基于智慧體育校園運動負荷監測系統的育人實踐研究

摘要：面對數字化轉型的智慧體育大趨勢，作者所在學校依托運動負荷監測系統，以體育課堂增效提質為目標，通過對體育課運動負荷的認識，從運動負荷的監控方法、負荷的監測評價指標、如何調節運動節奏等方面對體育教學中安排適宜的運動負荷進行分析，使學生身心能夠在一個適宜的運動負荷的體育教學環境中得到健康發展，有利于學生增強體質、掌握運動技術和技能，讓體育課提質增效。

關鍵詞：智慧體育；中小學；體育教學；運動負荷；監測與評價

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）08-0014-03

數字時代、智能時代的教育已經悄然來臨，教育數字化作為一種全新的教育形態是推動教育現代化的必由之路。面對數字化轉型的大趨勢，北京市東城區教委以《教育信息化2.0行動計劃》和《東城區教育質量提升三年行動計劃》為導向，提出了“智慧體育、精準施策，助力每一位學生健康提升”的目標，以科研為引領，以智慧體育為主線，借力云計算、大數據等數字技術，建立學生運動負荷監測數據庫，以及體育教師教育教學的智能測評和診斷全息數據檔案，促進體育課高效課堂，提高教學質量。

筆者所在學校作為東城區體育與健康學科基地校，在?！笆奈濉惫ぷ饕巹澗V要中明確提出：積極打造智慧體育校園，對學生精準施策，助力每一位學生健康提升。基于智慧體育系統提供運動智能監測、學生自主跑步數據采集，通過數據提供運動干預方案，給學校體育管理人員、體育教師提供準確的學生運動數據支撐，以此實現運動監測、運動評價、運動反饋，促進學生有效運動，從而讓學生更受益，讓教學更高效，讓家長更滿意。

智慧體育校園的發展

近幾年，越來越多的便攜式體育科技產品的出現，給體育學科帶來了翻天覆地的變化，具體如下：

第一，可建立體質健康電子檔案。根據學校學生的基本信息、特殊病史、體質健康成績、心理健康狀況以及教學過程性評價和日常表現情況等，建立學生體質健康跟蹤檔案，形成本學期以及歷年來不同時間軸上的學生個人、班級、年級和全校的電子信息檔案。

第二，可進行大數據分析。針對學校收集的信息檔案，尤其是體質測試成績、近視篩查結果以及日常表現評價等數據，進行橫向和縱向的數據分析。其中，橫向數據分析包括學生個人數據對比、全班數據對比、年級數據對比、全校數據分布情況；縱向數據分析包括橫向數據分析對象的當年數據、歷年來的數據分析對比。通過橫向和縱向數據分析來了解不同對象歷年來成績變化趨勢，觀察該校學生體質健康是否有所提升以及該校學生各項體質健康分布情況。

第三，能開展教學過程性智能評價。傳統的體育教學評價，主要注重學期的結果性評價，忽視了學生課堂中的過程性評價。但過程性評價可以及時了解學生的階段性變化，以便教師及時調整學生鍛煉計劃和方案。因此，教師可應用AI動作識別技術和運動強度監測對學生進行過程性評價。其一，利用AI動作識別技術，及時了解學生的動作模式和動力鏈傳導，使學生更直觀地理解動作要領，清楚自身問題；其二，利用便攜式運動心率表，監測學生的運動強度、練習密度、最大心率安全報警、平均心率等相關指標，及時了解本節課運動強度安排是否合理，并及時作出調整。

第四，可建立家庭鍛煉可視化平臺。學生平常在校鍛煉強度遠遠不夠，為了方便學生鍛煉，提高學生體質，教師可根據學生的信息檔案、體質健康數據分析結果及在校鍛煉計劃，制訂學生家庭鍛煉方案，滿足學生不在校期間的自主鍛煉需求，實現家校鍛煉一體化。

智慧體育運動負荷監測系統助力體育教學

新課程改革前的體育課過于關注學生的生理負荷而忽視心理負荷，如今的體育教師在課堂上又主要是讓學生獲得愉快的情感體驗，忽略了運動負荷的適宜安排。而在中小學生體育教學中，只有運動負荷和心理負荷保持適宜，才能收到較好的教學效果。因此，是否合理安排運動負荷是影響教學效果的重要因素，建立簡便、有效的指標體系對體育課運動負荷進行監控和評價具有重要的現實意義。

1.智慧體育運動負荷監測系統

智慧體育運動負荷監測系統主要部件包括心率臂帶表、數據接收器、顯示終端設備、網絡傳導器、團隊充電器等。教師通過顯示終端選擇上課班級，并按照體育課規范設置課堂目標、課程類型、課程分類、課程名稱、課程時間。上課過程中教師通過平板或者大屏幕實時查看學生上課實時心率、實時強度、心率曲線、班級排名、班級實時心率等指標。課程結束后系統會自動生成評價報告，教師可直觀地看到班級層面以及學生個人層面的總體的評價。

