教育信息化2.0時代信息技術與體育教育的融合與實踐

摘要：突如其來的新冠疫情打破了傳統的教育教學 方式，教育信息化2.0時代的到來和教育技術日益發展，為教育信息技術與體育學科的融合，解決體育學科中的問題，提供了新的思路。本研究采用文獻綜述法論述教育信息化2.0的內涵。研究認為體育與教育信息化的融合路徑以智能化技術和裝備為媒介，大數據思維引領體育教育實踐。同時也存在教育信息化資源配置和供需失衡、優質信息化教學資源匱乏等問題，并提出相關建議。旨在為教育技術在體育學科的創新應用與融合提供理論參考。

關鍵詞：教育信息化；信息化2.0；信息化教學；體育教育；體育

The Integration and Practice of Information Technology and Physical Education in the Era of Education Informationization 2.0

ZHANG Guo-meng

（Changzhou Vocational Institute of Mechatronic Technology，Changzhou 213164，Jiangsu，China）

Absrtact：The sudden new crown epidemic has broken the traditional education and teaching， and the arrival of the era of education informatization 2.0 and the increasing development of education technology have provided new ideas for the integration of education information technology and sports disciplines to solve problems in sports disciplines. In this study， the literature review method was used to discuss the connotation of education informatization 2.0. The study believes that the integration path of sports and education informatization takes intelligent technology and equipment as the medium， and big data thinking leads the practice of physical education. At the same time， there are also problems such as the allocation of education informatization resources， the imbalance between supply and demand， and the lack of high-quality informatization teaching resources， and relevant suggestions are put forward. It aims to provide a theoretical reference for the innovative application and integration of educational technology in sports disciplines.

Keywords： education informatization; Informatization 2.0; Informatization teaching; Physical education; Physical education

美國大力推廣信息化技術在國民基礎教育中的應用，曾經多次發布《國家教育信息技術計劃》，加速信息化基礎設施建設，推進混合與在線教育、信息化教學應用，提升教師信息技術能力應用。我國教育部相繼發布2012年《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》、2016年《教育信息化“十三五”規劃》，2018年《教育信息化2.0行動計劃》，對我國教育信息化的發展與實踐進行頂層布局。當前教育信息化在體育學科的應用，處于簡單的基礎階段。信息化技術應用局限于借助設備進行錄像分析輔助教學，依托學習資源平臺進行課件點播、學生體育信息管理等，只是豐富了學生學習途徑，并沒有將信息技術融合進課程目標、課程內容、教學方式與學業評價等方面，以此變革傳統教學結構和教，無法改變體育教學中安全問題、運動強度監控、因材施教、客觀評價等問題。在教育信息化2.0時代，如何將日益革新的教育新技術和理念，融合到學校體育教育中，解決傳統體育教育中存在的諸多問題，顯得尤為重要。

1.教育信息化的發展與信息化2.0內涵

教育部科技司司長雷朝滋指出十九大之前，可以稱之為教育信息化1.0時代。歷經三個發展時期：改革開放起步萌芽期、計算機互聯網浪潮催生的驅動發展期、21世紀信息化全面應用期。教育信息化1.0時代以建設“三通兩平臺”為核心，三通“寬帶網絡校校通”“優質資源班班通”“網絡學習空間人人通”，兩平臺教育資源公共服務平臺和教育管理公共服務平臺，在網絡和多媒體等教學環境、網絡課程資源建設、網絡學習平臺使用、教育理念和教學模式創新方面取得了明顯的成績。通過表1[1]可知：教育信息化1.0時代重在“物和技術”的建設。處于政策推動下硬件設施的配備、軟件技術的調試安裝與基礎應用層次。從設施、技術、授課教師理念和能力層面，處于基礎應用、搬運和探索階段。

