人工智能賦能體育教育的技術路徑和影響

摘要：新科技賦能體育教育主要以人工智能技術為代表，是體育教育領域創新發展的重要基礎與前提，對于提升體育教育質量和效率具有重要意義。近幾年來，隨著我國科學領域持續變革和創新發展，人工智能技術被廣泛應用于人們生活的方方面面，在體育領域中也受到了廣泛應用，而學校體育教育教學一直深受關注和重視，從本質上分析，兩者之間存在賦能與被賦能關系。人工職能技術賦能體育教育，能夠有效提高教學質量和教學效率。基于此，本文針對人工智能賦能體育教育的技術路徑和影響進行分析，旨在推動體育教育創新發展。

關鍵詞：人工智能；體育教學；技術路徑及影響

人工智能技術，英文簡稱為AI。它是研究、開發用來模擬人腦的一種智能理論、方法和技術學科[1]。人工智能是計算機科學的重要組成部分，它企圖了解智能的實質，并制造出一種能夠與人類智能相似的方式做出反映的智能機器。人工智能領域的研究當前包含了智能機器人、圖像識別、語言處理以及專家系統等。人工智能自此形成以來，其理論和技術日益成熟，應用范圍也在不斷擴大，不僅便利了人們的生活，同時也推動了我國教育領域的創新發展。人工智能深入到學科教育已經成為時代發展的必然趨勢，也將為我國體育教育領域的升級轉型提供助力與支持。

1.人工智能賦能體育教育的技術路徑

1.1可穿戴智能設備

人工智能技術中的可穿戴技智能設備，主要呈現為運動手環、手表、服飾等，通過信息技術和傳感記錄儀器對學生運動過程中的各項數據信息進行實時收集，從而有效檢測學生運動狀態的一種科技設備[2]。可穿戴智能設備具有便捷性、實時性等特征，可以測量處于運動中或者相對靜止狀態下學生的身體狀態，例如心率、血壓、呼吸頻率、體溫等生理數據信息。隨著科學領域的持續變革和創新發展，運動傳感設備已經開始朝著智能化、多樣化、可穿戴華方向轉型發展，能夠在運動過程中對運動主體進行全面位、多方面的數據信息采集和觀測，進而構建成運動大數據。

將可穿戴智能設備應用于體育教育之中，能夠便于體育教師及時了解和掌握學生的運動狀態和最大運動負荷量，進而合理優化體育教學方案，保障學生運動安全性，避免學生因過度運動造成關節損傷等問題。除此之外，可穿戴智能設備還能夠充分調動學生對于體育運動的興趣和參與熱情，進而轉變學生對于體育教育的刻板化印象，提高體育教育的效率和效果，進一步實現人工智能技術對體育教育的技術賦能[3]。

1.2運動視覺技術

傳統的體育動作識別技術主要分為有機械式、光學式、電磁式等。有機械式技術主要采用了外置傳感器設備和剛性支架，對于身體運動具有一定的限制性。而電磁式技術則會在應用過程中受到了外界因素影響，進而出現時間延長、識別精準度降低等問題。光學式技術雖然較為精準，但是價格昂貴、數據處理時間較差，并不適用于體育教育。而運動視覺技術能夠利用攝像頭以及計算機對運動主體進行實時監控、測量，通過人工智能技術辨別運動主體，有效打破了傳統運動識別技術的局限性，對于體育教育具有積極意義。將運動視覺技術應用于體育教育之中，能夠對學生所做的運動動作進行精準化識別和測量，解決體育教師無法有效兼顧學生的困難[4]。此外運動視覺技術的應用，還能夠通過技術回放，幫助學生充分了解自身動作的完成度、質量、運動軌跡等，并與標準運動動作進行對比分析，讓學生清楚了解到自身存在的問題，進而促使學生從表面模仿轉變為動作認知。綜上，在體育教育中應用運動視覺技術，能夠便于提高學生的動作專業性和規范性，同時也是激發學生學習興趣的重要基礎。

1.3智能化運動場館

當前雖然各大學校都在教育領域深化改革的背景下，積極重視并完善體育教育，但是由于建設資金、教育環境等多方影響，進而導致學校體育場館的有效利用率低下，出現場館實際面積浪費情況[5]。如果遇到天氣較為惡劣的情況，如大雨、大雪、暴風天氣等，體育課堂將無法在室外進行，只能在室內開展。而室內空間到底有限，并且場地不能夠以及教學內容和方案進行有效調整，進而降低了體育教育的效率和效果。相比較于傳統的學校體育場館，人工技能賦能下的智能化運動場館更為關注環境設備、服務細節等，從而構建起建筑、服務、管理等多方面、立體化的智能場地。智能化運動場館，能夠兼容多種類型的體育運動，同時能夠依據教學方案創設不同的教學情境，進而滿足學生的學習需求，真實實現有限場館高效利用。隨著人工智能技術的優化與升級，全自動跟拍技術、智能傳感設備、終端多屏幕觀看設備、回放技術等都已經在各個學校的運動場館所廣泛應用。例如，北京八一學校已經開始應用人工智能設備，并取得了良好效果。智能運動場館在體育教育中的應用，能夠提高教學質量和效率，激發學生的學習興趣，對于推動體育教育現代化發展具有重要意義[6]。

