基于共同体建设下智能体育教学指导系统在学校体育中的应用

裴连军　李敏　袁圣敏　海汶

摘  要：近几年，国家越来越重视教育信息化对体育教学的作用，为进一步落实北京市东城区信息化体育教学工作，由北京市东城区教育科学研究院牵头，联合6所学校建设智慧信息化体育教学共同体。经过一年的工作研究，东城区搭建智慧操场可视化平台，运用“日运动负荷”数据促进学生有效锻炼和提升教师信息化教学应用能力，实现共同体信息共建共享，构建体育教学智能指导应用系统，推动共同体集群化发展。

关键词：日运动负荷；可视化平台；信息化教学

中图分类号：G623.8     文献标识码：A     文章编号：1005-2410（2023）04-0079-02

教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》和《2021年教育信息化和网络安全工作要点》强调，促进教育信息化，实现从专用资源向共享资源转变；从提升学生信息技术应用能力向提升信息技术素养转变；从应用融合发展向创新融合发展转变。为进一步落实信息化体育教学工作，近一年北京市东城区做了一系列的理论材料收集、专家访谈、方案制定、实践研究和实际案例探究等工作，通过智慧信息化教学可视化平台搭建、日运动负荷数据采集、数据库运用，科学系统的提升学生体育锻炼效果、教师信息化教学应用能力，实现共同体信息共建共享，构建体育教学智能指导应用系统，推动共同体集群化发展。本文针对东城区体育教学智能指导系统实践建设框架和系统应用进行详细阐述。

一、东城区体育教学智能指导系统实践建设框架

信息化体育教学共同体建设主要以北京市东城区教育科学研究院作为牵头单位，目前共同体实践单位包含示范校、集团校、普通校等多所不同类型学校，主要有北京汇文中学、北京市广渠门中学、北京市五十五中学、北京市六十五中学、北京市广渠门中学附属花市小学、广东省东莞市樟木头镇教育管理中心学校共同完成。共同体开展主要以智慧体育为主线，积极参与教育部科学技术与信息化司开展的教育信息化教学应用实践共同体项目，通过共同体成员对智能体育教学应用场景的设计与实践，实现东城区体育与健康信息技术与教育教学的深度融合，从而实现提升共同体所有成员的信息素养，提升创新融合能力。

本文主要针对东城区信息化体育教学共同体建设的主要内容、应用价值进行详细介绍，包括搭建智慧操场可视化平台，建设东城区中小学运动数据库、基于数据库构建体育教学智能指导应用系统、借助信息化教学促进学生锻炼和教师提升、通过区域信息化教学共同体建设促进跨区体育教学协同发展的实践模式，促进各区之间的交流合作，推动共同体集群化发展。最终希望通过体育教学智能指导系统实践共同体，利用智能体育教学应用场景、智慧操场可视化数据平台（区级可视化平台、校级可视化平台、校级实时累计可视化平台、学生档案可视化平台），实现可借鉴、可推广、可复制的体育教学智能指导系统、智能体育教学实践的应用指南和典型案例。

二、搭建智能操场可视化平台，运用“日运动负荷”数据，建立中小学运动数据库

东城区借助信息化科技产物，搭建智能操场可视化平台（图1），呈现课内和课外不同教学模式下“日运动负荷”的智慧教学情景，采集“日运动负荷”数据，建立区中小学生“日运动负荷”数据库。实现优质社会资源（硬件、软件支撑团队）、教育管理者、教育实施者（体育教师）、教育受益者（学生）对数据库资源的充分利用及反馈。利用智能操场可视化管理平台数据库，指导学生科学地进行体育锻炼，实现可视化数据呈现，提高数据的直观性、实用性，形成智能指导系统应用案例。

