趙新輝 謝利威 張建豐 劉家歡 尚香轉(zhuǎn)

關(guān)鍵詞：體育專業(yè);大學(xué)生;計算思維能力培養(yǎng)

進入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代以來，新技術(shù)廣泛應(yīng)用在體育領(lǐng)域，如智慧教學(xué)、體育大數(shù)據(jù)、仿真訓(xùn)練等，對體育教學(xué)和訓(xùn)練的發(fā)展與變革產(chǎn)生了深遠影響。體育院校以培養(yǎng)體育領(lǐng)域高素質(zhì)創(chuàng)新人才為重要目標，需要運用計算機和互聯(lián)網(wǎng)互相協(xié)作的方法來創(chuàng)造性地解決體育面臨的各種問題。計算數(shù)據(jù)作為電子計算機和互聯(lián)網(wǎng)及其他信息處理的新型思維方式，是實現(xiàn)高效執(zhí)行人類基本結(jié)構(gòu)和表述問題的思維對象，提升了計算機科學(xué)和數(shù)字工程專業(yè)研究人員的學(xué)習(xí)欲望，雖跨越多學(xué)科，屬于創(chuàng)新領(lǐng)域，但必將會成為這個時代另一種最基本的思維方式[1]。當前，體育教學(xué)和訓(xùn)練、運動康復(fù)領(lǐng)域技術(shù)變革的加速，以及計算思維對體育教育產(chǎn)生的巨大影響，迫切需要體育專業(yè)機算教育具有包容性、可獲得性、可實現(xiàn)性和趣味性創(chuàng)新流程，以服務(wù)體育教學(xué)或訓(xùn)練，重塑新時代體育活動的新面貌。

一、高校體育專業(yè)大學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)的必要性

（一） 體育領(lǐng)域創(chuàng)新的需要

現(xiàn)如今，計算機科學(xué)以其快速便捷的特點被用于社會各個領(lǐng)域，為各個專業(yè)提供獨特的思維模式和有效解決問題的方式。計算認知思維的持續(xù)培養(yǎng)可將陳舊的思維與工作方式賦予新動能，合力推動我國信息科學(xué)技術(shù)的長遠發(fā)展[2]。信息技術(shù)的更新迭代推動著信息時代的到來，對大學(xué)生而言，綜合素質(zhì)尤其是過硬的信息素養(yǎng)是培養(yǎng)學(xué)生思考模式和創(chuàng)新思維的必要前提。

經(jīng)過幾十年的變遷，智能體育探索階段正快速向新技術(shù)背景下的全面改革階段邁進。人工智能、虛擬現(xiàn)實、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與體育深度融合，依托全民健身運動大數(shù)據(jù)、體育智能穿戴設(shè)備、運動人體科學(xué)和運動訓(xùn)練學(xué)研究成果，構(gòu)建體育大數(shù)據(jù)。大學(xué)計算機教育使大學(xué)生以知識學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以能力發(fā)展為核心，并與大學(xué)生所學(xué)專業(yè)相結(jié)合、與社會需求相結(jié)合，從而針對大學(xué)生的思維方式、實踐能力、創(chuàng)新精神進行全面培養(yǎng)，進一步挖掘運動中人類智能活動規(guī)律，構(gòu)建智能化系統(tǒng)，同時，用高科技手段提高運動員競技能力，促進大眾科學(xué)健身。

（二） 體育教育發(fā)展的需要

2002年，教育部為了向重點學(xué)科提供培養(yǎng)目標，頒布了《信息素養(yǎng)教育規(guī)范》，指出現(xiàn)階段大學(xué)生素質(zhì)教育尚未形成完備體系，需要將“信息素養(yǎng)教育”上升為大學(xué)生素質(zhì)教育的重要組成部分。但信息素養(yǎng)教育內(nèi)容具有較強針對性，教育主體和學(xué)生之間交流溝通過淺，知識獲取渠道單一，信息收集與處理分析缺乏系統(tǒng)指導(dǎo)。因此，面對海量數(shù)據(jù)，如何正確使用信息工具并對信息資源進行分類歸納，對大學(xué)生信息資源有效整合與數(shù)據(jù)的創(chuàng)造性開發(fā)利用具有重要意義。

