基于共同體建設(shè)下智能體育教學(xué)指導(dǎo)系統(tǒng)在學(xué)校體育中的應(yīng)用

裴連軍　李敏　袁圣敏　海汶

摘? 要：近幾年，國家越來越重視教育信息化對體育教學(xué)的作用，為進(jìn)一步落實(shí)北京市東城區(qū)信息化體育教學(xué)工作，由北京市東城區(qū)教育科學(xué)研究院牽頭，聯(lián)合6所學(xué)校建設(shè)智慧信息化體育教學(xué)共同體。經(jīng)過一年的工作研究，東城區(qū)搭建智慧操場可視化平臺，運(yùn)用“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)促進(jìn)學(xué)生有效鍛煉和提升教師信息化教學(xué)應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)共同體信息共建共享，構(gòu)建體育教學(xué)智能指導(dǎo)應(yīng)用系統(tǒng)，推動(dòng)共同體集群化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷；可視化平臺；信息化教學(xué)

中圖分類號：G623.8? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1005-2410（2023）04-0079-02

教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》和《2021年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》強(qiáng)調(diào)，促進(jìn)教育信息化，實(shí)現(xiàn)從專用資源向共享資源轉(zhuǎn)變；從提升學(xué)生信息技術(shù)應(yīng)用能力向提升信息技術(shù)素養(yǎng)轉(zhuǎn)變；從應(yīng)用融合發(fā)展向創(chuàng)新融合發(fā)展轉(zhuǎn)變。為進(jìn)一步落實(shí)信息化體育教學(xué)工作，近一年北京市東城區(qū)做了一系列的理論材料收集、專家訪談、方案制定、實(shí)踐研究和實(shí)際案例探究等工作，通過智慧信息化教學(xué)可視化平臺搭建、日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫運(yùn)用，科學(xué)系統(tǒng)的提升學(xué)生體育鍛煉效果、教師信息化教學(xué)應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)共同體信息共建共享，構(gòu)建體育教學(xué)智能指導(dǎo)應(yīng)用系統(tǒng)，推動(dòng)共同體集群化發(fā)展。本文針對東城區(qū)體育教學(xué)智能指導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)踐建設(shè)框架和系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述。

一、東城區(qū)體育教學(xué)智能指導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)踐建設(shè)框架

信息化體育教學(xué)共同體建設(shè)主要以北京市東城區(qū)教育科學(xué)研究院作為牽頭單位，目前共同體實(shí)踐單位包含示范校、集團(tuán)校、普通校等多所不同類型學(xué)校，主要有北京匯文中學(xué)、北京市廣渠門中學(xué)、北京市五十五中學(xué)、北京市六十五中學(xué)、北京市廣渠門中學(xué)附屬花市小學(xué)、廣東省東莞市樟木頭鎮(zhèn)教育管理中心學(xué)校共同完成。共同體開展主要以智慧體育為主線，積極參與教育部科學(xué)技術(shù)與信息化司開展的教育信息化教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐共同體項(xiàng)目，通過共同體成員對智能體育教學(xué)應(yīng)用場景的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)東城區(qū)體育與健康信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，從而實(shí)現(xiàn)提升共同體所有成員的信息素養(yǎng)，提升創(chuàng)新融合能力。

