基于青少年體質健康大數據的精準教學模式探究

祝 楊，陳云鵬

（1.武昌首義學院 基礎科學部，湖北 武漢 430068；2.湖北工業大學 體育學院，湖北 武漢 430068）

2019 年國務院《體育強國綱要》將體質健康促進列為體育強國建設的重大工程之一，明確提出“將促進青少年提高身體素養和養成健康生活方式，作為學校體育教育的重要內容，全面實施青少年體育活動促進計劃。”由此可見，青少年體質健康促進的問題指向更加明確、促進要求更加精準。

學校是青少年體質健康促進的一線場域，學校體育的根本任務就是提升青少年體質健康。幾十年來，面對不斷下滑的青少年體質健康狀況，社會各界從理論與實踐中進行了各種努力與嘗試，近年來，學生體質健康狀況開始止跌回升，但離《“健康中國2030”規劃綱要》提出的“學生體質健康達標優秀率25%以上”的目標仍有較大差距，究其根源是由于學校體育“粗放型”、“單一化”體育教育供給難以精準、全面地滿足青少年個性化、多元化的健康需求，具體表現為體質健康精準需求識別不足、精細目標制定不夠、精準干預指導滯后、精準決策與干預缺失等現實困境。

在大數據技術、教育信息化所引領的教育變革的潮流下，精準教學日益成為教學質量提升的重要途徑，其使教師專注于精準地針對問題開展教學，同時，為學習者提供更優質的學習產品與服務。由此，面對我國青少年體質健康促進的現實困境，作為促進主體的學校體育教學，理應具有精準化的“應然屬性”。

1 基于青少年體質健康大數據的精準教學內涵解讀

20 世紀 60 年代，精準教學（Precision Teaching）最早由奧格登·林斯利（Ogden Lindsley）根據斯金納（Skinne）的行為學習理論提出的一種教學方法［1］。歷經50 余年的發展，其現已形成了一套較為完整的理論框架。從精準教學的評價緯度看，學生掌握知識與技能的“流暢度”是主要評價指標，其涵蓋“準確”和“速度”兩個主題，即要求學生準確、精準掌握知識與技能，更強調知識與技能應用的速度和熟練程度［2］。從精準教學的教學過程看，教師主要基于對學生學習表現的精細測量與記錄所采集的數據，進行學習表現診斷與教學干預決策。由此可見，精準教學是以行為學習理論為理論基礎，通過測量、記錄和診斷學生學習的行為過程及其表現，不斷調整教學決策，以實現高質、高效的學習效果為目標的教學方法或評估教學“流暢度”的有效性框架。

基于青少年體質健康大數據的精準教學，就是要將大數據的理念、方法和技術貫穿和應用于學校體育教學的全方位和全過程，以青少年體質健康領域大數據為基礎（主要包括涵蓋身體能力、身體體驗、身體認知、身體行為的相關數據、日常教學活動中教師的教學數據、學生健康的行為數據和結果數據等），以“個性化和數據驅動”為核心理念，增強差異化體質現狀診斷與個性化體質健康需求識別的科學性和準確性，提高體質健康促進精細化、方案個性化和力度精確化水平，加強體質健康促進的動態性和統籌協調性，實現面向所有青少年學生的高質量、精準化的體質健康教育。

2 大數據對青少年體質健康精準教學的作用機理

2.1 倡導精益的體質健康教學理念

體育教學與體質健康息息相關，“健康第一、終身體育”教學理念是體質健康促進進程中，我國現代體育教育一直推崇卻難以在體育教學中實現的一種教育理念。基于大數據的精準教學在繼承“健康第一、終身體育”這一理念之上，將倡導一種以“精益”為核心的體育教學理念。

