精準鍛煉：AI技術(shù)賦能跳繩項目的實踐探究

文/竺洪波 趙穎飛

傳統(tǒng)體育教學對學生運動數(shù)據(jù)的實時采集與運動狀態(tài)的科學監(jiān)測缺乏有效手段，存在“記錄難、量化難、監(jiān)督難、分析難”等問題，筆者所在學校結(jié)合釘釘智慧體育課堂將信息技術(shù)賦能體育鍛煉，通過智慧體育技術(shù)隨時檢測學生的運動情況，自動采集學生運動時的各項數(shù)據(jù)指標，以釘釘智慧體育平臺進行反饋和評價，從而激發(fā)學生的鍛煉興趣。同時，學校還創(chuàng)建了體育課堂云平臺大數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析，使大量運動數(shù)據(jù)得以采集、儲存、分析以及展示，并通過智慧體育課堂的平臺為學生建立運動健康成長檔案，推出了全新的智慧體育AI技術(shù)解決方案。筆者選擇AI技術(shù)功能，以跳繩項目為抓手進行實踐研究。通過對一年級跳繩教學的實時跟蹤，借助AI技術(shù)進行課堂教學應(yīng)用和體育家庭鍛煉數(shù)據(jù)采集，持續(xù)關(guān)注學生的跳繩興趣和訓練成效。

一、智慧體育AI技術(shù)，助力師生發(fā)展

AI技術(shù)具有語言處理、圖像識別、語言識別等功能，學生在跳繩時不僅可以看到跳繩動作，還可以聽到語言提示和成績顯示。AI技術(shù)的可視功能、打卡定時提醒和評價反饋功能，改變了以往體育鍛煉枯燥無味、鍛煉數(shù)據(jù)不真實、鍛煉效果不理想等問題，有助于體育教師高效教學和學生積極參與。

（一）AI可視功能，助力教師高效教學

1.線上線下海量資源

傳統(tǒng)體育課主要以線下面授為主，而信息化背景下的體育教學可以線上線下相結(jié)合，借助釘釘智慧體育平臺進行視頻和任務(wù)推送，如跳繩微課、繩操、輔助動作、分解練習、跳繩策略和吉尼斯挑戰(zhàn)等，能讓體育課堂更加靈活，同時平臺中海量的教學資源、專業(yè)的指導視頻庫，方便教師更好地進行個性化推送和指導。

2.技術(shù)提升工作效率

AI技術(shù)方便班主任和體育教師布置體育作業(yè)，同時對學生體育作業(yè)數(shù)據(jù)分析、管理和評價更科學，幫助教師更好地開展體育教學工作。體育教師將AI打卡任務(wù)發(fā)布到釘釘平臺，班級中學生、家長和教師可同步學習，起到相互監(jiān)督和促進作用，教師在平臺上可以及時點評提升學生鍛煉的積極性，平臺通過頒發(fā)電子獎狀促進學生鍛煉持續(xù)性和興趣。

（二）AI可視功能，助力學生堅持鍛煉

1.自律運動更自由

AI可視功能具有定時提醒功能，可以幫助學生養(yǎng)成良好的鍛煉習慣，應(yīng)用釘釘“AI跳繩”APP，通過在線運動挑戰(zhàn)，學生可以清楚地看到自己的跳繩動作和數(shù)據(jù)，形成你追我趕的良性競爭氛圍。因為操作方便，學生能自律地完成任務(wù)挑戰(zhàn)，通過跳繩項目鍛煉，學生跳繩動作技術(shù)更加規(guī)范。

2.運動效果更直觀

“AI跳繩”APP采用AI識別技術(shù)記錄跳繩數(shù)據(jù)，同時還可以配合運動手環(huán)心率監(jiān)測功能，實時生成跳繩成績和個人心率變化，通過大數(shù)據(jù)后臺反映出學生的運動數(shù)據(jù)，清楚地知道學生的運動狀況，并在云端后臺生成運動數(shù)據(jù)，記錄學生鍛煉視頻和個人健康檔案，不僅可以實時觀看還可以回放學習，大大提升運動效率。

