人工智能在大學生體質健康自助測試中的研究

摘要：近年來，隨著生活水平的不斷提高，大學生的體質健康水平卻不盡如人意。因此，眾多學者從不同角度、不同層面展開了大學生體質健康水平的研究。近期，人工智能與大學生體質健康的結合已成為熱點。通過回顧我國大學生體質健康測試的發展歷史，分析傳統測試存在的問題，總結大學生體質健康自助測試的研究現狀，來闡述體質健康自助測試的優點。

關鍵詞：大學生" 體質健康" 人工智能" 自助測試

大學生是祖國的棟梁，他們的體質健康水平和國家的發展密切相關。但隨著生活水平的不斷提高，大學生的體質健康水平卻不盡如人意。教育部在2021年9月公布的數據顯示：大學生體質健康優良率在2014-2019年之間只增長了0.2個百分點，弱于初中學生的5.1%和高中生的1.8%。大學生體質健康已成為眾多學者關注的問題并對此開展了多方面的研究。而人工智能隨著科技的不斷發展，逐漸與大學生體質健康測試緊密相連。人工智能是探究人類智能活動的機理和規律，研究如何讓智能體去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，形成模擬人類智能行為的基本理論、方法和技術，所構建的智能系統，能夠像人一樣思考和行動，并進一步提升人的智能。體質是指人體的質量，它是在遺傳性和獲得性基礎上表現出來的人體形態結構、生理機能和心理因素、對環境的適應能力等要素組成的相互聯系的綜合體系。健康則不僅僅是指沒有疾病和衰弱的狀態，而且是一種在身體上、精神上和社會上的完好狀態。目前，人工智能企業已經生產出種類繁多的產品應用于民眾的身體健康監測領域，幫助民眾實時監測和了解自身的健康狀況。本文擬探究以紅外感應、大數據和可穿戴式設備等人工智能技術為媒介手段在大學生體質健康自助測試方面的應用，從而為改善大學生體質健康水平提供理論參考。

1、我國大學生體質健康測試的歷史變遷

一種制度的形成必然是出于社會、經濟或者政治上的需要，或許是以某一方面需求為主，或許三方面兼顧，并深根于特定的社會結構之中。我國大學生體質健康測試制度與我國青少年體質健康測試制度的發展進程總體上同根同源。新中國成立初期，在經濟困難、敵對勢力威脅并沒有消解以及以蘇美為代表的東西陣營“冷戰”愈演愈烈的背景下，毛澤東主席從戰備角度出發，提出“發展體育運動，增強人民體質”的口號，朱德副主席指出要“普及人民體育運動，為生產和國防服務”。所以，根據蘇聯經驗，政務院于1954年頒布了《準備勞動與衛國體育制度暫行條例和項目標準》，簡稱《勞衛制》，正式揭開了大學生體質健康測試制度的序幕。測試分為預備級、1級和2級，測試項目包括射擊、跳遠和手榴彈擲遠等與生產勞動、國防軍事緊密關聯的項目，帶有強烈的“集體和國家意志”色彩。1、2級測試達標者頒發相應證書和證章，享有參加各類比賽的優先權，每隔3年要對通過1、2級測試者復測一次，以保證測試工作質量。達標法簡單易行，但是無法積聚個體的測試數據，不能進行比較分析。

制度變遷是制度的替代、轉換和交易過程，是制度創立、變更及隨著時間變化而被打破的方式。中國大學生體質健康測試制度也是一個新制度不斷代替舊制度的發展過程，其實質是政府部門通過頂層設計、出臺相應政策、引導相關利益主體、融合各方資源促進大學生體質健康的提高。1964年，因為國情變化和中國文化習俗等方面的原因，《勞衛制》改名為《青少年體育鍛煉標準》，測試內容、評價標準不變，但隨著文化大革命的開始，大學生體質測試工作因此中斷。直到進入70年代后中西方關系“破冰解凍”、國家政治生態和經濟環境有所好轉的背景下，增強學生體質的教育思想逐漸形成，原有測試項目已落后于時代發展潮流，不符合社會利益。因此，國家體委在對《青少年體育鍛煉標準》修訂的基礎上，聯合多部門于1975年頒發了《國家體育鍛煉標準》，并歷經了1982年、1988年和1990年三次修訂，逐步取消了軍事色彩濃重、場地器材要求較高和地方性體育項目等內容，測試項目主要有：50m或100m、800m（女）、1000m（男），跳遠或跳高、引體向上（男）、1min仰臥起坐（女）等與跑、跳和投等運動能力相關的項目。評價方式由評分法替代了達標法，詳細記錄了每一位測試者的身體素質和運動成績，測試成績列入體育課總成績，對測試優秀者頒發獎章和證書，在很大程度上鼓舞了學生們參與鍛煉、測試的熱情，并首次對工作效果顯著的單位和個人給予表彰。

