基于SaaS的高校智慧體育校園服務平臺的初探

韓星蕊 曾理 林盈伽 劉楊華 劉彥晨

(華東理工大學體育科學與工程學院 上海 200237)

高校體育作為培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人的重要組成部分，被賦予了支撐體育強國的重要使命與任務［1］。2022 年，在中國共產黨第二十次全國代表大會上，習近平總書記指出，要加強青少年體育工作，加快建設體育強國，并首次提出了“推進教育數字化”的理念［1］，不僅明確了加快數字化發展、建設數字體育的創新發展思路，而且為高校智慧體育校園的加速變革提供了行動指引。

近年來，隨著信息技術和數字技術的發展，高校體育工作出現了如線上體育課程、智慧場館管理、智慧體質測試、智慧鍛煉打卡、智慧型體育競賽管理系統等豐富的智慧應用場景，讓高校體育教學和學生體育活動在時空條件、信息資源、運動形式和運動體驗方面得到了極大的拓展和豐富。但從整體的發展層面來看，高校體育的智慧化建設還存在傳輸斷點、數據孤島、服務缺位等諸多問題與不足，制約了數字技術與高校體育的深度融合。面對高校智慧體育應用場景不靈活、孤立的問題，“Software as a Service”（SaaS）軟件提供了一種可行的解決方案，SaaS 是一種基于云的軟件交付模式，提供自動軟件更新，并通過互聯網以即時的方式將數據提供給管理人員、教師和學生，為暢通高校智慧體育應用場景的數字信息提供了可能。

基于上述背景，該文采用文獻資料、綜合分析等方法，根據SaaS的基本邏輯框架體系，結合高校體育數字技術的應用需求及場景，系統剖析現階段高校體育信息化建設的問題及不足，根據對“教、學、練、賽”等體育信息及數據的收集、匯總和管理，探討基于SaaS的智慧體育校園服務平臺的實施路徑，以期為數字化時代高校體育的智慧發展提供路徑與參考。

1 概念界定及相關研究

1.1 智慧校園

1.1.1 “智慧校園”的概念

2008年，IBM在《智慧地球：下一代領導議程》中提出了“智慧地球”的概念，它是指借助新信息技術的強力支持，讓地球上的所有事物實現被感知化、互聯化和智能化。這里的“智慧”是指辨析判斷、發明創造的能力。同時，IBM提出了“智慧教育”，則是指通過構建技術集成的學習環境，讓教師能夠施展高效的教學方法；讓學生能夠獲取個性化的學習服務［2］。“智慧校園”是“智慧教育”的下位概念，是其具體內容的延伸。2018年，國家標準化管理委員會發布了《智慧校園總體框架》（GB/T 36342），將“智慧校園”的標準定義為：物理空間和信息空間的有機銜接，使任何人、任何時間、任何地點都能便捷地獲取資源和服務。在互聯網數據交互技術的協助下，相關平臺能夠增強校園體驗，提高運營效率，并為大眾提供更便捷的教育方式。

1.1.2 “智慧校園”的國內外發展

歐美發達國家在掌握計算機技術后，高校涌現出一批高校迎新系統，這是“智慧校園”開端的重要標志［3］。美國波士頓大學等高校，早在19 世紀中葉就開始進行新生入學前的指導工作。1980 年，美國發行了《學生服務或發展項目指導綱要》［4］；1993 年由美國政府牽頭制定了國家基礎設置的行動綱領；1998 年美國副總統戈爾提出“數字地球”發展戰略，同年美國100多所大學聯合成立了UCAID［5］。

我國“智慧校園”的建設起步較晚，但發展勢頭迅猛。1999年，《國際“數字地球”大會》首次在北京召開，“數字地球”“數字校園”等相關概念層出不窮。2001年，清華大學首創了“數字迎新”，標志著我國“智慧校園”的確立。隨之，國內各高校也開啟了“智慧校園”的探索道路，發展迅速［6］。黨的第十八次全國代表大會提出，要推進建設數字城市，建立新型“智慧城市”，而“智慧校園”是“智慧城市”的縮小版，也進一步推動了我國“智慧校園”建設的步伐。2018 年，國家標準化管理委員會發布了《智慧校園總體框架》（GB/T 36342），意味著“智慧校園”進入標準化發展階段。2022 年5月，《依托智慧服務 共創新型智慧城市——2022 智慧城市白皮書》在北京正式發布，又促使新一代信息技術向高校下沉，給“智慧校園”進一步建設帶來新的機遇。

