精準鍛煉：AI技術賦能跳繩項目的實踐探究

文/竺洪波 趙穎飛

傳統體育教學對學生運動數據的實時采集與運動狀態的科學監測缺乏有效手段，存在“記錄難、量化難、監督難、分析難”等問題，筆者所在學校結合釘釘智慧體育課堂將信息技術賦能體育鍛煉，通過智慧體育技術隨時檢測學生的運動情況，自動采集學生運動時的各項數據指標，以釘釘智慧體育平臺進行反饋和評價，從而激發學生的鍛煉興趣。同時，學校還創建了體育課堂云平臺大數據，利用大數據分析，使大量運動數據得以采集、儲存、分析以及展示，并通過智慧體育課堂的平臺為學生建立運動健康成長檔案，推出了全新的智慧體育AI技術解決方案。筆者選擇AI技術功能，以跳繩項目為抓手進行實踐研究。通過對一年級跳繩教學的實時跟蹤，借助AI技術進行課堂教學應用和體育家庭鍛煉數據采集，持續關注學生的跳繩興趣和訓練成效。

一、智慧體育AI技術，助力師生發展

AI技術具有語言處理、圖像識別、語言識別等功能，學生在跳繩時不僅可以看到跳繩動作，還可以聽到語言提示和成績顯示。AI技術的可視功能、打卡定時提醒和評價反饋功能，改變了以往體育鍛煉枯燥無味、鍛煉數據不真實、鍛煉效果不理想等問題，有助于體育教師高效教學和學生積極參與。

（一）AI可視功能，助力教師高效教學

1.線上線下海量資源

傳統體育課主要以線下面授為主，而信息化背景下的體育教學可以線上線下相結合，借助釘釘智慧體育平臺進行視頻和任務推送，如跳繩微課、繩操、輔助動作、分解練習、跳繩策略和吉尼斯挑戰等，能讓體育課堂更加靈活，同時平臺中海量的教學資源、專業的指導視頻庫，方便教師更好地進行個性化推送和指導。

2.技術提升工作效率

AI技術方便班主任和體育教師布置體育作業，同時對學生體育作業數據分析、管理和評價更科學，幫助教師更好地開展體育教學工作。體育教師將AI打卡任務發布到釘釘平臺，班級中學生、家長和教師可同步學習，起到相互監督和促進作用，教師在平臺上可以及時點評提升學生鍛煉的積極性，平臺通過頒發電子獎狀促進學生鍛煉持續性和興趣。

（二）AI可視功能，助力學生堅持鍛煉

1.自律運動更自由

AI可視功能具有定時提醒功能，可以幫助學生養成良好的鍛煉習慣，應用釘釘“AI跳繩”APP，通過在線運動挑戰，學生可以清楚地看到自己的跳繩動作和數據，形成你追我趕的良性競爭氛圍。因為操作方便，學生能自律地完成任務挑戰，通過跳繩項目鍛煉，學生跳繩動作技術更加規范。

2.運動效果更直觀

“AI跳繩”APP采用AI識別技術記錄跳繩數據，同時還可以配合運動手環心率監測功能，實時生成跳繩成績和個人心率變化，通過大數據后臺反映出學生的運動數據，清楚地知道學生的運動狀況，并在云端后臺生成運動數據，記錄學生鍛煉視頻和個人健康檔案，不僅可以實時觀看還可以回放學習，大大提升運動效率。

二、智慧體育AI技術，推動“云端”運動

（一）AI“云端”，參與更廣泛

智慧體育以大數據為支撐推動全民運動，通過“大手拉小手”的方式開啟全家總動員，利用平臺積分賽、挑戰賽和守擂賽等模式，學校開展了精彩紛呈的“云端運動會”，借助“AI跳繩”APP平臺開展擂臺挑戰賽，激勵學生居家運動，鼓勵親子參與運動，如單人挑戰賽、雙人合作賽、跳繩積分賽和跳繩守擂賽等。特別值得一提的是親子跳繩合作賽項目，帶動了一大批學生和家長參與體育運動，為全民健身作出貢獻。在活動中家長陪伴孩子一起鍛煉，建立良好的親子關系，既提升了自身身體素質，又營造了良好的體育鍛煉氛圍，受到很多家庭的支持和歡迎。

（二）AI“云端”，評價更多元

借助大數據，及時評價和反饋進一步提升了學生鍛煉的積極性和運動效果。體育課堂中借助智慧體育設備，通過“AI跳繩”APP平臺，可以實時監控班級學生的運動負荷。只需要一臺平板電腦、一個微型感知基站，通過智慧體育平臺將數據清晰呈現，當運動過量時可以及時通過心率指數反饋，精準調整運動負荷，避免運動安全隱患，同時也可以監測到運動負荷過低等現象，進行語言提示、勛章獎勵和數據反饋等評價機制，適時評價調整，讓運動更加高效、安全和可靠。

（三）AI“云端”，數據更精準

通過信息技術監測學生的運動心率，更加精準地做到因材施教、因人而異。課程結束后，生成個人課堂數據報告，包括個人平均心率、最高心率、運動強度、運動密度等情況分析，學生個人數據與班級平均數據的差異分析，幫助體育教師更加精準了解學生之間的差距，做好個性化訓練輔導，實現精準化教學。課后通過班級分析，自動生成班級數據報告，科學分析體育課運動密度、運動強度、平均心率等數據，通過數據評估課程設計是否合理，幫助體育教師優化課堂教學。

