中國學校體育智慧系統(tǒng)的整體思考與構建
China's school sports wisdom system's overall thinking and building
吳鍵 袁圣敏
摘要：為了切合“健康中國2030”規(guī)劃綱要對學生運動的要求，本文在互聯(lián)網(wǎng)+體育的基礎上，力圖從頂層設計上構建中國學校體育智慧系統(tǒng)，助力青少年體育活動促進計劃的實施。中國學校體育智慧系統(tǒng)主要包括學生學校鍛煉、學生家庭鍛煉、學生運動競賽、學生體質健康監(jiān)測，教師評課五個方面。其中，運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)通過對學生的運動數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，達到關注學生有效運動的目的；學生家庭鍛煉指導系統(tǒng)通過對學生學校、家庭運動數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)反饋，實現(xiàn)家校間優(yōu)勢互補的互動教育模式；學生運動競賽分析系統(tǒng)通過賽事管理、球隊管理、賽事數(shù)據(jù)統(tǒng)計，達到激發(fā)青少年參與體育鍛煉的內生動力的目的；學生體質健康管理系統(tǒng)通過學生體質健康測試成績反饋，達到促進學生主動進行鍛煉的自我管理的目的；體育優(yōu)質課直播評價系統(tǒng)通過幫助教師課堂教學評價及時反饋和體育教師優(yōu)質課評價的數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)課堂教學的量化評價。以上各個子系統(tǒng)通過云平臺的連接，形成全國范圍內的學生和教師的大數(shù)據(jù)庫，智能化為學生匹配課程和鍛煉方案，將真正意義上的中國學校體育智慧系統(tǒng)落到實處，促進學生身心健康，提高學生體質，整體推進學校體育改革。
關鍵詞：中國學校體育； 智慧系統(tǒng)； 整體構建； 運動監(jiān)測；運動評價
Abstract：Elevant to "healthy China 2030" plan for the requirement of the student movement, on the basis of using the Internet to sports, tries to build China school sports wisdom from the top-level design system, Support the implementation of youth sports promotion programs. The Chinese school sports wisdom system mainly includes five aspects: student school exercise, student home exercise, student sports competition, student physical health monitoring, and teacher evaluation. Among them, the exercise load monitoring system monitors the student's exercise data in real time to achieve the purpose of paying attention to the students' effective exercise; the student's home exercise guidance system provides data feedback to the student's school and family exercise data to achieve interactive education with complementary advantages between home and school. Model; student sports competition analysis system through competition management, team management, and competition data statistics to achieve the endogenous motivation to stimulate young people to participate in physical exercise; student physical health management system through student physical health test results feedback, to promote students to take the initiative The purpose of self-management of exercise; the