基于大數據智能分析的運動反饋系統在中學體育教學中的應用探究

榮秀麗

摘 要 目前學生參與體育鍛煉的主動性不高，體育鍛煉效率低下，體質難以得到有效增強。隨著“互聯網+”概念與可穿戴智能設備的蓬勃發展，借助可穿戴設備收集學生運動大數據，建立數據智能分析與實時反饋系統，為突破中學體育課發展瓶頸提供更多可能性。

關鍵詞 中學體育；可穿戴智能設備；運動手環；互聯網+校園體育；運動反饋系統；目標反饋系統

中圖分類號：G633.96 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）11-0031-02

1 前言

體育課是學生學習各項體育技能的重要載體，然而由于體育課程的專業性特征，不論如何改善體育教學的課堂環節，都無法改變體育課教學內容相對單調的現狀。

國家體育課程標準要求將信息技術與體育教學相整合，這是體育教學改革的大勢所趨，每一位體育教師都應在這一方向進行深入思考和實踐。目前與體育教學關聯密切的信息技術有物聯網技術、穿戴式智能技術、VR技術等，然而教育方面的軟件平臺開發廠商將更多的注意力放在語文、數學、英語等學科上，對于信息技術在體育教學領域的研發投入嚴重不足。

2 可穿戴智能設備在中學體育教學中的應用現狀

目前的可穿戴智能設備有以谷歌眼鏡為代表的智能眼鏡、以小米手環為代表的智能手環、以Apple Watch為代表的智能腕表等。其中手環類產品在體育教學應用中前景最佳，市面上大多數手環具有運動計步、睡眠監測、心率檢測、陀螺儀、GPS定位等功能，能夠準確地獲取學生的運動數據。以下列舉可穿戴智能設備在生活中的幾個應用實例。

北京市豐臺區的“互聯網+校園體育”模式，就是對各類運動數據的真實采集與動態管理。豐臺區10所學校試點智能可穿戴監測設備，保證學生每天一小時的運動強度和力度，最后通過開出“健康體檢卡”來調整體育課堂教學以及運動強度和密度。

廣州市真光中學的智能手環提供了學業發展、德育管理、健康運動、消費借閱、動態積分等五大功能，可記錄在校學生各方面信息，如學生到校情況、在校運動量等。

以上兩個實例，在體育教學方面都以對學生的檢測、管理為主，讓學校相對有效地掌握學生的運動數據。在現實生活中，學生在身體素質方面個體差異較大。這種相對固定的數據管理模式，對于數據挖掘不足。這些數據更多用于學校管理，而不是直接服務于學生身體素質的提升，學生主動參與體育鍛煉的興趣不足，也缺乏對數據真實性的有效監管，在學生體育鍛煉的個性化定制方面尚處空白階段。

因此，激發學生的運動積極性，挖掘數據潛力，通過大數據分析，將學生運動數據游戲化，建立運動實時反饋系統，服務于學生個體的身體素質提升，這是對運動大數據挖掘的一個重要研究方向。

3 挖掘運動數據潛力，建立學生體育鍛煉的目標反饋系統

人類具有一種深層的心理機制，即“目標反饋系統”。人們做出一個行為，如果得到及時的正反饋，那么這個行為再次出現的可能性會提升；而如果這個行為沒有得到反饋或者得到消極反饋，那么其出現的可能性會下降。

學生對于體育鍛煉興趣不足，一個重要的原因就是學生在進行體育鍛煉后，沒有得到及時的正向反饋。如學生在做完一組引體向上之后，并不清楚自己哪些肌肉得到鍛煉，更不清楚每塊肌肉提升了多少。學生和體育教師都無法量化鍛煉成效，而以訓練成績作為評價標準，容易讓學生產生挫敗感，從而失去進行體育鍛煉的信心。

將體育鍛煉游戲化，可讓學生在體育鍛煉后得到數據化的實時反饋。以學生3000米長跑為例，教師可以利用智能手環收集學生跑步時的心率、呼吸頻率、步幅、速度等信息。將3000米拆分成不同的區間，與之前的訓練成績做橫向對比，得出在某些區間進步的百分比，以及在某些區間退步的百分比，結合判斷，再進行針對性訓練，提升學生運動技巧。學生通過數據得到實時反饋與精準評價，明確自己的優勢與不足，運動的積極性得以提升。

建立學生體育鍛煉目標反饋系統的本質是通過對獲取的大數據的智能分析，將體育鍛煉游戲化。游戲是一種精神過程，能夠最大限度地發揮人的自主性，通過及時反饋，使人們感受到自己的行為有意義。學生通過目標反饋系統量化體育鍛煉所帶來的提升，明確體育鍛煉的意義。結合中學生的心理發育特點，這種實時的量化反饋會極大提升學生參與體育鍛煉的興趣，激發學生間體育鍛煉的競爭意識，讓學生在微小的進步中積累信心。

