關于人工智能對我國學校體育發展的影響研究

摘要：隨著科學技術的不斷發展，人類步入了人工智能時代。人工智能技術以大數據技術、信息科學技術、物理信息融合技術為基礎，促進了人類生活、生產與學習模式的改變。人工智能使教育生態環境發生了巨大變革。人工智能和學校體育的融合創新了體育教學模式，使學生個性化培養需求得到滿足。體育教師通過人工智能促進學校體育升級轉型。本文從人工智能對學校體育發展的影響出發，聚焦人工智能下學校體育發展面臨的困境，探索人工智能推動學校體育發展的路徑，為我國學校體育高質量發展提供依據。

關鍵詞：人工智能" 學校體育" 信息化

中圖分類號：G80 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-03-195-4-ZL

進入新時期，人工智能技術發展迅猛，在各個領域得到了廣泛應用，使人們的生產、學習以及生活方式發生了改變，已經成為推動經濟與社會發展的新動力。人工智能技術促進了時代的變革。人工智能技術以信息科技為依托，以大數據算法為中心，模擬人類智能，并實現對人類智能的超越與延伸。在教育領域人工智能技術聚焦教育管理、教師的教學、學生的學習、教育評價等內容，通過“人工智能+教育”的模式，提高教育質量，推動教育改革的深入。國家對人工智能在教育領域的應用給予大力支持，出臺了《教育信息化2.0行動計劃》、《高等學校人工智能創新行動計劃》等文件，拓展了在教育領域的應用。學校體育是我國整個體育系統的重要有機構成部分，是提高國民體育素質的根本，同時學校是落實人工智能的重要基地，通過人工智能推動我國學校體育事業發展，是新時期教育事業面臨的重要課題。

1、人工智能對學校體育發展的影響

1.1、人工智能營造沉浸式體育教學情境

進入人工智能時代，我國學校體育教學中應用人工智能的主要表現形式就是體育教學中各種人工智能技術的應用，也就是借助于人工技術使學校體育教學各個環節得到完善。人工智能的工具屬性為學校體育教學情境的創新提供技術支持，利用增強現實、虛擬現實以及混合現實技術，為學生創造身臨其境的虛擬體育教學環境，使學生可以對現實環境下不容易實現的內容進行親身感受，對交互式、沉浸式教學情境進行構建。

體育教學對實踐和教學條件有著較高的要求，然而學校體育教學因為器材、安全性、場地以及天氣條件等因素的制約，難以對部分教學內容進行呈現，通過VR技術對虛擬仿真環境進行構建，比如通過Rezzil技術對虛擬足球訓練平臺進行建設，借助于VR眼鏡、Vive跟蹤器等，使學生可以在虛擬的環境下利用真實身體動作實現和虛擬足球進行互動，提高足球訓練的效果。學校足球教學中應用人工智能技術，一方面為學生創造虛擬環境，使學生對于足球運動的沉浸式體驗提高，另一方面減少了足球教學對于客觀條件比如場地、天氣等的依賴，并且能夠使現實足球運動可能發生的運動傷害得到避免。AR技術以真實環境為基礎，對虛擬對象進行疊加，是VR技術的拓展。用戶通過AR技術能夠觀看真實世界和在真實世界中融合的虛擬對象，由此體驗感得到強化。學校體育教學中通過AR技術把體育技術動作演示視頻、分解圖等向三維立體圖像進行轉化，由此有助于學生基于多個層面對技術動作的細節進行把握，營造直觀生動的教學情境，使學生對于體育技術動作的理解與認識加深。

人工智能技術在學校體育教學中的應用，借助于對虛擬教學情境的構建，使體育教學中對體育知識、動作技能等呈現的方式得到轉變，教學更加生動而形象。人工智能技術為學校體育教學營造形象的教學情境，有助于對學生求知欲的激發，增強體育學習的沉浸感，同時通過沉浸式學習推動學生對體育學習從被動向主動進行轉變，提高體育教學效果。

1.2、人工智能創造個性化體育教學內容

人工智能推動了我國學校體育教學內容不斷變革。信息技術的不斷發展，推動著在線教育的廣泛應用，體育教學資源越來越豐富，為在線體育教學資源平臺的構建提供保障。人工智能時代，學生通過互聯網資源，能夠基于自身興趣、體育基礎等對需要的知識進行主動搜索，使傳統體育教學的制約被打破。比如在線下體育教學中，學生對不能正確掌握的技術動作，利用線上平臺尋求幫助，通過技術講解視頻進行學習與鞏固。學校線下體育教學受課時限制，難以對體育歷史、賽事等內容兼顧，但是線上資源可以進行全方位呈現。

