數字化技術在高中體育教學中的應用研究

【中圖分類號】G807.3 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-2813（2025）17-0173-04

Research on the Applications of Digital Technology in High School Physical Education Teaching

GE Xiaohong

Tangqiao SeniorHigh School， Zhangjiagang City，Suzhou，Jiangsu Province， China [Abstract] Physical education plays a crucial role in promoting students' physicaland mental health and comprehensive development.The application of digital devices such as physical sign monitoring wearable devices，motion capture analysis systems，data collction IoTequipment，and interactive teaching multimedia platforms provides precise monitoring，inteligentanalysis，and diverse interactive teachingsupport for physical educationclasrooms.Thispaper systematicall proposes innovations measures for high school physical education teaching： Ituses physical sign monitoring equipment toexpand multiple dimensions of evaluation; Itutilizes motion capture systems tooptimize teaching guidance for teachers; It utilizes datacolection equipment to improve facility evaluationstandards; It builds an advanced curiculum system based on multimedia interactive platforms.Atthesame time，through prevention strategies including sports risk identifcation，real-timeload waring，personalizedactioncorrection，andoferingijurypreventioncourses， the scientificity and safety of physical education teaching are comprehensively improved.

[KeyWords] Digital technology;High school physical education; Physical education teaching; Injury prevention

在教育改革持續推進的背景下，體育教學作為促進學生身心健康與全面發展的關鍵環節，日益受到教育界和社會各界的重視。數字化是指運用計算機、互聯網、人工智能等現代信息技術，對信息進行采集、處理、存儲與分析，以實現資源的高效整合與智能管理。

體育教學雖在課程體系中占據重要地位，但實際運行過程中仍存在評價維度單一、師資結構失衡、設施配置滯后、課程內容斷層等突出問題，嚴重影響教學質量與學生發展。基于此，引入數字化技術，為體育教學提供了精準監測、智能分析和多元互動的創新方法，有助于優化傳統教學模式，推動體育教學實現科學化、個性化和高效化發展。

1數字化技術的內涵

數字化技術是指運用計算機、互聯網、人工智能、大數據等現代信息技術，對信息進行采集、處理、存儲與傳輸，從而實現信息的數字化表達與智能化管理。在數字時代，數字技術與體育的深度融合具有現實可行性，為體育強國建設注入了強勁動力[。借助體征檢測設備、動作捕捉系統、數據采集器材和互動教學平臺等技術手段，教師可科學監測學生的運動表現和身體素質變化，進而實現個性化教學與科學訓練，推動高中體育教學朝著智能化、信息化方向穩步發展。

2體育教學中的數字化設備

2.1體征監測穿戴設備

體征監測穿戴設備是指能夠實時采集和分析人體生理參數的智能化可穿戴終端，具有便攜性與高精度特性。主要設備包括心率監測胸帶與智能運動手環。心率監測胸帶憑借其對心率變異性的精準監測能力，能為教師提供翔實的課堂運動強度數據，有助于科學調整教學負荷。智能運動手環則能夠持續記錄學生的運動時長與熱量消耗，全面反映日常活動水平與身體能量代謝狀況[2]。其中，智能運動手環主要用于長期監測學生的日常活動數據，而心率監測胸帶則專注于課堂中高強度運動數據的精準采集。借助兩種設備的協同應用，系統可自動校正智能手環在靜態狀態下產生的誤差，從而確保數據的準確性與全面性，為體育教學提供科學依據。

2.2動作捕捉分析系統

動作捕捉分析系統是集成多種傳感與計算技術，對運動員動作進行實時采集、識別與分析的智能化平臺。主要設備包括運動分析系統和體感攝像頭。運動分析系統利用二維視頻技術，對運動過程中的動作軌跡進行平面分析，能夠精準捕捉運動員在特定區域內的動作變化與技術細節[3]。體感攝像頭則采用三維骨骼點動態捕捉技術，實時記錄運動員全身各關節的空間運動形態，展現動作的立體結構與動態過程。基于整合體感攝像頭獲取的空間動作形態數據以及運動分析系統的平面運動軌跡數據，系統可實現多維度數據的深度融合，生成包含動作幅度、速度、穩定性等方面的八維動作診斷報告。