三、智慧體育AI技術，凸顯運動處方

習近平總書記號召“讓孩子們跑起來”，鼓勵和倡導學生增加戶外活動，確保每天戶外活動不少于1小時，智慧體育AI技術可以生成個人運動處方，助力學生健康成長。

（一）運動處方，聲光提示

通過大數據分析形成個人健康檔案，精準推送運動處方，借助運動手環可以實時監控學生的運動心率，運動手環監測有提示功能：當運動強度過大時會發出鳴叫聲提示，需要適當調整運動量；當持續的心率過快指示燈會閃爍紅光，提示學生需要調整運動負荷。教師可以根據“AI跳繩”APP平臺數據、圖片和視頻進行及時反饋，清楚地看到哪些學生運動量達標，哪些學生運動量偏小甚至不合理。借助運動手環的聲光提示功能保障學生運動安全，真正做到大數據下的體育與信息技術相互融合。

（二）運動處方，強度可測

參考運動處方利用運動手環，監測室內外大課間運動負荷，因為疫情需要避免學生聚集鍛煉，學校體育組積極調整方案，開展因地制宜、錯時錯峰的大課間運動，合理安排場地和跳繩內容，融入素質練習，將跳繩訓練技巧與方法融入大課間中，開展跳繩訓練提升頻率，例如規定數量跳或者不同時間計時跳，一般練習5組左右沖刺快速跳繩；跳繩訓練提升耐力，例如規定數量300或500連續跳或者規定時間2分鐘或3分鐘耐力提升跳繩，也有跳繩接力和集體跳繩等保障學生必要的運動強度和運動效果。

（三）運動處方，健康可期

以運動處方為抓手，借助“數據”分析合理安排運動強度，讓體育鍛煉針對性更強，更能滿足學生個性化需求，不僅讓因材施教具有時代特征，也使運動量的安排更適宜和安全，深受學生和家長的歡迎。因此，學校體育作業采用釘釘“打卡”，借助信息技術功能更好地記錄學生健康檔案，讓學生的健康有數據可依，更有說服力。

四、智慧體育AI技術，保障運動安全

借助AI技術提高工作效率，保障安全。大數據采集準確安全可靠，讓教師更輕松，家長更放心。強大的功能和豐富的課程資源為學生鍛煉提供便利，通過視頻在線學習和釘釘打卡，借助平臺大數據分析，生成個性化運動處方推送服務，真正實現家校運動安全保障的功能。

（一）AI應用，省心省事

接受新技術，應用新事物來打造智慧體育課堂，利用釘釘直播和AI技術改變了傳統授課模式，讓學生居家也可以學習到體育健康知識參與體育鍛煉，多樣的授課模式和真實的線上挑戰，激發了學生的運動興趣，也改變了以往教師需要拿點名冊、筆、秒表和口哨等工具進入課堂，現在只要拿一臺平板電腦就可以代替以往所有的工具，操作過程中還能避免點名冊找不到、數據丟失的煩惱。及時記錄和實時反饋功能讓體育教師工作更加省心省事。

（二）AI檔案，數據直觀

教學中采用“AI跳繩”APP平臺，直接采集數據和生成成績，利用“數據”的采集和儲存，把每個學生的各項成績、個性特長、情感需要和興趣愛好等及時記錄形成大數據共享。課堂中學生以個人或團隊分組能力分組挑戰，既能滿足學生個性差異和情感需求，又能充分調動不同層級學生的積極性，讓小組比賽和挑戰更具有懸念性，激發學生內驅力。學生的成長進步以數據為依據，讓家長更全面了解孩子的健康狀況。

通過對一年級學生寒假返校后第一個月跳繩數據測試分析和期末跳繩測試成績進行對比，一年級各班跳繩成績明顯提升，通過一學期學生的努力和家長的支持配合，學生的體質達標成績不但沒有受到假期的沖擊，反而穩步提升，這都依托于AI技術賦能，保障運動效率和安全，同時也促進了家校合作全民鍛煉的有序開展（圖1)。

（三）AI家校，橋梁紐帶

利用信息技術網絡存儲功能，不僅教師可以清晰看到每個學生的成績進步曲線，而且家長也可以在后臺看到孩子的點滴進步。信息技術賦能借助釘釘家校平臺，很好地起到了橋梁紐帶作用，在數字化智慧校園打造中，體育學科在教學信息化、運動負荷科學化，賦能精準體育鍛煉提升學生體質健康，自從應用AI技術后學生在運動受傷方面情況不斷改善，避免一些因動作錯誤或強度過大而造成的受傷現象，隨著AI技術的發展成熟和推廣，相信在保障運動安全方面會更加完善。

五、智慧體育AI技術，初見階段成效

第一，教師減負，效率提高。AI技術滿足體育教學管理智能化，教學過程“數字化、可視化”和教學數據“精準化”分析的教學需求，利用一臺平板電腦，借助“AI跳繩”APP平臺，教師減少工作負擔，讓跳繩數數、成績輸入和成績分析等繁瑣環節有技術支持，操作方便且數據準確，直接推動了體育課堂教學效率。

第二，學生增質，安全可控。AI技術保障學生在可控的運動負荷下鍛煉，減少運動損傷和安全事故的發生，借助智慧體育課堂，利用運動手環監測運動負荷，有效地監管學生運動負荷，讓想偷懶的學生沒有漏洞可鉆，同時可以靈活調整課堂運動量，減少課堂安全隱患的發生。

第三，智慧體育，興趣提升。通過大數據記錄，不僅有說服力，也更便捷，家長可以清晰看見孩子的成長歷程，學生也更清楚自己的水平。AI技術同時改善家庭鍛煉氛圍，借助智慧體育項目利用“AI跳繩”APP平臺，推動全民體育鍛煉的氛圍和習慣，真正實現運動無處不在的可能。