大數據時代學校體育智慧系統的構建

張鵬 龍道金 趙景發 陶林強

(1.廣州體育學院研究生院 廣東廣州 510500;2.華南師范大學體育科學學院 廣東廣州 510006)

隨著現代信息技術的飛速發展，人類認識自然和改造自然的方式了發生翻天覆地的變化。信息技術逐漸滲透到社會生活中的各個領域，與現代人類的工作和生活有著緊密聯系。在大數據浪潮下，各行各業的發展向著科學化、數字信息化、高效化、人性化發展，帶來巨大經濟效益的同時，也實現了對自然資源的高效利用，既體現順應自然、保護自然的科學發展觀，又遵循可持續發展戰略，造福子孫后代。學校體育肩負著國家青少年體質健康發展的重要使命，學校體育工作質量的好壞決定了國家“機器”是否能持續運轉。傳統學校體育發展過程中，新舊問題難以有效解決，在信息技術高速發展的背景下，學校體育工作結合大數據技術，既能為問題的解決提供思路，又能創新性改革學校體育工作。大數據技術應用至學校體育中，能更新傳統體育教學方式，滿足學生體育需求，提高教師工作效率，試圖探索更科學、系統、高效的學校體育管理體系，建設智慧型校園，為國家培養符合社會發展的高素質人才。

1 學校體育智慧系統平臺的構建

互聯網信息技術的普及與發展，衍生出種類繁多的生產和生活工具，為人類的工作、生活和學習提供了巨大的便利。學校體育“以人為本”的體育觀，深深扎根于每一位學校體育工作者的心中，學校體育工作能滿足學生需求，造福于人，實現體育工作者人生理想與價值，促進祖國教育事業發展。在大數據等信息技術發展日趨成熟的背景下，為滿足學校體育工作需求，搭建一種以網絡基礎設施為基礎支撐，可穿戴設備為終端，VR 設備和MOOC 教學資源相輔助，云數據平臺為依托，體育工作者與服務對象互動的學校體育智慧系統平臺。智慧平臺具有數據采集、管理、分析、挖掘的功能，在數據支撐下，進行學校體育管理、體育教學和運動訓練等各項工作［1］，使學校體育工作向科學、高效、個性化邁進，不僅使學生德智體全面發展，還有利于教師教學管理，促進學校體育工作高質量發展。

1.1 可穿戴設備進行數據的收集

隨著科學技術的進步及生活水平的提高，群眾科學健身的需求增加，催生運動手環、運動眼鏡、運動手表等可穿戴設備的普及?？纱┐髟O備外形時尚，造型輕巧，可以記錄運動者的實時運動數據，以低廉的價格、科技感和便捷性吸引消費者的眼球?？纱┐髟O備可以與多平臺同步，實現運動數據的可視化。更高端的設備，甚至具備個性化健身指導，精確分析用戶生理指標，即時通訊等高科技功能。在學校體育教學中，運用可穿戴設備，能實時監測學生的生理和運動數據，監控運動負荷，及時發現潛在風險，降低教學事故的發生率［2，3］。同時，采集的運動數據依托云數據平臺分析，可以科學指導學生學習和運動訓練，實施科學客觀的運動評價。大量的數據可以為分層教學實施提供依據，使個性化教學成為可能，兼顧每一位學生的學習。同時，可穿戴設備的配備，可以為數字校園的建設提供支撐，使學校在學生管理層面更科學化、高效化。

1.2 VR技術在學校體育中的運用

VR技術在文化娛樂行業快速發展，先進視覺技術的運用改變了人們對世界的認知。沉浸式的體驗，使人們足不出戶便可以體驗到真實的運動場景。創新性地將VR技術引入到體育教學與運動訓練中，體育教師將合理編排的課堂內容呈現給學生，學生能夠更直觀地了解運動技能，彌補教師能力的不足。VR技術提供的更直觀強烈的視覺體驗，能加深學生對運動技能的認識，有助于學生形成清晰的運動表象，解決學習過程中教學重難點問題，極大提高教學效率。

1.3 慕課與體育課堂的結合

互聯網信息技術的發展，智能終端的普及，催生出教育領域慕課平臺的興起。慕課平臺有海量的優質教學資源，跨越時空限制，可有效促進教育資源公平，即使是偏遠地區的學生，通過網絡也能夠享受到優質的教育資源。學校體育教學工作中，引用慕課平臺，補充到學生的課余學習時間中，增加學生學練的時間，鞏固提升運動技能。運動技能的學習和運用需要大量的時間成本，單純依靠體育課堂的時間學習，學生很難完全掌握技術動作。在體育與健康課程教學時間外，學生利用碎片的時間學習體育與健康理論技能知識，并通過平臺與教師和其他同學交流互動，鞏固知識和技能。在課堂中，教師通過可穿戴設備收集的實時運動數據，結合學生課堂表現，通過云端數據平臺的分析，了解學生個體和整體的學習情況，教師可以及時合理安排教學內容。也為個性化教學提供可能。同時，學生可自由選擇自己感興趣的內容，結合個人身體素質，在云平臺輔助和教師的指導下享受體育運動的樂趣。

