智能可穿戴设备助力高中生体能训练实施路径研究

摘要：本研究采用文献资料以及专家访谈等方法，对智能可穿戴设备助力高中生体能训练实施路径进行研究，包括智能可穿戴设备在学校体育中的发展趋势、实践问题以及优化路径。智能可穿戴设备在学校体育发展趋势包括普及化、针对性以及多样性等。应用存在的问题：体育教师对人工智能可穿戴设备价值认识模糊、学校智能化基础设施建设薄弱、学生体能训练缺乏有效监控、体能训练缺乏系统周期性。实施路径：重塑体育教师观念意识，不断推动教师智慧教学发展；多元主体协同参与，构建教师智慧教学培训体系；加强资金扶持与保障，夯实学校体育基础设施建设；科学控制体能训练强度与训练量，将智能可穿戴设备作为关键手段。

关键词：智能可穿戴设备 高中体能训练 智慧体育 体育教学

中图分类号：G80 文献标识码：A 文章编号：1006-8902-（2024）-20-178-3-ZQ

智能可穿戴设备是指将传感器、无线通信、多媒体等技术嵌入人们直接穿戴在身上的便携式电子设备中，在软件支持下进行感知、记忆、分析、调控和干预。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，明确提出要开展智能教育。2021年9月，中央网信办等八部门联合发布涵盖19个教育领域的国家智能社会治理实验基地名单，突显出人工智能技术与教育领域深度融合的重要性。近些年来，随着人工智能在教育领域应用不断深入推进，相关人工智能技术不断应用，较大程度上促进学校教育事业发展。体育作为学校教育教学体系重要环节，是实现立德树人建设的重要组成部分，对教育发展具有重要意义。智能可穿戴设备应用于学校体育发展，能够有效促进教学效益，实现信息化与智能化教学。体能训练作为高中体育教学重要构成部分，课标亦明确强调要开展体能训练，促进学生身体素质提升。诸多实践证明，人工智能可穿戴设备能够有效应用于体能训练，实现对人体生理机能的有效监控。基于此，研究探讨智能可穿戴设备应用于高中体能训练中的应用路径，以期促进学生体能训练高质量发展。

1、智能可穿戴设备在学校体育中的发展趋势

1.1、普及化

针对人工智能在教育领域发展，我国目前已出台诸多利好政策措施，对于人工智能进一步发展提供了方向指引。诸多实践证明，人工智能能够有效促进教育教学实践发展，推动学校教育事业进步。当下越来越多的学校逐渐意识到实现教育教学智能化发展的重要意义，不断引进相关人工智能教学设备，促进学生发展。对于体育教学而言，目前市面上已有诸多人工智能穿戴设备，能够实现对学生身体机能的有效监控。越来越多的学校逐渐引入智能穿戴设备，无论在课外体育活动还是学校特长生运动训练，相关可穿戴设备正不断得以广泛应用，推动体育教学智能化发展。例如有学校不断引入相关可穿戴设备，在体育教学中实现人人均可采用相关智能设备，教师能够通过相关数据，准确了解体育教学开展情况。

1.2、针对性

随着智能可穿戴设备不断在学校体育中应用，目前正朝着针对性方面发展。由于学生个体之间存在较大差异，同时所处教学阶段不同，智能可穿戴设备需要立足于促进学生学习针对性，提高设备应用效果。目前学校体育领域采用的相关智能可穿戴设备主要应用于社会大众领域，在学校体育领域应用针对性不高，对于学生群体以及学校体育环境应用存在一定误区。因此，当前学校体育中体育可穿戴设备正不断进行优化创新，从而不断有效契合学校体育发展需求。例如学校体育教学中，学生处于不断变化的动态课堂中，相关穿戴设备损耗较大。当前智能可穿戴设备正朝向便携化与简易化方向发展，从而有效契合学校体育发展需求。

