可穿戴設備等信息技術手段，實現智慧化體育課程教學，開展“云信息”監測的課外體育活動，形成科學高效的課余體育競賽系統，科學監測高水平運動隊，創新學校體育發展評價機制。借助信息通訊技術對學校體育智慧化發展作出全面、高效的評估，進而實現學校體育向智慧化發展道路邁進的步伐。學校體育作為體育教育的重要環節，5G的應用能夠促進體育技術與教學的深度融合，優化典型的體育教育應用場景，促進虛實學習空間的融合，豐富學習內容的呈現方式，提升體育教育服務的質量。[2]本研究基于5G的時代背景，挖掘智慧教育階段學校體育發展與現代技術融合等智慧化手段的現實意義，從學校體育的現實發展，探究5G背景下學校體育智慧化發展的內容呈現，進而呈現學校體育智慧發展的創新實施路徑，為5G技術更好應用于學校體育的現實發展建言獻策。

1 5G時代背景下學校體育智慧化發展的意義

1.1 促進學校體育課程教學的信息化與科學化

基于5G技術的三個應用場景，能夠實現與現代體育教育技術發展相結合，從互動式溝通交流、移動泛在學習體驗、沉浸互動環境提升教育教學效果[3]。課程教學是學校體育智慧化發展的根本，能夠實現與學生的直接對話，學校體育智慧課堂也有別于傳統的體育課程教學，主要體現在：教學手段上可以融入信息化技術，體育教學是一個多樣且復雜的過程，既需要教師的語言講解，也需要標準的動作示范，借助現代化技術設備可以使學生更加清晰且直觀地觀看到技術動作，進而更好地掌握運動技能。智慧化體育教學設計上可呈現課前線上預習、課堂面對面學習、課后線上指導，借助線上資源開發，如“微課、愛課堂、幕課”等線上資源應用于體育教學，彌補了線下課程因為天氣因素、場地原因造成的不足，實現課程策略的多樣化。5G時代高速網絡為學生移動泛在學習提供條件，實現隨時隨地獲取信息資源，整合碎片化時間，提高學生自主學習能力。

1.2 實現學生參與體育運動過程數據監測

在5G技術支持下，智能教育技術的運用，為學生創造融合的學習空間，提供智慧安全的學習環境，將大數據計算、物聯網技術(如可穿戴設備等)應用于學校體育發展，可以有效監測學生運動數據，減少運動傷害的發生；提高課堂教學效果，現代技術實時監測并及時反饋學生在課堂上的動態變化，有利于教師依據反饋及時調整運動強度以及教學設計。學校體育是包括課外體育活動在內的培養學生全面發展的教育活動，課外體育活動連接課上與課下，運動數據的監測為學校體育發展的過程性評價提供參考，提高課后探知能力。5G技術的運用，使現代技術融入學校、家庭、社區體育鍛煉當中，智能化數據監測使學校體育形成“家校社”聯動的發展機制，滿足基于數據可視化分析的學生綜合素質評價，實現學校體育教學的個性化以及智能發展的現代化。

1.3 激發學生自主學習意識，培養學生創新思維

互聯網時代為學生提供了許多獲取資源的途徑，增加了學生自主探索與創造的機會。教學是師生雙邊的活動，學校體育的智慧化發展激發了學生在互聯網學習中主動發現問題、及時解決問題的能力。網絡學習與實踐使學生形成了自主挖掘知識和整合信息的能力，圍繞教學目標及內容對客觀問題進行資料的收集，使學生構建自我知識框架體系。學校體育的智慧化發展，通過創設協作學習小組，激發學生對照組內學習目標發揮自我價值的熱情，發揮學生在智能體育發展中自主能動性，關注自我發展，學校體育的智慧化發展是在探索中前進的，能夠激發學生自主探索、更新觀念、主動學習的熱情，延展學生在網絡通信時代創造能力與創新思維。

