基于智能可穿戴設備的特校智力障礙學生適應性體育教學研發與實施

◇山東體育學院 程維康 于 浩 王疆娜

目的：探討8周的適應性體育教學對提高智力障礙兒童運動功能的作用。方法：選取12名14～16歲智力障礙兒童，分為6名男生一組，6名女生一組。兩組均接受為期8周的適應性體育干預訓練，被試者干預前、后分別接受智能手環心率測試、肌力測試和關節活動度測試。結果：干預8周后兩組的心率變化較干預前有了明顯的提升；男生的膝屈肌、膝伸肌、肩伸肌和軀干屈肌干預后肌力數值明顯高于干預前數值（P<0.05），女生的髖伸肌、膝屈肌、膝伸肌、肩屈肌和軀干伸肌干預后肌力數值明顯高于干預前數值（P<0.05）；男生的髖關節伸展、髖關節內收和肩關節前屈的關節活動度較干預前有了明顯提升（P<0.05），女生的髖關節伸展、髖關節內收和肩關節伸展的關節活動度較干預前有了明顯提升（P<0.05）。結論：8周的適應性體育干預訓練可以有效地提高智力障礙兒童的運動功能。

智力障礙（Intellectual Disability）兒童智力顯著低于健康水平，并伴有適應性行為問題[1]。智障兒童適應性行為主要包括環境適應、社會交往等問題[2]，部分兒童還伴有運動功能障礙，表現為肌肉萎縮、肌力衰退、身體活動范圍受限等一系列問題[3]。運動障礙嚴重影響了他們的學習和生活，有研究證明，適應性體育干預可以有效改善他們的運動功能障礙[4]，綜述發現當前的適應性體育設計主要以趣味性游戲為基調，以運動和康復為手段，以提高特殊兒童身體機能為目的[5]。教學評估是適應性體育干預方式實施的起點與終點，有效的教學評估對適應性體育干預方案的優化有指導性作用，盡管適應性體育教學對智力障礙兒童運動功能改善效果顯著，但教學評價的滯后性，使得干預方案的調試出現延遲，一定程度上阻礙了適應性體育干預效果的最大化，智能可穿戴評估設備，基于其便捷性、實時性彌補了傳統教學評估的不足。

可穿戴設備即為可以穿戴或者佩戴在人身體上的設備的總稱，是一種輔助人的便攜設備，是可穿戴技術的實現方式[6-7]。智能可穿戴設備是通過“互聯網＋”的技術，實現實時無誤快速傳輸，建立個人檔案，進行云端記憶，彌補了人工操作的短板。對于智障兒童而言，智能可穿戴設備對他們的活動限制影響較小，實驗結果數據可靠性更大[8]。將智能可穿戴設備應用于適應性體育運動中探究新型數字化的適應性體育干預模式并實施，以期待通過新型數字化適應性體育運動，有效提升智障兒童的肌肉力量和運動功能，促進他們的身體活動范圍，提升兒童學習和生活質量。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究以煙臺市芝罘區輔讀學校12名智力障礙學生（6名男生、6名女生）為教學對象。納入標準：年齡在14～16歲之間；經公立醫院診斷為輕度智力障礙；學生除智力障礙外無任何其他疾病；所有學生自愿參加體育課程，并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

（1）文獻資料法。在中國知網、中國特殊教育網、萬方數據庫等網站中，以“適應性體育”、“運動強度”、“肌肉力量”等為關鍵詞進行文獻檢索，對檢索到的文獻進行整理分析，為本研究提供理論依據。

（2）訪談法。通過訪談煙臺市芝罘區輔讀學校的老師，了解12名研究對象的基本運動情況及表現；通過訪談特殊教育、適應性體育領域的相關專家，制訂干預方案。

（3）實驗法。應用某知名品牌B5運動監控手環對體育課程實施過程進行監控。智障學生在體育課程的準備階段、正課階段以及放松整理階段，全程佩戴監控手環，實時監控學生的運動心電圖、最高心率、平均心率、實時心率、步數和運動總時間，利用微信小程序（跑吧跑吧運動大數據）和PC端數據平臺將采集的數據進行匯總，分析；利用便攜式肌力測量儀MicroFET3和關節活動度測量尺來測量每個智障兒童大肌肉群的肌肉力量和主要人體關節的活動范圍，根據每個學生身體機能狀況和身體形態等參數綜合分析判斷運動監控結果，并對體育課程進行科學有效的動態調整。

（4）數理統計法。利用SPSS25.0對所得數據進行統計分析，測試結果使用平均值±標準差（M±SD）表示。采用配對樣本T檢驗分析男、女兩組被試干預前、后的各指標差異，顯著性水平設置為0.05。

1.3 適應性體育運動干預方案設計與實施

（1）適應性體育運動干預內容設計。

a、靜步走練習。靜步走是適應性體育運動相關素質訓練的一項基本的內容。是指受試者在教師指引下走一條長約20米左右的直線，教師觀察受試者的行走情況，隨著能力的提升改變路徑的難度，并在走動中不斷改變步幅和步態，體驗左（右）腳著地的感覺，掌握走的技術。該項練習可以提高兒童的協調性和靈敏性。

b、平衡練習。平衡練習是訓練特殊兒童身體平衡能力和協調性的有效方法。通過讓受試者單雙腳著地、平衡木行走等訓練來體會身體平衡的感覺，平衡練習可以提高兒童的平衡能力、靈敏性和協調性。

c、跑的練習。選擇歡快、中速的伴奏音樂，使兒童跟隨音樂一起運動，通過跑步的形式帶動兒童活動起來，分為單向慢速跑、雙向慢速跑和變速跑的形式，使受試者感受腳蹬地的感覺，調動身體的積極性，提高他們的靈敏性和協調性。

d、跳躍練習。在進行跳躍訓練的過程中，選擇動感跳躍的音樂，讓受試者雙腳跳躍從一端跳到另一端，距離大約十米左右，音樂貫穿整個學習的始終，改善孩子的大肌肉群，促進孩子的神經系統和身心健康的發展。

e、球的練習。球性練習是適應性體育運動中的訓練內容，通過原地運球、相互傳接球、肩上投球、拍打球、腳踢球和地滾球等練習。孩子可以提高身體移動能力，也可以鍛煉他們的手眼協調能力和靈敏性。

