运用数字化工具开展学生体质监测

熊莉莉 范晓煜

一、引言

近年来，学生体质健康水平发展不平衡、不充分，肥胖、近视、超重等问题成为社会关注的热点。2021年4月，教育部办公厅印发《关于进一步加强中小学生体质健康管理工作的通知》，进一步明确中小学体育锻炼内容、时长、强度，提出大力推广家庭体育锻炼活动。“如何保障学生每天校内、校外各一个小时体育活动时间，促进学生养成终身锻炼习惯”成为中小学校面临的重要课题，布置和批阅家庭体育锻炼作业成为体育教师的日常工作重点之一。

传统的纸质作业单、家校群视频“打卡”等形式已经无法满足家庭体育教学的场景需求，运用数字化工具监测学生体育锻炼就是在这个背景下产生的。笔者所在怒江中学使用“体智云+天天跳绳”这一套数字化工具，该工具依托人体骨骼定位技术自动捕捉、跟踪、测量运动动作，并能对锻炼数据进行智能批阅、分析与评价，大大减轻教师开展家庭体育教学的工作量，帮助学生养成健康的学习方式和生活方式，形成家校协同育人合力。

二、技术简介

1.人体骨骼定位技术

人体骨骼定位技术属于一种计算机视觉技术，又称人体骨骼关键點检测技术，主要检测人体的一些关键点，如关节、手肘、膝盖、五官等，通过关键点的位置变化，可以推断出人体的姿态和行为。人体骨骼关键点检测技术已经被广泛应用于姿态估计、动作捕捉、表情识别、人体追踪等方面。

2.数字化工具介绍及优势

2022年上半年，笔者所在学校引入了“体智云+天天跳绳”这套数字化工具开展学生体质监测，为体育教学赋能助力，落实新课标引领下体育教学的提质增效，最终促进学生体育锻炼适性发展。

（1）学生端：“天天跳绳”App

趣味互动 将跳绳、体能、跑步、健身、广播操、球类等运动项目置于丰富的AR场景中，把运动项目变成“游戏闯关”。

使用便捷 只要使用一部手机或一个平板就能开展，打破传统体育锻炼没有合适的运动环境和运动设施就很难甚至无法开展的困境。

自动计数 学生在摄像头范围内进行体育运动，后台自动监测其运动达标情况，并进行计数评分。

智能提醒 学生登录“天天跳绳”App后，可查看待完成训练任务、消息提醒。

激励机制 融入段位分、经验值和能量豆奖励，并提供PK模式，激励学生持续锻炼。

数字画像 家长可获得学生体育锻炼的整体数字画像，如能力图谱和运动勋章等。

（2）教师端：“体智云”平台

多样体育 教师可开设体能打卡、专项训练、比赛、假期作业等多种形式的内容。

快速布置 教师可以快速布置体育锻炼作业、发起体质测试、体育训练或竞赛。

自动批阅 教师可以一键查看完成名单，设置未完成提醒，开展批量或单独点评。

数据统计 可从年级、班级、性别、时间段等方面获取锻炼数据，还可获得班级周报、月报等可视化数据。

三、体育锻炼全流程监测

本套“体智云+天天跳绳”数字化工具能够实现学生体育锻炼作业的布置、监控、完成、反馈、统计，为体育教师开展全流程教学监测提供有力保障。首先，教师登录“体智云”平台，根据教学需求布置相应类型的体育锻炼作业；然后，学生登录“天天跳绳”App完成作业任务，平台AI自动计数并评分；接着，教师可以实时查看学生的完成情况，进行数据统计分析，下载作业报告，设置未完成提醒，调整作业策略；最后，学生和家长可以获得学生体育锻炼的整体数字画像。体育锻炼监测流程如图1。

1.教师快速布置作业

“体智云”平台提供了丰富的作业内容项目库，教师可基于官方模板或自定义形式快速布置作业，提高作业布置效率。教师布置作业时需设置作业的开始和结束时间，作业布置方式可选择为每天重复或按周布置或仅周末，并选择布置作业的班级。每项作业基于热身—核心—拉伸这三大运动环节展开，教师可根据不同年级、不同性别设置运动强度、项目组数、运动时间。在寒暑假阶段，教师还可布置特定主题的体育作业，如“安全教育课”。

2022年暑假，笔者所在学校利用“体智云”平台开设了“体育作业”“运动赛事”“专项教学”“安全教育”“劳动课堂”5个主题板块的暑假体育锻炼测试。2023年暑假，学校体育组根据不同年级学生体育锻炼的目标，设置对应的体育锻炼作业。如准初一学生布置15分钟增强体育健康、培养运动习惯的暑假作业，准初二和初三学生分别布置20分钟备战体质测试、20分钟备战中考测试的暑假作业。