1.4 創新教學模式，優化教學環境

5G背景下，學校體育教學突破傳統發展模式，借助多媒體智能化設備、大數據、云計算等手段，實現線上學習交流的、“云端”運動數據的分享、科學規劃學校體育競賽。5G時代能夠實現學生的彈性學習，學校體育是以學生為主體的教育活動，尊重學生個體之間的差異，強調學習策略與個人發展相適應。針對傳統學校體育教學環境的單一性，學校體育智慧化發展可借助云計算，實現物理環境與虛擬環境的融合，人工智能的應用促使學校體育環境朝著個體適應性、個性化服務需求的方向發展。云計算視野下的學校體育環境優化，給使用者提供了高效、便捷的知識，滿足廣大師生的體育需求[4]。

2 5G時代背景下學校體育智慧化發展的內容呈現

2.1 基于5G的體育課程教學模式

隨著5G時代的來臨，我國學校體育也迎來了智慧化發展建設。體育課程教學模式一直是學校體育教學改革的熱點話題。我國學者經過多年的研究探索提出許多教學模式，例如“翻轉課堂”、“體育俱樂部教學模式”、“運動處方教學模式”“課內外一體化教學模式”、“應用型人才培養模式”、“分層次教學模式”等，隨著5G信息化時代的來臨，5G技術也隨之應用于學校體育中，開啟了學校體育智慧化發展建設之路。

5G之前，體育課程教學比較受限。上課內容局限于教師的教學方案，上課形式以教師講解示范為主，新授課程的運動技能動作糾錯也依靠教師的巡場指導。而教師的個人精力是有限的，上課內容的難易程度要考慮到班級學生的整體水平，所以很難對個別動作不協調或是有較高運動天賦的學生安排專門性的課程內容，一節體育課的時間是90分鐘，除去課堂常規、準備活動部分，教師動作師范講解部分，真正分攤到每個學生身上的動作指導時間所剩無幾，同時體育課區別于其他文化課程的顯著特點是身體上的實踐性，個人難以成為自己的鏡子，致使學生學習進度緩慢。5G的到來，為原本就處于日新月異的學校體育變革事業增添了新的動力元素，5G網絡通信技術與學校體育教育的碰撞產生了新的需求，讓體育課程教學模式展現了新的形態，讓更多的不可能變成了可能。在5G技術上創建新的教學模式，促成線上線下混合式教學模式的形成。在課程內容展示方面，教師根據學生個人運動特點通過線上平臺發布國內外相關領域專家與課程內容相關各階段的教學視頻，學生根據個人理解能力自行觀看視頻，提前對上課內容有一個大致的了解與學習，課中進行實操與答疑，課后帶著實踐中產生的問題再次針對性的觀看視頻，大大提高了學習效率。在運動技能表現手段方面，可利用高速攝像機對教師或者國內外頂尖人才的技能動作進行慢放分解，同時輔以教師的講解，讓學生更清晰直觀的了解動作技能的組成、運動過程等關鍵要素。通過線上線下混合式教學模式可形成課前預習存疑―課中實踐解惑―課后復盤鞏固的閉環，助力學生快速習得運動技能。

2.2 基于5G的課外體育活動建設

一直以來，我國學生的課外體育活動都呈現自娛自樂、自給自足的個人鍛煉狀態，學生的課外體育活動沒有得到應有的重視與有效的指導。長此以往，沒有得到體育活動應有的鍛煉正反饋將會打擊學生自主鍛煉的積極性，不利于終生體育意識的培養。為了防止此種情況的發生，本研究擬借助5G信息化穿戴設備與運動監控平臺加強鍛煉效果反饋通道，為學生課外體育活動即時有效的機體機能評估提供現代化基礎與數據條件理論。

5G信息化穿戴設備為學生課外體育活動運動量、鍛煉時長、運動各階段心率等提供了量化指標，便于數據的收集與整理。學生在運動監控平臺上傳各類運動量化數據，與以往數據進行追蹤對比，直觀監測自身機能變化；在討論區對課外運動過程中出現的各種問題進行提問與討論，利用網絡平臺將教師學生、各類運動愛好者進行云集合，將單一的個體進行云連接，透過數據進行云討論，建立教師與學生、學生與學生之間的課外體育交流網，加強師生、校友之間的聯系。此舉不僅有效督促了學生參與課外體育活動的積極性，同時也為學生課外體育活動提供了強有力的指導。構建學生課外體育運動效果反饋師生聯合互動機制，提供課外鍛煉方案選擇、鍛煉中可能出現事故的應對預案以及運動后的各類肌肉放松手段與營養補充等成體系的運動一條龍指導，推動學生自主鍛煉的習慣的養成。

