智能可穿戴設備助力高中生體能訓練實施路徑研究

摘要：本研究采用文獻資料以及專家訪談等方法，對智能可穿戴設備助力高中生體能訓練實施路徑進行研究，包括智能可穿戴設備在學校體育中的發展趨勢、實踐問題以及優化路徑。智能可穿戴設備在學校體育發展趨勢包括普及化、針對性以及多樣性等。應用存在的問題：體育教師對人工智能可穿戴設備價值認識模糊、學校智能化基礎設施建設薄弱、學生體能訓練缺乏有效監控、體能訓練缺乏系統周期性。實施路徑：重塑體育教師觀念意識，不斷推動教師智慧教學發展；多元主體協同參與，構建教師智慧教學培訓體系；加強資金扶持與保障，夯實學校體育基礎設施建設；科學控制體能訓練強度與訓練量，將智能可穿戴設備作為關鍵手段。

關鍵詞：智能可穿戴設備 高中體能訓練 智慧體育 體育教學

中圖分類號：G80 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-20-178-3-ZQ

智能可穿戴設備是指將傳感器、無線通信、多媒體等技術嵌入人們直接穿戴在身上的便攜式電子設備中，在軟件支持下進行感知、記憶、分析、調控和干預。2017年，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，明確提出要開展智能教育。2021年9月，中央網信辦等八部門聯合發布涵蓋19個教育領域的國家智能社會治理實驗基地名單，突顯出人工智能技術與教育領域深度融合的重要性。近些年來，隨著人工智能在教育領域應用不斷深入推進，相關人工智能技術不斷應用，較大程度上促進學校教育事業發展。體育作為學校教育教學體系重要環節，是實現立德樹人建設的重要組成部分，對教育發展具有重要意義。智能可穿戴設備應用于學校體育發展，能夠有效促進教學效益，實現信息化與智能化教學。體能訓練作為高中體育教學重要構成部分，課標亦明確強調要開展體能訓練，促進學生身體素質提升。諸多實踐證明，人工智能可穿戴設備能夠有效應用于體能訓練，實現對人體生理機能的有效監控。基于此，研究探討智能可穿戴設備應用于高中體能訓練中的應用路徑，以期促進學生體能訓練高質量發展。

1、智能可穿戴設備在學校體育中的發展趨勢

1.1、普及化

針對人工智能在教育領域發展，我國目前已出臺諸多利好政策措施，對于人工智能進一步發展提供了方向指引。諸多實踐證明，人工智能能夠有效促進教育教學實踐發展，推動學校教育事業進步。當下越來越多的學校逐漸意識到實現教育教學智能化發展的重要意義，不斷引進相關人工智能教學設備，促進學生發展。對于體育教學而言，目前市面上已有諸多人工智能穿戴設備，能夠實現對學生身體機能的有效監控。越來越多的學校逐漸引入智能穿戴設備，無論在課外體育活動還是學校特長生運動訓練，相關可穿戴設備正不斷得以廣泛應用，推動體育教學智能化發展。例如有學校不斷引入相關可穿戴設備，在體育教學中實現人人均可采用相關智能設備，教師能夠通過相關數據，準確了解體育教學開展情況。

1.2、針對性

隨著智能可穿戴設備不斷在學校體育中應用，目前正朝著針對性方面發展。由于學生個體之間存在較大差異，同時所處教學階段不同，智能可穿戴設備需要立足于促進學生學習針對性，提高設備應用效果。目前學校體育領域采用的相關智能可穿戴設備主要應用于社會大眾領域，在學校體育領域應用針對性不高，對于學生群體以及學校體育環境應用存在一定誤區。因此，當前學校體育中體育可穿戴設備正不斷進行優化創新，從而不斷有效契合學校體育發展需求。例如學校體育教學中，學生處于不斷變化的動態課堂中，相關穿戴設備損耗較大。當前智能可穿戴設備正朝向便攜化與簡易化方向發展，從而有效契合學校體育發展需求。

1.3、多樣性

當下學校體育發展呈現多樣化趨勢，對于智能可穿戴設備而言亦具有一定影響。學生體育參與不僅僅局限于體育課堂，同時不斷拓寬至課余體育以及校外體育活動。由此造成學生體育參與需求更為多元，呈現出以體育課堂為中心，以家庭以及社區體育參與作為輔助的發展格局。智能可穿戴設備涵蓋多方面因素，例如睡眠監控、心率監控、動作技能監控等。不同體育學習場景中對于可穿戴設備要求不同，同時亦要求相關智能可穿戴設備需要不斷立足于促進學生全面發展，滿足學生日益增長的多樣化體育參與需求。一方面，近些年來隨著相關體育企業不斷增多，相關智能可穿戴體育設備公司研發出多樣化可穿戴設備，有力滿足了學生體育參與需求；另一方面，學生體育參與需求呈現差異化，要求教師能夠針對性地把握，對于自身體育教學實現差異化管理。