“智慧校園”給高校教育工作帶來便利，其主要體現在3個方面：通過對教育數據的深度挖掘，為教育的決策者提供參考［7］；通過智能化信息管理系統，簡化了教學管理環節，避免因人為因素造成的管理失誤，減少教學過程中的時間和成本［8］；教育主管部門通過匯總、督查、分析各高校之間各類數據信息，為提高教育質量提供了高效的數據支撐［9］。

1.2 智慧體育校園

1.2.1 “智慧體育校園”的概念界定

“智慧體育校園”是指利用信息技術和數字化手段，將智能化、網絡化和數字化應用于校園體育管理和教學活動中的一種模式或理念［10］。它依托物聯網、AI、大數據分析等技術，通過將傳統體育教學與現代信息技術相結合，以提升體育教育質量，促進學生全面發展為目標，構建一個智能化的校園體育環境。“智慧體育校園”是體育信息化的延伸、拓展和升華，是高校體育信息化的進一步發展與深化。

1.2.2 “智慧體育校園”的發展

“智慧體育校園”是“智慧校園”的一個體育場景分支。現階段，加強學生體育鍛煉，形成良好鍛煉習慣，已經成為新時代背景下學校體育工作的重點任務。然而，校園體育數據豐富而分散的特點，就更加依賴于信息化、智慧化管理系統，使得我國出現了一大批體育管理系統。起初是針對體育課所需要的查分、查表及成績計算系統、選課系統，再到體質健康測試系統、體育活動打卡系統以及校園體育競賽管理系統等等。這些系統通常是根據不同的業務需求，進行特定的數據收集、匯總和管理。

將智慧的概念和現代化的技術融入體育教學、管理等過程，有利于激發學生體育興趣，提高學校體育教學質量。例如，在學校場地的管理方面，智慧場館管理系統可以讓管理人員實時查看場地的租借情況，從而獲取運動數據，學生可以及時選擇不同場地進行體育鍛煉。以學生健康跑管理系統為例，可以在學生體育課、晨跑時段、課間等開展戶外鍛煉和監測，量化鍛煉成果、沉淀測試數據，簡化教師工作，提升效率。在晨跑時，可以利用人臉識別功能，杜絕替跑的情況發生，防止作弊，減輕監考教師的負擔。在體育虛擬課程中，智慧體育旨在為體育教師提供信息化教學工具，輔助精細化、針對性體育教學，具備過程違規提示、運動曲線、運動評價報告、姿勢方法改善建議、肌群狀態、肌群訓練建議等功能，是體育教師專業信息化的教學工具。在體育競賽管理系統中，智慧體育的強交互性、強專業性和強內容性，有助于提高學生參與體育鍛煉的興趣。在學生體質測試中，AI 系統的使用可以改變傳統體測的方式，為體育教師和學生帶來了全新的體驗。

然而，由于體育經費、政策等諸多原因，絕大多數高校還無法全面實現上述這些智慧體育校園的全部功能和場景。因此，就會形成數據孤島及斷點，需要通過不斷完善的智慧體育校園服務平臺服務功能，降低使用成本，將更多零散的體育數據收集起來，并形成完整的校園體育數據鏈閉環，這是智慧校園的發展必經之路。