體育教育的發(fā)展趨向交叉和創(chuàng)新實踐，特別是在智能體育、體育大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、計算機技術(shù)等方面，符合數(shù)字化時代復(fù)合型體育人才的培養(yǎng)要求，“信息化+體育教學(xué)”將成為未來體育教學(xué)的主流，也將為體育學(xué)科建設(shè)增磚添瓦。

（三） 體育學(xué)習(xí)方式改革的需要

在5G時代背景下，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的新型信息即時交互的傳播方式被廣泛應(yīng)用，為適應(yīng)新技術(shù)影響下信息多元化的數(shù)據(jù)采集與分析，不同專業(yè)公共必修課與選修課做出改革，以培養(yǎng)與提升學(xué)生信息素養(yǎng)能力[3]。此外，不同專業(yè)課程、信息素養(yǎng)內(nèi)容的教學(xué)進行改革，使學(xué)生能夠通過網(wǎng)站信息平臺與網(wǎng)絡(luò)客戶端等途徑，接收與反饋學(xué)習(xí)進度與課程內(nèi)容掌握情況，促進教師與學(xué)生之間的互動交流，推動信息素養(yǎng)教學(xué)體系的完善[4]。

二、高校體育專業(yè)大學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)存在的問題

（一） 新技術(shù)教學(xué)應(yīng)用不足

新技術(shù)引入到體育教學(xué)是體育教育的新趨勢，然而，當下教學(xué)形式、教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容還固守陳舊。體育院校計算機課程大綱主要以計算機基礎(chǔ)課程為主，教學(xué)方式多以理論為主，輔以上機操作，學(xué)生僅掌握了計算機基礎(chǔ)知識，無法解決體育大數(shù)據(jù)分析等實際問題。教學(xué)內(nèi)容依舊遵循傳統(tǒng)模式，未普及各種常用軟件的使用，缺乏創(chuàng)新思維，未充分運用計算思維對教學(xué)內(nèi)容進行知識梳理和邏輯構(gòu)造。

另外，作為高校教育者，計算思維能力水平直接影響計算思維教育質(zhì)量。當前對高校計算機教師計算思維的發(fā)展與評價研究較[5]。高校計算機教育者與學(xué)生交流較少，教學(xué)方式較為死板，課堂上討論互動少，計算機課程設(shè)計與體育實際問題結(jié)合的少，重過程而輕結(jié)果。這樣的課堂不利于培養(yǎng)體育專業(yè)學(xué)生的計算思維和專業(yè)實踐操作能力。

（二） 可利用體育數(shù)字資源相對缺乏

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人類迎來了以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為標志的信息化發(fā)展史上的第三次革命浪潮。新時代的到來使得體育領(lǐng)域處理信息的方式由建立數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建信息系統(tǒng)，向物聯(lián)網(wǎng)感知、搭建“云平臺”轉(zhuǎn)型升級，信息感知及平臺搭建勢必會產(chǎn)生大量體育相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的采集、儲存、處理、傳輸、應(yīng)用等方式方法在大數(shù)據(jù)時代也有了新要求。然而，這些數(shù)字資源呈現(xiàn)出無序、無組織、無價值的特征。信息時代下，體育信息開發(fā)和利用的水平還相對滯后，體育教育、體育科技的發(fā)展進步、全民健身運動的開展等都需要提供快速準確的數(shù)據(jù)信息，我國體育信息資源共建共享的情況不容樂觀。各體育行政主管部門掌握著競技體育信息資源，各體育院校各自管理著體育教育信息資源，總體上看，他們之間數(shù)據(jù)資源沒有共享，使體育相關(guān)單位成為一個個“信息孤島”，客觀上也造成了體育數(shù)據(jù)分布廣泛而不平衡、內(nèi)容海量而良莠不齊的現(xiàn)狀。

