基于智能跳繩設備開展家庭體育作業的應用研究

摘要：在“雙減”的背景下，學生們的身體素質得到了極大提升的情況下，按照教育部、市教育局的要求，為推動“全國信息技術教學實驗基地”的建設，推動“品質課堂”的實施，將嚴格貫徹“每日一小時運動”的工作方針。但是，如何科學地布置和監督學生的作業，并對其進行評價，卻是一個很大的問題。在信息化建設的今天，如何更好地發揮信息化的作用，是體育課的一個重要課題。“天天跳繩”是一個集合了70余種體育活動、作業、比賽、身體測試等多種校園活動的應用。運用“天天跳繩”應用大數據采集和分析技術，以學生喜愛運動，家長易于操作，教師能有效管理，有效提高學生身體素質為目標，開展了“天天跳繩”系列的課外活動。

關鍵詞：智能跳繩" 體育作業" 設備應用

引言

利用智能跳繩設備來布置家庭的體育作業，能夠促進學生去完成作業，并且能夠收集到運動數據，獲得及時的反饋，從而能夠更好地對學生進行有效的管理。

由于學生性格活潑、思維敏捷，喜歡學習新的知識，學習新的學習方式，因此具有很高的可塑性。在當今因特網日益廣泛的時代，學生們更愿意利用諸如平板電腦這樣的網絡工具來獲取新的信息。將這些知識通過互聯網的方式展現出來，就是為了滿足學生們的學習需求，讓學生更加愿意去主動地學習。“天天跳繩”，是一個由教師和學生兩個部分組成的，用于中小學體育教學的線上作業。利用“天天跳繩”智能跳繩設備，幫助學校完成體育作業，既可以提高學生的體質，又可以創造一個高效率、智能化的環境，還可以展示學生的多維學習情況，形成一個良性的多方面的互動，達到雙贏的效果。

1、概念界定

1.1、智能跳繩設備

通過該智能化的方法，實現了對學生進行在線布置、在線指導、實時記錄與反饋的目的，從而使學生形成了一種終生體育的觀念，養成良好的運動習慣，促進了學生體質的提升。智能跳繩設備可與手機相連，學生每次跳繩，手機會自動記錄下他們的跳繩次數，并將其展示在手機上，同時還可通過手機查看訓練時間、天數、跳繩次數、跳繩速度、成績等信息。老師們還可以用智能跳繩設備來布置作業，老師們和學生都可以在“智慧跳繩”家庭作業平臺上，了解到學生的作業完成情況。

1.2、家庭體育作業及必要性

課余體育作業是一種學習體育技能，提高體育成績，獲取體育之外的其它體育知識的活動，是一種綜合性活動。從教育學的觀點，在家中或社會中，由體育教師所布置，以運動為主，并有回饋。在體育課程中，體育作業應以發展和完善體育課程為目的，讓學生們的體育運動得到全面的發展和提高。

第一，雖然學生體質有了一定程度的改善，但是總體體質還比較差，肥胖癥的發生率在不斷增加。視覺障礙的發現率仍較高。以“家庭作業”為載體，把學校的體育課和課余運動有機地融合在一起，保證了1h的課余時間，提高了學生的體質；

第二，在“健康中國2030”規劃中，“以“家庭作業”為載體，可推動家校一體的運動，加強對學生身心發展的關注，推動全民健身運動的普及。

2、基于智能跳繩設備下體育家庭作業模式的實施程序

2.1、行動研究過程

第一，準備階段。為確保研究結果與測試結果的一致性，實驗前和實驗中采用同一測試者和同一測量工具；

第二，實施階段。在實施研究計劃之前，該倡議與該地區著名體育專業人士就任務內容進行了訪談和討論，并結合學生的生理和心理特征、身體敏感期、體檢要求和學校體育特點。從任務庫中選擇了12項體育活動、4項體育活動和3組有節奏的鍛煉，包括上肢和下肢、基本力量、運動技能和家長游戲，在準備部分，制定了三階段工作計劃，準備部分是三階段體育活動序列的主要部分，即放松部分。

2.2、實施操作流程

在整合了家庭學校之間的實際設置和互動模式后，家庭作業過程被分為八個步驟：

第一，交流的制度。用釘釘群來構建一個交流機制，教師在收到了家庭作業之后，可以在釘釘群中或者在APP中發出一個通知，讓學生的父母登陸APP來查看家庭作業。一般都會在上午八時左右發出通知，以保證大多數的家長都能收到。收到通知后，父母會和子女商量，并在適當的時候安排好作業。通過構建“老師—家長—學生—平臺”“四位一體”的交流與反饋機制，提高了學生家庭作業執行的有效性；

