普通高校體育智慧課堂建設研究*

孫亮亮 何月冬 王 圣

普通高校體育智慧課堂建設研究*

孫亮亮 何月冬 王 圣

（四川文理學院體育學院，四川 達州 635000）

對普通高校建設體育智慧課堂基本情況進行分析，分析教學決策數據化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送智能化等建設體育智慧課堂的關鍵要素，提出了建設體育智慧課堂的結構模式思考，旨在為進一步推進普通高校體育智慧課堂建設與發展提供參考。

普通高校；體育智慧課堂；建設

為深化本科教育改革，培養全面發展的社會主義建設者和接班人，教育部發布《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》[1]。意見提出：要根據現代社會發展的經濟、人才的需要，來提高課程建設的整體質量。高校體育教育是基于身體運動的實踐，通過參與體育鍛煉的過程來增強體質，提高體育運動參與意識，目的是讓學生掌握和運用運動健康和運動技能的基本知識，培養學生對體育運動的興趣，以形成積極、樂觀和團結合作的個人品質。而如何提高課程體系整體建設的規劃性、系統性，積極發展“互聯網+教育”、探索智能教育新形態，推動課堂教學改革是擺在每一名體育工作者面前的重要任務。基于現實情況，提出以智慧課堂視角出發，以學生為導向，以智慧環境為支撐，將智慧課堂融入大學體育課程建設，轉變高校體育傳統課堂教學方式，借助互聯網、大數據等科學技術，創新傳統體育課堂教學模式，提升學生主動學習的積極性，實現高校體育智慧課堂推進與發展[2]。

1 建設體育智慧課堂基本分析

1.1 建設體育智慧課堂的現狀

近年來，在教育信息化不斷深入推進的背景下，智慧課堂建設均得到了不同程度的發展。例如：部分試點中小學體育課將智能手環等設備與后臺數據軟件相結合應用于課堂中，實時監控學生的運動情況，積極開展智慧體育探索與實踐，初步建立了學生身體素質情況的數據庫。通過體育教學管理系統，整合信息化教學資源，開展不同層次的動態教學、在線教學與精確教學，對體育教學中各階段的情況進行數據進行分析。在大學體育教學改革研究中，體育智慧課堂也是研究的熱點和創新點，但由于大學體育課程的特殊性，高校體育智慧課堂的建設仍處于起步階段[3]。隨著移動互聯網的飛速發展，高校已基本實現了無線網絡的覆蓋。在此環境下，許多高校也開始設計研發專為學校師生提供各種便捷服務的APP和各種數據平臺，例如：清華大學的AtTsinghua提供了眾多功能包括接入認證、信息系統登錄、定位導航、教室資源推薦等基礎平臺服務與應用[3]。在體育智慧課堂建設方面，華中師范大學的“華大sports”，擁有三個階段的精準運動健康管理課程，結合體適能評估和基礎生命體征指標，用數據的方式體現出數字化生命健康管理，包括了專業課程（精準營養、精準運動、運動處方與制定、力量訓練、健康管理、運動處方案例分析等等），運動能力評估測試，體能，力量及crossfit訓練以及特色營養餐，另外APP里還包含了校園體育資訊、體育成績及課表查詢、體育社團管理、體育場館等各項服務功能。綜上，建設體育智慧課堂，開發校內服務APP和數據平臺，研發智能便攜可穿戴設備，是未來教育信息化的發展趨勢。

