体育智慧平台的构建与应用研究
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作者:方奕瑜 王妙香 林家仕 袁圣敏
摘 要：利用信息技术建立体育教学新模式，通过对体育活动课内外一体化的整体设计，从而促进学生运动的有效性和科学性。福建省厦门市演武小学融合信息和通信技术手段，构建学校特色的智慧体育学习平台及运动智能平台。以智能评价推进课堂教学的实效性，以数据分析凸显大课间活动的合理性，以运动监测实现课内外活动的科学性。充分利用信息技术与大数据管理促进“每天校内外各一小时的体育活动”有效开展，真正做到提效促能。
关键词：学习评价;运动负荷;数据分析;信息技术
中图分类号：G623.8 文献标识码：B 文章编号：1005-2410（2022）09-0076-03
一、研究背景及意义
根国家卫生健康委员会的调查数据发现，近几年学生的近视率、肥胖率居高不下。2020年，中国儿童青少年整体近视率约52.7%，肥胖率超过10%。近视率和肥胖率的持续增高，引起社会的关注。中共中央国务院颁发相关文件，强调体育活动与信息技术融合的重要性。《“健康中国2030”规划纲要》文件规定，实施促进青少年体育活动计划，培养青少年的体育爱好，基本实现青少年熟练掌握一项以上运动技能，确保学生校内每天的体育活动时间不少于一小时[1]。《教育信息化2.0行动计划》提出，到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标， 即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校， 信息化应用水平和师生信息素养普遍提高[2]。实验证明，户外运动时间的增加不仅可以预防和控制肥胖，还能大大降低近视发生的概率，延缓近视发生的时间。
基于此背景下，福建省厦门市演武小学融合信息技术促进学校体育新发展，为学生活动的健康需求做出智慧响应，促进学生健康生活方式的养成。学校智慧校园借助信息技术，以“教育部基础教学改革融合信息技术新型教学思明试验区”与“福建省基础教育小学体育与健康学科教研基地校培育单位”两个项目为抓手，构建“演武小学体育智慧平台”，落实“每天校内外各一小时的体育活动”有效开展，做到“智慧校园有创新，学生运动有监测，过程评价有指标，数据分析有对比，学生体能有增长”。
二、体育智慧平台的架构
《教育信息化2.0行动计划》提出，学校应建成“互联网+教育”大平台， 从提升师生信息技术应用能力向全面提升其信息素养转变，从融合应用向创新发展转变， 努力构建“互联网+”条件下的人才培养新模式，发展基于互联网的教育服务新模式，探索信息时代教育治理新模式[3]。我校体育智慧平台的架构，指向体育活动课内外一体化的整体设计，促进学生运动的有效性及长效性，助力体育课程教学、大课间活动与课外体育锻炼等活动的开展。体育智慧平台主要包括小学体育学习平台及运动监测平台。
（一）体育学习平台
国务院在《深化新时代教育评价改革总体方案》文件中指出应加强体育评价，探索增值评价，健全综合评价，更好地利用评价结果改进学习、优化教学[3]。体育教师精力有限，纸质的评价教师只能课后进行统计、分析，所采集的数据分析结果未能及时反映学生的学习情况，而且增加教师工作量。综合以上思量，在纸质评价表的基础上，依托学校自主研发的线上评价体系，建立学校体育学习平台。教学中利用平板电脑采集学生学习评价的数据，基于分析结果智能评价，减轻教师工作负担，便于教师及时掌握学生的学习情况，推进课堂教学的有效性。
（二）运动监测平台
运动负荷监测系统通过学生配戴运动手环所采集的数据，实时呈现学生在校的运动情况分析，便于教师了解学生在校运动情况;课外运动指导系统可以对学生课外运动情况进行监测，根据学生个体的健康情况进行相应的锻炼指导，保证运动的科学性。
三、智慧平台实施的研究内容
随着“互联网+”时代的到来，目前智慧校园建设如火如荼， 学校的体育工作紧跟智慧校园的步伐，横跨到教育信息化2.0的新时代。运用信息技术及运动负荷监测系统，对学生体育运动所产生的信息进行实时采集和连续监测，从而促进课内外各一小时活动开展的科学性及有效性。
