中圖分類號(hào)：G80 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8902-（2025）-15-109-3-ZL

1、引言

高校作為體育育人的主陣地，課外體育鍛煉的質(zhì)量和效果直接影響著大學(xué)生體質(zhì)健康水平和終身體育意識(shí)的養(yǎng)成。然而，當(dāng)前高校傳統(tǒng)課外鍛煉模式已暴露出顯著短板，亟待革新。

首先，參與度困境突出。傳統(tǒng)的紙質(zhì)打卡模式過(guò)度依賴學(xué)生自律，缺乏實(shí)時(shí)反饋與有效的激勵(lì)機(jī)制。調(diào)查顯示，高校課外體育鍛煉達(dá)標(biāo)率顯著不足，反映出學(xué)生在課外體育鍛煉中的參與意愿和持續(xù)性亟待提升。其次，人工記錄方式導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)碎片化、不準(zhǔn)確，難以支持精準(zhǔn)的干預(yù)和個(gè)性化的指導(dǎo)。最后，過(guò)程性考核過(guò)度依賴主觀判斷，無(wú)法客觀反映學(xué)生的實(shí)際鍛煉效果。對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)外6所高校和區(qū)內(nèi)6所高校的調(diào)研顯示，課外鍛煉評(píng)價(jià)仍采用“出勤時(shí)長(zhǎng)”這一單一維度，忽視了鍛煉強(qiáng)度、頻率和進(jìn)步幅度等關(guān)鍵指標(biāo)；部分高校還未對(duì)課外體育鍛煉進(jìn)行考核。

本研究以跳繩項(xiàng)目為突破口，提出了一種基于“端一邊一云”協(xié)同架構(gòu)的智慧跳繩系統(tǒng)，旨在通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)采集一分析一應(yīng)用”全鏈條的重構(gòu)，為破解上述高校課外體育鍛煉難題提供實(shí)證解決方案，并為智慧體育校園建設(shè)提供參考。

2、智慧跳繩系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)與場(chǎng)景創(chuàng)新

2.1、技術(shù)架構(gòu)：“端一邊一云”協(xié)同模型

本系統(tǒng)采用分層式技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理與應(yīng)用的閉環(huán)管理，確保數(shù)據(jù)的高效流轉(zhuǎn)和精準(zhǔn)應(yīng)用。終端層集成智能跳繩（內(nèi)置陀螺儀傳感器、藍(lán)牙5.0模塊）、手機(jī)攝像頭（用于AI動(dòng)作捕捉）與智能手柄，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集學(xué)生的跳繩次數(shù)、速度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。智能跳繩的選用考慮了其普及性和對(duì)場(chǎng)地要求低的特點(diǎn)，便于推廣。

2.2、應(yīng)用場(chǎng)景：鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院的實(shí)踐

本研究以鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院為試點(diǎn)，將智慧跳繩系統(tǒng)應(yīng)用于該校的課外體育鍛煉實(shí)踐中，并進(jìn)行為期一學(xué)期的實(shí)證研究。具體應(yīng)用場(chǎng)景包括：

（1）個(gè)性化鍛煉方案生成。

系統(tǒng)以學(xué)期為單位設(shè)定動(dòng)態(tài)目標(biāo)，學(xué)生需完成19200次跳繩（每周3次，單次 ?400 次，速度 ?80 次/分鐘）。該目標(biāo)設(shè)定基于《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)學(xué)生跳繩項(xiàng)目的評(píng)分要求，結(jié)合該校學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行了調(diào)整。學(xué)生首次登錄系統(tǒng)時(shí)，需要綁定學(xué)生信息并完成認(rèn)證，選擇上課的班級(jí)、時(shí)間和教師。教師通過(guò)本人賬號(hào)可查詢本人授課的班級(jí)、參加鍛煉的同學(xué)數(shù)量及班級(jí)運(yùn)動(dòng)打卡情況，方便督查課外體育鍛煉情況。然而智慧跳繩系統(tǒng)尚未具備人臉識(shí)別監(jiān)控功能，學(xué)校需定期對(duì)課外體育鍛煉打卡學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)審核，一旦發(fā)現(xiàn)替跳、搖手柄等情況，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)清零并開(kāi)展誠(chéng)信教育。

