人工智能赋能体育教育发展的现实机遇、转型方向与开展路径

张政啸 王景振

(宜春学院 江西宜春 336000)

在数智时代，教育领域对人工智能的应用涉及多种技术，如大数据、云计算、物联网等。这些技术的应用，使得教育领域逐渐实现个性化、智能化和高效化［1］。人工智能技术的发展，对教育产生了革命性的促进效应，体育教育作为教育的重要组成部分，也应关注并利用人工智能技术，以适应时代发展的需求。从学界研究现状来看，虽然人工智能在教育领域的应用已经取得了一定的成果，但在体育教育领域，相关研究和应用还处于起步阶段［2］。目前，人工智能在体育教育领域的应用主要集中在以下几个方面：一是运动员的训练和比赛分析，通过收集和分析运动员的训练数据，为教练员和运动员提供科学的训练建议；二是体育教学的辅助工具，如虚拟现实技术、智能健身器材等，可以帮助学生更好地掌握运动技能；三是体育健康管理，通过对学生的运动数据进行分析，为学生提供个性化的运动健康建议。然而，这些应用仍然存在一定的局限性，如技术成熟度不高、应用范围有限等问题。因此，如何进一步拓展人工智能在体育教育领域的应用，提高其应用效果，是当前研究的重要课题。

1 人工智能赋能体育教育发展的现实机遇

1.1 人工智能是教育事业高质量的重要引擎

人工智能技术为教育的发展提供强大的技术支持，助力教育事业实现高质量发展。一方面，人工智能技术不仅可以帮助教师更好地了解学生的运动能力、健康状况等信息，从而制订更加合理的教学计划［3］，还可以帮助教师实时监控学生的运动过程，确保学生在运动过程中的安全。另一方面，通过智能化的教学方式，教师可以更加高效地完成教学任务，同时也能为学生提供更加个性化的教学服务。这种教育模式不仅可以提高教育质量，还能降低教育成本，使得更多的学生能够享受到优质的教育资源。此外，人工智能在教育领域的应用还将提升学生的自主性和公平性。通过智能化的学习方式，学生可以根据自己的兴趣和需求选择学习内容，从而更好地发挥自己的主观能动性。同时，人工智能技术还可以消除教育过程中的地域、性别、经济等方面的不公平现象，使得每个学生都能在公平的环境下接受教育。

1.2 人工智能为新时期体育教育改革提供技术支持

在体育教育领域，人工智能技术也为其发展提供了重要机遇。

首先，体育教育对人工智能的需求日益迫切。当前体育教育的目标不仅仅是提高学生的运动技能，更是培养学生的身体素质、心理素质和社会适应能力。为实现这一目标，体育教育需要借助人工智能技术，实现个性化教学、智能评估和精准教育，以帮助教师更好地了解学生的需求，制订针对性的教学计划，提高教学质量。

其次，人工智能在体育领域的应用逐步增加。近年来，人工智能技术在运动员训练、比赛分析、伤病预防等方面取得了显著成果。例如，通过运用人工智能技术，教练可以对运动员的训练数据进行实时分析，为运动员提供更为精确的训练建议。此外，人工智能技术还可以帮助运动员在比赛中达到更高的竞技水平。这些成功的应用为人工智能在体育教育领域的发展提供了有力支持。

最后，体育教育改革的新方向需要人工智能技术支持。随着教育改革的深入，体育教育正从传统的以教师为中心的教学模式转向以学生为中心的教学模式。在这一过程中，人工智能技术可以为教师提供强大的技术支持，帮助教师实现教学资源的优化配置、教学方法的创新和教学效果的提升。例如，通过运用人工智能技术，教师可以实现对学生运动技能的智能评估，为学生提供更为精确的反馈，提高教学质量。