（三） 科技引導(dǎo)和創(chuàng)新意識欠缺

體育領(lǐng)域有屬于自身學(xué)科特點的計算思維，大學(xué)計算機教育培養(yǎng)的計算思維也不再僅是計算機科學(xué)，而是幫助學(xué)生了解自身專業(yè)領(lǐng)域的計算化趨勢，關(guān)注本領(lǐng)域的計算模型和算法，最終利用計算思維解決專業(yè)問題[6]。當前，體育院校大學(xué)生對信息獲取、檢索與使用較為困難。缺乏多種信息資料獲取與信息工具使用的指導(dǎo)，阻礙了大學(xué)生信息資源的整合與信息創(chuàng)新能力的施展?，F(xiàn)階段，雖然部分體育類院校陸續(xù)開設(shè)體育信息檢索收集與操作使用的基礎(chǔ)課程，但由于大多數(shù)學(xué)生缺乏創(chuàng)新性思維與原始信息的加工能力，改革課程開展受阻。此外，信息資源整合與實踐操作機會的匱乏也使得學(xué)生課程學(xué)習(xí)內(nèi)容滯后，思維模式受限，信息素養(yǎng)提升緩慢。

三、高校體育專業(yè)大學(xué)生計算思維能力培養(yǎng)策略

（一） 重視體育數(shù)據(jù)庫共享共建，實現(xiàn)多元化操作路徑

體育信息資源共建共享是未來發(fā)展的趨勢，建立以數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能信息處理和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學(xué)模式，能夠為體育教學(xué)挖掘更多潛在價值，讓教學(xué)過程變得更加科學(xué)合理[7]。

在教學(xué)過程中，計算機教師應(yīng)注重數(shù)據(jù)資料的整理和搜集，不斷迭代教學(xué)資源以適應(yīng)不同學(xué)生的需求。通過學(xué)生的密切參與，教師可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注每次訓(xùn)練產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可作為體育課教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段變化的指導(dǎo);同時，讓體育專業(yè)學(xué)生關(guān)注和挖掘體育數(shù)據(jù)庫的價值，能利用所學(xué)的計算機知識解決應(yīng)用場景中的實際問題。體育信息庫建設(shè)應(yīng)立足共建、共享，以利于解決體育發(fā)展問題構(gòu)建模型或方案，其操作性、前沿性均可培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神[8]。另外，通過學(xué)生們對此類數(shù)據(jù)庫的感興趣程度判斷課程教學(xué)效果，以數(shù)據(jù)庫來引領(lǐng)課程教學(xué)目標的設(shè)定，形成既明確又具有強挑戰(zhàn)性和應(yīng)用性的目標，也利于學(xué)生計算思維、計算能力的提高。從數(shù)量的規(guī)律來判斷體育發(fā)展遇到的瓶頸或障礙，使模型更加抽象化。通過計算機算法培養(yǎng)學(xué)生解決專業(yè)問題的能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的核心能力。

