体质健康大数据驱动的体育分层教学改革思路探析

钟亚平 谷厚鑫 刘鹏

摘 要：当前我国体育教学往往采用一刀切的教学内容和教学方法，忽视了学生体质健康的个体差异。分层教学为因材施教提供了可能，但是现有的体育分层教学研究和实践主要以体育成绩和运动技能作为分层依据，对学生体质健康问题缺乏考量。分析表明，体质健康大数据不仅可以为学生分层提供事实依据，还能够为预防运动风险和体育教学评价提供有效手段，成为学校体育分层教学的有力支撑。以“健康第一”为指导思想，以分层教学、数据驱动和运动处方为理论依据，基于研究团队的体育教学改革经验，提出了体质健康大数据驱动的体育分层教学改革框架，为不同层次的学生提供强针对性的体育教学方案，提高学生健康促进的精准性与科学性；不仅可以促进不同层次学生体质健康的全面发展，而且可以加强学生的运动风险管理，为学校体育教学改革提供了新思路。

关键词：体质健康；大数据驱动；体育分层教学；体育教学改革

中图分类号：G807 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2018）03-0106-06

Abstract：Currently， the PE （physical education） class， more often than not， adopts the "one size fits all" approach in terms of teaching contents and methods that surely ignore the students' personalized physique development. Hierarchical Teaching of PE， then， makes it possible to concern the individuality of students when teaching. It seems that， students' PE score and physical skills were often taken as the baselines of grading in the current teaching research and practice in hierarchical teaching of PE， setting the issues of students' physique health out of consideration. The analytical results showed that， big-data driven of students' physique health， as the solid supports of Hierarchical Teaching of PE， can not only provide the fundamental reference of grading， but also function as a feasible approach to avoid the risks in athletic sports and the evaluations of PE class. With "health comes first" as the guideline as well as hierarchical teaching of PE， data-driven and physical prescription as the baselines， the present study attempted to put forward the framework of the hierarchical teaching of PE based on the former teaching reform of PE. Students of varying grades can benefit from it by the specific educational agenda， so that the precision and scientificity of their health can be improved. Moreover， it can not only improve students' all-round development in different grades， but also enhance the management of students' physical risks， which will provide the new ideas for the educational reform in PE class.

Key words：physique health； big-data driven； hierarchical teaching of PE； educational reform of PE

學生的体质健康水平直接关系着社会的发展、国家的未来和民族的前途。然而，近年来国家学生体质健康监测显示，我国学生的体质健康状况连年持续下滑，主要表现为：肺活量指数处于低水平，超重和肥胖问题越来越严重，近视率继续增加并呈低龄化倾向，耐力素质一直在低位徘徊等[1]。解决学生体质健康问题的思路有很多，但是重点还是要从学校体育入手。这是因为学生的主要活动时间和活动空间都在学校，同时增进学生健康也是学校体育的首要目标。2011版《体育与健康课程标准》（修订版）指出：体育与健康课程以“健康第一”为指导思想，……，该课程以身体练习为主要手段，以学习体育与健康知识、技能和方法为主要内容，以增进学生健康，培养学生终身体育意识和能力为主要目标[2]。在学生体质健康问题日益严重的背景下，把增进学生健康作为学校体育的目标取向具有重要现实意义[3]。近年来，虽然我国学校体育工作取得了长足的进步，但是增进学生健康这一目标尚未能实现，更为严重的是学校体育教学改革也陷入了困境。文章在分析常规体育教学问题的基础上，阐述了体质健康大数据破解学校体育教学困境的可能性，并提出基于大数据驱动的学校体育分层教学改革思路。

1 常规体育教学忽视了学生体质健康的个体差异

1.1 不同学生的体质健康状况存在个性化差异

由于受到先天遗传、营养状况、生活方式等因素的影响，同一班级中不同学生的体质健康状况存在着明显差异。有的学生体质健康状况良好，有的学生体质健康存在问题。体质健康不达标学生的问题也不尽相同，有的学生肺活量不够，有的学生超重肥胖，有的学生营养不良，有的学生爆发力不够，有的学生耐力素质低下，有的学生速度不达标，有的学生柔韧不达标等等。由于不同学生的体质健康问题不同，要想提高学生的体质健康水平，就应该为不同体质健康问题的学生提供具有强针对性的教学内容和教学方法，即运动项目、运动强度、运动方式和运动时间等要素都要适应不同类型学生体质健康促进的需要。