物的建設和技術的應用主要是硬件設施的配備、軟件技術的調試安裝，處于基礎應用水平。在信息化教學理念、教學方法和組織形式上尚處于初級探索階段。

教育信息化2.0時代更加注重理念和人的發展，探索實踐如何整合海量數據和使用智能化裝備技術，進行教育教學創新，處于高階的應用創新階段。

教育信息化2.0內涵：智能引領，依托大數據思維和智能算法，結合可穿戴設備和人工智能技術，整合信息化教育資源、并對大量教育信息進行分析，創新教育教學，推動教育改革與發展，滿足人民日益增長的教育需求。

信息化技術與體育教育的融合，體現在整合學生個人數據（包括體質測試、早鍛煉、體育課程考核內容和成績、課外體育鍛煉、運動訓練與競賽等），將可穿戴裝備和追蹤系統、光電傳感器、人工智能、VR現實增強技術融合 到體育教學、運動訓練與競賽中。

教師運用信息化技術強化教學設計，技術分析，激發學生學習興趣和積極性，幫助學生建立正確的視動表象、創建生動形象的課堂情境、優化體育課程資源，從而提高體育教學的有效性。[2]教師以學生為本、以學生為主體 ，以培養學生專業能力 素養為目標，對課堂、課外產生的大數據進行整合、運算和分析，進行針對性和有效性的教學，解決了傳統體育教學中運動安全性和有效性（心率指數監控運動強度）、體育教育資源匱乏、教學理念方法落后、教師主觀經驗教學、學生個體和專業差異對應的因材施教和客觀評價等問題，推動教育信息化生產工具的革新和教學理念及教學模式的更新。

2.以智能化技術和裝備為媒介，大數據思維引領體育教育實踐

英國教育技術部2008年出臺《技術學習2008-2014》，并在教育信息化報告中總結出教育信息化發展要經歷強化信息基礎設施建設和技術運用與學習，不僅強調硬件和技術的優化，更是觀念上的升級與革新。任友群，鄭旭東[3]等指出教育信息化2.0時代，光纖5G、物聯網、云計算和可穿戴設備將廣泛運用課堂內外的教與學活動，通過數據科學的方法和大數據宏觀挖掘和小數據智能分析，精準識別獲取研究數據，并進行分析反饋。

自21世紀以來，隨著科技的發展，各種光電傳感器和物聯網技術等被應用于不同國家競技體育中，監控運動員的生理生化指標、身體競技狀態、訓練數據等，并取得了各種成績突破。這些理念和技術在競技體育中的成功應用，為學校體育教育與教育信息化的融合提供有力的借鑒和思路，同時也應遵循人工智能與教育融合創新內在的倫理秩序和外在的倫理規約。[4]

2.1生產工具革新：智能化裝備升級與研發提供硬件和技術保障

互聯網信息與通訊技術的更新大力快速推動了數字化技術在體育中的應用于實踐，促進了體育教育領域的理念革新和教育實踐創新。[5]國家隊體能訓練師閆琪在運動員訓練中，借助光電運動檢測分析儀器，通過運動員佩戴光電感受器捕捉完成技術動作時的紅外線反射波，將反射波轉化成對應的電流信號，形成和顯示運動軌跡和特征。采用高頻和三維錄像解析系統，采集運動員訓練和比賽中動作完成的高清圖像，形成和分析各項技術動作的位移軌跡和肢體在空間中的相對位置的變化。[6]

麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室研發出新技術，利用Emerald WIFI 向人體發出極敏感的電磁波信號，人體不用穿戴任何設備，通過接收人體反射回來的電磁波信號進行機器學習和交互計算，監控人體呼吸、心率、血壓、身體電磁場變化、移動軌跡、情緒變化等參數，目前廣泛應用與醫學中。在場館和場地安裝Emerald WIFI實現對所有學生心率、呼吸、運動軌跡、運動過程中安全等各項數據采集，建立學生健康信息檔案為評估學生體質和心理健康、體育教學和客觀考核提供參考依據。