（2）實(shí)時(shí)反饋與動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

學(xué)生端：可視化面板實(shí)時(shí)顯示學(xué)生的跳繩次數(shù)、速度、個(gè)人排名及全校TOP50榜單，激發(fā)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和鍛煉熱情。系統(tǒng)還嵌入了社交分享功能，方便學(xué)生分享鍛煉成果，增強(qiáng)鍛煉的趣味性和互動(dòng)性。教師端：后臺(tái)管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控班級(jí)參與率、學(xué)生的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)（如單次跳繩速度超過(guò)生理極限值等）及疑似作弊行為（通過(guò)AI視頻復(fù)核進(jìn)行驗(yàn)證）。教師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提供個(gè)性化的指導(dǎo)，并對(duì)異常情況進(jìn)行干預(yù)。管理端：可匯總?cè)W(xué)生的運(yùn)動(dòng)總量、人均參與頻次、各班級(jí)的鍛煉情況等宏觀指標(biāo)，為學(xué)校體育管理部門提供數(shù)據(jù)支持，輔助進(jìn)行資源調(diào)配，優(yōu)化課外體育鍛煉的組織和管理。

（3）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綜合評(píng)價(jià)體系。

結(jié)合中國(guó)跳繩段位考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，將課外跳繩數(shù)據(jù)按 20% 的權(quán)重納入體育課程考核，實(shí)現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與體育課內(nèi)課外、線上線下一體化。這凸顯了課外體育鍛煉在學(xué)生體育成績(jī)中的重要地位，對(duì)學(xué)生終身體育鍛煉習(xí)慣的養(yǎng)成起到了積極作用。同時(shí)，引入跳繩課外體育鍛煉前 5% 的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對(duì)表現(xiàn)優(yōu)異和進(jìn)步顯著的學(xué)生予以表彰和獎(jiǎng)勵(lì)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的鍛煉積極性。

3、“學(xué)會(huì)一勤練一常賽”三維聯(lián)動(dòng)模式構(gòu)建

為確保智慧跳繩系統(tǒng)的有效運(yùn)行，本研究構(gòu)建了“學(xué)會(huì)一勤練一常賽”三維聯(lián)動(dòng)模式，以促進(jìn)學(xué)生跳繩技能的掌握、鍛煉習(xí)慣的養(yǎng)成和競(jìng)技水平的提升。

3.1、學(xué)會(huì)：人人學(xué)會(huì)正確的基本跳繩技術(shù)

鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院將花樣跳繩作為該校“一校一品”的特色體育課程，在大學(xué)一年級(jí)第一學(xué)期開(kāi)設(shè)跳繩普修課程，學(xué)習(xí)內(nèi)容涵蓋左右甩繩、并腳跳、雙腳輪換跳、開(kāi)合跳、弓步跳、并腳左右跳、基本交叉跳、勾腳點(diǎn)地跳、1分鐘速度跳、兩人繩練習(xí)及10人8字跳繩。該課程旨在進(jìn)行基本的跳繩動(dòng)作普及，確保學(xué)生掌握正確的跳繩動(dòng)作，為后續(xù)的課外鍛煉打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.2、勤練：加強(qiáng)各類課外體育鍛煉

基于學(xué)生已掌握基本跳繩技術(shù)的現(xiàn)狀，學(xué)院積極探索并推廣多元化的課外體育鍛煉模式。核心方法包括：依托智慧跳繩系統(tǒng)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自主課外練習(xí)；通過(guò)跳繩社團(tuán)活動(dòng)，營(yíng)造積極鍛煉氛圍，滿足學(xué)生多樣化的發(fā)展需求；同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)校跳繩隊(duì)的系統(tǒng)化、專業(yè)化訓(xùn)練，提升競(jìng)技水平。該模式強(qiáng)調(diào)在普及層面提升全體學(xué)生的參與度和鍛煉效果，在競(jìng)賽層面進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，力求在推廣普及與競(jìng)技提升兩方面均取得實(shí)效。

