楊軍

(浙江財經(jīng)大學體育部 浙江杭州 310018)

1 研究背景

大數(shù)據(jù)、云計算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，在為人類的生產(chǎn)生活帶來極大便利的同時，也進一步加速了智能化社會的進程，在此過程中，以生物特征識別技術(shù)為支撐的公民個人信息采集、識別、應(yīng)用成為科研工作者研究的重要領(lǐng)域。生物特征識別技術(shù)是伴隨著信息化社會進程而誕生并不斷發(fā)展的新興身份認證技術(shù)，是基于利用人體生理特征的唯一性而做的排他性認證。相較于以往的各種身份證明、射頻卡等進行的實物認證，或是以密碼、口令等特定組合進行的虛擬認證，生物特征識別更可靠、更安全、更便捷。

高校課外體育活動是遵從青少年生長發(fā)育規(guī)律，深入貫徹落實“學生每天鍛煉一小時”的要求［1］，為實現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標而進行的體育課堂以外的校園體育活動，具有延續(xù)時間長、活動內(nèi)容豐富、覆蓋學生面廣等特點。高校課外體育活動主要有陽光晨跑、俱樂部（社團）活動、各種類型的課外體育競賽等。如火如荼的課外體育活動是學校體育教育的重要部分，并與學生體質(zhì)健康評分、評獎評優(yōu)、畢業(yè)資格等學生的切身利益密切相關(guān)，因此在執(zhí)行過程中難免不被學生找漏洞、鉆漏洞，如有學生利用陽光晨跑監(jiān)管的漏洞找他人代跑、假跑以及社團體育活動簽到后無故早退等各種各樣的逃避課外體育活動的手段。這些漏洞看似是由于考勤工作的缺陷導致的，但實際上是由于學校課外體育活動監(jiān)管體系的不完善造就的，考勤只是其中的一個漏洞而已。因此，如何加強課外體育活動的監(jiān)管體系建設(shè)顯得十分迫切。

2 研究目的

該研究以生物識別技術(shù)為入口，提出發(fā)揮生物識別技術(shù)“一次采集、多點適用”的技術(shù)特征來打造校園體育活動完整生態(tài)，實現(xiàn)課余體育鍛煉數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化、科學化和真實化，進而為學校體育各項工作的科學決策奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)想。期望在此基礎(chǔ)上，結(jié)合學校體育課程教學、課余體育競賽等學校體育各方面，動態(tài)化聯(lián)動調(diào)整學校體育相關(guān)政策，從而達到“分類管理、分類干預(yù)、精準提升”的目的。

3 研究方法

3.1 文獻資料法

通過中國知網(wǎng)、學校圖書館數(shù)據(jù)庫資源等，以“生物識別技術(shù)”“生物識別系統(tǒng)”“課外”“體育活動”“學生體質(zhì)健康”“監(jiān)管”等為關(guān)鍵詞，在全網(wǎng)搜索和獲取文獻，并開展相關(guān)研究。

3.2 專家訪談法

對相關(guān)領(lǐng)域的專家以及體育教師進行訪談，了解大學生課外體育活動監(jiān)管現(xiàn)狀以及建議。

4 結(jié)果與分析

4.1 學生課外體育活動現(xiàn)狀

學生課外體育活動以學校安排的體育活動為主，主動參加課外體育鍛煉并且具有良好鍛煉習慣的學生不多，其中重要因素之一是對鍛煉認識深度不夠，未能正確認識到課外體育活動的重要性。穆星辰［2］等對廣西大學的學生進行研究發(fā)現(xiàn)，超過67.06%的學生一周都不會參與課外體育活動，馮霞等［3］研究顯示，有48.39%的大學生缺乏規(guī)律的運動，36.29%的大學生平均睡眠時間不到7～8h，27.25%的大學生睡覺時間不規(guī)律，39.59%的大學生BMI 指數(shù)在17.9～23.9 標準之外，由此得出，大部分學生缺乏規(guī)律的體育運動，且有不健康的生活方式。由于過度使用電子產(chǎn)品游戲、娛樂，大量時間因此而被消耗，使得原本用于課外體育鍛煉的時間“沒有”了，長此以往，越來越缺乏參加體育鍛煉的積極性，更無法養(yǎng)成體育鍛煉習慣。因此，在學生尚未養(yǎng)成主動鍛煉習慣的前提下，加強課外體育活動的監(jiān)管十分必要。

