“健康理念”下“互联网＋”与智能穿戴设备对学校体育专项锻炼立体化监控服务的构想

□张渊 张涛 孙怀玉 高野（西安外国语大学 陕西 西安 710128）

近几年来，学生所凸显出来的因运动不足致体质下降而诱发的运动猝死、近视率飙升、肥胖、患病率上升、“三高人群”年轻化等青少年学生体质健状况状明显上升。究其原因，很重要一方面是因为没有去科学的总结和分析学校体育锻炼及学生个体锻炼需求的特点，没能做到因人施教的供给侧满足，因而也就无法达到科学发展的目标。而没能做好此议研究很大一部分是因为硬件的缺失所致，由于相关技术的缺乏，无法对数据进行科学的采集、分析和解释。学生在运动的过程中每时每刻都在产生着可以折射自身身体状况和运动天赋的数据，学生的均衡发展需要我们科学地采集这些数据，有针对性地分析每个学生的运动特点。随着智能穿戴设备的逐渐普及，在不久的将来完全可以将其作为体育课程和学生体育运动中的必备辅助教具，利用其实现对学生的运动数据即时采集，作为为学生制定符合自身实际的锻炼形式的基本依据。针对学生体质下降这一严重现实，实现中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》（2013年11月十八届三中全会通过）对整个体育提出的“强化体育课和课外锻炼，促进青少年身心健康、强健体魄”的目标，随着信息技术与经济社会的交融导致了数据飞快增长，数据已成为国家基础性战略资源，大数据概念正日益影响着全球的生产、消费活动、经济运行机制、社会生活方式和国家的治理能力。2015年9月5日，《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》(国发［2015］50号文件的提出标志着我国已将大数据发展和应用提升至国家战略层面)。研究和利用伴随人生成长长达13至14年、多达1400个左右学时数体育课的信息数据，去除和改善学校体育课被弱化和边缘化的现象，依此最大程度发挥学校体育的健身作用，最终提升学生体质，实现“中国健康梦”的目标。

1、“大数据”信息技术在学校体育应用中的不足与困境

数据每时每刻都在客观产生，个体数据要发挥作用，首先，要求完整和综合，但目前数据采集率低，这就要求智能设备的实时介入收集，导致成本巨大，收集困难；其次，个体数据应与其他教育类数据、社会类数据结合，这要求数据的结构要一致，形成数据网络共享平台，迄今为止，只有北京大学、清华大学、中国人民大学、复旦大学等少数高校建立起社会科学数据中心，但缺乏完善的数据管理与服务体系，严重降低了数据样本的丰富性与关联度，从而降低了数据的利用率。同时，为了保障个体数据和其他教育数据在采集、应用、管理等各环节的规范性，急需制定相关政策进行引导和监督。

2、大数据与智能穿戴设备融合实现立体化监控的构想

2.1、学校体育锻炼立体化监控

随着时代的发展，通过互联网技术与智能穿戴设备进行的监控能够科学准确的观察体育锻炼过程中生理参数的实时变化，为体育锻炼科学化、信息化提供预警机制。学校体育锻炼立体化监控构建的设想是在大数据时代下利用网络平台对学生从小学入校第一天起到初中、高中、大学直到离开学校，通过网络平台媒介建立立体化的体质健康监测系统或平台，从而进行合理安排学生体质监测工作，监控学生的身体锻炼情况，不仅可及时了解学生的体质状况，更重要的是后期对学生本人的科学指导健身策略，让学生养成锻炼身体的意识和习惯，提高体质与健康，从而实现体育锻炼中的一举多得，最终达到终身体育。

2.2、大数据作用于学校体育锻炼

庞大的数据量、快捷的数据传输速度、纷杂的数据多样性、数据的真实性、价值是大数据的几个基本特性。“大数据”作用于学校体育锻炼，就要在锻炼的过程中通过学生的智能客户端经过服务器上传功能到达云端，管理者通过电脑端就能知晓锻炼者的运动数据，对学生的体育锻炼进行分析评价，根据具体情况安排锻炼要求，从而提高学生的身体素质，这种管理方式有助于节约师资力量，充分利用学生的课余时间，打破时间空间对学生锻炼的限制。

2.3、“互联网+”与智能穿戴式设备的融合

智能穿戴设备是把信息的采集、记录、等功能与我们的日常穿戴相结合，成为我们穿戴的一部分，如衣服、手环、手表、鞋子等。智能穿戴设备具备两个特点：首先它是一种拥有计算、储存或传输功能的硬件终端；其次它创新性地将多媒体、传感器和无线通信等技术嵌入人们的衣着当中或使其更便于携带。在 2015年4月，李克强总理在泉州品尚商务公司走访，赞赏了该公司的运作营销模式，并强调说，“互联网+”未知远大于已知，未来空间无限，现如今，互联网技术的应用无论在商界还是工业、农业都起到着至关重要的作用。 而在互联网+新思维的业态下，将此与智能穿戴设备有机结合的实时监测可为体育锻炼者日常的运动得到高效监测的效果，将“互联网+”理念融入到智能穿戴设备中并进行科学、合理的创新管理成为趋势。

