基于人工智能的體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑研究

李前磊（上海民辦圣華紫竹雙語學(xué)校 上海 200241）

2022 年4 月，教育部發(fā)布《義務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡稱新課標(biāo)）。新課標(biāo)將于2022年秋季學(xué)期開始正式施行。作為未來10 年我國基礎(chǔ)體育教育發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，它的出現(xiàn)備受關(guān)注。新課標(biāo)中提出了體育與健康課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，主要是指學(xué)生通過體育與健康課程學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，包括運(yùn)動能力、健康行為和體育品德等方面。核心素養(yǎng)作為體育與健康課程的目標(biāo)，將在未來的很長一段時間中成為一線體育教師們關(guān)注的熱點議題。如何更加有效地提升學(xué)生的核心素養(yǎng)是開展本研究的內(nèi)在動力。

目前，人工智能在學(xué)校體育中被廣泛地應(yīng)用，主要應(yīng)用在以下幾個方面。運(yùn)動數(shù)據(jù)分析：通過人工智能技術(shù)，可以對學(xué)生的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和匯總，如身高、體重、跑步速度、力量等指標(biāo)。通過分析這些數(shù)據(jù)，可以了解學(xué)生的運(yùn)動水平和體能狀況，為教師量身定制合適的體育訓(xùn)練計劃提供依據(jù)。運(yùn)動技能評估：人工智能可以通過圖像、視頻分析技術(shù)對學(xué)生的運(yùn)動技能進(jìn)行評估。通過識別和分析學(xué)生的動作，判斷動作的準(zhǔn)確性、流暢度和技術(shù)水平。這樣的評估結(jié)果可以幫助教師更準(zhǔn)確地了解學(xué)生的運(yùn)動技能，并進(jìn)行個性化的指導(dǎo)和訓(xùn)練。身體狀態(tài)監(jiān)測：人工智能技術(shù)可以結(jié)合傳感器和智能穿戴設(shè)備，實時監(jiān)測學(xué)生的身體狀態(tài)，如心率、血壓、運(yùn)動量等。通過對這些數(shù)據(jù)的收集和分析，可以為學(xué)生提供個性化的健康建議和運(yùn)動指導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地管理自己的健康。虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練：虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以通過模擬各種運(yùn)動場景和情境，提供更多樣化、靈活的訓(xùn)練體驗。學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備進(jìn)行身臨其境的運(yùn)動訓(xùn)練，提高運(yùn)動協(xié)調(diào)性、反應(yīng)速度和決策能力。個性化推薦：根據(jù)學(xué)生的興趣、偏好和身體素質(zhì)等因素，結(jié)合人工智能算法，進(jìn)行個性化的體育活動推薦。通過分析學(xué)生的數(shù)據(jù)和特征，系統(tǒng)可以推薦適合學(xué)生的運(yùn)動項目和訓(xùn)練計劃，促進(jìn)學(xué)生參與到感興趣的體育活動中去?？梢钥闯鋈斯ぶ悄茉趯W(xué)校體育中的一些應(yīng)用，這些應(yīng)用可以提升學(xué)生的體育教學(xué)效果，幫助教師更好地了解和指導(dǎo)學(xué)生的體育鍛煉，同時也可以增加學(xué)生參與體育活動的興趣和樂趣。

本研究采用文獻(xiàn)分析法、參與式觀察法等考察了基于人工智能的體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑分析，相應(yīng)的研究結(jié)果可以為一線教師在信息素養(yǎng)提升、科研能力培養(yǎng)等方面提供理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本研究的意義在于：（1）實踐意義，通過研究基于人工智能的體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑，可以豐富和改善中小學(xué)體育與健康課程的教學(xué)實踐。結(jié)合人工智能技術(shù)，可以為教師和學(xué)生提供更精準(zhǔn)、個性化的教學(xué)資源和引導(dǎo)，提升教學(xué)效果和學(xué)習(xí)體驗；（2）教育改革意義，基于人工智能的體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑的研究結(jié)果，可以為體育與健康課程的教學(xué)改革提供有益借鑒。人工智能技術(shù)能夠推動課程個性化、拓展教學(xué)輔助工具和創(chuàng)新評價方式，促進(jìn)課程的全面發(fā)展和學(xué)生素質(zhì)的提升；（3）學(xué)術(shù)價值，本研究在探討體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑的同時，結(jié)合了人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對于學(xué)術(shù)研究也具有一定的創(chuàng)新性和先導(dǎo)性。在理論上填補(bǔ)了這方面的研究空白，為后續(xù)相關(guān)研究提供了基礎(chǔ)和參考。

