體育智慧平臺的構建與應用研究

文/方奕瑜 王妙香 林家仕 袁圣敏

一、研究背景及意義

根據國家衛生健康委員會的調查數據發現，近幾年學生的近視率、肥胖率居高不下。2020年，中國兒童青少年整體近視率約52.7%，肥胖率超過10%。近視率和肥胖率的持續增高，引起社會的關注。中共中央國務院頒發相關文件，強調體育活動與信息技術融合的重要性。《“健康中國2030”規劃綱要》文件規定，實施促進青少年體育活動計劃，培養青少年的體育愛好，基本實現青少年熟練掌握一項以上運動技能，確保學生校內每天的體育活動時間不少于一小時。《教育信息化2.0行動計劃》提出，到2022年基本實現“三全兩高一大”的發展目標, 即教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體適齡學生、數字校園建設覆蓋全體學校, 信息化應用水平和師生信息素養普遍提高。實驗證明，戶外運動時間的增加不僅可以預防和控制肥胖，還能大大降低近視發生的概率，延緩近視發生的時間。

基于此背景下，福建省廈門市演武小學融合信息技術促進學校體育新發展，為學生活動的健康需求做出智慧響應，促進學生健康生活方式的養成。學校智慧校園借助信息技術，以“教育部基礎教學改革融合信息技術新型教學思明試驗區”與“福建省基礎教育小學體育與健康學科教研基地校培育單位”兩個項目為抓手，構建“演武小學體育智慧平臺”，落實“每天校內外各一小時的體育活動”有效開展，做到“智慧校園有創新，學生運動有監測，過程評價有指標，數據分析有對比，學生體能有增長”。

二、體育智慧平臺的架構

《教育信息化2.0行動計劃》提出，學校應建成“互聯網+教育”大平臺, 從提升師生信息技術應用能力向全面提升其信息素養轉變，從融合應用向創新發展轉變, 努力構建“互聯網+”條件下的人才培養新模式，發展基于互聯網的教育服務新模式，探索信息時代教育治理新模式。我校體育智慧平臺的架構，指向體育活動課內外一體化的整體設計，促進學生運動的有效性及長效性，助力體育課程教學、大課間活動與課外體育鍛煉等活動的開展。體育智慧平臺主要包括小學體育學習平臺及運動監測平臺。

（一）體育學習平臺

國務院在《深化新時代教育評價改革總體方案》文件中指出應加強體育評價，探索增值評價，健全綜合評價，更好地利用評價結果改進學習、優化教學。體育教師精力有限，紙質的評價教師只能課后進行統計、分析，所采集的數據分析結果未能及時反映學生的學習情況，而且增加教師工作量。綜合以上思量，在紙質評價表的基礎上，依托學校自主研發的線上評價體系，建立學校體育學習平臺。教學中利用平板電腦采集學生學習評價的數據，基于分析結果智能評價，減輕教師工作負擔，便于教師及時掌握學生的學習情況，推進課堂教學的有效性。

（二）運動監測平臺

運動負荷監測系統通過學生配戴運動手環所采集的數據，實時呈現學生在校的運動情況分析，便于教師了解學生在校運動情況；課外運動指導系統可以對學生課外運動情況進行監測，根據學生個體的健康情況進行相應的鍛煉指導，保證運動的科學性。

三、智慧平臺實施的研究內容

隨著“互聯網+”時代的到來，目前智慧校園建設如火如荼, 學校的體育工作緊跟智慧校園的步伐，橫跨到教育信息化2.0的新時代。運用信息技術及運動負荷監測系統，對學生體育運動所產生的信息進行實時采集和連續監測，從而促進課內外各一小時活動開展的科學性及有效性。

（一）精準評價，提高體育教學的實效性

《義務教育體育與健康課程標準（2022年版）》[以下簡稱《課程標準（2022年版）》]指出，體育教師要充分利用現代信息技術進行評價，跟蹤學生的學習過程。學校體育智慧課堂利用移動設備（平板電腦）收集評價數據上傳到學習平臺，記錄學生的學習情況。利用運動手環實時監測學生課上的運動數據，記錄和分析學生的運動負荷和能力。

1.善用學習評價檢測課堂教學成效

以《深化新時代教育評價改革總體方案》文件所提到的“堅持科學有效，改進結果評價，強化過程評價”為指導，融合信息技術，提高學習評價的科學性、導向性、客觀性。科學運用評價結果，全面發揮評價的導向、診斷、調控和改進作用。以“省基地校課題”為抓手，以“學科核心素養”為載體，圍繞四維目標“認知、技能、體能、情感”構建學習評價體系，開展線上無紙化評價活動，推進學習評價的落地（圖1）。

（1）技評：基于學生的認知水平，設計每節課的評價內容。評價語言的簡潔表述，有助于提升學習評價的效果。例如，單手肩上投籃中的肩上屈肘可以表述為五指朝后、掌心朝上、屈于肩膀上，如此語言表述比較形象具體，學生易理解，提升評價的實效性與可操作性。

（2）量評：遵循學生身體發育特點，在評價實施中體現“學、練、賽”的體育學習品質，基本技能與專項體能相結合，將所學的知識運用到游戲比賽中，最終成績以量化的形式呈現，評價結果直觀清晰，激發學生參與練習的積極性。

