3—6 歲幼兒情境智能化體育鍛煉器材的探索研究*

劉紅星 王 方

（山西省體育科學研究所，山西 太原 030012）

關健詞：3—6 歲幼兒；身體素質；鍛煉器材；統計研究；大數據庫

2016 年10 月，國務院頒布《“健康中國2030”規劃綱要》，明確指出健康要覆蓋生命的全周期。3—6 歲是幼兒機體正常發育和心理健康發展的重要時期，也是促進幼兒身體協調發展，形成健康習慣和培養生活能力的重要階段。體育運動可以培養幼兒陽光的性格、良好的品格，打造堅實的體魄。幼兒期體質水平是青少年體質的基礎，同時幼兒期動作協調能力水平是未來學習運動技能的基礎。2019 年9 月，國務院印發了《體育強國建設綱要》，進一步明確了建設體育強國的目標、責任、任務和措施，勢必對促進幼兒、青少年的身體素質和心理素質健康發展起到非常重要的作用。新時期，是一個網媒與大數據互容共促的科技創新發展時期。為進一步貫徹落實習近平總書記在全國教育、衛生與健康大會上的重要講話，落實2012 年10 月教育部頒布的《3—6歲兒童學習與發展指南》，促進幼兒身心健康發展，持續提升幼兒體態和運動動作協調能力，結合幼兒身心發展特點將智能化鍛煉器材應用到實踐中也是一個時代發展的重要標志，在全民健身背景下，以3—6 歲幼兒這一特殊群體的需求出發，開發研究適合幼兒科學鍛煉、智能情境化的器材，在實踐應用中收集大數據進行統計和分析，對全面提升幼兒各項身體素質具有深遠的意義。

從國外相關研究來看，俄羅斯競技體育成績斐然,與早期幼兒學前體育教育密不可分,幼兒體育活動是俄羅斯一道亮麗的風景線。社會學家扎托洛夫指出：“幼兒期的體育必須在科學的理念下進行，否則將錯失奠定良好身體素質的基礎期和關鍵期，不利于個體健康體格的塑造”。英國教育心理學者開發應用的以測試評估3—16 歲兒童的動作協調能力（Movement Assessment Battery for Children）工具，對測試評估3—16 歲兒童的動作協調能力起到了積極的作用。作為一個標準化、科學精確的測量工具，其重量精確到克，而且儀器設備配置了指導用語和精確的評分標準，符合兒童時期心理、生理的發展特點。測試結果可以更有效地對兒童進行有針對性的體育鍛煉干預。

從國內相關研究情況來看，國內研究主要集中于3—6歲幼兒體育鍛煉內容的合理性、安全性、幼兒體育鍛煉目標和幼兒體育活動的合理開展等方面。2001 年國務院頒布了以促進0—14 歲兒童發展為主題，以提高兒童身心素質為重點的《中國兒童發展綱要（2001—2010）》，其中對3—6 歲的幼兒作為一個年齡組進行了14 項指標的測試。測試指標（2000 年和2005 年）主要包括形態指標（身高、坐高、體重、胸圍、上臂部皮褶厚度、肩胛部皮褶厚度、腹部皮褶厚度）和素質指標（10 米折返跑、雙腳連續跳、網球擲遠、立定跳遠、坐位體前屈、走平衡木）。

關于體育器材智能化的研究較少，從查閱的參考文獻來看，一是關于智能化體育器材管理系統的設計與實現，其結果顯示智能化體育器材的優點在于有著可靠性的運行,系統響應速度高,安全性高,能同時滿足系統功能需求和非功能需求；二是智能化管理在高校體育器材的應用方面。另外目前我國智能化體育器材全面的、大范圍的應用，一般集中在運動隊、國家體質測試、社會健身俱樂部、健身機構、中考體質測試（逐漸推廣中）等群體和機構中。

本文以發展幼兒身體素質為目的，依托國家教育部關于幼兒教育、體育發展方向等文件為指引，以幼兒發育規律和成長特點為基礎，以大數據、智能化為主要技術核心，以幼兒喜聞樂見的娛樂化、情節化的參與方式為手段，對智能化體質鍛練器材管理系統功能化需求進行分析, 確定可行的系統管理設計方案,研發適合3—6 歲幼兒體質鍛練的智能化器材，旨在通過提高器材的科技水平從而提高身體素質鍛煉的有效性，通過趣味性的游戲環節提高幼兒體育鍛煉的參與度，通過大數據等后臺手段提高對運動效果的綜合分析和評價水平，使得幼兒身體素質鍛練更加科學化，最終推向社會面向市場，形成產學研一體化。

