運動負荷測評在體育教學中的應用

王瑋

摘要：各種運動負荷測評系統和設備逐步進入課堂 ，對體育課堂質量、學生體質與技能水平的提升有著十分重要的意義。以《花樣跳繩》一課為例 ，利用心率等監測指標、學生主觀勞累程度等問卷指標、學生體表特征等觀察指標 ，做好綜合的運動負荷測評 ，及時進行運動過程負荷調控 ，有利于實現體育學習的可視化 ，讓體育教學干預更加可控、科學。

關鍵詞 ：中學體育 ;運動負荷測評 ;花樣跳繩 ;智能化體育

體育 “智能化 ”背景下 ，各種運動負荷測評系統和設備逐步進入課堂 ，有利于提高體育教師對運動負荷測評的認識 ，且對體育課堂質量、學生體質與技能水平的提升有著十分重要的意義。利用心率等監測指標、學生主觀勞累程度等問卷指標、學生體表特征等觀察指標 ，做好綜合的運動負荷測評 ，及時進行運動過程負荷調控 ，有利于實現體育學習的可視化 ，也可以讓體育教學干預更加可控、科學。下面以《花樣跳繩》一課的實踐為例 ，做些說明。

一、運動負荷測評指標的確定

《義務教育體育與健康課程標準 （2022年版）》明確提出 “科學設置運動負荷 ”，要求 “每節課群體運動密度應不低于 75%，個體運動密度應不低于 50%;每節課應達到中高運動強度 ，班級所有學生平均心率原則上在 140—160次/分”[1]。曾有日本學者用學生表達不同程度勞累的語言來對應當時的心率，結果發現 ：學生對 “一點都不累 ”“不累 ” “有點累 ”“累”“挺累的 ”“很累 ”“太累了 ”累“死了 ”等勞累程度的表達與心率的高低有著清晰的正相關對應關系。[2]在實際的體育教學活動中 ，我們也會通過學生的體表特征來監控運動負荷 ，如學生上完體育課臉是紅撲撲的 ，學生上體育課會有中等程度的出汗 ，學生在體育課上有幾次急促的喘息 ，學生在上完體育課的第二天會感到肌肉酸痛 ……雖然不那么精確 ，但用 “臉紅、出汗、氣喘、肌肉酸痛 ”等指標也可以粗略評析學生運動負荷的情況。

基于上述相關運動負荷測評要求及指標，以及中國教育科學研究院健康體能課題組指導的 SunFitLink運動負荷監測系統已有指標 ，結合課程類型、課次、教學對象的學情、上課具體要求 ，可確定課程的運動負荷主要測評指標。本課的運動負荷主要測評指標如表 1所示。

上述指標中 ，運動密度、心率 ≥120次/分持續時間、平均心率、最大心率、平均心率指數等由系統自設、自動計算。該系統已投入應用數年 ，所測量的主要指標能夠滿足初中體育課堂運動負荷的測評需求。

學生本體感受與體表特征測評所用到的 RPE量表和 Borg量表都是體育科學研究中常用的科學量表 ，主要指運動者對運動強度的整體感知與反應 ，能夠體現主觀疲勞程度 ，能較為科學、直觀地反應學生真實的運動負荷感受。

二、運動負荷測評應用流程

運動負荷測評系統由心率監測手環、信號接收器、終端顯示設備、WIFI發射器、投屏器等硬件設備構成 ，它依托于智能穿戴設備、顯示設備、云計算技術、數據分析等軟硬件 ，提供可視化、便于操作的數據采集與分析功能。

（一）課前準備 ：上傳測評對象相關信息

實施課堂運動負荷測評前 ，教師需要確定授課對象即測評對象 ，將學生的基本信息 ，如學號、年齡、性別等上傳至測評平臺 ;并設置好本課學習目標、課程類型 （新授課或復習課）、項目分類 （具體項目名稱）、授課內容、上課時長等基本信息。本課教學前 ，教師將學生基本信息和 “花樣跳繩 ”等關鍵信息上傳至測評系統。

