體育智慧平臺的構(gòu)建與應用研究

文/方奕瑜 王妙香 林家仕 袁圣敏

一、研究背景及意義

根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會的調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，近幾年學生的近視率、肥胖率居高不下。2020年，中國兒童青少年整體近視率約52.7%，肥胖率超過10%。近視率和肥胖率的持續(xù)增高，引起社會的關(guān)注。中共中央國務(wù)院頒發(fā)相關(guān)文件，強調(diào)體育活動與信息技術(shù)融合的重要性。《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》文件規(guī)定，實施促進青少年體育活動計劃，培養(yǎng)青少年的體育愛好，基本實現(xiàn)青少年熟練掌握一項以上運動技能，確保學生校內(nèi)每天的體育活動時間不少于一小時。《教育信息化2.0行動計劃》提出，到2022年基本實現(xiàn)“三全兩高一大”的發(fā)展目標, 即教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體適齡學生、數(shù)字校園建設(shè)覆蓋全體學校, 信息化應用水平和師生信息素養(yǎng)普遍提高。實驗證明，戶外運動時間的增加不僅可以預防和控制肥胖，還能大大降低近視發(fā)生的概率，延緩近視發(fā)生的時間。

基于此背景下，福建省廈門市演武小學融合信息技術(shù)促進學校體育新發(fā)展，為學生活動的健康需求做出智慧響應，促進學生健康生活方式的養(yǎng)成。學校智慧校園借助信息技術(shù)，以“教育部基礎(chǔ)教學改革融合信息技術(shù)新型教學思明試驗區(qū)”與“福建省基礎(chǔ)教育小學體育與健康學科教研基地校培育單位”兩個項目為抓手，構(gòu)建“演武小學體育智慧平臺”，落實“每天校內(nèi)外各一小時的體育活動”有效開展，做到“智慧校園有創(chuàng)新，學生運動有監(jiān)測，過程評價有指標，數(shù)據(jù)分析有對比，學生體能有增長”。

二、體育智慧平臺的架構(gòu)

《教育信息化2.0行動計劃》提出，學校應建成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺, 從提升師生信息技術(shù)應用能力向全面提升其信息素養(yǎng)轉(zhuǎn)變，從融合應用向創(chuàng)新發(fā)展轉(zhuǎn)變, 努力構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的人才培養(yǎng)新模式，發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的教育服務(wù)新模式，探索信息時代教育治理新模式。我校體育智慧平臺的架構(gòu)，指向體育活動課內(nèi)外一體化的整體設(shè)計，促進學生運動的有效性及長效性，助力體育課程教學、大課間活動與課外體育鍛煉等活動的開展。體育智慧平臺主要包括小學體育學習平臺及運動監(jiān)測平臺。

（一）體育學習平臺

國務(wù)院在《深化新時代教育評價改革總體方案》文件中指出應加強體育評價，探索增值評價，健全綜合評價，更好地利用評價結(jié)果改進學習、優(yōu)化教學。體育教師精力有限，紙質(zhì)的評價教師只能課后進行統(tǒng)計、分析，所采集的數(shù)據(jù)分析結(jié)果未能及時反映學生的學習情況，而且增加教師工作量。綜合以上思量，在紙質(zhì)評價表的基礎(chǔ)上，依托學校自主研發(fā)的線上評價體系，建立學校體育學習平臺。教學中利用平板電腦采集學生學習評價的數(shù)據(jù)，基于分析結(jié)果智能評價，減輕教師工作負擔，便于教師及時掌握學生的學習情況，推進課堂教學的有效性。

（二）運動監(jiān)測平臺

運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)通過學生配戴運動手環(huán)所采集的數(shù)據(jù)，實時呈現(xiàn)學生在校的運動情況分析，便于教師了解學生在校運動情況；課外運動指導系統(tǒng)可以對學生課外運動情況進行監(jiān)測，根據(jù)學生個體的健康情況進行相應的鍛煉指導，保證運動的科學性。

三、智慧平臺實施的研究內(nèi)容

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，目前智慧校園建設(shè)如火如荼, 學校的體育工作緊跟智慧校園的步伐，橫跨到教育信息化2.0的新時代。運用信息技術(shù)及運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)，對學生體育運動所產(chǎn)生的信息進行實時采集和連續(xù)監(jiān)測，從而促進課內(nèi)外各一小時活動開展的科學性及有效性。

