数字科技赋能体育教育的时代内涵、现实样态及对策研究

2023-03-03仝昕炜曹桂祥

当代体育科技 2023年36期

关键词：数智数字化数字

仝昕炜曹桂祥

(扬州教育学院江苏扬州 225008)

1 教育数字化转型的历史演进

随着科技的不断发展，以人工智能、大数据、云计算、5G、区块链、物联网等为代表的数字技术逐渐渗透到教育领域，数智科技在教育教学中的广泛应用既重构了教育的形式，也重塑了教学的基本形态，引发了当代教育的深刻变革。

世界各个国和国际组织主要聚焦于数字化人才培养、教师数字能力、数字化基础设施、数字化教学资源平台、新型技术工具、教学模式创新、教学评价、隐私和伦理安全等8个方面［1］，进阶式推动教育数字化规划和战略布局（见表1）。

表1 世界主要国家和国际组织教育数字化战略行动路径比较

我国高度重视教育数字化战略布局与转型升级，相继发布了教育数字化战略与政策，旨在推进国家教育数字化战略行动，促进教育数字化转型升级。自2012 年起，我国先后发布了一系列数字化教育发展规划和行动计划，相继启动中国慕课项目建设、智慧教育示范区和“互联网+教育”示范省建设；2022年国家智慧教育公共服务平台上线，2023 年中国召开世界数字教育大会；正式发布教师素质素养等标准［2］。在过去的“十三五”规划期间，学校体育教育不断优化和完善教学体系，构建数智化教育服务和人才培养新模式，探索数字时代教育治理新模式。

教育数字化转型是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口，能够为进一步推进数字教育下的个性化学习、终身学习，扩大优质教育资源覆盖面和教育现代化提供有效支撑。数字化赋能教育是创新教育治理理念和方式的重要举措，对于推动教育教学改革和创新，利用数字化技术更新教育理念、变革教育模式，推动数字化与教育产业深度融合能够产生深远影响。

2 数字科技赋能体育教育的时代内涵

数字科技赋能体育（以下简称“数智体育”）是指依托物联网、大数据、云计算、互联网、5G 通信技术等前沿的数字科技在体育领域的应用，是体育与数字智能技术相融合的一种发展形式。数智体育利用传感器和物联网技术进行连接，实现AI运动超脑与各种设备的串联，通过监测和感知用户运动行为模画运动图谱，结合运动数据、云计算管理数据等大数据算法，实现校园操场、室内运动馆等全场景运动空间的智能化，为不同运动项目提供智能测评、个性化训练指导以及智能反馈和决策支持，应用场景可涵盖体育日常教学、课后运动、体育比赛、国家体测、体育考试、体育与健康大数据监测等范围［3］。此外，数智体育通过构建数字化、智能化、情景化的运动生态，满足体育教学中个性化、多元化、实时化、精准化的需求。依托数字化重塑体育教育新生态、赋能体育教育新发展，形成发展体育教育的新范式，恰逢其时、十分必要。

3 数智体育推动校园体育数字化转型的现实样态

近年来，诸多数字科技公司如科大讯飞、大沩人工智能、格灵深瞳、旷视科技、有道等切入校园智慧体育教学场景，基于智能化转型持续加大人工智能、云计算、物联网等前沿技术的研发，整合“数字科技+体育”产业资源，以个性化、游戏化、情景化、智能化的新应用，深度参与体育教育数字化转型，掀起体育教育变革的新浪潮。

科大讯飞与北京体育大学、教育部运动与体质健康重点实验室围绕提升学生体质健康水平的核心目标，合作打造“教、学、赛、练、测、考、评、管”全流程全场景智能运动空间。运用AI运动超脑串联各种设备，服务日常教学、课后运动、体质体测、体育考试、体育赛事、运动与健康大数据监测等，全面推进学校体育教育数字化转型［4］。课前，教师通过采集学生运动过程性数据了解学生体能水平及运动能力，针对性进行体育课堂运动强度、密度设计；课中，教师实时监测心率，保障运动安全，实现运动强度、运动密度的可视化。将“AI 运动小站”与人体姿态识别、人脸识别和运动轨迹跟踪等技术进行串联，实现体育运动的智能感知、智能监测，支持跳绳、跳远、开合跳、高抬腿、深蹲等项目（见图1）。基于数字孪生技术，获得学生过程性运动表现数据，实现过程全程化、主体个性化、内容全面化的教学评价。

