大数据时代学校体育智慧系统的构建

张鹏 龙道金 赵景发 陶林强

(1.广州体育学院研究生院 广东广州 510500;2.华南师范大学体育科学学院 广东广州 510006)

随着现代信息技术的飞速发展，人类认识自然和改造自然的方式了发生翻天覆地的变化。信息技术逐渐渗透到社会生活中的各个领域，与现代人类的工作和生活有着紧密联系。在大数据浪潮下，各行各业的发展向着科学化、数字信息化、高效化、人性化发展，带来巨大经济效益的同时，也实现了对自然资源的高效利用，既体现顺应自然、保护自然的科学发展观，又遵循可持续发展战略，造福子孙后代。学校体育肩负着国家青少年体质健康发展的重要使命，学校体育工作质量的好坏决定了国家“机器”是否能持续运转。传统学校体育发展过程中，新旧问题难以有效解决，在信息技术高速发展的背景下，学校体育工作结合大数据技术，既能为问题的解决提供思路，又能创新性改革学校体育工作。大数据技术应用至学校体育中，能更新传统体育教学方式，满足学生体育需求，提高教师工作效率，试图探索更科学、系统、高效的学校体育管理体系，建设智慧型校园，为国家培养符合社会发展的高素质人才。

1 学校体育智慧系统平台的构建

互联网信息技术的普及与发展，衍生出种类繁多的生产和生活工具，为人类的工作、生活和学习提供了巨大的便利。学校体育“以人为本”的体育观，深深扎根于每一位学校体育工作者的心中，学校体育工作能满足学生需求，造福于人，实现体育工作者人生理想与价值，促进祖国教育事业发展。在大数据等信息技术发展日趋成熟的背景下，为满足学校体育工作需求，搭建一种以网络基础设施为基础支撑，可穿戴设备为终端，VR 设备和MOOC 教学资源相辅助，云数据平台为依托，体育工作者与服务对象互动的学校体育智慧系统平台。智慧平台具有数据采集、管理、分析、挖掘的功能，在数据支撑下，进行学校体育管理、体育教学和运动训练等各项工作［1］，使学校体育工作向科学、高效、个性化迈进，不仅使学生德智体全面发展，还有利于教师教学管理，促进学校体育工作高质量发展。

1.1 可穿戴设备进行数据的收集

随着科学技术的进步及生活水平的提高，群众科学健身的需求增加，催生运动手环、运动眼镜、运动手表等可穿戴设备的普及。可穿戴设备外形时尚，造型轻巧，可以记录运动者的实时运动数据，以低廉的价格、科技感和便捷性吸引消费者的眼球。可穿戴设备可以与多平台同步，实现运动数据的可视化。更高端的设备，甚至具备个性化健身指导，精确分析用户生理指标，即时通讯等高科技功能。在学校体育教学中，运用可穿戴设备，能实时监测学生的生理和运动数据，监控运动负荷，及时发现潜在风险，降低教学事故的发生率［2，3］。同时，采集的运动数据依托云数据平台分析，可以科学指导学生学习和运动训练，实施科学客观的运动评价。大量的数据可以为分层教学实施提供依据，使个性化教学成为可能，兼顾每一位学生的学习。同时，可穿戴设备的配备，可以为数字校园的建设提供支撑，使学校在学生管理层面更科学化、高效化。

1.2 VR技术在学校体育中的运用

VR技术在文化娱乐行业快速发展，先进视觉技术的运用改变了人们对世界的认知。沉浸式的体验，使人们足不出户便可以体验到真实的运动场景。创新性地将VR技术引入到体育教学与运动训练中，体育教师将合理编排的课堂内容呈现给学生，学生能够更直观地了解运动技能，弥补教师能力的不足。VR技术提供的更直观强烈的视觉体验，能加深学生对运动技能的认识，有助于学生形成清晰的运动表象，解决学习过程中教学重难点问题，极大提高教学效率。

1.3 慕课与体育课堂的结合

互联网信息技术的发展，智能终端的普及，催生出教育领域慕课平台的兴起。慕课平台有海量的优质教学资源，跨越时空限制，可有效促进教育资源公平，即使是偏远地区的学生，通过网络也能够享受到优质的教育资源。学校体育教学工作中，引用慕课平台，补充到学生的课余学习时间中，增加学生学练的时间，巩固提升运动技能。运动技能的学习和运用需要大量的时间成本，单纯依靠体育课堂的时间学习，学生很难完全掌握技术动作。在体育与健康课程教学时间外，学生利用碎片的时间学习体育与健康理论技能知识，并通过平台与教师和其他同学交流互动，巩固知识和技能。在课堂中，教师通过可穿戴设备收集的实时运动数据，结合学生课堂表现，通过云端数据平台的分析，了解学生个体和整体的学习情况，教师可以及时合理安排教学内容。也为个性化教学提供可能。同时，学生可自由选择自己感兴趣的内容，结合个人身体素质，在云平台辅助和教师的指导下享受体育运动的乐趣。

