基于智能可穿戴設(shè)備的特校智力障礙學(xué)生適應(yīng)性體育教學(xué)研發(fā)與實(shí)施

◇山東體育學(xué)院 程維康 于 浩 王疆娜

目的：探討8周的適應(yīng)性體育教學(xué)對提高智力障礙兒童運(yùn)動(dòng)功能的作用。方法：選取12名14～16歲智力障礙兒童，分為6名男生一組，6名女生一組。兩組均接受為期8周的適應(yīng)性體育干預(yù)訓(xùn)練，被試者干預(yù)前、后分別接受智能手環(huán)心率測試、肌力測試和關(guān)節(jié)活動(dòng)度測試。結(jié)果：干預(yù)8周后兩組的心率變化較干預(yù)前有了明顯的提升；男生的膝屈肌、膝伸肌、肩伸肌和軀干屈肌干預(yù)后肌力數(shù)值明顯高于干預(yù)前數(shù)值（P<0.05），女生的髖伸肌、膝屈肌、膝伸肌、肩屈肌和軀干伸肌干預(yù)后肌力數(shù)值明顯高于干預(yù)前數(shù)值（P<0.05）；男生的髖關(guān)節(jié)伸展、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收和肩關(guān)節(jié)前屈的關(guān)節(jié)活動(dòng)度較干預(yù)前有了明顯提升（P<0.05），女生的髖關(guān)節(jié)伸展、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收和肩關(guān)節(jié)伸展的關(guān)節(jié)活動(dòng)度較干預(yù)前有了明顯提升（P<0.05）。結(jié)論：8周的適應(yīng)性體育干預(yù)訓(xùn)練可以有效地提高智力障礙兒童的運(yùn)動(dòng)功能。

智力障礙（Intellectual Disability）兒童智力顯著低于健康水平，并伴有適應(yīng)性行為問題[1]。智障兒童適應(yīng)性行為主要包括環(huán)境適應(yīng)、社會(huì)交往等問題[2]，部分兒童還伴有運(yùn)動(dòng)功能障礙，表現(xiàn)為肌肉萎縮、肌力衰退、身體活動(dòng)范圍受限等一系列問題[3]。運(yùn)動(dòng)障礙嚴(yán)重影響了他們的學(xué)習(xí)和生活，有研究證明，適應(yīng)性體育干預(yù)可以有效改善他們的運(yùn)動(dòng)功能障礙[4]，綜述發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的適應(yīng)性體育設(shè)計(jì)主要以趣味性游戲?yàn)榛{(diào)，以運(yùn)動(dòng)和康復(fù)為手段，以提高特殊兒童身體機(jī)能為目的[5]。教學(xué)評估是適應(yīng)性體育干預(yù)方式實(shí)施的起點(diǎn)與終點(diǎn)，有效的教學(xué)評估對適應(yīng)性體育干預(yù)方案的優(yōu)化有指導(dǎo)性作用，盡管適應(yīng)性體育教學(xué)對智力障礙兒童運(yùn)動(dòng)功能改善效果顯著，但教學(xué)評價(jià)的滯后性，使得干預(yù)方案的調(diào)試出現(xiàn)延遲，一定程度上阻礙了適應(yīng)性體育干預(yù)效果的最大化，智能可穿戴評估設(shè)備，基于其便捷性、實(shí)時(shí)性彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)評估的不足。

可穿戴設(shè)備即為可以穿戴或者佩戴在人身體上的設(shè)備的總稱，是一種輔助人的便攜設(shè)備，是可穿戴技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式[6-7]。智能可穿戴設(shè)備是通過“互聯(lián)網(wǎng)＋”的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無誤快速傳輸，建立個(gè)人檔案，進(jìn)行云端記憶，彌補(bǔ)了人工操作的短板。對于智障兒童而言，智能可穿戴設(shè)備對他們的活動(dòng)限制影響較小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)可靠性更大[8]。將智能可穿戴設(shè)備應(yīng)用于適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)中探究新型數(shù)字化的適應(yīng)性體育干預(yù)模式并實(shí)施，以期待通過新型數(shù)字化適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)，有效提升智障兒童的肌肉力量和運(yùn)動(dòng)功能，促進(jìn)他們的身體活動(dòng)范圍，提升兒童學(xué)習(xí)和生活質(zhì)量。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究以煙臺(tái)市芝罘區(qū)輔讀學(xué)校12名智力障礙學(xué)生（6名男生、6名女生）為教學(xué)對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡在14～16歲之間；經(jīng)公立醫(yī)院診斷為輕度智力障礙；學(xué)生除智力障礙外無任何其他疾??；所有學(xué)生自愿參加體育課程，并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

（1）文獻(xiàn)資料法。在中國知網(wǎng)、中國特殊教育網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等網(wǎng)站中，以“適應(yīng)性體育”、“運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度”、“肌肉力量”等為關(guān)鍵詞進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，對檢索到的文獻(xiàn)進(jìn)行整理分析，為本研究提供理論依據(jù)。

