運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)在體育教學(xué)中的應(yīng)用

王瑋

摘要：各種運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)系統(tǒng)和設(shè)備逐步進(jìn)入課堂 ，對(duì)體育課堂質(zhì)量、學(xué)生體質(zhì)與技能水平的提升有著十分重要的意義。以《花樣跳繩》一課為例 ，利用心率等監(jiān)測(cè)指標(biāo)、學(xué)生主觀勞累程度等問(wèn)卷指標(biāo)、學(xué)生體表特征等觀察指標(biāo) ，做好綜合的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng) ，及時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程負(fù)荷調(diào)控 ，有利于實(shí)現(xiàn)體育學(xué)習(xí)的可視化 ，讓體育教學(xué)干預(yù)更加可控、科學(xué)。

關(guān)鍵詞 ：中學(xué)體育 ;運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng) ;花樣跳繩 ;智能化體育

體育 “智能化 ”背景下 ，各種運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)系統(tǒng)和設(shè)備逐步進(jìn)入課堂 ，有利于提高體育教師對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)的認(rèn)識(shí) ，且對(duì)體育課堂質(zhì)量、學(xué)生體質(zhì)與技能水平的提升有著十分重要的意義。利用心率等監(jiān)測(cè)指標(biāo)、學(xué)生主觀勞累程度等問(wèn)卷指標(biāo)、學(xué)生體表特征等觀察指標(biāo) ，做好綜合的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng) ，及時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程負(fù)荷調(diào)控 ，有利于實(shí)現(xiàn)體育學(xué)習(xí)的可視化 ，也可以讓體育教學(xué)干預(yù)更加可控、科學(xué)。下面以《花樣跳繩》一課的實(shí)踐為例 ，做些說(shuō)明。

一、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)指標(biāo)的確定

《義務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn) （2022年版）》明確提出 “科學(xué)設(shè)置運(yùn)動(dòng)負(fù)荷 ”，要求 “每節(jié)課群體運(yùn)動(dòng)密度應(yīng)不低于 75%，個(gè)體運(yùn)動(dòng)密度應(yīng)不低于 50%;每節(jié)課應(yīng)達(dá)到中高運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度 ，班級(jí)所有學(xué)生平均心率原則上在 140—160次/分”[1]。曾有日本學(xué)者用學(xué)生表達(dá)不同程度勞累的語(yǔ)言來(lái)對(duì)應(yīng)當(dāng)時(shí)的心率，結(jié)果發(fā)現(xiàn) ：學(xué)生對(duì) “一點(diǎn)都不累 ”“不累 ” “有點(diǎn)累 ”“累”“挺累的 ”“很累 ”“太累了 ”累“死了 ”等勞累程度的表達(dá)與心率的高低有著清晰的正相關(guān)對(duì)應(yīng)關(guān)系。[2]在實(shí)際的體育教學(xué)活動(dòng)中 ，我們也會(huì)通過(guò)學(xué)生的體表特征來(lái)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)負(fù)荷 ，如學(xué)生上完體育課臉是紅撲撲的 ，學(xué)生上體育課會(huì)有中等程度的出汗 ，學(xué)生在體育課上有幾次急促的喘息 ，學(xué)生在上完體育課的第二天會(huì)感到肌肉酸痛 ……雖然不那么精確 ，但用 “臉紅、出汗、氣喘、肌肉酸痛 ”等指標(biāo)也可以粗略評(píng)析學(xué)生運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的情況。

基于上述相關(guān)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)要求及指標(biāo)，以及中國(guó)教育科學(xué)研究院健康體能課題組指導(dǎo)的 SunFitLink運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已有指標(biāo) ，結(jié)合課程類型、課次、教學(xué)對(duì)象的學(xué)情、上課具體要求 ，可確定課程的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷主要測(cè)評(píng)指標(biāo)。本課的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷主要測(cè)評(píng)指標(biāo)如表 1所示。

上述指標(biāo)中 ，運(yùn)動(dòng)密度、心率 ≥120次/分持續(xù)時(shí)間、平均心率、最大心率、平均心率指數(shù)等由系統(tǒng)自設(shè)、自動(dòng)計(jì)算。該系統(tǒng)已投入應(yīng)用數(shù)年 ，所測(cè)量的主要指標(biāo)能夠滿足初中體育課堂運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的測(cè)評(píng)需求。

