信息化手段助力體育教學

高芳明

摘 要｜信息化走進體育課堂，運用信息化技術手段改進教育教學的效果，是教育信息化改革的發(fā)展趨勢。從單純的磁帶播放機、cd機、電視機至目前的希沃觸控一體機和平板的輔助教學的推廣，在高校里面，手機app軟件的輔助應用到體育教學。從圖文并茂到聲影象結(jié)合，再到多情景的模式操作，無一不體現(xiàn)信息技術慢慢滲透到體育教學的各個環(huán)節(jié)。讓原本富有激情的體育教學變得更加時髦， 且呈現(xiàn)信息技術應用遍地開花的局面。在體育課上引入信息化技術設備輔助教師開展體育課是教育大背景下的趨勢。

關鍵詞｜信息化；體育教學；運動負荷監(jiān)測檢測與分析

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1 信息化推廣過程中的現(xiàn)狀和局限性

信息技術的推廣，的確給平淡的教學環(huán)節(jié)增添了不少新鮮感。但是，隨著時間的推移，體育教師自身信息化理念更新緩慢，對于新技術和新方法不愿接受； 而且，體育教學的室外化屬性，也給體育教育信息化這條路的順利開展造成障礙。學生接受千篇一律的教學手段，致使原本可以推進體育教學的信息技術卻成為 羈絆教學進步的枯石。

信息化的推廣過程中，部分局限在教學手段的應用上，在如何評價體育課堂教學效果以及學生的運動時效性上，運用信息技術的方法卻不常見。智能化的穿戴設備常見于高水平俱樂部或者專業(yè)運動隊上，在學校體育教學上應用很少見，如何保證課堂運動負荷的有效實施，科學地、合理地、有效地增大課堂運動負荷，切實有效地增強學生的體能；如何正確地安排運動負荷后的恢復與繼續(xù)開展，從而確保學生的運動安全等，并沒有一套科學嚴謹?shù)姆椒梢越梃b和適用。

課堂實施過程中，對運動負荷的效果評價無有效的方式方法，缺乏對學生體育課堂的評價手段，特別是對體育課堂的運動強度等關鍵指標，缺乏快速獲取手段，從而導致體育教師，實施教學目標，缺乏科學依據(jù)。在一定程度上導致我校體育教師在預設課案和實施課案的時候縮手縮腳，不能做到有的放矢； 教學過程中，運動負荷量過大，造成學生運動損傷，特別是青少年心血管系統(tǒng)發(fā)育并不完善的情況下，造成運動傷害不可逆轉(zhuǎn)，致使運動生涯斷送；缺乏有效的運動強度監(jiān)測，無法為運動隊后備役人員的選拔提供保障。同時，適當?shù)倪\動負荷監(jiān)測也可以杜絕課堂或者運動隊員的猝死發(fā)生。

2 突破信息化的壁壘、開啟新篇章

從信息化技術手段的應用與推廣過程中，不難發(fā)現(xiàn)，目前體育教育信息化使用的信息化設備都是讓師生從直觀的角度來解決視覺上輸入和腦回路的輸出問題。雖然突破了時間和空間的局限性，豐富了課堂的組織形式，并沒有從客觀的角度來直接獲取學生的運動狀態(tài)的相關參數(shù)。例如，學生在課堂上的動態(tài)心率，心率的閾值，或者學生運動過程中所消耗的卡里路，或者更為直接的是學生所運動的步數(shù)。如果在課堂上能夠?qū)W生的數(shù)據(jù)進行采集， 然后在后臺進行分析與處理，最后再呈現(xiàn)給體育教師。運動負荷檢測與分析系統(tǒng)的引進以及在我校的實際應用可以滿足以上信息化的所有功能，配合穿戴智能穿戴設備，在課堂上實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，使得每個學生都有自己的個人信息數(shù)據(jù)庫，諸如心率、運動時長、運動效果等信息在數(shù)據(jù)庫的終端建立了“一 人一檔”的課堂詳細檔案，學生通過終端了解自己的課堂表現(xiàn)，通過橫向?qū)Ρ群涂v向?qū)Ρ?，了解自己的課堂表現(xiàn)，確立自我定位。教師通過智能終端對學生的運動狀態(tài)一目了然，結(jié)合教師對學生的主觀評價，對學生有客觀的認識。同時也可以形成學生自評和互評、教師主觀評價和客觀評價相結(jié)合的多元評價體系。這種運動負荷監(jiān)測與分析系統(tǒng)似乎又打開了信息技術在體育課堂應用的一個新篇章。