2.3數據采集物聯器材

數據采集物聯器材是指集成傳感、通信與數據處理功能的智能體育裝備，能夠在體育教學過程中實時采集、傳輸和分析學生的運動數據，提升教學的科學化與智能化水平。主要設備包括智能實心球和電子跳繩。智能實心球內置高靈敏度壓力傳感器，可精準記錄學生在投擲過程中的力度變化，為力量訓練效果評估提供數據支持。電子跳繩具備實時計數與節奏分析功能，能全面監測學生的搖繩次數與動作協調性，反映其靈敏性與耐力發展狀況[4]。通過數據整合分析，系統可構建學生體能發展的熱力圖，為體育教學中的個性化訓練與科學評價提供精準依據。

2.4互動教學多媒體平臺

互動教學多媒體平臺是集成多種信息技術與交互功能的數字化教學環境，能夠實現師生高效溝通與資源共享，提升體育課堂的互動性與教學效果。主要設備包括交互白板與課堂應答系統。交互白板具備動態展示技能分解動畫的功能，能將復雜的運動技術以可視化、分步驟的形式呈現，便于學生直觀把握動作要領[5]。課堂應答系統能夠實時收集學生在訓練過程中的反饋信息，全面反映學生對教學內容的掌握情況與疑難點。在兩種設備的協同應用中，交互白板負責推送分級教學視頻，課堂應答系統同步采集學生的理解程度數據并反饋給教師，使教師能夠據此動態調整后續課程的內容與難度。

3高中體育教學中的困境

3.1 評價維度單向固化

評價體系單一化主要表現為評價主體和評價內容的局限性。在評價主體方面，教師作為唯一評價者，學生和家長等其他主體的參與度不足，致使評價結果缺乏多元視角6。教師同行評價機制尚未完善，難以實現專業層面的有效反饋。在評價內容方面，評價過度側重學生的運動成績，而對運動態度和努力程度等非智力因素關注不足。體育技能評價偏重最終表現，對技能形成過程重視不夠，無法全面反映學生的學習進展。

3.2師資專業結構失衡

當前體育教學改革面臨高素質、高質量教師隊伍缺乏的問題，這不僅影響了體育教學質量，也制約了體育教育的發展[7]。師資結構失衡主要體現在專業教師數量不足和教師專業發展滯后兩個方面。學校體育教師編制不足，致使每位教師需承擔過重的教學任務，教學負荷過大，進而影響教學質量；體操、武術等特色項目的專業教師短缺，制約了特色課程的開設。同時，部分教師長期固守傳統教學方法，對新興體育理念和數字化工具的應用能力不足，且專業培訓和進修機會匱乏，專業知識更新緩慢，難以將最新體育科學成果融人教學實踐。

3.3 設施配置標準滯后

設施配置標準滯后主要表現為設施規模不足和布局欠合理兩個方面。學校體育場地面積受限，無法滿足學生日常體育活動需求，多個班級同時開展體育課程時常出現場地資源沖突。體育器材老化且維護不善，更新周期過長，影響學生使用安全與運動體驗。體育設施類型單一，未能滿足學生多樣化興趣需求，新興運動項目設施匱乏，降低了學生參與的積極性。設施空間布局不當，如田徑場與教學樓間距過近，既干擾正常教學秩序，又存在安全隱患。

3.4課程內容梯度缺失

課程內容梯度缺失主要體現在課程難度設置不當和課程銜接不緊密兩個方面。教學內容難度過高，超出學生實際運動能力水平，易導致學生學習困難與挫敗感；內容過于簡單，則無法激發學生興趣和挑戰欲望，不利于體育技能的持續提升。各年級體育課程內容缺乏系統性，存在教學內容重復或跨度過大等問題，影響學生對知識與技能的系統掌握。同時，體育課程與其他學科的交叉融合度不夠，未能充分發揮協同育人效果，對運動原理等理論知識的闡釋也不足。

4基于數字化技術的高中體育教學創新策略

4.1運用體征監測設備，拓展評價多元維度

在長跑教學實踐中，教師為每位學生配備心率監測胸帶，實時采集學生課堂訓練中的心率數據。通過數據平臺對學生運動強度進行分層分析，將其劃分為低強度（心率低于130次 /min ）、中等強度（心率為 130～ 160次/min）和高強度（心率高于160次 /min ）3個層級。系統將訓練過程中的心率變化曲線及時推送至學生及其家長端。家長可在平臺實時了解學生的訓練表現，參與評價過程，提出個性化建議，從而增強家校協同效果。

學校組織學生佩戴智能運動手環，全天候記錄學生日常運動時長與熱量消耗情況。教師在每周五將手環采集的運動數據整理成周報，呈現每位學生日均運動時長、卡路里消耗等核心指標，引導學生對照每日10000步的運動目標進行自我評估。每周開展同伴互評活動，促進學生之間的交流互動與相互激勵，完善多元評價機制，提升評價的客觀性和參與度。