1.2 常规体育教学难以兼顾学生多样的体质健康问题

当前我国学校体育教学主要是粗放式、整体划一的群体性教学，即对整个班级学生给予同样的运动项目、运动方式和运动强度，难以兼顾班上的所有学生，缺乏针对性的体育教学难以促进学生体质健康的全面发展。事实上，体育课程标准将教学内容、教学方法的选择权已经下放。2011版课程标准指出：“根据三级课程管理的要求加大课程内容的选择性。各地、各校和教师在制订具体的课程实施方案时，可以依据课程的学习目标，……，选用适当的教学内容和教学方法[2]”。虽然“体育与健康”有统一的课程标准，但是受到地区条件、学校环境、师资力量、学生学情等条件的影响，体育课程需要体育教师根据学校条件、学情等进行科学设计、开发和實施。这意味着，教师在享受教学内容、教学方法选择权的同时，有义务根据客观条件、学生学情来选择合适的教学内容和教学方法。可见，学校体育教学改革要打破传统观念，有必要为学生提供针对性、精准性的教学方案。

2 大数据为学校体育分层教学提供了有力支撑

国内学生体质健康干预主要依靠体育课程的群体性干预和学生课外自我锻炼，缺乏针对性的教学内容与教学方法，干预效果并不显著。现有的体育分层教学研究和实践一般以学生的体育成绩和运动技能作为分层依据，对学生体质健康问题缺乏考量。体质健康大数据为体育分层教学提供了有力支撑。大数据不仅是指数据样本大，更重要的是通过对海量数据的挖掘与分析，可获取有价值的知识与信息[4]。何谓数据驱动？数据驱动就是各种决策行为不再仅仅依靠经验和直觉，而是趋向于使用大数据分析的结果[5]。大数据驱动的体育教学是指体育教学决策不是仅仅基于教师的直觉和经验，而是基于学生体质健康大数据分析结果进行设计和实施。学生体质健康大数据为学校体育分层教学和学生体质健康精准性干预提供了支撑，将会成为破解学校体育教学改革困境的有效路径。

2.1 大数据可以为学生科学分层提供客观依据

常规体育教学对不同体质类型的学生给予同样的运动项目、运动方式、运动强度和运动时间，忽略了学生体质健康状况的个性化差异。分层教学以学生的个体差异为前提，针对不同层次的学生设计不同的教学目标，运用不同的教学方法来开展教学[6]。实验研究表明，体育分层教学可有效提升学生的体质健康水平，且效果明显优于常规体育教学[7]。学校体育教学要想有效地提高学生的体质健康水平，需要依据学生体质状况开展分层教学，即有针对性地为学生提供适宜的体育教学内容和教学方法。体育分层教学就是教师依据学生现有的体质健康水平，把学生科学地分成几组体质健康状况相近的群体并区别对待，学生的体质健康水平在教师恰当的分层策略和体育教学中得到最好的发展。可见，体育分层教学的分层依据主要是学生体质健康状况。历年的学生体质健康监测数据是一个典型的大数据，它能够为学生科学分层提供事实依据。

2.2 大数据可以为预防运动风险提供有效方法

在学校体育教学中，学生运动猝死的现象时有发生。我们经常可在网络、报刊上看到学生在体质测试、学校运动会、体育教学中运动猝死的新闻报道。有研究者调查了2007-2014年间的58例小学生猝死事件，其中有35例死于体育教学缺乏对疾病学生的预防管理，大约占60.34%[8]。另有研究表明，运动猝死中约有80%属于心源性猝死，即死于心脏性疾患，死亡原因以心肌梗塞、先天性心脏病和心肌炎等心源性疾病为多见[9]。在体育教学过程中，如果能对学生运动风险进行评估，对高风险的学生进行风险预警，尤其是对先天性心源性疾病学生进行预防管理，学生运动猝死的问题可以大大减少。体育教学要做到这一点，需要为运动风险评估提供可靠的数据支撑。学生体质健康大数据可以记录、分析学生的体质健康状况、已有病史、运动习惯、生活习惯等信息，大数据分析结果可为学生运动猝死风险评估、风险预警、风险管理提供可靠依据，它可作为体育教学预防学生运动风险的有效手段。

