中小學智慧體育課堂的價值與模式研究

中圖分類號：G80 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2025）-16-175-4-SZG

在社會生產力持續發展背景下，以互聯網、大數據、人工智能等為主的新一代智慧要素正全面替代農業、工業及信息等傳統要素，成為引領智能時代變革的重要引擎。教育部2022年工作重點明確指出探索大中小學智慧教室和智慧課堂建設，改進課堂教學模式，這預示著智慧課堂將邁向常態化運用。《義務教育體育與健康課程標準（2022年版）》也強調，應積極探索利用現代信息技術開展體育教學。本研究將從智慧體育課堂的含義與要素分析著手，對其價值進行總結，從而探索智慧體育課堂的開展模式，最終提高中小學體育教學質量。

1、智慧體育課堂的含義與要素分析

1.1、含義

智慧體育課堂是政策導向與技術創新在教育界的深度融合成果，其核心在于運用數字化手段，提升體育教學的科學性、趣味性和個性化特質。展望未來，AI、物聯網等前沿技術的不斷演進，將使智慧體育更加貼合“健康第一”的教育原則，成為塑造學生長久運動習慣的關鍵平臺。作者認為智慧體育課堂是以人工智能和大數據等新一代信息技術為基石，融入“健康第一”的教育愿景，打造的數字化、智能化的體育教學新生態。它憑借技術力量，為傳統體育課堂注入新活力，實現教學流程的精細化、個性化和高效化，旨在激發學生的運動熱情，提高其體質健康水平，培養學生終身運動的良好習慣。

1.2、要素

智慧體育課堂的構建融合了“互聯網 + ”理念、大數據技術及現代通訊設備，打造全新智能、智慧化的教學環境。因此，探究中小學智慧體育課堂的構建要素，需圍繞這些核心特征展開。因此，智慧體育課堂的開展需要考慮以下四個因素：

圖1松陽縣青少年體質健康監測系統

一是智慧體育課堂的技術支持系統（如圖1所示），此系統依賴于物聯網、人工智能和大數據的深度融合。例如，松陽縣“ ∣1+3+N^′′ 健康監測系統利用可穿戴設備采集學生運動數據，通過云計算生成多維度分析報告，輔助教師優化教學策略。該系統可覆蓋區域內20余所中小學，顯著提升了課堂運動密度達標率和體質健康優良率。松陽五中的\"AI智慧操場”（如圖2所示）利用智能攝像頭與傳感器，通過視頻感知和算法分析自動評測學生運動成績，替代傳統人工裁判，使體育測試效率顯著提升。這些實踐驗證了技術系統為教學流程的智能化轉型提供了范例。

圖2AI智慧操場

二是教學資源的系統化構建。在智能化教育背景下，體育教學資源呈現多元化發展態勢。傳統紙質教材已演變為包含慕課平臺、互動式數字課件、運動模擬系統等在內的立體化資源矩陣。為實現資源效能最大化，需建立基于教育云平臺的智能資源管理系統，通過AI算法對各類數字素材進行分類標引和智能推薦。該系統應具備雙重服務功能：教師端可實現跨平臺資源檢索與個性化備課包生成，學生端支持基于學情畫像的自適應學習路徑規劃，從而構建起師生雙向聯動的資源應用生態。

三是教學模式的結構性變革。智慧體育教學體系依托混合式教學模式重構教學時空。通過“云端預習 + 場館實踐 + 移動端鞏固\"的三維學習閉環，實現運動技能習得過程最優化。智能教學管理中樞實時采集心率監測、動作捕捉等多模態數據，結合機器學習算法生成個體化學習診斷報告。這種數據驅動的教學范式不僅突破了課堂限制，更通過可視化學習軌跡激發學生主體意識，為運動表現分析、訓練方案調整提供實證依據，有效培育了學生的運動智能與創新實踐能力。

四是教師隊伍的數字化轉型。新型體育教育生態要求教師具備“科技 + 教育”的雙重勝任力。師資培養應聚焦三大核心能力：數字工具應用能力、信息化教學能力、技術倫理素養。通過建立“高校一企業—教研機構”協同培養機制，打造能開展智能運動處方制定、可實施數字孿生教學、善于運用教育大數據的復合型教師團隊，為體育教育現代化提供人才支撐。