人工智能技術推動學校在線體育教育向著智能化方向發展，促進體育教學內容的變革。傳統的體育在線教育平臺主要目的是使體育教學資源得到擴充，教學資源的質量得到提高。盡管為學生提供了豐富的制約，然而難以使學生個性化的需求得到體現。人工智能技術利用和科學學習的融合，促進自適應學習的發展，基于學生的能力、特征、認知等差異，提供針對性服務。自適應學習系統能夠按照學生的體育基礎、體育興趣等對最適宜的體育資源進行選擇，同時基于學生學習的節奏、進度等對教學內容進行調整，從學生的需求與體育的學習特征出發，對個性化教學內容進行制定。人工智能促進學校體育教學內容向定制化與個性化方向發展，使傳統體育教學中學生個性需求不能得到滿足的問題得到有效解決。

1.3、人工智能構建數據化體育教學過程

現階段學校體育教學中人工智能元素的應用較為廣泛，通過人工智能技術監測學校體育教學過程。借助于智能運動裝備，比如智能運動手環等，對學生的脈搏、心率等數據進行采集，使學生在運動技能與體質等方面的問題能夠及時被發現。在體育教學中，學生對運動心率臂帶進行佩戴，體育教師電腦上可以實時顯示有關數據，一旦學生心率接近預警值，系統將提醒體育教師對運動強度進行調整。通過面部識別技術對體育學習時學生的情緒變化進行捕捉，為教師教學設計的優化提供依據。人工智能技術不斷應用，體育教學中收集的監測數據得到深入分析。學校開展體育教學時，學生佩戴相關設備，身體的運動數據向智慧體育教學系統實時傳輸，系統對數據進行分析后，生成具有針對性的運動數據報告，由此實現了“數據收集—數據分析—數據反饋—數據評價”智能化體育教學。

人工智能在學校體育教學中的應用為通過數據形式呈現體育教學過程提供技術保障。體育教學數據化有助于體育教師對教學過程的精準把握。傳統教學過程中，體育教師通常基于自身經驗對教學進行判斷。在人工智能背景下，教師通過學生的情緒狀態、心率等數據精準把握教學內容，直觀了解學生的體育學習狀態。此外，人工智能能夠實現對數據的自動化分析，由此體育教師工作負擔減輕，工作效能得到提高。

1.4、人工智能推動科學化體育教學評價

人工智能在學校體育中應用可以對運動數據進行實時采集與監測，從而構建量化評價模型，提高體育教學評價的精準性與科學性。比如在測試學生體質健康方面，通過AI視覺分析技術測試系統，可以對學生跳繩、引體向上等運動姿態進行實時分析，從而提高測試成績的準確性。在評價運動技能方面，通過人工智能輔助教學系統，能夠對學生運動技能進行評價。學生在系統中上傳運動視頻，人工智能系統將自動評價視頻中的關鍵幀、人體姿態等，通過教師審核生成報告，為學生體育鍛煉提供專業指導。

學校體育教學評價中人工智能技術的應用使傳統評價過程中體育教師的主觀因素影響減少，由此提高了體育教學評價的科學性、公平性。人工智能應用背景下的體育教學評價可以對可視化評價報告進行自動生成，實時向學生反饋評價結果，有助于學校體育教學評價由總結性評價向過程性評價的轉變，使教學評價對教學過程的引導作用得到充分發揮。

2、人工智能背景下學校體育發展面臨的困境

2.1、人工智能影響師生互動關系構建

人工智能在學校體育中的應用影響了師生情感的互動與交流。師生之間的情感交流與互動在傳統體育教學中處于重要地位，然而在人工智能對學校體育教學中師生之間的情感交流互動存在著深遠的負面影響。人工智能技術具有數據化、自動化、智能化的特征，能夠根據收集的數據直接提供問題解決方案，影響了傳統體育教學中的交流與互動。傳統的借助于交流與互動的體育教學內容，比如，體育教師講解技術動作、指導學生學習、評價學生學習成果等，將被人工智能系統的自動化技術代替。事實上，學校體育教學師生之間互動交流，是動態的互動關系，以人的情感體驗為前提。所以，人工智能技術取代的是體育教學內容，比如動作技術標準、規則等，師生情感交流難以被取代。如通過人工智能營造足球虛擬教學情境時，學生借助于人工智能設備步入足球教學虛擬情境，將增強學習體驗的沉浸感，而沉浸式互動主要是學生和虛擬直接的互動，學生和現實體育教學過程中教師的互動欠缺。此外，應用智慧體育教學系統，利用人工智能技術能夠統計并分析全部的運動數據，學生一方面可以對自身的體育成績進行獲取，另一方面可以得到比較全面的數據報告，在數據報告中能夠對存在問題的解決方案進行尋找，由此影響了學生和體育教師溝通的能動性。由此可見人工智能的精準化、數據化與自動化特點，使學校體育教學過程中師生之間的情感交流受到嚴重的制約，教師和學生、學生和學生之間的交流與互動轉變為人和機器間的互動，從而使師生情感交流與體驗受到影響。