（一）精准评价，提高体育教学的实效性
《义务教育体育与健康课程标准（2022年版）》[以下简称《课程标准（2022年版）》]指出，体育教师要充分利用现代信息技术进行评价，跟踪学生的学习过程。学校体育智慧课堂利用移动设备（平板电脑）收集评价数据上传到学习平台，记录学生的学习情况。利用运动手环实时监测学生课上的运动数据，记录和分析学生的运动负荷和能力。
1.善用学习评价检测课堂教学成效
以《深化新时代教育评价改革总体方案》文件所提到的“坚持科学有效，改进结果评价，强化过程评价”为指导，融合信息技术，提高学习评价的科学性、导向性、客观性。科学运用评价结果，全面发挥评价的导向、诊断、调控和改进作用[4]。以“省基地校课题”为抓手，以“学科核心素养”为载体，围绕四维目标“认知、技能、体能、情感”构建学习评价体系，开展线上无纸化评价活动，推进学习评价的落地（图1）。
（1）技评：基于学生的认知水平，设计每节课的评价内容。评价语言的简洁表述，有助于提升学习评价的效果。例如，单手肩上投篮中的肩上屈肘可以表述为五指朝后、掌心朝上、屈于肩膀上，如此语言表述比较形象具体，学生易理解，提升评价的实效性与可操作性。
（2）量评：遵循学生身体发育特点，在评价实施中体现“学、练、赛”的体育学习品质，基本技能与专项体能相结合，将所学的知识运用到游戏比赛中，最终成绩以量化的形式呈现，评价结果直观清晰，激发学生参与练习的积极性。
学习平台数据的收集便于教师查询了解学生的学习情况（单个练习、单节课、单元、一学期），根据数据分析及时调整后续的教学活动设计安排。
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2.巧用运动手环监测课堂运动负荷
《关于强化学校体育促进学生身心健康发展的意见》鼓励各地善于利用信息技术手段监测学生运动情况。《课程标准（2022年版）》指出，教学中每节课的群体运动密度应不低于75%，个体运动密度应不低于50%，运动强度（班级所有学生平均心率）应在140～160次/分。传统体育课中由教师监测学生运动负荷，很难做到精准测评，且每个班级上课需有一名教师做监测比较不现实。为了改变这一弊端，学校采用体育课上配戴运动手环的方式，监测学生运动过程，实时采集运动数据，不仅学生可以得到自己运动心率的反馈，教师也可以得到学生整体运动的数据情况，因材施教根据学生的个体差异及时调整活动安排和运动量，促进学生的全面发展。
如水平一（二年级）《小篮球：原地拍球》学生平均心率121次/分，平均强度61%，心率及强度方面与预计效果稍有偏差。从图2可以看出个别时间段最高心率未能出F在合理的位置。开始部分的心率过高;基本部分的心率下降快，与建议心率存在一定差距，设计练习时应结合教材自身特点，尽量让学生动起来，以下肢跑跳运动为主，以提高运动负荷。结束部分的心率未得到较合理的调整，可以适当延长放松时间。
运动系统监测为教师提供科学的数据支撑，有助于教师掌握学生运动的真实情况，客观准确评估课堂质量和锻炼目标达成效果，实现练习活动个性化调整和差异性设计。
（二）科学诊断，推进大课间设计的合理性
教育部办公厅发布《关于进一步加强中小学生体质健康管理的通知》指出，应健全推行大课间体育活动制度，中小学校每天统一安排30分钟的大课间体育活动。学校大课间的活动建立多元化的评价体系，实现学校管理与活动评价的一体化，注重人工评价与智能评价的结合。将“学生少等多动、教师少说学生多练”作为活动开展的具体可观测指标，重视学生练习密度和运动强度。以学生“活动的时间”和“活动的效果”为评价基础，实现了大课间活动的合理性[4]。
1.人工评价，提高参与积极性
德育处在评比制度上为大课间活动给予保障，建立班级“每月争星机制”，做到评价有方案、有记录、有反馈。由年段行政、年段长、导护师长从精神面貌、动作力度、队伍整齐、跑步节奏等方面巡查、记录各班每天出操的情况。
2.智能评价，导向活动合理性