3、大数据与智能穿戴设备结合立体化监控的应用

3.1、记录运动数据

体育教学与信息技术的融合一直受到体育活动场所大、室外活动多、教学地点与教学对象不固定等条件的限制，使得信息技术很难在体育教学中应用。而且，体育课上学生属于“运动的主体，移动的个体”，要想对学生的各种运动状态和生理状态实时监控，在过去是根本不可能的。但随着无线传输技术与智能穿戴设备的出现，这一切变成了可能并成为了现实。现在市面上许多在售的智能穿戴设备都具备对“运动个体”的运动状态和生理指标进行实时监控的功能。如运动轨迹的追踪、能量消耗的判断、运动步数和时间的精确统计、睡眠时间与质量的科学分析等等。

3.2、监测学生的体制与健康

大数据对学生运动轨迹和身体素质变化记录，彻底解决了国家每年1次对于学生体质数据的采集的困难，实时的运动数据和体质数据通过分析，还能为学生个体提供运动处方，体育课的目标性将加强。目前的智能穿戴设备可以对使用者的活动参数进行监测，并及时将使用者的实时运动参数传输到智能穿戴设备上。在运动的过程中可以根据这些参数，对自己的运动情况进行调节，使得体育运动的参与者在进行运动时能够随时调整好自己的状态，对自己的运动情况进行控制调节。并且学校的体质健康监测工作通过网络平台媒介，让学生可从中了解自身体质健康状况并与教师积极交流互动，获取体育健康知识与专业的指导。

3.3、评价运动学习

“大数据”应用体育教学就是通过对体育学习过程的记录、分析对学生的体育学习效果和体育行为趋势做出判断，依据“大数据”技术的实时数据和预测判断，可以在运动项目选择、课程安排、教学方法、教学手段、教学评价等方面做到实施调整和优化，将传统的、经验的、集体教学逐步向更加科学化、可视化和个性化的教育发展。大数据技术的应用，可以使学生了解自身在运动技能学习中优点和缺点，及时改正错误动作，实现学生自我导向学习。

3.4、应用于科学研究

“大数据”技术在体育教学中的应用是一套完整的信息化工程，其最终的目的是为学生的健康服务，正如现在智能可穿戴设备的高度使用和认可，学生个体同样可以自我监控和管理，降低了健康成本和教育成本，“大数据”应用于体育教学优于其他学科的重点在于生理指标数据的可读性和可操作性高，同时强大的数据支撑又能为体育教学科研做出更大的贡献。

3.5、监控学生锻炼身体

大数据”的使用，可以实时掌握学生体育运动情况，监控学生锻炼身体。就普通学生而言，体育课是获取运动技能和体育锻炼的主要途径，根据大数据提供的学生兴趣和身体素质特征，适时地进行体育课程优化和调整，对不同年龄阶段或不同素质锻炼需要的学生个体进行指导，如肺活量、速度、耐力、核心力量、局部力量、形体等，做到均衡发展学生的身体素质，有根有据。

4、智能穿戴设备在课余体育锻炼管理中的优势

随着全媒体时代的到来，大学生群体中几乎人手一个智能手机。基于智能手机的普及，在高校推广使用智能穿戴设备已经具备了主要的物质基础。而且目前应用市场上的体育运动类APP已经开发得较成熟，可以满足计步、计算运动消耗等基本需求。同时，智能手机体积小、重量轻、方便携带，在慢跑等运动时使用不会增加太多负担。基于智能手机的便携性，学生在利用体育运动类 APP进行学习时可以进行自主学习，学校管理者也可以利用手机APP后台随时对学生的锻炼情况进行监督，而不用到学生锻炼现场实地监督。

未来智能穿戴在运动健康管理中的发展模式可能为 “智能穿戴”+“智能终端（手机）”+“云服务器”三者之间的相互串联，智能穿戴设备收集监控数据并将数据传输至智能终端，在智能终端形成相关数据后推送到云服务器，云服务器在大数据的基础下根据监测数据及穿戴者个人信息进行综合分析，得出即时性或阶段性的评估报告，最后将评估结果反馈到智能终端。在这个过程中，智能穿戴产品也可以直接将数据传送至云服务器，由云服务器分析后再将评估结果反馈至智能终端，对于装载着智能系统并有显示屏幕的智能穿戴，也可以直接在智能穿戴与云服务器之间进行数据传输，即“智能穿戴”+“云服务器”的运行模式。

4.1、实现并完成课余体育锻炼的效率

由于智能穿戴设备能够实现对个体的智能化识别、跟踪、定位、监测和管理，这就为体育成绩智能化测试、记录提供了技术上的支持。现在许多国际大型比赛当中已经广泛使用基于智能穿戴结合物联网技术的成绩记录系统。将来利用智能穿戴设备采集学生课余体育锻炼的情况，从而提高锻炼记录的效率和准确性，这将会成为高校体育现代化发展的方向。