第二，布置作業。首先，確定學習目標，在資源庫中選擇符合目標要求的練習，并根據學生的實際情況和體育運動的復雜性選擇適當數量的活動。教師可以分配給不同性別和年級的學生，當學生按下家庭作業按鈕時，就能知道練習方法、目標、時間、難度及作業截止時間等信息；

第三，家長接收家庭作業。家長及時查看并通知學生，如果有特別的事情，可以通過手機申請請假，并告訴老師理由，做好記錄；

第四，登陸APP，看到教學錄像，然后按照作業任務來進行訓練。利用人工智能大數據，對學生“打卡”次數、訓練時長、訓練質量等進行實時統計，并生成訓練記錄、訓練曲線，對學生進行個體化訓練，鼓勵學生積極“打卡”，使學生獲得鍛煉的成就感；

第五，父母協助錄制，家庭操練。通過使用人工智能平臺，家長不僅可以幫助錄制視頻、監控和指導孩子，還可以利用游戲參與家庭體育作業和親子之間的鍛煉，從而讓學生參與到體育家庭作業中來；

第六，體育老師和班主任共同督導數據。在后臺，老師可以對學生的作業進行實時評分，并對沒有完成的同學進行提醒。老師們會將作業的結果匯總到一起，然后對同學們的運動情況進行全面的評估，并和班主任一起監督“打卡”，在規定的時間內完成作業；

第七，對平臺人工智能的評估。智能跳繩設備采用 AI技術，按照“D、 C、 B、 A、 S”五個級別，按照“優劣”的順序來評分，在練習的過程中， AI會及時的給出建議和鼓勵，并且會及時的提醒。在課堂上，老師可以即時的將自己的好的作品與同學們進行交流，同時也可以讓同學們自己評價，同學們互相評價，家長評價等；

第八，師生之間的相互關系。學生可以使用該軟件來查詢自己的作業成績，還可以對照標準的錄像來自我的反省，并可以參考相互的評價。在此期間，學生的實踐態度、參與熱情、作業質量的變化以及在申請中遇到的問題，都需要家長與老師溝通，以便幫助學生更好地完成作業。在這個平臺上，教師可以實時監控作業，通過觀看視頻檢查作業，并及時向課堂主管反饋作業和進度，同時還可以在體育課上對優秀作業進行現場展示，以此來鼓勵同學們相互學習，一起進步，這樣才能更好地將下一次的體育家庭作業進行下去。在此過程中，應充分聽取家長、同學對家庭作業的意見、建議，不斷完善教學策略。

3、基于智能跳繩設備下的體育家庭作業模式實施效果

3.1、線上體育家庭作業完成率

通過對訓練資料、完成情況進行比較，其中，班級共計114位同學，共獲13796個任務，其中周平均完成度為78.36%。在此基礎上，建立“四位一體”的體育教師、班主任、家長等多方面的監督管理體系，使學生的完成度不斷提升。

3.2、線上體育家庭作業時長

由后臺資料，可以得知學生每天和每星期的平均完成時間，并分析學生對智能跳繩設備的運用情況。學生每天的平均鍛煉時間為20-21分，平均鍛煉時間與運動計劃相一致。

3.3、線上體育家庭作業優秀率變化情況

為了更好地對學生的作業質量變化情況進行分析，從而更好地理解在線體育作業模式的有效性，需要對作業評分數據進行分析。

3.4、學生身體素質對比分析

在對動作研究前后實驗組、動作研究后實驗組和對照組的體能和敏捷測試進行配對檢驗的基礎上，得出在動作研究后的1分鐘跳繩的成績與動作研究前有明顯的差別（p＜0.05），這就說明了在智能跳繩設備平臺上的運動操作對小學生運動技能的發展有著明顯的支持效果。

以提高總體體能為目的。通過實踐和技術分析發現，跳繩、障礙跳、袋鼠跳和障礙跳四種跳躍方式可以有效提高學生的柔韌性和身體協調能力。在此基礎上，提出了一種符合小學生生理、心理發展特征的體育訓練方案。

4、跳繩體育家庭作業實施存在的問題

4.1、跳繩活動開展樣式少，教材缺乏銜接

“雙減”政策的實施，要求在學校中要充分發揮活動的優勢，通過對不同級別學生所學習到的跳繩內容的銜接狀況的研究，發現近半數的學生都沒有與之進行有效的銜接。不同級別的跳繩教材內容存在著一定的脫節，這對學生進行跳繩活動的教學和學習有很大的影響。