2、中小學智慧體育課堂的價值分析

2.1、構建高效精準的體育教學體系

智慧體育課堂的精準化教學是“健康第一”理念的智能化實踐核心，是實現“享受運動、強健體魄、健全人格、錘煉意志”四位一體目標的智慧載體。智慧體育課堂借助信息技術，促進使用傳統經驗模式的體育教學向科學精準方向轉變。教師可借助智能技術實時獲取學生運動數據，并據此制定個性化訓練方案。智能設備可以分析學生的運動表現，幫助教師快速了解學生的優勢與短板，從而更好地調整教學策略。虛擬現實與增強現實技術的融合則打破了空間限制，為學生提供多種多樣的運動場景，如模擬滑雪、攀巖等高難度項目，在保障學生安全的前提下增強了教學內容的趣味性。通過技術手段與教學過程的高度融合，智慧體育課堂構建了包含教學全環節的精準教學體系，科學支撐落實“健康第一”的教育理念。

2.2、激發學習動力與個性化發展

首先，在智慧體育課堂上，教師可通過創新設計激發學生的運動興趣、內在動力，融入游戲化元素讓每一種體育鍛煉都成為不同的挑戰。六安市葉集區第二小學（如圖3所示）通過趣味體能PK賽，將AI動作識別技術與游戲化機制相結合，如在跳繩項目中系統實時反饋動作規范性并生成積分排名，激發學生競爭意識。其次，跨學科主題學習會使體育教學的內容更加豐富，將運動所蘊含的原理與數學、物理等學科知識緊密結合，讓學生在運動中思考問題，從而深刻理解體育運動相關知識。最后，個性化學習路徑定制技術優勢明顯，系統可為每位學生提供個性化的運動訓練建議，根據每位學生的個體差異定制最適宜的運動方案，讓學生在運動中找到最適合自己的節奏，幫助學生實現身心的協調發展。

圖3葉集第二小學首屆趣味體能比賽

2.3、從“經驗驅動”到“數據驅動”

智慧體育課堂旨在推動教學質量從“經驗驅動”向“數據驅動”轉型，構建“教一學一評一管”閉環體系。動作捕捉系統能精準分析立定跳遠動作的規范性，AI算法識別誤差率低于人工評估。智能評價系統可對學生學習情況進行實時反饋，隨后教師對班級運動數據進行系統對比，最終生成《運動能力發展報告》。最后，教師對教學策略進行動態調整，為提高教學效率提供科學依據。數據驅動的教學閉環在合肥師范附小的實踐中得到充分體現。該校引入智能化體測設備（如圖4所示），學生完成跑步、跳繩等項目后，數據自動上傳至管理平臺，系統即時生成班級優秀率、合格率等分析報告，并推送個性化健康處方。

圖4智能化體測

2.4、重塑體育教學環境

智慧體育教學的獨特優勢體現在能夠打造在線體育教學場景。它融合了3D引擎、數字孿生等核心技術，實現現實運動場景的高精度還原和教學場景的重構，使學生能夠沉浸式感知運動技能和體育知識。上海市寶山中學的智慧體育教學系統已實現讓學生足不出“滬”就能在威尼斯河邊騎行，學生可以隨時切換運動場景；智慧體育環境通過物聯網設備與大數據分析，實現了教學場景的智能優化與風險管理。系統還可通過氣象數據預測惡劣天氣，提前規劃室內替代方案，確保教學活動的連續性與安全性。同時，數字孿生技術可以模擬多種環境，幫助學生適應不同場景條件下的運動，提升其環境適應能力。這種虛實結合的教學環境不僅能夠激發學生的運動興趣，還能通過即時反饋與及時調整，顯著提升體育教學效率。

3、智慧體育課堂教學模式

智慧體育課堂與傳統體育課堂相比，最突出的特點是將新一代的信息和科學技術注入教學手段之中，對學生整個學習階段進行過程性評價，改變傳統體育教學以終結性評價為主的單一模式。依據《義務教育體育與健康課程標準（2022年版）》要求，按照體育教學設計和教學活動流程，構建智慧體育教學實施框架，包括教學目標設定、教學內容呈現、教學組織方式、教學環境營造和教學反饋5個方面（見圖5）。

