構(gòu)建小學生體質(zhì)健康測試信息化綜合管理模式的研究

肖紅偉

1 引言

2021年9月，第八次全國學生體質(zhì)健康與健康情況結(jié)果公布，學生體質(zhì)健康狀況止跌回升，但體質(zhì)健康測試工作仍面臨精準需求識別不足、精準決策與干預缺失、數(shù)據(jù)管理與運用意識缺乏等現(xiàn)實困境，嚴重制約了學生體質(zhì)精準提升[1]。在大數(shù)據(jù)技術(shù)、教育信息化引領(lǐng)的教育變革潮流下，本研究借助獅山鎮(zhèn)校園安全管理平臺，利用Web serviecie技術(shù)，采用B/S+C/S+AI+智能設(shè)備混合模式，以智能手機和身份證號相結(jié)合的識別輸入方式，建立信息網(wǎng)絡(luò)化、反饋及時化、運動建議個性化、管理便捷化的小學生體質(zhì)健康信息化綜合管理模式，形成測試—評價—診斷(個性化運動處方)—反饋—提高(實施運動建議)的小學生體質(zhì)健康測試閉環(huán)管理。通過資源共建共享深化信息服務(wù)的方式及內(nèi)容，使學生體質(zhì)提升向“以生為本，私人訂制”方向發(fā)展，使學生養(yǎng)成主動鍛煉、便捷鍛煉、科學鍛煉的運動習慣，提升整體身體素質(zhì)，將運動健康的生活理念融入生活和將來工作中[2]，為《標準》的執(zhí)行提供基礎(chǔ)，精準提升小學生體質(zhì)。為學校體質(zhì)健康監(jiān)測和干預工作探索新的方向與方法。

2 研究方法

以小學生體質(zhì)健康為研究對象，基于小學生體質(zhì)健康測試大數(shù)據(jù)分析，對小學生體質(zhì)健康信息化綜合管理模式構(gòu)建與實踐進行研究。運用文獻研究法，收集分析國內(nèi)外有關(guān)學生體質(zhì)健康、大數(shù)據(jù)分析的研究成果和文獻資料，借鑒已有的理論與實踐成果，支撐和構(gòu)建本文的理論框架。采用訪談法對體育學、信息學專家進行訪談，完善小學生體質(zhì)健康測試綜合管理系統(tǒng)開發(fā)模式、功能模塊，結(jié)合智能設(shè)備收集的大數(shù)據(jù)資源、學生體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)，掌握學生的身體、運動、發(fā)育及心理情況，個性化推送運動處方，解決學生體質(zhì)健康存在的問題，為精準提升小學生體質(zhì)健康提供科學依據(jù)。

3 小學生體質(zhì)健康信息化綜合管理模式構(gòu)建的迫切性

3.1 現(xiàn)行體質(zhì)健康測試工作和評價機制不完善

主要表現(xiàn)在3個方面：①現(xiàn)階段大部分學校的體質(zhì)健康測試存在“自己測、自己報、評自己”的邏輯死結(jié)，容易出現(xiàn)松度測量、多次測量甚至不測量而虛報成績的現(xiàn)象[3]，假數(shù)據(jù)的大量出現(xiàn)，嚴重影響數(shù)據(jù)的可靠性，不利于通過測試發(fā)現(xiàn)學生體質(zhì)問題。②現(xiàn)階段“達標總分”及“各地區(qū)和學校的綜合達標率”更受關(guān)注，達標情況逐漸演變成為給政府和校長看，參與主體學生及家長很少知道測試成績。只看“綜合評價”就會失去對學生具體身體素質(zhì)的掌握，比如：力量、速度、耐力、柔韌等具體情況，從而使得學生體質(zhì)短板被忽略。③嚴重缺乏“互聯(lián)網(wǎng)+教育”融合意識，缺乏對體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用，當前大部分學校仍然停留在獲得測試數(shù)據(jù)、上報數(shù)據(jù)層面，重點關(guān)注不及格和“準及格學生”，對“準良好”“準優(yōu)秀”優(yōu)秀等級的學生有所忽略。

3.2 學生體質(zhì)干預缺乏精準性和有效性

學生體質(zhì)干預的不精準主要表現(xiàn)在三個方面：①不能有效預知學生體質(zhì)發(fā)展趨勢并進行成績預警和運動干預，對學生個體問題缺乏個性化和針對性指導，學生體質(zhì)的提升缺乏鍛煉的精準性和實效性。②學生體質(zhì)提升需要學校、家庭、校外鍛煉相結(jié)合，現(xiàn)階段學生體質(zhì)干預缺乏家庭、校外體育鍛煉的配合，缺乏線上線下融合教學，對學生家庭鍛煉內(nèi)容與方法缺乏指導。③學校層面缺乏依據(jù)身體素質(zhì)發(fā)展敏感期設(shè)計鍛煉方案，同時也缺乏將課內(nèi)外體育相結(jié)合，通過各種活動途徑統(tǒng)籌進行體質(zhì)干預。