1.3 SaaS及發展

SaaS 技術通常被認識為是一套集成系統，是某行業的通用型、功能比較全面、多個系統的服務集合，具體需要某些功能生成某些相應功能的子系統。其概念承接自應用服務商ASP（Application Service Provider），但受制于當時互聯網技術的發展，ASP的應用較少［11］。隨著互聯網的快速發展，SaaS 技術在軟件科技中發展勢頭迅猛。我國的SaaS市場開始于2004年［12］，這些年來的發展也較為迅速，技術也更加成熟。比如，一個體育賽事系統，參賽者使用的是報名和成績子系統，運營商使用的是用戶所產生的數據，廠商則通過數據畫像為客戶提供更精準的服務。再如，一個商業健身房智慧管理系統，就包含了會員、教練、會籍、場館、資金等多個數據管理與營銷系統和軟件生態。這些都是SaaS在體育場景中應用的典型案例。而且，使用SaaS 可以通過數據整合、聚類、統計和預測，為學校體育管理提供趨勢預測、智慧決策等服務［13］。同時，它擁有很多優勢，如建設成本低、維護成本低、應用門檻低、應用有風險低等［14］。因此，SaaS 技術讓智慧體育校園服務平臺建設成為可能。

2 高校智慧體育校園服務平臺現狀分析

2.1 高校體育數字技術的應用需求及場景分析

在高校智慧體育校園的建設中，數字技術的應用需求和場景主要體現在以下幾個方面。第一，數據收集與管理。高校體育部門需要收集和管理學生的運動數據，包括身體素質測試結果、訓練計劃、比賽成績等。數字技術可以幫助高校體育部門對學生的運動數據進行收集、分析和評估。通過使用傳感器、智能設備等技術，可以實時記錄學生的運動表現，包括步數、心率、速度、距離等。這些數據可以被用于評估學生的運動能力，制訂個性化的訓練計劃，并提供數據驅動的反饋和建議。第二，運動訓練與指導。學生在體育課程中需要接受專業的運動訓練和指導。數字技術可以提供多媒體教學資源、虛擬實境（VR）和增強實境（AR）等技術，學生可以在虛擬場景中進行足球、籃球、游泳等各類運動的訓練。這種場景可以提供真實的訓練體驗感，并通過即時反饋幫助學生糾正動作和提高技能。第三，健康監測與管理。數字技術可以用于監測學生的身體健康狀況，包括心率、血壓、睡眠質量等指標的監測。通過可穿戴設備和健康管理軟件，教練可以實時了解學生的健康狀況，并及時采取相應的措施。第四，賽事管理與組織。高校體育部門需要有效地組織和管理各類體育賽事，包括校內比賽和校際比賽。數字技術可以用于高校體育賽事的管理和推廣。通過在線報名系統、賽事管理平臺和移動應用程序，可以方便學生報名參賽，查詢賽程和成績，獲取賽事信息等。同時，可以通過社交媒體和在線直播平臺將賽事推廣給更多的人群，提高賽事的曝光度和參與度。第五，社交互動與共享。數字技術可以促進學生之間的互動和交流。通過社交平臺、在線討論區等工具，學生可以分享運動經驗、交流技巧，并建立學習合作的網絡。總之，高校體育數字技術的應用旨在提升學生的運動水平，促進健康管理和加強體育社區建設。

2.2 現階段高校智慧體育校園服務平臺建設的不足

首先，高校體育信息化建設程度不高。由于現階段我國社會主體的信息化、智慧化建設才剛剛起步，而在高校層面還沒有統一的、典型的SaaS 智慧校園服務平臺，高校體育的信息化建設更是良莠不齊。特別是高校體育工作在高校教育整體工作中還沒有得到應有的關注和重視，大規模、大資金地投入智慧體育校園的建設較為困難。所以，高校體育數據的收集、利用水平較低，還處于簡單的數據存檔、數據上報的低水平階段。也正是這種低水平的數據采集方式，給高校體育數據收集帶來了諸如少記、漏記、錯記等問題。而且，高校體育數據的收集不同于傳統的教室課堂教學數據收集，后者時空環境相對固定、人體動作相對簡單，前者卻呈現出時間層面的碎片化、隨機化，空間環境也幾乎涉及大部分的校園空間，人體動作呈現復雜、位移變化多的特點。因此，多項目、多場景給高校體育數據收集帶來了不可避免的信息化建設難題。

