基于SaaS的高校智慧体育校园服务平台的初探

2023-08-26韩星蕊曾理林盈伽刘杨华刘彦晨

当代体育科技 2023年18期

韩星蕊曾理林盈伽刘杨华刘彦晨

(华东理工大学体育科学与工程学院上海 200237)

高校体育作为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的重要组成部分，被赋予了支撑体育强国的重要使命与任务［1］。2022 年，在中国共产党第二十次全国代表大会上，习近平总书记指出，要加强青少年体育工作，加快建设体育强国，并首次提出了“推进教育数字化”的理念［1］，不仅明确了加快数字化发展、建设数字体育的创新发展思路，而且为高校智慧体育校园的加速变革提供了行动指引。

近年来，随着信息技术和数字技术的发展，高校体育工作出现了如线上体育课程、智慧场馆管理、智慧体质测试、智慧锻炼打卡、智慧型体育竞赛管理系统等丰富的智慧应用场景，让高校体育教学和学生体育活动在时空条件、信息资源、运动形式和运动体验方面得到了极大的拓展和丰富。但从整体的发展层面来看，高校体育的智慧化建设还存在传输断点、数据孤岛、服务缺位等诸多问题与不足，制约了数字技术与高校体育的深度融合。面对高校智慧体育应用场景不灵活、孤立的问题，“Software as a Service”（SaaS）软件提供了一种可行的解决方案，SaaS 是一种基于云的软件交付模式，提供自动软件更新，并通过互联网以即时的方式将数据提供给管理人员、教师和学生，为畅通高校智慧体育应用场景的数字信息提供了可能。

基于上述背景，该文采用文献资料、综合分析等方法，根据SaaS的基本逻辑框架体系，结合高校体育数字技术的应用需求及场景，系统剖析现阶段高校体育信息化建设的问题及不足，根据对“教、学、练、赛”等体育信息及数据的收集、汇总和管理，探讨基于SaaS的智慧体育校园服务平台的实施路径，以期为数字化时代高校体育的智慧发展提供路径与参考。

1 概念界定及相关研究

1.1 智慧校园

1.1.1 “智慧校园”的概念

2008年，IBM在《智慧地球：下一代领导议程》中提出了“智慧地球”的概念，它是指借助新信息技术的强力支持，让地球上的所有事物实现被感知化、互联化和智能化。这里的“智慧”是指辨析判断、发明创造的能力。同时，IBM提出了“智慧教育”，则是指通过构建技术集成的学习环境，让教师能够施展高效的教学方法；让学生能够获取个性化的学习服务［2］。“智慧校园”是“智慧教育”的下位概念，是其具体内容的延伸。2018年，国家标准化管理委员会发布了《智慧校园总体框架》（GB/T 36342），将“智慧校园”的标准定义为：物理空间和信息空间的有机衔接，使任何人、任何时间、任何地点都能便捷地获取资源和服务。在互联网数据交互技术的协助下，相关平台能够增强校园体验，提高运营效率，并为大众提供更便捷的教育方式。

1.1.2 “智慧校园”的国内外发展

欧美发达国家在掌握计算机技术后，高校涌现出一批高校迎新系统，这是“智慧校园”开端的重要标志［3］。美国波士顿大学等高校，早在19 世纪中叶就开始进行新生入学前的指导工作。1980 年，美国发行了《学生服务或发展项目指导纲要》［4］；1993 年由美国政府牵头制定了国家基础设置的行动纲领；1998 年美国副总统戈尔提出“数字地球”发展战略，同年美国100多所大学联合成立了UCAID［5］。

我国“智慧校园”的建设起步较晚，但发展势头迅猛。1999年，《国际“数字地球”大会》首次在北京召开，“数字地球”“数字校园”等相关概念层出不穷。2001年，清华大学首创了“数字迎新”，标志着我国“智慧校园”的确立。随之，国内各高校也开启了“智慧校园”的探索道路，发展迅速［6］。党的第十八次全国代表大会提出，要推进建设数字城市，建立新型“智慧城市”，而“智慧校园”是“智慧城市”的缩小版，也进一步推动了我国“智慧校园”建设的步伐。2018 年，国家标准化管理委员会发布了《智慧校园总体框架》（GB/T 36342），意味着“智慧校园”进入标准化发展阶段。2022 年5月，《依托智慧服务共创新型智慧城市——2022 智慧城市白皮书》在北京正式发布，又促使新一代信息技术向高校下沉，给“智慧校园”进一步建设带来新的机遇。

“智慧校园”给高校教育工作带来便利，其主要体现在3个方面：通过对教育数据的深度挖掘，为教育的决策者提供参考［7］；通过智能化信息管理系统，简化了教学管理环节，避免因人为因素造成的管理失误，减少教学过程中的时间和成本［8］；教育主管部门通过汇总、督查、分析各高校之间各类数据信息，为提高教育质量提供了高效的数据支撑［9］。

