智慧硬件设备在初中体育训练中的应用研究

李鹊

摘要：智慧化体育时代的到来改变了传统体育教学方式，较大程度上推动了体育教学改革与发展，提高教学效益，促进学校体育更好地发展。本文采用文献资料法、实地调研法等方法，对智慧体育硬件设备在初中体育训练中应用路径进行探究。研究首先剖析智慧体育设备在训练中的应用价值以及实践过程中遇到的现实难点，同时提出智慧体育设备在初中体育训练应用的路径，包括身体素质训练层面、技战术训练层面、训练计划制定以及训练兴趣提升层面等，促进未来智慧体育在初中体育训练中更好地发展。

关键词：智慧体育设备  初中体育  运动训练

中图分类号：G80文献标识码：A文章编号：1006-8902-（2024）-02-196-3-ZQ

随着当下科学技术快速发展，传统体育教学方式正不断转型改革，适应时代发展与进步。智慧时代的到来，学校体育正不断朝着智慧化、智能化方向前行，在体育教学方式、方法方面进行诸多提升。当前，人工智能技术正引领人类进入人机协同、跨界融合、共建分享的新时代，推动教育朝着现代化、数字化、智能化方向不断前行。信息化社会、智慧化教育都对智慧化体育提出了新的要求和挑战。智慧体育是指运用先进的信息技术手段，结合体育运动的特点和需求，实现智能化的体育运动训练和管理。目前我国中小学智慧体育发展进程正逐渐加快，诸多实践证明智慧体育能够有效促进学校体育事业发展，提高教学效益。智慧体育时代，随之而来的是众多智能体育硬件设备，例如运动手环、智能跑鞋等，在中小学体育教学中不断得到普及。基于此，研究探讨智慧体育设备在初中体育训练中的应用，以期促进智慧体育化发展，推动学生体育学习。

1、智慧体育设备在初中体育训练中的应用价值

1.1、提高体育訓练效率

现代智慧体育设备为体育训练带来的最大优势在于提升教学训练效率，缓解过去训练效率低问题。智慧体育设备具有集约化特点，能够更便利地收集信息，方便于学生以及教师应用。传统的体育训练往往需要教练员对学生的动作进行实时观察和指导，这需要大量的时间和人力资源。而智慧体育设备则能够自动采集学生的运动数据，并通过算法分析和反馈，为教练员提供准确、快速的指导。例如，智能运动手环可以记录学生的心率、步数、睡眠等数据，智能球拍可以记录击球的力度和角度等信息。这些数据可以帮助教练员更好地了解学生的身体状况和运动水平，对于教师而言能够较为直观地了解学生训练情况，继而不断调整后续训练内容与训练强度，提供有针对性的训练建议，从而提高训练效果。

1.2、提升学生的体育训练兴趣

智慧体育设备可以通过虚拟现实技术为学生创造一个身临其境的运动环境。利用专业的虚拟现实眼镜和运动追踪设备，学生可以感受到仿真的训练场景，如足球比赛或篮球比赛，可以亲身体验球场的气氛和紧张感，从而更加投入和专注于训练。沉浸式的训练方式可以激发学生的好奇心和探索欲望，增强学生对体育训练的兴趣。智慧体育设备还可以通过游戏化的方式提升学生对体育的参与度。例如，智能跳绳设备可以配合音乐节奏进行跳绳训练，每次成功完成特定的跳绳动作都会获得积分或奖励，激发学生的竞争心理和成就感。类似的游戏化训练方式可以应用于各种体育项目，如射箭、游泳等，学生在训练过程中享受到游戏的乐趣，进而提高对体育训练的兴趣。此外，智慧体育设备还可以提供个性化的训练内容和反馈。通过收集和分析学生的运动数据，智慧体育设备可以为每个学生制定适合个体的训练计划和目标。例如，对于有跑步兴趣的学生，可以通过智能跑鞋监测跑步姿势和步频，并提供改进建议，让学生感受到自己的进步和成长，提升对训练的热情。同时，智慧体育设备还可以实时反馈学生的训练效果和技术细节，帮助学生了解自己的优势和不足之处，从而激发对自身体育能力提升的欲望。学生可以通过智慧体育设备将自己的训练成果和心得分享给其他同学或朋友，与其互动。这种社交化的训练方式可以增加学生之间的交流和合作，形成良好的学习氛围，进一步激发学生对体育训练的热情。