4.2 生物特征識別技術(shù)在課外體育活動領(lǐng)域的應(yīng)用

目前，常用的生物特征識別技術(shù)有指紋識別、人臉識別、虹膜識別、掌紋識別、掌靜脈識別等，但用于課外體育活動領(lǐng)域的應(yīng)用并非十分廣泛。

指紋識別技術(shù)［4］通常采用特征點法，抽出指紋上山狀曲線的分歧點或指紋中切斷的部分（端點）等特征來識別。特征點是一個三維向量，包含位置和方向等信息。由于每個人的指紋都不同，同時由于指紋與其他生理特征或者行為特征相比更容易獲取，因此指紋識別技術(shù)是目前使用最多的生物特征識別技術(shù)，在全球生物識別市場結(jié)構(gòu)中，其占比達到58%。日常生活中，指紋隨處可見，極易被不法分子獲取、復制等用于非法用途，從而存在極大的安全隱患，同時指紋驗證不保證活體的特性，也是其重要的不足點。

人臉識別技術(shù)［5］包括人臉檢測和人臉識別兩個環(huán)節(jié)，人臉檢測是通過對人臉定位后提取臉部輪廓以及眼、鼻、口、眉的相對關(guān)系，將人臉從輸入圖像中分離出來，再通過對人臉特征進行提取、識別以及模擬匹配的人臉識別環(huán)節(jié)。在全球生物識別市場結(jié)構(gòu)中，其占比達到18%。雖然人臉識別技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但其較弱的安全性也不能忽視。特別是識別準確率會受到環(huán)境的光線、識別距離等多方面因素影響。另外，當用戶通過化妝、整容對于面部進行一些改變時也會影響人臉識別的準確性，因此亟待突破。

虹膜識別［6］是基于眼睛中的虹膜的唯一性特征而做的身份認證技術(shù)。虹膜在胎兒發(fā)育階段形成后，在整個生命歷程中是保持不變的，因此具有較高的識別可信度。但虹膜設(shè)備需特定的光學儀器采集，造價昂貴，且受外界環(huán)境（如天氣、燈光）影響較大，不如前兩者應(yīng)用廣泛。

當前，各類健身類APP 在體育健身活動中已有廣泛應(yīng)用［7］，且部分高校已將其引入學校體育活動中，成為學校體育發(fā)展的重要助力，但與學校體育管理系統(tǒng)的銜接尚未打通［8］。當前，國內(nèi)眾多高校開展了陽光晨跑、課余APP隨機定點跑等各種形式，一般使用傳統(tǒng)的射頻卡刷卡或者手機定位的功能來實現(xiàn)對學生的出勤監(jiān)督，但由于刷卡與定位功能的缺陷，課余體育鍛煉推進過程中一直無法避免學生的“作弊”現(xiàn)象，作弊形式如代跑、假跑，一人一次刷多張卡、一人多次刷多張卡、一人攜帶多部手機，甚至是以上各種的組合。如何規(guī)避這些問題，已有學者展開研究。例如，陳志峰［9］等提出建設(shè)基于微信模式下陽光晨跑管理信息系統(tǒng)，可以有效監(jiān)控學生參與體育鍛煉的效果和質(zhì)量，結(jié)合“陽光體育”微平臺，實時查詢鍛煉結(jié)果和開展鍛煉指導，構(gòu)建了師生交流溝通平臺，為深化學校體育教育課內(nèi)一體化管理改革提供依據(jù)。其雖未采用生物特征識別技術(shù)，但也是充分利用了微信實名認證的特點而開發(fā)出的策略。張碩［10］等提出基于Face++人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)了對學生人臉信息的識別檢測以及對人臉特征數(shù)據(jù)的提取和匹配，提供了一種實時、有效的防作弊簽到方法，能夠有效提高陽光晨跑出勤率的監(jiān)測。該研究利用Face++的技術(shù)，設(shè)計了一整套校園晨跑考勤系統(tǒng)。但無論是基于微信模式，還是基于人臉識別技術(shù)，只解決了部分學生的考勤問題，而無法解決針對課外體育鍛煉全面、系統(tǒng)地解決問題。因為，課外體育活動考勤不等于課外體育活動監(jiān)管，而只是后者的一部分。

4.3 學生課外體育活動監(jiān)管的實現(xiàn)

學生課外體育活動的監(jiān)管除了考勤之外，最重要的是課外體育活動數(shù)據(jù)之間的串聯(lián)。學生參與課外體育活動的時間、頻率、形式與內(nèi)容、運動強度、項目選擇、成績考核等都是非常寶貴的數(shù)據(jù)資源，要想全面地掌握學生課外體育活動狀況，實現(xiàn)對每一位學生的課外體育活動的精準畫像，傳統(tǒng)的人工統(tǒng)計或半自動化統(tǒng)計已經(jīng)難以實現(xiàn)準確性、實時性的需求。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的興起，尤其是生物特征識別技術(shù)與各類系統(tǒng)的深度融合應(yīng)用，使得基于生物特征識別學生在學校的體育活動變成了可能。