1.2 智慧体育校园

1.2.1 “智慧体育校园”的概念界定

“智慧体育校园”是指利用信息技术和数字化手段，将智能化、网络化和数字化应用于校园体育管理和教学活动中的一种模式或理念［10］。它依托物联网、AI、大数据分析等技术，通过将传统体育教学与现代信息技术相结合，以提升体育教育质量，促进学生全面发展为目标，构建一个智能化的校园体育环境。“智慧体育校园”是体育信息化的延伸、拓展和升华，是高校体育信息化的进一步发展与深化。

1.2.2 “智慧体育校园”的发展

“智慧体育校园”是“智慧校园”的一个体育场景分支。现阶段，加强学生体育锻炼，形成良好锻炼习惯，已经成为新时代背景下学校体育工作的重点任务。然而，校园体育数据丰富而分散的特点，就更加依赖于信息化、智慧化管理系统，使得我国出现了一大批体育管理系统。起初是针对体育课所需要的查分、查表及成绩计算系统、选课系统，再到体质健康测试系统、体育活动打卡系统以及校园体育竞赛管理系统等等。这些系统通常是根据不同的业务需求，进行特定的数据收集、汇总和管理。

将智慧的概念和现代化的技术融入体育教学、管理等过程，有利于激发学生体育兴趣，提高学校体育教学质量。例如，在学校场地的管理方面，智慧场馆管理系统可以让管理人员实时查看场地的租借情况，从而获取运动数据，学生可以及时选择不同场地进行体育锻炼。以学生健康跑管理系统为例，可以在学生体育课、晨跑时段、课间等开展户外锻炼和监测，量化锻炼成果、沉淀测试数据，简化教师工作，提升效率。在晨跑时，可以利用人脸识别功能，杜绝替跑的情况发生，防止作弊，减轻监考教师的负担。在体育虚拟课程中，智慧体育旨在为体育教师提供信息化教学工具，辅助精细化、针对性体育教学，具备过程违规提示、运动曲线、运动评价报告、姿势方法改善建议、肌群状态、肌群训练建议等功能，是体育教师专业信息化的教学工具。在体育竞赛管理系统中，智慧体育的强交互性、强专业性和强内容性，有助于提高学生参与体育锻炼的兴趣。在学生体质测试中，AI 系统的使用可以改变传统体测的方式，为体育教师和学生带来了全新的体验。

然而，由于体育经费、政策等诸多原因，绝大多数高校还无法全面实现上述这些智慧体育校园的全部功能和场景。因此，就会形成数据孤岛及断点，需要通过不断完善的智慧体育校园服务平台服务功能，降低使用成本，将更多零散的体育数据收集起来，并形成完整的校园体育数据链闭环，这是智慧校园的发展必经之路。

1.3 SaaS及发展

SaaS 技术通常被认识为是一套集成系统，是某行业的通用型、功能比较全面、多个系统的服务集合，具体需要某些功能生成某些相应功能的子系统。其概念承接自应用服务商ASP（Application Service Provider），但受制于当时互联网技术的发展，ASP的应用较少［11］。随着互联网的快速发展，SaaS 技术在软件科技中发展势头迅猛。我国的SaaS市场开始于2004年［12］，这些年来的发展也较为迅速，技术也更加成熟。比如，一个体育赛事系统，参赛者使用的是报名和成绩子系统，运营商使用的是用户所产生的数据，厂商则通过数据画像为客户提供更精准的服务。再如，一个商业健身房智慧管理系统，就包含了会员、教练、会籍、场馆、资金等多个数据管理与营销系统和软件生态。这些都是SaaS在体育场景中应用的典型案例。而且，使用SaaS 可以通过数据整合、聚类、统计和预测，为学校体育管理提供趋势预测、智慧决策等服务［13］。同时，它拥有很多优势，如建设成本低、维护成本低、应用门槛低、应用有风险低等［14］。因此，SaaS 技术让智慧体育校园服务平台建设成为可能。

