3—6 岁幼儿情境智能化体育锻炼器材的探索研究*

刘红星 王 方

（山西省体育科学研究所，山西 太原 030012）

关健词：3—6 岁幼儿；身体素质；锻炼器材；统计研究；大数据库

2016 年10 月，国务院颁布《“健康中国2030”规划纲要》，明确指出健康要覆盖生命的全周期。3—6 岁是幼儿机体正常发育和心理健康发展的重要时期，也是促进幼儿身体协调发展，形成健康习惯和培养生活能力的重要阶段。体育运动可以培养幼儿阳光的性格、良好的品格，打造坚实的体魄。幼儿期体质水平是青少年体质的基础，同时幼儿期动作协调能力水平是未来学习运动技能的基础。2019 年9 月，国务院印发了《体育强国建设纲要》，进一步明确了建设体育强国的目标、责任、任务和措施，势必对促进幼儿、青少年的身体素质和心理素质健康发展起到非常重要的作用。新时期，是一个网媒与大数据互容共促的科技创新发展时期。为进一步贯彻落实习近平总书记在全国教育、卫生与健康大会上的重要讲话，落实2012 年10 月教育部颁布的《3—6岁儿童学习与发展指南》，促进幼儿身心健康发展，持续提升幼儿体态和运动动作协调能力，结合幼儿身心发展特点将智能化锻炼器材应用到实践中也是一个时代发展的重要标志，在全民健身背景下，以3—6 岁幼儿这一特殊群体的需求出发，开发研究适合幼儿科学锻炼、智能情境化的器材，在实践应用中收集大数据进行统计和分析，对全面提升幼儿各项身体素质具有深远的意义。

从国外相关研究来看，俄罗斯竞技体育成绩斐然,与早期幼儿学前体育教育密不可分,幼儿体育活动是俄罗斯一道亮丽的风景线。社会学家扎托洛夫指出：“幼儿期的体育必须在科学的理念下进行，否则将错失奠定良好身体素质的基础期和关键期，不利于个体健康体格的塑造”。英国教育心理学者开发应用的以测试评估3—16 岁儿童的动作协调能力（Movement Assessment Battery for Children）工具，对测试评估3—16 岁儿童的动作协调能力起到了积极的作用。作为一个标准化、科学精确的测量工具，其重量精确到克，而且仪器设备配置了指导用语和精确的评分标准，符合儿童时期心理、生理的发展特点。测试结果可以更有效地对儿童进行有针对性的体育锻炼干预。

从国内相关研究情况来看，国内研究主要集中于3—6岁幼儿体育锻炼内容的合理性、安全性、幼儿体育锻炼目标和幼儿体育活动的合理开展等方面。2001 年国务院颁布了以促进0—14 岁儿童发展为主题，以提高儿童身心素质为重点的《中国儿童发展纲要（2001—2010）》，其中对3—6 岁的幼儿作为一个年龄组进行了14 项指标的测试。测试指标（2000 年和2005 年）主要包括形态指标（身高、坐高、体重、胸围、上臂部皮褶厚度、肩胛部皮褶厚度、腹部皮褶厚度）和素质指标（10 米折返跑、双脚连续跳、网球掷远、立定跳远、坐位体前屈、走平衡木）。

关于体育器材智能化的研究较少，从查阅的参考文献来看，一是关于智能化体育器材管理系统的设计与实现，其结果显示智能化体育器材的优点在于有着可靠性的运行,系统响应速度高,安全性高,能同时满足系统功能需求和非功能需求；二是智能化管理在高校体育器材的应用方面。另外目前我国智能化体育器材全面的、大范围的应用，一般集中在运动队、国家体质测试、社会健身俱乐部、健身机构、中考体质测试（逐渐推广中）等群体和机构中。

本文以发展幼儿身体素质为目的，依托国家教育部关于幼儿教育、体育发展方向等文件为指引，以幼儿发育规律和成长特点为基础，以大数据、智能化为主要技术核心，以幼儿喜闻乐见的娱乐化、情节化的参与方式为手段，对智能化体质锻练器材管理系统功能化需求进行分析, 确定可行的系统管理设计方案,研发适合3—6 岁幼儿体质锻练的智能化器材，旨在通过提高器材的科技水平从而提高身体素质锻炼的有效性，通过趣味性的游戏环节提高幼儿体育锻炼的参与度，通过大数据等后台手段提高对运动效果的综合分析和评价水平，使得幼儿身体素质锻练更加科学化，最终推向社会面向市场，形成产学研一体化。