1.3、提升体育训练的科学性

初中训练要遵循科学化训练规律，在训练方法、手段以及训练强度等方面进行严格规定。青少年身体尚在快速发育，对于高强度训练难以承受，易对其身体造成不可逆伤害。智慧体育设备能够有效监控学生的身体变化情况，实时反馈学生训练过程中以及训练过后的身体变化情况。通过监控训练中学生的心率变化，了解学生不同阶段的心率，把握训练强度，不断进行调整。同时，根据训练强度变化，结合学生睡眠监控，能够有效反映学生运动疲劳状态。例如，在完成同一训练日计划后学生整体心率较高，说明此时学生疲劳程度较深，教师应进行及时调整。同时，相关智能体育设备能够针对学生身体变化情况，结合学生训练水平，提供相关科学化训练计划，不断优化教师训练内容。智慧体育设备通过精确的传感器和计量设备，能够对学生的身体指标和动作技巧进行实时监测和分析。通过数据的准确记录和算法的分析，可以为学生提供更科学、个性化的训练方案。比如，使用压力传感器的跑步鞋可以记录并分析学生的着地方式和步态，帮助学生改善跑步姿势和减少受伤风险。这些科学的训练方法可以帮助学生更好地理解和掌握各项技能，提高训练的效果。

2、智慧体育设备在初中体育训练中的应用难点

2.1、体育教师思想认识不足，对于智能体育设备科学性存疑

部分体育教师在训练实践中对于智能体育设备应用存有质疑心态。一方面，部分教师更为依赖于传统训练手段与方法，认为相关智慧训练设备精准性不足，在训练中无法有效反映学生训练状况；另一方面，由于部分教师对智能体育设备认识较少，在相关实践应用操作层面较为欠缺。例如，对于训练心率检测，教师更为倾向于采用测量10s脉搏的形式。调研中有部分老教师表示其长期以来主要采取传统训练设备与方法，随着当下时代快速发展，难以跟上发展趋势，且对于智能体育训练设备准确性质疑。此外，体育教师可能担心智能体育设备会过分强调数字数据，而忽视了运动技能的培养和整体发展，认为传统的方法，如观察和指导，更有助于发现学生的问题和提供针对性的辅导。过分依赖智能体育设备会削弱自己作为教育者的角色和影响。此外，一些体育教师可能对智能体育设备的使用复杂性表示担忧，担心需要学习新的技术知识和操作方法，以及设备的维护和故障排除等问题。在面临这样的难题时，教师更愿意坚持传统的教学方式，而不愿冒险尝试新的教育工具和技术。

2.2、学校资金保障不足，相关智能体育设备应用较少

随着当下智慧体育不断深入推进，诸多学校不断普及智慧体育发展。对于资金薄弱学校而言，尤其在经济欠发达地区，智慧体育设备购买存在较大困难。部分监控设备需要全员购买，例如在训练过程中需要配备运动手环、智慧跑步机等。相对而言对于学生资金保障提出一定要求，同时要求学校能够重视体育发展。智能体育设备通常需要定期进行检修、更新软件以及购买部件和配件等，这些都需要耗费一定的经费。此外，还需要培训教师和技术人员，以保证设备的正常使用和维护。由于学校资金有限，可能无法承担这些额外的费用，从而限制了智能体育设备的应用。智能体育设备往往可以提供大量的運动数据，包括速度、力量、灵敏度等。然而，教师可能缺乏对这些数据的深入理解和分析能力，无法充分利用这些数据为学生提供有效的指导和反馈。同时，教师需要了解如何根据学生的个体差异进行数据解读和训练方案的制定，这需要专业的技术支持。此外，设备的故障排除和维护也需要专业的技术知识和技能。智能体育设备可能会出现各种问题，如系统崩溃、传感器损坏等。教师可能无法及时解决这些问题，导致设备无法正常使用或需要长时间维修。