體育教學的具體實踐，學生課前根據專業培養方案中對職業身體素質要求設置運動目標，佩戴心率監測設備（胸帶、臂帶和手環），設備使用奧地利AMS公司生產的高精度芯片，通過光電傳感器精確測算血流速度，將數據同步發射到系統并進行測算，形成即時心率和卡路里消耗、運動時長、最大心率、平均心率、賦分、心率區間占的時間等數據，即時傳輸到可顯示裝備，同時將數據保存在手機APP個人中心。教師或教練可以根據實時數據對教學或訓練計劃進行調整，保障安全的同時，能夠最大程度的激發個人運動成績。通過收集周期內課堂和課后運動產生的數據對學生成績評價、運動處方的設置、實踐和評價提供客觀的參考。

2.2觀念升級：依托各平臺海量數據跨界整合精準分析與有效反饋，數據化思維驅動實踐

對產生的海量數據進行科學分析和利用，是體育教學、訓練和競賽的核心和靈魂。在體育教學方面，教師根據班級學生專業培養方案中對身體姿態、體能、職業能力等的要求，結合學生歷年體質測試檔案、課程選修項目和等級、課外活動參與項目與成績等數據，針對性的設置教學目標和學生個人學習目標。通過設置不同的教學內容，佩戴可穿戴系統采集周期內各項數據，引導和鼓勵學生達成合理的目標，激發學生，尤其是體質虛弱的學生的潛力和學習興趣，進行客觀的評價。

體能訓練和競賽方面，體能和戰術教練、營養師等團隊成員和運動員，通過可穿戴智能裝備和技術和數據分析平臺和系統，通過采集人體生理學和生物化學指標診斷身體機能和體能狀態，通過運動訓練學和生物力學精確獲取運動員外在的運動表現和模式，評估技術動作的合理性，并建立長期的運動員各項生物學和運動學數據庫，各團隊成員和運動員個人通過終端可實時了解體能和競技狀態，作為調整訓練、比賽、飲食和疲勞程度的重要反饋。

客觀數據分析對豐富球隊訓練和比賽戰術策略和提升戰績發揮著至關重要的作用，而不再是教練員都是靠經驗做決策。通過在球鞋服裝、場地或者身上佩戴微型智能傳感器，捕捉球員在進攻或者防守過程中跑動路線軌跡分析在瞬間做出的戰術分析反應。教練通過觀看錄像，了解每個球員的特色和優劣勢，評估場上所有球員在攻防轉換過程中，戰術的執行能力和對比賽局勢的把握。通過數據分析球員獲知自己的優劣勢，教練能夠即時做出戰術調整[7]

現代化網絡與通訊信息化技術在教育領域的應用，諸如大數據、人機交互和云計算、智能設備和互聯技術、Khan Academy、MOOCs線上學習平臺等，為人機交互、學生與同學、教師、專家間的溝通與協作，建立復雜的交際、知識和神經網絡，通過課內傳遞和接受信息、教師主導下學生有意義的探索學習、基于任務驅動的課外探究，形成線上線下、課內課外、身體內在生物學和外在運動表現數據信息檔案、學科與交叉、學習與生活的全面融合路徑。[8]

3.信息化技術與體育教育融合實踐中存在的問題

隨著教育信息化向融合創新階段的深入發展，供需兩側存在的發展瓶頸也愈發明顯。中國教育信息化的發展與各地區經濟基礎關聯較大，不同的省市地區，存在著資源配置不合理和發展嚴重不平衡問題， 體現在經費投入、基礎設施建設、教學資源供給、人才培養、理念更新、教育改革等方面，嚴重制約了教育信息化與體育的融合發展。

3.1教育信息化資源配置供需失衡，限制了信息化思維和技術在教育中的全面運用與發展

政府與教育部門是信息化教育資源的統籌者，由于缺乏針對精準需求的頂層設計、權責邊界模糊、市場資源的整合與配置不合理等問題，在教育信息化產品和服務的規范化供給上，難以實現“有規劃也有自由，有強制也有選擇，有剛需也有空間”。[9]