（二） 改革課程、增加實操課程安排，實現(xiàn)計算思維與體育有機結(jié)合

計算機在體育領(lǐng)域前沿以及新技術(shù)的應(yīng)用，都在不斷改變社會對人才的需求，從而推動計算機教育的改革發(fā)展，以適應(yīng)不同階段的人才培養(yǎng)目標。體育院校計算機教師應(yīng)加強體育專業(yè)方面的知識以及項目實踐研究，營造體育專業(yè)大學(xué)生計算思維解決實際問題的氛圍，注重知識和案例結(jié)合的細節(jié)，解決計算機與專業(yè)有機融合的問題[9]。高校課程體系設(shè)置可以以數(shù)據(jù)為中心，以培養(yǎng)學(xué)生計算思維為主，并加入新興的主流編程語言等內(nèi)容，來應(yīng)對新技術(shù)的需求，同時，以前沿技術(shù)內(nèi)容為主導(dǎo)，且能夠及時將最新的思想、方法和工具加入到課程中，以提升學(xué)生的大數(shù)據(jù)與智能化實踐能力。此外，整個課程體系要以數(shù)據(jù)為主線，數(shù)據(jù)的采集、分析及使用等整個內(nèi)容貫穿課程始終。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫挖掘和利用的目標，采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模式，使學(xué)生在完成特定任務(wù)的過程中獲取知識，培養(yǎng)技能。體育院校應(yīng)用型人才作為培養(yǎng)目標，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，能夠最大程度地為學(xué)生提供培養(yǎng)創(chuàng)新思維的機會。教師應(yīng)在課前把體育相關(guān)資料上傳至學(xué)習(xí)平臺，并提出需要解決的問題。上課時，教師講解計算運行及設(shè)計的原理知識，包括局域網(wǎng)的概念、組網(wǎng)方式、組網(wǎng)設(shè)備、IP地址配置等，并解決如何用模擬軟件完成局域網(wǎng)與終端硬件的連通問題，另外，教師還應(yīng)提出對終端數(shù)據(jù)的處理和協(xié)調(diào)運用方法。因此，開展計算機教學(xué)，應(yīng)注意任務(wù)設(shè)計需有明確目標，發(fā)掘體育學(xué)科計算求解的模型、算法和操作，將計算思維培養(yǎng)與學(xué)科性質(zhì)有機結(jié)合。

（三） 挖掘新技術(shù)教學(xué)手段，實現(xiàn)教學(xué)數(shù)據(jù)可視化

當前，體育智能裝備發(fā)展迅猛，體育專業(yè)大學(xué)生對智能手環(huán)、智能運動鞋、智能眼鏡、智能衣服等可穿戴智能設(shè)備產(chǎn)生了濃厚興趣。人們通過智能手機可以很容易獲取自身的運動數(shù)據(jù)，還可以監(jiān)測配速、熱量、步頻、心率等指標，及時調(diào)整訓(xùn)練強度或訓(xùn)練項目。隨著這些新技術(shù)的運用，未來體育人才需具備體育大數(shù)據(jù)的分析和運用能力，為體育人才的培養(yǎng)提出新挑戰(zhàn)[10]。因此，計算思維的培養(yǎng)應(yīng)加強“無線傳感”+“運動器械”、技術(shù)動作分析與戰(zhàn)術(shù)建模、計算機仿真技術(shù)、AR“視頻助理”技術(shù)輔助裁判和智能裁判技術(shù)等等新技術(shù)的引導(dǎo)，使學(xué)生通過新技術(shù)來感知訓(xùn)練，提高教學(xué)效果。以體育教學(xué)或者訓(xùn)練大數(shù)據(jù)為出發(fā)點，通過智能篩選和匹配等手段，自動分析教學(xué)或訓(xùn)練效果，可視化呈現(xiàn)學(xué)生的個性和共性特征，并實現(xiàn)學(xué)生個體的體育運動畫像，實現(xiàn)課堂教學(xué)的可操作性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)計算機與學(xué)習(xí)體育的興趣。

結(jié)語

在新技術(shù)背景下，特別是人工智能和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的廣泛研究與應(yīng)用，為計算思維增添了新內(nèi)容。體育院校作為專業(yè)人才培養(yǎng)的搖籃，應(yīng)立足于新信息技術(shù)、新教學(xué)手段、新教學(xué)思路，突出數(shù)據(jù)引領(lǐng)教學(xué)，根據(jù)體育領(lǐng)域的特點，有意識地融合自然科學(xué)、社會科學(xué)等眾多領(lǐng)域的研究成果，開展跨學(xué)科的計算思維培養(yǎng)模式。在高校體育教育中，發(fā)掘體育領(lǐng)域的學(xué)科計算求解模型、算法和操作，將計算思維能力培養(yǎng)與學(xué)科性質(zhì)有機結(jié)合，既可以豐富計算機研究外延，也可以加速新技術(shù)在體育領(lǐng)域的滲透，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果，增強計算思維素養(yǎng)。