2.3、缺乏专业的技术支持

由于智慧体育设备的研发和生产需要较高的技术水平，而目前许多学校没有配备足够的技术支持团队。因此，学校在引入智慧体育设备时可能会面临技术和技能方面的困难。在使用智慧体育设备的过程中，需要对设备功能和局限性进行分析。例如，在跑步等运动中，学生需要注意速度和姿势调整问题。同时，教师也需要时刻关注设备的性能和功能，以发挥设备的最大效能。此外，不同品牌的智慧体育设备之间的兼容性可能存在一定的差异，导致学生在使用过程中无法完全掌握所有设备和技能的使用情况，给训练带来一定难度。一些智慧体育设备具有复杂的操作界面和功能，需要专业的知识和技能来操作和管理。然而，学校教师往往没有接受过相关的培训，不了解设备的具体操作方法和技巧。为了克服这个问题，学校可以邀请专业的培训师来进行设备操作培训，向教师介绍设备的基本功能和使用方法，并提供实际操作指导，以确保教师能够熟练地操作设备并有效地利用其功能。此外，智慧体育设备的数据分析需要专业技术支持。设备收集到的运动数据需要经过处理和分析，才能提供有意义的反馈和建议。然而，这涉及到数据处理和统计分析的专业知识和技能，学校往往缺乏专业的数据分析人员来处理和解读这些数据。为了解决这个问题，学校可以与专业的数据分析机构合作，让专业团队对数据进行分析，并提供相关的报告和建议，以帮助教师和学生理解和应用数据结果。

3、智慧硬件设备在初中体育训练中应用路径

3.1、身体素质训练层面

身体素质训练作为初中生体育训练的重要组成部分，其在整体训练体系中具有重要地位。初中阶段是学生发展身体素质关键时期，在此阶段训练具有事半功倍效果。智能体育设备能够有助于提升素质训练效率，促进训练多元化，提高学生参与兴趣。目前针对体能训练，相关智能训练设备已大量呈现，能够具有较好的训练指导性。身体素质训练对于训练强度以及训练量把控提出较高要求，训练强度需要保持在合理区间内才能够最大化提升学生身体素质水平，过高或过低都不利于学生体能发展。过去多年，体能训练负荷监控更多依靠体育教师主观判断以及简单的脉搏检测，相对而言精准性较差，且在实际训练中操作存在一系列困难。通过采用相关智能训练监控设备，例如相关运动手环、BodyGuard等设备能够具有良好的训练监控效果。在训练中，学生通过配备相关设备，教练员能够动态化把握学生训练中的心率变化、负荷强度以及疲劳程度等。以耐力训练为例，科学化有氧耐力训练最适宜强度为乳酸阈强度，在此强度范围训练能够最大化利用有氧耐力水平，同时降低无氧供能比例，提升学生耐力水平。基于此，通过相关设备，教师能够了解学生乳酸阈变化情况，训练中有针对性进行改进。通BodyGuard能够监控学生睡眠情况，通过睡眠变化曲线能够反映学生身体恢复情况，对于教师训练计划制定而言具有重要指导意义。目前，中小学体育训练中较为常见的设备主要为运动手环等，其价格适中，也穿戴较为便利，适合中学生使用。