1、體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成概述及當(dāng)前困難點

《義務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》中規(guī)定體育課程的目標(biāo)就是培養(yǎng)并提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，包括運(yùn)動能力、健康行為和體育品德等方面。本部分將結(jié)合作者從事一線教學(xué)的經(jīng)驗就各個目標(biāo)達(dá)成的困難點進(jìn)行分析，只有知道難點在何處，才可以采取針對性的干預(yù)措施。

1.1、運(yùn)動能力目標(biāo)達(dá)成的困難點

當(dāng)前中小學(xué)生體育運(yùn)動能力目標(biāo)達(dá)成中存在一些困難點，主要包括以下幾個方面：首先，缺乏足夠的體育運(yùn)動時間和場地。由于學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)、課外班和考試壓力等原因，中小學(xué)生的體育運(yùn)動時間和場地受到限制，影響了他們的體育運(yùn)動能力的培養(yǎng)；其次，學(xué)校與家庭重視程度不足。有些學(xué)校對體育教育的重視程度不夠高，導(dǎo)致體育運(yùn)動在課程設(shè)置和教學(xué)組織方面存在不足。同時，家庭對孩子參與體育運(yùn)動的支持和引導(dǎo)也不夠，缺乏良好的體育鍛煉氛圍；再次，偏重理論而缺乏實踐。有時候，體育課程過于注重理論知識的傳授，忽視了實際操作和實踐鍛煉的機(jī)會，導(dǎo)致學(xué)生在實際體育運(yùn)動中的能力相對薄弱；最后，隨著年齡增長，興趣逐漸下降。隨著中小學(xué)生年齡的增長，他們的興趣愛好可能逐漸轉(zhuǎn)向其他方面，導(dǎo)致對體育運(yùn)動的興趣逐漸下降，從而影響了他們的體育運(yùn)動能力的進(jìn)一步發(fā)展。

1.2、健康行為目標(biāo)達(dá)成的困難點

當(dāng)前中小學(xué)生健康行為目標(biāo)達(dá)成中存在一些困難點，主要包括以下幾個方面：（1）不良生活習(xí)慣，一些中小學(xué)生存在不良的生活習(xí)慣，如不定時作息、過度沉迷于電子設(shè)備、飲食不均衡等，這些不良生活習(xí)慣會影響他們的健康行為的培養(yǎng)和形成；（2）缺乏相關(guān)知識和意識，有些中小學(xué)生對于健康的相關(guān)知識了解不足，并且缺乏對健康問題的重視和意識，導(dǎo)致他們在日常生活中沒有形成良好的健康行為；（3）家庭環(huán)境和社會影響，家庭環(huán)境和社會影響也是影響中小學(xué)生健康行為的因素之一。如果家庭環(huán)境不夠健康，或者社會對健康行為的引導(dǎo)和宣傳不夠，都會對中小學(xué)生的健康行為目標(biāo)的達(dá)成造成困擾；（4）學(xué)校資源和教育力度不夠，有些學(xué)校在健康行為教育方面的資源和教育力度不夠，無法提供全面的健康教育，也無法引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成健康的行為習(xí)慣。

1.3、體育品德目標(biāo)達(dá)成的困難點

當(dāng)前中小學(xué)生體育品德目標(biāo)達(dá)成中存在一些困難點，主要包括以下幾個方面：首先，競爭壓力和獲勝至上的觀念：在一些體育競技環(huán)境中，中小學(xué)生面臨著激烈的競爭壓力和獲勝至上的觀念。這種觀念可能導(dǎo)致學(xué)生為了贏得比賽而不擇手段，缺乏體育道德和公平競爭意識；其次，缺乏合作精神和團(tuán)隊意識：一些中小學(xué)生缺乏合作精神和團(tuán)隊意識，更關(guān)注個人利益和成就，而忽視了與隊友合作、互助和團(tuán)隊協(xié)作的重要性。這影響了中小學(xué)生體育品德的培養(yǎng)；此外還有道德教育和引導(dǎo)不足：有些學(xué)校在體育教育中強(qiáng)調(diào)技能和成績，而對于體育品德的培養(yǎng)和引導(dǎo)不夠重視。缺乏正面的道德教育和引導(dǎo)，難以促使中小學(xué)生形成正確的體育品德觀念和行為習(xí)慣；最后，考試壓力和時間分配問題：受到學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)和考試壓力的影響，一些中小學(xué)生參與體育活動的時間被削減，限制了他們在體育品德方面的培養(yǎng)。