其次，高校體育網絡信息安全堪憂。智慧體育校園服務平臺建立在物聯網、大數據的基礎之上，一方面是方便用戶實時地傳輸、獲取和利用數據；另一方面，這種數據在利用的過程中，網絡信息安全問題也險象迭生。由于智慧體育校園服務平臺實現了對學生的全程跟蹤記錄，一旦這些記錄被非法整合、盜用、篡改，將會對個人隱私以及校園公共信息安全造成極大的危害［15］。因此，安全可靠的信息安全策略和數據使用規范，也是智慧體育校園服務平臺成功的關鍵。

3 基于SaaS 的高校智慧體育校園服務平臺的構建

3.1 高校智慧體育校園服務平臺建設的構成要素

3.1.1 數據收集要素

如圖1 和表1 所示，在高校體育活動發展的過程中，可以被收集的數據種類和指標繁多，筆者將這些數據整理歸納為靜態數據、動態數據2個大類，其中靜態數據分為身份數據、場地數據2個子類；動態數據又分為指征數據和行為數據2 個子類。另外，由于這些數據可能來源于高校的各個二級部門，而且隨著科技進步，收集數據的精度和頻度迭代較快，所以需要建立一套有效的數據倉庫來存儲、整合上述高校體育數據，并將數據倉庫納入基于SaaS 的智慧體育校園服務平臺中，最大限度發揮SaaS的集成效應。

表1 智慧體育校園數據類型及收集方法

3.1.2 數據分析要素

在數據分析之前，需要建立一個好的數據模型，如圖2 所示，其內容要兼顧體質健康、體育課、課外活動等，能夠在時間上與空間上同時兼顧，并對近未來作出判斷與預測。這一模型的目標在于動態反映學生運動數據，并能夠囊括往后發展中待錄入的數據，并將這些數據反饋給教師和學校。當數據被錄入后，該模型最后能夠形成相應的數據閉環，并以可視化的形式呈現給用戶。

圖2 數據分析要素運作圖

3.1.3 數據應用要素

如圖3所示，加入SaaS技術之后，可以將上述數據整合、聚類、統計，通過數據分析模型，將這些數據呈現給用戶，并發揮數據的作用與價值。例如：場地數據有助于學校提高場地管理效益；課外活動數據可以納入學生的綜合評價評先評獎等。

圖3 數據應用要素運作圖

3.2 高校智慧體育校園服務平臺的功能構建

3.2.1 運動跟蹤與監測

對于學生用戶而言，在運動跟蹤方面，SaaS智慧體育校園服務平臺會成為一種新的運動行為評價手段，它能夠及時反饋學生的運動鍛煉情況，學生也能夠及時了解自己的運動過程及運動成果，并對未來的運動計劃加以預期，以增強運動黏性。在運動監測方面，通過體質測試系統、競賽系統、積分系統等多個監測評估子系統，學生可以直觀、及時了解自身身體情況和運動水平，也可以更清楚地認識到運動帶給自己的各種變化，如睡眠質量、體能變化、賽事積分等，從而獲取體育帶來的幸福感，并不斷激勵自己終身參與體育運動。

3.2.2 教學反饋

在課程教學方面，教師需要及時通過平臺了解學生的運動情況，從而調整課程練習或作業的難易程度，并從更專業的角度給出指導意見，做到因材施教。在綜合評價方面，教師需要從原先單一的指標評價轉變為個性化的綜合性評價方式。從原先“達標、達線”，轉變為綜合考量階段性的進步與成長。同時，體育教師的角色轉變也將發生很大的變化，要更加注重探索信息化的教學理念，通過數據反饋，及時作出相應調整，并從中找到規律，創造更適用的教學方案［16］。