4 小學生體質(zhì)健康信息化綜合管理模式介紹與運用建議

4.1 開發(fā)模式介紹

小學生體質(zhì)健康信息化綜合管理模式由B/S+C/S+AI+智能設(shè)備為核心組成部分，將人工智能技術(shù)與學生體質(zhì)提升深度融合。B/S+C/S+AI+智能設(shè)備信息化綜合管理模式，包括以下2個主要軟件開發(fā)模式：C/S結(jié)構(gòu)(Client/Server，客戶機/服務(wù)器)、B/S結(jié)構(gòu)(Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器)和AI技術(shù)(Artificial Intelligence，人工智能)。C/S結(jié)構(gòu)運行速度快，數(shù)據(jù)安全性高，實時性較好；B/S適用于Internet，維護工作量小，增強了系統(tǒng)的可擴展性，更新方便，互動性強，易于管理和維護；AI技術(shù)實現(xiàn)運動智能感知與人機交互的充分融合，實現(xiàn)無邊界運動。小學生體質(zhì)健康測試綜合管理模式采用B/S+C/S+AI+智能設(shè)備混合結(jié)構(gòu)開發(fā)模式，是目前技術(shù)背景和工作現(xiàn)實情況下的最佳方案，充分利用校/鎮(zhèn)級的中央數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)采用C/S模式，對外信息發(fā)布、查詢采用B/S模式[4]；精準鍛煉、線上運動會則采用AI技術(shù)與B/S模式相結(jié)合，B/S+C/S總體結(jié)構(gòu)拓撲圖見圖1。

圖1 小學生體質(zhì)健康測試信息化綜合管理模式B/S+C/S總體結(jié)構(gòu)拓撲圖

4.2 小學生體質(zhì)健康測試信息化綜合管理模式介紹

小學生體質(zhì)健康信息化綜合管理模式通過收集學生體質(zhì)健康測試成績數(shù)據(jù)，校內(nèi)外體育鍛煉數(shù)據(jù)，為精準提升小學生體質(zhì)提供個性化、精細化的有效解決方案。信息化綜合管理模式包括一個大數(shù)據(jù)應(yīng)用監(jiān)測系統(tǒng)、一個線上線下指導體系、一套線上線下特色體育活動方案、一套家校合作經(jīng)典案例。利用“健康+大數(shù)據(jù)技術(shù)”，通過“監(jiān)測—指導—活動—合作”信息化綜合管理模式(圖2)分層次對學生體質(zhì)進行系統(tǒng)管理建立學生個人體育成績檔案，并提供個性化鍛煉建議、運動處方與配套的體育微視頻資源庫，通過小程序、AI人機互動等形式，突破運動邊界，解決學生課后體育鍛煉無法監(jiān)督、執(zhí)行、科學跟蹤的問題，從而達到精準提升學生體質(zhì)的目的。

圖2 小學生體質(zhì)健康測試信息化綜合管理模式圖

監(jiān)測(大數(shù)據(jù)應(yīng)用)：利用“健康+大數(shù)據(jù)技術(shù)”，將健康教育與運動干預關(guān)鍵技術(shù)相結(jié)合，對學生體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)進行分析和動態(tài)管理，生成可視化數(shù)據(jù)分析報告，并結(jié)合學生個人體側(cè)成績雷達圖，形成“一人一案”學生體質(zhì)健康電子管理檔案，配合運用自主研發(fā)的學生體測助手微信小程序，精準提升學生體質(zhì)。

指導(線上線下融合教學)：根據(jù)學生體質(zhì)現(xiàn)狀開發(fā)提升學生體質(zhì)的微課，對學生居家鍛煉進行指導，借助體育云課堂小程序，通過混合教學，精準施策，解決監(jiān)測過程中存在的體質(zhì)健康問題。

活動(線上線下特色體育活動)：運用微信公眾號發(fā)布校內(nèi)外體育活動信息和微視頻，或者依托跳虎運動APP/天天跳繩APP/小程序、軟硬件一體化的AI體質(zhì)健康綜合屏，通過人機互動的活動方式，打造后疫情時代無接觸體育賽事，落實教會、勤練、常賽的學校體育改革，為學生天天練、天天賽提供平臺，培養(yǎng)學生體育興趣，提高學生運動技能，助力提升學生體質(zhì)健康。