目前在共同体单位已安装监测“日运动负荷”数据采集器和数据交互终端，通过对共同体单位教师的培训，向学生发放运动负荷监测手环，进行校园智慧体育“日运动负荷”数据采集，交互终端显示屏可以看到学生实时的运动心率、运动時间和有效运动时间，帮助教师全面评价学生校内锻炼效果和锻炼强度，合理安排适合学生的日常锻炼模式，科学提高学生体质健康。针对成员校开展“日运动负荷”数据采集，通过大量数据建立学生运动数据库，准确评估体育课堂、课间操和课后体育锻炼质量，利用数据科学安排高效、新颖的体育课堂教学。

三、基于“日运动负荷”数据库，促进共同体信息共建共享，构建体育教学智能指导应用系统

基于智慧操场可视化平台数据交互终端的安装与调适以及东城区针对不少于3000人次运动负荷监测数据结果，进行不同学校、不同年级、不同学生的数据分类统计，并显示在智慧操场可视化平台，实现区域内各学校教师数据共建共享，教师可查阅学校内部和其他学校学生锻炼数据，进行分析对比研究，探究学校需改进的地方，吸取各学校提升的建议等，通过数据共建共享，为各学校教师搭建沟通的桥梁，促进学校教师之间教学能力和科研能力的提升。

共同体开展期间，各成员单位根据各个学校的传统、场地、师资等不同情况，开展适合本校学生的体质提升实践活动，并依托可穿戴设备，采集学生“日运动负荷”数据，通过对数据库的分析，帮助教师全面评价学生锻炼效果和锻炼强度，合理安排适合学生的日常锻炼模式。

通过采集“日运动负荷”相关数据进行分析，为其他学校参与共同体实践提供更多参考模式，从而促进共同体多元化发展。在中小学实现可借鉴、可推广、可复制的智能体育教学实践的典型案例，全面推广智能操场可视化管理平台，探索共同体单位信息的共建路径，提供可借鉴、可推广的体育教学智能指导系统的组织形式，形成可复制的智能指导系统应用指南，进行以点带面的推广，发挥实践共同体的辐射示范作用，从而推进智能体育教学指导系统应用的长效机制。

四、借助智慧体育信息化教学，促进学生有效锻炼和提升教师信息化教学应用能力

基于“日运动负荷数据”监测，开展东城区智能指导系统实践共同体建设教科研活动，根据活动内容针对监测形式、监测对象、监测内容、监测结果等，进行各校区内容汇报，根据各学校情况进行研讨，并针对学校提出问题进行组内活动探讨，希望通过各学校实践和相互探究的教科研活动，建立长效机制，对共同体的教师和学生进行培训，提升共同体成员的信息素养，提升创新融合能力。定期开展线上看课、线上评课，汇总教师教案、教学视频及教研活动的观课感受，提高教研实效性，促进教师教学能力提升。同时也能促进共同体成员的快速成长，形成骨干引领，均衡提升。

针对学生而言，学生锻炼结束可以通过交互数据终端，查阅班级、个人的锻炼数据报告，了解个人锻炼过程中的运动负荷表现，呈现数据主要包括平均心率、平均强度、练习密度、消耗卡路里、步数等负荷指标，根据个人数值与他人对比、与个人纵向对比，直观分析个人本次锻炼效果以及下次锻炼时需要改进的内容。通过直观数据反馈，希望提升学生锻炼的积极性和挑战性，从而更科学地促进学生体质健康水平。

五、建立跨区域体育教学协同发展的实践模式，促进交流与合作，推动共同体集群化发展

经过前期东城区共同体学校建设、实践应用等一系列研究后，得出一系列数据资源，希望利用数据资源库及学生锻炼效果分析案例，能够与其他地区学校教师进修深度学习与交流，发挥前期实践应用的经验，进行交流和分享，起到实践共同体的辐射、带动、引领、示范作用。通过不同区域的交流培训，树立多元化的、现代的教育观念，学习先进的教育思想，掌握科学的学习方法，为学校智慧体育教学系统分享更多经验。