2.3 大数据可以为体育教学评价提供手段支撑

当前体育教学评价主要是达标性评价，即采用绝对评价的方式考察学生的运动技能水平和体质健康状况。这种评价属于单一的结果性评价，缺乏对学生体质健康状况的动态考察，难以有效地反映体育教学的真实效果，更无法科学地评价学生的努力程度，尤其是对体质健康水平较低的学生有失公允。比如某学生的体质健康状况较差，通过努力得到了一定程度的改善，但是单一的结果性评价难以将该学生的体育学习情况反映出来，这样的评价结果容易挫伤该学生参与体育教学和运动健身的积极性。体育教学评价应该综合考察学生的体育学习过程和体育学习结果。结果性评价可按照现有的评价方案进行，过程性评价需要综合考察体育教学实施前后学生运动技能水平、体质健康状况的变化情况。学生体质健康大数据可以为体育教学的过程性评价提供便利条件，让体育教学评价兼顾过程与结果，提高体育教学评价的科学性与有效性。

3 体质健康大数据驱动的体育分层教学改革构想

基于体质健康大数据的学校体育分层教学，就是学校和体育教师在开展体育教学过程中，依据学生体质健康大数据的分析结果，将学生分成不同的班级或组别，依据学生体质健康类型为特定群体设计针对性的教学内容和教学方法，即通过给予合适的运动项目、运动方式、运动强度和运动时间，让学生的身体素质都得到最好的发展，达到健康促进的目的。

3.1 体质健康大数据驱动的体育分层教学理论依据

3.1.1 分层教学模式

常规的班级授课制虽然降低了教育成本，但是也忽视了学生的个性化差异。为了克服这种弊端，出现了分层教学模式。分层教学就是教师依据学生现有的知识能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组各自水平相近的群体并区别对待，学生在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高[10]。分层教学的思想可追溯到两千多年前我国著名大教育家孔子的“因材施教”理念[11]，即要根据学生的具体情况施以不同的教育。美国著名教育心理学家布鲁姆提出了“掌握教学理论”，强调基于学生现有水平和已有能力，为学生提供合适的条件，学生都能达到预期目标[12]。前苏联著名教育学家维果斯基提出了“最近发展区”理论，强调基于学生的现有发展水平，提供适当的教学条件，促进学生达到潜在发展水平[13]。学校体育教学要增强学生体质健康，自然需要以学生现有的体质健康状况为基础，针对学生的体质健康状况，提供适宜的体育教学条件，因材施教地解决学生的体质健康问题。因此，基于学生体质健康大数据的分层教学是促进学生身体素质发展的有效路径。

3.1.2 数据驱动理论

常规体育教学的方案制定除开考虑《体育与健康》课程标准外，主要基于学校的条件和教师的经验来进行教学决策，健康促进往往缺乏针对性和适宜性。体育分层教学首先要对学生进行合理分层，然后分别为不同学生群体提供合理的教学方案。如何对学生进行科学分层，又怎么提供适宜的教学方案是体育分层教学的重点。体质健康大数据为体育教学的学生分层提供了有效手段，为体育教学方案的制定提供了科学依据。数据驱动本意是指决策行为不仅仅依靠经验和直觉，而是使用大数据分析的结果。体质健康大数据驱动是指体育教学决策不仅仅依靠教师的经验和直觉，而是基于学生体质健康大数据分析的结果。体质健康大数据主要是学生历年的体质健康监测数据，包括学生的体型指标、肺活量、爆发力、耐力、速度、柔韧、灵敏度、既有病史、生活习惯等。

3.1.3 运动处方理论

基于大数据的体育分层教学就是试图通过合理分层，为学生提供强针对性的体育教学内容和教学方法，这就需要为不同群体学生提供适宜的体育教学方案。教师又依据什么为不同体质类型学生提供科学的教学方案呢？运动处方理论为教师制定体育分层教学方案提供了理论依据。运动处方是指康复医师对从事体育锻炼群体，根据运动试验和体力测验，按其健康、体力以及心血管功能状况，用处方的形式规定运动种类、运动强度、运动时间及运动频率，并提出运动中的注意事项[14]。运动处方是指导人们有目的、有计划和科学地锻炼的一种方法。体育分层教学方案的制定就是要在课程标准要求下，依據不同学生群体体质健康特征，基于运动处方理论，为不同层次学生设计特定功能的运动方案，提高体育教学干预学生体质健康的适宜性，让每个层次学生的体质健康都能够得到最好发展。体育教学方案借鉴运动处方理论，并不是说严格按照运动处方的要求为每个学生提供具体运动方案，而是参考运动处方理论，为不同体质类型学生群体提供较强针对性的运动项目、运动强度、运动方式和运动时间等。