（二）課堂導入 ：調試測評設備

課堂的前 5分鐘 ，教師組織學生按照學號領取并佩戴好對應編號的心率測評手環 ，指導學生檢查手環啟用與佩戴狀態 ，保證手環的正常感應。本課教學前 ，教師將心率測評作為課前知識點切入 ，使學生明確運動心率監測的概念、意義 ，了解本年齡段不同心率區間的意義及系統中相對應的色塊 ，為整節課學、練、評提供相應知識儲備。隨即 ，組織學生進行第一次心率測試 ，了解安靜心率、心率起點 ，便于展開后期心率變化的對比研究。

（三）課中測量與調控 ：實時呈現 ，及時把控

課中 ，伴隨著學練活動的進行 ，教師與學生可通過平板電腦或者投屏到顯示器上的數字，直觀地了解實時的運動心率、運動強度等多項體現運動負荷與強度的指標。此外 ，上課過程中 ，教師會用語言或其他方式提醒 ，引導尚未達到有效區間及部分心率過高的學生進行負荷調整 ;鼓勵學生結合自己的心率變化情況 ，調整運動強度 ，以提高練習的積極性和有效性。

借助運動負荷監測系統 ，教師可以及時調控學生的運動負荷。例如 ，本課采用了分組輪換練習法和間歇性訓練法 ：將學生分為 6個組 ，每組對應本課學練的一個內容 ，每個動作練習 1分鐘 ，隨即輪換到相鄰的下一組 ，直至6個動作全部循環一遍。“練習一分鐘休息20秒”的時間間隔 ，保證學練的重復次數 ，也給了學生合理的間歇時間。同時 ，配以提前制作好的學練指導視頻與音樂 ，控制練習時間與間歇時間。學生可結合視頻自主跟練。教師巡回指導 ，重點幫助學練有困難的學生。

課堂上 ，教師除了通過顯示屏了解學生的實時心率外 ，也會結合傳統的觀察詢問法 ，通過觀察學生的面色、出汗量、肢體動作、微表情、喘息頻率等外顯特征判斷運動負荷強度;通過詢問、調查來了解學生鍛煉過程中不同階段的本體感受 ，判斷學生對運動負荷的接受度。

（四）課后回顧 ：匯總測評數據 ，優化設計

課堂學練結束后 ，系統會根據設置的上課時長自動完成保存數據等過程 ，自動生成測評報告 ，教師可直接看到班級整體及每一位學生的個人心率、運動強度等指標。系統還會分別測定學生練習結束 5分鐘及 10分鐘后的安靜心率 ，保證課后安全。最后 ，教師回收運動心率手環 ，做好相應的消毒整理工作。

心率測評結束后 ，教師可將系統生成的評價報告和數據導出 ，結合心率曲線圖、課堂各環節平均心率等數據 ，分析整節課上學生的心率變化情況 ，對本課學生運動心率負荷有一個直觀、準確的認知。分析負荷預設與生成之間的差別和原因 ，優化教學設計和實施步驟 ，完善運動負荷安排 ，使接下來的教學更加科學、有效。

基于平時的教學經驗 ，教師在本課教學設計時繪制了課堂心率預估曲線 ，預設的課堂練習密度為 70%—75%，平均心率約為 150次/分。比對實際課后系統生成的數據及心率曲線圖發現 ：本課被測學生的運動密度為83%，有效鍛煉密度為 59%，心率大于 120次/分的持續時間為 27分36秒，達到本課的評價標準 ;60%—70%運動強度的持續時間大于 30分鐘 ，但平均心率距離預設的 150次/分尚有一定的差距 ;最大班級平均心率出現在準備部分結束時與基本學練部分結束時，呈現雙峰曲線態勢 ;基本學練部分的心率較平穩 ，能夠持續維持在一定的合理區間 ;課后8—10分鐘 ，學生心率基本能夠恢復到安靜狀態。

在實際授課過程中 ，教師發現學生差異較大 ，體現在體能、練習態度、協調性等各方面。于是分層改變了練習的重復次數 ，延長了部分學生的間歇時間 ，同時調整了練習速度，通過變換場地、變換練習方向等 ，較為有效地調整了運動負荷。本節課整體心率區間處于正常的有效范圍之內。