physical education quality classroom live evaluation system helps teachers to evaluate classroom teaching in a timely manner and to analyze the data of physical education teachers' quality classroom evaluation to achieve quantitative evaluation of classroom teaching. The above subsystems are connected through the cloud platform to form a large database of students and teachers nationwide, intelligently match the curriculum and exercise programs for students, and implement the real Chinese school sports wisdom system to promote the physical and mental health of students , Improve student physique, and promote school physical education reform as a whole.
Key words：China's school sports；wisdom system；overall building；movement monitoring；movement evaluation
“健康中國2030”規(guī)劃綱要指出：“到2030年，青少年學生每周參與體育活動達到中等強度3次以上，國家學生體質健康標準達標優(yōu)秀率25%以上”。提高學生體質健康水平作為學校體育工作重要目標，經(jīng)過近十年的不斷努力，初步遏制了自1995年以來的持續(xù)下降趨勢，“止跌”、“向好”態(tài)勢顯現(xiàn)。但是，學生體質健康整體下降趨勢并未得到根本性扭轉。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，在新的影響因素作用下，學生體質健康出現(xiàn)了一些新的問題，為了解決學生體質健康中出現(xiàn)的新問題，學校體育也需要利用一些新的技術建立新模式，在目前學生體質健康受到廣泛關注的大環(huán)境下，更好的促進學生有效運動。
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，教育行業(yè)的發(fā)展正處于日新月異的改革之中，而教育信息化正在成為這場改革的關鍵環(huán)節(jié)。在科技與教育的共同發(fā)展下，信息技術和體育發(fā)生了碰撞，產(chǎn)生了新的需求和形態(tài)。本研究在此基礎上，提出學校體育智慧發(fā)展的圖景，旨在通過對學校體育過程環(huán)節(jié)的整體設計，全面促進學生運動過程的有效性和長效性。本文主要闡述中國學校體育智慧系統(tǒng)的目的和理念、理論基礎、結構模塊等，力圖構建中國學校體育智慧系統(tǒng)，助力體育與健康課程教學、課外體育鍛煉、課余運動訓練、運動競賽、教師教育等內容的實施。中國學校體育智慧系統(tǒng)包括學生運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)、學生家庭鍛煉指導系統(tǒng)、學生運動競賽分析系統(tǒng)、學生體質健康管理系統(tǒng)、體育優(yōu)質課直播評價系統(tǒng)五個方面的內容。
1. 構建中國學校體育智慧系統(tǒng)的意義
1.1切合新時期中國學校體育育人功能的要求
全國教育大會上習近平總書記明確指示：“要樹立健康第一的教育理念，開齊開足體育課，幫助學生在體育鍛煉中享受樂趣、增強體質、健全人格、錘煉意志?！保倳浀闹甘緸槲覈鴮W校體育的未來發(fā)展指明了方向。為了實現(xiàn)四位一體的育人目標，切合新時期我國學校體育的新要求，有必要對傳統(tǒng)形式的體育教育形式進行改良，讓體育教育形式更加規(guī)范，而不是流于形式；讓學生體質數(shù)據(jù)與教學有機銜接，而不是各自為陣；讓學生能更多的感受到運動的樂趣，而不是“喜歡體育而不喜歡體育課”；讓學生有能力為自己的健康負責，而不是被動的完成體育課學習。習近平總書記強調：“要努力構建德智體美勞全面培養(yǎng)的教育體系，形成更高水平的人才培養(yǎng)體系?！斌w育的育人功能不容忽視，學校體育要承擔起其應有的教育功能?；诖吮尘爸拢聲r期的學校體育有了新的互聯(lián)需求，更加智能化的建設成為其應有之義，需要充分運用信息和通信技術手段，對與學生健康相關的各項活動需求做出智慧響應的過程，旨在為學生們健康生活方式的養(yǎng)成帶來新的理念。
1.2 應對學生體質健康出現(xiàn)新變化的趨勢