1 研究方法

1.1 问卷调查、专家咨询法

在查阅了有关国内外相关文献的基础上，2018 年10 月对山西省11 个市问卷调查和体育专家，对“3—6 岁幼儿身体素质锻炼体育器材”进行走访。

1.2 体质测试法

2019 年3 月测试采集了山西省体育局幼儿园、4 所北京和平与末来太原市连锁幼儿园共计1600 名3—6 岁幼儿数据，统计分析测试完成情况和存在的有关问题。

1.3 探索性研究法

结合掌握的幼儿身体素质锻炼目标和研发器材，融入科学、智能化技术，设计研发适合3—6 岁幼儿身体素质锻炼的系列器材。

1.4 数理统计法

对收集的数据用Excel 软件做统计分析和处理。

2 结果与分析

2.1 现状分析

研究表明，我国青少年，特别是3—6 岁幼儿的身体素质正逐年下降，与欧美等发达国家的幼儿相比差距明显并在逐步扩大，各项指标中速度、力量、柔韧、灵敏等差距最为明显。存在以下几个问题：一些锻炼测试指标的设置过于统一；以锻炼身体素质为主的测试指标,其掌握动作技能难度往往超出了3—4 岁幼儿的生长发育水平；科技感薄弱、无情境化线索和指导用语，难以激发幼儿参与身体活动的兴趣。

当前，幼儿体质健康测试的普及率较低，各地幼儿园几乎都没有能够供幼儿进行相应身体素质锻炼的辅助器械。随着网媒时代的快速发展以及大数据时代的到来，科学化、智能化逐渐融入到体育发展的各个层面。多年来在竞技体育、全民健身工作中已经取得相当大的进步，表现在科学训练、科学健身、智能化监控以及大数据直观反馈等方面。在全民体育、全民健身背景下，幼儿智能化锻炼器材及大数据的应用正在逐渐融入到体育及社会教育等各个方面。

2.2 存在的问题

2.2.1 以往的3—6 岁幼儿体质测试器材和体育锻炼测试仪器停留在用秒表计算跑步速度，投球距离以目测为主，采集数据多以手工输入为主，这些无法适应当今科学化要求。3—6 岁幼儿年龄过小，专注度不够集中，而传统的体育锻炼器材设计感薄弱，工具感过强，难以激发幼儿参与体育锻练的兴趣。

2.2.2 专访调研中80%专家提到，现在使用的幼儿身体素质锻炼指标中，测试数据采集不够精确，且全部为身体素质锻炼指标；大多数幼儿在测试中不能完整完成测试项目，比如走平衡木、网球掷远、20 米直线跑等。问卷调查结果发现：有70%提出测试工具落后，科技感薄弱，有60%提出应该在身体素质锻炼指标中增加情境化、趣味性和可操作性，

2.2.3 幼儿体质锻炼测试结果显示：3—6 岁幼儿体质锻炼测试，优秀率1%、良好率6%、合格率76%、不合格率17%。依据3—6 岁幼儿身体素质发育理论，测试实际情况优秀良好率低，不及格率偏高。

图1 3—6 岁幼儿体质测试合格率

部分项目的测试结果见表1。10 米往返跑得分（平均数）分别为2.36、2.37、2.93，基本在合格水平线上，网球掷远得分（平均数）分别为2.24、2.25、3.80，走平衡木得分（平均数）最差，分别为1.64、1.77、2.09，处在不合格水平线上。这样的测试结果，除了3—6 岁幼儿平时参加体育锻炼较少外，仪器设备的科学化、可操作性，可能也是问题之一。另外，走平衡木项目、网球掷远、10 米折返跑和立定跳远这四个指标的测试结果在评定身体素质时因幼儿的年龄太小，而导致误差较大。如：走平衡木项目时，幼儿可能因为胆怯而无法完成或较慢完成整个过程；10 米折返跑，幼儿如专注力不够就无法正常发挥；投掷和跳跃能力，3—6 岁幼儿受动作技术的影响，也可能不能真实的反应身体素质情况。

表1 3—6 岁幼儿体质测试部分项目评价等级平均数标准差

2.2.4 对山西省太原市二十多所一星级以下幼儿园体育器材的现状进行调查，太原市幼儿园的大型体育器材在数量和质量两个方面跟幼儿园的星级有关，幼儿园星级越高的，配置大型和小型体育器材的越多，一星级以下和民办幼儿园由于活动场地和经费的限制,并没有配备大型体育器材。

器材的材质以硬性塑料和混合型材质为主（图2），较为单一，其中大型体育器材占2%，塑铁混合型材质的器材占所调查幼儿园大型器材总数的31%，硬性塑料占30%，铁质占13%，木质占2%，自制占35%。超过89%以上的幼儿园没有配备幼儿体质测试锻炼体育器材。20 所幼儿园中，超过70%以上的幼儿园体育设施、器材的配置没有达到国家标准要求，“有一定差距”和“差距很大”各占一半。近十年城镇幼儿园体育场地、器材的配置数量远远不能满足幼儿园儿童对运动场地、器材的需求。