2 高校智慧体育校园服务平台现状分析

2.1 高校体育数字技术的应用需求及场景分析

在高校智慧体育校园的建设中，数字技术的应用需求和场景主要体现在以下几个方面。第一，数据收集与管理。高校体育部门需要收集和管理学生的运动数据，包括身体素质测试结果、训练计划、比赛成绩等。数字技术可以帮助高校体育部门对学生的运动数据进行收集、分析和评估。通过使用传感器、智能设备等技术，可以实时记录学生的运动表现，包括步数、心率、速度、距离等。这些数据可以被用于评估学生的运动能力，制订个性化的训练计划，并提供数据驱动的反馈和建议。第二，运动训练与指导。学生在体育课程中需要接受专业的运动训练和指导。数字技术可以提供多媒体教学资源、虚拟实境（VR）和增强实境（AR）等技术，学生可以在虚拟场景中进行足球、篮球、游泳等各类运动的训练。这种场景可以提供真实的训练体验感，并通过即时反馈帮助学生纠正动作和提高技能。第三，健康监测与管理。数字技术可以用于监测学生的身体健康状况，包括心率、血压、睡眠质量等指标的监测。通过可穿戴设备和健康管理软件，教练可以实时了解学生的健康状况，并及时采取相应的措施。第四，赛事管理与组织。高校体育部门需要有效地组织和管理各类体育赛事，包括校内比赛和校际比赛。数字技术可以用于高校体育赛事的管理和推广。通过在线报名系统、赛事管理平台和移动应用程序，可以方便学生报名参赛，查询赛程和成绩，获取赛事信息等。同时，可以通过社交媒体和在线直播平台将赛事推广给更多的人群，提高赛事的曝光度和参与度。第五，社交互动与共享。数字技术可以促进学生之间的互动和交流。通过社交平台、在线讨论区等工具，学生可以分享运动经验、交流技巧，并建立学习合作的网络。总之，高校体育数字技术的应用旨在提升学生的运动水平，促进健康管理和加强体育社区建设。

2.2 现阶段高校智慧体育校园服务平台建设的不足

首先，高校体育信息化建设程度不高。由于现阶段我国社会主体的信息化、智慧化建设才刚刚起步，而在高校层面还没有统一的、典型的SaaS 智慧校园服务平台，高校体育的信息化建设更是良莠不齐。特别是高校体育工作在高校教育整体工作中还没有得到应有的关注和重视，大规模、大资金地投入智慧体育校园的建设较为困难。所以，高校体育数据的收集、利用水平较低，还处于简单的数据存档、数据上报的低水平阶段。也正是这种低水平的数据采集方式，给高校体育数据收集带来了诸如少记、漏记、错记等问题。而且，高校体育数据的收集不同于传统的教室课堂教学数据收集，后者时空环境相对固定、人体动作相对简单，前者却呈现出时间层面的碎片化、随机化，空间环境也几乎涉及大部分的校园空间，人体动作呈现复杂、位移变化多的特点。因此，多项目、多场景给高校体育数据收集带来了不可避免的信息化建设难题。

其次，高校体育网络信息安全堪忧。智慧体育校园服务平台建立在物联网、大数据的基础之上，一方面是方便用户实时地传输、获取和利用数据；另一方面，这种数据在利用的过程中，网络信息安全问题也险象迭生。由于智慧体育校园服务平台实现了对学生的全程跟踪记录，一旦这些记录被非法整合、盗用、篡改，将会对个人隐私以及校园公共信息安全造成极大的危害［15］。因此，安全可靠的信息安全策略和数据使用规范，也是智慧体育校园服务平台成功的关键。

3 基于SaaS 的高校智慧体育校园服务平台的构建

3.1 高校智慧体育校园服务平台建设的构成要素

3.1.1 数据收集要素

如图1 和表1 所示，在高校体育活动发展的过程中，可以被收集的数据种类和指标繁多，笔者将这些数据整理归纳为静态数据、动态数据2个大类，其中静态数据分为身份数据、场地数据2个子类；动态数据又分为指征数据和行为数据2 个子类。另外，由于这些数据可能来源于高校的各个二级部门，而且随着科技进步，收集数据的精度和频度迭代较快，所以需要建立一套有效的数据仓库来存储、整合上述高校体育数据，并将数据仓库纳入基于SaaS 的智慧体育校园服务平台中，最大限度发挥SaaS的集成效应。

表1 智慧体育校园数据类型及收集方法

3.1.2 数据分析要素

在数据分析之前，需要建立一个好的数据模型，如图2 所示，其内容要兼顾体质健康、体育课、课外活动等，能够在时间上与空间上同时兼顾，并对近未来作出判断与预测。这一模型的目标在于动态反映学生运动数据，并能够囊括往后发展中待录入的数据，并将这些数据反馈给教师和学校。当数据被录入后，该模型最后能够形成相应的数据闭环，并以可视化的形式呈现给用户。

图2 数据分析要素运作图

3.1.3 数据应用要素

如图3所示，加入SaaS技术之后，可以将上述数据整合、聚类、统计，通过数据分析模型，将这些数据呈现给用户，并发挥数据的作用与价值。例如：场地数据有助于学校提高场地管理效益；课外活动数据可以纳入学生的综合评价评先评奖等。