1 研究方法

1.1 問卷調查、專家咨詢法

在查閱了有關國內外相關文獻的基礎上，2018 年10 月對山西省11 個市問卷調查和體育專家，對“3—6 歲幼兒身體素質鍛煉體育器材”進行走訪。

1.2 體質測試法

2019 年3 月測試采集了山西省體育局幼兒園、4 所北京和平與末來太原市連鎖幼兒園共計1600 名3—6 歲幼兒數據，統計分析測試完成情況和存在的有關問題。

1.3 探索性研究法

結合掌握的幼兒身體素質鍛煉目標和研發器材，融入科學、智能化技術，設計研發適合3—6 歲幼兒身體素質鍛煉的系列器材。

1.4 數理統計法

對收集的數據用Excel 軟件做統計分析和處理。

2 結果與分析

2.1 現狀分析

研究表明，我國青少年，特別是3—6 歲幼兒的身體素質正逐年下降，與歐美等發達國家的幼兒相比差距明顯并在逐步擴大，各項指標中速度、力量、柔韌、靈敏等差距最為明顯。存在以下幾個問題：一些鍛煉測試指標的設置過于統一；以鍛煉身體素質為主的測試指標,其掌握動作技能難度往往超出了3—4 歲幼兒的生長發育水平；科技感薄弱、無情境化線索和指導用語，難以激發幼兒參與身體活動的興趣。

當前，幼兒體質健康測試的普及率較低，各地幼兒園幾乎都沒有能夠供幼兒進行相應身體素質鍛煉的輔助器械。隨著網媒時代的快速發展以及大數據時代的到來，科學化、智能化逐漸融入到體育發展的各個層面。多年來在競技體育、全民健身工作中已經取得相當大的進步，表現在科學訓練、科學健身、智能化監控以及大數據直觀反饋等方面。在全民體育、全民健身背景下，幼兒智能化鍛煉器材及大數據的應用正在逐漸融入到體育及社會教育等各個方面。

2.2 存在的問題

2.2.1 以往的3—6 歲幼兒體質測試器材和體育鍛煉測試儀器停留在用秒表計算跑步速度，投球距離以目測為主，采集數據多以手工輸入為主，這些無法適應當今科學化要求。3—6 歲幼兒年齡過小，專注度不夠集中，而傳統的體育鍛煉器材設計感薄弱，工具感過強，難以激發幼兒參與體育鍛練的興趣。

2.2.2 專訪調研中80%專家提到，現在使用的幼兒身體素質鍛煉指標中，測試數據采集不夠精確，且全部為身體素質鍛煉指標；大多數幼兒在測試中不能完整完成測試項目，比如走平衡木、網球擲遠、20 米直線跑等。問卷調查結果發現：有70%提出測試工具落后，科技感薄弱，有60%提出應該在身體素質鍛煉指標中增加情境化、趣味性和可操作性，

2.2.3 幼兒體質鍛煉測試結果顯示：3—6 歲幼兒體質鍛煉測試，優秀率1%、良好率6%、合格率76%、不合格率17%。依據3—6 歲幼兒身體素質發育理論，測試實際情況優秀良好率低，不及格率偏高。

圖1 3—6 歲幼兒體質測試合格率

部分項目的測試結果見表1。10 米往返跑得分（平均數）分別為2.36、2.37、2.93，基本在合格水平線上，網球擲遠得分（平均數）分別為2.24、2.25、3.80，走平衡木得分（平均數）最差，分別為1.64、1.77、2.09，處在不合格水平線上。這樣的測試結果，除了3—6 歲幼兒平時參加體育鍛煉較少外，儀器設備的科學化、可操作性，可能也是問題之一。另外，走平衡木項目、網球擲遠、10 米折返跑和立定跳遠這四個指標的測試結果在評定身體素質時因幼兒的年齡太小，而導致誤差較大。如：走平衡木項目時，幼兒可能因為膽怯而無法完成或較慢完成整個過程；10 米折返跑，幼兒如專注力不夠就無法正常發揮；投擲和跳躍能力，3—6 歲幼兒受動作技術的影響，也可能不能真實的反應身體素質情況。

表1 3—6 歲幼兒體質測試部分項目評價等級平均數標準差

2.2.4 對山西省太原市二十多所一星級以下幼兒園體育器材的現狀進行調查，太原市幼兒園的大型體育器材在數量和質量兩個方面跟幼兒園的星級有關，幼兒園星級越高的，配置大型和小型體育器材的越多，一星級以下和民辦幼兒園由于活動場地和經費的限制,并沒有配備大型體育器材。

器材的材質以硬性塑料和混合型材質為主（圖2），較為單一，其中大型體育器材占2%，塑鐵混合型材質的器材占所調查幼兒園大型器材總數的31%，硬性塑料占30%，鐵質占13%，木質占2%，自制占35%。超過89%以上的幼兒園沒有配備幼兒體質測試鍛煉體育器材。20 所幼兒園中，超過70%以上的幼兒園體育設施、器材的配置沒有達到國家標準要求，“有一定差距”和“差距很大”各占一半。近十年城鎮幼兒園體育場地、器材的配置數量遠遠不能滿足幼兒園兒童對運動場地、器材的需求。