3.2.3 管理應用

對于學校及主管部門而言，智慧體育校園服務平臺能夠高效地動態監測學校體育的實施、學生的身體素質變化，從而優化學校、主管部門的管理水平。平臺提供學生信息管理功能，包括學生檔案、健康信息、參與的體育活動記錄等。學校可以通過平臺對學生信息進行管理和查詢。學生和教職工可以通過平臺進行場館的在線預約，包括體育館、游泳池、健身房等設施。學校可以通過平臺進行場館資源的管理和調度。平臺提供各類運動項目的管理功能，包括規則介紹、報名、賽程安排、成績記錄等。學校可以通過平臺組織和管理校內的運動項目，管理校內外的體育比賽，包括賽事報名、賽程安排、成績記錄和獎項評定等。學校可以通過平臺關注學生的健康狀況并提供相應的指導，包括身體健康評估、運動計劃制訂和運動數據記錄等。平臺提供社交功能，學生和教職工可以在平臺上相互關注、互動、分享體育活動和成果，增強社區感和團隊協作。平臺需要具備良好的數據安全機制，包括數據加密、身份驗證、權限管理等，保護學生和教職工的個人隱私和信息安全。這些功能可以幫助學校和主管部門更好地組織和管理體育校園的相關事務，提高管理效率，促進學生健康成長。此外，“智慧校園”的建設也是“智慧城市”建設的重要部分［17］，優質的管理應用效果，將進一步充實和完善“智慧城市”整體的架構。

3.2.4 促進校企合作

對于企業而言，在數字化時代，可以借助智慧體育校園數據對場館、設備及產品進行自動分析、建模，實現精準營銷。企業可以通過平臺與高校進行贊助和合作，支持學校的體育項目和活動，并獲得品牌曝光和宣傳機會；也可以利用平臺與高校進行合作，發布招聘信息，吸引優秀的體育人才，并與高校合作培養人才，提供實習和就業機會。通過平臺與高校合作舉辦體育活動、比賽贊助等形式，提高企業品牌知名度和形象，并開展相關營銷活動。通過平臺獲取高校體育校園相關數據和用戶洞察，進行市場調研和分析，為企業的產品和服務提供決策依據。企業可以與高校合作進行體育科技創新和研發項目，共同探索新的體育技術和解決方案，推動產業發展。企業可以通過平臺參與高校的社會責任和公益活動，支持體育教育和健康推廣，提高企業社會形象。平臺可以提供高校體育相關數據的統計和分析，幫助企業了解目標用戶的行為和需求，制定針對性的營銷策略。校企合作可以幫助企業與高校建立合作關系，開展多方面的合作和交流，實現品牌推廣、市場開拓、人才引進等多重目標，并提升企業的社會責任形象。

4 結論與建議

4.1 結論

從相關研究中不難看出，我國關于智慧體育校園平臺正處于高速發展的階段，隨著互聯網技術的提升，相適應的服務平臺建設也應當與時俱進，為教師、學生、學校、政府、機構多方位的要素提供相適應的服務。與此同時，我國相關的一些服務平臺仍然存在信息化程度低，網絡信息安全保障不足等問題。該文所提出的基于SaaS的高校智慧校園服務平臺構建的數據要素包含靜態數據與動態數據兩個方面，其中最為重要的動態數據又包含了指征與行為兩方面的數據；平臺的數據分析內容要兼顧體質健康、體育課、課外活動等，能夠在時間上與空間上同時兼顧，并對近未來作出判斷與預測；平臺的數據應用包含整合、聚類與統計；平臺的功能體現在運動跟蹤與監測、教學反饋、管理應用、促進校企合作等方面。

4.2 建議

基于SaaS的智慧體育校園服務平臺的建設將會更好地管理體育數據，讓原先斷連的數據重新發揮應有的價值。根據該研究提出以下促進高校智慧體育建設的建議。

第一，加大政府支持，構建網絡安全保障。現階段高校信息化建設程度不高，網絡安全問題也堪憂，所以需要加大政府支持，通過政府這一平臺，打造全國統一的智慧體育校園平臺，有政府作為網絡安全的保障，并消除了學生、學校、政府間的“數據孤島”“信息屏障”，進一步完善“三位一體”建設。

第二，構建智慧體育校園服務平臺，提升體育教育質量。智慧體育校園平臺將成為良好的教學輔助利器。在體育教學過程中，原先單一的學生評價體系將向多方面、綜合性、完善性轉化，要求在校教師適應新設備、新模式的同時，根據不同學生不同基礎因材施教。

第三，創新發展，互聯互通，與時俱進。要吸收國內外的優秀發展案例，并與優秀的企業、學校合作，提高體育數據在收集、利用等方面的效率，互利共贏，打造未來能夠提供個性化服務的智慧體育校園服務平臺。