學(xué)生本體感受與體表特征測(cè)評(píng)所用到的 RPE量表和 Borg量表都是體育科學(xué)研究中常用的科學(xué)量表 ，主要指運(yùn)動(dòng)者對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的整體感知與反應(yīng) ，能夠體現(xiàn)主觀疲勞程度 ，能較為科學(xué)、直觀地反應(yīng)學(xué)生真實(shí)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷感受。

二、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)應(yīng)用流程

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)系統(tǒng)由心率監(jiān)測(cè)手環(huán)、信號(hào)接收器、終端顯示設(shè)備、WIFI發(fā)射器、投屏器等硬件設(shè)備構(gòu)成 ，它依托于智能穿戴設(shè)備、顯示設(shè)備、云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)分析等軟硬件 ，提供可視化、便于操作的數(shù)據(jù)采集與分析功能。

（一）課前準(zhǔn)備 ：上傳測(cè)評(píng)對(duì)象相關(guān)信息

實(shí)施課堂運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)前 ，教師需要確定授課對(duì)象即測(cè)評(píng)對(duì)象 ，將學(xué)生的基本信息 ，如學(xué)號(hào)、年齡、性別等上傳至測(cè)評(píng)平臺(tái) ;并設(shè)置好本課學(xué)習(xí)目標(biāo)、課程類型 （新授課或復(fù)習(xí)課）、項(xiàng)目分類 （具體項(xiàng)目名稱）、授課內(nèi)容、上課時(shí)長(zhǎng)等基本信息。本課教學(xué)前 ，教師將學(xué)生基本信息和 “花樣跳繩 ”等關(guān)鍵信息上傳至測(cè)評(píng)系統(tǒng)。

（二）課堂導(dǎo)入 ：調(diào)試測(cè)評(píng)設(shè)備

課堂的前 5分鐘 ，教師組織學(xué)生按照學(xué)號(hào)領(lǐng)取并佩戴好對(duì)應(yīng)編號(hào)的心率測(cè)評(píng)手環(huán) ，指導(dǎo)學(xué)生檢查手環(huán)啟用與佩戴狀態(tài) ，保證手環(huán)的正常感應(yīng)。本課教學(xué)前 ，教師將心率測(cè)評(píng)作為課前知識(shí)點(diǎn)切入 ，使學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)的概念、意義 ，了解本年齡段不同心率區(qū)間的意義及系統(tǒng)中相對(duì)應(yīng)的色塊 ，為整節(jié)課學(xué)、練、評(píng)提供相應(yīng)知識(shí)儲(chǔ)備。隨即 ，組織學(xué)生進(jìn)行第一次心率測(cè)試 ，了解安靜心率、心率起點(diǎn) ，便于展開(kāi)后期心率變化的對(duì)比研究。

（三）課中測(cè)量與調(diào)控 ：實(shí)時(shí)呈現(xiàn) ，及時(shí)把控

課中 ，伴隨著學(xué)練活動(dòng)的進(jìn)行 ，教師與學(xué)生可通過(guò)平板電腦或者投屏到顯示器上的數(shù)字，直觀地了解實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)心率、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度等多項(xiàng)體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷與強(qiáng)度的指標(biāo)。此外 ，上課過(guò)程中 ，教師會(huì)用語(yǔ)言或其他方式提醒 ，引導(dǎo)尚未達(dá)到有效區(qū)間及部分心率過(guò)高的學(xué)生進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整 ;鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己的心率變化情況 ，調(diào)整運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度 ，以提高練習(xí)的積極性和有效性。

借助運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ，教師可以及時(shí)調(diào)控學(xué)生的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。例如 ，本課采用了分組輪換練習(xí)法和間歇性訓(xùn)練法 ：將學(xué)生分為 6個(gè)組 ，每組對(duì)應(yīng)本課學(xué)練的一個(gè)內(nèi)容 ，每個(gè)動(dòng)作練習(xí) 1分鐘 ，隨即輪換到相鄰的下一組 ，直至6個(gè)動(dòng)作全部循環(huán)一遍。“練習(xí)一分鐘休息20秒”的時(shí)間間隔 ，保證學(xué)練的重復(fù)次數(shù) ，也給了學(xué)生合理的間歇時(shí)間。同時(shí) ，配以提前制作好的學(xué)練指導(dǎo)視頻與音樂(lè) ，控制練習(xí)時(shí)間與間歇時(shí)間。學(xué)生可結(jié)合視頻自主跟練。教師巡回指導(dǎo) ，重點(diǎn)幫助學(xué)練有困難的學(xué)生。