1.4 網絡基礎設施的構建

智慧系統平臺的搭建是基于互聯網的基礎，只有基礎硬件設施穩定運行，才能保障學校體育智慧平臺高效為學校工作服務?；A軟硬件設施安全性是基礎，兼容性是必要，可升級以及與未來技術對接的可延續性是補充。學校體育部門可與運營商、開發商建立長期合作機制，定期更新維護設施，為平臺建設提供可靠的支撐。

1.5 云端數據平臺的搭建以及數據庫的分析與管理

云端數據平臺的搭建是智慧系統平臺的大腦，是所有數據進行處理的核心智庫，能夠同步所有學生的日常運動數據和學習記錄，同時擁有海量優質體育教學和學習資源。根據體育教學和運動訓練、運動選材、課間體育活動等學校體育發展的各項需求，給教師最優建議，給學生全面的指導，促進學生全面健康發展［4］。數據庫有儲存和管理數據的功能，記錄學生學習期間所有的運動記錄，建立學生成長檔案。這些數據信息可以與全國數據同步，為國家學校體育政策制定和科研提供最準確的數據。這一平臺是最高安全等級，能保護學生的個人隱私。

2 智慧系統在學校體育中的應用

2.1 體育教學方式的更新

中小學學生體質健康持續下滑，引起社會各界的廣泛關注。學校教學工作是體質提升的關鍵，而傳統的體育教學方式，以“灌輸”為主，產生“學生喜歡體育但不喜歡體育課”的現象，教師的積極性降低，工作倦怠［5］。體育教學中在智慧平臺的輔助下，引用現代化的教學工具，以科技感吸引學生學習興趣，能夠發揮學生學習的主觀能動性。以智慧平臺為輔助的教學，以學生為中心，尊重學生的運動興趣，結合學生基礎運動數據，科學指導學生選擇適合自己的體育與健康課程。并與慕課學習資源的搭配，形成慕課學習理論和文化知識，上課進行身體活動學習，課下積極練習，與家庭聯結，與社區體育互補，教師輔助學生積極主動學習的高效課堂。學生的數據端有個人的學習記錄，每次練習都能得到準確的數據反饋，遵循“正反饋”原理，學生進行自我總結，建立自我學習意識。在課堂內，面對教學難點，結合VR設備，使學生更立體、更全面地體會動作細節，直觀感受動作的魅力，激發學習動力。在智慧系統的輔助下，教師的工作效率提高，學生學習的數據反饋，便于教師更快發現問題，及時調整，這能提高教師工作的積極性。教師借助數據平臺的幫助，科研工作能更科學高效完成，從而加速國家的體育教育事業的高質量發展。

2.2 運動訓練與競賽管理的升級

學校體育運動訓練工作要求逐步提升，學校體育能培養優秀運動員，為祖國競技體育輸送人才。智慧系統平臺的搭建，是我國競技體育人才培養的有力助手。建立學校體育運動訓練人才數據庫，與全國信息同步，建立科學的篩選機制，從而在戰略上促進我國體育事業發展。運動手環、心率帶等可穿戴設備能實時收集運動員運動軌跡、心率、步頻、等數據，同步至云端數據平臺，經過大數據平臺的分析，為教練員的訓練計劃提供參考，為運動選材提供有力依據。可根據每位運動員實時數據結合個人意愿，針對性進行個性化訓練。對運動員身體狀況的實時監控可有效預防運動損傷，降低運動風險，保障運動員健康。運動競賽中，借助數據平臺，對比競賽對手的數據，和實時分析運動員身體表現，科學制定戰術策略，能增大運動隊獲勝的概率。借助智慧系統平臺，運動員可以直觀了解自身情況，得到準確的反饋，為自身發展提供一定參考。同時，智慧系統平臺，也能為全國的教練員和運動員搭建交流平臺，增加學習提升的機會，助力祖國競技體育事業的發展。