建立同行教師互評機制，每月邀請其他體育教師共同參與長跑教學評價工作。借助心率監測胸帶和智能手環的數據，同行教師可從專業角度分析學生的訓練負荷與身體反應狀況，提出具體改進建議。教師團隊每兩周舉行一次數據分析研討會，交流教學經驗，優化評價標準，推動評價體系向專業化和科學化方向發展。

在評價內容設計方面，教師結合心率監測胸帶和智能手環的協同數據，重點關注學生長跑過程中的運動態度和努力程度。系統自動校正手環靜態誤差，精確反映學生課堂訓練強度與日常活動水平。教師依據數據設置運動表現、努力程度、日常鍛煉3個維度進行綜合評價，不僅考查最終成績，更注重技能形成過程中的進步幅度，以此確保評價體系的全面性與精細化程度。

4.2借助動作捕捉系統，優化師資教學指導

在籃球教學實踐中，教師運用體感攝像頭對學生運球、投籃等技術動作進行三維骨骼點動態捕捉。系統實時采集人體關鍵骨骼點的運動數據，并記錄肩、肘、腕等多個關節的空間運動軌跡。系統自動生成完整的動作分解序列圖，教師可在課后深入分析學生動作的空間結構特征。針對不規范的動作，教師制訂8＼～10個專項訓練動作，要求每個動作重復15＼～20次，以提高技術指導的精確性和科學性。

教師采用專業運動分析系統對學生的籃球技術進行二維視頻軌跡分析，精確捕捉運球路線、投籃起跳點等關鍵技術動作軌跡。依據系統生成的平面運動數據，系統識別學生在場地移動過程中的速度變化、加速度特征以及技術動作中的不足之處，并在每節課中及時調整2＼～3個教學重點內容，優化訓練流程設計，全面提升課堂訓練效果。

學校組織3＼～5名專業教師組成研究團隊，綜合分析體感攝像頭與運動分析系統采集的多維數據。教師團隊依據包含動作幅度、速度、穩定性等多個維度（各項滿分為10分）的技術動作診斷報告，借助分工協作的方式，將技術得分低于7分的學生按能力水平分為A、B、C等級，并進行針對性指導。在專項教師資源有限的情況下，系統診斷報告可為非專業教師提供具體動作糾正建議，有效解決專業教師資源不足的問題。

學校定期開展教師數字化教學能力提升培訓，每月安排不少于8學時的系統操作專項培訓課程，并邀請技術領域專家系統講解動作捕捉系統的核心功能與數據分析方法。教師在日常教學實踐中每周保證不少于3次運用體感攝像頭和運動分析系統，持續提升教學專業化水平，將體育科學研究的最新成果有機融入籃球教學體系中。

4.3利用數據采集器材，完善設施評估標準

在立定跳遠教學過程中，教師為學生配備內置壓力傳感器的智能實心球（重量為 2kg ），用于采集學生下肢爆發力數據。每次跳遠訓練后，系統自動記錄學生起跳瞬間的峰值力量和沖量數據。教師借助系統分析不同場地類型（包括塑膠、木地板、PVC材質）及器材對學生成績的影響因素，據此調整場地分配方案和器材使用計劃，實現教學資源的優化配置。

教師運用電子跳繩指導學生進行熱身（心率控制在120＼～140次 /min 和協調性訓練，系統實時記錄并分析學生搖繩節奏（標準頻率設定為120＼～140次/min）。基于對電子跳繩采集的連續數據（每組持續時間為 45～ 60s的分析，教師對不同訓練區域場地的協調性訓練效果進行評估，從而發現場地布局中存在的問題，并提出科學合理的調整建議。

教師整合智能實心球與電子跳繩兩類數據采集系統，每兩周生成一次學生體能發展狀況分析圖。該分析圖以不同顏色層級直觀呈現各類場地、器材條件下學生力量與協調性的發展趨勢，為學校體育設施評估與更新規劃提供科學依據，促進設施配置向多元化與專業化方向發展。

教師依據力量與協調性的監測數據，參與制訂包含15項具體指標的學校體育設施評估標準修訂工作。將智能實心球和電子跳繩的監測結果納入設施安全性、適用性和多樣性的綜合評價體系中，推動學校建立每月1次的常規檢測機制，及時更換使用時間超過3年的老舊器材，優化場地布局規劃，確保學生運動安全并促進其運動興趣的持續培養。

