AI+體育干預對小學生體質測試成績影響的實踐研究

摘" 要：隨著科技的不斷發展和生活水平的不斷提高，人們對體育運動有了更全面的認知和更多的需求。AI運動的出現讓人們的運動方式變得多元化、便捷化?；谔焯焯KApp，從“AI+體育”視角出發，通過實驗法、數理統計法，探究“AI+體育”干預對小學生體質測試成績的影響，通過AI運動提升學生對體測項目的練習興趣，打破練習環境的束縛，通過線上排名激發競爭意識，滿足學生多元化練習需求，實現學、練、賽、評的完美閉環，有效提高學生體質健康水平。

關鍵詞：AI+體育；體質測試；天天跳繩

文章編號：1671-489X（2025）03-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.03.0

0" 引言

為建立健全學生體質健康監測評價機制，鼓勵學生積極參與體育鍛煉并提供符合各水平段發展規律的評價依據，教育部印發《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》，旨在貫徹“健康第一”指導思想，全面了解我國學生的體質健康狀況，從而采取有效措施，促進學生體質健康發展。提升學生體質健康水平，除了利用好學生在校的一小時體育活動時間，還需要利用好學生的校外活動時間。根據《義務教育體育與健康課程標準（2022年版）》[1]

的要求，確保每位學生每天都能享受充足的體育活動時間，保證學生每天校內、校外各一小時的體育活動時間，并堅持課內外的有機結合，讓學生參與多種形式的展示和比賽，激發參與意識和學習興趣，促進養成終身鍛煉習慣和健康生活方式，從而達到提升學生體質健康水平的目標。這要求教師要學會運用信息化教學手段和方法，利用線上線下相結合的方式，幫助學生打破體育學習的時空壁壘。

“AI+體育”是人工智能與體育產業融合的一種新嘗試，即以網絡平臺為媒介，通過計算機視覺進行捕捉、跟蹤和測量，利用AI技術、AR技術在運動過程中實現對動作的自動識別，并對運動數據進行整合、分析、評價[2]。本研究應用的天天跳繩App即為“AI+體育”的AI綜合運動平臺（以下簡稱平臺）。通過該App中體智云，圍繞學生體測項目布置作業，經過四周的練習后再次對學生的體質測試成績進行比對分析，將練習前后的實驗組和對照組成績分別進行整理統計，并應用IBM SPSS Statistics 27統計軟件對學生成績進行檢驗。檢驗實驗前后體質測試成績是否存在顯著差異，通過驗證“AI+體育”干預對提升小學生體質測試成績的效果。

1" 行動研究過程

1.1" 研究準備階段

2024年4月26日，筆者將執教的四年級四個班級隨機分成對照組和實驗組，其中一、二班共計66人為實驗組，三、四班共計66人為對照組。為保證前后測試的嚴謹性和有效性，行動研究前后測試均采用單盲試驗形式進行，并且測試時均讓相同人員使用相同儀器進行體質測試。本次測試圍繞四年級學生一分鐘跳繩、仰臥起坐、坐位體前屈三個體測項目進行，變量為實驗組應用天天跳繩App進行為期四周的線上體育鍛煉和對照組進行為期四周的線下體育鍛煉，練習內容和練習時間要求相同。

4月26—28日為試運行階段，筆者申請開通App體智云管理員賬號，同時聯合班主任組織實驗組家長下載App、注冊賬號和加入班級。利用試運行時間對學生與家長進行培訓，讓他們初步了解AI運動和App的使用方法，確保實驗按部就班進行。

研究計劃實施前，筆者同區縣內經驗豐富的體育教師和體育教研員探討作業布置的內容，結合體測要求和水平二學生身心發展規律合理安排練習內容，從作業庫中精選符合居家運動規律、切實可行的練習項目，設計課后練習方案。練習為期四周，每周進行五天，每次進行20分鐘左右。

1.2" 研究實施階段

對學情和學生家庭環境有了初步掌握后，為了實現更高效的家校合作和練習效果監測，筆者將作業布置過程分為六個步驟：建立家校溝通機制、教師進行作業推送、家長接收作業信息、學生根據AI指引完成練習、教師監測后臺數據和平臺AI評價。