目前社會生活方式的巨大變化，導致中國學生體質健康水平在30年中出現(xiàn)較大變化。一方面，居住、交通環(huán)境的重大改變，導致學生動態(tài)生活水平降低，青少年體質健康水平也隨之下降，其中以力量素質和耐力素質的下降最為顯著。另一方面，以過度保護為特征的教養(yǎng)方式，剝奪了促進青少年自然生長發(fā)育所必需的運動刺激，最大限度地限制孩子的體育運動和戶外活動，導致學生缺乏必要的身體活動，造成嚴重的運動缺乏癥和肥胖癥，2010年的調研顯示，中國7-22歲青少年肥胖率，城市男女分別為13.3%和5.6%，超重率分別為14.8%和9.9%，達到流行病的程度。然后，學生屏幕時間增加，久坐不動的靜態(tài)生活方式逐漸形成，減少了青少年獲得持久、足夠的運動樂趣的機會，阻礙了他們養(yǎng)成體育鍛煉的行為習慣，導致近視的學生人數(shù)劇增，2014年調研顯示，近視率小學、初中、高中和大學分別達到46%、74%、84%、 86%。如果僅僅依靠學校體育教育的力量，恐無力應對如此多的新問題，因此，能夠調動社會和家庭力量共同為學生體質健康水平提升貢獻力量則為解決之道。但是，社會環(huán)境和家庭環(huán)境中缺少關于學生體質提升的相關知識儲備，因此，中國學校體育智慧系統(tǒng)同樣肩負著為學生體育運動提供健康指導的功能。
1.3滿足學生體育運動過程質量監(jiān)測的需求
《關于強化學校體育，促進學生身心健康發(fā)展的意見》中提出要加強體育教學質量監(jiān)測。在學生運動過程中，除了要監(jiān)測學生在體育課程中的運動情況，還需要拓展學生運動的時間和空間，以現(xiàn)代技術手段促進學生家庭、社區(qū)鍛煉的有序進行。建立學生運動全過程的監(jiān)測，健全學生體質健康檔案，確保測試數(shù)據(jù)真實性、完整性和有效性。鼓勵各地運用現(xiàn)代化手段對體育課質量進行監(jiān)測、監(jiān)控或對開展情況進行公示。教育部發(fā)布的《關于加強網(wǎng)絡學習空間建設與應用的指導意見》指出教育管理者要善于利用空間開展工作，提高教育治理能力，利用時間、空間開展家校聯(lián)系、教育教學、綜合實踐、體質健康管理和監(jiān)測，創(chuàng)設教育環(huán)境，推進教育教學方式變革，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，開展基于數(shù)據(jù)的教育教學和學生綜合素質評價，實現(xiàn)個性化教學和精準化施策，促進教育治理現(xiàn)代化。
2. 中國學校體育智慧系統(tǒng)的理論基礎
2.1建構主義學習理論
建構主義的基本觀點：兒童的認知結構就是通過同化與順應過程逐步建構起來，并在“平衡——不平衡——新的平衡”的循環(huán)中得到不斷的豐富、提高和發(fā)展。De Vries et al.（2002）認為，建構主義是基于辯證的想法或互動論的發(fā)展過程，孩子通過積極學習來促進和提升個人發(fā)展。建構主義的學習方法認為：提倡在教師指導下的、以學習者為中心的學習，學生是信息加工的主體、是主動建構者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο?。知識的建構是自然的過程，并且每個人的程度都不一樣。少年兒童更加喜歡對自己感興趣的事物進行探索。建構主義作為本文的理論支撐，認為運動過程是基于自己已有的運動經(jīng)驗去建構自己的新體會與意義。由此，作為本文的理論支撐，建構主義在體育中的本質——促進學生有效運動，從而能更加合理、科學的指導實際設計工作。為此，在執(zhí)行的過程中要強調運動的積極性、建構性、累積性、診斷性、反思性、探究性。
在實際的運用過程中，對于教師而言，需要有足夠的資源來滿足學生對于運動知識的建構需求。豐富的優(yōu)質資源存放在在線網(wǎng)絡上，學生可以自由的取用，用來建構自己運動的知識體系。對于學生而言，他們需要對自己的知識結構體系有更加深刻的認識，決定哪些學習內容將成為自己學習的重點。學校體育智慧系統(tǒng)的構建則是從根本上保障學生建構主義學習、運動的需求，為學生個性化的運動提供技術支撐和指導。相比較傳統(tǒng)的課堂運動方式，學生自主運動對形成終身運動習慣有更大的幫助。
2.2關聯(lián)主義學習理論
Texas大學的George Siemens教授致力于學習創(chuàng)新和網(wǎng)絡知識研究，提出了一種與21世紀的需求相一致的學習理論——關聯(lián)主義。其核心是探討學習、工作經(jīng)驗之間的關系（2003）[1]。關聯(lián)主義是一種學習假說，主要強調社會角色和文化之間的連接。在這種情形下，關聯(lián)主義提出把知識結構視為一個認知結構的網(wǎng)絡，這個網(wǎng)絡學習是一個探索的過程（2015）[2]。該理論認為（Siemens，2005）：學習是處于我們生活的網(wǎng)絡中，知識的核心要素不斷遷移的一個過程，學習就是將不同的信息集合進行連結，這些連結可以讓我們有機會學到更多的知識；這些關系(或連結) 比我們自身掌握的知識還要重要[3]。