（一）精準評價，提高體育教學的實效性

《義務(wù)教育體育與健康課程標準（2022年版）》[以下簡稱《課程標準（2022年版）》]指出，體育教師要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)進行評價，跟蹤學生的學習過程。學校體育智慧課堂利用移動設(shè)備（平板電腦）收集評價數(shù)據(jù)上傳到學習平臺，記錄學生的學習情況。利用運動手環(huán)實時監(jiān)測學生課上的運動數(shù)據(jù)，記錄和分析學生的運動負荷和能力。

1.善用學習評價檢測課堂教學成效

以《深化新時代教育評價改革總體方案》文件所提到的“堅持科學有效，改進結(jié)果評價，強化過程評價”為指導，融合信息技術(shù)，提高學習評價的科學性、導向性、客觀性。科學運用評價結(jié)果，全面發(fā)揮評價的導向、診斷、調(diào)控和改進作用。以“省基地校課題”為抓手，以“學科核心素養(yǎng)”為載體，圍繞四維目標“認知、技能、體能、情感”構(gòu)建學習評價體系，開展線上無紙化評價活動，推進學習評價的落地（圖1）。

（1）技評：基于學生的認知水平，設(shè)計每節(jié)課的評價內(nèi)容。評價語言的簡潔表述，有助于提升學習評價的效果。例如，單手肩上投籃中的肩上屈肘可以表述為五指朝后、掌心朝上、屈于肩膀上，如此語言表述比較形象具體，學生易理解，提升評價的實效性與可操作性。

（2）量評：遵循學生身體發(fā)育特點，在評價實施中體現(xiàn)“學、練、賽”的體育學習品質(zhì)，基本技能與專項體能相結(jié)合，將所學的知識運用到游戲比賽中，最終成績以量化的形式呈現(xiàn)，評價結(jié)果直觀清晰，激發(fā)學生參與練習的積極性。

學習平臺數(shù)據(jù)的收集便于教師查詢了解學生的學習情況（單個練習、單節(jié)課、單元、一學期），根據(jù)數(shù)據(jù)分析及時調(diào)整后續(xù)的教學活動設(shè)計安排。

2.巧用運動手環(huán)監(jiān)測課堂運動負荷

《關(guān)于強化學校體育促進學生身心健康發(fā)展的意見》鼓勵各地善于利用信息技術(shù)手段監(jiān)測學生運動情況。《課程標準（2022年版）》指出，教學中每節(jié)課的群體運動密度應不低于75%，個體運動密度應不低于50%，運動強度（班級所有學生平均心率）應在140～160次/分。傳統(tǒng)體育課中由教師監(jiān)測學生運動負荷，很難做到精準測評，且每個班級上課需有一名教師做監(jiān)測比較不現(xiàn)實。為了改變這一弊端，學校采用體育課上配戴運動手環(huán)的方式，監(jiān)測學生運動過程，實時采集運動數(shù)據(jù)，不僅學生可以得到自己運動心率的反饋，教師也可以得到學生整體運動的數(shù)據(jù)情況，因材施教根據(jù)學生的個體差異及時調(diào)整活動安排和運動量，促進學生的全面發(fā)展。

如水平一（二年級）《小籃球：原地拍球》學生平均心率121次/分，平均強度61%，心率及強度方面與預計效果稍有偏差。從圖2可以看出個別時間段最高心率未能出現(xiàn)在合理的位置。開始部分的心率過高；基本部分的心率下降快，與建議心率存在一定差距，設(shè)計練習時應結(jié)合教材自身特點，盡量讓學生動起來，以下肢跑跳運動為主，以提高運動負荷。結(jié)束部分的心率未得到較合理的調(diào)整，可以適當延長放松時間。

運動系統(tǒng)監(jiān)測為教師提供科學的數(shù)據(jù)支撐，有助于教師掌握學生運動的真實情況，客觀準確評估課堂質(zhì)量和鍛煉目標達成效果，實現(xiàn)練習活動個性化調(diào)整和差異性設(shè)計。

（二）科學診斷，推進大課間設(shè)計的合理性

教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于進一步加強中小學生體質(zhì)健康管理的通知》指出，應健全推行大課間體育活動制度，中小學校每天統(tǒng)一安排30分鐘的大課間體育活動。學校大課間的活動建立多元化的評價體系，實現(xiàn)學校管理與活動評價的一體化，注重人工評價與智能評價的結(jié)合。將“學生少等多動、教師少說學生多練”作為活動開展的具體可觀測指標，重視學生練習密度和運動強度。以學生“活動的時間”和“活動的效果”為評價基礎(chǔ)，實現(xiàn)了大課間活動的合理性。

1.人工評價，提高參與積極性

德育處在評比制度上為大課間活動給予保障，建立班級“每月爭星機制”，做到評價有方案、有記錄、有反饋。由年段行政、年段長、導護師長從精神面貌、動作力度、隊伍整齊、跑步節(jié)奏等方面巡查、記錄各班每天出操的情況。