合作(家校合作新模式)：利用瀏覽器、小程序等信息化手段，建立互聯(lián)網(wǎng)空間，通過家校雙向良性互動，雙管齊下，為提升學生體質(zhì)保駕護航。

4.3 信息化綜合管理模式運用建議

小學生體質(zhì)健康信息化綜合管理模式由B/S+C/S+AI+智能設(shè)備為支撐，信息化綜合管理模式中的監(jiān)測(大數(shù)據(jù)應(yīng)用)—指導(線上線下融合教學)—活動(線上線下特色體育活動)—合作(家校合作新模式)對信息化、AI技術(shù)、智能設(shè)備有一定的要求，學校需要根據(jù)實際情況進行選擇，信息化綜合管理模式運用建議見表1。

表1 小學生體質(zhì)健康測試信息化綜合管理模式運用建議

從表1可知，不同地區(qū)、學校、老師可以根據(jù)教師信息化水平、學校、學生的實際情況選擇相應(yīng)的信息化綜合管理模式版本，在監(jiān)測、指導、活動、合作四個方面選擇部分內(nèi)容或者全部內(nèi)容進行使用。三個版本逐漸升級，信息化綜合管理模式1.0版本能夠滿足大家的共性需求，所有配置均免費，門檻低，適合辦學條件相對不足、學生也不具備智能手機的學校采用，實現(xiàn)對學生體質(zhì)健康測試的大數(shù)據(jù)分析，導出學生“一人一案”健康卡，獲取運動處方；信息化綜合管理模式2.0版本是1.0版本的升級款，兼顧共性與個性需求，配合免費小程序使用，實現(xiàn)運動無邊界，助力無接觸運動體育活動的開展，適合家長配備智能手機的學校使用；信息化綜合管理模式3.0版本融入AI技術(shù)，實現(xiàn)精準提升和個性化人機互動學習場景，對校內(nèi)運動、校外學生鍛煉情況進行多維度統(tǒng)計，學生的運動情況、體能和身體素質(zhì)成長趨勢可視化統(tǒng)計，體育云課堂，基于微信小程序場景使用，突破運動邊界，學生體育家庭作業(yè)可以借助AI體質(zhì)健康綜合屏完成，解決學生課后體育鍛煉無法監(jiān)督、執(zhí)行、科學跟蹤的問題。對不具備條件安裝購買軟硬件一體化的AI體質(zhì)健康綜合屏的學校，可以選用信息化綜合管理模式2.0版本，也可以將信息化管理模式3.0中的免費軟件、小程序與2.0版本融合運用，實現(xiàn)效率最大化。

5 信息化綜合管理模式精準提升小學生體質(zhì)的實證研究

為了更好地檢驗信息化綜合管理模式精準提升小學生體質(zhì)的實效，本研究選取佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)羅村中心小學作為實驗對象，該校從2019年9月到2021年12月進行了兩年多的信息化綜合管理模式運用，通過表2可以對該校的綜合達標率進行對比，從表2可知，2019-2020學年度開始該校使用信息化綜合管理模式，學生體質(zhì)健康測試良好率不斷上升，上升幅度逐年增加；優(yōu)秀率上升也比較明顯，從2018-2019學年度的5.12%上升到2021-2022學年度的11.29%，其中優(yōu)良率最高的2020-2021學年度達到12.07%；及格率整體變化差別不大。

表2 南海區(qū)獅山鎮(zhèn)羅村中心小學2019-2021年學生體質(zhì)健康測試綜合達標率統(tǒng)計表

對學生體質(zhì)提升來說，單項成績比綜合成績更能看到身體短板和鍛煉重點所在。因此，本研究在關(guān)注學校整體“優(yōu)秀、良好、及格、不及格”的基礎(chǔ)上，對學生的單項成績進行分析。表3中，同一底色的表示對該年級學生進行的跟蹤調(diào)查統(tǒng)計，比如：2018-2019學年度的一年級學生，到2019-2020學年度則上升為二年級，以此類推。從表3可知，學生一分鐘跳繩、一分鐘仰臥起坐成績提升比較明顯，在跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移，學生2021-2022學年度實驗后測得分，除2018-2019五年級的學生，其余學生實驗后測單項得分均高于實驗前測得分；肺活量和實驗后測得分下降的年級高于是上升的年級，提升效果不明顯；50米跑和坐位體前屈實驗后測得分高于實驗前測得分的年級較多，只是個別年級出現(xiàn)下降。由此可知，自從學校運用信息化綜合管理模式，通過自主開發(fā)的小學生體測助手微信小程序，內(nèi)容豐富的體質(zhì)干預鍛煉微視頻資源庫，學生“一人一案”健康卡運動處方，布置體育與度家庭作業(yè)、開展親子線上運動會，組織學校特色體育活動，幫助學生進行自我鍛煉，提高家長認識和參，對提升學生體質(zhì)健康測試單項成績起到了重要促進作用，對不同測試項目的提升效果略有差別。