該理論的核心概念有網(wǎng)絡、關系、連結、節(jié)點等( Siemens，2005) 關聯(lián)主義的提出切合了現(xiàn)階段越來越廣泛的大規(guī)模教學，但也如Siemens所說，現(xiàn)階段的大數(shù)據(jù)技術在快速發(fā)展，也許今天還覺得新的事物到明天就變成落后的事物，但至少現(xiàn)階段是適用的。非正式學習，多領域交叉學習，新技術的出現(xiàn)已經(jīng)打破以前的學習理論存在的環(huán)境，出現(xiàn)新的局面。在體育運動領域，學生利用新技術進行碎片化時間的運動，學生可以根據(jù)自身需要的知識選擇特定的知識點連成一個網(wǎng)絡，運動能力的提升可以是技能的學習也可以是體能的提升，而節(jié)點不僅僅限于特定的內容，整個過程都處于一個變化的過程之中。本文認為關聯(lián)主義也是學校體育智慧系統(tǒng)發(fā)展起來的理論支撐。
2.3交疊影響域理論
霍普金斯大學愛普斯坦（Epstein）教授提出Over lapping Spheres of Influence理論，該理論認為影響兒童學習和發(fā)展的區(qū)域，從廣義上講，包括家庭部分、學校部分、社區(qū)同伴群體部分；從狹義上講，主要包括家庭和學校部分。這些區(qū)域經(jīng)過彼此之間的相互作用產(chǎn)生重疊區(qū)，單獨的區(qū)域也可能彼此分離，獨立對學生產(chǎn)生影響。家庭、學校和社區(qū)三個主體，他們的行動既有跨界到對方領也存在獨立部分，從而對兒童成長產(chǎn)生交互疊加的影響[4]。內部的影響為父母、孩子、教育者等各位要素成員之間的個人關系中，可能積極或消極地影響孩子的學習和發(fā)展。外部影響主要來自兩個層面：學校等機構層面和外部個人層面，學校等機構的影響可能來自學校邀請學生的家庭參加學校活動。外部個人層面的影響可能來自家長和教師共同作用下對于不同學生的教學情況進行討論。交疊影響域理論還為家校合作實踐提供了動力機制，解釋了為什么家長愿意參與到子女的教育中去，教師為何會在學校教育中接納家長參與等跨界行為。本文研究家庭和學校交疊影響域內部模型如圖1所示。
F表示家庭，C表示子女，S表示學校，P表示家長，T表示教師相互作用。
說明：此圖只是完全模型的家庭、學校相交部分。
圖 1 交疊影響域內部模型[5]
學生處于交疊影響域的中心地位。Epstein（2013）研究表明在交疊影響域中，學校起到主導作用，可以促進與家庭和社區(qū)的交流互動，在交流方式和內容上進行安排計劃[6]。家庭因素的影響受到學生意愿和學校行為的影響，只有讓學校認識到家長參與的重要性，認識到兒童和家庭的個體差異，積極地謀求來自家庭的參與，并營造一個家庭參與受歡迎的氣氛時，才能發(fā)揮家庭因素的作用。同時，家庭會強調學校、家庭作業(yè)以及開展培養(yǎng)學生技能和成功體驗活動的重要性、并在促進子女學習方面積極支持教師的工作，使子女在家庭也像在校學生那樣表現(xiàn)。學生家庭鍛煉是學校體育智慧系統(tǒng)的拓展和延續(xù)，以往一直強調的學生家庭鍛煉在此有了進行的載體和動力機制。拓展了學生運動的時間和空間。有了數(shù)據(jù)的互聯(lián)，學生在不同時間、空間的運動數(shù)據(jù)可以實時記錄、評價與反饋。
3. 中國學校體育智慧系統(tǒng)的構建路徑
本研究聚焦于學生運動全過程，融合信息化技術與大數(shù)據(jù)技術構建中國學校體育智慧系統(tǒng)，以全面促進學生體質健康水平提升為目標，為中小學生有效運動提供數(shù)字化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源分析、診斷、共享。以期為學生個人、學生家長、體育教師、各個學校、不同區(qū)域、提供各項數(shù)據(jù)支持。根據(jù)實地調研和問卷調查進行需求分析，借鑒國際上較為先進的經(jīng)驗，嘗試利用各方合力作用于學生運動中的不同環(huán)節(jié)來促進學生運動。
3.1整體架構
中國學校體育智慧系統(tǒng)整體設計了包含學生運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)、學生家庭鍛煉指導系統(tǒng)、學生運動競賽分析系統(tǒng)、學生體質健康管理系統(tǒng)、體育優(yōu)質課直播評價系統(tǒng)在內的五個部分。