1.2 建設體育智慧課堂的影響因素

建設體育智慧課堂的受眾人群主體是在校大學生，高校在校大學生人口密度大，不管是線上還是線下，能夠達到容納眾多個體集中時間段的使用率，對于端口荷載量的要求很高，技術層面，融入互聯網實時監控運動情況與路徑，則需要外部的智能設備和內部的大數據分析、云計算、存儲與反饋等條件。隨著科技的快速發展，建設數字化校園是未來高校網絡環境的發展趨勢。智能手機、可穿戴設備等人工智能產品的普及，大學生群體使用智能手機和各類APP的用戶比例幾乎達到了百分之百，這是建設數字化校園和智慧課堂的契機。很多高校已經建立了自己的校園體育信息管理系統，但大部分功能相互獨立沒有形成完整集合體、信息資源分散形成即時數據閑置、更新和維護力度不足導致數據采集不準確、開發條件與自身科技水平未達到條件出現系統漏洞與系統崩潰、數據傳輸不安全不便捷等情況，這些問題制約著教育信息化發展。首先，信息技術層面，建設體育智慧課堂是基于智能信息技術的教學設備智能化和教學環境可視化等，因此需要豐富的硬件軟件條件支撐。其次，學校層面，建設體育智慧課堂是長久的、系統的工程，從校園網絡環境的建設、場館設施的智能改造升級、智能信息平臺的搭建到教師與學生終端的使用，學校領導的支持、學校政策的依托、經費的扶持都是決定性因素。最后，教師與學生層面，體育智慧課堂并不是戴個智能手環跑幾圈運動幾下看一下心率，而是要利用數據檢測學生運動情況，建立運動健康檔案，了解運動情況，運動的質量。新課程改革，轉變傳統的教學模式，融入體育智慧課堂對教師的要求更高，以學生為主體引導學生主動參與，擯棄以往“放羊式”體育教學，基于教育信息化背景下，教師的教法和學生的學法的轉變“怎么教，教什么；怎么學，學什么”的問題，如何利用數據平臺、智能設備、智能系統的使用促進體育教育的發展、個人健康的管理等，是影響高校體育智慧課堂開展的重要影響因素。

1.3 建設體育智慧課堂的必要性

面對新時代信息技術高速發展與教育教學深度融合的趨勢，把建設和應用體育智慧課堂、體育與健康管理課程作為深化教育教學改革、提高教學質量的重要基礎，形成推進信息化教育發展的良好政策環境，才能實現高等教育高質量發展。建設體育智慧課堂的必要性體現在以下四個方面：第一，深化本科教育教學改革的需要，信息化教育的發展要求高校應進一步完善學分制，擴大學生自主權和選擇范圍，制定個性化職業規劃和培訓，建立具有自主、靈活、規范、穩定的專業環境管理體系，建立支持高校創新型人才培養模式為學生提供課程學習和發展的機會，支持高校實施聯合培訓計劃共同提高人才培養質量，完善專業認證體系[2]。第二，大學體育課程改革的需要，根據社會發展和人才培養的目標，優化各課程的比例結構，加強課程體系的改進，提高課程結構的標準化和系統化，避免隨機化和碎片化。第三，新時期師資建設改革的需要，《關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》指出，經過約五年的建設，教育體系應基本健全，專業發展相對流暢，教師隊伍的規模、結構、素質和能力基本可以滿足各級教育發展的需要。到2035年，教師將積極適應信息化、人工智能等新技術的發展變革[4]，綜合素質、專業水平和創新能力將得到極大提高，實現教師管理體制治理能力的現代化。第四，學生運動健康智能管理的需要，大學生是支撐社會進步科技發展的中堅力量，體質健康是學生發展的基礎，建立智能運動健康系統能保障學生有針對性的進行健康管理、運動選擇，形成良好的體育鍛煉習慣，培養終身體育意識。

1.4 建設體育智慧課堂的可行性

科技的發展、政策的保障、經費的支撐以及高校各體系的完備為建設體育智慧課堂的實現提供了可能。首先，科技的發展，體育智慧課堂是集合大數據、云計算和互聯網等信息技術融合教育信息化發展的產物，為運動場館、運動終端、云管理智慧平臺等基礎承載部分以及數據的運算、存儲與反饋等數據處理部分提供了技術支持。然后，政策的保障，國家陸續出臺相關政策文件來引導教育的發展變革，通過國發（2015）50號文件《促進大數據發展行動綱要》、教育部發布《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》、中共中央、國務院印發了《關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》、教育部發布《教育信息化2.0行動計劃》等等政策文件來促進教育發展，搭建“互聯網+教育”的大平臺，將信息技術與教育深度融合，促進現代教育的改革與發展[5]。其次，教育部明確表示，教育信息資金的比例不得低于教育支出的8％，以確保教育信息具有持續穩定的政府財政投資，政府財政投入的同時，完善多渠道教育經費籌集資金，吸引社會資本，體現出“花好每一分錢，把教育經費用到關鍵處”。最后，高校體系的完備，由若干相互聯系、相互支撐的系統按照一定的秩序和內部聯系而構成的高校這一整體，發展至今，各系統相互協作形成各具領域特色的發展模式。信息技術在教學和科研中的有效開發和應用，對深化教育改革，建設信息化校園、智慧課堂具有重大的意義。