1.3 人工智能改进体育教育对象的思维能力

传统的体育教育往往注重技能的传授和锻炼，而忽视了学生在体育活动中的思维能力的培养。然而，在当今社会，高阶思维能力已经成为人才需求的新方向。随着科技的飞速发展和全球化的推进，人们对于高阶思维能力的需求越来越高。这种能力不仅体现在科学、技术、工程和数学等领域，还涉及体育领域［4］。因此，培养学生的高阶思维能力已经成为教育领域的核心问题。人工智能作为一种先进的技术手段，可以将体育浅层学习转变为深度学习，从而培养学生的高阶思维能力。人工智能可以通过大数据分析、智能教练、虚拟现实等方式，为学生提供个性化的体育教学方案，帮助他们更好地理解和掌握体育技能。同时，人工智能还可以通过模拟比赛、智能分析等手段，帮助学生提高他们在体育活动中的战术意识和心理素质，从而使体育教育更好地引导学生从浅层学习转向深度学习，培养他们的高阶思维能力。这种转变不仅有助于提高学生的体育竞技水平，还可以培养他们的团队协作能力、创新能力和解决问题的能力。

2 人工智能赋能体育教育发展的转型方向

2.1 体育教育管理转型：智能决策支持

通过运用AI技术，人们可以实现对体育教育管理的优化和提升，充分利用专家的经验和知识，为决策制定提供有力支持［5］。具体如下。

首先，人工智能可以通过创建并运行体育教育管理系统来提升管理效率。在传统的体育教育管理中，人力资源、财务、设备等多个方面的管理往往存在诸多繁琐的流程和低效的环节。而人工智能技术的引入，可以实现对这些管理流程的优化和自动化。例如，AI可以协助体育教育管理者进行人员调度、预算分配、设备维护等工作，从而降低管理复杂性，提高工作效率。此外，AI还可以通过对各类数据的实时监控和分析，帮助管理者及时发现和解决潜在问题，进一步改善体育教育管理的整体效果。

其次，人工智能可以开发各类体育教育专家系统，发挥优秀体育教育工作者的专业经验。在体育教育领域，专业人员的短缺一直是制约发展的重要因素。而AI 技术可以通过模拟专家的思维方式和经验，为教育工作者提供智能化的辅助工具。例如，AI 可以根据教练员的经验和教学方法，为运动员制订个性化的训练计划和技能提升方案；同时，AI还可以通过对运动员的表现数据进行分析，为教练员提供有针对性的指导建议，从而提升体育教育工作的整体效率。

最后，人工智能可以开展体育教育大数据挖掘和智能化分析，为体育教育管理提供决策咨询。在体育教育领域，大量的数据资源往往未被充分利用。而AI技术可以通过对这些数据的深度挖掘和智能化分析，为管理者提供有价值的信息和见解。例如，AI 可以通过对运动员的历史比赛数据、训练数据等进行分析，为教练员提供关于运动员潜力、技能提升空间等方面的评估报告。此外，AI还可以通过对体育教育政策、市场趋势等方面的数据分析，为管理者提供有关体育教育发展战略、资源配置等方面的决策建议。

2.2 体育教师教学转型：角色与教学内容转变

人工智能可以实现教师角色的转变、教学内容和方式的优化以及教学任务的协助，提高教育质量，培养更多具备创新能力和团队协作能力的体育人才［6］。

首先，人工智能将有助于体育教师角色的转变。传统的体育教学往往需要教师投入大量时间和精力进行机械性、重复性的教学工作，这在一定程度上限制了教师关注学生个体差异和培养学生高阶能力的空间。然而，随着人工智能技术的发展，教师可以将这些繁琐的任务交给智能系统，从而将更多精力用于关注学生的个性化需求、激发学生的兴趣和潜能以及培养学生的创新能力和团队协作能力等方面。这种角色转变将有助于提高教育质量，使体育教育更加符合现代教育理念。

其次，人工智能将辅助体育教师优化教学内容和方式。通过运用知识图谱、动作捕捉、虚拟现实等先进技术，教师可以更加精确地分析学生的运动技能和身体素质，从而制订更加科学、合理的教学计划。此外，这些技术还可以帮助教师设计更加生动、有趣的教学活动，提高学生的学习兴趣和参与度。例如，虚拟现实技术可以让学生身临其境地体验各种运动项目，提高学生的运动技能和运动体验；动作捕捉技术可以帮助教师更加精确地分析学生的动作，为学生提供更加针对性的指导和建议。

最后，人工智能助手将协助体育教师完成教学任务。在教学过程中，教师需要完成诸如备课、动作示范、课堂监控、家庭作业批改等一系列工作。人工智能助手可以在这些方面为教师提供有效的支持，提高教学效率和质量。例如，人工智能助手可以根据教师的需求自动搜集、整理教学资源，减轻教师备课的负担；通过智能监控系统，教师可以实时了解学生在课堂上的表现，及时发现学生的问题并给予指导；此外，人工智能助手还可以辅助教师批改家庭作业，提高批改效率，使教师有更多时间关注学生的个性化需求。