2.2、人工智能弱化學生自主學習能力

學校體育中人工智能的應用為學生帶來了沉浸式體驗，能夠使學生對體育學習與訓練的興趣提高，增強教學效果。然而人工智能為學生帶來全新體驗時，對學生的個體發展也存在著不利影響。學校體育教學應用人工智能技術，部分要求學生主動進行搜尋的內容變成了被動接收。學生在傳統體育教學模式下，學習技術動作面臨困難，通常對問題進行反思，在和同學、體育教師進行溝通交流中對解決問題的方案進行尋找。但是在人工智能應用背景下，當出現問題時自動生成解決方案，學生并不需要深入思考就能夠得到精準并且全面的方案。自動獲取知識將使學生學習產生依賴性，不利于對體育的學習。

2.3、人工智能應用存在信息孤島問題

學校體育教育需要學校、家庭、社會的相互配合，但是各方主體參與體育教育存在脫節，導致學校體育教育信息技術應用存在不足。一方面，城鄉、區域、校際之間存在顯著的信息差。部分偏遠地區、經濟落后地區難以享受人工智能對體育教育的福利，甚至部分學校主要通過傳統紙質方式對體育教學數據進行記錄，體育數據共享互聯受到制約；另一方面，不同企業開發的體育信息平臺存在差異性，學校使用不同的平臺數據共享難以實現，導致“信息孤島”的產生。學校體育教育檔案以紙質形式為主，影響了數據信息的共享，校際之間的數據透明受到制約。數據壁壘束縛著人工智能在學校體育中的應用。

3、人工智能推動學校體育發展的路徑

3.1、構建基于人工智能的新型師生互動關系

人工智能在學校體育教學中的應用需要重視情感體驗和情感互動，促進新型師生互動情感關系的構建。一方面，學校體育教師轉變觀念，樹立“健康第一”的教育理念，在向學生傳授體育知識、體育技能，使學生體質健康得到提升的同時，對學生身心健康的發展給予關注，推動學生養成終身體育的習慣。體育教學理念并不能通過人工智能系統、人工智能信息資源實現，需要體育教師和學生通過不斷地互動與交流構建；另一方面，在開展體育教學的各個環節中，體育教師重視和學生進行情感的交流與互動，以人工智能收集的相關數據為依據，和學生通過深入交流互動，對學生的學習體驗與感悟進行全面了解，對學生的體育學習與運動興趣給予關注，重視難以通過人工智能進行量化評價的品質、意志等問題，與學生構建新型的互動關系，提高體育教學效能。

3.2、重視培養學生的自主學習能力

人工智能在學校體育中應用日益廣泛情況下，為了提高學生自主學習能力，可以采取以下措施：一是選擇體育教學內容時，體育教師基于學生體育興趣，對學生體育需求進行明確。人工智能體育教學平臺為學生提供豐富的資源，體育教師對學生進行引導，使學生能夠結合自身興趣選擇相應資源，對學生判斷和分析不同體育資源的能力進行培養，避免盲目接收人工智能平臺提供的方案；二是開展體育教學時，體育教師需要結合人工智能系統提供的學習方案，引導學生進行反思，使學生能夠從自身實際情況出發，對人工智能系統提供的學習方案合理性與適切性進行評價，不能盲目執行；三是體育教學評價過程中，體育教師針對人工智能系統生成的運動報告，引導學生結合自身情況進行分析，與學生探討報告中的問題，使學生從對報告的被動接受向對數據的合理利用進行轉變。學生在體育學習中能夠體會到自主學習的價值和意義，從而借助于人工智能技術提高自主學習的能力。

3.3、推動數據共享打破數據壁壘

隨著人工智能技術的不斷發展，體育大數據日益受到社會的關注，同時體育大數據為全面落實全民健身運動提供依據。但是體育大數據在我國起步相對較晚，發展比較緩慢，缺乏健全的頂層設計和相關政策法規，造成了體育數據平臺穩定性欠缺，數據共享受到影響，存在著“數據孤島”問題。人工智能背景下推動體育數據共享，打破數據壁壘已經迫在眉睫。