任何社會制度自產生起都需要一個不斷自我完善的過程，這是制度自身調整的內在動力。改革開放之后，中國經濟飛速發展，人民生活水平快速提高，學生的升學和就業壓力也日漸增加，2000年第四次全國范圍內的學生體質測試表明：與1995年相比我國大學生的速度、耐力、柔韌和力量等素質均有所下降，2002年貴州省高校征兵1200多名大學生體檢合格的低于20%，大學生體質下降的現象引起了國家相關部門的高度重視。2002年教育部、國家體育總局通過座談、調研等方式，參考《國家體育鍛煉標準》制定了《國家學生體質健康標準（試行方案）》并在全國推廣，2007年在試運行的基礎上總結經驗、修訂和完善，正式頒布了《國家學生體質健康標準》，2013年教育部組織17所高校專家再次進行修訂，并于2014年公布了《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》（后稱《標準》）并延用至今。《標準》經過3次修訂，確立了“學生體質健康”的核心概念，這也順應了全球范圍內學生體質測試已經由純粹的運動能力測試向體質健康測試轉變。與《國家體育鍛煉標準》相比，《標準》測試指標由單一的運動素質增加到身體形態、機能和素質3大類。大學一、二年級為一組，三、四年級為一組，根據測試成績高低分為優秀（≥90分）、良好（80.0-89.9分）、及格（60.0-79.9分）、不及格（≤60分）4個等級，測試的成績達到良好以上者才可以參與評獎與評優，低于50分者按結業或肄業處理，并首次引入第三方復核機制，監督測評工作。

2、傳統體質健康測試存在的問題

2.1、測試時間不靈活

大學生體質健康測試數據于每年9月至12月上報教育部，雖然各個高校展開體質健康測試的時間并不統一，但基本都是利用上課時間或者周末在特定的幾周內完成。這就使學生無論身體狀況如何都必須在這些固定日期參加測試，導致了部分學生因為各種各樣的身體原因不能完成測試或者測試數據不能真實反應身體機能，固定的測試時間影響了學生的測試狀態和數據真實性。

2.2、教師操作不規范

大學生體質健康測試基本都是在課堂中進行，學生人數眾多、工作任務繁重，有的測試項目還有可能發生運動傷害。同時，測試數據的優劣與教師的榮譽、薪資和職稱等沒有任何關系，這就導致了部分教師在測試過程中并不會認真負責，讓學生填寫測試數據，對一些違規現象也不及時制止，致使部分測試數據嚴重失真。2014年教育部對全國各級各類學校測試上報數據進行抽查復核時，抽查數據與上報數據的一致性比例，大學只有14.1%，位列中小學之后，處于末位。

2.3、學生重視度不足

2014年頒布的《高等學校體育工作基本標準》規定體質健康測試成績低于50分的大學生按結業處理，達到良好及以上的大學生才可以參與評獎、評優，但鮮有高校認真執行此政策。所以，部分大學生認為體質健康測試相對于專業學習并不重要，不愿意進行身體鍛煉、怕苦怕累，更有學生想方設法地虛開免測證明逃避測試，有的則為了通過體測而違反測試規則，甚至找“槍手”替考。

2.4、學生測試動作不標準

雖然大學生體質健康測試內容并不是高難度的運動項目，測試內容通常是與體育專項課程相關性不高的輔助內容，但大學體育課程有規定的教學內容，較少有針對體質健康測試的專門性練習，所以一些學生在測試過程中出現了大量不規范甚至是錯誤動作，常見的如仰臥起坐時起身不到位，立定跳遠做成“立定蹦遠”，引體向上時引體不標準。

2.5、成績錄入易犯錯

體質健康測試完成后會產生大量的數據，數據錄入是一項繁瑣的工作，工作量巨大。目前，大部分學校還需要教師采用原始的人工輸入方式，在這一過程中難教師免會產生非主觀的錄入錯誤，出現數據失真。但也絕不能排除個別學校為了應付上級部門對于學生體質健康合格率的硬性要求而篡改數據。

2.6、學生隱私難保障

隨著大學生對于個人隱私保護意識地逐漸提升，部分大學生并不希望將自己的體質健康測試數據呈現在別的同學面前。但目前大學生體質健康測試多以班級為單位在課堂進行集體測試，同學之間沒有足夠的隱私空間，導致個人的健康數據（如身高、體重等）不可避免地展現在同學面前，這可能進一步影響學生對體能測試的態度，特別是對在測試中表現不佳的學生不利。