1.4VR技術

VR技術是一種集模擬與創建于一體的計算機仿真系統，用戶能夠在VR技術構建起的虛擬環境中獲得真實體驗感。VR技術具有巨大潛能，當前眾多科技企業如特斯拉、蘋果都積極參與投資。隨著VR技術的日漸成熟和完善，已經成功應用于體育競技領域，并取得了很好的成效。與此同時，VR技術也給傳統體育教育領域帶來了全新的發展機遇。將VR技術應用于體育教育之中，能夠有效解決傳統教育模式中教師示范動作不規范、缺乏教學情境等問題，為學生營造趨于真實化的立體情境，進而帶給學生沉浸式運動體驗感，幫助學生更有興趣的進行學習和體育鍛煉[7]。此外，VR技術在體育教育中應用，還能夠有效豐富和擴寬運動項目，利用教師運用VR技術創設高爾夫運動場景，并借助可穿戴智能設備，對學生的揮球力度等進行分析，然后呈現為虛擬化的高爾夫揮球場景，進而帶給學生不一樣的運動體驗。

2.人工智能對體育教育的影響

2.1有效緩解了體育師資壓力

近幾年來，隨著我國教育領域的深化改革，體育教育受到了教育部門的廣泛關注和重視。但是由于大多數學校長期受到傳統教學理念的影響和束縛，進而導致對于體育教育的忽視和不重視。在這種環境下，不僅體育課時較少，并存在師資力量不足、體育教師缺乏專業性等問題。甚至部分學校的體育教師并非體育專業，嚴重降低了體育教育的質量和效率，阻礙學生體育素養的有效提升[8]。此外，部分學校由于缺乏信息技術教學設備，導致師生無法享受信息技術帶來的體育教學便利，嚴重制約了體育教育的創新與發展。但是人工智能技術的發展與應用，在一定程度上完成了體育教師的教學監督、安全預防以及教學指導工作。此外，在人工智能引用的基礎上，還能夠切實提高體育教師的信息化技術水平，同時借助人工智能的核心技術能夠有效緩解體育師資緊缺的問題。利用人工智能技術開展多媒體教學活動，促使學生根據人工智能進行體育工作學習等。但是我們同時應該認識到，人工智能推動教育發展是雙向的。人工智能技術能夠緩解師資壓力，但是如果存在師資缺失，經濟落后未應用人工技能技術，勢必會造成數字鴻溝，拉大體育教育差距，這也是我們在勾勒體育教育發展藍圖時應該著重考慮的問題。

2.2轉變了體育教育模式

傳統的體育教育模式大多成呈現為理論知識講解、體育教師動作示范、學生學習與模仿、教師指導與總結。這其中體育教師動作示范和學生練習與動作指導是體育教學模式中的關鍵。當前，很多體育教師由于受到年齡、身體素質、教學專業性等方面的影響，進而導致體育動作缺乏規范性和專業性，尤其是對于一些復雜的動作，教師往往不能夠作出有效示范，甚至直接跳過示范，僅對學生進行理論講解，極大降低了體育教育的效果和質量。此外，對于部分復雜的動作，體育教師無法做到便示范邊講解，尤其是一些一氣呵成的動作，學生無法一次性理解和掌握，而體育教師也不能夠進行動作慢放或者分解，進而導致學習效果差強人意[9]。而在體育教育中應用人工智能技術，能夠模擬真實的運動場景，并根據學生的學習需求將體育運動進行分解、慢放、多角度示范等，促使學生能夠深入了解運動動作的結構以及內在邏輯，進而提高學生的體育技能。此外，在體育動作練習指導方面，體育教師在傳統教學過程中大多將學生劃分為多個學習小組，但是由于學生較多，并且每一個學生的學習能力存在差異，進而導致體育教師無法全面了解學生的練習情況，進而出現學生對錯誤動作進行反復聯系的情況，而人工智能技術能夠對學生的運動動作練習進行實時監督，便于體育教師及時發現學生的錯誤并進行糾正。學生也能夠通過人工智能技術的視頻回放功能了解自身的不足之處，并進行深化學習。

