基于大數據時代的高校體育鍛煉智能化管理研究

摘 要：近年來大學生體質健康逐年下降，為改善大學生身體素質，高校在體育教育改革方面做出了諸多工作，但大學生體質健康整體水平下降的趨勢未能得到根本扭轉。而強化體育鍛煉是提升大學生體質健康的有效手段。鑒于此，利用大數據技術構建智能化管理平臺，從工作實踐角度出發，設計實現體育鍛煉管理模塊，以期解決高校體育鍛煉傳統管理模式所存在的弊端，為高校體育工作科學化、智能化、系統化方向發展提供理論支撐與技術參考。

關鍵詞：大數據" 高校體育鍛煉" 智能化管理" 平臺構建" 功能模塊

Based on the Research of Intelligent Management of College Physical Training in The Era of Big Data

LIU" Ming

（Ningbo city vocational and Technical College， Ningbo Zhejiang Province 315100， China）

Abstract： the physical health of college students has been declining year by year in recent years， in order to improve the physical quality of college students， colleges and universities have done a lot of work in physical education reform， but the overall decline in the physical health of college students has not been fundamentally reversed. Strengthening physical exercise is an effective means to improve the physical health of college students. In view of this， using big data technology to build an intelligent management platform， from the perspective of work practice， to design and realize the management module of physical exercise， in order to solve the shortcomings of the traditional management mode of physical exercise in colleges and universities， it provides theoretical support and technical reference for the scientific， intelligent and systematic development of physical education in colleges and universities.

Key Words： Big Data; College physical exercise; Intelligent management; Platform construction; Function module

從現實教學效果來審視，加強體育鍛煉的關鍵取決于提升教學質量與活動效果，讓學生在鍛煉中學會運動技能并逐步培養鍛煉習慣，所以高校應合理搭建好鍛煉平臺。目前，審視高校學生鍛煉情況后發現情況并不樂觀，學生缺少主動鍛煉的積極性與意識是多數高校當前面臨的主要問題。部分學生在校園生活中未形成鍛煉興趣，在閑暇實踐中更傾向于玩自媒體、打游戲[1]。在大數據時代，學生不可成為技術的奴隸，而是要轉弊為利，利用好這個工具促進學生體育鍛煉。但如何利用好大數據技術更好地為高校體育管理工作服務，也是高校所要面臨的新挑戰。目前我國高校體育信息化程度較低，與其他學科相比，體育利用大數據技術的應用范圍與受眾更廣，尤其在教學指導、體育鍛煉、體能測試以及健康管理等方面能夠發揮較大作用[2]。鑒于此，本文針對現實工作中存在的問題，利用大數據技術擬開發高校體育鍛煉智能化管理平臺，在其基礎上進行鍛煉管理功能模塊設計，以期促進高校體育管理工作朝著系統化、智能化的方向穩步發展。

1.高校體育鍛煉智能化管理的必要性

體育鍛煉的價值多樣，但在實際管理過程中因工作量大、消耗過多人力與時間，對學生鍛煉情況難以實時監控，管理較為復雜，要想實現對每個學生鍛煉實效性必須要有可行的管理監督。目前，部分學生的課余生活基本沒有任何運動，體質欠佳，因此高校應制定相應措施來進行引導[3]。學生參與體育鍛煉可通過課余鍛煉或體育教學等途徑，但受固有惰性的影響，高校應利用管理來督促處于鍛煉初期的學生，這樣才能提高學生體育鍛煉的參與度，并借助合理的獎懲措施促使學生堅持常態化鍛煉，最后形成終身鍛煉的良好習慣。