图3 数据应用要素运作图

3.2 高校智慧体育校园服务平台的功能构建

3.2.1 运动跟踪与监测

对于学生用户而言，在运动跟踪方面，SaaS智慧体育校园服务平台会成为一种新的运动行为评价手段，它能够及时反馈学生的运动锻炼情况，学生也能够及时了解自己的运动过程及运动成果，并对未来的运动计划加以预期，以增强运动黏性。在运动监测方面，通过体质测试系统、竞赛系统、积分系统等多个监测评估子系统，学生可以直观、及时了解自身身体情况和运动水平，也可以更清楚地认识到运动带给自己的各种变化，如睡眠质量、体能变化、赛事积分等，从而获取体育带来的幸福感，并不断激励自己终身参与体育运动。

3.2.2 教学反馈

在课程教学方面，教师需要及时通过平台了解学生的运动情况，从而调整课程练习或作业的难易程度，并从更专业的角度给出指导意见，做到因材施教。在综合评价方面，教师需要从原先单一的指标评价转变为个性化的综合性评价方式。从原先“达标、达线”，转变为综合考量阶段性的进步与成长。同时，体育教师的角色转变也将发生很大的变化，要更加注重探索信息化的教学理念，通过数据反馈，及时作出相应调整，并从中找到规律，创造更适用的教学方案［16］。

3.2.3 管理应用

对于学校及主管部门而言，智慧体育校园服务平台能够高效地动态监测学校体育的实施、学生的身体素质变化，从而优化学校、主管部门的管理水平。平台提供学生信息管理功能，包括学生档案、健康信息、参与的体育活动记录等。学校可以通过平台对学生信息进行管理和查询。学生和教职工可以通过平台进行场馆的在线预约，包括体育馆、游泳池、健身房等设施。学校可以通过平台进行场馆资源的管理和调度。平台提供各类运动项目的管理功能，包括规则介绍、报名、赛程安排、成绩记录等。学校可以通过平台组织和管理校内的运动项目，管理校内外的体育比赛，包括赛事报名、赛程安排、成绩记录和奖项评定等。学校可以通过平台关注学生的健康状况并提供相应的指导，包括身体健康评估、运动计划制订和运动数据记录等。平台提供社交功能，学生和教职工可以在平台上相互关注、互动、分享体育活动和成果，增强社区感和团队协作。平台需要具备良好的数据安全机制，包括数据加密、身份验证、权限管理等，保护学生和教职工的个人隐私和信息安全。这些功能可以帮助学校和主管部门更好地组织和管理体育校园的相关事务，提高管理效率，促进学生健康成长。此外，“智慧校园”的建设也是“智慧城市”建设的重要部分［17］，优质的管理应用效果，将进一步充实和完善“智慧城市”整体的架构。

3.2.4 促进校企合作

对于企业而言，在数字化时代，可以借助智慧体育校园数据对场馆、设备及产品进行自动分析、建模，实现精准营销。企业可以通过平台与高校进行赞助和合作，支持学校的体育项目和活动，并获得品牌曝光和宣传机会；也可以利用平台与高校进行合作，发布招聘信息，吸引优秀的体育人才，并与高校合作培养人才，提供实习和就业机会。通过平台与高校合作举办体育活动、比赛赞助等形式，提高企业品牌知名度和形象，并开展相关营销活动。通过平台获取高校体育校园相关数据和用户洞察，进行市场调研和分析，为企业的产品和服务提供决策依据。企业可以与高校合作进行体育科技创新和研发项目，共同探索新的体育技术和解决方案，推动产业发展。企业可以通过平台参与高校的社会责任和公益活动，支持体育教育和健康推广，提高企业社会形象。平台可以提供高校体育相关数据的统计和分析，帮助企业了解目标用户的行为和需求，制定针对性的营销策略。校企合作可以帮助企业与高校建立合作关系，开展多方面的合作和交流，实现品牌推广、市场开拓、人才引进等多重目标，并提升企业的社会责任形象。

4 结论与建议

4.1 结论

从相关研究中不难看出，我国关于智慧体育校园平台正处于高速发展的阶段，随着互联网技术的提升，相适应的服务平台建设也应当与时俱进，为教师、学生、学校、政府、机构多方位的要素提供相适应的服务。与此同时，我国相关的一些服务平台仍然存在信息化程度低，网络信息安全保障不足等问题。该文所提出的基于SaaS的高校智慧校园服务平台构建的数据要素包含静态数据与动态数据两个方面，其中最为重要的动态数据又包含了指征与行为两方面的数据；平台的数据分析内容要兼顾体质健康、体育课、课外活动等，能够在时间上与空间上同时兼顾，并对近未来作出判断与预测；平台的数据应用包含整合、聚类与统计；平台的功能体现在运动跟踪与监测、教学反馈、管理应用、促进校企合作等方面。