二、智慧體育AI技術(shù)，推動“云端”運動

（一）AI“云端”，參與更廣泛

智慧體育以大數(shù)據(jù)為支撐推動全民運動，通過“大手拉小手”的方式開啟全家總動員，利用平臺積分賽、挑戰(zhàn)賽和守擂賽等模式，學校開展了精彩紛呈的“云端運動會”，借助“AI跳繩”APP平臺開展擂臺挑戰(zhàn)賽，激勵學生居家運動，鼓勵親子參與運動，如單人挑戰(zhàn)賽、雙人合作賽、跳繩積分賽和跳繩守擂賽等。特別值得一提的是親子跳繩合作賽項目，帶動了一大批學生和家長參與體育運動，為全民健身作出貢獻。在活動中家長陪伴孩子一起鍛煉，建立良好的親子關(guān)系，既提升了自身身體素質(zhì)，又營造了良好的體育鍛煉氛圍，受到很多家庭的支持和歡迎。

（二）AI“云端”，評價更多元

借助大數(shù)據(jù)，及時評價和反饋進一步提升了學生鍛煉的積極性和運動效果。體育課堂中借助智慧體育設(shè)備，通過“AI跳繩”APP平臺，可以實時監(jiān)控班級學生的運動負荷。只需要一臺平板電腦、一個微型感知基站，通過智慧體育平臺將數(shù)據(jù)清晰呈現(xiàn)，當運動過量時可以及時通過心率指數(shù)反饋，精準調(diào)整運動負荷，避免運動安全隱患，同時也可以監(jiān)測到運動負荷過低等現(xiàn)象，進行語言提示、勛章獎勵和數(shù)據(jù)反饋等評價機制，適時評價調(diào)整，讓運動更加高效、安全和可靠。

（三）AI“云端”，數(shù)據(jù)更精準

通過信息技術(shù)監(jiān)測學生的運動心率，更加精準地做到因材施教、因人而異。課程結(jié)束后，生成個人課堂數(shù)據(jù)報告，包括個人平均心率、最高心率、運動強度、運動密度等情況分析，學生個人數(shù)據(jù)與班級平均數(shù)據(jù)的差異分析，幫助體育教師更加精準了解學生之間的差距，做好個性化訓練輔導，實現(xiàn)精準化教學。課后通過班級分析，自動生成班級數(shù)據(jù)報告，科學分析體育課運動密度、運動強度、平均心率等數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)評估課程設(shè)計是否合理，幫助體育教師優(yōu)化課堂教學。

三、智慧體育AI技術(shù)，凸顯運動處方

習近平總書記號召“讓孩子們跑起來”，鼓勵和倡導學生增加戶外活動，確保每天戶外活動不少于1小時，智慧體育AI技術(shù)可以生成個人運動處方，助力學生健康成長。

（一）運動處方，聲光提示

通過大數(shù)據(jù)分析形成個人健康檔案，精準推送運動處方，借助運動手環(huán)可以實時監(jiān)控學生的運動心率，運動手環(huán)監(jiān)測有提示功能：當運動強度過大時會發(fā)出鳴叫聲提示，需要適當調(diào)整運動量；當持續(xù)的心率過快指示燈會閃爍紅光，提示學生需要調(diào)整運動負荷。教師可以根據(jù)“AI跳繩”APP平臺數(shù)據(jù)、圖片和視頻進行及時反饋，清楚地看到哪些學生運動量達標，哪些學生運動量偏小甚至不合理。借助運動手環(huán)的聲光提示功能保障學生運動安全，真正做到大數(shù)據(jù)下的體育與信息技術(shù)相互融合。

（二）運動處方，強度可測

參考運動處方利用運動手環(huán)，監(jiān)測室內(nèi)外大課間運動負荷，因為疫情需要避免學生聚集鍛煉，學校體育組積極調(diào)整方案，開展因地制宜、錯時錯峰的大課間運動，合理安排場地和跳繩內(nèi)容，融入素質(zhì)練習，將跳繩訓練技巧與方法融入大課間中，開展跳繩訓練提升頻率，例如規(guī)定數(shù)量跳或者不同時間計時跳，一般練習5組左右沖刺快速跳繩；跳繩訓練提升耐力，例如規(guī)定數(shù)量300或500連續(xù)跳或者規(guī)定時間2分鐘或3分鐘耐力提升跳繩，也有跳繩接力和集體跳繩等保障學生必要的運動強度和運動效果。

（三）運動處方，健康可期

以運動處方為抓手，借助“數(shù)據(jù)”分析合理安排運動強度，讓體育鍛煉針對性更強，更能滿足學生個性化需求，不僅讓因材施教具有時代特征，也使運動量的安排更適宜和安全，深受學生和家長的歡迎。因此，學校體育作業(yè)采用釘釘“打卡”，借助信息技術(shù)功能更好地記錄學生健康檔案，讓學生的健康有數(shù)據(jù)可依，更有說服力。