隨著大數據技術在體育領域的廣泛應用，體育教學實現了快速發展。體育特點決定了直觀的信息表現形式，因此對于體育信息的管理是極為重要的。傳統體育鍛煉管理模式早已無法適應現階段高校體育鍛煉發展的需要，數量有限的教師也已無法支撐耗時多、涉及面廣的體育鍛煉監督。目前，部分四年制高校到大三、大四階段就沒有體育課，三年制高校僅有大一階段有體育課。大學是學生重要的教育階段，若在該期間體育鍛煉的連續性被打破，就會直接導致學校體育與社會體育無法緊密銜接，對學生帶來負面影響[4]。因此，極有必要利用大數據技術與智能化裝備關聯學生體育鍛煉，對其進行科學監督，讓體育鍛煉長期持續下去。

2.高校體育鍛煉智能化管理平臺的構建

2.1基本架構

如圖1所示，高校體育鍛煉智能化管理平臺的基礎架構包括基礎層、數據層、邏輯層以及應用層。平臺以數據為核心，通過API接口來操作處理數據，在數據上運行著邏輯，通過HTTP將邏輯暴露給應用層。師生與管理者通過界面進入所需要的流程，提供信息統計、走勢預測等服務。

（1）基礎層。基礎層為平臺提供數據庫服務器、云存儲、網絡設施等基礎設施，可利用云平臺搭建各類硬件設施，硬件設施是平臺所有層面的基礎。

（2）數據層。數據層為平臺提供數據持久化，通過搭建數據層可讓用戶的數據處于云端，使用ASE12.5.1或Informix SE等軟件在基礎層上搭建數據層。

（3）邏輯層。邏輯層是平臺的內核，使用PHP語言構建HTTP為應用層提供邏輯[5]。此外，邏輯層通過API接口，創建與數據庫連接，將云端數據提供給應用層進行展示。

（4）應用層。應用層提供了可視化控制界面，目前終端層更新速度較快，但主流終端類型仍以智能手機、PC、IPAD為主，所以應用層應滿足不同用戶的需求。

2.2數據庫結構

平臺采用ASE12.5.1數據庫，負責記錄用戶信息，在存儲密碼等安全信息時采用Hash算法對其二次加密，從而提升數據庫的安全系數。使用Informix SE數據庫對ASE12.5.1主數據創建緩存，將熱數據緩存于數據庫中加快數據的檢索與操作頻率，同時使用數據庫來存儲cookie信息。

2.3服務器設計

服務器由微服務進行構建，通過Hadoop與Nginx來代理。采用gradle自動測試代碼，因PHP的跨平臺能力較為良好，所以僅安裝虛擬機就可將已構建好的文件部署到服務器上[6]。在服務器運行過程中，前端請求通過http協議進入管理層，在管理層中調用各模塊的服務來響應請求，在需要數據庫時使用mybatis進行操作。

2.4功能模塊設置

本研究所設計的高校體育鍛煉智能化管理平臺主要實現體育指導、鍛煉管理以及體質測試等功能，并根據現實所需設置其他模塊。各模塊相互協同，該平臺利用大數據技術根據學生的體測情況制定運動處方，并推進素材提供運動指導[7]；鍛煉模塊采集到的數據為體育教學與體質評測提供參照，體育指導模塊又能輔助學生進行體育鍛煉；在這種循環往復的協作管理中，實現工作實效提高的目的。

3.高校體育鍛煉智能化管理功能概述

3.1跑步管理

現階段，部分高校已開始借助運動App來進行學生體育鍛煉管理，主要是借助定位功能來實現，學生通過跑步的形式尋找系統隨機安排的任務點，學生的跑點均不同，與定向越野運動較為類似。這種形式與傳統早餐相比具有較強優勢，可讓學生完全動起來，保證了每日運動量。但App普遍存在定位不準、功能簡單、容易作弊等缺點[8]。針對這些問題，從技術層面對其進行了優化完善，主要內容包括：（1）智能化規避不安全區域，生成安全運動線路；（2）系統在跑步前可提示學生此時的健康狀態；（3）通過語音播報提醒學生檢查的位置，防止學生因低頭看手機而出現危險事故；（4）將定位技術與識別技術相結合，不僅可在信號稍弱時保持工作，也能修正定位不準的問題；（5）增加人臉識別技術，解決識別弊端問題；（6）通過大數據技術分析學生跑步數據，創建異常數據模型，測算出利用工具代替跑步的作弊行為；（7）增加體育知識問答，在運動時可選擇該環節加分，全過程為語音互動。在目前的技術范圍內，這種跑步管理模式極為便捷有效，學生的跑步里程可獲得積分，跑步數據能夠上傳至云端，可實時查看到相關數據與排名情況。