（2）訪談法。通過訪談煙臺(tái)市芝罘區(qū)輔讀學(xué)校的老師，了解12名研究對象的基本運(yùn)動(dòng)情況及表現(xiàn)；通過訪談特殊教育、適應(yīng)性體育領(lǐng)域的相關(guān)專家，制訂干預(yù)方案。

（3）實(shí)驗(yàn)法。應(yīng)用某知名品牌B5運(yùn)動(dòng)監(jiān)控手環(huán)對體育課程實(shí)施過程進(jìn)行監(jiān)控。智障學(xué)生在體育課程的準(zhǔn)備階段、正課階段以及放松整理階段，全程佩戴監(jiān)控手環(huán)，實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的運(yùn)動(dòng)心電圖、最高心率、平均心率、實(shí)時(shí)心率、步數(shù)和運(yùn)動(dòng)總時(shí)間，利用微信小程序（跑吧跑吧運(yùn)動(dòng)大數(shù)據(jù)）和PC端數(shù)據(jù)平臺(tái)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，分析；利用便攜式肌力測量儀MicroFET3和關(guān)節(jié)活動(dòng)度測量尺來測量每個(gè)智障兒童大肌肉群的肌肉力量和主要人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，根據(jù)每個(gè)學(xué)生身體機(jī)能狀況和身體形態(tài)等參數(shù)綜合分析判斷運(yùn)動(dòng)監(jiān)控結(jié)果，并對體育課程進(jìn)行科學(xué)有效的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

（4）數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。利用SPSS25.0對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，測試結(jié)果使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）表示。采用配對樣本T檢驗(yàn)分析男、女兩組被試干預(yù)前、后的各指標(biāo)差異，顯著性水平設(shè)置為0.05。

1.3 適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

（1）適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)內(nèi)容設(shè)計(jì)。

a、靜步走練習(xí)。靜步走是適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)相關(guān)素質(zhì)訓(xùn)練的一項(xiàng)基本的內(nèi)容。是指受試者在教師指引下走一條長約20米左右的直線，教師觀察受試者的行走情況，隨著能力的提升改變路徑的難度，并在走動(dòng)中不斷改變步幅和步態(tài)，體驗(yàn)左（右）腳著地的感覺，掌握走的技術(shù)。該項(xiàng)練習(xí)可以提高兒童的協(xié)調(diào)性和靈敏性。

b、平衡練習(xí)。平衡練習(xí)是訓(xùn)練特殊兒童身體平衡能力和協(xié)調(diào)性的有效方法。通過讓受試者單雙腳著地、平衡木行走等訓(xùn)練來體會(huì)身體平衡的感覺，平衡練習(xí)可以提高兒童的平衡能力、靈敏性和協(xié)調(diào)性。

c、跑的練習(xí)。選擇歡快、中速的伴奏音樂，使兒童跟隨音樂一起運(yùn)動(dòng)，通過跑步的形式帶動(dòng)兒童活動(dòng)起來，分為單向慢速跑、雙向慢速跑和變速跑的形式，使受試者感受腳蹬地的感覺，調(diào)動(dòng)身體的積極性，提高他們的靈敏性和協(xié)調(diào)性。

d、跳躍練習(xí)。在進(jìn)行跳躍訓(xùn)練的過程中，選擇動(dòng)感跳躍的音樂，讓受試者雙腳跳躍從一端跳到另一端，距離大約十米左右，音樂貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)的始終，改善孩子的大肌肉群，促進(jìn)孩子的神經(jīng)系統(tǒng)和身心健康的發(fā)展。

e、球的練習(xí)。球性練習(xí)是適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)中的訓(xùn)練內(nèi)容，通過原地運(yùn)球、相互傳接球、肩上投球、拍打球、腳踢球和地滾球等練習(xí)。孩子可以提高身體移動(dòng)能力，也可以鍛煉他們的手眼協(xié)調(diào)能力和靈敏性。

（2）適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案實(shí)施。

干預(yù)方案實(shí)施時(shí)間為2020年10月16日至12月16日，為期8周，每周2次，每次40分鐘左右，運(yùn)動(dòng)形式包括走、跑、跳和球類訓(xùn)練等。干預(yù)方案根據(jù)智力障礙兒童身心發(fā)展特點(diǎn)，智障學(xué)生在體育課程的準(zhǔn)備階段、正課階段以及放松整理階段，全程佩戴監(jiān)控手環(huán)，實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的運(yùn)動(dòng)心電圖、最高心率、平均心率、實(shí)時(shí)心率、步數(shù)和運(yùn)動(dòng)總時(shí)間，利用微信小程序（跑吧跑吧運(yùn)動(dòng)大數(shù)據(jù)）和PC端數(shù)據(jù)平臺(tái)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，分析；利用便攜式肌力測量儀MicroFET3和關(guān)節(jié)活動(dòng)度測量尺來測量每個(gè)智障兒童大肌肉群的肌力和主要關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍，根據(jù)每個(gè)學(xué)生身體機(jī)能狀況，身體形態(tài)等參數(shù)綜合分析判斷運(yùn)動(dòng)監(jiān)控結(jié)果，并對體育課程進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2 研究結(jié)果與分析