2.3 学生体育学习转型：体育学习的实时监测与反馈

人工智能技术可以为学生提供更加精确、个性化的教学指导，从而提高学生的身心健康水平。同时，通过深入挖掘学生体育学习的规律和原理，人工智能技术有助于揭示体育学习的内在机制，为未来体育教育的改革提供有益的启示。

首先，人工智能技术可以通过体育学习智能测评为学生提供反馈，实现自适应评价、增值性评价和过程性评价。在传统的体育教育评价中，教师往往只能依靠主观判断和有限的观察来评估学生的表现，这种方式很难做到公正、客观和全面。然而，人工智能技术的引入使得评价过程变得更加科学和完善。通过收集学生在体育活动中的各种数据，如运动轨迹、心率、力量等，智能测评系统可以对学生的表现进行实时、准确的评估，并根据学生的实际情况提供个性化的反馈。这种评价方式不仅有助于激发学生的积极性，还能为教师提供更加精确的教学依据，从而提高教学质量。

其次，人工智能技术可以进行体育学习分析与学习者数字肖像绘制，揭示学生体育学习背后的规律和原理。通过对大量学生的体育学习数据进行深度挖掘和分析，人工智能系统可以发现学生在体育学习过程中的共性和个性特点，为教师提供有针对性的教学策略。同时，学习者数字肖像可以帮助教师更好地了解学生的兴趣、需求和潜能，从而制订更加合适的教学计划。这种方式有助于提高教育资源的利用效率，促进学生的全面发展。

3 人工智能赋能体育教育发展的开展路径

3.1 加强体育教育的智能基础设施建设

其一，体育教育智能化的实现离不开人工智能硬件基础设施的建设。这包括在场地、器材等方面进行智能化改造，如安装智能监控系统、引入智能运动器材等。这些设备可以实时收集学生的运动数据，为教师提供更为精确的教学依据，同时也能帮助学生更好地了解自己的运动表现，从而提高运动水平。

其二，智能可穿戴设备和体育教学终端的配备对于实现全面感知和联通至关重要。通过这些设备，教师可以实时监控学生的运动状态，及时发现并纠正学生的运动技巧，提高教学质量。同时，学生也可以通过这些设备了解自己的运动表现，调整运动方式，提高运动效果。此外，智能可穿戴设备还可以帮助教师更好地管理课堂，提高教学效率。

其三，为了保证信息高速稳定传输，通信网络、无线网络和宽带网的升级也是必不可少的。高速稳定的网络可以确保教师和学生之间的实时互动，提高教学质量。同时，高速网络还可以支持大量数据的传输，为后续的数据分析和研究提供便利。

其四，构建内容平台和体育教育大数据平台对于提升教学效率和学习体验也具有重要意义。内容平台可以为教师提供丰富的教学资源，帮助他们更好地备课和授课。大数据平台则可以对收集到的学生运动数据进行分析，为教师提供有针对性的教学建议，同时也能帮助学生了解自己的运动表现，制订合适的运动计划。

其五，加大经费投入和提前规划软硬件基础设施建设也是实现体育教育智能化的关键。充足的经费可以保证硬件设施的更新换代，提高设备的性能和稳定性。提前规划则可以确保各项工程的顺利进行，避免因缺乏规划而导致的资源浪费和工程延误。

3.2 注重人工智能赋能体育教育发展的顶层设计

为促进人工智能在体育教育中的应用，也需要进一步加强政策支持、制定相关标准和发展规划，以实现产学研用协作、保障信息安全和平衡发展。

首先，政策支持是推动人工智能在体育教育中应用的关键。政府和相关部门应明确人工智能在体育教育中的应用要求，引导企业、科研院所和一线体育教师的协作，构建产业生态闭环。这意味着政府需要制定相应的政策措施，鼓励企业投入研发资源，开发适用于体育教育的AI技术和产品。同时，政府还应加强与科研院所的合作，推动人工智能技术在体育教育领域的研究和应用。此外，政府还需关注一线体育教师的培训和发展，帮助他们掌握AI技术，提高教学质量。