本文主要針對東城區(qū)信息化體育教學(xué)共同體建設(shè)的主要內(nèi)容、應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行詳細(xì)介紹，包括搭建智慧操場可視化平臺，建設(shè)東城區(qū)中小學(xué)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫、基于數(shù)據(jù)庫構(gòu)建體育教學(xué)智能指導(dǎo)應(yīng)用系統(tǒng)、借助信息化教學(xué)促進(jìn)學(xué)生鍛煉和教師提升、通過區(qū)域信息化教學(xué)共同體建設(shè)促進(jìn)跨區(qū)體育教學(xué)協(xié)同發(fā)展的實(shí)踐模式，促進(jìn)各區(qū)之間的交流合作，推動(dòng)共同體集群化發(fā)展。最終希望通過體育教學(xué)智能指導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)踐共同體，利用智能體育教學(xué)應(yīng)用場景、智慧操場可視化數(shù)據(jù)平臺（區(qū)級可視化平臺、校級可視化平臺、校級實(shí)時(shí)累計(jì)可視化平臺、學(xué)生檔案可視化平臺），實(shí)現(xiàn)可借鑒、可推廣、可復(fù)制的體育教學(xué)智能指導(dǎo)系統(tǒng)、智能體育教學(xué)實(shí)踐的應(yīng)用指南和典型案例。

二、搭建智能操場可視化平臺，運(yùn)用“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)，建立中小學(xué)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫

東城區(qū)借助信息化科技產(chǎn)物，搭建智能操場可視化平臺（圖1），呈現(xiàn)課內(nèi)和課外不同教學(xué)模式下“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”的智慧教學(xué)情景，采集“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)，建立區(qū)中小學(xué)生“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)庫。實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)社會資源（硬件、軟件支撐團(tuán)隊(duì)）、教育管理者、教育實(shí)施者（體育教師）、教育受益者（學(xué)生）對數(shù)據(jù)庫資源的充分利用及反饋。利用智能操場可視化管理平臺數(shù)據(jù)庫，指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地進(jìn)行體育鍛煉，實(shí)現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，提高數(shù)據(jù)的直觀性、實(shí)用性，形成智能指導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用案例。

目前在共同體單位已安裝監(jiān)測“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)交互終端，通過對共同體單位教師的培訓(xùn)，向?qū)W生發(fā)放運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測手環(huán)，進(jìn)行校園智慧體育“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)采集，交互終端顯示屏可以看到學(xué)生實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)心率、運(yùn)動(dòng)時(shí)間和有效運(yùn)動(dòng)時(shí)間，幫助教師全面評價(jià)學(xué)生校內(nèi)鍛煉效果和鍛煉強(qiáng)度，合理安排適合學(xué)生的日常鍛煉模式，科學(xué)提高學(xué)生體質(zhì)健康。針對成員校開展“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)采集，通過大量數(shù)據(jù)建立學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確評估體育課堂、課間操和課后體育鍛煉質(zhì)量，利用數(shù)據(jù)科學(xué)安排高效、新穎的體育課堂教學(xué)。

三、基于“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)庫，促進(jìn)共同體信息共建共享，構(gòu)建體育教學(xué)智能指導(dǎo)應(yīng)用系統(tǒng)

基于智慧操場可視化平臺數(shù)據(jù)交互終端的安裝與調(diào)適以及東城區(qū)針對不少于3000人次運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，進(jìn)行不同學(xué)校、不同年級、不同學(xué)生的數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)，并顯示在智慧操場可視化平臺，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各學(xué)校教師數(shù)據(jù)共建共享，教師可查閱學(xué)校內(nèi)部和其他學(xué)校學(xué)生鍛煉數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析對比研究，探究學(xué)校需改進(jìn)的地方，吸取各學(xué)校提升的建議等，通過數(shù)據(jù)共建共享，為各學(xué)校教師搭建溝通的橋梁，促進(jìn)學(xué)校教師之間教學(xué)能力和科研能力的提升。

共同體開展期間，各成員單位根據(jù)各個(gè)學(xué)校的傳統(tǒng)、場地、師資等不同情況，開展適合本校學(xué)生的體質(zhì)提升實(shí)踐活動(dòng)，并依托可穿戴設(shè)備，采集學(xué)生“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)庫的分析，幫助教師全面評價(jià)學(xué)生鍛煉效果和鍛煉強(qiáng)度，合理安排適合學(xué)生的日常鍛煉模式。