基于大數據的精準教學所倡導的精益理念是指體質健康教學追求精益求精的教學過程。其強調體育教師自我專業素養的提升，聚焦學生體質健康細節的的精益化發展。傳統體育教學中，固化的教學環境、統一的教學內容、單一的教學方法阻滯體育教師思想與理念的提升、行為與方法的創新。而通過精準教學各環節的反復迭代，教學活動的創造性開展，交往互動的日常化進行，體育教師職業滿足感與幸福感將不斷升華。同時，精益求精的教學過程也將對青少年的身體素養產生深刻影響。身體素養包含身體能力、身體體驗、身體認知、身體行為四大素養，相較于體質，其更強調青少年學生健康行為的養成。在基于大數據的精準教學過程中，青少年學生將獲得情感、體驗、認知的身體等相互關聯的多維度體驗，教師將立足于學生的整體發展，針對健康現實需求進行針對性指導，促使學生由“補短”到“均衡”、由合格到優秀、由“不會體育”轉向“會體育”，并最終促成“終身體育”的健康行為習慣。

2.2 強調以人為本的體育教學價值取向

“以人為本”一直是體育教學的核心。長期以來，體育教學實踐中就一直存在以“快樂體育”、選項課程、體育俱樂部等教學模式的變革實現教學效果提升、運動動機形成的實踐方向，對于是否滿足青少年差異化、階段化和動態性的體質健康需求、是否有助于全面提升體質健康狀況與養成良好運動習慣并沒有明確的績效評價。在大數據時代，體質健康精準教學使青少年體質健康個性化、系統化、持續化發展成為可能。

2.3 構建高效共治的體質健康教學環境

大數據打造的是一個高效互動的體質健康促進生態系統。在體育教學過程中，為滿足體質“優秀”與“補短”的個性化需求，學生和家長通過線上需求表達，平臺將整合資源、智能推送定制化的健康教育課程、課外鍛煉指南，形成課內課外、線上線下一體化的體質健康促進供給模式。另外，大數據的多樣性、異構性決定其是跨學科專業、跨平臺、跨組織的開放跨界資源，基于互聯網、大數據技術的青少年體質健康促進平臺，將打破不同部門、組織之間界限，將學校、教師、數據分析者、學生、家庭、第三方健康促進機構等利益相關者緊密聯系，以“共同體”的姿態，依據數據共享及其整合分析實現體質健康共治共管。從資源配置看，數據平臺通過對體質健康促進過程中所涉及的時間、人員、場館與裝備等資源進行合理規劃與精準配置，可以避免場地器材等資源重復建設和供給真空問題。

3 基于大數據的精準教學模式設計

從精準需求識別、精細目標確立、精益過程設計、精準決策制定4 個維度，構建基于青少年體質健康大數據的精準教學模式（圖1）。

圖1 基于體質健康大數據的精準教學模式

3.1 精準需求識別

體質健康需求的精準識別是青少年體育精準教學的起點，是精準目標、決策制定的基礎，其滿足程度是評價青少年體質健康精準促進績效評價的重要指標。體質健康需求可以分為現實需求與主觀訴求2 個方面，現實需求基于對青少年體質健康的全面現狀診斷，來自現實與目標之間的差距；主觀訴求則來源于興趣、愛好、習慣等。需要注意的是，無論是現實需求或是主觀訴求需求，其都具有差異性、動態性、復雜性特征。首先，差異性主要表現為青少年個體的運動能力、生活經歷、運動習慣、家庭背景具有差異，其對體質健康需求存在不同程度影響；其次，隨著健康思想認識水平的變化、個人偏好的演變以及運動能力的提升，青少年不同個體體質健康需求會發生動態變化，即使同一個體在不同時期，其個人運動偏好、運動素質敏感期也會有所不同；最后，體質健康是運動素質、身體機能、身體形態、技術能力、心理狀態、健康認知等因素的綜合體現，具有復雜性特征，單一指標不足以科學、全面地識別青少年體質健康狀態。因此，從粗略、靜態、單一的健康需求識別走向精準、動態、多元是青少年體質健康促進的必然要求。