區塊鏈技術能夠使人工智能應用于學校體育中時在大數據方面存在的技術問題得到有效解決。區塊鏈技術作為一種新型的計算機技術應用模式，具有數據存儲分布式、數據信息傳播點對點式、算法安全性高、數據信息共享性強等優勢，呈現出獨立性、匿名性、開放性、去中心化等特征，可以使分散式數據節點聚攏，體育數據信息被篡改得到有效預防。人工智能在學校體育中應用引入區塊鏈技術，可以在同一數據平臺中匯聚學生體質監測數據、體育教學過程數據、教學評價數據等，為不同系統、不同人員使用數據提供保障，實現了數據的共享。同時，政府部門加強頂層設計，加快對區塊鏈技術的研發力度，對標準化學校體育教學數據參數進行制定，促進學校體育數據的共享，加快人工智能在學校體育中的應用。

3.4、打造一批復合型人才隊伍

隨著社會經濟的快速發展，單一的專業理論知識體系已經無法滿足社會發展的需求。目前，只有積極探索職前職后高質量的多元化人才培養模式，才能促進區域經濟發展，滿足社會發展需求。為此，相關高校應積極轉變職前教育理念，以就業為導向在招生計劃穩定的前提下，積極申報開設“體育+計算機”2個輔修學士學位、雙學士學位或聯合學士學位復合型人才培養項目，構建完善學士學位授予程序和質量監督機制，為社會培養德智體美勞全面發展的高素質復合型人才。畢業就業以后，相關企業可以通過“線上+線下學習”的形式集中培訓就業崗位所需要的知識和技能，可快速形成體系性的知識和技能。同時，也可以采用“一對一”的導師制進行人才的培養和儲備，滿足企業的業務和發展需求。

3.5、加快普及現代化教育技術

教育信息化是當今教育的重要組成部分，是提高教育教學質量和效率的重要手段，是開展教育教學創新應用的基礎條件。2019年底新冠肺炎疫情的爆發更凸顯了教育現代化的重要性。加快普及現代化教育技術，提高教師的信息化素養，以新的體育教學模式去引導學生的學習方式，提升學生參與體育活動的內驅動力，促進學生體質健康發展。為系統推進教師教育現代化，教師作為信息化教學的實施者，應樹立信息化意識，熟練運用信息工具，大膽引入信息技術進行教育教學創新。學校作為教育信息化發展中的管理者，應積極構建信息化教學支撐平臺和教師外出學習制度，做好信息化服務保障工作。新型研發機構作為信息資源的開發者，應最大限度地開發利用信息資源，為社會提供更高質量的產品和服務，提高全社會信息化技術應用水平。

4、結束語

在信息化時代，人工智能促進了人類社會的變革與發展，解放了勞動力，提高了勞動效率；人工智能使人類的生活方式、生產方式以及學習方式發生了巨大的變革，也極大地影響著教育領域的發展。教育領域融入人工智能是時代發展的必然要求。在學校體育中引入人工智能，是科學技術和人文深入融合的結果。人工智能使學校體育教學模式得到改變，提高體育教學效率，為學生創建沉浸式教學情境，使學生的傳統體育課堂學習向個性化的自適應學習轉變。同時，通過人工智能技術能夠實現對體育教學進行數據化、精準化的評價，使體育教學成果能夠得到客觀真實的體現。基于此，需要加強對人工智能影響學校體育的深入研究，把握人工智能影響學校體育的本質，了解人工智能下學校體育發展的困境，積極探索人工智能下學校體育發展的策略，從而借助于人工智能技術推動我國學校體育的高質量發展。

參考文獻：

[1]陳天菊.人工智能賦能體育發展探究[J].體育科技文獻通報，2023（5）.

[2]陳劍洪，陳劍萍.基于人工智能的體育沉浸式教學研究[J].當代體育科技，2023（11）.

[3]賀得梅.人工智能技術對高校體育訓練過程精準化指導研究[J].武漢船舶職業技術學院學報，2023（1）.

[4]邱佳玉，張文佳，盧天鳳.人工智能時代高校體育教育轉型研究[J].遼寧體育科技，2022（4）.

[5]廖磊，葉燎昆.人工智能視域下體育教學的教育應用創新探索[J].青海師范大學學報（自然科學版），2020（1）.

[6]曹宇，劉正.人工智能應用于體育的價值、困境與對策[J].體育文化導刊，2018（11）.

基金項目：洛陽市社科規劃項目，項目名稱：中國式體育現代化背景下健身氣功八段錦助推全民健康發展研究——以洛陽市為例，項目編號：2023B406。

通訊作者：肖歡歡（1990-），女，漢族，河南焦作人，碩士研究生，講師，研究方向：體育教學與訓練。