基于共同體建設下智能體育教學指導系統在學校體育中的應用

裴連軍　李敏　袁圣敏　海汶

摘? 要：近幾年，國家越來越重視教育信息化對體育教學的作用，為進一步落實北京市東城區信息化體育教學工作，由北京市東城區教育科學研究院牽頭，聯合6所學校建設智慧信息化體育教學共同體。經過一年的工作研究，東城區搭建智慧操場可視化平臺，運用“日運動負荷”數據促進學生有效鍛煉和提升教師信息化教學應用能力，實現共同體信息共建共享，構建體育教學智能指導應用系統，推動共同體集群化發展。

關鍵詞：日運動負荷；可視化平臺；信息化教學

中圖分類號：G623.8? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1005-2410（2023）04-0079-02

教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》和《2021年教育信息化和網絡安全工作要點》強調，促進教育信息化，實現從專用資源向共享資源轉變；從提升學生信息技術應用能力向提升信息技術素養轉變；從應用融合發展向創新融合發展轉變。為進一步落實信息化體育教學工作，近一年北京市東城區做了一系列的理論材料收集、專家訪談、方案制定、實踐研究和實際案例探究等工作，通過智慧信息化教學可視化平臺搭建、日運動負荷數據采集、數據庫運用，科學系統的提升學生體育鍛煉效果、教師信息化教學應用能力，實現共同體信息共建共享，構建體育教學智能指導應用系統，推動共同體集群化發展。本文針對東城區體育教學智能指導系統實踐建設框架和系統應用進行詳細闡述。

一、東城區體育教學智能指導系統實踐建設框架

信息化體育教學共同體建設主要以北京市東城區教育科學研究院作為牽頭單位，目前共同體實踐單位包含示范校、集團校、普通校等多所不同類型學校，主要有北京匯文中學、北京市廣渠門中學、北京市五十五中學、北京市六十五中學、北京市廣渠門中學附屬花市小學、廣東省東莞市樟木頭鎮教育管理中心學校共同完成。共同體開展主要以智慧體育為主線，積極參與教育部科學技術與信息化司開展的教育信息化教學應用實踐共同體項目，通過共同體成員對智能體育教學應用場景的設計與實踐，實現東城區體育與健康信息技術與教育教學的深度融合，從而實現提升共同體所有成員的信息素養，提升創新融合能力。

本文主要針對東城區信息化體育教學共同體建設的主要內容、應用價值進行詳細介紹，包括搭建智慧操場可視化平臺，建設東城區中小學運動數據庫、基于數據庫構建體育教學智能指導應用系統、借助信息化教學促進學生鍛煉和教師提升、通過區域信息化教學共同體建設促進跨區體育教學協同發展的實踐模式，促進各區之間的交流合作，推動共同體集群化發展。最終希望通過體育教學智能指導系統實踐共同體，利用智能體育教學應用場景、智慧操場可視化數據平臺（區級可視化平臺、校級可視化平臺、校級實時累計可視化平臺、學生檔案可視化平臺），實現可借鑒、可推廣、可復制的體育教學智能指導系統、智能體育教學實踐的應用指南和典型案例。

二、搭建智能操場可視化平臺，運用“日運動負荷”數據，建立中小學運動數據庫

東城區借助信息化科技產物，搭建智能操場可視化平臺（圖1），呈現課內和課外不同教學模式下“日運動負荷”的智慧教學情景，采集“日運動負荷”數據，建立區中小學生“日運動負荷”數據庫。實現優質社會資源（硬件、軟件支撐團隊）、教育管理者、教育實施者（體育教師）、教育受益者（學生）對數據庫資源的充分利用及反饋。利用智能操場可視化管理平臺數據庫，指導學生科學地進行體育鍛煉，實現可視化數據呈現，提高數據的直觀性、實用性，形成智能指導系統應用案例。