2、人工智能助力體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑分析

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）指的是通過計算機(jī)和機(jī)器模擬人類智能的能力和行為的科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域。人工智能的目標(biāo)是使計算機(jī)系統(tǒng)能夠模擬和執(zhí)行人類智能的各種任務(wù)，包括感知、理解、推理、學(xué)習(xí)、決策等過程。隨著科技的不斷發(fā)展，人工智能在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如自動駕駛、智能助理、機(jī)器翻譯、醫(yī)療診斷等。人工智能的含義也在不斷演進(jìn)和擴(kuò)展，旨在模擬和實現(xiàn)人類智能的各個方面和能力。本部分將通過邏輯分析法分析人工智能助力體育與健康課程核心素養(yǎng)達(dá)成的路徑。

2.1、人工智能助力中小學(xué)生運(yùn)動能力目標(biāo)達(dá)成

本研究認(rèn)為人工智能技術(shù)助力中小學(xué)生體育與健康課程核心素養(yǎng)中的運(yùn)動能力目標(biāo)達(dá)成可以通過以下路徑實現(xiàn)：（1）運(yùn)動數(shù)據(jù)收集和分析，使用傳感器、智能設(shè)備等輔助工具，收集學(xué)生在體育活動中的運(yùn)動數(shù)據(jù)，如步數(shù)、跑步速度、心率等。通過人工智能技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解讀，了解學(xué)生的運(yùn)動水平，推斷其身體素質(zhì)和健康狀況；（2）個性化訓(xùn)練計劃，結(jié)合學(xué)生的運(yùn)動數(shù)據(jù)和身體狀況，利用人工智能算法生成個性化的訓(xùn)練計劃?；趯W(xué)生的運(yùn)動能力和需求，系統(tǒng)可以提供針對性的運(yùn)動項目、強(qiáng)化訓(xùn)練或技巧練習(xí)，幫助學(xué)生有針對性地提高自己的運(yùn)動能力；（3）智能互動教學(xué)，借助虛擬現(xiàn)實（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）等技術(shù)，人工智能可以模擬各種運(yùn)動場景和情境，提供沉浸式的互動教學(xué)體驗。學(xué)生可以通過與虛擬教練或虛擬對手的互動參與實踐，從而提高運(yùn)動技能和反應(yīng)能力；（4）動作識別與評估，人工智能技術(shù)可以通過圖像、視頻分析等方法對學(xué)生的運(yùn)動動作進(jìn)行識別和評估。系統(tǒng)能夠在實時或事后提供運(yùn)動動作的準(zhǔn)確性、流暢度等方面的反饋，幫助學(xué)生糾正錯誤并改進(jìn)技術(shù)；（5）場景模擬與競技訓(xùn)練，利用人工智能模擬各種運(yùn)動場景，例如足球比賽、籃球投籃訓(xùn)練等，提供實際比賽和訓(xùn)練的虛擬體驗。學(xué)生可以通過仿真訓(xùn)練培養(yǎng)自己的戰(zhàn)術(shù)意識、決策能力和團(tuán)隊合作等關(guān)鍵能力。

這些路徑結(jié)合了人工智能的數(shù)據(jù)分析、個性化推薦和交互式教學(xué)等技術(shù)特點，幫助中小學(xué)生實現(xiàn)在體育與健康課程中運(yùn)動能力目標(biāo)的發(fā)展與提升。同時，教師在引導(dǎo)和輔導(dǎo)學(xué)生時也需要充分了解和利用人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，提供更有針對性和個性化的指導(dǎo)和教育資源。

2.2、人工智能助力中小學(xué)生健康行為目標(biāo)達(dá)成

當(dāng)前人工智能技術(shù)助力中小學(xué)生體育與健康課程核心素養(yǎng)中的“健康行為”目標(biāo)達(dá)成可以通過以下路徑實現(xiàn)，主要包括以下幾個方面。第一，健康數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析：人工智能可以結(jié)合傳感器和智能設(shè)備，實時監(jiān)測學(xué)生的健康數(shù)據(jù)，如心率、睡眠質(zhì)量、消耗卡路里等。通過對這些數(shù)據(jù)的收集和分析，系統(tǒng)可以評估學(xué)生的身體狀況，幫助他們了解自己的健康狀態(tài)，并調(diào)整自己的健康行為；第二，個性化健康指導(dǎo)：基于學(xué)生的健康數(shù)據(jù)和個人特征，人工智能可以提供個性化的健康指導(dǎo)和建議。例如，根據(jù)學(xué)生的運(yùn)動水平和飲食習(xí)慣，系統(tǒng)可以推薦適合他們的鍛煉計劃和飲食方案，幫助他們形成良好的健康行為；第三，健康行為培養(yǎng)游戲化：人工智能可以將健康行為的培養(yǎng)過程通過游戲化設(shè)計的方式呈現(xiàn)，提高學(xué)生的參與度和積極性。通過虛擬角色或挑戰(zhàn)任務(wù)，促使學(xué)生在日常生活中養(yǎng)成健康行為的習(xí)慣，如定時鍛煉、良好的睡眠和飲食習(xí)慣等；第四，健康信息獲取與傳達(dá)：人工智能可以幫助學(xué)生獲取可靠的健康信息，并幫助他們理解和傳達(dá)這些信息。例如，通過智能助手等渠道提供專業(yè)的健康知識和建議，促使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的健康行為并傳達(dá)給家庭和同伴。