3.2、技战术训练层面

初中阶段篮球、足球项目开展较好，诸多学校对相关球类项目建设高度重视。一方面，近些年来我国高度重视足球进校园、篮球进校园等，在学校体育中大力开展相关球类项目；另一方面，球类项目对于提高学生体育参与兴趣，提升学生身体素质发展具有重要促进价值。球类项目训练更为重视技战术，尤其对于足球项目而言，战术往往成为球队致胜最核心要素。技战术训练相对较为复杂，需要学生适应多变的赛场环境。由于在训练过程中针对性不足，且赛场战术模拟不够，导致训练效益不足。VR技术近些年来在技战术训练中发挥重要作用，实践证明VR对于学生学习运动技战术具有重要价值。VR能够模拟比赛场景，让学生置身于虚拟场景，培养学生比赛应变能力，提高战术合理性。虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术可以为学生创造更具沉浸感和互动性的体育体验。学生可以通过佩戴VR设备，感受到身临其境的训练和比赛环境，提高对比赛场景的适应能力；用VR技术可以提供安全的学习环境。专业的冰雪运动存在一定的危险性，特别是对于小学生来说更是如此。对于冰雪运动项目而言，利用VR技术，学生可以在虚拟环境中进行冰雪运动的模拟，避免了实际运动中可能发生的意外伤害。通过配备传感器和反馈系统的智能足球、篮球等，可以帮助运动员改善传球、射门等技术动作。此外，通过利用相关智慧体育监控设备，能够对学生在比赛中的诸多数据进行分析，对学生以及团队运动表现进行把控，从而对后续比赛战术原则、人员配备等方面进行优化。目前国内已有学校逐渐利用相关比赛监控技术，专业人员通过及时对双方技战术表现进行综合评价，不断反馈至教练员，从而对学生比赛进行及时调整优化。

3.3、制定个性化的训练方案

相关智能设备能够正确识别不同学生运动员个体状况，例如基础身体素质水平、比赛技战术表现，通过以数据的形式呈现出来，为教练员实施个性化训练提供科学依据。初中阶段运动项目较多，不同项目训练具有不同的侧重点，对于教练员训练计划亦提出不同要求，对于田径等个人类运动项目而言，个性化训练计划能够更有针对性地开展训练，提升训练效率。教师通过相关监控设备采集学生运动员训练以及参赛数据，通过分析软件進行个性化分析，制定个人训练计划。例如，百米项目学生运动员更为重视力量素质训练以及速度素质训练，在训练计划中应更多设定两类身体素质指标，对学生在一个训练周期内相关身体素质变化情况进行分析。对于团体类项目而言，应明确每位学生在团队中的位置。不同位置学生运动员在能力要求方面不同。例如，足球前锋要求速度快、耐力好，同时需要具备较好的突破技术。不同位置学生在训练中需要针对性计划。教练员通过科学分析学生赛场位置，在训练计划中对不同学生进行分组训练，提高训练针对性。

3.4、提高学生训练参与兴趣

体育智能设备能够提高学生训练参与兴趣，激发学生训练积极性，推动学生更好地参与训练。目前市面上研制出诸多智能穿戴设备，其形式新颖，不仅能够提高训练效果，也能够促进学生训练积极性，让学生能够更为主动投入训练工作。例如，学校可引入智能跑步机、智能自行车等训练设备，其在训练过程中能够给予学生更为丰富的训练体验。例如，目前有智能跑步机能够为参与者提供视频以及音乐，提升跑步过程中视觉以及听觉体验感，通过集成的视觉和听觉元素，为参与者呈现引人入胜的虚拟场景，配以动感音乐，使跑步过程更加生动有趣，避免产生枯燥感，无形中提升了学生参与训练积极性。通过与虚拟教练的互动，智能训练设备还能够个性化调整训练计划，满足不同学生的需求，从而更好地促进学生参与训练。此外，相关羽毛球以及网球发球机能够为学生提供多样化回球，模拟多种比赛风格。

4、结语

现代科技飞速发展，较大程度上促进当下学校体育发展，推动学校体育发展质量，形成较为完善系统的科技—教学应用链。随着体育在学校教育体系中扮演着越来越重要的角色，未来我国将不断重视推动教育技术与手段现代化发展，推动学校体育教学向着智能化、科技化方向发展。智能体育设备集智慧化、科技化于一体，是当前初中体育教学常用教学手段与方法，能够有效提高教学训练效率，促进教学效益提升。研究探讨了当下智能体育设备在体育教学中的应用路径，包括其价值以及在应用中存在的突出问题，认为今后应重点提升教师思想观念认识，不断投身入智慧化教学中去，促进教师教学方法以及手段的科学化。同时，学校应加大资金支持，优化资源配置，提升学生体育参与兴趣，从多方面着手，推动智能体育设备在学校体育教学中更好地开展。

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