4.2、教師對跳繩及其相關應用缺乏系統的理解

體育作業的有效開展，既要有正確認識，又要有專門技術的支持。在此基礎上，教師必須提高專業技能和主動性，關注社會資源信息以及與體育和家庭作業相關的先進思想。對于跳繩 APP和智能跳繩，大多數老師都有很深的認識，但是并沒有運用到跳繩體育家庭作業中。這表明老師們對于花式跳繩的認識還不夠全面，在使用諸如“靈巧跳繩”等有關的軟件方面還不夠完善。

4.3、學生缺乏自主性，需要加強家長的參與和監督

對于跳繩運動，學生的興趣很高，但是自主性很低。家長對于跳繩體育的家庭作業有很高的支持，但是他們的參與和監督的力度都不夠好。總體而言，對于跳繩體育家庭作業，父母的認同和支持度都比較高，但在具體的執行過程中，父母的監管力度和參與度都比較低。

4.4、教師獨立設計作業能力較弱，跳繩練習內容單一

運動教學活動的設計對教學活動的效果有很大的影響。結果表明：大部分的學生在學習中都是以合作或參照的方式進行學習，從而造成了各班學生在學習過程中存在的問題。在填寫表格時，大部分都是以一種統一的方式來完成，只有極少數的老師會輪流來為同學們布置一些跳繩的工作，并且所做的工作也是以個人搖擺為重點。不同年齡及水平的學生，其身心狀況及生理狀況各有不同，其偏愛的跳繩項目種類也各有不同。在布置“跳繩”練習的時候，老師應該從學生的實際情況出發，不應該布置單一的、單調的練習。這就要求教師在教學中要不斷地增強自己的教學質量，不斷地提升教學水平，豐富理論知識。

4.5、跳繩體育家作業缺乏有效的監督、評價模式

在進行跳繩體育家庭作業時，最難的是對作業的監督、檢查和評價，然后是對作業的內容的選擇和反饋。因為大部分的跳繩作業都是在家里進行的，所以教師很難對學生進行實時的監控和評估，加之學生的自覺性較低，父母的監督力度不一，這些都成為了制約跳繩體育家庭作業執行的主要障礙。父母對孩子的支持多以態度為主，但是沒有采取相應的措施，造成了孩子對家庭作業的敷衍性，從而影響了孩子的學習效果。

5、改善跳繩體育家庭作業實施對策

5.1、作業形式多樣，調動學生興趣

第一，確定訓練時間。按照“陽光體育”的方針，學生應保證每日至少有1h的運動時間。在假期中，學生們會有一些常規的戶外運動，所以在每天的跳繩上，都會安排一份體育作業，每個作業的時間大約是10min，2min的熱身準備，7min的核心練習，最后1min的拉伸；

第二，確定訓練的強度。為了確保學生的運動安全，并能夠養成良好的運動習慣，教師們可以在準備活動的過程中，進行一些低強度的練習，比如廣播操、武術操、啦啦操等，這樣不僅可以讓學生們進行迅速的熱身，還不會讓他們感到不適。高強度的訓練，比如一分鐘的跳繩，可以被安排在核心訓練中。不過，在進行大強度的訓練時，一定要有休息時間。最后，就是拉伸放松的部分，可以安排一些輕松愉快的AR游戲運動，讓學生的心率出現中間高兩邊低的情況，在運動結束之后，能夠快速地恢復到穩定的狀態，從而更好地進行文化課的學習。

5.2、促進跳繩課程系統化

從各級教學的目標出發，可以為一系列學校課程創建綜合的課程和資源，使學生能夠在不同的學習階段有效地連接和提高他們的基本技能和特殊技能。在此基礎上，老師們要以各個年級的學生的身體和心理發展規律為依據，來設定與之相對應的目標和要求，并且要與學校自身的特色相結合，從現實的角度來對校本教材進行研究，從而保證在各個階段，學生的體育與健康知識、運動技能和體能訓練能夠得到有效、持續、科學的掌握和提高。

5.3、建立學校與家庭之間的溝通機制，提高家長的參與熱情

在“雙減”的背景下，明確“家長與學校的職責”。學校要盡快制定出一套包括學校領導、班主任、體育老師和家委會在內的體育作業管理制度。通過構建網上作業平臺，班主任可以更好地與家長們進行溝通，從而更好地掌握到孩子們在課外進行體育鍛煉的狀況。同時，還可以積極地與體育老師合作，對孩子們的家庭作業進行監督、管理和評價，并向家長們反饋孩子們的學習狀況。