其次，标准制定是确保人工智能在体育教育中健康发展的基础。为了推进体育教育领域人工智能应用标准研制，人们需要关注数据信息安全，促进健康持续发展。这包括制定关于数据收集、存储、处理和使用的相关规定，确保个人隐私和信息安全得到保障。同时，还需要制定AI 技术在体育教育中的应用标准，为企业、科研院所和教师提供明确的技术指导。通过标准制定，可以确保人工智能在体育教育中的应用更加规范、安全和高效。

最后，发展规划是引导人工智能在体育教育中应用的重要手段。各级体育教育主管部门和学校在制订发展规划时，应加强对人工智能在体育教育中应用的重视，处理好局部与全局、近期与长期规划的关系。具体而言，发展规划应明确人工智能在体育教育中的应用目标、路径和任务，以及相应的资源投入和支持措施。此外，发展规划还应关注人工智能技术在体育教育中的普及和推广，确保更多的学校和教师能够享受到AI技术带来的便利和优势。

3.3 提升体育教师智能技术使用的基本素养

AI技术的应用正在逐步改变着体育教育的教学方式和教育质量。然而，当前体育教师在人工智能知识方面的储备不足，应用困难，这对体育教育领域的发展提出了更高的要求。因此，就需要调整体育教师培养体系。

首先，需要认识到人工智能在体育教育领域的重要性。当前，人工智能技术在体育教育领域的应用越来越广泛，不仅可以提高教学效果，还能帮助教师更好地了解学生的运动能力和需求，从而制订更加个性化的教学计划。因此，体育教师需要具备一定的人工智能知识和技能，以便更好地利用这些技术进行教学。

其次，针对当前体育教师在人工智能知识方面的不足，需要调整体育教师培养体系。在职前培训阶段，教育部门应将人工智能理论与实践纳入体育教师培训课程，让教师在掌握传统体育教育知识的同时，也能了解和掌握人工智能技术。此外，教育部门还可以组织专门的人工智能技术培训班，邀请专家进行授课，帮助体育教师提高在这方面的技能。

再次，在职后培训阶段，教育部门应加强对在职体育教师的人工智能知识培训，以满足不断变化的教育需求。可以通过线上线下相结合的方式，定期组织人工智能技术培训和交流活动，让体育教师不断更新自己的知识体系。同时，鼓励体育教师参与人工智能技术在体育教育领域的研究和实践，以提高教师的实际操作能力。

最后，还需要优化体育教师考核制度，将智能化素养纳入职前质量评估和职后职称评定指标中。在职前质量评估中，可以设置专门的人工智能知识测试环节，以检验教师对这方面知识的掌握程度。在职后职称评定中，可以将教师在人工智能技术应用和研究方面的成果作为评定标准之一，以激励教师不断提高自己的智能化素养。

3.4 关注人工智能应用前景，开发体育教育的典型范例

为推动人工智能在体育教育中的应用，也需要开发典型范例供体育教师参考，结合专家小组和企业技术力量，以期在教学评价、技能考试等方面产生颠覆性影响。其中，需要关注体育教育中的人工智能应用案例较少的问题。当前，体育教育领域的AI应用案例相对较少，这使得教师和学生在实际应用中缺乏足够的参考。因此，需要开发一些典型的AI 应用范例，以便教师和学生能够更好地理解和应用这些技术。这些范例可以涵盖各种体育项目，如篮球、足球、游泳等，以满足不同的教学需求。

同时，也需要关注人工智能在体育教育中的广泛应用前景。AI 技术在教学评价、技能考试等方面具有巨大的潜力。例如，通过AI 技术的运用，可以更准确地评估学生的运动技能和体能水平，从而为他们提供更有针对性的训练建议。此外，AI 技术还可以帮助教师更有效地管理课堂，例如通过智能分析学生的表现和参与度，以便及时调整教学策略。

4 结语

当前，人工智能技术为体育教育的高质量发展提供了强大的技术支持。然而，也必须认识到人工智能在体育教育领域的应用仍处于初级阶段，尚需进一步加强体育教育的智能基础设施建设，关注人工智能在体育教育领域的应用前景，注重人工智能赋能体育教育发展的顶层设计，以推动体育教育的智能化转型，为体育教育的高质量发展提供更强大的技术支持。