運用數字化工具開展學生體質監測

熊莉莉 范曉煜

一、引言

近年來，學生體質健康水平發展不平衡、不充分，肥胖、近視、超重等問題成為社會關注的熱點。2021年4月，教育部辦公廳印發《關于進一步加強中小學生體質健康管理工作的通知》，進一步明確中小學體育鍛煉內容、時長、強度，提出大力推廣家庭體育鍛煉活動。“如何保障學生每天校內、校外各一個小時體育活動時間，促進學生養成終身鍛煉習慣”成為中小學校面臨的重要課題，布置和批閱家庭體育鍛煉作業成為體育教師的日常工作重點之一。

傳統的紙質作業單、家校群視頻“打卡”等形式已經無法滿足家庭體育教學的場景需求，運用數字化工具監測學生體育鍛煉就是在這個背景下產生的。筆者所在怒江中學使用“體智云+天天跳繩”這一套數字化工具，該工具依托人體骨骼定位技術自動捕捉、跟蹤、測量運動動作，并能對鍛煉數據進行智能批閱、分析與評價，大大減輕教師開展家庭體育教學的工作量，幫助學生養成健康的學習方式和生活方式，形成家校協同育人合力。

二、技術簡介

1.人體骨骼定位技術

人體骨骼定位技術屬于一種計算機視覺技術，又稱人體骨骼關鍵點檢測技術，主要檢測人體的一些關鍵點，如關節、手肘、膝蓋、五官等，通過關鍵點的位置變化，可以推斷出人體的姿態和行為。人體骨骼關鍵點檢測技術已經被廣泛應用于姿態估計、動作捕捉、表情識別、人體追蹤等方面。

2.數字化工具介紹及優勢

2022年上半年，筆者所在學校引入了“體智云+天天跳繩”這套數字化工具開展學生體質監測，為體育教學賦能助力，落實新課標引領下體育教學的提質增效，最終促進學生體育鍛煉適性發展。

（1）學生端：“天天跳繩”App

趣味互動 將跳繩、體能、跑步、健身、廣播操、球類等運動項目置于豐富的AR場景中，把運動項目變成“游戲闖關”。

使用便捷 只要使用一部手機或一個平板就能開展，打破傳統體育鍛煉沒有合適的運動環境和運動設施就很難甚至無法開展的困境。

自動計數 學生在攝像頭范圍內進行體育運動，后臺自動監測其運動達標情況，并進行計數評分。

智能提醒 學生登錄“天天跳繩”App后，可查看待完成訓練任務、消息提醒。

激勵機制 融入段位分、經驗值和能量豆獎勵，并提供PK模式，激勵學生持續鍛煉。

數字畫像 家長可獲得學生體育鍛煉的整體數字畫像，如能力圖譜和運動勛章等。

（2）教師端：“體智云”平臺

多樣體育 教師可開設體能打卡、專項訓練、比賽、假期作業等多種形式的內容。

快速布置 教師可以快速布置體育鍛煉作業、發起體質測試、體育訓練或競賽。

自動批閱 教師可以一鍵查看完成名單，設置未完成提醒，開展批量或單獨點評。

數據統計 可從年級、班級、性別、時間段等方面獲取鍛煉數據，還可獲得班級周報、月報等可視化數據。

三、體育鍛煉全流程監測

本套“體智云+天天跳繩”數字化工具能夠實現學生體育鍛煉作業的布置、監控、完成、反饋、統計，為體育教師開展全流程教學監測提供有力保障。首先，教師登錄“體智云”平臺，根據教學需求布置相應類型的體育鍛煉作業；然后，學生登錄“天天跳繩”App完成作業任務，平臺AI自動計數并評分；接著，教師可以實時查看學生的完成情況，進行數據統計分析，下載作業報告，設置未完成提醒，調整作業策略；最后，學生和家長可以獲得學生體育鍛煉的整體數字畫像。體育鍛煉監測流程如圖1。

1.教師快速布置作業

“體智云”平臺提供了豐富的作業內容項目庫，教師可基于官方模板或自定義形式快速布置作業，提高作業布置效率。教師布置作業時需設置作業的開始和結束時間，作業布置方式可選擇為每天重復或按周布置或僅周末，并選擇布置作業的班級。每項作業基于熱身—核心—拉伸這三大運動環節展開，教師可根據不同年級、不同性別設置運動強度、項目組數、運動時間。在寒暑假階段，教師還可布置特定主題的體育作業，如“安全教育課”。

2022年暑假，筆者所在學校利用“體智云”平臺開設了“體育作業”“運動賽事”“專項教學”“安全教育”“勞動課堂”5個主題板塊的暑假體育鍛煉測試。2023年暑假，學校體育組根據不同年級學生體育鍛煉的目標，設置對應的體育鍛煉作業。如準初一學生布置15分鐘增強體育健康、培養運動習慣的暑假作業，準初二和初三學生分別布置20分鐘備戰體質測試、20分鐘備戰中考測試的暑假作業。