2 建設體育智慧課堂的關鍵要素

2.1 教學決策數據化

教學決策的科學性直接影響學生成績、課堂效果和教學質量。傳統意義上的教學決策是指為完成教學任務以達到教學目的，根據教師的個人觀念、知識能力和經驗等，通過對教學實踐的預測、分析和反思，從而確定有效的教學方法與計劃。在這種決策模式下，教師的主觀意念成分較重，僅依賴有限的平時考勤、作業、考試成績等方式的信息反饋，不可避免地會對決策質量產生不確定性的影響。智慧課堂是建立在信息數據基礎之上的，由數據驅動搭建的各種平臺具有數據收集、預處理等功能，彌補了傳統課堂單一的數據收集方式短板。實現教學目標，推動教學實施，評價教學效果都需要正確、合理、及時的教學決策，通過大數據處理系統，形成高度可讀和實用的可量化數據報告，運用于教學決策中，根據所面對的數據信息和學生情況做出快速的教學決策并轉變為教學行為。完整的過程為：數據信息輸出—教學決策—教學行為—數據反饋。教學決策數據化的優勢在于數據維度更加廣，信息化數據系統將學生在局域網內的所有場景包括考勤、課堂互動、作業、考試、飲食、運動等進行數據化處理，數據深度覆蓋全面，除了收集基礎數據，大數據系統還會進行深度分析，在特定的時間地點按照設定的規則對數據進行收集、處理，時效性更強。數據信息的支撐下使智慧課堂更加靈活，保證了決策的科學性。

2.2 評價反饋即時化

評價反饋是學生學習的導向，是教師教學過程中激勵學生學習動機、意識的有效途徑之一。基于智慧課堂的評價反饋是創新型的數字化服務評價工具，能快速搭建數據系統內全節點評價體系形成直觀的BI數據，真實地反映評價的結果和趨勢等[6]。轉變傳統評價方式以成績或者教師的主觀印象為標準的單一評價體系，采取多元化的評價方式，把評價重心轉移到課堂、課堂行為、學生本體上來。智能、直觀和即時的課堂評價反饋可使學生的行為更具表現力、自主性、多樣化，并使整個課堂更活躍。數據信息為基礎的課堂評價以激勵評價為主、具有全面性、多元性特征，當代大學生由于社交媒體、移動設備、物聯網和大數據展現出的數字化趨勢對接受反饋信息的速率要求極高，如果評價系統反饋不即時，后續的數據評估與使用則會受到影響。智慧課堂通過數據分析及應用等技術手段，記錄教育教學過程，把學生的課堂行為、運動數據即時采集下來，實現全過程的動態評價，體現出科學的綜合評價結果。將數據化的評價信息及時快速反饋給學生、教師，并將反饋信息進行整理作為關鍵決策的參考，建立由不同評價系統組成的改善流程，形成一個問題發現、改善、效果評估的閉環，促進評價系統信息反饋的時效。

2.3 交流互動立體化

基于信息數據化的智慧課堂，以基礎承載的智慧運動場館、智能運動終端、云管理平臺為基礎，以數據處理分析和交換呈現為支撐，借助移動終端、PC終端、APP等智能設備和互聯網應用程序，實現了師生、學生之間立體完整的交互，課堂各階段、線上與線下的多場景立體交互。課堂里由學生個體組成的學習群體具有復雜性，教材學習內容具有多元性，學習目標效果具有多維性，而組成要素始終為教師、學生和教材，依據教材在教師組織管理下，學生多維發展的多層次交互，是依靠個體自主實踐活動形成活動行為并獲得發展的過程，是關注學生的立體性活動的教學操作體系[7]，是在時間空間領域中進行的教育實踐活動。加德納1983年提出多元智能理論，該理論認為，人類思考和理解世界的方式是多種多樣的，每種類型的智力在人類對世界的理解和世界的轉變過程中都起著重要的作用，在“尊重人的多樣性”的基礎上，我們使用多維的視野和方法關注具有不同智能結構的學生，并為學生提供多種發展機會。與傳統課堂相比，智慧課堂不再局限于傳統的單向活動，打破了原來的“單一、線性和不可逆”的模式，強調教學是一種多邊活動，在師生中促進了多種動態因素，從學生、教師、教學多角度發展為出發點，打破單向、封閉的線性交流，建構互動發展具有開放性的立體課堂結構。