學習平臺數據的收集便于教師查詢了解學生的學習情況（單個練習、單節課、單元、一學期），根據數據分析及時調整后續的教學活動設計安排。

2.巧用運動手環監測課堂運動負荷

《關于強化學校體育促進學生身心健康發展的意見》鼓勵各地善于利用信息技術手段監測學生運動情況。《課程標準（2022年版）》指出，教學中每節課的群體運動密度應不低于75%，個體運動密度應不低于50%，運動強度（班級所有學生平均心率）應在140～160次/分。傳統體育課中由教師監測學生運動負荷，很難做到精準測評，且每個班級上課需有一名教師做監測比較不現實。為了改變這一弊端，學校采用體育課上配戴運動手環的方式，監測學生運動過程，實時采集運動數據，不僅學生可以得到自己運動心率的反饋，教師也可以得到學生整體運動的數據情況，因材施教根據學生的個體差異及時調整活動安排和運動量，促進學生的全面發展。

如水平一（二年級）《小籃球：原地拍球》學生平均心率121次/分，平均強度61%，心率及強度方面與預計效果稍有偏差。從圖2可以看出個別時間段最高心率未能出現在合理的位置。開始部分的心率過高；基本部分的心率下降快，與建議心率存在一定差距，設計練習時應結合教材自身特點，盡量讓學生動起來，以下肢跑跳運動為主，以提高運動負荷。結束部分的心率未得到較合理的調整，可以適當延長放松時間。

運動系統監測為教師提供科學的數據支撐，有助于教師掌握學生運動的真實情況，客觀準確評估課堂質量和鍛煉目標達成效果，實現練習活動個性化調整和差異性設計。

（二）科學診斷，推進大課間設計的合理性

教育部辦公廳發布《關于進一步加強中小學生體質健康管理的通知》指出，應健全推行大課間體育活動制度，中小學校每天統一安排30分鐘的大課間體育活動。學校大課間的活動建立多元化的評價體系，實現學校管理與活動評價的一體化，注重人工評價與智能評價的結合。將“學生少等多動、教師少說學生多練”作為活動開展的具體可觀測指標，重視學生練習密度和運動強度。以學生“活動的時間”和“活動的效果”為評價基礎，實現了大課間活動的合理性。

1.人工評價，提高參與積極性

德育處在評比制度上為大課間活動給予保障，建立班級“每月爭星機制”，做到評價有方案、有記錄、有反饋。由年段行政、年段長、導護師長從精神面貌、動作力度、隊伍整齊、跑步節奏等方面巡查、記錄各班每天出操的情況。

2.智能評價，導向活動合理性

應用運動手環監測診斷大課間練習密度和運動強度設計的科學性（圖3）。根據所采集的數據分析，調整各個年段學生的活動內容和運動量。除此，關注肥胖學生在校鍛煉時效，收集全天候校內運動數據，加強學生活動管理，全過程跟蹤學生在校鍛煉情況。

（三）長期跟蹤，實現課外鍛煉的健康化

國務院辦公廳《關于強化學校體育促進學生身心健康全面發展的意見》提出，不僅要監測學生學習中的運動情況，還要擴大學生運動的時間和空間。今后中小學體育課程的一大改革就是體育課要布置課外作業。

體育家庭作業的社會關注度越來越高，但是大多體育家庭作業僅呈現具體鍛煉內容，未見運動強度、運動量和運動時間等量化方法與指標，無法科學監控作業的運動負荷。因此，難量化和缺乏監督機制是目前推進小學生體育家庭作業實施和落實課外體育鍛煉的關鍵問題。針對以上問題，學校以現代技術手段（釘釘軟件、運動手環等）實現課外鍛煉可視化、可跟蹤性，促進學生課外鍛煉的有序進行。

1.課外鍛煉可視化

充分利用通信設備（學校公眾號、釘釘班級群）對體育家庭作業加強指導，提供優質的鍛煉資源（如微課、微視頻等），鼓勵學生在釘釘“打卡”中提交練習照片、視頻，以實現課外鍛煉的可視化。課外作業的布置，教師除了介紹相關項目的運動方法與技能，提出運動頻次與時間要求及保護措施等，還應及時和家長溝通，了解學生課外活動情況。通過線下、線上相結合的學習手段和方法，拓展體育課程的學習視野。

2.課外鍛煉可跟蹤

課外運動指導系統從運動強度、運動時間、運動量和家庭的運動條件等因素中尋找其不足之處，為每名學生制定個性化的量化方案，記錄學生的運動數據，實現課外鍛煉的可跟蹤性。學校組建“百人健身群”，運用課外運動指導系統，推進課外鍛煉的科學性。體育組各位教師配合完成預測數據的收集，制定家校一體的體育鍛煉計劃。運動手環結合“體能天天練”軟件，為學生提供課外運動指導視頻，便于家長實時查看學生的體質健康狀況。最初打卡率只有20.3%，為了提升學生參與的積極性，學校制定了“爭星機制”，一個月后打卡率上升至82.3%，家校配合關注學生體質健康的發展，推進課外運動的健康性。

四、對智慧平臺的思考與展望

在近兩年的實驗推進中，智慧校園環境開展智能測評對學生健康體能發展有一定的促進作用，得到了學生、家長的支持，得到同行的認可。同時在活動的推廣中產生了一些思考：改善學校智能平臺，挖掘更多的數據和功能，為健康體能服務；普及體育學習平臺的應用，將平臺推送至各個班級，獲得更廣泛的數據支撐，提升教學的合理性；擴大課外運動系統的推廣面，形成相對完整的數據鏈，從而呈現學生運動發展軌跡，為學生定制科學合理的運動方案；家校攜手合作，學生鍛煉實時情況呈現給學生家長，宣傳課外鍛煉一小時的意義，提高學生鍛煉的意識。

基于“健康中國”與教育信息化2.0的背景下，體育融合信息技術產生了新的需求和形態。教師充分運用信息技術和大數據管理分析，巧妙運用智能評價提升教學有效性，熟練使用運動手環采集學生運動數據，推進課內外活動持續高效開展。體育智慧平臺客觀記錄學生校內外體育成長過程，促進學生科學有效地進行體育鍛煉，提升學生體能發展。