課堂上 ，教師除了通過(guò)顯示屏了解學(xué)生的實(shí)時(shí)心率外 ，也會(huì)結(jié)合傳統(tǒng)的觀察詢問(wèn)法 ，通過(guò)觀察學(xué)生的面色、出汗量、肢體動(dòng)作、微表情、喘息頻率等外顯特征判斷運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度;通過(guò)詢問(wèn)、調(diào)查來(lái)了解學(xué)生鍛煉過(guò)程中不同階段的本體感受 ，判斷學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的接受度。

（四）課后回顧 ：匯總測(cè)評(píng)數(shù)據(jù) ，優(yōu)化設(shè)計(jì)

課堂學(xué)練結(jié)束后 ，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置的上課時(shí)長(zhǎng)自動(dòng)完成保存數(shù)據(jù)等過(guò)程 ，自動(dòng)生成測(cè)評(píng)報(bào)告 ，教師可直接看到班級(jí)整體及每一位學(xué)生的個(gè)人心率、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度等指標(biāo)。系統(tǒng)還會(huì)分別測(cè)定學(xué)生練習(xí)結(jié)束 5分鐘及 10分鐘后的安靜心率 ，保證課后安全。最后 ，教師回收運(yùn)動(dòng)心率手環(huán) ，做好相應(yīng)的消毒整理工作。

心率測(cè)評(píng)結(jié)束后 ，教師可將系統(tǒng)生成的評(píng)價(jià)報(bào)告和數(shù)據(jù)導(dǎo)出 ，結(jié)合心率曲線圖、課堂各環(huán)節(jié)平均心率等數(shù)據(jù) ，分析整節(jié)課上學(xué)生的心率變化情況 ，對(duì)本課學(xué)生運(yùn)動(dòng)心率負(fù)荷有一個(gè)直觀、準(zhǔn)確的認(rèn)知。分析負(fù)荷預(yù)設(shè)與生成之間的差別和原因 ，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施步驟 ，完善運(yùn)動(dòng)負(fù)荷安排 ，使接下來(lái)的教學(xué)更加科學(xué)、有效。

基于平時(shí)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn) ，教師在本課教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)繪制了課堂心率預(yù)估曲線 ，預(yù)設(shè)的課堂練習(xí)密度為 70%—75%，平均心率約為 150次/分。比對(duì)實(shí)際課后系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)及心率曲線圖發(fā)現(xiàn) ：本課被測(cè)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)密度為83%，有效鍛煉密度為 59%，心率大于 120次/分的持續(xù)時(shí)間為 27分36秒，達(dá)到本課的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) ;60%—70%運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的持續(xù)時(shí)間大于 30分鐘 ，但平均心率距離預(yù)設(shè)的 150次/分尚有一定的差距 ;最大班級(jí)平均心率出現(xiàn)在準(zhǔn)備部分結(jié)束時(shí)與基本學(xué)練部分結(jié)束時(shí)，呈現(xiàn)雙峰曲線態(tài)勢(shì) ;基本學(xué)練部分的心率較平穩(wěn) ，能夠持續(xù)維持在一定的合理區(qū)間 ;課后8—10分鐘 ，學(xué)生心率基本能夠恢復(fù)到安靜狀態(tài)。

在實(shí)際授課過(guò)程中 ，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生差異較大 ，體現(xiàn)在體能、練習(xí)態(tài)度、協(xié)調(diào)性等各方面。于是分層改變了練習(xí)的重復(fù)次數(shù) ，延長(zhǎng)了部分學(xué)生的間歇時(shí)間 ，同時(shí)調(diào)整了練習(xí)速度，通過(guò)變換場(chǎng)地、變換練習(xí)方向等 ，較為有效地調(diào)整了運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。本節(jié)課整體心率區(qū)間處于正常的有效范圍之內(nèi)。

此外 ，為了了解學(xué)生本體感受與實(shí)際運(yùn)動(dòng)負(fù)荷之間的關(guān)聯(lián)性 ，教師自制了相關(guān)調(diào)查問(wèn)卷 ，使用 RPE量表及 Borg量表 ，調(diào)查與測(cè)評(píng)學(xué)生本課過(guò)程中的本體感受 ，并利用 SPSS 軟件對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行分析。