2.4 資源推送智能化

大數據背景下高增長率和多樣化的信息資源呈現更新速度快、共享性高、過度多樣化、梳理困難等特征。資源推送服務系統的主要功能有：第一，個性化檢索功能。用戶通過需求偏好以關鍵詞為主題進行自主檢索，而服務系統通過數據庫對比創建基于知識服務的視角和內容準確地捕獲用戶端的個性和需求。第二，知識推送服務功能。建立基于推送技術的信息代理機制，確定用戶所需的信息和發送到端口的信息資源。第三，智能學習和擴展能力。通過分析和預測用戶從使用該系統中獲得的知識，可以發現潛在的用戶興趣信息，并將資源主動發送給用戶[8]。第四，代理自動處理功能。個性化信息推送服務基于人工智能和數據庫技術相結合的代理計算機自動處理大量本體知識資源，識別和預測不同用戶的興趣或偏好需求，這種推送服務系統雖然智能但過于機械化，一味地推送歷史檢索痕跡留下的信息，而阻礙了對于新的信息需求視窗，用戶很快會產生厭煩感。建設智慧課堂，在進行資源推送服務模塊提取要選擇的課程的關鍵字和其他特征信息，以確定該課程的相應學習目的。簡而言之，知識資源會智能地使用戶能夠提供知識匹配和智能資源檢索服務，這些信息會被智能決策模塊過濾，然后將首選結果集發送給用戶，并將用戶的有效行為記錄存儲在知識資源服務平臺上，根據用戶執行的檢索與瀏覽過程中對知識元素的描述進行搜索和匹配以獲得對應的知識信息，整合多方向信息資源以提高推送知識的廣度和準確性，最終實現推送知識資源可以充分滿足知識資源用戶的多維需求。

3 建設體育智慧課堂的結構模式

3.1 體育智慧課堂構成特征

圖1 體育智慧課堂構成部分

體育智慧課堂采用信息計算架構建設，依次分為：基礎承載層、數據處理層、健康管理層、課堂教學層，整體的架構如圖1所示。基礎承載層是其它各系統公共運行的環境，提供底層及集成服務，包括智能運動終端平臺、智能運動場館平臺、智能系統管理平臺、智能運營維護平臺進行統一認證和基礎數據同步管理服務，實現統一的平臺系統登錄、安全認證、運營與維護、基礎數據共享、信息交流等。數據處理層是實現教育信息資源交流與共享的必要條件，為建設數據庫實現數據共享提供基礎性條件和標準規范與依據，建立信息化規范體系、數據體系和管理運行機制，確定數據采集、轉換、分組編碼、計算、存儲、檢索、排序、呈現結果等過程中使信息統一、科學、有序地流動，采集所需的信息轉換成能夠接收的形式，信息編碼進行有效的分組，使用某些方法來組織用于處理和操作的數據、原始數據以及存儲的結果數據，最后用戶檢索信息時數據處理呈現結果，實現信息資源的共享。健康管理層是針對體育智慧課堂課內外對學生用戶的運動情況和健康狀態進行科學的管理，包括智能推送健康知識、運動知識，區別出用戶個人的實際情況科學合理的制定運動訓練計劃，以及收集運動鍛煉的各項指標信息，最后形成分析報告反饋給學生用戶。前三個模塊最終服務于與教學實踐，運用于體育智慧課堂中，課堂教學層包括教師發布課程內容，學生進行預習分組討論，教師設計教學內容導入課程中，在實踐課程中進行講解，指導學生分組合作練習，并對課堂情況、學生情況、運動鍛煉情況進行實時監測及時評價反饋給學生和教師。現階段沒有完整的教育信息化的公共服務體系框架，教育信息化所提供的服務功能不能夠較好地體現，由以上四部分構成的體育智慧課堂較為系統地提供了完善的個性化服務支持，為課堂教學、辦公和管理提供完善的信息化支撐平臺與模式。

