場(chǎng)景化智能體育對(duì)高中學(xué)生體質(zhì)健康影響的實(shí)證研究

中圖分類號(hào)：G623文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-2410（2025）07-0054-04

隨著智能技術(shù)的迅速發(fā)展，智能體育為學(xué)校體育課程改革提供了新的契機(jī)。國(guó)內(nèi)高校已逐漸將人工智能技術(shù)融人體育教學(xué)活動(dòng)。然而，高中體育課程的智能化改革，尤其在體質(zhì)健康干預(yù)方面的應(yīng)用仍存在不足。基于上述背景，本研究將場(chǎng)景化智能體育技術(shù)應(yīng)用于高中體育課程，結(jié)合“教、學(xué)、練、評(píng)”一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)，構(gòu)建多元干預(yù)機(jī)制教學(xué)模式，全面分析其對(duì)學(xué)生身體形態(tài)、機(jī)能和素質(zhì)的干預(yù)效果，為推廣智能體育教學(xué)模式提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

一、場(chǎng)景化智能體育及其運(yùn)行機(jī)制的理論分析

場(chǎng)景化智能體育是將人工智能技術(shù)引入學(xué)校體育的一種新型實(shí)踐模式，旨在構(gòu)建師生共同參與的智能體育教學(xué)環(huán)境。在這一模式中，“智”代表智慧環(huán)境，通過(guò)大數(shù)據(jù)交互和人工智能技術(shù)支持體育管理與教學(xué)，實(shí)現(xiàn)備課、教學(xué)實(shí)施、學(xué)生訓(xùn)練、競(jìng)賽組織及學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的科學(xué)化創(chuàng)新；“能”代表自主能動(dòng)性，在智慧環(huán)境的支持下，以學(xué)生為中心，激發(fā)其從接受者向參與者的角色轉(zhuǎn)變，同時(shí)促使教師從傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)椴邉澱吆鸵龑?dǎo)者[2]。

場(chǎng)景化智能體育強(qiáng)調(diào)“以智促能、以能啟智”的雙向循環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)體質(zhì)測(cè)試智能化、數(shù)據(jù)管理精準(zhǔn)化、干預(yù)決策科學(xué)化、體育競(jìng)賽常態(tài)化、學(xué)生學(xué)練自主化、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)復(fù)合化的六化效能，將智能化、個(gè)性化的體育教育功能滲透至課內(nèi)外[3]。

二、研究對(duì)象與方法

（一）研究對(duì)象

本研究以場(chǎng)景化智能體育對(duì)高中學(xué)生體質(zhì)健康的干預(yù)效果為研究對(duì)象，以南京市金陵中學(xué)2023級(jí)學(xué)生作為監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)對(duì)象。監(jiān)測(cè)樣本由正常參與體育活動(dòng)的學(xué)生組成，凡體檢異常的學(xué)生均不納入研究范圍。此外，因短期健康狀況無(wú)法參與測(cè)試的學(xué)生為其安排集中補(bǔ)測(cè)，確保數(shù)據(jù)的完整一致性。經(jīng)篩選，確定有效跟蹤監(jiān)測(cè)樣本數(shù)為678人，其中男生360人，女生318人 （表1）。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

本研究采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。依據(jù)入學(xué)體質(zhì)健康初測(cè)成績(jī)進(jìn)行異質(zhì)分組，采用性別與身體素質(zhì)得分匹配的分層隨機(jī)抽樣方法，確保實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在關(guān)鍵特征（如性別比例、BMI、肺活量等）上的均衡性。經(jīng)分組結(jié)果獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)顯示，兩組學(xué)生的初始身體素質(zhì)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

表1不同選項(xiàng)學(xué)生樣本量統(tǒng)計(jì)表（單位：人）

表2不同選項(xiàng)學(xué)生BMI均值差比較（單位： log（m²） 0

中 Pgt;0.05 ）。依托場(chǎng)景化智能體育技術(shù)，實(shí)驗(yàn)組采用“智能體育”教學(xué)模式，設(shè)計(jì)課內(nèi)外一體化的教學(xué)內(nèi)容，包括課內(nèi)教學(xué)與體能訓(xùn)練、課外聯(lián)動(dòng)體育作業(yè)、“星體育”系列競(jìng)賽，采用多元化學(xué)業(yè)綜合評(píng)價(jià)。對(duì)照組則實(shí)施傳統(tǒng)的體育教學(xué)模式，不涉及智能體育設(shè)備和上述模塊的干預(yù)內(nèi)容。