大數據可在技術層面支撐體質健康的精準需求識別、精準目標制定、供需精準關聯、精準干預制定。首先，應用大數據相關平臺與技術，構建線上、線下的混合體質健康數據采集系統，在線上實現對身體認知、情感、態度、行為的診斷與需求的相關信息采集，結合線下身體能力測試數據，為體質的現狀態診斷與健康促進的需求識別提供數據基礎，有效解決目前我國體質健康信息采集指標單一化、靜態化、需求識別缺失等問題；其二，通過“關聯式”、“挖掘性”分析，探尋青少年個體運動行為、運動偏好、運動意愿、運動習慣以及運動損傷等過程性行為數據的潛藏價值，對青少年體質健康做出前因性解釋，基于此，采用適切智能技術生成個性化精準教學目標，為個別學生量身定制更為有效的干預方法和改進措施，同時，為青少年個體的體質健康促進決策制定提供科學參考。

3.2 精細目標確立

教學目標的確立是實施精準教學的邏輯起點，也是評價教學效果的重要依據。學校體育精準教學的目標是體質健康的提升與健康行為的養成。而人體體質健康與行為是一個復雜的系統，涵蓋健康認知、鍛煉行為、運動能力、運動動機、互動習慣等多要素的綜合體現，其影響因素也涉及生理、心理、環境等多方面。因此，學校體育精準教學的目標確定應該精細化、細致化，其應包括實現體質健康所要學習的知識或技能的目標以及為了掌握該知識或技能，學生必須完成的子目標。基于遞歸思想，精準教學的目標可以看作為一顆目標樹，目標樹的根節點是所要掌握的知識或技能的總目標，目標樹中的子節點是學生個體需要完成的子目標。需要注意的是，根結點的總目標具有一致性，而精準教學的子目標具有個性化特征［3］。

精準地識別學生體質所存在的具體問題、并為破解這些問題而開展針對性教學，是精準教學的價值所在。因此，如何準確定位問題、細化問題，是確定精細化目標的前提。如：學生立定跳遠測試未達標，可能由沒有理解技術要領、缺乏練習或下肢爆發力差等子原因造成，“未達標”是一個模糊的程度詞，缺乏對學生立定跳遠未達標這個現實問題所進行的精準的解釋和描述，即以量化的方式對問題的分解與細化。據此邏輯，在體育精準教學中，每條教學目標應該精細化、其對應為可以細化、量化描述的子問題。如“熟練掌握原地藍球投籃技術”這一模糊的教學目標可以轉化為熟記動作要領、動作姿態正確、動作熟練流暢、原地投藍成功率高、再到比賽投籃得分率高等子目標”。可見，與傳統體育教學目標不同，體育精準教學目標的確立指向更準確、更精細，直擊各個需要破解的子問題。

首先，知識與技能粒度化，構建身體知識和運動技能樹［3］。根據知識或技能的內在邏輯，將知識層層分解，形成獨立完整的知識與技能節點，構建涵蓋總目標及其需要掌握的所有子目標的身體知識和運動技能樹。其次，基于目標樹，設計每個節點所對應的子知識或技能的測試指標，構建身體知識和運動技能測試數據庫，用以測試與檢驗學習效果。如，體能包括運動素質、身體機能、身體形態，運動素質又由力量、耐力、速度、柔韌等要素構成。其中，耐力素質這個子目標則需設計相對應的測試子指標，主要包括理論認知與實踐運用兩個方面，理論認知測試子指標涵蓋耐力素質內涵、影響因素、鍛煉方法以及評定標準等理論知識，耐力素質的運動技能測試子指標應由不能完成、勉強完成、可以完成、輕松完成4 個等級組成，每個等級有對應的時間、心率、疲勞程度量表等量化指標。