這些路徑利用了人工智能技術(shù)中的數(shù)據(jù)分析、個性化推薦和互動游戲等特點，幫助中小學(xué)生實現(xiàn)在體育與健康課程中“健康行為”目標(biāo)的達(dá)成。同時，教師在引導(dǎo)和教育學(xué)生時也需要結(jié)合人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，提供更準(zhǔn)確、個性化和科學(xué)的健康指導(dǎo)。

2.3、人工智能助力中小學(xué)生體育品德目標(biāo)達(dá)成

當(dāng)前人工智能技術(shù)助力中小學(xué)生體育與健康課程核心素養(yǎng)中的“體育品德”目標(biāo)達(dá)成可以通過以下路徑實現(xiàn)：第一，互動游戲與虛擬角色。借助人工智能技術(shù)，可以開發(fā)出與學(xué)生互動的游戲和虛擬角色，引導(dǎo)他們在虛擬環(huán)境中體驗和實踐體育品德。通過與虛擬角色的互動，學(xué)生可以模擬和體驗不同的體育情境，培養(yǎng)團(tuán)隊合作、公平競爭、友誼等品德；第二，情境模擬與案例分析。通過人工智能技術(shù)，可以模擬各種體育情境和案例，讓學(xué)生參與和分析其中的道德沖突和取舍。學(xué)生可以通過模擬情境的討論和反思，增進(jìn)對體育品德的理解和認(rèn)識，并培養(yǎng)正確的價值觀和行為準(zhǔn)則；第三，個性化道德引導(dǎo)。結(jié)合學(xué)生的個性特點和發(fā)展需要，借助人工智能技術(shù)可以提供個性化的道德引導(dǎo)和反饋機(jī)制。通過分析學(xué)生的行為數(shù)據(jù)和言行舉止，系統(tǒng)可以識別其中的道德問題，并提供相關(guān)的引導(dǎo)和教育，幫助學(xué)生形成正確的體育品德觀念。

這些路徑利用了人工智能技術(shù)中的互動游戲、情境模擬、個性化引導(dǎo)等特點，幫助中小學(xué)生實現(xiàn)在體育與健康課程中“體育品德”目標(biāo)的培養(yǎng)與提升。同時，教師在引導(dǎo)和教育學(xué)生時也需要結(jié)合人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，提供更全面、個性化和積極的品德引導(dǎo)。

3、結(jié)語

本研究旨在探討基于人工智能的體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑。通過分析《義務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》中的核心素養(yǎng)和目標(biāo)，結(jié)合當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展，本研究提出了一系列具體的助力路徑。首先，在運(yùn)動能力目標(biāo)方面，人工智能可以通過運(yùn)動數(shù)據(jù)分析、虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練、動作識別與評估等技術(shù)手段，幫助學(xué)生提高運(yùn)動水平和技能；其次，在健康行為目標(biāo)方面，人工智能能夠收集和分析學(xué)生的健康數(shù)據(jù)，為他們提供個性化的健康指導(dǎo)和培養(yǎng)游戲化的方式，培養(yǎng)健康的生活習(xí)慣和行為；最后，在體育品德目標(biāo)方面，人工智能可以利用虛擬角色、情境模擬和個性化道德引導(dǎo)等方法，在體育活動中培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識、公平競爭精神和友誼互助等品德。

本研究的結(jié)果表明，基于人工智能的體育與健康課程目標(biāo)達(dá)成路徑能夠有效促進(jìn)學(xué)生在運(yùn)動能力、健康行為和體育品德等方面的發(fā)展。這對于中小學(xué)體育與健康課程的教學(xué)改革和人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。然而，本研究還存在一些限制和挑戰(zhàn)。例如，技術(shù)的可行性、隱私保護(hù)、公平性等問題需要進(jìn)一步探索和解決。同時，教師和學(xué)生對于人工智能技術(shù)的接受程度和能力也是一個需要考慮的因素。未來的研究可以進(jìn)一步深入探討如何充分利用人工智能技術(shù)，設(shè)計更加精準(zhǔn)和個性化的體育與健康課程，以提高學(xué)生的整體素質(zhì)和綜合能力。此外，還可以研究如何培養(yǎng)學(xué)生對于人工智能技術(shù)的理解和應(yīng)用能力，以適應(yīng)未來社會對于人工智能的需求和挑戰(zhàn)。