4 中學生體育鍛煉目標反饋系統的建立基礎

社會各界對于學生身心健康發展的重視程度不斷提升 《國務院辦公廳關于強化學校體育 促進學生身心健康全面發展的意見》（國辦發〔2016〕27號）提出“堅持培養興趣與提高技能相促進”“堅持課堂教學與課外活動相銜接”“堅持課堂教學與課外活動相銜接”“堅持全面推進與分類指導相結合”等四條原則。國家對學生身心健康提出新的要求。在整個社會層面，對學生身心健康全面發展的重視程度不斷提升，對推動體育教學的信息化改革提供了保障。

學生運動數據的獲取成本不斷降低 作為中學生，其學習生活習慣相對固定，方便可穿戴智能設備對于數據的收集。同時，可穿戴智能設備的功能日趨完善，生活消費水平不斷提升。以運動手環為例，運動手環的價格在百元左右，使智能手環類設備的推廣難度降低，從而使學生的運動數據獲取成本降低。經過一定時間的使用，智能設備可以積累大量個人運動數據，匯總后的龐大數據流，可以在一定程度上滿足人工智能在該領域的數據需求，進而推動智能數據分析在該領域走向成熟，為學生提供完善的數據服務。

人工智能的發展為大數據的利用提供了新的方向 人工智能經歷60年的發展，眾多機構對人工智能在體育領域的應用都在進行深入研究。2017年可稱為人工智能的“應用元年”，人工智能在各行業領域取得突破性進展。利用學生運動數據對人工智能的“喂養”，針對學生個體給出針對性體育鍛煉的意見和建議，為每一個學生提供定制化運動方案制訂服務成為可能。另外，4G、云計算的迅速發展，降低了目標反饋系統的硬件需求，提升了數據傳輸速率，為處理龐大數據并進行實時反饋提供了可能性。

利用人工智能，針對學生個體運動數據進行智能分析，能夠達到因材施教的效果，也符合國家關于“堅持全面推進與分類指導相結合”中分類指導的戰略要求。

中學生體育鍛煉目標反饋系統的廣闊應用前景[1] 體育教師可以實時監控學生的運動狀態，了解學生身體狀況，通過感測異常數據，及時分析處理，減少運動傷害的發生；學生在跑步測試后，可以對比心率曲線、速度曲線，了解自身運動特點，修正運動策略，取得更好的成績；學生在力量訓練后，可以清楚地知道自己的力量提升程度，設立合理的運動目標，培養運動信心。

社會各界對學生體質健康的持續關注、學生運動數據低成本獲取、人工智能的蓬勃發展以及廣闊的應用前景，都是學生運動目標反饋系統的建立基礎。因此，學生體育鍛煉數據化、游戲化是可行的，這能夠改變傳統體育教學的課堂模式，更好地服務于學生以及運動員的素質提升。

5 基于大數據智能分析的運動反饋系統存在的問題

“互聯網+學生體育”理念亟待更新 “互聯網+學生體育”不應只為學校服務，用于獲取學生運動達標數據，更應為學生個體服務。應建立數字化體育管理模式，重視學生成長歷程中的身體素質變化數據的收集與智能分析，為學生個體成長提出針對性建議。應以游戲化的運動反饋機制，激發學生主動參與鍛煉的興趣，培養終身鍛煉意識，將學校體育教育真正延伸到學生生命里。

相關硬件和軟件開發廠商對于學生體育領域的研發興趣不足 目前，市場上的智能穿戴設備及數據處理軟件都是服務于個體的。相關廠商在教育教學市場將更多的資源和精力放在語文、英語、數學等學科上，學生體育鍛煉方面的硬件設備與服務軟件極少。

學生運動數據安全需給予足夠重視 在智能領域，數據安全是重中之重，尤其是牽扯到上億規模學生體質健康的數據。目前，市場上很多智能攝像頭、學生智能腕表等智能設備存在較大安全隱患。在硬件開發方面，需要在安全方面給予足夠重視；在數據平臺建立上，需要政府部門協調和把關。

嚴防過度鍛煉導致運動傷害 中學生處在心智迅速發展階段，尚不成熟。在學生體育鍛煉目標反饋系統的使用中，應嚴防一些學生為了追求“數據”的完美，導致過度鍛煉，造成不必要的運動傷害。

6 結語

互聯網時代，越來越多的人開始關注信息化技術在教育教學中的應用，各類輔助教育教學的應用軟件推陳出新，“一對一”數字化教學井噴式發展。作為體育教師，應當思考當下體育課堂改革，與其他課程一同分享互聯網紅利。基于大數據智能分析的運動反饋系統，為體育教學信息化改革提供了一個新的思路。中學體育教學的信息化改革，需要硬件和軟件相互配合，需要每一位體育教師更新觀念，也需要全社會的關注與支持。

參考文獻

[1]趙哲.智能穿戴設備在體育領域中的價值研究[J].體育世界：學術版，2015（8）：29-30.