根據(jù) SPSS數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì) ，課的開(kāi)始部分，班級(jí)平均心率為 92次/分，94.4%的學(xué)生表示運(yùn)動(dòng)負(fù)荷與未上課前沒(méi)有變化 ，較靜息心率上升幅度較小 ，身體各部分感受均易于適應(yīng)。準(zhǔn)備活動(dòng)時(shí)的班級(jí)平均心率為 122次/分，66.67%的學(xué)生自述為 “微微出汗 ，喘氣均勻 ，臉頰微紅 ，呼吸舒適 ”，本體指征表現(xiàn)為 “肌肉負(fù)荷少 ，少量出汗 ”，匹配本課心率指征數(shù)值。主要練習(xí)階段的班級(jí)平均心率為 129次/分，有61.11%的學(xué)生感覺(jué)到 “大量出汗 ，喘氣較快 ，臉頰滾燙 ”，另有13.88%的學(xué)生表述 “上氣不接下氣 ，無(wú)法繼續(xù)堅(jiān)持 ”。結(jié)束部分 ，班級(jí)的平均心率為 117次/分 ，有69.40%的學(xué)生表述 “微微出汗 ，喘氣均勻 ，臉頰微紅 ”。結(jié)果顯示 ，絕大部分學(xué)生能夠接受本節(jié)課的整體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度 ，本體感受、身體表征與心率情況契合度較高。

三、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)應(yīng)用的教學(xué)思考

基于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng) ，學(xué)生能夠了解并掌握一定的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng)知識(shí)及方法 ，并結(jié)合自身在課堂及運(yùn)動(dòng)中的本體感受 ，在體育鍛煉中活學(xué)活用 ，運(yùn)用所掌握的知識(shí)來(lái)監(jiān)測(cè)自己的運(yùn)動(dòng)情況。由此可以更加有效地引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)練、實(shí)踐 ，真正將 “提高學(xué)生體質(zhì) ”落實(shí)到每一天、每一節(jié)體育課。

（一）實(shí)現(xiàn)體育學(xué)習(xí)方式的可視化

借助信息技術(shù)將運(yùn)動(dòng)心率可視化 ，無(wú)形中為學(xué)生確定了自己課堂學(xué)練的目標(biāo)。教師留意到 ，本課開(kāi)始前 ，運(yùn)動(dòng)手環(huán)佩戴好以后 ，學(xué)生看著屏幕上的心率數(shù)值 ，都不由自主地開(kāi)始了原地跑跳 ，力爭(zhēng)提升自己的心率 ，無(wú)形中將被動(dòng)的安排型學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為積極的主動(dòng)型學(xué)習(xí)。

（二）讓體育教學(xué)干預(yù)可控、科學(xué)

借助運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)評(píng) ，讓教學(xué)干預(yù)規(guī)范化、可回放、易操作 ，更加科學(xué)、有效。根據(jù)課例 ，分析心率、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷與本體指征三者的關(guān)系 ，可以發(fā)現(xiàn) ：整節(jié)課運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度適中，預(yù)設(shè)與生成一致性較高 ;從學(xué)生負(fù)荷強(qiáng)度自述情況看 ，強(qiáng)度分布較為合理 ，但平均心率偏低。排除設(shè)備的佩戴及傳輸問(wèn)題 ，有兩點(diǎn)原因 ：第一 ，兩位身體機(jī)能較弱的學(xué)生在自主練習(xí)及分組輪換練習(xí)時(shí)頻繁斷繩、休息，心率值始終處于較低水平 ;第二 ，分組輪換練習(xí)時(shí) ，部分學(xué)生由于體能下降 ，停下休息的時(shí)間較長(zhǎng) ，導(dǎo)致該部分的實(shí)際心率弱于預(yù)設(shè)負(fù)荷。教師可以通過(guò)負(fù)荷測(cè)評(píng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及觀察學(xué)生面部特征等 ，及時(shí)指導(dǎo)和干預(yù)學(xué)生練習(xí)。

此外 ，不同身體素質(zhì)的學(xué)生運(yùn)動(dòng)能力有所不同 ，承受的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷也會(huì)有所差異。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確反饋不同學(xué)生的心率及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷承受程度 ，便于教師及時(shí)調(diào)控學(xué)生運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度 ，保證學(xué)練安全。本課教學(xué)中 ，教師對(duì)心率指數(shù)及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷承載過(guò)高的學(xué)生及時(shí)預(yù)警 ，提示降低運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度或速度 ;對(duì)心率指數(shù)及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷承載不足的學(xué)生 ，及時(shí)鼓勵(lì)與刺激 ，以提高運(yùn)動(dòng)速度等方式進(jìn)一步提高其運(yùn)動(dòng)負(fù)荷 ，幫助學(xué)生在安全的生理環(huán)境下進(jìn)行體育課的學(xué)練。

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