2.學生提交作業

學生登錄“天天跳繩”App之后，可以看到醒目的“體育作業待完成”提示（如圖2），點擊“去完成”查看今日的作業內容概況、內容列表及其他同學的完成情況，還可以觀看動作示范教學視頻，按提示完成每項作業。當學生缺乏運動設備時，只要動作準確也能完成并獲得評分（如無繩跳繩）。

此外，學生還可參與“作業打卡榜”“班級運動場”，甚至可組隊PK或參與校園比賽項目，這樣大大地提升了體育作業的互動性、激勵性。以“綜合體能積分賽”為例，2023年7月期間有五位學生參加，共25次參賽記錄，這五位學生通過多次參與來刷新比賽紀錄，不斷挑戰和突破自我。學生還可在某個運動項目中快速組隊進行PK，如在“趣味親子積分賽”中，與家長開啟挑戰。

3.教師檢查作業

“體智云”平臺基于AI技術自動檢測學生體育鍛煉情況并評分，運動評價細分為“DCBAS”五個等級，每個評價等級根據不同項目有對應數值。教師可根據配套智能批改分數和未完成提醒了解學生作業情況，減輕作業批閱量大的負擔。

“體智云”平臺的作業數據記錄詳細全面，含完成進度、評價打分等，教師可查看作業報告進行教學監測。圖3為學校某班級體育鍛煉作業完成情況，教師可以快速查看優秀名單，設置智能批改和未完成提醒，還可下載并分享班級日報、周報，激勵學生更好更快地完成體育鍛煉作業。

教師還可以查看全校運動總體情況，按年級—班級—學生—項目—運動時間導出作業日報、周報等詳細表格數據，進行精準教學分析，調整教學策略，開展針對性教學。

4.學習反饋

學生登錄“體智云”平臺之后能夠查看個人及班級上周作業完成情況，還可以分項目查看作業完成度，獲得“訓練記錄”報告、“運動數據”統計、“體育能力”圖譜（如圖4）、“我的榮譽”勛章等方面的可視化數據。家長可查看學生體育數字畫像，全方位了解孩子的體育鍛煉情況。

四、實踐中的收獲與思考

“體智云+天天跳繩”這套數字化工具提升了一些原本枯燥的跑、跳、投運動的趣味性和互動性。經過一定時期的實踐探索，教師可以將技能和體能類運動設置為占比50%，人機互動的游戲類運動設置為占比50%，讓學生練在其中、玩在其中，逐漸養成鍛煉的習慣。

學校體育組在2022年上半年線上教學期間，利用這套數字化工具開展了一次線上嘉年華，豐富有趣的運動項目不僅獲得了學生的熱情參與，還鍛煉了學生的下肢力量、靈敏度和協調性（如圖5）。經過一年多的積累，筆者所在學校使用這套數字化工具取得了一定成效，2022年學生體質健康測試優良率較去年提高了0.2%。

在中小學領域，體育健身類數字化工具應考慮學生的用眼衛生，家庭體育作業強度不宜過大，每次鍛煉時間10～30分鐘為宜。體育鍛煉的形式和要求不應局限于線上，還需要落實到線下體育教學、體質測試、體育比賽中。因此，如果設置一套體育作業激勵機制并在線下定期公布結果，如積分兌換實物、獎章頒發等，為App的使用構建一個良好的生態鏈，在一定程度上能夠激勵學生更加主動、持久地進行體育鍛煉，最終養成健身運動的好習慣。

在此基礎上，學校體育組精心策劃了13個大項29個小項的體育比賽項目，即怒江“慧動”活力榜項目。該項目與健身節相結合，以一個學年為比賽周期，項目設置涵蓋智力、力量、速度、耐力、靈敏、協調、穩定等多種運動能力，也充分鍛煉了學生的獨立思考判斷能力、心理承壓能力、人際交往能力等；項目融入“積分制”，設立學生裁判組，學期末學生可以根據積分得到精神獎勵和物質獎勵。

經過一年多的實踐，有一千多人次參與打榜，極大地提高了學生的運動熱情和體育素養，通過這種多樣化的運動項目和大跨度的時間周期促使學生養成了良好的運動行為，樹立終身體育的觀念。

五、趨勢與展望

“體智云+天天跳繩”這套數字化工具借助人體骨骼定位技術和數據分析技術大大減輕了教師的工作量，促使學生養成體育鍛煉的習慣，進而在一定程度上破解“教會、勤練、常賽”這一教育目標難題。另外，“體智云+天天跳繩”讓學生的學習“有跡可循”，為學校和家長全方位了解學生的家庭體育鍛煉情況提供數據參考，為進一步提升學生體質素養指明方向。

隨著《全民健身計劃（2021—2025年）》的頒布，涌現了一大批健身App和微信小程序，如定位年輕上班族的“Keep”和“咕咚跑步”；定位老年人的“糖豆”；定位中小學生的“蘿卜長高運動”；甚至還有很多手機品牌自帶運動健康功能，如“華為運動健康”“小米運動健康”等。這些健身App的共同點都是借助AI技術和大數據分析技術，并融入互動PK理念，把健身運動變得趣味化、生活化、數據可視化，激勵用戶養成運動健身的好習慣，對全民健身起到了有效的推動作用。