应用运动手环监测诊断大课间练习密度和运动强度设计的科学性（图3）。根据所采集的数据分析，调整各个年段学生的活动内容和运动量。除此，关注肥胖学生在校锻炼时效，收集全天候校内运动数据，加强学生活动管理，全过程跟踪学生在校锻炼情况。
图3 大课间运动负荷曲线图
（三）长期跟踪，实现课外锻炼的健康化
国务院办公厅《关于强化学校体育促进学生身心健康全面发展的意见》提出，不仅要监测学生学习中的运动情况，还要扩大学生运动的时间和空间。今后中小学体育课程的一大改革就是体育课要布置课外作业。
体育家庭作业的社会关注度越来越高，但是大多体育家庭作业仅呈现具体锻炼内容，未见运动强度、运动量和运动时间等量化方法与指标，无法科学监控作业的运动负荷。因此，难量化和缺乏监督机制是目前推进小学生体育家庭作业实施和落实课外体育锻炼的关键问题。针对以上问题，学校以现代技术手段（钉钉软件、运动手环等）实现课外锻炼可视化、可跟踪性，促进学生课外锻炼的有序进行。
1.课外锻炼可视化
充分利用通信设备（学校公众号、钉钉班级群）对体育家庭作业加强指导，提供优质的锻炼资源（如微课、微视频等），鼓励学生在钉钉“打卡”中提交练习照片、视频，以实现课外锻炼的可视化。课外作业的布置，教师除了介绍相关项目的运动方法与技能，提出运动频次与时间要求及保护措施等，还应及时和家长沟通，了解学生课外活动情况。通过线下、线上相结合的学习手段和方法，拓展体育课程的学习视野。
2.课外锻炼可跟踪
课外运动指导系统从运动强度、运动时间、运动量和家庭的运动条件等因素中寻找其不足之处，为每名学生制定个性化的量化方案，记录学生的运动数据，实现课外锻炼的可跟踪性。学校组建“百人健身群”，运用课外运动指导系统，推进课外锻炼的科学性。体育组各位教师配合完成预测数据的收集，制定家校一体的体育锻炼计划。运动手环结合“体能天天练”软件，为学生提供课外运动指导视频，便于家长实时查看学生的体质健康状况。最初打卡率只有20.3%，为了提升学生参与的积极性，学校制定了“争星机制”，一个月后打卡率上升至82.3%，家校配合关注学生体质健康的发展，推进课外运动的健康性。
四、对智慧平台的思考与展望
在近两年的实验推进中，智慧校园环境开展智能测评对学生健康体能发展有一定的促进作用，得到了学生、家长的支持，得到同行的认可。同时在活动的推广中产生了一些思考：改善学校智能平台，挖掘更多的数据和功能，为健康体能服务;普及体育学习平台的应用，将平台推送至各个班级，获得更广泛的数据支撑，提升教学的合理性;扩大课外运动系统的推广面，形成相对完整的数据链，从而呈现学生运动发展轨迹，为学生定制科学合理的运动方案;家校携手合作，学生锻炼实时情况呈现给学生家长，宣传课外锻炼一小时的意义，提高学生锻炼的意识。
基于“健康中国”与教育信息化2.0的背景下，体育融合信息技术产生了新的需求和形态。教师充分运用信息技术和大数据管理分析，巧妙运用智能评价提升教学有效性，熟练使用运动手环采集学生运动数据，推进课内外活动持续高效开展。体育智慧平台客观记录学生校内外体育成长过程，促进学生科学有效地进行体育锻炼，提升学生体能发展。
参考文献：
[1]中共中央国务院印发《“健康中国2030”规划纲要》[N].新华社，2016-10-25.
[2]教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[J].中华人民共和国教育部公报，2018（04）.
[3]吴键，袁圣敏.中国学校体育智慧系统的整体思考与构建[J].体育学研究，2020，34（03）.
[4]王妙香.大课间体育活动“三级联动”教研模式的实践探索与成效――以思明区小学大课间体育活动推进为例[J].体育教学，2020，40（11）.
[基金项目：本文系2020年度福建省基础教育课程教学研究立项课题“基于学科核心素养的小学体育课堂学习评价的实践研究――以篮球和体操为例”研究成果之一，立项批准号：MJYKT2020-093;福建省教育科学“十三五”规划2020年度课题“基于大数据分析的小学体育课堂教学行为改进实践研究”研究成果之一，立项批准号：FJJKCG20-009]
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