4.2、对课余体育锻炼目标达成的有效评估

通过对学生整体运动量、运动强度的监测，可以准确地掌握体育锻炼的具体情况，有效的评估个体课余体育锻炼，为优化课余体育锻炼的管理提供最有力的数据支撑。同时，体育教师通过对个体运动量和运动强度的观察，有助于教师对学生进行有针对性的差异化教学，真正做到每个学生都有所提高。

4.3、提高体育活动课与大课间的管理效率

点名签到一直是体育活动课费时费力的一件事。学生中途离场、早退在体育活动课经常出现，但利用智能穿戴设备融合一卡通技术，体育活动课将改变传统的点名方式，实现上下课自助签到。这样既节省了教师或体育骨干上课时的点名时间，又杜绝了中途离场和提前早退的现象。另外，通过对个体和群体运动量的观察，可以帮助学校调整大课间和活动课的组织内容与管理方式，让学生每天保持充足的运动量，使“每天锻炼一小时”的国家政策落到实处。

4.4、对学生终身体育和终身健康教育的实现

终身体育绝不是一节体育课、一次长跑测试、一场比赛那样简单，它不是口号而是行动，是一场贯穿个体各个学段并走向工作，终其一生的行动。而智能穿戴设备却能将这漫长的行动通过分秒来记录，实现终身体育的终极目标即终身健康。终身体育不是目的，它只是一种方式、一个途径，课余体育锻炼管理的终极目标应该是通过培养学生终身体育的习惯实现个体的终身健康。

5、智能穿戴设备在学校体育锻炼中的运用与展望

5.1、学校健康教育的移动终端

学生的健康状况是长期的、动态的、复杂的、多方面的综合，许多健康问题隐藏在表象之下，而在表象之下如何发现潜在的健康问题也是学校健康教育一直面对却又难以解决的问题。智能穿戴设备可以对学生的运动状态进行监测，通过对学生生理指标和运动指标的收集，可以对个体健康状态进行评估，促进学生对自身健康的关注，促使学生产生改善体质健康的紧迫感，并能够有针对性地为学生制定运动处方和医疗处方。从而使智能穿戴设备成为高校健康教育的移动终端和学生个体的终生健康卫士。

5.2、替代校园卡，实现校园一卡通的颠覆性升级

智能穿戴设备可以融入校园一卡通的全部功能，从食堂到超市、从宿舍到图书馆、从进校门到出校门，只要使用校园卡的地方都可以将校园卡升级为智能穿戴设备，这样便可以完成学生佩戴和使用的无缝对接，实现智能穿戴设备功能和效率的最大化。如果将智能穿戴设备设计成校徽，既方便佩戴在每个学生身上，又能够体现学校独特的校园文化，使智能穿戴设备成为校园文化的一部分。

5.3、融入“国家学生体质健康测试”平台

2014年4月，教育部“关于印发《学生体质健康监测评价办法》等三个文件的通知”中提出“各地要将学生体质健康监测评价纳入教育现代化指标体系，作为考试制度建设和改革的重要内容，逐步形成科学规范、导向明确、诚信可靠、保障有力的学生体质健康监测评价制度。”要想让智能穿戴设备在学校中推广使用，必须将其纳入教育部麾下的“国家学生体质健康测试”平台。“国家学生体质健康测试”是一项测试项目多、数据覆盖面广、收集工作量大、时间跨度长、准确性要求高的全国性数据统计工作。这项工作恰恰需要这种移动终端的辅助来高效完成，实时准确地向“国家学生体质健康测试”平台提供数据来源。在推广实施过程中，要由教育部门主导，体育主管部门积极配合，引入市场竞争，统一数据整合的标准化，通过典型示范、区域推广的做法，推动智能穿戴设备走进高校体育教育中。

将智能穿戴设备融合校园一卡通应用到高校体育锻炼中将会实现“互联网+”向体育教育领域的延伸，促进信息技术与体育学科的整合发展。 随着我国教育事业的发展和科技水平的提升，学校体育正迎来信息化革命的新时代，而智能穿戴设备将成为推动学校体育改革的重要引擎。我们可以进行市场展望：一款专门为在校学生开发的个性化智能手表将会取代全国几亿学生现在佩戴的手表，并整合校园一卡通，成为像文具一样的学习必备用品。智能穿戴设备未来将成为校园产业的关键部分，相信这样的一天不久就会到来。

6、结论

大数据时代下“互联网＋”与智能穿戴设备对学生体育锻炼立体化的监控，可以更加科学全面的收集学生个体的运动数据，对学生的实时运动情况可以及时的了解并作出更加全面的分析与指导，作为学生以后的体质健康状况的宝贵资源库可应用于个体检查身体健康等方面的有效凭据。在立体化的监控下使学生享受到“互联网+”带来的便利，于学校，于老师，于学生均有着非凡的意义。而且学校的实践教学及教学管理工作也在“互联网+”的浪潮下，不断与时俱进，使得教学管理环节更加科学化、合理化和可视化。