基于运动手环的小学生体质健康监测与干预体系构建探究

隋勇 廖清成 张滢 邓潇潇

摘 要：文章从体系框架、监测路径、干预路径三方面介绍了重庆市南岸区东港学校基于运动手环对小学生体质健康进行监测与干预体系构建与应用的实践探索。实践表明：基于运动手环的学生体质健康监测与干预体系可保障监测数据具有时效性、连续性和科学性，可有效帮助教师进行可视化的体育课内外教学与管理干预，能够帮助体育教师准确掌握学生锻炼情况，合理指导学生安排运动负荷，科学提升小学生各项身体素质。

关键词：运动手环;小学生;体质健康;测评、干预

中图分类号：G807.2  文献标识码：A   DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.02.014

基金项目： 2020年度重庆市社会科学规划培育项目：基于学生体质健康大数据的6-12岁儿童身体素质关键期干预研究（编号：2020PY35）;2019年度重庆市重庆市教育科学“十三五”规划项目“基于人工智能的学生体质健康测评与反馈干预体系构建研究”（编号：2019-GX-397）阶段性研究成果。

收稿日期：2020-03-20

作者简介：隋勇（1986-），男，山东烟台人，硕士研究生，副教授

研究方向：体育教育信息化

近年来，随着运动手环硬件与配套软件的快速发展，其为学校学生体质健康测评改革提供了新路径和新方法。基于运动手环设备的数据采集载体，对学生运动数据全程监测，有利于学生运动数据分析并进行反馈干预。

1 基于运动手环的小学生体质健康测评与干预体系框架

基于运动手环的小学生体质健康测评及干预的过程为：首先，收集小学生体育锻炼的相关数据，将已经回收的有效数据进行科学地解读。其次，在信息数据的环境里，把各种有效的小学生体育运动数据信息的最终结果反馈给学校或者家长进行思考，当然也需要对这些信息数据反馈的结果提出合理有效的建议和意见，从而提升小学生体育活动信息数据的使用价值。如图1所示，将通过运动手环收集到的数据形成数据库，数据库中的内容包括体质测试成绩、运动步数、运动时间、地理位置、心率和其他相关性分析内容。建立小学生课外锻炼实时监督机制，可为精准干预小学生课后锻炼、体质测试和场地配置提供数据支撑，为学校体育教师能够顺利实现教学目标提供数据支撑，给学校领导进行工作规划提供非常有效的数据参考。

2 基于运动手环的小学生体质健康监测路径

2.1 体质健康监测数据的采集、存储和提取

随着互联网科技的进步，体育健康测评的相关行业也在更多的环节将大数据的使用融合进来。现有的运动手环也已不仅仅局限于运动数据的监测，更注重生理数据的监测。根据所收集到的有效数据科学分析解读，能够为小学的体育课程、学校活动开展、体育教师进行实践提供依据。如图2所示，重庆南岸区东港学校在数据收集过程中，通过蓝牙将运动手环对小学生的体质测试数据、步数、睡眠、运动时间和心率进行采集，选择RFID通信方式收集地理位置。通过蓝牙将运动手环收集的数据传送到手机终端，手机终端再通过网络连接到服务器进行对运动手环收集数据的保存和使用，从而能够将各种有效数据通过手机等现代媒体实现可视化呈现。

2.2 体质健康测评数据的加工、整理和分析路径

体质健康测评数据的加工、整理和分析是测评结果的重要环节。实际应用中应根据需求合理利用运动智能手环监测的身体活动数据。测评数据通过运动手环对收集的小学生运动数据以蓝牙的方式传输到手机终端app，终端连接网络上传数据到服务器中不同的2个数据分析部分。如图3所示，服务器1中进行数据提取和分析，运用分析软件对收集到的小学生运动大数据进行实时处理和实时分析，且主要针对小学生运动量、运动地点、时段、方式、时间等方面进行处理分析。最后形成数据仓库，将处理分析完成的数据反馈到服务器2中制定出运动干预方案，最终在手机终端app中形成数据的可视化。

