數字科技賦能體育教育的時代內涵、現實樣態及對策研究

仝昕煒 曹桂祥

(揚州教育學院 江蘇揚州 225008)

1 教育數字化轉型的歷史演進

隨著科技的不斷發展，以人工智能、大數據、云計算、5G、區塊鏈、物聯網等為代表的數字技術逐漸滲透到教育領域，數智科技在教育教學中的廣泛應用既重構了教育的形式，也重塑了教學的基本形態，引發了當代教育的深刻變革。

世界各個國和國際組織主要聚焦于數字化人才培養、教師數字能力、數字化基礎設施、數字化教學資源平臺、新型技術工具、教學模式創新、教學評價、隱私和倫理安全等8個方面［1］，進階式推動教育數字化規劃和戰略布局（見表1）。

表1 世界主要國家和國際組織教育數字化戰略行動路徑比較

我國高度重視教育數字化戰略布局與轉型升級，相繼發布了教育數字化戰略與政策，旨在推進國家教育數字化戰略行動，促進教育數字化轉型升級。自2012 年起，我國先后發布了一系列數字化教育發展規劃和行動計劃，相繼啟動中國慕課項目建設、智慧教育示范區和“互聯網+教育”示范省建設；2022年國家智慧教育公共服務平臺上線，2023 年中國召開世界數字教育大會；正式發布教師素質素養等標準［2］。在過去的“十三五”規劃期間，學校體育教育不斷優化和完善教學體系，構建數智化教育服務和人才培養新模式，探索數字時代教育治理新模式。

教育數字化轉型是我國開辟教育發展新賽道和塑造教育發展新優勢的重要突破口，能夠為進一步推進數字教育下的個性化學習、終身學習，擴大優質教育資源覆蓋面和教育現代化提供有效支撐。數字化賦能教育是創新教育治理理念和方式的重要舉措，對于推動教育教學改革和創新，利用數字化技術更新教育理念、變革教育模式，推動數字化與教育產業深度融合能夠產生深遠影響。

2 數字科技賦能體育教育的時代內涵

數字科技賦能體育（以下簡稱“數智體育”）是指依托物聯網、大數據、云計算、互聯網、5G 通信技術等前沿的數字科技在體育領域的應用，是體育與數字智能技術相融合的一種發展形式。數智體育利用傳感器和物聯網技術進行連接，實現AI運動超腦與各種設備的串聯，通過監測和感知用戶運動行為模畫運動圖譜，結合運動數據、云計算管理數據等大數據算法，實現校園操場、室內運動館等全場景運動空間的智能化，為不同運動項目提供智能測評、個性化訓練指導以及智能反饋和決策支持，應用場景可涵蓋體育日常教學、課后運動、體育比賽、國家體測、體育考試、體育與健康大數據監測等范圍［3］。此外，數智體育通過構建數字化、智能化、情景化的運動生態，滿足體育教學中個性化、多元化、實時化、精準化的需求。依托數字化重塑體育教育新生態、賦能體育教育新發展，形成發展體育教育的新范式，恰逢其時、十分必要。

3 數智體育推動校園體育數字化轉型的現實樣態

近年來，諸多數字科技公司如科大訊飛、大溈人工智能、格靈深瞳、曠視科技、有道等切入校園智慧體育教學場景，基于智能化轉型持續加大人工智能、云計算、物聯網等前沿技術的研發，整合“數字科技+體育”產業資源，以個性化、游戲化、情景化、智能化的新應用，深度參與體育教育數字化轉型，掀起體育教育變革的新浪潮。

科大訊飛與北京體育大學、教育部運動與體質健康重點實驗室圍繞提升學生體質健康水平的核心目標，合作打造“教、學、賽、練、測、考、評、管”全流程全場景智能運動空間。運用AI運動超腦串聯各種設備，服務日常教學、課后運動、體質體測、體育考試、體育賽事、運動與健康大數據監測等，全面推進學校體育教育數字化轉型［4］。課前，教師通過采集學生運動過程性數據了解學生體能水平及運動能力，針對性進行體育課堂運動強度、密度設計；課中，教師實時監測心率，保障運動安全，實現運動強度、運動密度的可視化。將“AI 運動小站”與人體姿態識別、人臉識別和運動軌跡跟蹤等技術進行串聯，實現體育運動的智能感知、智能監測，支持跳繩、跳遠、開合跳、高抬腿、深蹲等項目（見圖1）。基于數字孿生技術，獲得學生過程性運動表現數據，實現過程全程化、主體個性化、內容全面化的教學評價。

