基于體育智慧云的小學體質健康監測與干預路徑探索

摘要：青少年體質健康影響著全民綜合素質的提升，大數據技術的應用、大數據時代的到來為青少年體質健康監測管理工作帶來了創新的契機。本文簡要論述了體育智慧云在小學體質健康監測與干預中的應用價值，系統分析了其運用方式，旨在為當前小學實施學生體質健康工作提供必要的指導。

關鍵詞：體育智慧云；大數據；體質健康

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）03-0117-04

青少年體質健康狀況既是衡量國民綜合素質水平的重要指標，也是決定國家可持續發展重要動力源優劣的標準。因此，青少年體質健康逐漸為社會各界所重視，青少年體質健康的監測管理也逐漸成為相關專家學者的熱點研究項目之一。筆者所在學校作為上海市教育信息化應用標桿培育校，在深化體育教學改革中，將人工智能和大數據等高科技手段融入學校體育教學服務中，通過對體育學科評價過程的實時記錄實時分析，全面掌握學生的體育學科能力、體育態度及成長曲線，提升體育學科評價環境和系統的全面性、適應性、可操作性，科學地開展體育學科評價工作，科學地制訂體育學科評價方案。用AI顛覆傳統體育課模式，構建了學校體育課內課后鍛煉新生態。同時，學校建立了學生體育學科評價體系，建立了學生的體育成長檔案大數據庫，并用科技推動體育教學進步，促進體育學科均衡和公平，實現體育智慧服務能力和學生體質健康素質達到全國領先水平，幫助學生擁有健康的心理，樹立健康的、正確的、科學的世界觀和人生觀。

體育“智慧”建設，打造體育智慧校園

學校在體育智慧化建設中，嚴格按照“統籌建設、因地制宜、深化體育教學改革、促進體育教學資源共享”的建設原則，結合學校體育場館、網絡設備、視頻設備等基建成果，實施了智慧化智能體育新型教學空間建設。在智能體育運動分析引擎的建設中，學校在體育館和體育操場項目測試點安裝了50米、跳繩、立定跳遠、仰臥起坐、坐位體前屈等體育項目AI智能測評攝像頭，并在學校內部署智能體育運動分析引擎，使用人工智能技術對學生在體育館及操場上進行運動測評的視頻流進行智能分析，獲得運動項目測試數據（包括測試成績和測試過程數據），并通過智能終端交互設備實時反饋給現場體育教師、測評學生，從而實現智能化的體育學科測評。同時，在家校體鍛互動平臺建設上，學校還進行了體鍛互動屏建設、AI課后體育自主鍛煉建設、體育運動家校互通建設。學校努力探索數字教育環境下教育管理、課堂教學、教育評價、教育服務的新方法，創建了管理集成化、資源數字化、教學智慧化、學習個性化、評價多元化的體育智慧校園。

“智慧”體育管理平臺，聚焦真實問題

學生體質健康管理系統的建設，實現了采集和分析學生參與的體育運動中的學生表現，建立每一個學生的體質健康素質成長檔案，建設可追溯的學生體質健康管理體系，為學校掌握學生真實的體質健康情況、學生體質健康等級及提高學生體質健康水平提供了科學的數據支撐，為學校開展學生體質健康管理工作提供了科學的、有力的手段。

1.“智慧”運動操場，樂享多彩鍛煉

學校運用體育運動場地中的AI視頻設備及人工智能技術實時分析學生運動視頻，實時反饋學生運動成績及運動表現，并以數字、圖片、視頻的形式呈現給教師和學生。這樣能夠幫助體育教師和學生在教與學的過程中，達到看得見摸得著的效果，把抽象的體育教學形象化、直觀化、簡單化，充分發揮信息技術的教學提升功能，讓教學設計更科學更合理，達到學校精準教學、精準指導的目的。