1.3、多样性

当下学校体育发展呈现多样化趋势，对于智能可穿戴设备而言亦具有一定影响。学生体育参与不仅仅局限于体育课堂，同时不断拓宽至课余体育以及校外体育活动。由此造成学生体育参与需求更为多元，呈现出以体育课堂为中心，以家庭以及社区体育参与作为辅助的发展格局。智能可穿戴设备涵盖多方面因素，例如睡眠监控、心率监控、动作技能监控等。不同体育学习场景中对于可穿戴设备要求不同，同时亦要求相关智能可穿戴设备需要不断立足于促进学生全面发展，满足学生日益增长的多样化体育参与需求。一方面，近些年来随着相关体育企业不断增多，相关智能可穿戴体育设备公司研发出多样化可穿戴设备，有力满足了学生体育参与需求；另一方面，学生体育参与需求呈现差异化，要求教师能够针对性地把握，对于自身体育教学实现差异化管理。

2、人工智能可穿戴设备在高中体能训练中的应用存在的问题

2.1、体育教师对人工智能可穿戴设备价值认识模糊

随着我国信息化以及智能化建设不断深入推进，未来教育教学领域将更为关注智能化建设，采用科学技术，助力教育教学发展。从当下体育教学现状来看，体育教师对于智能可穿戴设备应用显著不足，缺乏智能化、信息化教学观念与意识，造成教学效果不尽如人意。目前，体育教师普遍上更为关注传统教学理念与方法，重心依然停留在常规教学，对于相关智能辅助教学设备重视度不高，价值认识模糊，长远来看不利于体育教学实践发展。然而，应用人工智能设备辅助教学并非意味着否定常规体育教学价值，人工智能可穿戴设备更多以辅助价值呈现，帮助教师提升教学效率，推动学生更为全面地进行体育学习。例如，应用心率监测设备，能够帮助教师动态掌握体育课练习密度，了解学生的疲劳程度，从而能够及时调整教学与训练状态。

2.2、学校智能化基础设施建设薄弱

人工智能可穿戴设备应用于体能训练实践，对于学校基础体育设施要求较高。尽管部分学校具备较高的智能化建设意识，但受限于当下资金缺乏、基础设施不完善等问题，造成相关人工智能穿戴设备应用不健全。例如，部分学校仅购买小部分穿戴设备，设备缺乏维护保养，且容易出现损坏，不利于学生发展。具体来看，主要存在以下几个问题。第一，学校拨款不及时。由于学校经费有限，且部分学校优先将资金拨付给文化学科，造成体育学科分配资金不足，无法拥有充足的资金购买相关智能可穿戴设备。此外，部分学校资金过多用于常规体育设施建设，缺乏向智能化建设方面投入。同时，相关学校信息化建设不充分，造成智能设备建设薄弱；第二，教师缺乏相关人工智能教学培训。由于部分器材设备使用较为复杂，且对于不同教学场景有不同应用方法，造成教师在教学中无法便捷地使用人工智能穿戴设备。教师既缺乏相关建设意识，同时在相关应用方法与策略方面亦较为薄弱。例如有教师在教学中错误地使用相关穿戴设备，不仅不利于教学实践，还对学生的学习产生了抑制作用。

2.3、学生体能训练缺乏有效监控

应用智能穿戴设备的关键目的在于通过对学生生理机能实行有效监控，从而能够有效把控体育教学过程，为学生体育参与构建科学完善的保障体系。体能训练作为学生体育参与的重要方面，同时亦是新课标所指向的重要教学模块内容。在体能训练过程中，由于缺乏有效监控，教师对于体能训练中相关方法与理念认识不到位，出现教学监管盲区，人工智能穿戴设备应用存在误区，造成学生生理机能出现诸多不合理问题。例如，过大强度训练易导致学生出现严重的生理与心理疲劳，不利于后续的训练与教学。同时，强度过大的训练容易出现相关运动损伤问题，造成学生后续无法继续参与训练任务。出现以上原因，关键在于教师对学生训练与教学中的生理机能变化缺乏有效监控，教学逐渐偏离合理强度，造成学生生理机能出现诸多不合理问题。因此，今后教师应重点加强对学生训练中的生理机能进行监控，科学化实施体能训练。体能训练的关键目的在于以合理的训练强度以及训练量，从而能够有效优化学生的训练状态，提升人体生理机能水平，最大程度提高训练水平。