通過采集“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為其他學(xué)校參與共同體實(shí)踐提供更多參考模式，從而促進(jìn)共同體多元化發(fā)展。在中小學(xué)實(shí)現(xiàn)可借鑒、可推廣、可復(fù)制的智能體育教學(xué)實(shí)踐的典型案例，全面推廣智能操場可視化管理平臺，探索共同體單位信息的共建路徑，提供可借鑒、可推廣的體育教學(xué)智能指導(dǎo)系統(tǒng)的組織形式，形成可復(fù)制的智能指導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用指南，進(jìn)行以點(diǎn)帶面的推廣，發(fā)揮實(shí)踐共同體的輻射示范作用，從而推進(jìn)智能體育教學(xué)指導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用的長效機(jī)制。

四、借助智慧體育信息化教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生有效鍛煉和提升教師信息化教學(xué)應(yīng)用能力

基于“日運(yùn)動(dòng)負(fù)荷數(shù)據(jù)”監(jiān)測，開展東城區(qū)智能指導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)踐共同體建設(shè)教科研活動(dòng)，根據(jù)活動(dòng)內(nèi)容針對監(jiān)測形式、監(jiān)測對象、監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測結(jié)果等，進(jìn)行各校區(qū)內(nèi)容匯報(bào)，根據(jù)各學(xué)校情況進(jìn)行研討，并針對學(xué)校提出問題進(jìn)行組內(nèi)活動(dòng)探討，希望通過各學(xué)校實(shí)踐和相互探究的教科研活動(dòng)，建立長效機(jī)制，對共同體的教師和學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，提升共同體成員的信息素養(yǎng)，提升創(chuàng)新融合能力。定期開展線上看課、線上評課，匯總教師教案、教學(xué)視頻及教研活動(dòng)的觀課感受，提高教研實(shí)效性，促進(jìn)教師教學(xué)能力提升。同時(shí)也能促進(jìn)共同體成員的快速成長，形成骨干引領(lǐng)，均衡提升。

針對學(xué)生而言，學(xué)生鍛煉結(jié)束可以通過交互數(shù)據(jù)終端，查閱班級、個(gè)人的鍛煉數(shù)據(jù)報(bào)告，了解個(gè)人鍛煉過程中的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷表現(xiàn)，呈現(xiàn)數(shù)據(jù)主要包括平均心率、平均強(qiáng)度、練習(xí)密度、消耗卡路里、步數(shù)等負(fù)荷指標(biāo)，根據(jù)個(gè)人數(shù)值與他人對比、與個(gè)人縱向?qū)Ρ龋庇^分析個(gè)人本次鍛煉效果以及下次鍛煉時(shí)需要改進(jìn)的內(nèi)容。通過直觀數(shù)據(jù)反饋，希望提升學(xué)生鍛煉的積極性和挑戰(zhàn)性，從而更科學(xué)地促進(jìn)學(xué)生體質(zhì)健康水平。

五、建立跨區(qū)域體育教學(xué)協(xié)同發(fā)展的實(shí)踐模式，促進(jìn)交流與合作，推動(dòng)共同體集群化發(fā)展

經(jīng)過前期東城區(qū)共同體學(xué)校建設(shè)、實(shí)踐應(yīng)用等一系列研究后，得出一系列數(shù)據(jù)資源，希望利用數(shù)據(jù)資源庫及學(xué)生鍛煉效果分析案例，能夠與其他地區(qū)學(xué)校教師進(jìn)修深度學(xué)習(xí)與交流，發(fā)揮前期實(shí)踐應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行交流和分享，起到實(shí)踐共同體的輻射、帶動(dòng)、引領(lǐng)、示范作用。通過不同區(qū)域的交流培訓(xùn)，樹立多元化的、現(xiàn)代的教育觀念，學(xué)習(xí)先進(jìn)的教育思想，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，為學(xué)校智慧體育教學(xué)系統(tǒng)分享更多經(jīng)驗(yàn)。