2.7、缺乏反饋性

教育部在2014年發布的《學生體質健康監測評價辦法》中明確指出：學生體質健康測試是“促進學生體質健康發展、激勵學生參加身體鍛煉的教育、評價和反饋手段”。但很多高校在實際執行過程中，“為測試而測試、為達標而達標”，“重測試、輕評價、少反饋”。大學生在測試后不能及時的獲取自身的體質健康數據，無法評估自身的體質健康狀況，難以獲取有針對性的體質健康診斷和建議，也就很難通過體育鍛煉有效地干預體質健康，這也就違背了國家實施學生體質健康測試制度的初衷。

3、大學生體質健康自助測試研究現狀

3.1、國內研究現狀

（1）自助測試的策略。蔡曉波認為目前體質測試的形式和時間還不夠靈活，沒能從學生角度出發去思考問題。學校測試管理機構應該提供更多的測試時間，使學生可以結合自己的鍛煉效果，選擇自己最佳的身體狀態參與體質健康測試。并對學生自助測試與集中測試在組織管理、時間安排、人員配備、器材設備和測試效果上的區別進行了探討；（2）自助測試軟硬件的開發。劉新新等基于IOS平臺，結合GPS定位、百度地圖、軌跡繪制、JSON數據傳輸等技術設計了一款運動輔助管理APP，并介紹了APP的工作流程、模塊設計和功能實現；（3）智能技術應用。矯志慶對山東省青少年的一項調研顯示，接近半數的青少年有通過信息化途徑獲得健康與健身知識，并產生大量的運動、健康數據，通過對這些數據的整合、分析，便可以對青少年的運動健身規劃進行有效的干預。賴錦松等研究認為，當前“互聯網+ ”應用到大學生體質監測管理中，在政策環境、技術支持、管理層面已具備一定基礎，但仍存在投入主導與服務意識兩方面滯后的問題。

3.2、國外研究現狀

（1）自助測試的必要性。Morgan等認為自助測試技能對學生很重要，通過調查發現學生對自助測試有積極的看法，并將測試結果與其個人健康聯系起來；（2）自助測試的策略。提出在體育課上以工作站的形式進行體質自助測試，每個測試項目被安排為一個站，測試項目的指導和演示在測試前兩周由教師完成。Liu等人強調需要將科技應用于青少年體能測試，以提高測試結果的準確性，并解決因空間和時間限制而產生的隱私問題；（3）智能技術應用。Laura Alfrey等將一種特殊類型的射頻傳輸的技術用于跟蹤或追蹤人員或目標的傳感器網絡，專門進行有氧能力測試。但是在青少年體能測試中，尤其是自我測試中，仍然過于昂貴，無法廣泛應用；（4）自助測試的潛在問題。有學者提出了年齡與測試準確性的問題，因此，仍然需要開發更先進的測試方法。而且，學生都在課堂上集中進行自測，一些學校可能會無法提供足夠的設備。

4、體質健康自助測試的優點

自助測試是自我調節的基礎，被定義為學生評估自己能力和學習成果的內部過程。在這一過程中，學生自身的目標、觀念、價值觀和情感成為評價的關鍵。根據韋伯的說法，自助測試是一種強調以學習者為中心的替代評估形式，以學生為中心的評估方法，不僅僅依靠教師來實施評估，更是幫助學生對自己的學習質量進行批判性思考。

自助測試的有效性已經在其他科目中得到了很好的驗證。Butler YG認為自我測試可以提高學習者的表現和他們在基礎語言學習中的信心。此外，自助測試可以幫助學習者確定他們在學習中的優勢和劣勢，學習者可以在自我測試實踐中根據學習進度進行調整。在同一項研究中，學生有無限的機會在課外通過測驗（如形成性和自我指導的評估）進行在線自我測試。結果表明，自我測試實踐和學生學習之間存在正相關關系。同樣，自我體能測試也可以讓學生在一個學年內多次評估自己的體能，最好的結果可以用來代表學生當年的體能測試結果。

大學生體質健康自助測試意味著學生將在他們認為自己準備好、身體狀態最佳的情況下測試他們的體質，并且學生可以根據需要在一個學期或一個學年內進行多次測試，最好成績可以作為最終分數。這也意味著自助測試可以在課外時間進行，而不是必須在體育課上測試。更重要的是，測試過程和結果是相對私密的，可以有效保護學生的個人隱私。同時，自助測試可以有效提高測試數據的正確性、有效性，降低體育教師的工作強度。

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