1.2.1" 建立家校溝通機制

良好的家校溝通機制是實施測試的基礎。體育教師通過班級群建立溝通機制，在App上發布作業并在App和班級群內同時發送提醒，提示家長登錄App協助學生完成練習。確保家長收到提醒，并讓其盡可能陪同或協助學生完成練習。家校溝通機制有助于提升作業的完成度和完成效率。通過及時溝通與反饋，學生可以更好地掌握練習內容，教師可以及時地調整練習內容和練習量，家長可以更好地給予學生支持和指導，從而提高課外鍛煉整體質量。

1.2.2" 教師進行作業推送

教師作為本次研究的主導者，首先應該熟練操作平臺并明確學習目標和學練標準，結合學生現有水平和身心發展規律，選擇適合學生練習的內容，根據學生水平做好練習量的分層。

1.2.3" 家長接收作業信息

家長在收到作業信息后，要協助學生完成相應練習。在該環節中，家長要注意不能單純作為作業的參觀者，而要轉變為參與者。在練習之前陪同觀看視頻教學和技術指導、幫助孩子復習相關技術動作，減少因錯誤練習而做無用功。

1.2.4" 學生根據AI指引完成練習

學生是本次研究的主體，須根據AI指引了解動作的練習方法，明確練習要求，完成練習數量并上傳練習結果。AI自主化測試有助于提高學生的自主學練能力，學生從App中選擇“我的”選項進入“校園體育智慧云平臺”即可查看教師布置的作業內容。平臺依據大數據采集的數據為學生賦分，并根據打卡數量和作業完成度頒發獎章，激發學生的競爭意識，激勵他們完成每日練習，讓學生在練習中獲得成就感。

1.2.5" 教師監測后臺數據

體育教師和班主任合作對后臺數據進行監測和統計，對學生的完成情況進行實時監控。對未完成和完成度不達標的學生，教師可通過App進行提醒。對學生課外鍛煉情況作出評價，表揚按要求完成的學生，鼓勵未完成的學生及時完成練習。同時，建立獎懲機制以激勵學生按時按質完成練習，從制度上保證學生課外鍛煉的有序進行。

1.2.6" 平臺AI評價

平臺應用計算機視覺捕捉對學生練習的數量和質量進行終結性評定，AI監測與評價系統具有較強的辨識性，從優到差分為S、A、B、C、D五個等級；并能在練習過程中根據動作完成質量給予技術指導和鼓勵，實時提醒學生的動作完成度，動作完成后即時顯示評價信息并納入成就系統，做到過程性評價和終結性評價的有機結合，通過頒發獎章和收集成就進一步激發學生的鍛煉熱情。

2" “AI+體育”干預下的學生練習效果

2.1" 線上體育鍛煉內容完成率

為了更好地了解和分析實驗組學生的體育作業完成率，筆者從后臺調取數據，導出研究期間四周的練習數據進行分析。實驗期間教師共計布置作業20次，學生提交作業1 132次，作業平均完成率85.76%。通過對比每周完成率，發現每周完成率穩步提升。各班級的獎懲機制和AI評價帶來的競爭機制激發了學生對課外體育鍛煉的興趣。因此，越來越多的學生參與進來，甚至有不少學生被App中多元化的AI運動所吸引，超額完成任務。

2.2" 線上體育鍛煉內容完成時長

筆者通過調取后臺數據，查看學生每日練習時長分析平臺的使用情況。學生每日人均練習時長的均值在16～17分鐘，周練習時長在81～86分鐘，符合方案預期，說明練習量布置適中。

2.3" 實驗組實驗前、后體質測試成績變化情況

為了便于成績統計和讓統計數據更直觀，筆者參照《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》，將跳繩、仰臥起坐、坐位體前屈三項體質測試成績折合成相應分值，采用獨立樣本t檢驗進行分析。結果顯示實驗后測三項成績相較實驗前測三項成績均有非常顯著的提升，如表1所示。

2.4" 對照組實驗前、后體質測試成績變化情況

對照組進行的是線下體育鍛煉，通過對實驗前后所收集的數據進行分析對比得知，對照組在進行為期四周的課外體育鍛煉后，體質測試成績也有提升，但不如實驗組提升顯著。其中仰臥起坐項目有非常顯著的提升，但對照組實驗后各項體測數據均高于實驗前水平，如表2所示。說明課外體育鍛煉對學生體質健康水平的提升有積極作用。