2.3 基于5G的學校體育競賽管理

合理運用競賽，可培養學生競爭意識，深化學校體育教育。對競賽環境的適應，不僅可檢驗學生運動技能的穩固性，同時也是判別心理素質是否過硬的標準之一。根據學校特點建立具有本校特色的體育競賽管理體系，不僅是為了提高學生對體育課程的重視度，也是出于學生自身競技水平的檢測與提高，更是為了發揮體育課程優勢，真正實現體育育人。現階段的學校體育競賽體系，還存在一些阻礙運動競賽開展的因素，例如管理人員上的沉冗，文件層層審批的繁復等；賽事策劃時對于學校可給予的場地安排與報名人數之間的沖突；競賽運行中運動員的身份認證與龐大成績數據錄入與學校體育競賽經費管理等無不阻礙著學校體育競賽的開展。針對已出現或未來可預見的各種學校體育競賽管理問題，利用5G的學校體育智慧化發展系統都可對風險一一進行規避。學校體育智慧化發展系統中的競賽管理系統是基于學校開展的各種運動項目上建立，包含各類運動項目整套的編排算法，整個競賽流程透明公開，管理者在網絡平臺進行文件的審查與批復，可大大節約人力物力財力與非必要的跑動時間，利用運動監控設備直連網絡，實現運動成績的即時錄入，即刻完成成績排名輸出。同時學校體育競賽管理系統與學生課外運動監控平臺進行互聯，將競賽與平日鍛煉身體數據的對比分析，建立專門的競賽成績提升板塊，給出具有針對性、個性化、系統性的競賽成績提升方案，實現全方位的運動監測管理覆蓋。

2.4 基于5G的學校高水平運動隊建設

2017年7月6日教育部印發了《教育部關于進一步加強普通高校高水平運動隊建設的實施意見》，明確提出要以學校高水平運動隊項目引領學生課外體育活動參與和學校競賽的發展，逐步形成高校優勢項目[5]。學校高水平運動隊具有體育教育與體育發展功能[6]。縱觀我國各地學校高水平隊伍建設，還并未達到創辦隊伍的預設目標與引領學校體育發展的示范推進作用[7]。基于5G的學校高水平運動隊建設系統應包含人才隊伍選拔、運動員訓練規劃、訓練即時身體動態監測、訓練后的機能恢復等幾個部分。利用大數據了解運動員過往運動歷史，評估未來達成的運動成就天花板；結合世界先進的訓練方法與運動員個人特質，制定專門化的運動方案；利用5G信息化穿戴設備與運動員運動后即刻生理生化指標判定訓練運動量大小與鍛煉效果；利用5G網絡平臺隨時就身體機能感知狀態與運動員進行溝通，最大限度使教練員了解運動員身體狀態，隨時隨地無障礙對運動員提供技術指導。在學校體育智慧化發展體系下構建5G學校高水平運動隊建設系統，實現高水平運動隊伍與普通生競賽融合，以專業帶領業余，發揮高水平隊伍的示范引領作用。

3 5G時代背景下學校體育智慧化發展路徑

3.1 創設智慧體育教學環境，滿足多樣化需求

學校體育涉及教學、訓練、競賽，全面統籌教學信息、競賽訓練數據，可以實現體育教學管理智慧化、教學活動智慧化。創設學校體育智慧環境，首先要從教學環境做出突破，要將現實環境與虛擬環境結合起來，做到線上與線下學習相結合，實時記錄學生體育教學過程，把握學生在教學過程中情感認知以及社會認識，實現對教學環境的適應性。智慧教學環境建設呈現出教學空間的智能化，教學模式、教學資源、教學技術的智慧化，使教學資產管理數據化，將虛擬現實應用其中，實現特色體育教學[8]。尤其體育作為一門實踐性強的學科，應對不同教學內容應有不同的思考，融合通訊技術，將網絡教學深入推進，解決“停課不停學”的現實問題，借助物聯網、大數據、云計算等現代科學技術，將知識統籌起來，滿足學生對于信息化發展的需求。