表3 南海區(qū)獅山鎮(zhèn)羅村中心小學2019-2021年學生體質(zhì)健康測試單項均分統(tǒng)計表

小學生體質(zhì)健康測試是對學生不同身體素質(zhì)的測試，身體體重測量學生身體形態(tài)、肺活量測量學生身體機能、50米跑測量學生速度素質(zhì)、50m*8往返跑測量學生的耐力素質(zhì)、坐位體前屈測量學生的柔韌素質(zhì)、1分鐘跳繩測量學生的靈敏速度、1分鐘仰臥起坐測量學生的力量素質(zhì)，本研究通過雷達圖對學生不同身體素質(zhì)的發(fā)展情況進行分析，通過分析了解信息化綜合管理模式對一至六年級學生綜合素質(zhì)的影響程度，見圖3-8。

圖3 一年級綜合素質(zhì)雷達圖

圖4 二年級綜合素質(zhì)雷達圖

從圖3-4可知，運用信息化綜合管理模式后，到2021-2022學年度一、二年級學生，除了柔韌素質(zhì)，學生其他身體素質(zhì)均在雷達圖的最外層，說明學生的各項身體素質(zhì)發(fā)展更加均衡。

圖5 三年級綜合素質(zhì)雷達圖

圖6 四年級綜合素質(zhì)雷達圖

從圖5可知，2021-2022學年度三年級學生，除了身體機能評分相對于2019-2020學年度三年級評分低，其他各項身體素質(zhì)評分均接近雷達圖的最外層，這說明信息化管理模式的運用，對學生綜合素質(zhì)的提升效果突出。圖6也反映出，除了身體機能和靈敏速度兩項指標，信息化綜合管理模式對其他單項素質(zhì)提升比較明顯，而且學生的各項身體素質(zhì)也朝著更加均衡的方向發(fā)展。

圖7 五年級綜合素質(zhì)雷達圖

圖7-8顯示，2021-2022學年五六年級學生的各單項評分更加傾向于雷達圖外層，各單項素質(zhì)更加均衡，其中以2021-2022學年度六年級學生更為突出，除了身體機能方面略有短板，其他身體素質(zhì)均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，2021-2022學年度五年級學生在柔韌素質(zhì)方面的短板比較突出，其他單項身體素質(zhì)優(yōu)勢也比較明顯。

圖8 六年級綜合素質(zhì)雷達圖

6 結(jié)論與建議

鑒于現(xiàn)行體質(zhì)健康測試工作和評價機制不完善，學生體質(zhì)干預缺乏精準性和有效性，從大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息化視角，探索由B/S+C/S+AI+智能設(shè)備為核心組成部分的小學生體質(zhì)監(jiān)測測試信息化綜合管理模式，利用“健康+大數(shù)據(jù)技術(shù)”，通過“監(jiān)測—指導—活動—合作”信息化綜合管理模式，分層次對學生體質(zhì)進行系統(tǒng)管理，建立學生個人體育成績檔案，對學生潛在的不及格項目進行分顏色預警，并提供個性化的運動處方與配套的體育微視頻資源庫，通過小程序、人機互動等形式，突破運動邊界，對學生成績實行動態(tài)管理，從而達到精準提升學生體質(zhì)的目的。

實驗學校運用信息化綜合管理模式1.0和2.0后，學生體質(zhì)健康測試良好率不斷上升，上升幅度逐年增加，優(yōu)秀率上升比較明顯，及格率整體變化差別不大；促進了學生體質(zhì)健康測試單項成績的提升，對不同測試項目的提升效果略有差別，1分鐘跳繩和1分鐘仰臥起坐提升最為明顯；對學生各單項身體素質(zhì)發(fā)展的均衡性提升明顯，促進了學生綜合素質(zhì)的提升。

建議各級學校充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，結(jié)合不同版本信息化綜合管理模式對軟、硬件的不同要求，選擇適合自己校情、學情的信息化綜合管理模式，為精準提升學生體質(zhì)保駕護航。