圖5智慧體育教學模式

3.1、教學目標設定

“群體共性目標”和“個體差異化目標”的雙層架構是在《義務教育體育與健康課程標準（2022年版）》的基礎上，通過智能設備對學生的體能數據進行系統采集。共性目標關注體質健康核心指標（如心肺功能、柔韌性等），差異化目標則根據學生體質特征（如BMI指數、運動能力）生成個性化發展路徑，根據學生體質特征（如運動能力等），教學目標可動態優化，難度和方向可通過實時數據反饋進行自動調整。如在技能訓練中，任務復雜度會根據學生表現進行逐步升級。這種模式的優點在于能夠打破傳統標準化目標的局限。

3.2、教學內容呈現

智慧體育課堂的教學內容是多種形態的教學資源體系。在數字化的資源庫中，3D動作演示、虛擬仿真實驗及AR交互課件一應俱全，這種資源能夠為學生學習運動技能提供多種感官通道。虛擬現實技術的運用，能夠打破空間限制，構建沉浸式場景，如高原長跑、滑雪訓練等體育運動，可有效增強學生的環境適應能力；同時，數字孿生技術可將風速、濕度等復雜的環境條件進行不斷復現，顯著提升訓練的實戰性。除此之外，跨學科融合將STEM概念巧妙引入體育教學，將物理、數學等學科知識與其相關聯，通過數據分析，學生能更深刻地理解運動原理。系統還會根據學生能力的不同，智能推送教學內容，確保教學資源與教學目標的精準匹配。

3.3、教學組織方式

動態分組和混合流程作為教學組織方式的體現，能夠實現靈活和個性化管理。學生可根據自己的能力水平或興趣方向，以AI算法為基礎分成不同的組別，進行針對性培養。整合預習上線、課中練習和課后鞏固三個環節的混合式教學模式：課前通過微課完成知識學習和測試；課中依托智能設備實施分層訓練和實時監控；課下借助家庭智能設備進行個性化鞏固。通過微課學習和測試，翻轉課堂模式進一步重構師生角色學生，通過自主學習掌握基本技能，教師則聚焦個性化輔導和解決高級難題。這種模式需要通過專業的培訓和規范的數據接口，加強教師智能技術素養和家校協同機制，提高執行效率。

3.4、教學環境營造

智慧體育突破了傳統體育的空間限制，將體育活動與數字空間緊密融合。利用智慧體育的“線上教學”作為輔助，可有效應對極端天氣或空間不足的問題。物聯網設備（如智能運動器材、體感傳感器等）可實時采集運動數據，優化環境交互性與反饋即時性；虛擬場景能拓展物理空間邊界，支持高風險或稀缺運動項目的安全訓練。數字孿生技術能夠模擬多樣化環境條件，提高學生對環境的適應能力。家庭與社區智能設備的接入將體育教學場景延伸至課外，形成“家庭一學校一社會”聯動機制。

3.5、教學反饋

在智慧體育課堂中，教學反饋機制覆蓋“學生一教師一家長”三方，形成數據驅動的閉環優化體系。學生端強化自我監控能力，通過智能設備獲得實時動作矯正提示和性能考核；教師端依托AI平臺，生成諸如體能分布、技能達標率等學情分析報告，支持精準介入和策略調整，同時依靠移動終端接收學生的運動數據與健康建議，促進家庭參與監督。教學評價從終結性考核轉向過程性跟蹤，綜合運動進步幅度、參與態度等多維度，為學生生成專屬的“體育素養成長檔案”。同時，通過算法優化，建立統一的數據標準和隱私保護機制，避免信息孤島和泄露風險，增強反饋的客觀性和指導價值。

4、實施挑戰與對策

4.1、實施挑戰

（1）技術依賴與基礎設施不足。

智慧體育課堂的構建需要高度依賴物聯網、人工智能、大數據等前沿技術，而當前中小學尤其是經濟欠發達地區的基礎設施尚難以滿足需求。一方面，智能化設備如可穿戴傳感器、體感攝像頭等購置成本較高，部分學校因經費有限難以普及。另一方面，網絡帶寬不足、機房設備老化等問題普遍存在，導致數據采集與分析效率低下。城鄉數字鴻溝進一步加劇了這一問題，偏遠地區學校因基礎設施薄弱，難以享受智慧體育帶來的紅利。