2.智慧體育運動負荷監測與評價操作流程

智慧體育運動負荷監測操作流程包括監測和評價兩大部分（如下圖）。

在運動監測前先要做好課堂預案，確定好需要監測的學生，并上傳學生的基本信息。課前，給學生按照編號佩戴并啟動心率表，測定安靜心率，設置課程類型（新授課、復習課、綜合課）；課中，屏幕上實時顯示學生的心率、運動強度、運動密度、卡路里等多項指標數值，上課教師通過此方法能對上課學生的實時狀況一目了然；課后，用Borg量表測量學生本節體育課的自我感覺，記錄疲勞強度，測定10分鐘后安靜心率，并回收心率表。

在監測結束后可從后臺導出評價報告和評價數據。通過數據呈現，不僅能讓學生對自己的運動強度有很好的把控，還能讓他們進行互動，提高上課積極性，教師也能根據不同階段的數據呈現來隨時調整自己的教學設計，讓課堂更合理、更科學、更完美。

3.智慧體育運動負荷監測與評價指標

依據《北京市中小學校體育課運動負荷監測與評價通知附方案技術規范》文件制訂智慧體育運動負荷監測與評價系統指標，評估教師上課質量及上課要求。

基于智慧體育運動負荷監測系統的應用

1.課前根據教材特點合理預設運動負荷

教師圍繞教學目標和教學內容，結合學生實際，安排分組、示范、評價、觀摩等，科學組織教學，對運動負荷有一個合理的預設，靈活調控負荷節奏。在安排教材內容時，在課的準備部分，運動負荷宜小，主要是預先提高身體機能的練習，目的在于提高中樞神經系統的興奮性；在課的基本部分，運動負荷的增加要有起有伏，有節奏地逐步加大運動負荷，在課的中間部分運動負荷達到最大。在課的結束部分，一般選擇一些逐步降低運動負荷和活躍身心的練習。

2.課中根據學生情況及時調節運動負荷

在體育教學中，要通過變換練習的重復次數，延長間歇時間，變換場地的大小、器材的重量、障礙的高度、距離的長短等有效調整負荷。同時，合理安排間歇時間，使肌肉工作與休息交替進行是取得良好練習效果的必要條件。間歇時間的長短應根據負荷的性質和強度以及學生的訓練水平確定，合理分組以保證必要的練習重復次數和合理的間歇時間。在課堂教學中經常用到的運動負荷監測方法就是觀察法和詢問法。教師可以通過平板或者大屏幕實時查看學生上課實時心率屏幕，或者觀察學生的臉色、表情、出汗量、反應速度等來判斷運動負荷的大小，也可以通過詢問學生鍛煉后的自我感受來判斷學生承受運動負荷的情況。

3.課后通過運動負荷評價結果和反饋進行教學反思

教師根據運動負荷監測數據的反饋情況對教學內容進行調整，并采取有效措施來調節運動負荷，以求達到最佳的練習效果。通過運動狀態或運動負荷數據的監測進行大數據分析，通過多維度的檢測與評價，呈現體育課堂效果可視化、信息共享化以及個性化支持，判斷參與鍛煉的學生運動負荷強度指標，系統地記錄與評價學生體育鍛煉過程實施及階段運動負荷強度水平和運動量，可以有效保證日常體育課科學、安全、有效地開展，從而實現對體育鍛煉的動態監督，更好地提升中小學體育課堂的質量和實效性。

教學實施效果

1.全面評估體育教學質量，讓體育課數據化、科學化

運動負荷監測對教學質量具有監督和評估的作用。運動負荷監測系統讓體育課關鍵指標可視化，解決了傳統體育課中運動強度、運動密度等指標無法判斷與衡量的問題，讓體育課變得數據化，更加科學化。教師可通過實時顯示的數據及課后的數據報表評價課堂的整體情況，把握體育課運動負荷的合格率以及整體變化趨勢，充分了解教學中的優勢和不足，全面評估體育教學的質量和效果，讓學生在健康科學的體育鍛煉中下進一步提高身體素質。

2.科學的運動負荷監測，促進體育課提質增效

運動負荷監測是衡量一節體育課是否達到增強學生體質效果的依據之一，對提升體育課堂質量、保障學生身心健康成長有著重要作用。通過分析監測系統采集的數據，有助于教師及時調整教學設計，實現合理的運動負荷安排，保障體育課堂的實效性和安全性，達到促進學生增強體質健康的效果。