4.4依托多媒體互動平臺，構建課程進階體系

在排球教學實踐中，教師運用交互式電子白板動態展示排球發球、墊球等技能的分解動畫，將復雜動作細分為初級、中級和高級3個水平，每個水平包含4＼～8個系統性訓練動作。學生依據技能測評得分（滿分100分）選擇相應層次的教學視頻（初級水平低于60分，中級水平介于60＼～80分，高級水平高于80分）進行模仿訓練。教師實時觀察學生操作情況，在每節課向不同水平的學生提供個性化教學資源，使每位學生均能確立適當的學習基點。

課堂應答系統用于實時采集學生對排球技能學習的理解程度反饋。每節課結束后，系統自動生成包含技能掌握程度（5個維度評分）動作錯誤分析等內容的學情報告。教師根據反饋數據調整下節課的教學難度，為學習困難的學生（得分低于60分）安排每周2＼～3次、每次 30min 的補充訓練，并為進步顯著的學生增設2＼～3個具有挑戰性的學習內容，以此優化課程進階路徑。

教師結合交互式電子白板提供的分層教學視頻，設計跨年級的排球技能銜接任務，采用循序漸進的難度設置。系統定期記錄學生各年級階段的技能學習軌跡（每周記錄2次數據），教師依據數據分析課程內容的連貫性，并于每月對教學進度進行適度調整，控制重復內容比例，既避免重復教學，又防止內容跨度過大，從而幫助學生系統性地掌握排球知識與技能。

在排球教學過程中，教師利用多媒體教學平臺將排球運動與生物學科知識有機結合，每周向學生推送若干運動原理動畫視頻（時長 2～3min 0。課堂應答系統實時收集學生對運動原理的理解程度，教師根據反饋情況調整講解策略，著重加強學科間的融合教學，提升學生對排球技能背后科學原理的認知水平，有效促進協同育人目標的實現。

5體育教學中的損傷預防策略

5.1 運動風險識別

開展運動前健康狀況調查，系統收集學生既往運動損傷史和身體特殊狀況信息，建立科學的基礎風險檔案。系統性地組織學生學習常見運動損傷類型及其早期癥狀表現，結合圖文資料和典型案例分析，提升學生的風險識別能力。依托數字化平臺定期實施運動風險評估，由學生記錄身體不適與異常反應情況，系統自動生成相應的風險提示。

5.2 實時負荷預警

教師應在課前為學生制訂科學的運動負荷基線，并系統講解運動強度分級標準。課堂中，學生通過專業量表記錄疲勞感、呼吸頻率等主觀負荷指標，教師課后統一采集數據并進行分析，據此調整訓練計劃。教學過程中，教師根據學生的實際表現，適時指導學生關注心率、呼吸等生理信號，及時識別潛在過載風險。

5.3個性化動作矯正

開展小組互評活動，使學生相互發現動作細節問題。教師指導學生運用標準動作模板進行對比分析，強化學生的動作規范認知。為每位學生建立動作改進檔案，定期記錄動作視頻，系統自動生成個性化改進建議，持續追蹤學生的進步軌跡。針對存在共性動作問題的學生，實施分層專項訓練，采用分步驟講解與個別指導相結合的方式。

5.4 開展損傷防護課程

系統講解運動前熱身和運動后拉伸的重要性，指導學生規范完成全流程熱身與拉伸動作，強化學生的損傷預防意識。開展常見運動損傷的急救處理培訓，如扭傷冷敷、擦傷消毒包扎等，通過實踐演練提升學生的應急處置能力。開設專題講座，邀請校醫或運動康復專家進行損傷預防與康復知識專題講解，系統性解答學生的疑問，提升學生的科學防護認知。

6結語

基于數字化技術的體育教學為高中體育課程帶來了創新發展動力，不僅提升了教學的科學性和精準性，還促進了學生在體能素質、運動技能及健康素養等方面的全面發展。推進數字化高中體育教學的實施，需要構建以體征數據為驅動的多元評價體系，全面記錄和分析學生的運動表現與成長軌跡；建立基于動作捕捉技術的教師專業發展機制，持續提升教師的教學能力與專業素養；完善數據采集與多媒體技術相融合的課程優化平臺，系統化拓展教學資源，優化課程結構。探討數字化技術在高中體育教學中的創新應用策略，以便為推動體育教育現代化建設、促進學生全面發展提供理論指導和實踐參考。

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