例如，在立定跳遠教學中，很多動作學生很難在瞬間看清楚教師的示范，教師只能反復講解示范。實際上過多的講解和示范也容易讓學生產生錯誤的認識，這是傳統教學中一個難題。體育教師可以利用AI對學生在立定跳遠過程中的動作進行實時識別和捕捉，通過對跳躍動作的分析，系統可以判斷出學生的起跳、騰空、落地等關鍵動作是否標準，并給出相應的反饋。這有助于學生更好地理解自己的動作，找出需要改進的地方。而教師合理地運用系統中智能教學的信息化能力，將立定跳遠動作分解為多個階段，并且通過音視頻講解及演示，幫助學生快速掌握立定跳遠項目的運動技能。同時，學生可以在全天候的體育場館內隨時隨地開展自主學習以及規范動作模仿，大幅地提升了掌握運動能力的速度。這些措施為實施體育學科精準教學提供了科學的數據支撐，從而幫助學生個體得到更好的教育。

同時，乒乓球作為學校專項體育項目，深受學生們的喜愛。因此，學校于2023年引入智能乒乓球設備，人機互練使得更多的學生能夠接觸乒乓球、學習乒乓球技術，這樣便解決了專業乒乓教師缺乏的困境，讓國球在小小的校園生根發芽。

另外，學校通過智能設備自動采集身高體重BMI、肺活量、坐位體前屈、仰臥起坐、跳繩、立定跳遠、50米跑等項目的成績，自動計算體測分數和等級，可實現圖形化、可視化，從多個維度分析體測項目的優秀率、優良率、及格率等。課堂體測數據分析報告中包括學生體測各項目在年級中所處位置、各項目歷史成績變化曲線等。在通過大數據發現學生的體質健康問題之后，學校可以針對性地配備運動器材，如學生立定跳遠成績不達標，可以配備跳跨欄架、跳繩等器材，提高青少年的腿部力量和彈跳能力。通過有針對性地配備體育運動器材，可以更好地引導學生的運動行為，提高學生的體質健康水平。

2.“智慧”運動負荷監測，強化健康意識

體育課運動負荷監測系統是采用物聯網技術、可穿戴設備、云計算和大數據技術，對學生體育鍛煉運動中產生的信息進行實時采集和連續監測的智慧數據分析系統。它包括了各項量化的運動數據，如學生體質、運動負荷、運動效果、卡路里消耗和恢復情況等。

學校定制了適合小學生佩戴習慣的智能手環，建設了體育健康數據管理平臺，在上體育課時，教師可實時在線監測每位學生的心率變化，在開課前可為課程設定目標區，上課過程中實時進行心率監測，指導學生在安全有效的心率區間運動，下課后可查看學生達到標準情況。教師通過各項量化的運動數據，包含靜息心率、課中各階段實時心率、最大/平均心率，分析整個班級及每位學生運動負荷強度、卡路里以及實時心率比值數據，對比其他班級授課情況。

通過對這些大數據的挖掘和對比分析，可以幫助體育教師及教學管理部門充分了解學生的體能特點和身體素質，準確評估課堂質量和鍛煉目標達成效果，幫助教師根據學生實際情況有針對性地安排教學活動、設定合理運動目標和及時調整運動負荷，利用科學的數據安排適合學生實際情況的高效而新穎的體育課堂教學和日常鍛煉方式，從而促進學校體育教育質量穩步提升。

3.課后“智慧”AI體育運動

在課后，體育教師可以通過平臺一鍵布置體育作業給到相應的班級學生，落實校外鍛煉一小時的目標。學生使用自己的賬號登錄平臺，根據要求完成體育作業，AI算法自動分析和統計體育家庭作業運動數據，平臺自動計數統計、上傳、生成運動數據報告和全過程視頻，自動保存。同時，體育教師可以對班級、個人的學生作業的完成度及完成效果完整掌握，進而輔助教學。學校管理層則可以通過作業看板了解學校課后體育作業整體的完成情況，通過作業進度查看作業提交進度，通過作業榜單實時了解學生的動態排名和專項技能素質能力，對學生實現全面的個人體育素養平衡發展進行關鍵性的指導。

例如，2024年寒假，學校通過使用AI體育平臺進行了“寒假運動打卡”活動，并且對學生進行了分層作業任務分配。一、二年級進行跳繩和開合跳打卡活動，三、四、五年級進行跳繩和仰臥起坐打卡活動。在設置運動天數的時候，AI體育平臺既規定了學生在寒假中運動的總天數（29天），又考慮到新年過年休息，為學生設定了最低達標天數（20天），這樣人性化的設計讓學生參與運動的積極性得到提高。