由于地區經濟發展不均衡造成存在的一系列問題：持續長效的教育信息化專項建設經費投入、設備更新、使用方法更新等問題。優質的信息化教育資源流向發達地區，地方實踐指導欠發達地區，地方資源和人才相對不足，不能有效的本土化改造而照搬，嚴重影響信息化教學效果。地方教育機構和學校還存在著強調各類數字化資源、硬件設備、系統平臺和教學資源等實體產品的需求，忽視對教育信息化的解決方案、咨詢、評估等服務類的需求。資源配置和供需失衡將大大影響信息化技術的普及和使用。

3.2優質信息化教學資源匱乏，研制與開發滯后，束縛了信息化教學的豐富性和創新性

優質教學資源是實現課堂反轉，豐富和創新體育教學的前提和基礎。任友群指出，教育信息化1.0時代實現了信息化教學設備，硬件設施建設，基本滿足信息化教學要求。教學資源也正在積極建設中，全國和各省教育機構以舉辦信息化大賽為契機，建立各個學科的優質教學資源庫，內容越來越豐富，但學科高質量權威性的教學資源仍是匱乏，尤其是體育學科。多以理論性的體育科目、純技能型術科為主，教學理念和方法落后，對于信息化技術的應用無非是利用錄像慢放和圖片對比的形式，無法有效解決教學中的重點和難點。華東師范大學于2013年組織60多所高校（C20慕課聯盟）致力于建設優質教學資源，實現各學科信息資源共享，[10]體育學科目前還暫未納入其中。體育學科融合性極強，有很多交叉學科，如體育與社會學、心理學、法學、哲學、物理、化學、經濟學等；需要龐大的知識儲備和交互理解與運用能力，才能制作出高質量的教學資源，便于學生在課前課堂和課后學習。

3.3教師教育思想與教學觀念落后，難以用信息化思維指導教育實踐

教師是信息化課堂教學全局組織者和統籌者，更要熟練將信息化技術運用在教學的每個環節，激發學生學習興趣和好奇心，以解決問題或者完成任務為動力，不斷探究和研究。目前在體育教育領域，教師的年齡、學科內容知識、教學法知識、技術知識、學習能力和接受新事物能力存在差異。信息化體育教學要求教師根據教學需要，高度把握學科系統知識、教法和技術支撐，合理運用信息化技術解決教學中的主要問題，實現信息化技術與體育教學的融合。信息化教學有別于中國傳統教學的以教師為中心，強調課前線上學習和課堂授課相結合的混合學習模式，重視學生自主學習探究和教師的啟發、幫助與指導。要兼顧和把握兩個方面，需要教師教育理念和教學思路的革新。教師樹立“主導—主體相結合”的混合式教育思想，綜合把握傳遞-接受和自主探究的優勢，形成適應信息化的新型教學理念。

3.4教師信息化教學能力不足，使教育教學的改革創新乏力

張屹等 （2015）對華中四省414名中小學教師開展問卷調查的結果表明，教師已具備在課堂應用信息技術的基本能力，但對于如何在信息技術的幫助下轉變教學方式還需進一步學習[11]。蘭義湧等（ 2020）調研發現，大部分教師的信息技術應用能力處于在較低層面，多方面有待提升[12]。叢波，金有為（2021）指出[13]，智慧校園和互聯網的發展和普及，已成為高校體育教師在備課、課堂教學、課下鞏固等各個環節重要的信息化教學輔助手段。但高校體育教師在信息化教學法使用中存在“畏難”問題，且受自身信息技術素養、現有學科資源建設情況等影響較大。在整合技術、教學法和學科內容的知識，利用技術有效表征和呈現內容，有效選擇教學方法，高效開展學科教學方面探索較少，信息化素養和技術運用能力相對薄弱。如何利用信息化手段輔助體育教學，是體育教師急需解決的現實問題。