1.4 网络基础设施的构建

智慧系统平台的搭建是基于互联网的基础，只有基础硬件设施稳定运行，才能保障学校体育智慧平台高效为学校工作服务。基础软硬件设施安全性是基础，兼容性是必要，可升级以及与未来技术对接的可延续性是补充。学校体育部门可与运营商、开发商建立长期合作机制，定期更新维护设施，为平台建设提供可靠的支撑。

1.5 云端数据平台的搭建以及数据库的分析与管理

云端数据平台的搭建是智慧系统平台的大脑，是所有数据进行处理的核心智库，能够同步所有学生的日常运动数据和学习记录，同时拥有海量优质体育教学和学习资源。根据体育教学和运动训练、运动选材、课间体育活动等学校体育发展的各项需求，给教师最优建议，给学生全面的指导，促进学生全面健康发展［4］。数据库有储存和管理数据的功能，记录学生学习期间所有的运动记录，建立学生成长档案。这些数据信息可以与全国数据同步，为国家学校体育政策制定和科研提供最准确的数据。这一平台是最高安全等级，能保护学生的个人隐私。

2 智慧系统在学校体育中的应用

2.1 体育教学方式的更新

中小学学生体质健康持续下滑，引起社会各界的广泛关注。学校教学工作是体质提升的关键，而传统的体育教学方式，以“灌输”为主，产生“学生喜欢体育但不喜欢体育课”的现象，教师的积极性降低，工作倦怠［5］。体育教学中在智慧平台的辅助下，引用现代化的教学工具，以科技感吸引学生学习兴趣，能够发挥学生学习的主观能动性。以智慧平台为辅助的教学，以学生为中心，尊重学生的运动兴趣，结合学生基础运动数据，科学指导学生选择适合自己的体育与健康课程。并与慕课学习资源的搭配，形成慕课学习理论和文化知识，上课进行身体活动学习，课下积极练习，与家庭联结，与社区体育互补，教师辅助学生积极主动学习的高效课堂。学生的数据端有个人的学习记录，每次练习都能得到准确的数据反馈，遵循“正反馈”原理，学生进行自我总结，建立自我学习意识。在课堂内，面对教学难点，结合VR设备，使学生更立体、更全面地体会动作细节，直观感受动作的魅力，激发学习动力。在智慧系统的辅助下，教师的工作效率提高，学生学习的数据反馈，便于教师更快发现问题，及时调整，这能提高教师工作的积极性。教师借助数据平台的帮助，科研工作能更科学高效完成，从而加速国家的体育教育事业的高质量发展。

2.2 运动训练与竞赛管理的升级

学校体育运动训练工作要求逐步提升，学校体育能培养优秀运动员，为祖国竞技体育输送人才。智慧系统平台的搭建，是我国竞技体育人才培养的有力助手。建立学校体育运动训练人才数据库，与全国信息同步，建立科学的筛选机制，从而在战略上促进我国体育事业发展。运动手环、心率带等可穿戴设备能实时收集运动员运动轨迹、心率、步频、等数据，同步至云端数据平台，经过大数据平台的分析，为教练员的训练计划提供参考，为运动选材提供有力依据。可根据每位运动员实时数据结合个人意愿，针对性进行个性化训练。对运动员身体状况的实时监控可有效预防运动损伤，降低运动风险，保障运动员健康。运动竞赛中，借助数据平台，对比竞赛对手的数据，和实时分析运动员身体表现，科学制定战术策略，能增大运动队获胜的概率。借助智慧系统平台，运动员可以直观了解自身情况，得到准确的反馈，为自身发展提供一定参考。同时，智慧系统平台，也能为全国的教练员和运动员搭建交流平台，增加学习提升的机会，助力祖国竞技体育事业的发展。