3.3、常賽：以賽促練，激發(fā)興趣

通過(guò)比賽，學(xué)生可以檢驗(yàn)自己的鍛煉成果，激發(fā)鍛煉興趣，培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。比賽成績(jī)可以與中國(guó)跳繩段位制數(shù)據(jù)掛鉤，納入學(xué)生的綜合測(cè)評(píng)考核體系，使學(xué)生可以根據(jù)跳繩實(shí)際情況領(lǐng)取國(guó)家體育總局社體中心頒發(fā)的中國(guó)跳繩段位證書，進(jìn)一步激勵(lì)學(xué)生積極參與課外體育鍛煉。

在“學(xué)會(huì)一勤練一常賽”三維聯(lián)動(dòng)模式下，鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)生不僅提高了體質(zhì)健康水平，還在全國(guó)賽事中獲得的較好的成績(jī)（見(jiàn)表1、表2）。

表1使用智慧跳繩線上參賽情況統(tǒng)計(jì)

4、實(shí)踐成效與數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過(guò)一學(xué)期的實(shí)踐，智慧跳繩系統(tǒng)在鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院取得了顯著成效（見(jiàn)表3），具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

表3鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院智慧跳繩課外體育鍛煉實(shí)踐成效與數(shù)據(jù)分析

4.1、用戶活躍度顯著提升

學(xué)生參與課外跳繩鍛煉的積極性顯著提高，周均鍛煉頻次提升 100% ，達(dá)到每周3次的目標(biāo)鍛煉頻率。這表明智慧跳繩系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)模式下學(xué)生參與度不足的問(wèn)題。

4.2、運(yùn)動(dòng)效能大幅提高

85% 的學(xué)生形成了“鍛煉一查看數(shù)據(jù)一調(diào)整計(jì)劃”的良性閉環(huán)，說(shuō)明學(xué)生能夠主動(dòng)利用系統(tǒng)提供的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自我管理和自我提升。學(xué)期人均跳繩次數(shù)達(dá)到19200次，完成率高達(dá) 98% ，年運(yùn)動(dòng)總量突破4281.6萬(wàn)次，較傳統(tǒng)模式提升近3倍，表明學(xué)生的鍛煉強(qiáng)度和鍛煉效果得到了顯著提升。

4.3、規(guī)模化運(yùn)營(yíng)效率提升

教師用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的時(shí)間減少了 75% ，極大地減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)，提高了工作效率。通過(guò)任務(wù)要求、教師督查和進(jìn)度追蹤等功能，智慧跳繩系統(tǒng)顯著提高了學(xué)生單次練習(xí)效率和長(zhǎng)期堅(jiān)持意愿，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化運(yùn)營(yíng)下的精細(xì)化管理。

4.4、學(xué)生體質(zhì)健康水平提升

通過(guò)實(shí)時(shí)記錄運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)學(xué)生的成就感與目標(biāo)導(dǎo)向性，學(xué)生的身體素質(zhì)得到明顯提升，跳繩技能更加熟練，體能水平得到有效提高。

5、結(jié)論

本研究結(jié)果表明，智慧跳繩系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)賦能與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式，在用戶活躍度、運(yùn)動(dòng)效能和規(guī)模化運(yùn)營(yíng)三方面實(shí)現(xiàn)了非線性增長(zhǎng)，驗(yàn)證了數(shù)字化工具在傳統(tǒng)課外體育鍛煉模式上的革新價(jià)值。該系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)模式下學(xué)生參與度不足、數(shù)據(jù)孤島效應(yīng)顯著、評(píng)價(jià)機(jī)制粗放等問(wèn)題，為高校課外體育鍛煉的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可行的解決方案。