2.4、体能训练缺乏系统周期性

体能训练效益的提升需要建立在循序渐进周期性进程中，通过科学合理组织训练任务与训练内容，从而有针对性地提升学生体能水平。现代运动训练高度重视培养教练员周期性训练意识，在训练中不断把握人体竞技能力提升的阶段性特点，从而提高训练水平。目前，周期性训练需要建立在严格的训练计划安排中，以人体生理机能发育特点作为依托，从而实现科学化训练。对于高中生体能训练，周期性亦较为重要，由于缺乏相关监控手段与措施，教练员以及运动员无法有效解读人体竞技能力变化的阶段性特点。例如通过对学生睡眠状态以及心率变化进行监控，能够有效了解人体竞技能力变化特点。一般来说，从事同样训练负荷，运动员心率高于之前，则说明运动员机体已产生一定疲劳，通过应用相关心率监控设备，结合相关心率变化曲线，能够有效把握人体生理变化特点，从而有效判断所处的训练阶段。对于学生体能训练来说，合理设定体育课负荷与强度则更为重要，通过不断优化训练阶段强度与负荷控制，从而能够有效提高人体竞技能力。

3、人工智能穿戴设备助力高中体能训练实施路径

3.1、重塑体育教师观念，不断推动教师智慧教学发展

随着智能教学在体育领域不断深入推进，未来体育教学将更加朝向智能化与信息化方向发展。目前，学校体育智能化发展不断呈现多样化发展趋势，对于教师提出愈来愈高的要求。不可否认，智能可穿戴设备能够在较大程度上促进教学效率，改变过去单一的教学模式，将体育教学过程进行可视化与数据化。体育教师应深刻意识到智能可穿戴设备价值，不断学习当下最新智能穿戴相关领域发展前沿知识，不断对其进行总结学习，从而能够不断树立智慧体育教学意识，推动教学效益提升。因此，在日常自身专业发展中，体育教师应树立积极的自我学习意识，在自身学习与工作实践中学习相关领域知识。一方面，既要肯定传统体育教学方法与手段的功能价值，在自身教学中不断夯实相关手段与方法的应用；另一方面，教师也要能够积极形成智慧化与信息化教学意识，将两者进行优化整合，不断相互促进相互提升。既要肯定智能穿戴应用于体育教学的价值，又要能够发现其存在的薄弱点，从而真正达到智慧化体育教学的目的。

3.2、多元主体协同参与，构建教师智慧教学培训体系

体育教师提高智慧教学能力需要以专项培训作为指引，从而针对当下教师教学存在的薄弱点进行针对性培训。第一，加强自我学习。自我学习作为提高教学能力重要途径，体育教师应积极利用当下互联网优质教学资源，针对智能可穿戴设备进行教学。围绕高中生体能训练需求，例如训练方法、训练强度等方面，积极进行针对性学习。同时，可通过查阅相关文献，将文献与教学实践相结合，从而能够有效提升自身教学能力；第二，学校应积极引入相关培训活动。作为教师专业发展的重要促进主体，学校相关教师管理部门应积极邀请相关专家、学者进校园，为本校体育教师提高智慧教学能力进行专项性培训。例如围绕高中体能训练与智能可穿戴设备之间应用原理，提高教师应用能力。同时，可通过相关专项公开课形式，学习优秀专家学者体育教学方法与手段，围绕体能训练促进原理进行教学；第三，构建智慧教学共同体。例如组建本地区体育教师智慧教学共同体，围绕教学中存在的突出问题进行教学研讨，共同讨论，协同提高教师教学能力，不断取长补短。