學生體質健康管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對學生體質健康狀況進行分析、管理，總體按照《國家學生體質健康標準》建立學生體質健康檔案，對學生個體體質健康數(shù)據(jù)進行分析；學生運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)運用現(xiàn)代運動監(jiān)測技術對學生學校體育運動情況進行監(jiān)測，可以實現(xiàn)對體育課堂教學數(shù)據(jù)進行可視化實時展示；學生運動競賽分析系統(tǒng)可以實現(xiàn)對學生課后體育競賽提供賽事編排支持和數(shù)據(jù)管理分析，幫助體育教師對學生運動員進行選材，幫助學校運動隊進行賽事數(shù)據(jù)分析；學生家庭鍛煉指導系統(tǒng)可以實現(xiàn)對學生家庭運動情況進行監(jiān)測，根據(jù)學生體質健康測試情況和運動監(jiān)測的情況進行相對應的家庭鍛煉指導，激勵學生積極參加身體鍛煉，促進青少年身心健康成長；體育優(yōu)質課直播評價系統(tǒng)可以實現(xiàn)對教師教學教案和課堂過程進行在線評價與研討，為深化學校體育教學改革提供強大的數(shù)據(jù)支持，從而有效推動各地學校的體育工作；學生健康體能教學訓練體系主要包括促進學生與健康相關體能提升的練習內容指導，包含有一整套的練習視頻，針對學生較為薄弱的環(huán)節(jié)進行有針對性的訓練指導。
3.2數(shù)據(jù)平臺架構
基于大數(shù)據(jù)的中國學校體育智慧系統(tǒng)是一項基于實時運動監(jiān)控系統(tǒng)、體質監(jiān)測系統(tǒng)與學生有效運動方案相結合的智能系統(tǒng)。中國學校體育智慧系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺可以實現(xiàn)全國學生數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析。系統(tǒng)整體包括四級數(shù)據(jù)系統(tǒng)，第一級數(shù)據(jù)由學生個體的數(shù)據(jù)構成，第二級數(shù)據(jù)面向校級用戶開放，第三級數(shù)據(jù)面向區(qū)域教育管理用戶開放，第四級數(shù)據(jù)則面向全國學生數(shù)據(jù)管理者甲方，逐級向上構成中國學生的大數(shù)據(jù)平臺。如下圖2所示。
圖2 中國學校體育智慧系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺
通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)挖掘、智能穿戴設備、人工智能等新技術的融和，構建新一代學校體育智慧系統(tǒng)，實現(xiàn)省、市、區(qū)級優(yōu)質資源之間的互聯(lián)，提升學生體育鍛煉的質量，提升健康管理水平。在整體的使用過程中，最大程度的滿足個性化、過程性的運動需求，結合不同年齡階段學生身體素質狀況及各項素質發(fā)展敏感期情況，設計、錄制運動視頻，基于學生體質健康數(shù)據(jù)的分析與診斷，結合運動負荷監(jiān)測數(shù)據(jù)跟蹤，利用人工智能技術針對地區(qū)、學校、年級、班級、學生薄弱項，完善學生運動形成性評價，以運動評價來促進學生運動；最后，利用運動監(jiān)測和運動評價結果數(shù)據(jù)對學生進行運動干預，探索出一條融和運動監(jiān)測、運動評價、運動反饋的學生有效運動模式。最終達到安全、有效、實效、科學鍛煉的目的。
4. 中國學校體育智慧系統(tǒng)的內涵與結構
4.1學生運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)
學生有效的運動成為體育教育領域改革向前發(fā)展不斷探究的熱點，其中，對學生運動進行監(jiān)測成為研究中至關重要的部分。傳統(tǒng)的體育教學環(huán)境中，教師監(jiān)測和評價活動的開展存在一定障礙，體育教師精力有限，很難做到在帶領學生參加運動的同時關注每個學生運動過程。然而，運動監(jiān)測又是對學生運動過程進行評價，促進學生運動能力發(fā)展和有效鍛煉不可或缺的部分。在關聯(lián)主義學習理論的基礎上構建學生運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)，學生利用新技術監(jiān)測運動過程，將自身的變化與環(huán)境的變化相連接，學生可以根據(jù)自身情況來選擇下一步的運動方案。在體育課堂教學和體育鍛煉過程中，通過監(jiān)測學生運動實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，學生可以獲得自己運動心率反饋，教師可以獲得學生整體運動反饋與預警，運動強度沒有達到自身能力水平的同學可以繼續(xù)挑戰(zhàn)，學生運動能力的提升節(jié)點不僅僅限于特定的內容，整個過程都處于變化之中。從整體上來說，運動監(jiān)測的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在真實性、過程性、客觀性、可視化、自動化五個方面。
通過對于運動監(jiān)測系統(tǒng)的需求進行分析，根據(jù)需求設計本運動監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構如圖3所示，設計的思路是由運動監(jiān)測設備從學生處獲得心率數(shù)據(jù)信息，心率信號由無線通信技術Hub集成、再由接收端進行信息的計算，云存儲平臺存儲數(shù)據(jù)信息之后返回處理之后的數(shù)據(jù)信息。
