体育课堂教学管理中的大数据应用

徐富新 （北京市日坛中学，100020）

随着科技的发展和，大数据与体育的融合日益加深，传统的体育业态转型升级，“互联网+体育”成为重要的发展趋势。而这种趋势迅速地向体育教学领域蔓延，使传统的教学方式发生了巨大变化。那么，大数据究竟有哪些作用？在体育教学领域又能否发挥其应有的价值呢？

体育课作为学生在校学习必不可少的一门学科，其主要目的是促进学生积极参加体育锻炼，提高自身体质健康水平。在体育教学中，课程安排是否科学合理，学生在运动时的身体状态如何，是否依照课前的教程执行，如何评估学生的阶段性成长等一直都是体育教师重点关注的问题。本文以体育教学中足球课数据为例，来探究大数据在体育教学中的应用。

运动数据监测场景

一、帮助体育教师制订负荷目标

中小学生正处于生长发育的关键时期，也是各项身体素质发展的最佳时期，如何科学安排及合理调节学生的运动负荷极其重要。随着锻炼时长的增加，学生对运动负荷的承受能力也在逐渐增加，进而使各项运动能力得到提高，因此需要不断调整运动负荷，适当增加运动刺激，以达到逐步提高学生体质的目的。

以北京市日坛中学2017年6-9月间的数据为例，笔者负责的七年级各班学生跑动距离最高达到1000米以上（图1）。

图1　各班级学生的跑动距离

以前期课堂的运动负荷为依据，制订学生的运动负荷目标。其中跑动距离的目标略高于1000米的最高值，以提高学生的耐力素质（图2）。

图2　运动目标设定

二、帮助体育教师把控运动负荷，评估锻炼效果

（一）评估热身效果

热身运动又称准备活动，即在活动之前以较轻的活动量先行活动肢体，为随后激烈的身体活动做准备，目的在于提高运动的效率与安全性。运动前热身不充分易发生痉挛，甚至运动损伤。而心率是反映运动强度的重要指标，可以有效地评估学生的热身效果是否充分。

足球课上，原定计划5分钟的热身活动结束后，笔者在查看学生的运动数据时发现有一部分学生的实时心率在100bpm左右，而其他学生的实时心率达到110bpm（图3）。为了最大限度地规避学生的运动损伤风险，笔者增加了一组热身运动，待学生的心率达到120bpm以上再继续进行接下来的技术练习。

图3　MT-Sports实时监控页面

（二）把控运动负荷

体育课上，如果运动负荷过小，则达不到增强学生体质的目的，而如果运动负荷过大，则可能引发运动损伤，不利于学生的健康成长。大数据的应用可以帮助体育教师科学、客观地做出评价，而不是片面的、主观的去臆测教学效果，这也从根本上改变了传统的一些教学模式和评价体系，提高体育教学的信息化和科学化水平。

1.通过数据发现身体状态异常的学生。在身体练习（运球折返、运球绕标志杆、扣球）环节，运动监测设备MT-Sports有时会发出“滴滴”的报警声，这表明有学生的心率负荷持续升高，需要引起注意（心率负荷反映运动刺激给身体带来的生理反应，值越大，说明运动对学生身体的刺激程度越大）。如学生田英力的心率持续1分钟保持在200bpm，报警声响起。在听到报警声后，笔者查看其数据发现，与其他学生的数据相比他的心率负荷明显偏高，而跑动距离则较低，身体机能状态较差。在询问后了解到，田英力最近几天处于轻度感冒的状态，且课堂上也没有请求见习。考虑到感冒期间不宜进行剧烈运动，否则会进一步增加心脏负担，所以笔者决定让其暂停练习，在场边见习。

2.通过数据可以发现“偷懒”的学生。在技术练习（踩球、运球、传球）环节，开启MT-Sports多运动组同时监测的功能，控制学生的实时心率在140-150bpm之间。练习过程中笔者查看到学生张鹏、王浩等5名学生的实时心率均在120bpm左右，明显较低（图4）。于是将这几名学生的跑动距离、最高心率、心率负荷与其他学生进行对比，发现各项数据均较低。再观察他们的课堂表现，运动积极性都不高，确认他们并没有尽力在运动。笔者及时对他们进行督促，调动他们的积极性，很快他们的心率就上升到了140bpm左右。在这些数据的帮助下，教师不仅能发现“偷懒”的学生，还能把“懒”进行量化。

图4　多运动组同时监控

3.通过数据及时调整训练内容。身体练习结束后，在查看学生的运动目标完成情况时笔者发现本节课的跑动距离（60%）、平均心率（87%）、心率负荷（50%）均没有达到预期目标（图5）。说明课堂中的运动量和运动强度不够，特别是运动量较低，没有达到预期的锻炼效果。对此及时调整了课堂内容，组织学生进行时间短、强度稍大的自由对抗赛。通过数据评价锻炼效果，最终运动负荷目标基本完成，达到了预期的锻炼效果。

三、帮助体育教师科学制订课堂计划

一个执行良好的周期性教学计划能够有效促进学生体质健康水平的提高。为了达到不断提高教学质量和学生体质健康的目的，体育教师需要对体育课的运动量和运动强度进行适当调整，以便给学生适当的负荷刺激。同时，以往体育教学采集的运动数据可以作为参考依据，辅助体育教师适当调整课堂内容，规避运动量不足或过度运动，达到一定的锻炼效果。如在足球课结束后，笔者计算了学生的1分钟心率恢复率是20%，恢复情况处于中等水平（图6）。

图5　课程中和课程后运动目标完成度

图6　1分钟心率恢复率（HRR）的评价标准

注：1分钟心率恢复率（HRR）计算方法：训练结束后即刻心率P0；训练结束后1分钟心率 P1，公式：(P0-P1)÷P0×100%

如果学生表示疲劳，就是从侧面反映出本节课制订的运动负荷目标较大，下节课应调整课堂内容，适当降低学生的运动强度。将本节课的练习项目与学生的运动负荷数据表现结合分析，能帮助体育教师及时调整和优化下次足球课的教案内容，或针对不同类型的学生提供不同的教学方案，彻底打破体育课只为了体育成绩而存在的现状。

四、帮助体育教师了解学生差异，评估学生成长

通过长期监测学生的运动数据，可以有效评估学生的整体运动能力和身体素质是否有所提高。在MT-Sports所提供的管理平台“运动数据云”中，可以查看教师所负责班级学生的各项运动数据，以此来评估学生各项能力的成长趋势。此外，通过学生的各项能力排名可以全面了解每个班级学生的课堂表现和每个学生的体质状况，了解学生之间的身体素质差距，为针对性制订课堂内容提供参考，为体育教研工作提供数据样本，在此选取“运动数据云”中的几项指标排行作为参考（图7～10）。

图7　学生耐力素质排行

图8　学生速度耐力排行

图9　学生速度素质成长趋势

图10　学生耐力素质成长趋势

五、结论

由此可见，上好一节“科技化”的体育课并不难，大数据也没有想象中的那么遥远。近年来，教育信息化正在引领现代体育教学的改革方向，探索并建立科学有效的教学体系不仅影响到体育教育的未来发展，更关系到数以万计青少年学生的体质健康。体育教师担负着探讨体育教学本质和提升教学质量的职责，理应充分利用科技的力量进行尝试和改革，使大数据为体育课堂所用。