隨后，精準定位身體知識和運動技能“短板”。根據運動訓練學木桶原理的基本理論，運動員競技能力并非取決于最長的木板，而是決定于最短的那塊木板（即短板）。同樣，學生體質健康，主要取決于最薄弱的那部分子知識或技能。對此，針對每個子知識或技能所進行的精細化測試，是確定“短板”的重要途徑。最后，采用回歸的方式，逐步實現各短板知識或技能對應的目標，基于多次循環的教學過程，最終實現某一知識或技能的總目標。此過程和結果可以發布到平臺上，借助互聯網讓學生、家長、教師、教育者清晰知曉，明確努力方向。

3.3 精益過程設計

在精準目標樹和目標“短板”的基礎上，開展教學內容精準推送，是教學過程的主要環節，其主要包括建立大數據體質健康資源庫與教學活動設計兩個部分。

近年來，在體育教學領域，微視頻資源憑借其“短、小、精、悍”等特點和優勢，受到廣大師生的熱捧［4-7］。然而，在應用實踐中，由于體育教學室外的課程性質與體育教師對微課的本質認識不足等因素，我國體育微課面臨微課設計不足，教學質量不高、課程內容零碎、應用效率低下、持續性不高等困境。精準目標樹的構建，倒逼體育課程資源的精細開發。大數據體質健康資源庫應構建為與精準目標樹對應的子知識資源庫和運動處方庫。從教學組織形式看，基于大數據的精準體育教學活動可采取班級差異化教學和個人自主性學習兩種類型，教學流程包括需求識別、動態分組、統一教學、個性教學4 個環節。其中，需求識別是指通過線上線下體質健康大數據測量與分析，精準識別體質健康差與需求；動態分組主要包含同質分組和異質分組，其主要依據來自教學內容與現狀需求；同質組群采取并列教學，實施一致化的教學活動；個性教學則指在并列教學之后，根據學生的運動表現和健康需求，進行有針對性的指導。

3.4 精準決策制定

體育精準教學決策的制定實質上是對體質健康需求精準回應的過程，其本質內容包括體質健康精準評價、預測以及干預內容的精準供給。

在基于大數據的體育精準教學模式中，教學評價方式將轉變傳統的模糊性或分數制評價方式，結合線上線下體質健康測試的相關數據，教學過程的動態性數據，各個子目標的達成情況數據，通過大數據采集、數據挖掘、學情分析和可視化技術，通過智能教學系統自動分析并實時反饋給所有教師、學生、家長等相關利益者，同時，相關利益者可以實時查詢并生成可視化的體質健康評價報告。如，基于樸素貝葉斯分類算法，對學生體質狀態進行分類與預警，采用雷達圖、交互圖、帕累托圖、控制圖等可視化技術，對學生的體質健康“優勢”與“短板”進行精簡呈現［8］。體質健康預測則根據每個學生在各個階段的體質健康數據對在后續一段時間內是否達成教學目標進行預測，進而根據預測結果提出相關的學體質健康干預方式與手段。基于“關聯”規則，提取并構建包括青少年初始健康認知與運動能力、運動風格、運動動機、運動態度等多維特征的體質健康個體模型，通過關鍵特征進行分析，設定與個體特征高度匹配的體質健康干預計劃，在需求與供給之間建立科學的對應關系。

4 結語

隨著信息技術不斷發展、體質健康需求的日益增長，基于大數據技術的精準教學，必將逐步滲透并影響學校體育教育教學全過程，并成為“新時期”體育教學新樣態以及體質健康促進工程的核心標簽。然而，需要強調的是，在體育教學實踐中，面對青少年日益復雜的體質健康現狀與困境，使基于大數據的精準教學模式落地、下沉，體育教育工作者、管理者需對現有的學校體育教學生態進行變革，不僅需要建設校園體質健康大數據平臺、提升教育者數據素養，還需要轉變傳統經驗導向為基于大數據的精準思維，開展基于大數據的體育教學改革與實踐以對大數據支持的精準體育教學模式進行評估與完善，以更好地服務于青少年體質健康促進工作。