2.3創新了學生學習模式

大多數學生對于體育課的感受就是跑步、累、無趣。學生產生這種刻板印象的主要原因之一就是體育教師在開展教育教學活動時，未能充分發揮學生的主體作用，進而導致體育教育無法滿足學生的學習需求，而是開展統一化體育教學活動。每一個學生的身體素質、學習能力、學習需求等存在一定差異，統一化體育教學不僅無法有效提高學生的體育素養，同時還會導致學生在學習過程產生迷茫心理，進而降低體育教育的質量和效率[10]。而人工智能技術，如智能可穿戴設備、VR技術等能夠通過計算機系統在學生運動過程中對學生的身體素質進行科學評定，并實時獲取多角度視覺圖像信息。這樣就能夠便于體育教師充分了解每一個學生的身體素質、運動極限，進而有針對性的開展體育教學活動。

此外，體育教育在人工智能技術賦能之下，還能夠對學生的動作質量進行實時反饋，學生能夠結合計算機系統提供的反饋意見以及專業動作指導進行學習和動作優化，進而提高學習效率和體育素養。在人工智能技術賦能之下，師生之間的交流和互動也更加密切。人工智能技術給予了學生更多表達的機會和平臺，便于學生及時反饋自身的運動感受和學習需求，進而營造良好的學習氛圍，更進一步激發學生的學習興趣和運動熱情。

2.4完善了教學評價

教學評價是對學生學習情況以及對知識吸收和掌握程度進行具體分析和點評的重要方式，是學生了解自身不足之處進行學習的重要指南，也是體育教師優化體育教學方案的重要依據。但是當前體育教育的評價過于刻板單一，僅從學生的成績著手，進而導致教學評價缺乏科學性和客觀性。此外，學生作為體育教學的主要參與者，其教學評價結果應該是客觀的，但是實際上并非如此。在人工智能的幫助下教師評價與學生評價結果的公平性和客觀性都在很大程度上得到了提高。

首先，傳統的體育教學評價中無法對學生的運動負荷量、最大心跳率等進行精準計算，進而造成教師對學生的評價缺乏規范性。而教師能夠在人工智能技術賦能下，清楚了解和掌握學生的運動技能、身體素質、健康情況、體育基礎等，及時了解學生身體素質的提升情況。這不僅能夠提高學生教學評價結果的公平性和客觀性，還能夠便于體育教師以此作為依據進行體育教學內容和方案的優化與改進；

其次，在人工智能技術的幫助下，學生的運動時間以及運動需求都能夠在很大程度上得到滿足，通過大數據技術的挖掘與分析，可以反映出教師體育教學方案設計是否合理以及學生的學習成效是否達標，這是教師評價的重要依據，能夠為體育教育工作深化改革和創新發展提供助力。

3.結語

綜上所述，當前人工智能技術以及相關設備在我國體育教育領域的應用仍然處于摸索發展階段，體育教育大數據庫并未完全形成，體育人工智能設備的消費市場也沒有完全打開。因此，促進人工智能設備與體育教育深入融合，還需要進一步推動人工智能設備的優化與升級。當前我國體育領域對于人工智能設備的需求量不斷增加，尤其是學校體育教育領域。市場需求是推動技術發展的關鍵因素，相信隨著我國科學領域的持續發展，人工智能設備價格一定會朝著平民化方向發展，從而實現體育教育的技術賦能，切實提高體育教育質量和效果。

參考文獻：

[1]楊韻.人工智能時代體育教學內涵特征、發展困境與推進策略[J].體育文化導刊，2022（09）：104-110.

[2]邱佳玉，張文佳，盧天鳳.人工智能時代高校體育教育轉型研究[J].遼寧體育科技，2022，44（04）：105-110.

[3]高明光，顧興林.人工智能賦能體育教育的技術路徑和影響[J].文體用品與科技，2022（08）：180-182.

[4]賴穎慧，蔣長好.人工智能與體育教育融合的研究進展與反思[J].當代體育科技，2021，11（11）：9-11+15.

[5]馬文博，馬敬.人工智能在體育教育領域中的應用與展望[J].體育成人教育學刊，2020，36（06）：42-45+99.

[6]楊伊，任杰.我國中小學體育課程改革70年——兼論人工智能對體育教育的影響[J].體育科學，2020，40（06）：32-37.

[7]廖磊，葉燎昆.人工智能視域下體育教學的教育應用創新探索[J].青海師范大學學報（自然科學版），2020，36（01）：65-70.

[8]石磊，汪一鳴，胡浩，王惠敏，彭習濤.可穿戴式人工智能產品在現代體育教育中的應用[J].新西部，2018（35）：135-136.

[9]張偉.論人工智能與現代體育教育技術[J].赤峰學院學報（自然科學版），2014，30（12）：139-140.

[10]馬勝永，于濤.人工智能與現代體育教育技術[J].體育科技文獻通報，2008（08）：75-77.