（2）教師數字素養存在短板。

智慧體育課堂的落地要求教師具備“科技 + 教育”的復合能力，但當前中小學體育教師的數字素養普遍欠缺。教師培訓機制不完善，現有培訓多聚焦理論講解，缺乏實踐指導，難以提升教師的數字化教學能力。部分教師對技術驅動的教學模式持保守態度，認為過度依賴設備會削弱教學的人文關懷，甚至存在“技術替代教師”的擔憂。這種觀念與技術能力的雙重短板，嚴重制約了智慧體育課堂的效能發揮。

（3）數據隱私與倫理風險。

智慧體育課堂需持續采集學生的運動數據、健康指標等敏感信息，因此，數據安全與隱私保護成為關鍵挑戰。首先，部分學校的數據存儲系統安全性不足，存在被黑客攻擊或內部泄露的風險。其次，數據使用邊界模糊，部分平臺未明確告知數據用途，擅自將學生信息用于商業分析，違背倫理規范。

（4）家校協同機制缺失。

智慧體育課堂的課后鞏固環節需家長深度參與，但當前家校協同機制尚未健全。一方面，家長對智慧體育的認知不足，部分家庭因傳統觀念將體育視為“副科”，忽視了課后運動打卡的重要性。另一方面，家庭經濟條件差異導致設備普及率不均，部分學生因缺乏智能終端而無法完成家庭端的運動任務，加劇教育不公平，難以形成“家庭一學校一社會”聯動的教育生態。

4.2、對策

（1）強化技術支撐，優化資源配置。

針對基礎設施不足的問題，政府應加大財政投入，設立智慧體育專項基金，重點支持經濟欠發達地區的設備采購與網絡升級。鼓勵校企合作，通過“企業捐贈 + 學校配套”模式降低設備成本。同時，推動區域資源共享平臺建設，通過“中心校輻射村校\"的聯動機制，實現智能設備的跨校流轉與集約化使用。

（2）完善師資培訓體系，提升數字素養。

教師是智慧體育課堂落地的核心執行者，需構建“分層培訓 + 實踐導向”的培養機制。高校應聯合教育技術企業與教研機構，開發模塊化培訓課程，涵蓋智能設備操作、數據分析和信息化教學設計等內容。建立“線上研修 + 線下工作坊”雙軌模式，通過案例研討與模擬教學等方式提升教師的實操能力。

（3）健全數據治理框架，保障隱私安全。

數據安全是智慧體育課堂可持續發展的底線。教育部門需聯合網信辦制定《中小學智慧體育數據管理規范》，明確數據采集范圍、存儲權限和使用邊界，嚴禁商業濫用。學校應優先選用通過國家安全認證的技術平臺，并定期委托第三方進行安全審計。同時，建立師生數據隱私保護培訓機制，通過專題講座與情境模擬等增強全員風險意識。

（4）深化家校社協同，構建共育生態。

家校協同是課后鞏固環節的重要保障。學校需通過家長會、公眾號等渠道普及智慧體育理念，消除“重智輕體”的認知偏差。開發家校聯動APP，實時推送學生運動報告與健康建議，鼓勵家長參與家庭運動打卡計劃。針對設備普及不均問題，政府可設立“智慧體育助學金”，為經濟困難家庭提供智能終端補貼。此外，學校還可引入社區資源，聯合體育館、科技企業開展“智慧體育開放日”活動，構建“家庭—學校一社會”三位一體的支持網絡。

5、結語

在數字化、智能化快速發展的背景下，智慧體育課堂作為教育與技術深度融合的創新實踐，不斷推動中小學體育教學改革。然而，當前智慧體育課堂在普及過程中，仍存在一些突出問題，如技術依賴性太強、數據隱私不夠安全、教師信息素養不夠高等。未來，應當降低智慧體育教學的難度，避免因智能化工具應用問題，導致智慧體育教學存在人文關懷不足和實踐性較弱的現象。智慧體育課堂的構建和運用是教育信息化發展的必然趨勢，也是新時代背景下實現學生全面發展、落實“五育并舉”的重要途徑。本研究為中小學體育教學數字化轉型提供了一定參考，有助于推動中小學智慧體育課堂普及化、常態化發展，為學生養成終身運動習慣、提高國民身體素質奠定堅實基礎。

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