3.2 体质健康大数据驱动的体育分层教学框架设计

研究团队依据分层教学思想、数据驱动理论、新课程标准和教学改革经验，设计了体质健康大数据驱动的体育分层教学框架，如图1所示。分层教学主要分为五个环节：体质健康诊断、学生动态分层、教学方案设计、分层教学实施和分层教学评价。

3.2.1 体质健康诊断

新课标指出“体育与健康”课程要以“健康第一”为指导思想，以增进学生健康为主要目标[2]。学校体育课程要增进学生健康，自然要诊断学生的体质健康问题。体质健康大数据驱动的体育分层教学，就是要先依据《国家学生体质健康标准》分别对每个学生的体质健康问题进行诊断，学生体质健康可能存在的问题包括：超重肥胖问题、肺活量未达标、爆发力未达标、耐力未达标、速度未达标、柔韧未达标、灵敏度未达标等；然后把每个学生的体质健康问题进行归类，将其作为学生动态分层的重要依据。同时，还需要学校和教师将诊断结果以文本的形式发放给学生及家长，为开展体质健康促进动员工作提供数据支持。

3.2.2 学生动态分层

科学分层是分层教学的重要环节，分层是否合理会影响分层教学的实施效果。体质健康大数据驱动的体育分层教学，打破现有体育分层教学的分层方法，主要以学生的体质健康状况作为分层依据。具体做法是：在《国家学生体质健康标准》下，按照学生体质健康主要问题的分布情况，将学生分为3～4个层次。值得说明的是，如果组别过多，不利于分层教学的具体实施。学校可以依据这个分层方法对学生进行体育课分班，教师也可以依据这个分层方法对自然班进行体育课分组。学生体质健康状况会随着年龄的增长、运动干预等因素的影响发生变化，因此学生分层最好是动态的，一般以1个学期或1个学年为周期进行重新划分。

3.2.3 教学方案设计

教学方案设计是分层教学的核心环节，方案是否科学直接决定分层教学的最终成效。分层教学方案设计以“健康第一”为指导思想，以“体育与健康”课程标准、运动处方理论为基本依据，以有氧运动项目与身体素质练习为主要内容，以增进学生体质健康为主要目的。具体教学方案的制定以课程教学大纲和运动处方理论为依据，为不同体质健康问题的学生群体提供强针对性的教学方案。体育教学方案除开要求学生掌握基本运动技能外，更重要地是能够针对性地解决不同层次学生的体质健康问题。比如针对超重肥胖群体，主要帮助学生减掉多余的脂肪；针对速度不达标群体，主要是提高学生的运动速度；以此类推。教学方案的制定首先要从学年、学期进行整体考量，再细化到每一节课。教学方案设计需要间隔选取不同种类的运动项目（速度、耐力、力量、球类、游戏等），同时运动项目要针对不同身体部位交叉选择（上肢运动、下肢运动、全身运动）[15]；运动强度一般以最大心率HRR（220-年龄）为参照，不同群体学生均有所差异，可依据运动处方理论处理。

3.2.4 分层教学实施

分层教学的实施是体育教师按照体育分层教学方案开展体育教学的过程。基于体质健康大数据驱动的体育分层教学实施需要注意两个方面的问题。一是要为学生提供针对性的个别化指导。虽然在分层教学中，分层班级或分层组别的学生体质健康状况具有同质性（即有相似性特征），但是不同学生的体质健康状况还是有所差异，尤其对那些有特殊情况的学生要给予个别指导。比如在超重肥胖组中，有一个学生属于严重肥胖，参与大强度运动和剧烈运动比较困难，对该学生应该给予特别关注，其参与的运动项目宜以移动身体为主，运动强度不宜过大，每次运动时间不宜过长，但是可适当增加运动频率，尤其要注意控制每日饮食。二是要预防学生运动风险的发生。在体育教学中，运动性损伤、运动性疾病甚至运动性猝死时有发生。依据学生体质健康大数据的分析结果，采取系列措施对加强学生运动风险管理具有重要价值。比如，对有心源性疾病的学生（先天性心脏病、风心病、冠心病、高心病、心律失常、哮喘等）纳入运动高风险预警和管理。另外，运动均要以热身开始、有氧运动为主、整理活动结束；夏季注意防止学生中暑。