3.2訓練管理

該功能的特點是大數據技術獲取學生運動信息，其中常規功能包括報名審核與信息發布，運動監測是本平臺的主要亮點。在高校中，社團一般包括校級與院級，對于羽毛球、自行車、網球等部分小眾體育運動項目來說，一般僅有校級體育社團；而群眾基礎好的體育運動項目都有院級體育社團。校級體育社團會舉辦一些體育文化推廣或活動，也會協助本校體育管理部門舉辦大中型體育競賽，例如學生裁判、競賽宣傳等。在競賽成績與集體榮譽感的驅動下，學生的積極性得到提高，所以部分學生長時間組織訓練。該部分學生的運動數據是需要引起格外關注的，并且也是高校體育運動管理中的難題[9]。如上文所述，雖然跑步管理解決了部分學生體育鍛煉問題，但跑步畢竟屬于一種較為枯燥的運動，并非每個學生都能對其產生興趣，因此社團活動與訓練中的監測才是最為關鍵的。平臺根據高校情況設計了三類方案：（1）采用定位技術，學生簽到打卡，根據時長進行分值積累，其優點在于成本低，操作便捷，但也存在無法精確獲取運動數據的相關問題；（2）通過可穿戴設備實時上傳學生運動數據，優點在于數據傳輸準確，但學生長久佩戴設備可能會感到不適，對此可與方案一結合使用；（3）利用先進的非接觸體征傳感設備，其優點在于極具智能化，數據精準，便于操作，但因技術與成本所限，現階段尚未進入大規模量產階段，但隨著未來發展，其必然有著良好的應用前景。

3.3排名與排名管理

在大數據技術的飛速發展下，競賽編排與管理軟件在校園開始有了更高的普及率，但多數高校的運動競賽管理是相互獨立的，一般先是系統導出表格，各高校填寫后再導入系統，操作時會存在諸多不便，常常因信息錯誤導致重復性勞動[10]。本研究創建的競賽管理模塊，能夠將賽前通知、報名、編排、發布等集合為一體，用戶可通過PC端與移動端進行操作，具有高效、準確、便捷等特點。

高校根據情況設計管理計劃，學生每次的學訓、競賽均可獲得幾分，通過合理化的獎懲制度來對鍛煉、教學、測試進行統一管理。高校可將學生的鍛煉情況納入課程安排、評優、獎學金等考核體系內，由此促進學生積極參與鍛煉，為形成終身體育觀奠定良好基礎。此外，也要不斷實施激勵性措施，例如對積分靠前學生提供免費場館、物質獎勵等，還可統計學生的個體鍛煉數據，開展“運動之星”“健康達人”等評獎活動。

3.4互動管理

互動是互聯網的核心特色，大數據賦予了該功能全新的價值，互動設計讓高校體育鍛煉智能化管理平臺的智能效果得到良好體現。（1）運動提醒：由于學生主動進行體育鍛煉的意識較為欠缺，運動提醒功能可有效提高鍛煉頻率。該模塊采用大數據技術、定位技術與傳感技術進行識別，能夠較為精準地判斷用戶狀態，同時結合用戶信息與運動程度發出提醒，用戶可將其設置為音樂提醒或語音提醒。當用戶接到提示信息后，可選擇即刻運動或延遲運動。如果是立即運動，應選擇合適的運動時間與形式，系統會因地制宜地為學生提供全面的指導；（2）語音識別。該模塊采用大數據技術來實現語音交互，用戶可通過語言助手來喚醒App，全程采用語音操作，該模塊在有氧與無氧運動中的表現得更為顯著；（3）即時通訊。該模塊可幫助師生、生生進行互動，用戶可在平臺上發布共同運動信息，班級之間也可發起運動挑戰等。