圖 3 運動監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構圖
學生運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)的功能主要包括以下三個方面：
?。?）運動監(jiān)測。對學生在運動過程中的心率變化進行實時監(jiān)測和實時顯示[7]，系統(tǒng)滿足對多名運動的學生進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，結果可以快速展示。并且結果可以快速匯總，是對數(shù)據(jù)存儲、分析功能的需求。
?。?）實時顯示。對采集的大量實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，要求及時呈現(xiàn)給教師并且給予學生以運動反饋，是對實時計算、實時顯示功能的要求；對于超過運動強度的學生進行預警，雖然這是運動心率監(jiān)測系統(tǒng)輔助安全功能，但是能幫助運動者及時發(fā)現(xiàn)運動風險，有助于調整運動行為，是對運動監(jiān)測預警功能的要求[8]。
（3）監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲。大量數(shù)據(jù)的存儲和調用是對學生運動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲功能的要求；從海量數(shù)據(jù)中進行數(shù)據(jù)的查找，獲得數(shù)據(jù)分析和呈現(xiàn)，是對系統(tǒng)搜索功能的要求。
學生運動負荷監(jiān)測系統(tǒng)的使用過程中，教師可以獲得學生運動總體情況，也可以重點關注一位學生的運動情況。學生運動過程結束之后，監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)課堂上收集到的學生運動監(jiān)測數(shù)據(jù)自動生成班級、個人統(tǒng)計表。顯示運動目標整體達成率與個人達成率[9]。
因為運動監(jiān)測反饋最大的優(yōu)勢在于實時性， 教育大數(shù)據(jù)可視化分析最為重要的目的是考慮如何讓使用者更好的理解，幫助引發(fā)思考，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的規(guī)律[10]。本研究設計旨在發(fā)揮監(jiān)測的激勵和反饋功能，使小年齡段的學生能受到更多外界的動機激勵，大年齡段的運動者可以根據(jù)自己的運動狀態(tài)和運動目的，養(yǎng)成自助鍛煉的行為習慣。
4.2學生家庭鍛煉指導系統(tǒng)
長期以來，學生體育鍛煉得不到應有的重視和有效指導，缺失不僅僅是在校園中，也缺失在家庭教育里。為了解決家庭和學校體育教育脫節(jié)的現(xiàn)實問題，本研究擬借助現(xiàn)代信息技術用來加強教學反饋通道，使反饋信息數(shù)據(jù)化、程序化，提供的信息豐富深入，處理快速[11]，為學生課余體育活動的追蹤、診斷、調控和管理決策提供現(xiàn)代化的基礎和數(shù)據(jù)條件理論。信息技術融入學生運動過程，為運動效果的量化提供可能，讓各運動主體的交流得到提升，可以實現(xiàn)家校間的主動交往、信息反饋、優(yōu)勢互補的互動教育模式[12]。本文在交疊影響域理論的基礎上構建學生運動家校聯(lián)合反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)把家庭體育鍛煉和學校體育鍛煉過程進行銜接，擴展了學生鍛煉的時間與空間，同時也把二者的影響因素相互融合，效益最大化。系統(tǒng)主要包括學生運動情況診斷和運動方案指導兩方面的功能，主要使用者為體育教師和學生家長。
?。?）學生運動情況診斷。主要根據(jù)學生在學校鍛煉的情況進行評估，家長可以獲得學生運動數(shù)據(jù)反饋，學生運動情況診斷數(shù)據(jù)主要包括運動量、運動強度、運動時間、運動能量消耗等。學生家庭鍛煉指導系統(tǒng)可以實現(xiàn)學生個性化的診斷，為進行家庭鍛煉指導提供依據(jù)，讓家庭鍛煉活動更加適合每位學生，補充學生在學校鍛煉中的不足部分。
?。?）學生運動方案指導。在學生運動反饋和運動情況診斷的基礎上，根據(jù)建構主義的理論基礎，以學生自身發(fā)展為中心，根據(jù)學生已有的運動能力和運動強度承受能力進行運動指導。在建構主義的環(huán)境中給予學生過程性的指導，可以讓學生更多的掌握運動主動性，更加符合學生個人的運動目標、運動習慣。不同學生的運動有不同的目標，因此有必要根據(jù)學生個性化的目標提出解決方案。
圖 4 學生運動目標設定選擇模型
構建學生運動反饋家?；勇?lián)合機制，結合學生實際情況，提出包含運動干預和營養(yǎng)膳食的多維發(fā)展方案，學校、家庭聯(lián)動的多維發(fā)展策略和基于現(xiàn)代信息技術的監(jiān)測、評價、管理等多維監(jiān)管機制，從而推動以健康、積極生活方式為核心的學生家庭鍛煉指導。