2.5" 實驗組與對照組學生體質測試成績對比分析

通過對比實驗后實驗組和對照組數據可以看出，實驗組的提升要明顯大于對照組，尤其是跳繩和坐位體前屈項目，如表3所示。說明相同單位時間內，運用AI干預的體育鍛煉效果要優于單純的體育鍛煉。

3" 結論與建議

3.1" 結論

1）通過實驗數據對比可以看出，在“AI+體育”的干預下，學生體質測試成績顯著提升。通過體育教師的組織和班主任的協調，讓更多的學生參與到體育課外鍛煉中來，并通過AI評價排名的方式調動學生參與的積極性。學生的學習興趣被激發，課外體育鍛煉自然就能保證訓練效果，并通過短時間的練習使體質測試成績得到顯著提升。

2）平臺兼具微課功能，內容涵蓋面廣，且包括動作指導視頻。App中包括綜合體能訓練、體感游戲、親子互動游戲等豐富內容。練習中還有實時的AI技術指導，有效解決了學生居家鍛煉缺乏科學指導的問題，讓學生能鞏固課上學習內容，快速掌握科學鍛煉方法和技術動作要領，實現課內學習與課下練習的有機統一。親子互動游戲的設計打開了家長與學生共同參與體育練習的新格局，既能在運動中增進親子關系，又能對學生的練習質量進行有效監督。同時，應用AI、AR技術突破了居家鍛煉場地、體育器材和運動氛圍的局限，實現了課外體育鍛煉的提質增效。

3）相較于傳統的體育鍛煉方式，“AI+體育”干預下的學生課外鍛煉質量明顯更高。AI運動的模式具有科學性、趣味性、高效性、便捷性和整體可控性等優勢：AI技術讓學生的課外體育鍛煉指導更科學，讓體育鍛煉更高效、練習內容更精準；后臺數據的靈活調取可以幫助教師及時掌握學情，對練習內容和練習進度進行調整；AR技術的應用讓課外體育鍛煉更具趣味性，同時也弱化了運動環境和運動器材的限制，讓體育鍛煉變得更便捷，打通了學生課外鍛煉的新渠道，促進了學生良好鍛煉習慣的養成，落實了新課標校內、校外各一小時的鍛煉要求。

3.2" 建議

1）筆者在準備階段發現，APP的使用和推廣存在較大阻力，主要原因是部分教師的信息化水平不足以實現APP的推廣和完成技術指導。隨著教育信息化2.0時代的到來，建議學校加強對教師的信息化技術培訓，提高教師的信息化水平，抓住互聯網技術發展為體育學科帶來的機遇。

2）部分家長意識不足，不能正確認識學生體質健康水平的重要性。建議學校利用家長會、家委會、社區活動等機會向家長和學生宣傳《國家學生體質健康標準（2014年修訂）》和《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》的要求，增加學生課外體育鍛煉時間、減輕文化課作業和校外培訓負擔，讓學生投入體育鍛煉，掌握一到兩項運動技能，提高體質健康水平。

3）AI運動系統還處于完善發展階段，對部分練習無法精確捕捉和判斷。部分學生產生投機心理，為了提高練習評分而鉆AI的空子，例如：跳繩練習中不用跳繩；仰臥起坐練習時張開手臂助力等。這需要教師加強對作業完成情況的檢查力度，一經發現作弊行為要及時制止和干預，完善體育作業獎懲機制，對學生進行思想教育，端正學生練習態度，幫助學生樹立正確的價值觀和勝負觀。

4" 參考文獻

[1] 教育部關于印發義務教育課程方案和課程標準（2022年版）的通知[A/OL].（2022-04-21）[2024-06-05].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-04/21/content_5686535.htm.

[2] 劉承明.“AI+體育”：基于人工智能的小學體育家庭作業模式實踐研究：以“天天跳繩”App為例[J].體育教學，2022，42（3）：59-61.

作者簡介：刁文棟，二級教師；馬齊慧，一級教師。