2.学生提交作业

学生登录“天天跳绳”App之后，可以看到醒目的“体育作业待完成”提示（如图2），点击“去完成”查看今日的作业内容概况、内容列表及其他同学的完成情况，还可以观看动作示范教学视频，按提示完成每项作业。当学生缺乏运动设备时，只要动作准确也能完成并获得评分（如无绳跳绳）。

此外，学生还可参与“作业打卡榜”“班级运动场”，甚至可组队PK或参与校园比赛项目，这样大大地提升了体育作业的互动性、激励性。以“综合体能积分赛”为例，2023年7月期间有五位学生参加，共25次参赛记录，这五位学生通过多次参与来刷新比赛纪录，不断挑战和突破自我。学生还可在某个运动项目中快速组队进行PK，如在“趣味亲子积分赛”中，与家长开启挑战。

3.教师检查作业

“体智云”平台基于AI技术自动检测学生体育锻炼情况并评分，运动评价细分为“DCBAS”五个等级，每个评价等级根据不同项目有对应数值。教师可根据配套智能批改分数和未完成提醒了解学生作业情况，减轻作业批阅量大的负担。

“体智云”平台的作业数据记录详细全面，含完成进度、评价打分等，教师可查看作业报告进行教学监测。图3为学校某班级体育锻炼作业完成情况，教师可以快速查看优秀名单，设置智能批改和未完成提醒，还可下载并分享班级日报、周报，激励学生更好更快地完成体育锻炼作业。

教师还可以查看全校运动总体情况，按年级—班级—学生—项目—运动时间导出作业日报、周报等详细表格数据，进行精准教学分析，调整教学策略，开展针对性教学。

4.学习反馈

学生登录“体智云”平台之后能够查看个人及班级上周作业完成情况，还可以分项目查看作业完成度，获得“训练记录”报告、“运动数据”统计、“体育能力”图谱（如图4）、“我的荣誉”勋章等方面的可视化数据。家长可查看学生体育数字画像，全方位了解孩子的体育锻炼情况。

四、实践中的收获与思考

“体智云+天天跳绳”这套数字化工具提升了一些原本枯燥的跑、跳、投运动的趣味性和互动性。经过一定时期的实践探索，教师可以将技能和体能类运动设置为占比50%，人机互动的游戏类运动设置为占比50%，让学生练在其中、玩在其中，逐渐养成锻炼的习惯。

学校体育组在2022年上半年线上教学期间，利用这套数字化工具开展了一次线上嘉年华，丰富有趣的运动项目不仅获得了学生的热情参与，还锻炼了学生的下肢力量、灵敏度和协调性（如图5）。经过一年多的积累，笔者所在学校使用这套数字化工具取得了一定成效，2022年学生体质健康测试优良率较去年提高了0.2%。

在中小学领域，体育健身类数字化工具应考虑学生的用眼卫生，家庭体育作业强度不宜过大，每次锻炼时间10～30分钟为宜。体育锻炼的形式和要求不应局限于线上，还需要落实到线下体育教学、体质测试、体育比赛中。因此，如果设置一套体育作业激励机制并在线下定期公布结果，如积分兑换实物、奖章颁发等，为App的使用构建一个良好的生态链，在一定程度上能够激励学生更加主动、持久地进行体育锻炼，最终养成健身运动的好习惯。

在此基础上，学校体育组精心策划了13个大项29个小项的体育比赛项目，即怒江“慧动”活力榜项目。该项目与健身节相结合，以一个学年为比赛周期，项目设置涵盖智力、力量、速度、耐力、灵敏、协调、稳定等多种运动能力，也充分锻炼了学生的独立思考判断能力、心理承压能力、人际交往能力等；项目融入“积分制”，设立学生裁判组，学期末学生可以根据积分得到精神奖励和物质奖励。

经过一年多的实践，有一千多人次参与打榜，极大地提高了学生的运动热情和体育素养，通过这种多样化的运动项目和大跨度的时间周期促使学生养成了良好的运动行为，树立终身体育的观念。

五、趋势与展望

“体智云+天天跳绳”这套数字化工具借助人体骨骼定位技术和数据分析技术大大减轻了教师的工作量，促使学生养成体育锻炼的习惯，进而在一定程度上破解“教会、勤练、常赛”这一教育目标难题。另外，“体智云+天天跳绳”让学生的学习“有迹可循”，为学校和家长全方位了解学生的家庭体育锻炼情况提供数据参考，为进一步提升学生体质素养指明方向。

隨着《全民健身计划（2021—2025年）》的颁布，涌现了一大批健身App和微信小程序，如定位年轻上班族的“Keep”和“咕咚跑步”；定位老年人的“糖豆”；定位中小学生的“萝卜长高运动”；甚至还有很多手机品牌自带运动健康功能，如“华为运动健康”“小米运动健康”等。这些健身App的共同点都是借助AI技术和大数据分析技术，并融入互动PK理念，把健身运动变得趣味化、生活化、数据可视化，激励用户养成运动健身的好习惯，对全民健身起到了有效的推动作用。