4.3學生運動競賽分析系統(tǒng)
在關聯(lián)主義學習理論的視角下，運動競賽環(huán)境也是學生運動、學生成長過程中不可或缺的一部分。把競賽真正扎扎實實的開展起來，這不只是為了提高競技水平，而是因為這是體育育人的必由之路。但是，現(xiàn)階段，學生運動競賽的開展還面臨一些問題，例如：賽事組織流程繁瑣、身份認證困難、賽事數(shù)據(jù)化存檔等，局限了學生運動競賽活動的開展。針對學校在開展運動比賽的過程中遇到的困難，學校體育智慧系統(tǒng)中的學生運動競賽分析系統(tǒng)致力于構建一個統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)賽事管理和交流平臺，實現(xiàn)學校、教練、學生和家長等不同角色之間無縫的賽事信息交流，對加強學校賽事的管理、提升學校賽事的社會關注度、打造健康的校園賽事環(huán)境具有十分積極的意義。學生運動競賽分析系統(tǒng)中的學生數(shù)據(jù)與學生體質健康的數(shù)據(jù)相關聯(lián)，針對學生運動員的競技體能提升設置專門的模塊，形成學生運動數(shù)據(jù)的關聯(lián)數(shù)據(jù)庫。學生運動競賽系統(tǒng)主要包括三個部分的內容：（1）賽事管理部分；（2）球隊管理部分；（3）賽事數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析部分。
（1）賽事管理部分。賽事管理模塊提供創(chuàng)建、發(fā)布比賽，自動或手動安排賽事對戰(zhàn)順序等功能。各學?？梢圆榭磪^(qū)域內的聯(lián)賽信息進行報名申報，通過點擊狀態(tài)為報名中的聯(lián)賽名稱，查看各學校的報名情況。普通用戶也可查看聯(lián)賽的概況，如顯示報名球隊總數(shù)、球員總數(shù)、球隊總數(shù)、進球總數(shù)、進球隊員總數(shù)。能夠幫助賽事組織者更加智能化的進行比賽的組織管理，也能讓體育賽事在更多的學校開展起來。
?。?）球隊管理部分。球隊管理部分可以實現(xiàn)創(chuàng)建球隊，添加球員，查看、報名聯(lián)賽，查看某個球隊的具體對陣信息以及對陣結果、日期等，查看球隊積分榜，聯(lián)賽的排名，進失球等功能。能夠使教師日常比賽教學工作得到最大程度上的效率提升。
?。?）賽事數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析部分。賽事數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析部分可以通過賽事系統(tǒng)采集的賽事數(shù)據(jù)，如賽事精彩瞬間，聯(lián)賽概況（包括聯(lián)賽各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)），積分榜，射手榜，助攻榜，賽程表，賽況簡報，比賽結果等進行匯總分析，數(shù)據(jù)結果反饋均可以及時反饋給學生家長和教師，也可以對比賽結果進行發(fā)布。賽事分析部分的數(shù)據(jù)，可以進行深入挖掘，通過對累計到一定數(shù)量的比賽進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，可以初步篩選出優(yōu)秀運動員，進行后續(xù)的針對性培養(yǎng)、訓練。
4.4學生體質健康管理系統(tǒng)
我國青少年體質健康調研，至今持續(xù)30余年，形成一整套完整的向上匯報秩序，然而，學生個體卻無法將自己日常鍛煉行為很好的與測試數(shù)據(jù)進行銜接，也無法獲得相應的鍛煉指導。依據(jù)關聯(lián)主義理論的基礎，學生運動環(huán)境會影響學生的運動行為，學生體質健康測試成績和學生體育中考成績是學生運動大環(huán)境中重要的一環(huán)，因此，需要建立起正向的環(huán)境導向。針對學生行為習慣、生活方式變化帶來的體質健康的新變化，我們認為建立一套融和學生運動監(jiān)測、群體和個體體質健康狀況診斷、運動反饋的系統(tǒng)是十分重要的。通過對體質弱化狀態(tài)進行分析、監(jiān)控并發(fā)出預警，同時產(chǎn)生一種家?；拥臋C制，使學生自發(fā)的鍛煉能夠從中得到激勵，通過對個體體質健康信息的具體預警，促進學生對體質健康的關注，促進學生從心理上產(chǎn)生健康危機意識，從而產(chǎn)生改善體質健康的緊迫感和危機感，促進主動進行鍛煉的自我健康管理[13]。最后，通過采集的體質健康大數(shù)據(jù)進行分析，找出現(xiàn)階段學生體質健康變化的規(guī)律，反過來促進學校體育教學。學生體質健康管理系統(tǒng)旨在對現(xiàn)有的全國體質健康監(jiān)測進行功能的完善，形成一個全面、有效的反饋機制來促進學生進行體育鍛煉，讓體質健康監(jiān)測從“宏觀群體”研究走向“微觀個體”，讓學生體質健康數(shù)據(jù)的反饋能夠落到實處。