2.3 优质教学资源的科学分配与运用

我国国土面积广阔，地区间差异巨大，教学资源分配不均的问题或将长期存在。互联网信息技术的发展，和大数据智慧系统平台的建立，可缩小教学水平地域差异，使全国各地共享优质资源。借助慕课平台和VR技术，可弥补教师能力的缺陷，提高教师教学效率。智慧系统平台可建立全国数据库，广泛收集优质教学资源。各地方教学单位，可结合地方特色，科学合理引进教学资源。各教学单位，也可借助教学平台交流学习，教学困难地区，可以得到国家高水平专家的帮助与指导。同时，政府部门能及时获取信息，了解各地发展情况，并及时制定政策、法规帮扶发展。

2.4 青少年体质监测科学高效

青少年体质健康问题，是社会各界广泛关注的热点问题。青少年的肥胖、近视、脊柱侧弯等问题，困扰着家长和学校体育工作者。而智慧系统平台，能成为学校体育卫生健康工作的有力助手。在智慧平台的建设下，学生体质数据的准确性得到保障，减少抽样调查的误差，避免部分学校数据造假。在真实数据的参考下，体育管理部门，可科学制定检测标准，适应当代学生身体状况，借助大数据分析，发布科学的体育政策［6］。智慧系统平台既能促进学生体质健康，又能为政府部门宏观调控、科研部门科学研究提供支撑。

2.5 体育教学评价科学化发展

传统的体育教学评价是以课堂评价和期末考试相结合的方式，教师的主观性较强，学生难以得到准确直观反馈，学习积极性较低。评价标准死板，难以满足不同学生的发展需求。基于智慧系统平台下的体育教学评价，是基于客观数据的评价，通过数据，教师自评，学生自评，师生互评，每节课都有相关数据支撑，进行学生发展性评价。客观数据的支撑，遵循“正反馈”原则，能提高学生学习积极性，改变“学生喜欢体育，不喜欢体育课”的现象。多样和科学的评价方式能创新学校体育的发展。

2.6 智慧系统下分层教学精细化管理

智慧系统平台收集记录每一位学生的运动情况，拥有学生的全部运动数据。通过智慧平台综合分析学生身体和运动数据，教师可根据学生个人需要在智慧平台辅助下进行科学有效的教学，实现分层分类和个性化教学［7］。同时，教师可以根据不同水平学生，针对性教学，高效化管理，降低教学工作难度。学生也因此有更强的获得感，从而增强体质。

3 智慧系统平台下学校体育优化措施

3.1 完善个人隐私的系统防护

网络信息技术的发展具有两面性，为工作带来便捷的同时，个人隐私也受到了一定威胁。学校体育智慧系统平台虽能为教学管理带来便捷，但数据库涵盖学生的个人数据，极易被不法分子窃取。智慧系统的搭建，务必应增强教学系统的安全性。校园智慧系统在开发过程中，应与高水平数据安全单位建立合作机制，搭建严密安全保护系统，达成长期合作机制，定期检查维护系统安全，实时更新。政府相关部门也应制定法律条文，保护个人数据安全，降低数据泄露风险［8］。

3.2 加强教师队伍教学技能与信息素养的提升

智慧型教学环境对教师提出了新的要求，教师需要与时俱进，更新传统观念，接受新鲜事物，学习新方法。上级到地方教育主管部门，应注重对教师队伍的教育，增强教师信息技术素养，尤其是年长教师。应积极引导年轻教师与年长教师互帮互助，年轻教师接受新事物较快，年长教师教学经验丰富，不同年龄段教师互助互利，能促进校园体育师资科技素质提高。教学单位定期进行教师教学能力培训，组织校际间的培训和促进教师之间的交流，让教师探讨高效的教学方法。

3.3 体育产业与学校体育协同创新

学校体育智慧系统平台的建设对体育设备制造业和体育科技产业的需求巨大，这指引了体育用品制造业新的发展方向。优质企业可与校园合作，实现双赢。可穿戴设备和VR设备的研发正向学校体育渗透，体育相关产业可开发适应学校体育教学和运动训练的高质量装备。校园平台与产业平台互动可促进智慧系统的优化，同时学校体育也可为体育产业发展提供动力。

4 结语

每一轮科学技术的革命都能使社会发生翻天覆地的变化。在大数据时代背景下，构建学校体育智慧系统平台，通过智能硬件设备采集运动数据，借助智慧平台综合管理分析，以学生为主体、教师为主导、智慧系统相辅助的方式，提高学校体育管理、教学，运动训练等方面工作和科学化水平，从而培养德智体美劳全面发展的社会主义接班人，这对推动体育产业高质量发展和体育强国建设具有重要意义。