3.2 創新發展思維，共享智慧成果

學校體育以育人理念貫徹落實智慧發展，基于現代信息技術將終身體育觀念作為學生發展需求。創新體育競賽育人體系，要整合學校體育發展資源，牢固樹立立德樹人、育人為本作為踐行培育核心價值觀理念，激發學生敢于拼搏、勇于嘗試的精神品格。摒棄傳統體育教學存在的“灌輸式”教學，形成以教師為主導、學生為主體的素質教育理念，以滿足學生的根本利益為出發點，借助信息化時代具有的功能與優勢，教師應從傳統思維中脫離，響應智慧化發展成果，挖掘個體自主創造與創新能力，接受現代化教學手段、智慧化教學策略應用于學校體育發展，從思想上形成智慧發展理念，讓學校、家庭、社區能夠在大數據、云計算、虛擬現實等現實技術中共享學校體育智慧成果。創新教學思維，提高教師智慧教學能力，全面提升自我要求教師以開發體育課程資源為主要目標，實現智能化手段監測，加強大數據應用下教學效果評估，了解掌握學生學習習慣養成，個人目標實現等等，促進學校體育智慧教學的可持續發展。

3.3 構建學校體育智慧系統

學校體育智慧系統包括含學生運動負荷監測系統、學生家庭鍛煉指導系統、學生運動競賽分析系統、學生體質健康管理系統、體育優質課直播評價系統[2]。利用信息化可穿戴設備對學生進行運動實時監測，適時調整其在運動中運動負荷以及運動強度，遵循科學化評價原則，實現對學生的運動過程評價。運動過程監測體現學校體育智慧化發展道路的科學性，數據的可視化為分析、對照制定適合個人練習的運動方式提供依據，此外，監測系統的數據存儲功能對于查找、對比不同學生運動數據，進而分析呈現不同效果。學生家庭鍛煉指導系統是彌補家庭體育鍛煉缺失問題，利用現代信息技術拓寬了教學信息反饋通道，實現信息反饋的程序化以及數據化，家庭體育鍛煉是課外體育活動的有利延伸，能夠實現家校之間互動交往，家庭體育鍛煉指導系統能夠實現學生的個性化診斷，依據學生在校鍛煉情況進行評估，相對應地調整家庭體育鍛煉的強度、練習方法等等；為學生提供運動方法指導，實現學校與家庭之間健康聯動，形成良好的運動鍛煉習慣。基于大數據平臺建立學校、教練、學生、家長之間的賽事交流系統，實現課余體育競賽促進學生終身體育興趣，養成終身體育習慣。關注學生體質健康發展，實現體質監測與運動鍛煉以及健康診斷相結合管理系統。

4 結語

5G時代的到來，為學校體育智慧發展提供了機遇。5G具有高速率、低能耗、高可靠性等技術特征，為學校體育在新時代的改革發展提供技術支持。圍繞體育課堂教學，智慧體育能夠有效創新教學手段，優化教學形式，改進教學策略，提高學生學習效果。通過創設智慧體育學習環境，實現學生自主探索的目標與創新能力的提高。現實證明，學校體育的智慧化發展隨時代的發展不斷更新，學校體育教育信息化手段應用逐漸廣泛，更新教育教學觀念的同時，為學生創造了良好的現實環境，使學校體育教育朝著高效、實效、長效的方向發展，但學校體育整體全面的智慧創造還面臨著如設備資金不足、缺乏專業人才等現實問題，因此需要學校依據自身發展情況，不斷探索符合自身學情、校情發展的道路，抓住技術革新下的發展機遇，實現學校體育智慧化發展。