就區(qū)域性數(shù)據(jù)而言，運用大數(shù)據(jù)的可視化展示平臺，利用地理信息系統(tǒng)，對全國的學生數(shù)據(jù)進行分析?？梢詫W生的個人體質健康數(shù)據(jù)，根據(jù)年齡段、地區(qū)的情況進行對比分析，各項數(shù)據(jù)進行分析，以達到實時監(jiān)測學生體質健康的目的。對于成績優(yōu)秀的學校、成績提升快的學校、成績有下降的學校進行排名。
就學生個體數(shù)據(jù)而言，從學生健康體能提升的視角著手，力求在學生體能素質提升的問題上轉換思路，結合國內外先進的健身及運動方法和理念，提出一系列有利于青少年健康體能發(fā)展的鍛煉方法，開發(fā)一整套遵循青少年生長發(fā)育規(guī)律、適合在學校體育課堂上組織教學的新的體能訓練方法----青少年健康體能內容體系。每天學生進行一小時的健康體能運動，運動完之后教師把每日監(jiān)測的學生在校的運動情況進行反饋，讓家長和學生對每天的運動有清楚的了解，以提升家庭鍛煉的針對性。運動干預方案可以根據(jù)不同學校的實驗學校的實際情況，研究設計出健康體能訓練的練習內容、方法、頻率、次數(shù)、時間、負荷和注意事項的運動方案。有效、有針對性的提高學生體質健康水平。
4.5體育優(yōu)質課直播評價系統(tǒng)
教師是學生運動過程中非常重要的部分，承擔著教學、監(jiān)督的任務。但是，體育教師自身的提升和發(fā)展一直是學校體育中存在的難點問題。其中，全國范圍內各級體育優(yōu)質課的評價在很大程度上影響著學校體育教育的發(fā)展，起著“風向標”的作用。然而，在實際應用層面“評課靠經(jīng)驗”的問題一直都存在，體育優(yōu)質課的評價很大程度上受到主觀因素的影響。依據(jù)關聯(lián)主義理論的提示，體育教師教學能力提升有助于為學生創(chuàng)造良好運動環(huán)境和運動機會。因此，我們著眼于通過體育優(yōu)質課的評價來整體提升體育教師的教學能力，使體育教師能有更多的展示和學習機會。體育優(yōu)質課直播評價系統(tǒng)設計的目的主要有兩個方面：實現(xiàn)教師課堂教學評價的及時反饋；為體育教師優(yōu)質課評價提供數(shù)據(jù)輔助評價。
首先，對于體育課堂實時評價方面而言，系統(tǒng)能使體育教學過程朝著科學化的目標前進，客觀的教學評價可以幫助教師獲得體育課堂教學中的數(shù)據(jù)，以便教師對自己教授的體育課程進行相應的改進和優(yōu)化[14]。
其次，對于體育優(yōu)質課的評價，評課教師可登錄管理系統(tǒng)，進行遠程網(wǎng)絡實時觀摩，觀摩后能進行網(wǎng)絡評課，評課過程中可以顯示出運動指標，并能自主選擇查看當前上課的任一學生或是班級的各項統(tǒng)計信息。系統(tǒng)提供主觀打分項目和客觀打分項目（如是否達到目標運動強度和運動密度等），由評課教師根據(jù)情況打分。教師通過使用體育優(yōu)質課直播評價系統(tǒng)可以有效提升自己的教學能力，同時也是為學生運動提供良好的外部影響因素，最終促進學生運動能力的發(fā)展。
5. 研究局限性
本研究雖然一驚進行前期的開發(fā)性研究，但部分研究內容還只是針對現(xiàn)階段學校體育現(xiàn)狀進行的初步探索，從頂層設計的角度進行設計和規(guī)劃，還有許多內容需要更深層次的研究與分析。就已經(jīng)構建完成的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫而言，學生整體運動評價模型的構建數(shù)據(jù)樣本量有限，對不同運動項目的監(jiān)測數(shù)據(jù)有缺失，因此對運動項目的細分還不夠全面，需要研究團隊下一步在現(xiàn)有研究的基礎上，大量收集學生運動數(shù)據(jù)，對原有的學生運動評價模型進行豐富。在實踐的過程中充分發(fā)揮運動評價反饋的激勵作用，以此促進運動動機的行成與維持。
6. 結語
隨著科學技術的進步，體育教育信息化的進程明顯加快，中國學校體育智慧系統(tǒng)的藍圖逐漸形成。基于實時監(jiān)控系統(tǒng)與體育教學的結合，智慧課堂的出現(xiàn)能幫助體育教師實現(xiàn)體育課堂的智能監(jiān)控與反饋，能讓學生得到自己運動反饋情況，極大地促進學生個性化學習的需要，同時也有利于促進學生體育鍛煉的持續(xù)性，真正朝著實現(xiàn)體育教育的實效、高效、長效、后效發(fā)展。下一階段本研究將繼續(xù)擴大數(shù)據(jù)收集和反饋，形成長效機制和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，通過云平臺的連接，最終形成全國范圍內龐大的學生體育鍛煉數(shù)據(jù)平臺，自動匹配課程和鍛煉方案，將真正意義上的中國學校體育智慧系統(tǒng)落到實處。
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