3 基于运动手环的小学生体质健康干预路径

智能运动手环能够把被测试小学生的测量数据进行收集整理，提供实时反馈和提醒，尽显可穿戴设备监测的全面性[1]。依据现代化科技手段对收集到的有效数据进行汇总并科学解读，最后凭借app将解读过的数据通过更直观的方式呈现出来。通过“荟动体育”app，可以通过苹果手机和苹果平板下载安装使用。能够顺利登陆的群体主要是学生个人、学生家长和体育教师，但因为登陆的角色不同，所以具体的使用操作步骤会有些许的不同。体育教师可以查阅到评测和解读的具体内容，从而对被监测的小学生的体质健康、运动情况等有准确掌握。

这里主要对体育老师的app平台的使用和呈现的功能进行介绍。

教师端app平台身份进入，有3个数据评测和分析功能模块，包括“首页”、“体测”和“管理”。

如图4所示，首页模块包括“心率”、“步数”和“睡眠”。心率主要评测和分析“最大心率”、“平均心率”、“最小心率”和“统计”，统计能够显示心率大于110共多少次，心率小于50共多少次。

如图5所示，体测模块包括“成绩录入”、“查看成绩单”、“体测值班台”、“综合分析”、“及格预警”、“优秀预警”、“成绩为0（未测）”、“变动与分布”和“点击查看各班成绩及排名”的功能。体测成绩需要统一导入后台数据库，体重、肺活量、50米、坐位体前屈的成绩后可查看成绩单，体测值班台中可查看负责各体测项目的值班老师，综合分析是根据图表可以具体呈现出学校体育测试结果的各种变化和发展方向，这样也能够更加及时关注到学生身体健康的现状。及格预警、优秀预警和成绩为0（未测）是依据已经提交体测结果的学生，对收集到的有效数据进行解读，是给及格预警、优秀预警、成绩分数为0以及没有参加的学生给予特别提醒，而且可以根据测试结果对其成绩在规定的科学临界点上下的学生名单进行回报，这样就可以让老师更加直观地看到学生需要增加锻炼的方面。变动与分布包括对体质健康测试的数据从新增优秀率、优秀掉线率、新增及格率、新增不及格率、持续优秀率、持续及格率、持续不及格率、不及格上线率进行分析，列出几种体测成绩的变化比率。

如图6所示，管理模块是由“运动步数”、“进出校记录”、“发送信息”、“布置步数作业”、“作业检查”、“操场跑圈”、“时间分布”组成。小学生运动步数评测与分析，可以对包括年月日、班级、学号、姓名、步数、距离和消耗的卡路里数进行分析，并且排出名次。进出校记录是对小学生进行定位及对进出校进行记录，包括年月日、班级、学号、姓名和具体时间体现小学生到校和离校的信息。发送信息的功能是向指定学生、指定班级和指定年级发送信息，发送信息内容可以是文字也可以是图片，发送形式是合并发送和单独发送。其中发送消息中的图片具有“选择文件”“旋转”“适应相框”“适应屏幕”和“原图”的功能。布置步数作业和作业检查，教师可以布置作业内容、任务次数、完成时间、完成情况。操场跑圈可以清晰查看小学生跑步圈数和运动时间分布等。

体育教师是学生的榜样，体育教师应更加关注自己的体育健康与运动情况。如图7所示，我的数据模块主要包括“运动记录”、“心率记录”、“睡眠记录”、“ 荣誉排名”、“消息”、“2+2课程”、“发送信息”和“我的课程”八个方面，主要是针对体育的自我管理和课程管理。运动记录是针对体育教师个人运动情况开放的功能，可以了解每天运动的数据，也可看出同龄人的运动情况，自己可根据实际情况调整每天的运动量。心率记录能给出一些心率测试结果的展示图，给自己的运动负荷量一定的参考。

4 結论

综上所述，运动手环测评小学生体质健康与运动数据具有一定实效性、科学性和连续性。基于运动手环的“荟动体育”监测与干预体系可有效融入体育课堂教学与管理中，对数据进行科学监测和分析并快速实现数据在“荟动体育app”的可视化。体育教师可根据可视化的监测数据科学掌握小学生锻炼情况，合理安排小学生运动负荷，更加科学地提升和发展学生各项身体素质。

参考文献：

[1] 张丹青，孙建刚，刘雪琦，等.基于可穿戴设备的儿童青少年身体活动干预效果综述[J].上海体育学院学报，2019，43（05）：41-49+98.