在教師端“作業看板”中，體育教師可以及時了解各年級作業平均完成度，對落后平均作業完成度的年級及時做好提醒。在本次寒假運動打卡中，一年級的作業平均完成度為62.51%，遠遠超過平均完成度24.81%，而五年級的作業平均完成度為22.23%，低于平均完成度15.47%。這些數據符合學生在低年級喜歡運動，積極參與運動，隨著年齡的增長對運動的參與度也慢慢降低的規律。

在教師端的“作業榜單”中，體育教師可以清楚地對每個班級學生的“單次運動成績”“總運動成績”和“運動組數”進行了解，并且在“詳情”中看到學生每次運動的實時視頻，如果有違規情況，教師能及時通過判定“違規”來提醒學生及時改正不良運動動作，強化學生的誠信意識。

4.“智慧”學生數字畫像

學校針對每個學生的測試成績以及課后“智慧”AI體育運動數據，形成學生個性化的數字畫像，并針對15項維度能力模型形成運動改善的建議和計劃，幫助學生有效地提升體質健康水平。

學生也可以通過查看個人體育與健康數字畫像，以及當前周期內的運動能力提升計劃（EIP），依照計劃進行體能課程的自主訓練，訓練數據和評價自動上傳至應用系統，為下一周期的運動能力提升周期性回歸教研提供數據支持。

例如，一年級學生A，她的身高130CM，體重43.4KG，BMI25.7。在數字畫像中，可以看到她的身高超過了平均水平，但是體重和BMI都是偏高的（如上頁圖）。根據這些數據，智慧體育平臺給A同學提供了膳食方面的建議，要求忌零食，忌油炸、高熱量食物，并且推薦通過低脂飲食和低熱量食物，利用食物熱效應，幫助學生A進行減脂減重。

數字畫像還可以結合“坐位體前屈”“肺活量”“一分鐘跳繩”和“50米”四項體質測試成績，幫助學生A和教師了解到她的身體素質優勢為柔韌性、平衡性和協調性好，而需要重點提高的是下肢肌肉耐力、靈敏性、核心肌肉力量。除了這些方面的分析，智慧體育平臺還給出了體能方面的詳細建議，并且設計了每日訓練單，如坐姿臂屈伸可以加強上肢肌肉耐力，側滑步可以提高靈敏性，而平板支撐交替摸肩可以提升核心肌肉力量。學生A可以在課后根據運動建議處方完成每日訓練，而教師也可以在后臺及時了解體育重點，關注學生每日訓練完成情況。

成效與反思

體育智慧云建設，構建了學校的智能化、數字化和個性化的體育教學環境，將人工智能和大數據等高科技手段融入體育教學、訓練和考評中，為體育教學提供了專業和豐富的數據，實現了在可視化教學引領下利用大數據進行體育學科精準教學的智能模式。

在體育智慧云下，學校體質健康監測更加及時、科學而全面。2022學年學校參與全國體質測試工作，優秀率為12.82%，良好率為41.53%，及格率達96.82%。通過一年的體育智慧云工作的探索和推進，2023學年學校學生體質水平穩步提升，優秀率達到13.74%，良好率達到40.30%，而及格率也上升至97.34%。這些數據的變化激勵著體育教師在體育智慧云使用上的信心。

體育智慧云由各種不同智能數字化設備組成，在實際使用中，設備的更新發展迅速，維護工作需要專業團隊更主動地配合和幫助。同時，設備的相互兼容性也需要進一步提升，這樣能更方便體育教師的使用。目前，學校的體育智能數字化設備數量有限，使用上還是以預約方式進行，這也在一定程度上降低了教師和學生使用體育智慧云的頻率。但相信在不久的將來，會有更多更方便的體育智慧云設備投入到一線體育教學中，這也一定會更好地幫助學生提高身體素質，幫助學生養成終身體育鍛煉的好習慣。