图1 旷视运动猿体育云课堂数据统计

旷视运动猿是基于训练杆和智能坞组成的训练站，能够完成语音和视觉交互，发挥数智体育助教角色作用。其技术核心是训练站的智能坞，将体育教学的经验知识、体育动作的严谨流程植接于智能坞的AI大脑中，实现体育运动的数字化评估。以跑步为例，旷视运动猿以视觉AI能力为基础，通过在跑道周边部署训练杆连接到智能坞，学生无需穿戴任何设备即可实现计时、计圈跑等体育云课堂训练记录，并生成各年级体育云课堂数据（见图1）［5］。旷视运动猿支持素质训练、跑步训练和球类训练三大类别共20 余种体育运动项目。

有道智慧体育可在无穿戴设备的情况下实现测评，可利用高清三维摄像捕捉人体姿态和运动轨迹，采集学生姿势、高度、距离等运动数据，给予动作反馈，帮助学生提升动作质量和规格。有道智慧体育支持跳绳、立定跳远、引体向上、体测等项目，系统可自动生成成绩表单、标准评分指导、数据分析对比、专项强化指导等。

中易科技、大沩人工智能、嗖嗖体育、悦动圈聚焦于AI 智慧运动测评系统研发，通过机器视觉、深度学习等AI技术赋能体育教育，智慧运动测评系统可支持多人同时开展跳绳、立定跳远、仰卧起坐、身高体重、肺活量、坐位体前屈等体测项目，体现了AI 系统的高效性［6］。

数字科技不断丰富着体育教学情境体验。在主题为“红军故事”的体育课程中，教师设计使用虚拟投影技术，让爬雪山、过草地的情境变得更加真实生动。在篮球战术学习中，电子演示板代替传统战术板，有利于教师讲解、演示，便于学生通过动画清晰观察、快速明确战术跑动路线，促进知识内容内化。数字科技手段同样可以应用在大课间活动、课后服务和体育云作业等课堂延伸场景［7］（见图2）。

图2 体育云作业

时代发展的驱动、体育教学的实际需要是推动数字化科技应用于体育课堂教学的重要动力，体育课堂教学应顺势而上，不断完善数字化和智能化的体育教学手段，服务于学生全面发展的需要。推动校园体育数字化、智慧化转型，仍需持续探索数字科技在体育教育及学生健康发展领域的深度应用。

4 数智技术簇生校园体育新生态

数智体育创设的智能体育空间可应用于自主学习、情景创设、设计创编、内容实施、评价反馈、战术分析、成果展示与数据储存等教学环节，促进校园体育教学模式创新和数字化转型。数智技术促生校园体育新生态主要体现在体育课堂的育人性、趣味性和科学性创新方面。

4.1 体育课堂的育人性

数字技术赋能体育课堂，有助于构建多维度学习空间。体育教育供给方式正趋于个性化、弹性化和创造化，支持学生自主化、多样化、个性化学习，能够培养学生的独立自主学习能力、团队协作能力和终身学习能力，体育教育应回归教育性和成长性。教育思维需更加聚焦于学生个性发展，进而为学生提供更多元的教育服务。

4.2 体育课堂的趣味性

融合AI、AR 技术的运动趣味游戏，丰富体育课堂游戏情景创设、内容设计和参与形式，激发学生积极竞争的竞赛意识，学生在人机联动的情境体验中腾挪躲闪、旋转跳跃、一争高低，实现人机互动的交互性、联动性和实时性，展示数智技术赋能体育教育创新变革的无穷魅力。

4.3 体育课堂的科学性

数字科技对学生体质健康、运动技能和运动负荷进行实时精准的数据采集，为教师后续教学设计、针对学生制订个性化运动指导方案提供了数据支持。定量化精准的数据捕捉和数据挖掘为教学反馈、设计、评价等教学环节提供了科学化的数据，因此应建立数字支持的健康评估、运动干预、数字追踪的运动数字档案，使体育课堂的科学性得到提升。