2.智能評價，導向活動合理性

應用運動手環(huán)監(jiān)測診斷大課間練習密度和運動強度設(shè)計的科學性（圖3）。根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)分析，調(diào)整各個年段學生的活動內(nèi)容和運動量。除此，關(guān)注肥胖學生在校鍛煉時效，收集全天候校內(nèi)運動數(shù)據(jù)，加強學生活動管理，全過程跟蹤學生在校鍛煉情況。

（三）長期跟蹤，實現(xiàn)課外鍛煉的健康化

國務(wù)院辦公廳《關(guān)于強化學校體育促進學生身心健康全面發(fā)展的意見》提出，不僅要監(jiān)測學生學習中的運動情況，還要擴大學生運動的時間和空間。今后中小學體育課程的一大改革就是體育課要布置課外作業(yè)。

體育家庭作業(yè)的社會關(guān)注度越來越高，但是大多體育家庭作業(yè)僅呈現(xiàn)具體鍛煉內(nèi)容，未見運動強度、運動量和運動時間等量化方法與指標，無法科學監(jiān)控作業(yè)的運動負荷。因此，難量化和缺乏監(jiān)督機制是目前推進小學生體育家庭作業(yè)實施和落實課外體育鍛煉的關(guān)鍵問題。針對以上問題，學校以現(xiàn)代技術(shù)手段（釘釘軟件、運動手環(huán)等）實現(xiàn)課外鍛煉可視化、可跟蹤性，促進學生課外鍛煉的有序進行。

1.課外鍛煉可視化

充分利用通信設(shè)備（學校公眾號、釘釘班級群）對體育家庭作業(yè)加強指導，提供優(yōu)質(zhì)的鍛煉資源（如微課、微視頻等），鼓勵學生在釘釘“打卡”中提交練習照片、視頻，以實現(xiàn)課外鍛煉的可視化。課外作業(yè)的布置，教師除了介紹相關(guān)項目的運動方法與技能，提出運動頻次與時間要求及保護措施等，還應及時和家長溝通，了解學生課外活動情況。通過線下、線上相結(jié)合的學習手段和方法，拓展體育課程的學習視野。

2.課外鍛煉可跟蹤

課外運動指導系統(tǒng)從運動強度、運動時間、運動量和家庭的運動條件等因素中尋找其不足之處，為每名學生制定個性化的量化方案，記錄學生的運動數(shù)據(jù)，實現(xiàn)課外鍛煉的可跟蹤性。學校組建“百人健身群”，運用課外運動指導系統(tǒng)，推進課外鍛煉的科學性。體育組各位教師配合完成預測數(shù)據(jù)的收集，制定家校一體的體育鍛煉計劃。運動手環(huán)結(jié)合“體能天天練”軟件，為學生提供課外運動指導視頻，便于家長實時查看學生的體質(zhì)健康狀況。最初打卡率只有20.3%，為了提升學生參與的積極性，學校制定了“爭星機制”，一個月后打卡率上升至82.3%，家校配合關(guān)注學生體質(zhì)健康的發(fā)展，推進課外運動的健康性。

四、對智慧平臺的思考與展望

在近兩年的實驗推進中，智慧校園環(huán)境開展智能測評對學生健康體能發(fā)展有一定的促進作用，得到了學生、家長的支持，得到同行的認可。同時在活動的推廣中產(chǎn)生了一些思考：改善學校智能平臺，挖掘更多的數(shù)據(jù)和功能，為健康體能服務(wù)；普及體育學習平臺的應用，將平臺推送至各個班級，獲得更廣泛的數(shù)據(jù)支撐，提升教學的合理性；擴大課外運動系統(tǒng)的推廣面，形成相對完整的數(shù)據(jù)鏈，從而呈現(xiàn)學生運動發(fā)展軌跡，為學生定制科學合理的運動方案；家校攜手合作，學生鍛煉實時情況呈現(xiàn)給學生家長，宣傳課外鍛煉一小時的意義，提高學生鍛煉的意識。

基于“健康中國”與教育信息化2.0的背景下，體育融合信息技術(shù)產(chǎn)生了新的需求和形態(tài)。教師充分運用信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)管理分析，巧妙運用智能評價提升教學有效性，熟練使用運動手環(huán)采集學生運動數(shù)據(jù)，推進課內(nèi)外活動持續(xù)高效開展。體育智慧平臺客觀記錄學生校內(nèi)外體育成長過程，促進學生科學有效地進行體育鍛煉，提升學生體能發(fā)展。