（2）適應性體育運動干預方案實施。

干預方案實施時間為2020年10月16日至12月16日，為期8周，每周2次，每次40分鐘左右，運動形式包括走、跑、跳和球類訓練等。干預方案根據智力障礙兒童身心發展特點，智障學生在體育課程的準備階段、正課階段以及放松整理階段，全程佩戴監控手環，實時監控學生的運動心電圖、最高心率、平均心率、實時心率、步數和運動總時間，利用微信小程序（跑吧跑吧運動大數據）和PC端數據平臺將采集的數據進行匯總，分析；利用便攜式肌力測量儀MicroFET3和關節活動度測量尺來測量每個智障兒童大肌肉群的肌力和主要關節活動范圍，根據每個學生身體機能狀況，身體形態等參數綜合分析判斷運動監控結果，并對體育課程進行動態調整。

2 研究結果與分析

適應性體育對智力障礙兒童的基本動作的影響如下所示。

（1）適應性體育運動干預前、后智力障礙兒童心率的變化情況。在適應性體育運動干預前、后，使用智能可穿戴設備B5手環對智障兒童的心率情況進行實時監測。采用配對樣本T檢驗分析兩組被試干預前、后測心率峰值差異，結果顯示，兩組被試的心率前測心率數據峰值均在110次左右，而后測心率峰值女生達到130次左右，男生達到140次接近150次，經過為期8周的適應性體育運動干預，男生和女孩的后測心率數據均大于前測心率數據，男生的提升幅度大于女生?？梢姡橇φ系K兒童的適應性體育運動屬于中等強度運動，且隨著運動周期的延長運動強度有所提升。分析原因，患兒積極參與適應性體育運動，交感神經得到興奮，腎上腺素激素分泌增多，促進血液循環，心率上升；運動結束，交感神經興奮性降低，心率恢復平穩[9]。

圖1 智力障礙學生體育運動干預前后心率數據

（2）適應性體育運動干預前、后智力障礙兒童肌肉力量的變化情況。肌肉力量是身體運動時，肌肉相互作用下產生的一種力量[10]。采用配對樣本T檢驗分析男、女智力障礙兒童被試肌肉力量的前、后測成績差異，結果顯示，被試男生組的髖屈肌、髖伸肌、肩屈肌和軀干伸肌的前測成績和后測成績差異無統計學意義（P＞0.05），被試女生組的髖屈肌、肩伸肌和軀干屈肌的前測成績和后測成績差異無統計學意義（P＞0.05）；被試男生組的膝屈肌、膝伸肌、肩伸肌和軀干屈肌的前測成績和后測成績有統計學意義（P＜0.05），被試女生組的髖伸肌、膝屈肌、膝伸肌、肩屈肌和軀干伸肌的前測成績和后測成績差異有統計學意義（P＜0.05）。由此可見，適應性體育運動中的走、跑、跳對智力障礙兒童的肌肉力量具有顯著的促進作用。分析原因，這與適應性體育運動的特點有關，在體育運動過程中靜步走、加速跑、平衡練習等訓練，都可以提高智力障礙兒童的協調性和靈敏性，進而提升其肌肉力量。

表1 干預前、后男、女智障兒童肌力變化情況統計表（）

表1 干預前、后男、女智障兒童肌力變化情況統計表（）

（3）適應性體育運動干預前、后智力障礙兒童關節活動度變化情況。關節活動度是展現個體的關節活動范圍[11]。采用配對樣本T檢驗分析男、女兩組被試關節活動度的前、后測成績差異，結果顯示，被試男生組的髖關節前屈、髖關節外展、膝關節屈曲、肩關節伸展、肩關節外展和肩關節內收的前測成績和后測成績差異無統計學意義（P＞0.05），被試女生組的髖關節前屈、髖關節外展、膝關節屈曲、肩關節前屈、肩關節外展和肩關節內收的前測成績和后測成績差異無統計學意義（P＞0.05）；而被男生組的髖關節伸展、髖關節內收和肩關節前屈的前測成績和后測成績差異有統計學意義（P＜0.05），被試女生組的髖關節伸展、髖關節內收和肩關節伸展的前測成績和后測成績有統計學意義（P＜0.05）。由此可見，適應性體育運動中的球性練習對智力障礙兒童的關節活動度提升效果顯著。分析原因，由于原地運球、肩上投球、拍打球、相互傳接球、腳踢球和地滾球都需要被試者上下肢力量、反應靈敏以及手眼協調能力的相互配合，在干預方案中隨著被試者的能力提高，關于球的練習難度也隨之增大，提高了被試的手指靈敏與手眼協調能力，因此提升效果較為明顯。

表2 干預前、后男、女智障兒童關節活動度變化情況統計表（M±SD）

3 結論

智力障礙兒童適應性體育運動屬于中等強度運動，可以有效提高智力障礙兒童的心肺功能、肌肉力量以及關節活動度，但是也有個別肌群（比如髖屈肌、髖伸肌、軀干伸肌和軀干屈肌）和個別關節（比如髖關節前屈、髖關節外展、肩關節伸展、膝關節伸展和肩關節內收）變化不大。