圖1 曠視運動猿體育云課堂數據統計

曠視運動猿是基于訓練桿和智能塢組成的訓練站，能夠完成語音和視覺交互，發揮數智體育助教角色作用。其技術核心是訓練站的智能塢，將體育教學的經驗知識、體育動作的嚴謹流程植接于智能塢的AI大腦中，實現體育運動的數字化評估。以跑步為例，曠視運動猿以視覺AI能力為基礎，通過在跑道周邊部署訓練桿連接到智能塢，學生無需穿戴任何設備即可實現計時、計圈跑等體育云課堂訓練記錄，并生成各年級體育云課堂數據（見圖1）［5］。曠視運動猿支持素質訓練、跑步訓練和球類訓練三大類別共20 余種體育運動項目。

有道智慧體育可在無穿戴設備的情況下實現測評，可利用高清三維攝像捕捉人體姿態和運動軌跡，采集學生姿勢、高度、距離等運動數據，給予動作反饋，幫助學生提升動作質量和規格。有道智慧體育支持跳繩、立定跳遠、引體向上、體測等項目，系統可自動生成成績表單、標準評分指導、數據分析對比、專項強化指導等。

中易科技、大溈人工智能、嗖嗖體育、悅動圈聚焦于AI 智慧運動測評系統研發，通過機器視覺、深度學習等AI技術賦能體育教育，智慧運動測評系統可支持多人同時開展跳繩、立定跳遠、仰臥起坐、身高體重、肺活量、坐位體前屈等體測項目，體現了AI 系統的高效性［6］。

數字科技不斷豐富著體育教學情境體驗。在主題為“紅軍故事”的體育課程中，教師設計使用虛擬投影技術，讓爬雪山、過草地的情境變得更加真實生動。在籃球戰術學習中，電子演示板代替傳統戰術板，有利于教師講解、演示，便于學生通過動畫清晰觀察、快速明確戰術跑動路線，促進知識內容內化。數字科技手段同樣可以應用在大課間活動、課后服務和體育云作業等課堂延伸場景［7］（見圖2）。

圖2 體育云作業

時代發展的驅動、體育教學的實際需要是推動數字化科技應用于體育課堂教學的重要動力，體育課堂教學應順勢而上，不斷完善數字化和智能化的體育教學手段，服務于學生全面發展的需要。推動校園體育數字化、智慧化轉型，仍需持續探索數字科技在體育教育及學生健康發展領域的深度應用。

4 數智技術簇生校園體育新生態

數智體育創設的智能體育空間可應用于自主學習、情景創設、設計創編、內容實施、評價反饋、戰術分析、成果展示與數據儲存等教學環節，促進校園體育教學模式創新和數字化轉型。數智技術促生校園體育新生態主要體現在體育課堂的育人性、趣味性和科學性創新方面。

4.1 體育課堂的育人性

數字技術賦能體育課堂，有助于構建多維度學習空間。體育教育供給方式正趨于個性化、彈性化和創造化，支持學生自主化、多樣化、個性化學習，能夠培養學生的獨立自主學習能力、團隊協作能力和終身學習能力，體育教育應回歸教育性和成長性。教育思維需更加聚焦于學生個性發展，進而為學生提供更多元的教育服務。

4.2 體育課堂的趣味性

融合AI、AR 技術的運動趣味游戲，豐富體育課堂游戲情景創設、內容設計和參與形式，激發學生積極競爭的競賽意識，學生在人機聯動的情境體驗中騰挪躲閃、旋轉跳躍、一爭高低，實現人機互動的交互性、聯動性和實時性，展示數智技術賦能體育教育創新變革的無窮魅力。

4.3 體育課堂的科學性

數字科技對學生體質健康、運動技能和運動負荷進行實時精準的數據采集，為教師后續教學設計、針對學生制訂個性化運動指導方案提供了數據支持。定量化精準的數據捕捉和數據挖掘為教學反饋、設計、評價等教學環節提供了科學化的數據，因此應建立數字支持的健康評估、運動干預、數字追蹤的運動數字檔案，使體育課堂的科學性得到提升。

5 結語

體育融合科技，智慧賦能未來，逐漸成為體育發展的新趨勢。數字科技和體育運動深度融合，能夠使學校體育逐步實現信息化、數字化和智慧化，數字智能為體育教育創新發展全方位賦能，促進了體育教育的革命性重塑。