圖2 太原市一星級以下幼兒園體育鍛煉器材材質情況

目前幼兒園3—6 歲幼兒身體素質鍛煉的器械相對匱乏，且器械之間缺少關聯，幼兒身體素質鍛煉普遍不能科學系統地進行。加之幼兒園專業體智能老師的缺失，無法將現有的器械合理整合形成一個完整的系統，導致幼兒參與度不高且鍛煉效果不好。

2.2.5 幼兒身體發展新要求

當前幼兒參加身體素質鍛練的重要性以及進行科學測試和智能化監控是非常必要的。體育強國建設必須從幼兒期抓起，幼兒的體質強健和心理健康對其未來的發展尤為重要。

3 討論

3.1“3—6 歲幼兒身體素質鍛煉測試服務平臺”構想

本研究以幼兒身體素質鍛煉為出發點，依托國家教育部關于幼兒教育、幼兒體育發展等相關文件，結合幼兒身心發展特點與2012 年10 月教育部正式頒布的《3—6 歲兒童學習與發展指南》，按照體育鍛煉標準內容研究設計7 項體育鍛煉器材，包括20 米直線跑、立定跳遠、網球擲遠、雙腳連續跳、坐位體前屈、走平衡木、單腳站立。本套器材在開發設計之初就提出了幼兒身體素質鍛煉的智能化和情境化，強調鍛煉過程的趣味性和可操作性，并加入當下最前沿的科學技術和主題元素，激發幼兒對體育鍛煉的興趣，并在游戲的過程中感受科技感，培養其科學思維和想象力。

3.2 技術路線

圖3 3—6 歲幼兒情境智能化體育鍛煉器材開發技術路線

3.3 技術分析

本套器材每一個器械都有著一個故事，每個故事前后相關，緊密聯系；而每個器械都是一個場景，每個器械都具有針對性地鍛煉一項身體素質。同時，器材的使用和操作簡便，對教師的專業程度要求不高，有利于器材使用的普及。情景化、游戲化的設計可以極大地激發幼兒興趣，提高幼兒的自主性，促進幼兒主動參與，加之整套器械極高的可操作性，測試方法簡單，結果輸出快捷，在降低人力需求的同時還能真實有效地反映幼兒各項身體素質，科學系統地為幼兒進行體育鍛煉，全面提升幼兒各項身體素質，并為幼兒園競爭提供新的亮點，搶占幼兒體智能龐大市場的先機。

4 結論

4.1 幼兒體質測評和身體素質鍛煉標準是幼兒園健康教育的一部分，測評內容為制定幼兒健康活動的目的、方法和內容提供了科學依據，對促進幼兒體質發展有積極的指導作用。要提升3—6 歲幼兒的學習能力，開發幼兒無限的潛能，必須先培養訓練他們的體能、智能，激發幼兒身體素質全面發展，使其擁有強健的體魄，充沛的體力，振奮的精神和持續的專注力。

4.2 由于幼兒（3—6 歲）年齡過小，專注度不夠集中，而傳統的體測工具和設備為滿足測試需求，工具感過強，難以激發幼兒興趣。為增加體測的趣味性，并保證體測過程的順利進行，幼兒體質測評將以情境化游戲為載體，運用情境智能化的兒童體育鍛煉器材，創造一個情境故事，用有趣的故事情節和冒險環節——“未來寶寶智勇大冒險”，引領幼兒完成7 項體質測試，在愉快游戲的同時，提升兒童體能、激發兒童智能、促進兒童全面發展。

4.3 本套器材整個測試過程信息化、網絡化，各項測試數據結果自動錄入系統，終端處理器快速生成評價指標和鍛煉指導方案，數據庫也同時建立。

4.4 本套器材在開發設計之初就提出了幼兒身體素質鍛煉的智能化和情境化，強調鍛煉過程的趣味性和可操作性，并加入當下最前沿的科學技術和主題元素，激發幼兒對身體素質鍛煉的興趣，并在游戲的過程中感受科技感，培養其科學思維和想象力。

4.5 本套智能化幼兒身體素質鍛煉器材可以將孩子每項身體素質直觀展現并生成表格，讓家長清晰明了地看到孩子的每一項身體素質的具體情況，了解孩子每項身體素質存在的優勢和缺陷，提高家長對幼兒身體素質鍛煉的認識。同時，還能夠實時掌握每個孩子每一項身體素質的發展情況，便于老師與家長及時溝通，提升家長對孩子身體素質和運動能力的關注度，進一步夯實家園共建的基礎。

隨著5G 技術的運用，大數據時代的到來，科學化、智能化逐漸融入到體育發展的各個層面，表現在科學的訓練、智能的監控以及大數據直觀的反饋等方面。在全民體育、全民健身背景下，科學的鍛煉標準、智能的鍛煉器材、數據的可參考性正在逐漸融入到社會體育、學校體育、幼兒體育等各個機構。3—6 歲幼兒情境智能化體育鍛煉器材的開發研究，對全面提升幼兒各項身體素質具有深遠的意義。