生物特征識別系統(tǒng)（見圖1）是基于生物特征采集、計算和識別的總稱。其可以與學生課外體育鍛煉的各個環(huán)節(jié)相銜接，以人員精準識別，堵住考勤漏洞為突破口，保證學生課外體育鍛煉的真實性。只有在保證真實性的基礎(chǔ)上，才可以獲取全校學生課外體育鍛煉的真實數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)，結(jié)合學生課堂表現(xiàn)以及體質(zhì)健康測試成績，才能完整、準確地判斷出學生的真實體質(zhì)健康水平，為學校體育教學改革提供必要的數(shù)據(jù)支撐，確保政策制定的科學性、有效性和全面性。

圖1 基于生物特征識別技術(shù)的高校課外體育活動監(jiān)管模式框架圖

與陽光晨跑系統(tǒng)串聯(lián)，可以在起終點以及途經(jīng)點身份認證環(huán)節(jié)監(jiān)督學生真實運動狀態(tài)，以距離、跑速等測算分析判斷學生運動量，繪制運動軌跡，分析排查異常信息，及時查找分析反饋，并通過期末的數(shù)據(jù)統(tǒng)計給予學生客觀的活動得分。

與俱樂部活動系統(tǒng)串聯(lián)，可以在室內(nèi)外活動預(yù)約、考勤環(huán)節(jié)保證學生參與的真實性，通過課外活動計劃評估課外活動負荷與強度，并結(jié)合指導教師的評價給予俱樂部活動評分。

與特殊學生管理系統(tǒng)相銜接，是對特殊學生實施有效管理的最佳手段。特殊學生分為：（1）體質(zhì)健康測試水平較差但體機能基本正常，可以正常參加體育運動的學生，這部分學生因體重過重、動作不協(xié)調(diào)、鍛煉較少等導致體質(zhì)健康測評分較低，因此要制定個性化的運動處方，以合理的運動促進體質(zhì)的改善；（2）先天或后天身體原因?qū)е碌牟贿m宜運動人群，近年來這部分學生的人數(shù)有明顯增加的趨勢，因此要給予特殊的關(guān)注，因人而異地制定不同的運動處方，通過運動過程中的醫(yī)務(wù)監(jiān)督，保障學生鍛煉的安全，以最大進步度衡量學生執(zhí)行運動處方成果，給予學生評分。

與體質(zhì)健康測評系統(tǒng)銜接，是為了獲取學生準確的體質(zhì)健康數(shù)據(jù)，保證對學生的科學評價。通過體質(zhì)健康的測試過程和評價過程，將健康的學生、不適宜參加體育運動和體質(zhì)弱的學生篩選出來，因人施策，確保實現(xiàn)學生體質(zhì)健康提升的目的。

同時，各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通才是確保課外體育活動監(jiān)管得到落實的關(guān)鍵?？梢酝ㄟ^陽光晨跑的出勤數(shù)據(jù)觀察學生參加課外體育活動的習慣，并可將數(shù)據(jù)作為學生體質(zhì)健康測試的加分項，保健班學生轉(zhuǎn)入特殊管理流程予以干預(yù)，經(jīng)過一段時間的干預(yù)，恢復到正常學生水平的可以轉(zhuǎn)入普通活動模式，仍然處于較低水平的依然可以有適宜的運動負荷。因此，基于生物特征識別的課外體育活動監(jiān)管系統(tǒng)的核心就是以身份認證為突破口，以獲取真實的學生活動數(shù)據(jù)為目的，達到以真實體育數(shù)據(jù)促進學校體育改革的目的。

5 結(jié)語

利用信息化手段加快推進對高校課外體育活動的監(jiān)管，規(guī)范學生課外體育鍛煉行為，提升學生課外體育鍛煉效果，培養(yǎng)學生課外體育鍛煉習慣，非常有必要。

基于生物特征識別技術(shù)的應(yīng)用，以生物特征的“一次采集，多點適用”為手段，將采集的數(shù)據(jù)信息用于課外體育活動多領(lǐng)域，可破解高校學生課外體育活動中存在的作弊現(xiàn)象，提升課外體育鍛煉參與程度真實性，同時保證政策執(zhí)行的公平與客觀。

以破解考勤模式的漏洞為突破口，將生物特征作為識別學生的首選特征，匹配該生在校期間的所有體育鍛煉行為，準確掌握學生課外體育活動的出勤情況，提升學生參與體育活動的真實性評價，并通過多系統(tǒng)的串聯(lián)，構(gòu)建學生課外體育活動軌跡，進一步結(jié)合學生體育課堂學習情況和體質(zhì)健康水平，有針對性地制定運動處方，改善體質(zhì)弱的學生以及因身體原因不能參加體育運動的學生的體質(zhì)健康狀況，實現(xiàn)差異化管理，達到“分類管理、分類干預(yù)、精準提升”的目的。