3.2 體育智慧課堂評價體系

打破傳統的以單一學生成績為標準來評價大學體育課的傳統方法，建立信息化教育的多維評價標準。根據《全國普通高等學校體育課程教學指導綱要》確定評價的主體和對象，在信息技術的支持下，學生可以主動構建知識體系結構，教師指導知識和技能以及其他信息的傳遞，構建強調過程監督與即時反饋、多元的體育智慧課堂評價體系，從提高教學質量，提升學生運動興趣和鍛煉效果出發，通過完善基于學習科學分析的評估體系，發展評估和增量評估，在一定程度上取得了一些改正和激勵。體育智慧課堂評價體系一級指標由教師教學、學生學習、課堂環境三部分構成，教師教學里的二級指標情境設計、教學實施、教學反思構成，學生學習里的二級指標包括理論知識、運動技能、個人特質構成，課堂環境里的二級指標包括物質環境、心理環境、社會環境構成。教師教學的三級指標里涵蓋排課、教案、智能場館器材、學生管理、課堂進度、多媒體互動教學、現場智能設備操控、教學效果監督、上課情況反饋分析、授課目標量化評估、課余鍛煉等觀測點。學生學習的三級指標里涵蓋內容預習、智慧化學習、運動健康狀態、營養建議、動作改善、運動表現、技能達標、運動恢復、情緒表現、團隊合作、溝通交流、學習興趣等觀測點。課堂環境的三級指標里涵蓋時間空間環境、設施、自然、人際交往、信息、組織、情感、輿論、教師綜合素質、家長文化素養、學校管理、社會風尚等觀測點。

4 結語

在當前課堂中，教學不僅僅是內容、概念的設計與講授，更重要的教學活動的形成，強調學生是課堂的主體，教師是課堂的引導者，在課堂學習過程中，采用自主學習、主動探索、合作學習等方法激發學生的辯證思維和創新思維。體育智慧課堂是在“互聯網+教育”背景下利用科技產品、智能技術以及數據處理和分析來實現教學中信息化和數字化，使學生可以有效、科學、便捷地學習。體育智慧課堂可以滿足信息社會學生零散的學習需求，也是課堂教學改革的必然趨勢。“互聯網+教育”的本質和核心是培養與時俱進的創新型人才，智慧課堂是信息技術與教育的雙相融合，將信息技術融入課堂教學中積極發展“互聯網+教育”，實現個性化、智能化、數字化的智慧課堂模式，智慧教育在依靠新技術改變教學觀念和教學方法方面具有許多優勢，在信息教育理念的指導下建設體育智慧課堂有助于改變課堂教學的傳統方式，培養學生的創新思維，促進教學質量的提升與發展。

[1]教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見[Z].教高[2019]6號.

[2]胡煜強.山東大學生體育類APP及可穿戴設備的使用狀況與體育智慧課堂研究[D].山東大學,2019.

[3]羅萬麗,王蕊.“互聯網+”時代智慧課堂設計的原則及策略[J].教育科學論壇,2018(26):5-8.

[4]周活新.體育智慧課堂中的架構建立及應用方法[J].課程教育研究,2019(36):216.

[5]竇麗,陳華衛,錢澄.高校“體育智慧課堂”的價值與模式研究[J].體育文化導刊,2018(11):136-140.

[6]劉邦奇.“互聯網+”時代智慧課堂教學設計與實施策略研究[J].中國電化教育,2016(10):51-56.

[7]陳婷.“互聯網+教育”背景下智慧課堂教學模式設計與應用研究[D].江蘇師范大學,2017.

[8]龐敬文,張宇航,唐燁偉,等.深度學習視角下智慧課堂評價指標的設計研究[J].現代教育技術,2017,27(2):12-18.

Research on the Establishment of Smart Class of Physical Education in Universities

SUN Liangliang, etal.

(Sichuan University of Arts and Science, Dazhou 635000, Sichuan, China)

四川文理學院2020-2022年校級教育教學研究與改革重點項目（編號：2020JZ042）。

孫亮亮（1982—），碩士，副教授，研究方向：體育教育教學。

何月冬（1994—），碩士，助教，研究方向：體育教育教學。