5.4、加強作業研究與設計，提高跳繩作業的科學性

在新課改中，作業設計是一個不可缺少的環節。“雙減”要求教師按照學生的成長規律，對家庭作業進行系統性的設計，以提高家庭作業的質量。與體育作業相比，經過了較長時間研究的其它科目作業更具優越性，但目前我國的體育作業研究尚處于起步階段。因此，應該抓住“雙減”政策的機遇，主動作為，對體育作業進行科學、深入的研究和設計。

充分發揮網上的資源優勢，并參考優秀的體育作業事例，結合實際，對其進行最優應用。在作業的設計上，要根據學生的特點，以鞏固知識，提高運動技能為主要目的。在課堂教學中，應采取多種方式，充分調動學生的學習積極性。對學生的學習狀況進行考核和評估。在此基礎上，教師可以根據學生的實際情況，提供多種活動方式的練習。

5.5、加強“互聯網+體育”在作業中的運用與管理

在信息技術發展的今天，網絡、大數據、云平臺等信息化技術已經滲透到了日常生活中。在“雙減”背景下，教育部門應積極尋求和開發豐富優質的在線教育和學習資源，對所有學生免費。在新冠肺炎防控期間，“互聯網+體育”已成為體育教師為學生布置體育作業的重要方式。學校利用“互聯網+體育”的信息技術，不僅可以解決日常體育作業的管理問題，還可以解決日常跳繩訓練、學習評價、跳繩比賽、校園課外體育作業監控等問題。利用網絡系統分析可以幫助學校更系統、更科學地指導學生的體育活動，提供完整、詳細的學生體育活動數據，進而為家庭作業提供更有針對性、個性化的科學指導。

第一，借助現代化的互聯網技術，強化與第三方機構的協作，構建“智能跳繩”硬件+“手機軟件”+“學校大數據”的“學校跳繩運動作業”體系；第二，關于網上作業的教學輔導，利用“因特網+體育”的網上平臺，定期組織網上的“跳繩”比賽，向同學們提供高質量的網上體育教育資源；第三，關于跳繩體育家庭作業的布置、監督和檢查，可以利用學校的家庭作業系統，對同學們的課外作業進行遠程管理，可以在網上實時地看到同學們的運動狀況，并將他們的課外作業發布出去，跟蹤整個班級作業的完成情況，對同學們的跳繩能力有一個全方位的認識，并對他們進行差別化的指導，以便更好地幫助同學們進行每天的跳繩練習；第四，關于跳繩體育家庭作業的評價和反饋，將移動終端和學校的系統平臺結合起來，了解學生體育作業的完成情況及其日、周、月的運動依從性，并對學生跳躍式體育作業進行定量評估。運動依從性和活躍度高的學生將在家長的微信群中獲得表揚和獎勵。同時，將提醒家長加強監督，強化他們在課堂外參加體育運動的良好習慣。

智能跳繩設備在體育家庭作業中的應用，不僅可以對學生的學習狀況進行實時反饋，對學生的學習過程進行全面的了解，還可以提升作業反饋的速度與效果。同時，還可以以每一名學生的變化為依據，對作業目標進行有針對性的調整，最終形成體育作業監測、分析、反饋和指導的閉環模型。有效解決了體育作業指導難、檢查難、評估難、反饋難的四大問題，從而幫助教師更好地實施體育作業，確保學生有空閑時間進行體育鍛煉。從當前的發展情況來看，“互聯網+體育”將是今后學校體育發展的一個主要趨勢，學校應該不斷地更新和利用科技手段，在“互聯網+體育”的基礎上，加大對教學方法和學習方法的研究力度，并研制出諸如體育家庭作業軟件、量表和標準等評價工具。

6、結語

智能跳繩裝置使教師擺脫了家庭作業的采集與統計，使任課教師能夠關注學生的作業完成情況、進步情況、跳繩技術能力的提高等。學校可以進行線上親子跳繩比賽，家長跳一分鐘，孩子跳一分鐘，也可以是家長們自己跳，孩子們自己跳，最終根據家長和孩子跳繩的總數量來決定名次。進一步提升了學生們的訓練積極性，并使學生在家庭中更好地完成體育作業。

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作者簡介：李明輝（1992-），男，漢族，河南開封人，研究生，助教，研究方向：體能訓練。