適應(yīng)性體育對智力障礙兒童的基本動(dòng)作的影響如下所示。

（1）適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)前、后智力障礙兒童心率的變化情況。在適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)前、后，使用智能可穿戴設(shè)備B5手環(huán)對智障兒童的心率情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。采用配對樣本T檢驗(yàn)分析兩組被試干預(yù)前、后測心率峰值差異，結(jié)果顯示，兩組被試的心率前測心率數(shù)據(jù)峰值均在110次左右，而后測心率峰值女生達(dá)到130次左右，男生達(dá)到140次接近150次，經(jīng)過為期8周的適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)，男生和女孩的后測心率數(shù)據(jù)均大于前測心率數(shù)據(jù)，男生的提升幅度大于女生?？梢姡橇φ系K兒童的適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)屬于中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，且隨著運(yùn)動(dòng)周期的延長運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有所提升。分析原因，患兒積極參與適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)，交感神經(jīng)得到興奮，腎上腺素激素分泌增多，促進(jìn)血液循環(huán)，心率上升；運(yùn)動(dòng)結(jié)束，交感神經(jīng)興奮性降低，心率恢復(fù)平穩(wěn)[9]。

圖1 智力障礙學(xué)生體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后心率數(shù)據(jù)

（2）適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)前、后智力障礙兒童肌肉力量的變化情況。肌肉力量是身體運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉相互作用下產(chǎn)生的一種力量[10]。采用配對樣本T檢驗(yàn)分析男、女智力障礙兒童被試肌肉力量的前、后測成績差異，結(jié)果顯示，被試男生組的髖屈肌、髖伸肌、肩屈肌和軀干伸肌的前測成績和后測成績差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），被試女生組的髖屈肌、肩伸肌和軀干屈肌的前測成績和后測成績差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；被試男生組的膝屈肌、膝伸肌、肩伸肌和軀干屈肌的前測成績和后測成績有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），被試女生組的髖伸肌、膝屈肌、膝伸肌、肩屈肌和軀干伸肌的前測成績和后測成績差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。由此可見，適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)中的走、跑、跳對智力障礙兒童的肌肉力量具有顯著的促進(jìn)作用。分析原因，這與適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)有關(guān)，在體育運(yùn)動(dòng)過程中靜步走、加速跑、平衡練習(xí)等訓(xùn)練，都可以提高智力障礙兒童的協(xié)調(diào)性和靈敏性，進(jìn)而提升其肌肉力量。

表1 干預(yù)前、后男、女智障兒童肌力變化情況統(tǒng)計(jì)表（）

表1 干預(yù)前、后男、女智障兒童肌力變化情況統(tǒng)計(jì)表（）

（3）適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)干預(yù)前、后智力障礙兒童關(guān)節(jié)活動(dòng)度變化情況。關(guān)節(jié)活動(dòng)度是展現(xiàn)個(gè)體的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍[11]。采用配對樣本T檢驗(yàn)分析男、女兩組被試關(guān)節(jié)活動(dòng)度的前、后測成績差異，結(jié)果顯示，被試男生組的髖關(guān)節(jié)前屈、髖關(guān)節(jié)外展、膝關(guān)節(jié)屈曲、肩關(guān)節(jié)伸展、肩關(guān)節(jié)外展和肩關(guān)節(jié)內(nèi)收的前測成績和后測成績差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），被試女生組的髖關(guān)節(jié)前屈、髖關(guān)節(jié)外展、膝關(guān)節(jié)屈曲、肩關(guān)節(jié)前屈、肩關(guān)節(jié)外展和肩關(guān)節(jié)內(nèi)收的前測成績和后測成績差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；而被男生組的髖關(guān)節(jié)伸展、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收和肩關(guān)節(jié)前屈的前測成績和后測成績差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），被試女生組的髖關(guān)節(jié)伸展、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收和肩關(guān)節(jié)伸展的前測成績和后測成績有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。由此可見，適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)中的球性練習(xí)對智力障礙兒童的關(guān)節(jié)活動(dòng)度提升效果顯著。分析原因，由于原地運(yùn)球、肩上投球、拍打球、相互傳接球、腳踢球和地滾球都需要被試者上下肢力量、反應(yīng)靈敏以及手眼協(xié)調(diào)能力的相互配合，在干預(yù)方案中隨著被試者的能力提高，關(guān)于球的練習(xí)難度也隨之增大，提高了被試的手指靈敏與手眼協(xié)調(diào)能力，因此提升效果較為明顯。

表2 干預(yù)前、后男、女智障兒童關(guān)節(jié)活動(dòng)度變化情況統(tǒng)計(jì)表（M±SD）

3 結(jié)論

智力障礙兒童適應(yīng)性體育運(yùn)動(dòng)屬于中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，可以有效提高智力障礙兒童的心肺功能、肌肉力量以及關(guān)節(jié)活動(dòng)度，但是也有個(gè)別肌群（比如髖屈肌、髖伸肌、軀干伸肌和軀干屈肌）和個(gè)別關(guān)節(jié)（比如髖關(guān)節(jié)前屈、髖關(guān)節(jié)外展、肩關(guān)節(jié)伸展、膝關(guān)節(jié)伸展和肩關(guān)節(jié)內(nèi)收）變化不大。