2、人工智能可穿戴設備在高中體能訓練中的應用存在的問題

2.1、體育教師對人工智能可穿戴設備價值認識模糊

隨著我國信息化以及智能化建設不斷深入推進，未來教育教學領域將更為關注智能化建設，采用科學技術，助力教育教學發展。從當下體育教學現狀來看，體育教師對于智能可穿戴設備應用顯著不足，缺乏智能化、信息化教學觀念與意識，造成教學效果不盡如人意。目前，體育教師普遍上更為關注傳統教學理念與方法，重心依然停留在常規教學，對于相關智能輔助教學設備重視度不高，價值認識模糊，長遠來看不利于體育教學實踐發展。然而，應用人工智能設備輔助教學并非意味著否定常規體育教學價值，人工智能可穿戴設備更多以輔助價值呈現，幫助教師提升教學效率，推動學生更為全面地進行體育學習。例如，應用心率監測設備，能夠幫助教師動態掌握體育課練習密度，了解學生的疲勞程度，從而能夠及時調整教學與訓練狀態。

2.2、學校智能化基礎設施建設薄弱

人工智能可穿戴設備應用于體能訓練實踐，對于學校基礎體育設施要求較高。盡管部分學校具備較高的智能化建設意識，但受限于當下資金缺乏、基礎設施不完善等問題，造成相關人工智能穿戴設備應用不健全。例如，部分學校僅購買小部分穿戴設備，設備缺乏維護保養，且容易出現損壞，不利于學生發展。具體來看，主要存在以下幾個問題。第一，學校撥款不及時。由于學校經費有限，且部分學校優先將資金撥付給文化學科，造成體育學科分配資金不足，無法擁有充足的資金購買相關智能可穿戴設備。此外，部分學校資金過多用于常規體育設施建設，缺乏向智能化建設方面投入。同時，相關學校信息化建設不充分，造成智能設備建設薄弱；第二，教師缺乏相關人工智能教學培訓。由于部分器材設備使用較為復雜，且對于不同教學場景有不同應用方法，造成教師在教學中無法便捷地使用人工智能穿戴設備。教師既缺乏相關建設意識，同時在相關應用方法與策略方面亦較為薄弱。例如有教師在教學中錯誤地使用相關穿戴設備，不僅不利于教學實踐，還對學生的學習產生了抑制作用。

2.3、學生體能訓練缺乏有效監控

應用智能穿戴設備的關鍵目的在于通過對學生生理機能實行有效監控，從而能夠有效把控體育教學過程，為學生體育參與構建科學完善的保障體系。體能訓練作為學生體育參與的重要方面，同時亦是新課標所指向的重要教學模塊內容。在體能訓練過程中，由于缺乏有效監控，教師對于體能訓練中相關方法與理念認識不到位，出現教學監管盲區，人工智能穿戴設備應用存在誤區，造成學生生理機能出現諸多不合理問題。例如，過大強度訓練易導致學生出現嚴重的生理與心理疲勞，不利于后續的訓練與教學。同時，強度過大的訓練容易出現相關運動損傷問題，造成學生后續無法繼續參與訓練任務。出現以上原因，關鍵在于教師對學生訓練與教學中的生理機能變化缺乏有效監控，教學逐漸偏離合理強度，造成學生生理機能出現諸多不合理問題。因此，今后教師應重點加強對學生訓練中的生理機能進行監控，科學化實施體能訓練。體能訓練的關鍵目的在于以合理的訓練強度以及訓練量，從而能夠有效優化學生的訓練狀態，提升人體生理機能水平，最大程度提高訓練水平。

2.4、體能訓練缺乏系統周期性

體能訓練效益的提升需要建立在循序漸進周期性進程中，通過科學合理組織訓練任務與訓練內容，從而有針對性地提升學生體能水平。現代運動訓練高度重視培養教練員周期性訓練意識，在訓練中不斷把握人體競技能力提升的階段性特點，從而提高訓練水平。目前，周期性訓練需要建立在嚴格的訓練計劃安排中，以人體生理機能發育特點作為依托，從而實現科學化訓練。對于高中生體能訓練，周期性亦較為重要，由于缺乏相關監控手段與措施，教練員以及運動員無法有效解讀人體競技能力變化的階段性特點。例如通過對學生睡眠狀態以及心率變化進行監控，能夠有效了解人體競技能力變化特點。一般來說，從事同樣訓練負荷，運動員心率高于之前，則說明運動員機體已產生一定疲勞，通過應用相關心率監控設備，結合相關心率變化曲線，能夠有效把握人體生理變化特點，從而有效判斷所處的訓練階段。對于學生體能訓練來說，合理設定體育課負荷與強度則更為重要，通過不斷優化訓練階段強度與負荷控制，從而能夠有效提高人體競技能力。