目前在共同體單位已安裝監測“日運動負荷”數據采集器和數據交互終端，通過對共同體單位教師的培訓，向學生發放運動負荷監測手環，進行校園智慧體育“日運動負荷”數據采集，交互終端顯示屏可以看到學生實時的運動心率、運動時間和有效運動時間，幫助教師全面評價學生校內鍛煉效果和鍛煉強度，合理安排適合學生的日常鍛煉模式，科學提高學生體質健康。針對成員校開展“日運動負荷”數據采集，通過大量數據建立學生運動數據庫，準確評估體育課堂、課間操和課后體育鍛煉質量，利用數據科學安排高效、新穎的體育課堂教學。

三、基于“日運動負荷”數據庫，促進共同體信息共建共享，構建體育教學智能指導應用系統

基于智慧操場可視化平臺數據交互終端的安裝與調適以及東城區針對不少于3000人次運動負荷監測數據結果，進行不同學校、不同年級、不同學生的數據分類統計，并顯示在智慧操場可視化平臺，實現區域內各學校教師數據共建共享，教師可查閱學校內部和其他學校學生鍛煉數據，進行分析對比研究，探究學校需改進的地方，吸取各學校提升的建議等，通過數據共建共享，為各學校教師搭建溝通的橋梁，促進學校教師之間教學能力和科研能力的提升。

共同體開展期間，各成員單位根據各個學校的傳統、場地、師資等不同情況，開展適合本校學生的體質提升實踐活動，并依托可穿戴設備，采集學生“日運動負荷”數據，通過對數據庫的分析，幫助教師全面評價學生鍛煉效果和鍛煉強度，合理安排適合學生的日常鍛煉模式。

通過采集“日運動負荷”相關數據進行分析，為其他學校參與共同體實踐提供更多參考模式，從而促進共同體多元化發展。在中小學實現可借鑒、可推廣、可復制的智能體育教學實踐的典型案例，全面推廣智能操場可視化管理平臺，探索共同體單位信息的共建路徑，提供可借鑒、可推廣的體育教學智能指導系統的組織形式，形成可復制的智能指導系統應用指南，進行以點帶面的推廣，發揮實踐共同體的輻射示范作用，從而推進智能體育教學指導系統應用的長效機制。

四、借助智慧體育信息化教學，促進學生有效鍛煉和提升教師信息化教學應用能力

基于“日運動負荷數據”監測，開展東城區智能指導系統實踐共同體建設教科研活動，根據活動內容針對監測形式、監測對象、監測內容、監測結果等，進行各校區內容匯報，根據各學校情況進行研討，并針對學校提出問題進行組內活動探討，希望通過各學校實踐和相互探究的教科研活動，建立長效機制，對共同體的教師和學生進行培訓，提升共同體成員的信息素養，提升創新融合能力。定期開展線上看課、線上評課，匯總教師教案、教學視頻及教研活動的觀課感受，提高教研實效性，促進教師教學能力提升。同時也能促進共同體成員的快速成長，形成骨干引領，均衡提升。

針對學生而言，學生鍛煉結束可以通過交互數據終端，查閱班級、個人的鍛煉數據報告，了解個人鍛煉過程中的運動負荷表現，呈現數據主要包括平均心率、平均強度、練習密度、消耗卡路里、步數等負荷指標，根據個人數值與他人對比、與個人縱向對比，直觀分析個人本次鍛煉效果以及下次鍛煉時需要改進的內容。通過直觀數據反饋，希望提升學生鍛煉的積極性和挑戰性，從而更科學地促進學生體質健康水平。

五、建立跨區域體育教學協同發展的實踐模式，促進交流與合作，推動共同體集群化發展

經過前期東城區共同體學校建設、實踐應用等一系列研究后，得出一系列數據資源，希望利用數據資源庫及學生鍛煉效果分析案例，能夠與其他地區學校教師進修深度學習與交流，發揮前期實踐應用的經驗，進行交流和分享，起到實踐共同體的輻射、帶動、引領、示范作用。通過不同區域的交流培訓，樹立多元化的、現代的教育觀念，學習先進的教育思想，掌握科學的學習方法，為學校智慧體育教學系統分享更多經驗。