3.5展示管理

（1）分享。該功能與微信朋友圈類似，學生分享運動過程中的精彩瞬間與經驗，一般通過圖文、視頻等形式進行呈現；（2）推薦。在本界面可推薦運動達人、體育教師制作的運動指導內容，個人也可分享模塊中有價值的內容，以供其他用戶學習使用；（3）公告。該項功能用于推送或發布體育新聞、體育知識、鍛煉要點；（4）直播。為校園或跨校區的體育競賽、體育文藝活動搭建直播平臺，豐富高校體育文化，便于學生自我學習或相互學習。

4.高校體育鍛煉智能化管理平臺的應用效果

本研究構建的高校體育鍛煉智能化管理平臺基本初步實現體育鍛煉管理、體質測試、體育指導等端口。在測試過程中，得到了江蘇數所高校的師生認可。通過調研收集了部分高校師生的使用體驗與意見，現將其進行如下歸納：

4.1功能性表現良好

參與測試的多數教師認為，與傳統模式相比，平臺跑操管理的應用效果有了顯著提升，通過這種形式對學生體育鍛煉進行監督，可有效調動他們的運動積極性，還可將教師從繁重工作中解放，解決了學生訓練管理所存在的部分問題。測試通過定位技術簽到，學生每次的訓練與競賽均會記錄在系統之中。

4.2安全性有所提升

跑操過程使用語音提醒，既可避免學生因跑步低頭看手機而出現問題，也可以規避教師上班通勤車輛行駛中帶來的風險。與其他部分高校所采用的跑操管理APP應用，本系統利用人臉與指紋識別技術，能夠解決代跑作弊的問題，使管理效果得到提高，同時其定位準確度也擁有較強優勢。

4.3智能性效果顯著

當代社會，大學生缺乏體育鍛煉意識，惰性較強，智能提醒可有效提升學生的鍛煉頻率。除此之外，平臺的競賽功能引起了師生的廣泛關注，將報名、編排、發布等融于一體，使用者可通過手機端進行操作，智能化水平顯著提升。

4.4趣味性得到認可

參與測試的部分學生認為系統具有較強的趣味性，跑步線路隨機分配，每到一個任務點才告知下一個任務點，并且在跑步中會伴有趣味問答，學生個人或班級均可發起挑戰，從而使體育鍛煉過程更富有活力。

由于資金與能力有限，部分功能在工作時可能存在問題，在測試時師生對應用的界面與流暢性也提出了有針對性的建議。在未來應用實踐中，高校體育鍛煉智能化管理平臺仍需要不斷進行優化，這樣才能為學生提供更為人性化的服務。

5.結語

綜上所述，后疫情時代讓大眾開始更為關注體質健康，體育鍛煉日漸成為現代人的需求與追求。高校體育管理工作作為體育教育的重要構成，也是終身體育的關鍵階段。大數據技術的迅猛發展為高校體管理工作科學化與系統化發展提供了良好契機，如何實現大數據技術與高校體育管理工作的有效融合是當前高等教育的核心訴求。目前，體育的鍛煉、測試與指導等方面存在部分問題，對此可通過大數據技術進行對標解決。盡管不能低估技術的力量，但也不可完全依賴，任何智能產品最終都是為人服務。高校體育管理的受眾面較廣，良好的平臺結合健全的管理，才能夠給高校體育帶來可持續發展。

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基金項目：寧波市教育科學規劃課題（項目名稱：大數據時代下高校課余體育鍛煉智能管理研究——以寧波高校為例項目編號：2022YGH056）

作者簡介：劉鳴（1981-）男，本科，副教授，研究方向：體育教學訓練.