4.結論與建議

4.1結論

信息技術的研發和更迭推動了教育的改革和發展，步入教育信息化2.0時代。依托網絡、智能化技術裝備，使用數據思維和理念，解決學校體育教育教學、訓練與競賽等實踐中的存在的問題。信息技術與體育教育融合過程中存在教育資源配置和發展不均衡、體育教師信息化教育理念落后和應用技術能力不足、能力培訓滯后等問題。

4.2建議

首先，政府與教育部門針對信息化實踐落后的地區進行“精準扶貧”和頂層設計，統籌和整合現有資源，在專項建設經費投入、設備更新與使用、優質信息化教育資源再分配、教育信息化成熟發達地區在人才指導、咨詢、評估等方面提供有力的政策支持。其次，集思廣益，召集國內體育學專家學者、科研機構、信息化科技研發公司，整合先進的教學、訓練或實驗設備和信息化科技技術，成立諸如華東師范大學信息化技術運用研究中心，研發制作優質的信息化體育教育資源。第三，提升信息化教育理念和應用教學能力，政府和教育部門頂層設計，提供教育信息化政策環境，鼓勵地區學校和教師積極參加比賽，提供交流和培訓平臺；學校層面合理的配置和升級信息化教育設施，為積極參加信息化教學比賽并獲得獎項的老師，在職稱評審、評選評優等政策方面，提供更多的支持與幫助。

參考文獻

[1]胡欽太，張曉梅.教育信息化2.0的內涵解讀、思維模式和系統性變革[J].現代遠程教育研究，2018（6）：12-20.

[2]易建軍.基于現代信息技術的體育教學有效性研究[J].中國現代教育裝備，2023（02）：31-33+42.

[3]任友群，馮仰存，鄭旭東.融合創新，智能引領，迎接教育信息化新時代[J].中國電化教育，2018（1）：7-14.

[4]謝娟.人工智能與教育融合創新之倫理內涵及實現路徑[J].中國遠程教育，2023，43（02）：1-8.

[5]陳志凌，孫娟，高穎博.我國數字化體育教學發展路徑研究[J].南京體育學院學報，2015（4）：99-105.

[6]閆琪.數字化體能訓練的理念、進展與實踐[J].體育科學，2018（11）：3-16.

[7]袁守龍.體能訓練發展趨勢和數字化智能化轉型[J].體育學研究，2018：（2）：77-85.

[8]何克抗.從“翻轉課堂”的本質，看“翻轉課堂”在我國的未來發展[J].電化教育研究，2014（7）：5-16．

[9]任友群，吳旻瑜.“十三五”貧困縣域教育信息化的推進模式研究[J].中國電化教育， 2017（1）：1-6.

[10]顧小清，胡藝齡，蔡慧英．MOOCs的本土化訴求及其應對[J].遠程教育雜志，2013（5）：3-11．

[11]張屹，馬靜思等.中小學教師信息技術應用能力現狀及培訓建議[J].中國電化教育.2015，（01）104-110.

[12]蘭義湧，馬琳.南疆地區中小學教師信息化應用水平現狀及對策研究[J].中央民族大學學報（自然科學版）.2020，29（01）59-65.

[13]叢波，金有為.信息化2.0時代高校體育教師信息化教學能力提升研究[J].沈陽體育學院學報，2021.40（1）：40-48.

基金項目：江蘇高校‘青藍工程’資助：2021年江蘇省“青藍工程”優秀青年教師資助項目（編號：蘇教師函〔2021〕11號）；

2022年江蘇省高校哲學社會科學研究一般項目（編號：2022SJYB1410）;

2019年常州市社會科學研究課題立項項目（編號：CZSKL-2019C163）;

2021年常州機電職業技術學院教改課題（編號：2021-YBJG-10）

作者簡介：張國猛（1985-），男，博士，講師，研究方向為體育教育訓練學、學校體育學。