5.1、技術(shù)賦能的優(yōu)勢(shì)

智慧跳繩系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸、智能分析和可視化呈現(xiàn)。這些技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和效率，還為實(shí)時(shí)反饋和動(dòng)態(tài)監(jiān)管提供了技術(shù)支撐，使得課外體育鍛煉更加科學(xué)、高效和個(gè)性化。

5.2、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的價(jià)值

數(shù)據(jù)是智慧跳繩系統(tǒng)的核心驅(qū)動(dòng)力。通過(guò)對(duì)學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的深度分析，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的鍛煉規(guī)律、存在的問(wèn)題和潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，為個(gè)性化指導(dǎo)和精準(zhǔn)干預(yù)提供了依據(jù)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的評(píng)價(jià)體系，也更加客觀、公正地反映了學(xué)生的實(shí)際鍛煉效果，激勵(lì)學(xué)生積極參與課外體育鍛煉。

5.3、模式創(chuàng)新的意義

“學(xué)會(huì)—勤練—常賽\"三維聯(lián)動(dòng)模式的構(gòu)建，將課堂教學(xué)、課外鍛煉和競(jìng)賽活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，形成了完整的跳繩鍛煉體系。這種創(chuàng)新模式，不僅有利于學(xué)生掌握跳繩技能，養(yǎng)成鍛煉習(xí)慣，還能激發(fā)學(xué)生的鍛煉興趣，培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

6、建議

本研究以智慧跳繩系統(tǒng)為切入點(diǎn)，探索數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下高校課外體育鍛煉模式的創(chuàng)新路徑，取得了顯著的成效。研究結(jié)果表明，智慧跳繩系統(tǒng)有效提升了學(xué)生的鍛煉積極性、鍛煉效果和體質(zhì)健康水平，為智慧體育校園建設(shè)提供了可復(fù)制、可推廣的實(shí)踐范式。未來(lái)研究方向具體如下：

6.1、進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)功能

為了進(jìn)一步推動(dòng)高校課外體育鍛煉的普及與發(fā)展，提升用戶體驗(yàn)，建議構(gòu)建一個(gè)集創(chuàng)新技術(shù)與人性化設(shè)計(jì)于一體的智能體育生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在打破傳統(tǒng)體育模式的局限，激發(fā)學(xué)生參與熱情，培養(yǎng)其終身體育意識(shí)。

開(kāi)發(fā)或集成一款輕便、舒適、精準(zhǔn)的可穿戴設(shè)備（如智能手環(huán)/手表），構(gòu)建智能防作弊系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)真實(shí)有效。通過(guò)佩戴實(shí)名認(rèn)證或人臉識(shí)別驗(yàn)證設(shè)備，將佩戴者身份與心率數(shù)據(jù)綁定，防止替練等作弊行為，確保數(shù)據(jù)歸屬真實(shí)有效。另外，此功能需注意隱私保護(hù)與倫理合規(guī)。

基于心率閾值進(jìn)行運(yùn)動(dòng)有效性評(píng)估，設(shè)定科學(xué)有效的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度區(qū)間。例如，針對(duì)大學(xué)生群體，設(shè)定心率在140—180次／分鐘之間。該區(qū)間對(duì)應(yīng)中等偏上強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)，能有效提升心肺功能。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目（無(wú)論是跑步、游泳、球類、舞蹈還是其他自選活動(dòng)）在目標(biāo)區(qū)間內(nèi)心率的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，如持續(xù)運(yùn)動(dòng)30分鐘記為1次達(dá)標(biāo)，并以此作為衡量學(xué)生完成有效鍛煉的量化標(biāo)準(zhǔn)，以取代單一的項(xiàng)目達(dá)標(biāo)模式。