3 運動負荷檢測與分析系統(tǒng)的實施的優(yōu)勢

（1） 國內(nèi)領先的新一代物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術和大數(shù)據(jù)技術，在對學生運動負荷的監(jiān)測過程中，確保數(shù)據(jù)的準確無誤，反饋及時，監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定，收集數(shù)據(jù)便于整理和分析應用。

（2） 推進體育課堂實施效果，增強課內(nèi)外的時效性，優(yōu)化課間運動頻率， 實施科學有效和便于操作的體育教學新模式，為體育教師處理個體差異提供藍本，進而對運動量和強度作出更加客觀和公正評判。

（3） 現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果可以當場反饋，同步顯示在教師的手持設備和運動場管及戶外大屏幕上，便于老師和學生直觀的觀察，提高學生運動的積極性，解決了體育教師在課堂教學過程中用傳統(tǒng)的搭脈搏與觀察學生的運動狀態(tài)來判定學生的是否達到運動強度的要求，借助這種檢測系統(tǒng)顯然更加科學有效。

（4） 負荷強度的呈現(xiàn)，教師可以直接對當前的運動狀態(tài)進行調(diào)整，根據(jù)教師預設，確保身體鍛煉效果，從而更加高效靈活的調(diào)控課堂運動負荷。課后對運動數(shù)據(jù)的分析與整理，促進每位體育教師不斷改進教學計劃，提升教學效果，（5） 體育素養(yǎng)的綜合素質(zhì)評價方案的建立，通過常態(tài)化監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及學 生“一生一檔”的成績數(shù)據(jù)的生成，實現(xiàn)體育綜合素質(zhì)評價數(shù)據(jù)的客觀化、公平化、直觀化、多元化。

4 我校運動負荷監(jiān)測與分析系統(tǒng)主要的應用場景

在體育課堂上引入信息化的技術手段，對學生運動負荷進行監(jiān)測與分析， 量化教學過程與評價，對體育課堂的評價方式提出了更高的要求，運動監(jiān)測系統(tǒng)在我校的應用于推廣主要集中在以下幾個方面進行展開。

課堂運動負荷監(jiān)測

在課堂教學過程中，教師通過運動臂帶采集心率強度、卡里路和步數(shù)等信息， 通過 WiFi 網(wǎng)絡上傳數(shù)據(jù)服務器并在現(xiàn)場屏幕是上顯示，并且支持按照多種條件排查和查看任意學生的詳細信息，其中，運動強度、卡里路消耗和警示心率可 以根據(jù)學生的身體素質(zhì)（提前輸入年齡和體重）個性化計算得出，如果學生的 運動心率超出警示心率，系統(tǒng)會提示聲光報警功能。

教學過程中，適當?shù)倪\動負荷有效地促進運動技能的掌握，提高學生的練習積極性，過大的運動強度壓抑學生的獲得新知識、新技能的信心。體育教師可以通過大數(shù)據(jù)分析整個班級的運動強度，制定可行計劃，也可以在課堂上對運動強度做相應的調(diào)整。不同運動負荷對注意集中性進行實驗研究。結(jié)果顯示： 安靜狀態(tài)和小、中、大三種運動負荷狀態(tài)對注意集中性有顯著影響，其中運動負荷和大運動負荷對注意集中性的影響最為顯著。在學校體育教學過程中還應該注意體育課本身的類型，實踐課當中新授課、復習課、綜合課和考核課各自安排的運動負荷也并不相同。

在上課過程中，點擊學生圖標，系統(tǒng)將會顯示學生的心率曲線和各項運動指標，如實時心率、平均心率、運動強度、最大心率、總步數(shù)、總耗能等相關信息。為教師提供數(shù)據(jù)來及時微調(diào)目標。

運動密度的監(jiān)控

運動密度是衡量體育教學效果的重要指標，運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)可以按照兩種方式提供運動密度的測定，根據(jù)智能運動臂帶上自帶的三角傳感器采集的數(shù)據(jù)和自研算法，實施估算學生運動姿態(tài)和運動幅度，自動計算學生實際的運動時間，計算該生的運動密度是指每節(jié)課學生總體運動時間占課堂總時間的比例。練習密度，是指單個學生練習時間占課堂總時間的比例，課后教師可以查看這節(jié)課的運動密度和學生的練習密度，為評判該生的上課的運動負荷狀況提供依據(jù)。

教師可以依據(jù)運動密度、練習密度及運動強度的操作性與實效性，根據(jù)學生的情況，在上課過程中，有的放矢地開展體育教學，進而培養(yǎng)學生科學的健身素養(yǎng)。