四、智慧體育AI技術(shù)，保障運動安全

借助AI技術(shù)提高工作效率，保障安全。大數(shù)據(jù)采集準確安全可靠，讓教師更輕松，家長更放心。強大的功能和豐富的課程資源為學生鍛煉提供便利，通過視頻在線學習和釘釘打卡，借助平臺大數(shù)據(jù)分析，生成個性化運動處方推送服務(wù)，真正實現(xiàn)家校運動安全保障的功能。

（一）AI應(yīng)用，省心省事

接受新技術(shù)，應(yīng)用新事物來打造智慧體育課堂，利用釘釘直播和AI技術(shù)改變了傳統(tǒng)授課模式，讓學生居家也可以學習到體育健康知識參與體育鍛煉，多樣的授課模式和真實的線上挑戰(zhàn)，激發(fā)了學生的運動興趣，也改變了以往教師需要拿點名冊、筆、秒表和口哨等工具進入課堂，現(xiàn)在只要拿一臺平板電腦就可以代替以往所有的工具，操作過程中還能避免點名冊找不到、數(shù)據(jù)丟失的煩惱。及時記錄和實時反饋功能讓體育教師工作更加省心省事。

（二）AI檔案，數(shù)據(jù)直觀

教學中采用“AI跳繩”APP平臺，直接采集數(shù)據(jù)和生成成績，利用“數(shù)據(jù)”的采集和儲存，把每個學生的各項成績、個性特長、情感需要和興趣愛好等及時記錄形成大數(shù)據(jù)共享。課堂中學生以個人或團隊分組能力分組挑戰(zhàn)，既能滿足學生個性差異和情感需求，又能充分調(diào)動不同層級學生的積極性，讓小組比賽和挑戰(zhàn)更具有懸念性，激發(fā)學生內(nèi)驅(qū)力。學生的成長進步以數(shù)據(jù)為依據(jù)，讓家長更全面了解孩子的健康狀況。

通過對一年級學生寒假返校后第一個月跳繩數(shù)據(jù)測試分析和期末跳繩測試成績進行對比，一年級各班跳繩成績明顯提升，通過一學期學生的努力和家長的支持配合，學生的體質(zhì)達標成績不但沒有受到假期的沖擊，反而穩(wěn)步提升，這都依托于AI技術(shù)賦能，保障運動效率和安全，同時也促進了家校合作全民鍛煉的有序開展（圖1)。

（三）AI家校，橋梁紐帶

利用信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)存儲功能，不僅教師可以清晰看到每個學生的成績進步曲線，而且家長也可以在后臺看到孩子的點滴進步。信息技術(shù)賦能借助釘釘家校平臺，很好地起到了橋梁紐帶作用，在數(shù)字化智慧校園打造中，體育學科在教學信息化、運動負荷科學化，賦能精準體育鍛煉提升學生體質(zhì)健康，自從應(yīng)用AI技術(shù)后學生在運動受傷方面情況不斷改善，避免一些因動作錯誤或強度過大而造成的受傷現(xiàn)象，隨著AI技術(shù)的發(fā)展成熟和推廣，相信在保障運動安全方面會更加完善。

五、智慧體育AI技術(shù)，初見階段成效

第一，教師減負，效率提高。AI技術(shù)滿足體育教學管理智能化，教學過程“數(shù)字化、可視化”和教學數(shù)據(jù)“精準化”分析的教學需求，利用一臺平板電腦，借助“AI跳繩”APP平臺，教師減少工作負擔，讓跳繩數(shù)數(shù)、成績輸入和成績分析等繁瑣環(huán)節(jié)有技術(shù)支持，操作方便且數(shù)據(jù)準確，直接推動了體育課堂教學效率。

第二，學生增質(zhì)，安全可控。AI技術(shù)保障學生在可控的運動負荷下鍛煉，減少運動損傷和安全事故的發(fā)生，借助智慧體育課堂，利用運動手環(huán)監(jiān)測運動負荷，有效地監(jiān)管學生運動負荷，讓想偷懶的學生沒有漏洞可鉆，同時可以靈活調(diào)整課堂運動量，減少課堂安全隱患的發(fā)生。

第三，智慧體育，興趣提升。通過大數(shù)據(jù)記錄，不僅有說服力，也更便捷，家長可以清晰看見孩子的成長歷程，學生也更清楚自己的水平。AI技術(shù)同時改善家庭鍛煉氛圍，借助智慧體育項目利用“AI跳繩”APP平臺，推動全民體育鍛煉的氛圍和習慣，真正實現(xiàn)運動無處不在的可能。