3.2.5 分层教学评价

体育分层教学的评价如果单一地评定学生的运动技能水平，务必会造成教与评的脱节、学与考的矛盾，容易挫伤学生学习体育的积极性。因此，体育分层教学的教学评价应综合采用运动技能与体质健康相结合、过程性评价与结果性评价相结合的方法。对于体质健康状况良好的学生，可主要评定学生运动技能水平的发展状况，同时兼顾学生的体质健康发展水平。对于体质健康状况存在问题的学生，不仅要考察学生的运动技能水平，更要动态考察学生的体质健康进步状况。评价方案务必综合应用过程性评价与结果性评价相结合的方法，以确保教学评价能够准确地评定学生的运动技能、体质健康、体育参与等情况。尤其是对学生的进步应给予充分的肯定，以增强其参与体育学习和运动锻炼的兴趣[16]；同时也要揭示学生体质健康尚存在的突出问题，指出学生未来努力的方向，真正做到教学评价促进学生的身体素质与运动技能共同发展。

3.3 体质健康大数据驱动的体育分层教学实施策略

3.3.1 为学生设计科学的体育分层教学方案

显而易见，分层教学方案的科学性与合理性直接影响着体育教学改革的成效。体育教学方案设计应以“健康第一”为指导思想，以学生体质健康状况为主要分层依据，以《体育与健康》新课程标准和运动处方理论为理论基础，结合所在学校体育教学的特点，科学设计适合不同层次学生的体育教学方案，从而促进不同层次学生体质健康的全面发展。为了提高体育分层教学方案的科学性，学校可聘请学校体育学、运动医学、运动与健康促进等领域的专家，对分层教学方案进行审定和修改；还可请专家对体育教学改革过程进行长期指导，真正做到“合理分层、深入改革、科学评价、增进健康”。

3.3.2 对学生及家长开展健康促进动员工作

受到升学压力、竞争压力、养育观念等因素影响，学生和家长把主要精力都放在升学考试科目上，对学生的体质健康问题重视不够。学生本人是体育行为的主体，家庭是学生成长的重要环境，家长是学生的监护人。要增进学生的体质健康务必要增强学生和家长对该问题的重视程度。基于研究团队开展的体育教学改革经验发现，对学生和家长开展健康促进动员工作，得到他们的大力支持，可有效提高体育教学改革的效果。第一，要将学生体质健康具体问题及潜在危害通报给学生本人及家长，引起他们的足够重视。第二，将体育分层教学改革举措告知学生及家长，说明学生和家长参与的重要性，请求他们支持与配合。第三，向学生及家长讲授运动习惯、健康饮食、生活习惯等方面的注意事项，要求学生和家长自觉遵守。

3.3.3 加强学生课外体育活动的组织与指导

体育教学的课内时间毕竟有限，合理地开展课外体育锻炼对促进学生体质健康具有重要价值[17]。学校和教师在开展体育分层教学改革的同时，可通过发展学生体育社团、运动专项俱乐部、体育专项竞赛等方式激发学生参与体育运动的兴趣。比如，研究团队目前正在华中师范大学附属梧桐湖学校开展的“减肥运动社团活动”，由“科研项目驱动、体育教师组织、学生自愿报名、家长支持配合”的方式进行，利用第七节课时间组织学生按照减肥运动处方开展体育锻炼（该节课不上新课，学生可自由安排），每周组织训练3～4次，要求家长严格控制学生的每日饮食与生活习惯。该项活动得到了学校领导、体育教师、学生和家长的大力支持和广泛好评，也取得了显著效果。学校和教师在组织课外体育活动的同时，还需要为每个学生提供课外体育锻炼指导。可以依据每个学生的体质健康状况，为其提供一个强针对性的课外运动处方，让学生的课外自主锻炼有据可依。

4 结论

在学生体质健康問题日益凸显的背景下，增进学生健康成为学校体育的首要目标。但是当前我国学校体育教学基本上采用一刀切的教学内容和教学方法，体质健康干预工作缺乏适应性与精准性。基于学生体质健康大数据驱动的体育分层教学，以“健康第一”为指导思想，以分层教学、数据驱动、运动处方为理论依据，以有氧运动项目与身体素质练习为主要内容，以增进学生体质健康为主要目的，为不同层次的学生提供强针对性的体育教学方案，从而促进不同层次学生体质健康的全面发展。它不仅能够提高体育教学增进学生健康的精准性与科学性，而且可以有效加强学生的运动风险管理，为学校体育教学改革提供了新思路。本研究的局限性在于提出体育分层教学改革思路尚未在实践中实施，后期研究会进一步将体育分层教学改革框架在实验学校中应用验证。

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