心肺運動功能的評價

心肺運動功能的評價是體育教學和運動選材的重要一環(huán)，而最大攝氧量VO2Max 是衡量學生心肺功能的重要指標。大強度的運動量需要氧氣的參與就越多，氧氣通過肺部進入血液參與能量代謝，在某一刻，無論怎么張嘴呼吸，加快運動節(jié)奏或是加大運動強度都無法利用更多的氧氣，這是血液利用氧氣數(shù)量就是最大攝養(yǎng)能量，代表有氧運動極致，無法利用更多的氧氣參與到能量產(chǎn)出的過程。根據(jù)中學生的身心特點和心肺承受能力，目前采取 1.6 公里快步走的方式測試最大攝氧量，記錄完成時間和運動后的心率，再結(jié)合測試者的體重、年齡、性別公式計算最大攝氧量，公式是由后臺數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)研究所得。

心肺功能的評定，主要用于學校大課間、社團課及運動隊訓練提供數(shù)據(jù)， 青少年在不同的年齡階段，氧運輸能力在不斷提高，對于選項課的教學圍繞有氧訓練的原則，有氧訓練課和運動訓練安排課的生理負荷量心率在 70% 左右的強度和持續(xù)的時間來組織教學和訓練，使學生既能學習運動技能，又能在教學和訓練過程中掌握科學健身和訓練方法。

課后分析和統(tǒng)計功能的應用

上課結(jié)束后，進入班級的歷史界面，可提供班級數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計功能、這些數(shù)據(jù)包含心率曲線、課堂目標的達成情況運動步數(shù)、卡里路等等，根據(jù)《上海市中小學體育課堂運動負荷監(jiān)測與評級通知復方案技術規(guī)范》的要求，可以提供運動強度、運動密度、平均心率、基本部分心率、心率指數(shù)、最大心率、心率大于 120 次每分鐘的持續(xù)時間等信息。

實時觀摩觀摩和教師評課

本系統(tǒng)為其他教師提供通過網(wǎng)絡遠程實時觀摩功能，教師通過瀏覽器登錄客戶端，可以實時地看到本校正在上課的課程，也可以切換體育教師端的界面， 瀏覽教師端 app 所看到的運動指標，并能自主選擇查看當前上課的任一學生或班級的各項統(tǒng)計信息。同時，還支出遠程評課功能，也可以對歷史的課程進行評價與分析。深受學校老師的歡迎。

5 結(jié)束語

隨著體育產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與技術的不斷革新，科學完備的外部設備、系統(tǒng)高效的軟件輔助及完備的大數(shù)據(jù)的支持，建立客觀和數(shù)據(jù)化的體育綜合素質(zhì)評價方法，在體育課上將信息化手段與傳統(tǒng)的體育教學有機的相結(jié)合，各自發(fā)揮優(yōu)勢，不斷的否定之否定，最后達到而且完美切合，從而大大提升體育教學的教學質(zhì)量，促進體育學科的信息化教學改革。

參考文獻

［1］李軒軒，謝云．“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下體育教學發(fā)展研究［J］．武術研究， 2022（4）：4．

［2］董澤華．互聯(lián)網(wǎng)助力小學體育教學模式創(chuàng)新的思考［J］．灌籃，2021（9）：2．

［3］羅革．互聯(lián)網(wǎng)背景下高校公共體育教學優(yōu)化策略［J］．冰雪體育創(chuàng)新研 究，2021（7）：154-155．

［4］趙巧蘭．體育與健康教學運動密度達成度研究［J］．中國教學參考， 2019，10：19-20．

［5］教育部．關于加快推進職業(yè)教育信息化發(fā)展的意見［E B/ OL］．

［2015-08-18］．http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/zcs_zhgg/201709/ t20170911_314171.html？authkey=r1ahe3．

［6］張大超，韓新艷．運動負荷基本理論研究進展［J］．吉林體育學院學 報，2009，25（4）：61-63．

Informatization Means Help Physical Education Teaching

—Application of Sports Load Detection and Analysis System in Physical Education Classroom

Gao Fangming

Shanghai Fuxing Experimental High School， Shanghai

Abstract： It is the development trend of education informatization reform to enter the physical education classroom and improve the effect of education and teaching by means of information technology. From the simple tape player， CD player， TV set to the current promotion of the auxiliary teaching of the Hivo touch machine and tablet， in colleges and universities， the auxiliary application of mobile phone app software is applied to physical education teaching. From the combination of pictures and texts to the combination of sound and image， and then to the mode operation of multi scene， all of them reflect that information technology has slowly penetrated into all aspects of physical education teaching. Let the originally passionate sports teaching become more fashionable， and present the situation that information technology is widely used. It is a trend under the background of education to introduce information technology equipment to assist teachers in physical education classes.

Key words： Information; Sports teaching; Detection and analysis of sports load monitoring