此外 ，為了了解學生本體感受與實際運動負荷之間的關聯性 ，教師自制了相關調查問卷 ，使用 RPE量表及 Borg量表 ，調查與測評學生本課過程中的本體感受 ，并利用 SPSS 軟件對問卷進行分析。

根據 SPSS數據分析、統計 ，課的開始部分，班級平均心率為 92次/分，94.4%的學生表示運動負荷與未上課前沒有變化 ，較靜息心率上升幅度較小 ，身體各部分感受均易于適應。準備活動時的班級平均心率為 122次/分，66.67%的學生自述為 “微微出汗 ，喘氣均勻 ，臉頰微紅 ，呼吸舒適 ”，本體指征表現為 “肌肉負荷少 ，少量出汗 ”，匹配本課心率指征數值。主要練習階段的班級平均心率為 129次/分，有61.11%的學生感覺到 “大量出汗 ，喘氣較快 ，臉頰滾燙 ”，另有13.88%的學生表述 “上氣不接下氣 ，無法繼續堅持 ”。結束部分 ，班級的平均心率為 117次/分 ，有69.40%的學生表述 “微微出汗 ，喘氣均勻 ，臉頰微紅 ”。結果顯示 ，絕大部分學生能夠接受本節課的整體運動強度 ，本體感受、身體表征與心率情況契合度較高。

三、運動負荷測評應用的教學思考

基于運動負荷測評 ，學生能夠了解并掌握一定的運動負荷測評知識及方法 ，并結合自身在課堂及運動中的本體感受 ，在體育鍛煉中活學活用 ，運用所掌握的知識來監測自己的運動情況。由此可以更加有效地引領學生自主學練、實踐 ，真正將 “提高學生體質 ”落實到每一天、每一節體育課。

（一）實現體育學習方式的可視化

借助信息技術將運動心率可視化 ，無形中為學生確定了自己課堂學練的目標。教師留意到 ，本課開始前 ，運動手環佩戴好以后 ，學生看著屏幕上的心率數值 ，都不由自主地開始了原地跑跳 ，力爭提升自己的心率 ，無形中將被動的安排型學習轉化為積極的主動型學習。

（二）讓體育教學干預可控、科學

借助運動負荷測評 ，讓教學干預規范化、可回放、易操作 ，更加科學、有效。根據課例 ，分析心率、運動負荷與本體指征三者的關系 ，可以發現 ：整節課運動負荷強度適中，預設與生成一致性較高 ;從學生負荷強度自述情況看 ，強度分布較為合理 ，但平均心率偏低。排除設備的佩戴及傳輸問題 ，有兩點原因 ：第一 ，兩位身體機能較弱的學生在自主練習及分組輪換練習時頻繁斷繩、休息，心率值始終處于較低水平 ;第二 ，分組輪換練習時 ，部分學生由于體能下降 ，停下休息的時間較長 ，導致該部分的實際心率弱于預設負荷。教師可以通過負荷測評系統數據以及觀察學生面部特征等 ，及時指導和干預學生練習。

此外 ，不同身體素質的學生運動能力有所不同 ，承受的運動負荷也會有所差異。運動負荷監測系統能夠準確反饋不同學生的心率及運動負荷承受程度 ，便于教師及時調控學生運動強度 ，保證學練安全。本課教學中 ，教師對心率指數及運動負荷承載過高的學生及時預警 ，提示降低運動強度或速度 ;對心率指數及運動負荷承載不足的學生 ，及時鼓勵與刺激 ，以提高運動速度等方式進一步提高其運動負荷 ，幫助學生在安全的生理環境下進行體育課的學練。

參考文獻 ：

[1]中華人民共和國教育部 .義務教育體育與健康課程標準 （2022年版 ）[S].北京 ：北京師范大學出版社 ，2022：124.

[2]毛振明 .要科學地加強體育課的密度與負荷 ———評“中國健康體育課程模式 ”的密度和強度理論 [J].教育家 ，2019（42）：40 42.