图2 太原市一星级以下幼儿园体育锻炼器材材质情况

目前幼儿园3—6 岁幼儿身体素质锻炼的器械相对匮乏，且器械之间缺少关联，幼儿身体素质锻炼普遍不能科学系统地进行。加之幼儿园专业体智能老师的缺失，无法将现有的器械合理整合形成一个完整的系统，导致幼儿参与度不高且锻炼效果不好。

2.2.5 幼儿身体发展新要求

当前幼儿参加身体素质锻练的重要性以及进行科学测试和智能化监控是非常必要的。体育强国建设必须从幼儿期抓起，幼儿的体质强健和心理健康对其未来的发展尤为重要。

3 讨论

3.1“3—6 岁幼儿身体素质锻炼测试服务平台”构想

本研究以幼儿身体素质锻炼为出发点，依托国家教育部关于幼儿教育、幼儿体育发展等相关文件，结合幼儿身心发展特点与2012 年10 月教育部正式颁布的《3—6 岁儿童学习与发展指南》，按照体育锻炼标准内容研究设计7 项体育锻炼器材，包括20 米直线跑、立定跳远、网球掷远、双脚连续跳、坐位体前屈、走平衡木、单脚站立。本套器材在开发设计之初就提出了幼儿身体素质锻炼的智能化和情境化，强调锻炼过程的趣味性和可操作性，并加入当下最前沿的科学技术和主题元素，激发幼儿对体育锻炼的兴趣，并在游戏的过程中感受科技感，培养其科学思维和想象力。

3.2 技术路线

图3 3—6 岁幼儿情境智能化体育锻炼器材开发技术路线

3.3 技术分析

本套器材每一个器械都有着一个故事，每个故事前后相关，紧密联系；而每个器械都是一个场景，每个器械都具有针对性地锻炼一项身体素质。同时，器材的使用和操作简便，对教师的专业程度要求不高，有利于器材使用的普及。情景化、游戏化的设计可以极大地激发幼儿兴趣，提高幼儿的自主性，促进幼儿主动参与，加之整套器械极高的可操作性，测试方法简单，结果输出快捷，在降低人力需求的同时还能真实有效地反映幼儿各项身体素质，科学系统地为幼儿进行体育锻炼，全面提升幼儿各项身体素质，并为幼儿园竞争提供新的亮点，抢占幼儿体智能庞大市场的先机。

4 结论

4.1 幼儿体质测评和身体素质锻炼标准是幼儿园健康教育的一部分，测评内容为制定幼儿健康活动的目的、方法和内容提供了科学依据，对促进幼儿体质发展有积极的指导作用。要提升3—6 岁幼儿的学习能力，开发幼儿无限的潜能，必须先培养训练他们的体能、智能，激发幼儿身体素质全面发展，使其拥有强健的体魄，充沛的体力，振奋的精神和持续的专注力。

4.2 由于幼儿（3—6 岁）年龄过小，专注度不够集中，而传统的体测工具和设备为满足测试需求，工具感过强，难以激发幼儿兴趣。为增加体测的趣味性，并保证体测过程的顺利进行，幼儿体质测评将以情境化游戏为载体，运用情境智能化的儿童体育锻炼器材，创造一个情境故事，用有趣的故事情节和冒险环节——“未来宝宝智勇大冒险”，引领幼儿完成7 项体质测试，在愉快游戏的同时，提升儿童体能、激发儿童智能、促进儿童全面发展。

4.3 本套器材整个测试过程信息化、网络化，各项测试数据结果自动录入系统，终端处理器快速生成评价指标和锻炼指导方案，数据库也同时建立。

4.4 本套器材在开发设计之初就提出了幼儿身体素质锻炼的智能化和情境化，强调锻炼过程的趣味性和可操作性，并加入当下最前沿的科学技术和主题元素，激发幼儿对身体素质锻炼的兴趣，并在游戏的过程中感受科技感，培养其科学思维和想象力。

4.5 本套智能化幼儿身体素质锻炼器材可以将孩子每项身体素质直观展现并生成表格，让家长清晰明了地看到孩子的每一项身体素质的具体情况，了解孩子每项身体素质存在的优势和缺陷，提高家长对幼儿身体素质锻炼的认识。同时，还能够实时掌握每个孩子每一项身体素质的发展情况，便于老师与家长及时沟通，提升家长对孩子身体素质和运动能力的关注度，进一步夯实家园共建的基础。

随着5G 技术的运用，大数据时代的到来，科学化、智能化逐渐融入到体育发展的各个层面，表现在科学的训练、智能的监控以及大数据直观的反馈等方面。在全民体育、全民健身背景下，科学的锻炼标准、智能的锻炼器材、数据的可参考性正在逐渐融入到社会体育、学校体育、幼儿体育等各个机构。3—6 岁幼儿情境智能化体育锻炼器材的开发研究，对全面提升幼儿各项身体素质具有深远的意义。