2.3 優質教學資源的科學分配與運用

我國國土面積廣闊，地區間差異巨大，教學資源分配不均的問題或將長期存在?；ヂ摼W信息技術的發展，和大數據智慧系統平臺的建立，可縮小教學水平地域差異，使全國各地共享優質資源。借助慕課平臺和VR技術，可彌補教師能力的缺陷，提高教師教學效率。智慧系統平臺可建立全國數據庫，廣泛收集優質教學資源。各地方教學單位，可結合地方特色，科學合理引進教學資源。各教學單位，也可借助教學平臺交流學習，教學困難地區，可以得到國家高水平專家的幫助與指導。同時，政府部門能及時獲取信息，了解各地發展情況，并及時制定政策、法規幫扶發展。

2.4 青少年體質監測科學高效

青少年體質健康問題，是社會各界廣泛關注的熱點問題。青少年的肥胖、近視、脊柱側彎等問題，困擾著家長和學校體育工作者。而智慧系統平臺，能成為學校體育衛生健康工作的有力助手。在智慧平臺的建設下，學生體質數據的準確性得到保障，減少抽樣調查的誤差，避免部分學校數據造假。在真實數據的參考下，體育管理部門，可科學制定檢測標準，適應當代學生身體狀況，借助大數據分析，發布科學的體育政策［6］。智慧系統平臺既能促進學生體質健康，又能為政府部門宏觀調控、科研部門科學研究提供支撐。

2.5 體育教學評價科學化發展

傳統的體育教學評價是以課堂評價和期末考試相結合的方式，教師的主觀性較強，學生難以得到準確直觀反饋，學習積極性較低。評價標準死板，難以滿足不同學生的發展需求?；谥腔巯到y平臺下的體育教學評價，是基于客觀數據的評價，通過數據，教師自評，學生自評，師生互評，每節課都有相關數據支撐，進行學生發展性評價?？陀^數據的支撐，遵循“正反饋”原則，能提高學生學習積極性，改變“學生喜歡體育，不喜歡體育課”的現象。多樣和科學的評價方式能創新學校體育的發展。

2.6 智慧系統下分層教學精細化管理

智慧系統平臺收集記錄每一位學生的運動情況，擁有學生的全部運動數據。通過智慧平臺綜合分析學生身體和運動數據，教師可根據學生個人需要在智慧平臺輔助下進行科學有效的教學，實現分層分類和個性化教學［7］。同時，教師可以根據不同水平學生，針對性教學，高效化管理，降低教學工作難度。學生也因此有更強的獲得感，從而增強體質。

3 智慧系統平臺下學校體育優化措施

3.1 完善個人隱私的系統防護

網絡信息技術的發展具有兩面性，為工作帶來便捷的同時，個人隱私也受到了一定威脅。學校體育智慧系統平臺雖能為教學管理帶來便捷，但數據庫涵蓋學生的個人數據，極易被不法分子竊取。智慧系統的搭建，務必應增強教學系統的安全性。校園智慧系統在開發過程中，應與高水平數據安全單位建立合作機制，搭建嚴密安全保護系統，達成長期合作機制，定期檢查維護系統安全，實時更新。政府相關部門也應制定法律條文，保護個人數據安全，降低數據泄露風險［8］。

3.2 加強教師隊伍教學技能與信息素養的提升

智慧型教學環境對教師提出了新的要求，教師需要與時俱進，更新傳統觀念，接受新鮮事物，學習新方法。上級到地方教育主管部門，應注重對教師隊伍的教育，增強教師信息技術素養，尤其是年長教師。應積極引導年輕教師與年長教師互幫互助，年輕教師接受新事物較快，年長教師教學經驗豐富，不同年齡段教師互助互利，能促進校園體育師資科技素質提高。教學單位定期進行教師教學能力培訓，組織校際間的培訓和促進教師之間的交流，讓教師探討高效的教學方法。

3.3 體育產業與學校體育協同創新

學校體育智慧系統平臺的建設對體育設備制造業和體育科技產業的需求巨大，這指引了體育用品制造業新的發展方向。優質企業可與校園合作，實現雙贏?？纱┐髟O備和VR設備的研發正向學校體育滲透，體育相關產業可開發適應學校體育教學和運動訓練的高質量裝備。校園平臺與產業平臺互動可促進智慧系統的優化，同時學校體育也可為體育產業發展提供動力。

4 結語

每一輪科學技術的革命都能使社會發生翻天覆地的變化。在大數據時代背景下，構建學校體育智慧系統平臺，通過智能硬件設備采集運動數據，借助智慧平臺綜合管理分析，以學生為主體、教師為主導、智慧系統相輔助的方式，提高學校體育管理、教學，運動訓練等方面工作和科學化水平，從而培養德智體美勞全面發展的社會主義接班人，這對推動體育產業高質量發展和體育強國建設具有重要意義。