表3不同選項(xiàng)學(xué)生肺活量均值差比較（單位：ml）

表4不同選項(xiàng)學(xué)生50米均值差比較 （單位：s）

三、場(chǎng)景化智能體育對(duì)高中學(xué)生體質(zhì)健康干預(yù)分析

（一）對(duì)不同選項(xiàng)學(xué)生身體形態(tài)與機(jī)能的干預(yù)效果比較

本研究以BMI指數(shù)作為學(xué)生身體形態(tài)的指標(biāo)，結(jié)果顯示，場(chǎng)景化智能體育對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生的BMI指數(shù)未產(chǎn)生顯著影響，且不同選項(xiàng)學(xué)生的身體形態(tài)變化差異不顯著（表2）。實(shí)驗(yàn)組中男子羽毛球和健美操選項(xiàng)的學(xué)生在身體形態(tài)指標(biāo)上改善幅度較優(yōu)，其次為女子乒乓球選項(xiàng)，提示場(chǎng)景化智能體育對(duì)特定項(xiàng)目學(xué)生的身體形態(tài)具有潛在的促進(jìn)作用。

實(shí)驗(yàn)組學(xué)生身體機(jī)能的改善效果顯著優(yōu)于對(duì)照組（表3）。其中，男子籃球、足球、羽毛球及女子羽毛球、乒乓球、健美操選項(xiàng)學(xué)生肺活量增長(zhǎng)均值差呈顯著性差異。表明場(chǎng)景化智能體育對(duì)提升肺功能和身體機(jī)能有明顯優(yōu)勢(shì)。

（二）對(duì)不同選項(xiàng)學(xué)生身體素質(zhì)的干預(yù)效果比較

1.速度素質(zhì)

50米是速度素質(zhì)的衡量指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生表現(xiàn)優(yōu)于對(duì)照組，干預(yù)效果顯著（表4）。尤其男子籃球、足球、乒乓球?qū)W生成績(jī)顯著提升 （ Plt;0.05 ），女生各選項(xiàng)成績(jī)也全面好于對(duì)照組，僅男子羽毛球選項(xiàng)學(xué)生未呈現(xiàn)顯著效果。這表明場(chǎng)景化智能體育在提升學(xué)生速度素質(zhì)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

表5 不同選項(xiàng)學(xué)生立定跳遠(yuǎn)均值差比較（單位：cm）

表6不同選項(xiàng)學(xué)生坐位體前屈均值差比較 （單位：s）

表7不同選項(xiàng)學(xué)生1000米（男）和800米（女）均值差比較（單位：s）

表8不同選項(xiàng)學(xué)生引體向上（男）和仰臥起坐（女）均值差比較（單位：個(gè)）

2.下肢力量

立定跳遠(yuǎn)是下肢力量的衡量指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生成績(jī)顯著高于對(duì)照組（表5）。特別是女子乒乓球和男子籃球?qū)W生的進(jìn)步幅度最大，提示場(chǎng)景化智能體育在提升下肢力量方面具有顯著效果。

3.柔韌素質(zhì)

坐位體前屈反映柔韌素質(zhì)，實(shí)驗(yàn)組多選項(xiàng)學(xué)生成績(jī)均高于對(duì)照組（表6）。尤其是健美操學(xué)生干預(yù)效果最佳，但女子乒乓球?qū)W生成績(jī)低于對(duì)照組，提示部分選項(xiàng)仍需優(yōu)化干預(yù)設(shè)計(jì)。

4.耐力素質(zhì)

1000米（男）和800米（女）成績(jī)顯示，場(chǎng)景化智能體育對(duì)耐力素質(zhì)的干預(yù)效果有限。部分選項(xiàng)學(xué)生成績(jī)出現(xiàn)退步，特別是女子羽毛球和乒乓球（表7）。未來(lái)需要進(jìn)一步優(yōu)化訓(xùn)練強(qiáng)度和頻率。

5.力量素質(zhì)

引體向上和一分鐘仰臥起坐作為男生上肢力量與女生核心力量的衡量指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生成績(jī)顯著提升（表8）。男子籃球選項(xiàng)學(xué)生在引體向上項(xiàng)目中進(jìn)步幅度最大，女生各選項(xiàng)仰臥起坐成績(jī)顯著優(yōu)于對(duì)照組。

四、實(shí)施場(chǎng)景化智能體育的輔助因素

通過(guò)本次研究發(fā)現(xiàn)場(chǎng)景化智能體育能有效干預(yù)并改善學(xué)生體質(zhì)健康水平，但實(shí)施效果依賴以下條件。

首先，多元評(píng)價(jià)機(jī)制是核心。動(dòng)態(tài)采集備課、教學(xué)、練習(xí)、競(jìng)賽和評(píng)價(jià)等多維數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反饋學(xué)生的體質(zhì)健康狀況，并根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整干預(yù)內(nèi)容。這種多元評(píng)價(jià)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了干預(yù)的精準(zhǔn)性與高效性。