rMaNtuSkD/Y5qNYYfYeM+g==3.3、加强资金扶持与保障，夯实学校体育基础设施建设

智能可穿戴设备需要学校下拨针对性资金进行购买，尤其对于相关基础设备，需要针对性资金扶持。基于此，学校应增强智慧体育教学发展意识，针对体育教学中存在的突出问题进行调整，在资金划拨方面，不断进行针对性扶持，支持教师购买相关智慧教学设施设备。对于学校存在的基础设施薄弱问题，应加强维修保养。高中生体育训练对于体育设施要求较高，同时由于学生运动能力不断提升，相关设施需要不断进行更新，从而契合学生体育学习需求。例如在力量训练中，缺乏相关器械，仅仅依靠单一的自重训练将难以取得理想训练效果。因此，学校可购买哑铃、杠铃等器械，同时在资金允许的情况下，可购买内容更为多元的器械，在提高教学效果的同时，能够提高学生体育参与兴趣。此外，学生体能训练日益呈现多样化发展趋势，无论在方法、手段还是训练理念等方面，教师都要正确对待其发展趋势，针对性思考如何将智能可穿戴设备应用于相关训练实践中去，从而能够有效提高训练效益，需要注意的是，并非所有体能训练领域都能够应用智能可穿戴设备，教师不可过于依赖相关可穿戴设备。

3.4、科学控制体能训练强度与训练量，将智能可穿戴设备作为关键手段

训练强度以及训练量作为体能训练两个重要影响因素，科学合理的训练强度以及训练量能够有效提高训练效果，训练强度以及训练量并非越大越好，需要客观考虑学生所处的训练阶段以及自身体能水平。智能可穿戴设备重要价值在于能够客观评价学生的训练强度以及训练量，从而及时调整，避免学生产生过度疲劳以及产生运动损伤等。第一，加强训练中的心率监控。目前，市面上围绕心率监控已有相关方法手段，如心率带、心率手表等，能够实时监控学生心率，继而通过心率评价学生学习状态。心率长期维持高水平，则说明训练强度较大，需要进行调整；第二，评价学生睡眠状态。睡眠状态能够评价学生训练状态，尤其是疲劳程度。Bodyguard能够通过评价学生睡眠质量，继而反映学生疲劳程度。目前，已有诸多研究证明，睡眠状态能够反映人体生理机能状态。总之，智能可穿戴设备在体能训练中存在诸多方面，教师需要针对性进行提升，从而能够有效把握训练质量。

参考文献：

[1]尹志华，郭明明，贾晨昱，等.人工智能助推体育教育发展的需求机理、关键维度与实现方略[J].成都体育学院学报，2023，49（02）.

[2]刘炜，彭俊，周柏玉.人工智能融入体育教育的价值辨析、现实审视与进路探析[J].沈阳体育学院学报，2023，42（06）.

[3]高明光，付欣欣，徐青玲.人工智能赋能学校体育教学的价值、困境与对策[J].文体用品与科技，2022（16）.

[4]华勇，洪邦辉，王白雪.人工智能助推体育教育发展的内涵特征、潜在风险与发展策略[J].体育科技文献通报，2023，31（06）.

[5]张鑫淼，朱青，蔡玉军，等.人工智能赋能体育教育测评的应用场景、风险隐忧与纾解方略[J].体育学研究，2024，38（03）.

[6]张乐乐.人工智能与学校体育教育变革：价值、困境及策略[J].四川体育科学，2023，42（03）.

[7]杨韵.人工智能时代体育教学内涵特征、发展困境与推进策略[J].体育文化导刊，2022（09）.

[8]宋志杰，高庆勇.“双减”政策背景下中学体育教师专业化发展困境与优化策略[J].冰雪体育创新研究，2022（17）.

[9]卓金源，吴赵昭，徐旻霄，等.高原体能训练对我国高水平优秀篮球运动员身体机能与形态的影响研究[J].北京体育大学学报，2017，40（03）.