6.2、深入挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值

（1）個(gè)體層面：精準(zhǔn)賦能個(gè)性化發(fā)展。

科學(xué)化運(yùn)動(dòng)畫像：通過(guò)持續(xù)采集心率、運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、項(xiàng)目類型等數(shù)據(jù)，構(gòu)建學(xué)生個(gè)性化的“運(yùn)動(dòng)能力模型”，精準(zhǔn)識(shí)別其體能短板（如心肺耐力不足、爆發(fā)力欠缺等），為制定針對(duì)性訓(xùn)練計(jì)劃提供依據(jù)。動(dòng)態(tài)健康監(jiān)測(cè)預(yù)警：長(zhǎng)期跟蹤運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可形成“體質(zhì)健康趨勢(shì)圖譜”，結(jié)合心率變異率、恢復(fù)速度等指標(biāo)，早期發(fā)現(xiàn)潛在健康風(fēng)險(xiǎn)（如過(guò)度疲勞、心律異常等），實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)安全性與健康管理的雙重保障。構(gòu)建正向激勵(lì)閉環(huán)：基于目標(biāo)達(dá)成度、進(jìn)步曲線等數(shù)據(jù)生成可視化報(bào)告，通過(guò)成就徽章、社交分享等游戲化設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)機(jī)，形成“數(shù)據(jù)反饋一行為調(diào)整一效果驗(yàn)證”的良性循環(huán)。

（2）教育管理層面：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策優(yōu)化。

課程設(shè)計(jì)科學(xué)迭代：分析全校學(xué)生運(yùn)動(dòng)偏好分布（如游泳參與率低）、有效運(yùn)動(dòng)時(shí)段集中度等數(shù)據(jù)，優(yōu)化體育設(shè)施配置與課程時(shí)間安排，解決資源錯(cuò)配問(wèn)題。政策效果量化評(píng)估：通過(guò)區(qū)域／校際數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證“心率區(qū)間達(dá)標(biāo)制”與傳統(tǒng)考核模式對(duì)學(xué)生體質(zhì)的影響差異，為教育部門制定相關(guān)學(xué)校體育工作指南提供實(shí)證依據(jù)。防作弊信用體系延伸：運(yùn)動(dòng)誠(chéng)信數(shù)據(jù)可納入學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)，與獎(jiǎng)學(xué)金、評(píng)優(yōu)等機(jī)制掛鉤，促進(jìn)學(xué)生體育與德育的一體化發(fā)展。

（3）社會(huì)價(jià)值層面：公共治理創(chuàng)新。

青少年體質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)：區(qū)域化數(shù)據(jù)聚合可生成“大學(xué)生體質(zhì)發(fā)展藍(lán)皮書”，為政府制定全民健身政策提供決策參考。體育產(chǎn)業(yè)需求洞察：運(yùn)動(dòng)裝備使用頻率、項(xiàng)目偏好等數(shù)據(jù)可反哺體育用品研發(fā)，推動(dòng)“校園場(chǎng)景定制化產(chǎn)品”創(chuàng)新。健康中國(guó)戰(zhàn)略落地：通過(guò)“校社聯(lián)動(dòng)機(jī)制”，將有效運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)兌換為社區(qū)體育場(chǎng)館優(yōu)惠券，形成“學(xué)校一社會(huì)”協(xié)同的健康促進(jìn)模式。數(shù)據(jù)治理關(guān)鍵點(diǎn)：在挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值時(shí)，需要建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)倫理框架一采用聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可用不可見(jiàn)；通過(guò)區(qū)塊鏈存證確保數(shù)據(jù)溯源可信；建立分級(jí)授權(quán)機(jī)制（如科研機(jī)構(gòu)僅能獲取脫敏聚合數(shù)據(jù)）。

通過(guò)多維度數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘，該系統(tǒng)將突破傳統(tǒng)體育管理的工具屬性，進(jìn)化為連接個(gè)體健康、教育創(chuàng)新與社會(huì)發(fā)展的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，真正實(shí)現(xiàn)“運(yùn)動(dòng)即數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)即價(jià)值”的轉(zhuǎn)型目標(biāo)。

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