其次，課內(nèi)外一體化閉環(huán)干預(yù)是根本。課內(nèi)體能訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)，課外“微課間”體育作業(yè)強(qiáng)化薄弱環(huán)節(jié)。場(chǎng)景化智能體育實(shí)現(xiàn)了學(xué)生體質(zhì)發(fā)展從課內(nèi)向課外的延伸，促進(jìn)體質(zhì)提質(zhì)增效。

再次，線上線下系列競(jìng)賽是靈魂。場(chǎng)景化智能體育可實(shí)現(xiàn)競(jìng)賽常態(tài)化，以賽促練、以賽促教，創(chuàng)造多樣化參與機(jī)會(huì)。通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制推動(dòng)了身體素質(zhì)的提升。

最后，軟硬件支持是保障。場(chǎng)景化智能體育通過(guò)集成教學(xué)、體測(cè)和體能訓(xùn)練功能的硬件設(shè)備，以及與之配套的軟件支持，為體育教學(xué)與管理提供科學(xué)依據(jù)。

五、研究結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

場(chǎng)景化智能體育對(duì)高中生體質(zhì)健康干預(yù)的整體效果顯著，尤其在提升學(xué)生的身體機(jī)能（如肺活量）和身體素質(zhì)（如速度、爆發(fā)力和柔韌性）方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)身體形態(tài)（如BMI）的干預(yù)效果不明顯。

在不同選項(xiàng)的學(xué)生群體中，場(chǎng)景化智能體育對(duì)速度、爆發(fā)力、柔韌性和腹肌力量等素質(zhì)的提升均顯著，但對(duì)耐力素質(zhì)的促進(jìn)作用有限。僅男子籃球選項(xiàng)學(xué)生在耐力指標(biāo)上有所提升，其余選項(xiàng)學(xué)生的成績(jī)低于對(duì)照組。

場(chǎng)景化智能體育的成功實(shí)踐，證明了“課課練”向“刻刻練”觀念轉(zhuǎn)變的價(jià)值，通過(guò)設(shè)計(jì)課內(nèi)外聯(lián)動(dòng)的體能模塊并實(shí)施分層教學(xué)和因材施教，促進(jìn)學(xué)生身體素質(zhì)的均衡發(fā)展。

（二）建議

1.開發(fā)自主云端課程。構(gòu)建基于場(chǎng)景化智能體育的多學(xué)科融合空中課堂，注重課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和延伸性。通過(guò)開發(fā)線上學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)模塊，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，并通過(guò)動(dòng)態(tài)反饋，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

2.關(guān)注個(gè)體差異，強(qiáng)化體能監(jiān)測(cè)。在體能“課課練”中，充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異。建議配備課外運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集學(xué)生的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整個(gè)性化運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。

3.融合體育測(cè)評(píng)與核心素養(yǎng)培養(yǎng)[4]。將測(cè)評(píng)與體育核心素養(yǎng)養(yǎng)成一一對(duì)應(yīng)課程設(shè)計(jì)，將學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)生健康成長(zhǎng)需求有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生形成可供預(yù)警、預(yù)測(cè)、決策、分析的知識(shí)體系。

4.優(yōu)化耐力素質(zhì)訓(xùn)練模塊。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，耐力素質(zhì)的干預(yù)需增加訓(xùn)練強(qiáng)度和頻率，并融入高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練等科學(xué)方法。未來(lái)可探索引入專項(xiàng)耐力訓(xùn)練設(shè)備，同時(shí)調(diào)整課時(shí)安排以滿足耐力素質(zhì)發(fā)展的需求。

5.創(chuàng)建智能體育學(xué)習(xí)場(chǎng)，打造沉浸式、交互性更強(qiáng)的智能體育育人場(chǎng)域，實(shí)現(xiàn)無(wú)邊界運(yùn)動(dòng)生態(tài)，時(shí)空延展、社群激勵(lì)、科學(xué)健身、終身體育，提升學(xué)生體育核心素養(yǎng)。

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[基金項(xiàng)目：2024年度江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題《普通高中智能體育學(xué)習(xí)場(chǎng)建構(gòu)的行動(dòng)研究》成果，課題編號(hào)：B-b/2024/03/40；南京市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度一般課題《普通高中“智能體育學(xué)習(xí)場(chǎng)”建設(shè)與應(yīng)用的實(shí)證研究一以金陵中學(xué)為例》成果，課題編號(hào)：L/2022/001]

（本文通訊作者：楊東）（1.江蘇省南京市金陵中學(xué) 210000）（2.江蘇省南京城市職業(yè)學(xué)院210000）（E-mail：29663686@qq.com）