3、人工智能穿戴設備助力高中體能訓練實施路徑

3.1、重塑體育教師觀念，不斷推動教師智慧教學發展

隨著智能教學在體育領域不斷深入推進，未來體育教學將更加朝向智能化與信息化方向發展。目前，學校體育智能化發展不斷呈現多樣化發展趨勢，對于教師提出愈來愈高的要求。不可否認，智能可穿戴設備能夠在較大程度上促進教學效率，改變過去單一的教學模式，將體育教學過程進行可視化與數據化。體育教師應深刻意識到智能可穿戴設備價值，不斷學習當下最新智能穿戴相關領域發展前沿知識，不斷對其進行總結學習，從而能夠不斷樹立智慧體育教學意識，推動教學效益提升。因此，在日常自身專業發展中，體育教師應樹立積極的自我學習意識，在自身學習與工作實踐中學習相關領域知識。一方面，既要肯定傳統體育教學方法與手段的功能價值，在自身教學中不斷夯實相關手段與方法的應用；另一方面，教師也要能夠積極形成智慧化與信息化教學意識，將兩者進行優化整合，不斷相互促進相互提升。既要肯定智能穿戴應用于體育教學的價值，又要能夠發現其存在的薄弱點，從而真正達到智慧化體育教學的目的。

3.2、多元主體協同參與，構建教師智慧教學培訓體系

體育教師提高智慧教學能力需要以專項培訓作為指引，從而針對當下教師教學存在的薄弱點進行針對性培訓。第一，加強自我學習。自我學習作為提高教學能力重要途徑，體育教師應積極利用當下互聯網優質教學資源，針對智能可穿戴設備進行教學。圍繞高中生體能訓練需求，例如訓練方法、訓練強度等方面，積極進行針對性學習。同時，可通過查閱相關文獻，將文獻與教學實踐相結合，從而能夠有效提升自身教學能力；第二，學校應積極引入相關培訓活動。作為教師專業發展的重要促進主體，學校相關教師管理部門應積極邀請相關專家、學者進校園，為本校體育教師提高智慧教學能力進行專項性培訓。例如圍繞高中體能訓練與智能可穿戴設備之間應用原理，提高教師應用能力。同時，可通過相關專項公開課形式，學習優秀專家學者體育教學方法與手段，圍繞體能訓練促進原理進行教學；第三，構建智慧教學共同體。例如組建本地區體育教師智慧教學共同體，圍繞教學中存在的突出問題進行教學研討，共同討論，協同提高教師教學能力，不斷取長補短。

rMaNtuSkD/Y5qNYYfYeM+g==3.3、加強資金扶持與保障，夯實學校體育基礎設施建設

智能可穿戴設備需要學校下撥針對性資金進行購買，尤其對于相關基礎設備，需要針對性資金扶持。基于此，學校應增強智慧體育教學發展意識，針對體育教學中存在的突出問題進行調整，在資金劃撥方面，不斷進行針對性扶持，支持教師購買相關智慧教學設施設備。對于學校存在的基礎設施薄弱問題，應加強維修保養。高中生體育訓練對于體育設施要求較高，同時由于學生運動能力不斷提升，相關設施需要不斷進行更新，從而契合學生體育學習需求。例如在力量訓練中，缺乏相關器械，僅僅依靠單一的自重訓練將難以取得理想訓練效果。因此，學校可購買啞鈴、杠鈴等器械，同時在資金允許的情況下，可購買內容更為多元的器械，在提高教學效果的同時，能夠提高學生體育參與興趣。此外，學生體能訓練日益呈現多樣化發展趨勢，無論在方法、手段還是訓練理念等方面，教師都要正確對待其發展趨勢，針對性思考如何將智能可穿戴設備應用于相關訓練實踐中去，從而能夠有效提高訓練效益，需要注意的是，并非所有體能訓練領域都能夠應用智能可穿戴設備，教師不可過于依賴相關可穿戴設備。

3.4、科學控制體能訓練強度與訓練量，將智能可穿戴設備作為關鍵手段

訓練強度以及訓練量作為體能訓練兩個重要影響因素，科學合理的訓練強度以及訓練量能夠有效提高訓練效果，訓練強度以及訓練量并非越大越好，需要客觀考慮學生所處的訓練階段以及自身體能水平。智能可穿戴設備重要價值在于能夠客觀評價學生的訓練強度以及訓練量，從而及時調整，避免學生產生過度疲勞以及產生運動損傷等。第一，加強訓練中的心率監控。目前，市面上圍繞心率監控已有相關方法手段，如心率帶、心率手表等，能夠實時監控學生心率，繼而通過心率評價學生學習狀態。心率長期維持高水平，則說明訓練強度較大，需要進行調整；第二，評價學生睡眠狀態。睡眠狀態能夠評價學生訓練狀態，尤其是疲勞程度。Bodyguard能夠通過評價學生睡眠質量，繼而反映學生疲勞程度。目前，已有諸多研究證明，睡眠狀態能夠反映人體生理機能狀態。總之，智能可穿戴設備在體能訓練中存在諸多方面，教師需要針對性進行提升，從而能夠有效把握訓練質量。

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