尹志華 ,郭明明 ,賈晨昱 ,徐艷賢 ,李晨曦

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》和《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》等文件的頒布,使得人工智能的創(chuàng)新應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。作為研究如何制造出類(lèi)人的智能機(jī)器或系統(tǒng),以模擬人類(lèi)活動(dòng)和思維,延伸和擴(kuò)展人類(lèi)智能的科學(xué)[1],人工智能技術(shù)正在不斷成熟。以近段時(shí)間火爆全世界的由美國(guó)Open AI 公司研發(fā)的人工智能聊天機(jī)器人Chat GPT 為例,其以自然連續(xù)的對(duì)話(huà)模式和廣闊精準(zhǔn)的多領(lǐng)域知識(shí)和能力引起了世界各國(guó)的關(guān)注,并迅速與其他人工智能技術(shù)一起被應(yīng)用于客服、教育、娛樂(lè)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)等諸多領(lǐng)域,Chat GPT 的用戶(hù)數(shù)量也在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)突飛猛漲。在教育領(lǐng)域,《2019 年人工智能發(fā)展白皮書(shū)》指出,“人工智能切入教育領(lǐng)域的相關(guān)服務(wù)包括拍照搜題、分層排課、口語(yǔ)測(cè)評(píng)、組卷閱卷、作文批改、作業(yè)布置等,涉及了自適應(yīng)、語(yǔ)音識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、知識(shí)圖譜、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器翻譯、機(jī)器學(xué)習(xí)等,正在創(chuàng)造著更加個(gè)性化、服務(wù)于終身學(xué)習(xí)的智能高效學(xué)習(xí)環(huán)境”[2]。可以預(yù)測(cè),以Chat GPT 為代表的人工智能在教育這種智能高效學(xué)習(xí)環(huán)境的締造中將扮演至關(guān)重要的角色,能助力實(shí)現(xiàn)諸如個(gè)性化在線(xiàn)語(yǔ)言學(xué)習(xí)、寫(xiě)作指導(dǎo)、問(wèn)答系統(tǒng)等多種教育任務(wù)。由此可知,人工智能對(duì)教育發(fā)展正在產(chǎn)生革命性的促進(jìn)效應(yīng),而體育教育作為教育的重要組成部分,也應(yīng)主動(dòng)關(guān)照人工智能從而在新時(shí)代發(fā)揮其對(duì)體育教育的助推作用。基于此,本文將前瞻性地分析人工智能助推體育教育發(fā)展的需求機(jī)理,關(guān)鍵程度和實(shí)現(xiàn)方略。

1 人工智能助推體育教育發(fā)展的需求機(jī)理

1.1 新一代體育教育實(shí)施對(duì)象深受人工智能影響

當(dāng)前學(xué)生出生于千禧年后,他們從出生開(kāi)始就深受人工智能影響。人工智能發(fā)展歷史可劃分為誕生期(1943—1956 年),其標(biāo)志事件是1950 年提出的“圖靈測(cè)試”,1956 年的達(dá)特茅斯會(huì)議宣告人工智能誕生;第一次發(fā)展熱潮期(1950—1970 年),主要標(biāo)志是符號(hào)主義、早期推理系統(tǒng)、早期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)等人工智能流派的提出;第二次發(fā)展熱潮期(1980—2000 年),其標(biāo)志是統(tǒng)計(jì)學(xué)派、機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能流派的興起;第三次發(fā)展熱潮期(2006 年后),主要體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)和AlphaGo 為代表的人工智能應(yīng)用;美國(guó)Open AI 公司于2022 年12 月推出的Chat GPT 則可以看作是第三次發(fā)展熱潮期的“高潮”。從歷史演變可知,人工智能真正走向普及是在2006 年后,以大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)為核心開(kāi)始逐漸進(jìn)入金融、交通、教育、醫(yī)療、制造等領(lǐng)域,而這一時(shí)期,正好是當(dāng)前體育教育實(shí)施對(duì)象進(jìn)入學(xué)校開(kāi)始接受教育的時(shí)代。也就是說(shuō),人工智能的第三次發(fā)展熱潮與當(dāng)前體育教育實(shí)施對(duì)象的成長(zhǎng)具有同頻共振的軌跡,因此人工智能對(duì)年輕一代的影響既深刻又全方位,且隨著時(shí)間推移,新的體育教育實(shí)施對(duì)象受人工智能的影響將越來(lái)越深入。

國(guó)際學(xué)者對(duì)伴隨信息技術(shù)成長(zhǎng)的千禧年一代及其信息技術(shù)行為特點(diǎn)高度關(guān)注,Marc Prensky 將該群體稱(chēng)為“數(shù)字原住民”(Digital Natives)?！皵?shù)字原住民”養(yǎng)成了數(shù)字化的生活和思維方式,主動(dòng)嘗試創(chuàng)造性地應(yīng)用信息技術(shù)[3]。與“數(shù)字原住民”類(lèi)似,新一代深受人工智能影響的受教育對(duì)象則可稱(chēng)為“人工智能原住民”,即他們從出生到成長(zhǎng)再到接受教育,始終都浸潤(rùn)在人工智能環(huán)境中,不可避免的使其思維方式帶有很強(qiáng)的人工智能時(shí)代特征。他們進(jìn)入社會(huì)后,人工智能也將伴其一生,對(duì)其未來(lái)工作和生活將產(chǎn)生全方位影響。在此特殊背景下,這些“人工智能原住民”對(duì)信息獲取的便捷性和即時(shí)性、學(xué)習(xí)體驗(yàn)的個(gè)性化和游戲化、反饋內(nèi)容的直觀性和針對(duì)性等都有著較高要求[4]。因此,在面對(duì)生長(zhǎng)于人工智能時(shí)代且終身面臨人工智能影響的受教育對(duì)象時(shí),體育教育對(duì)人工智能應(yīng)用有著強(qiáng)烈需求。

1.2 人工智能在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的整體推動(dòng)

2019 年5 月,國(guó)際人工智能與教育大會(huì)形成了《北京共識(shí)—人工智能與教育》,明確提出要探索利用人工智能促進(jìn)教育創(chuàng)新的有效戰(zhàn)略和實(shí)踐模式。當(dāng)前人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,如幫助學(xué)生居家學(xué)習(xí)的智能學(xué)伴就是典型案例[5]。智能教育(Artificial Intelligence in Education)概念的出現(xiàn)更是凸顯了人工智能在教育領(lǐng)域的逐步深度應(yīng)用。智能教育又稱(chēng)為“AI +教育”,是指將人工智能和教育科學(xué)結(jié)合在一起,通過(guò)開(kāi)發(fā)和使用具有靈活性、包容性、參與性和個(gè)性化的智能工具來(lái)賦能教育。智能教育的建設(shè)涵蓋校園IT 基礎(chǔ)建設(shè)、互動(dòng)教學(xué)硬件設(shè)備、信息化平臺(tái)及軟件、線(xiàn)上內(nèi)容資源,通過(guò)軟件、硬件和內(nèi)容的整合構(gòu)成了智能教育行業(yè)——在線(xiàn)教育、智慧校園和智慧課題[6],智能教育情境下人工智能在教育中的應(yīng)用將遍布各類(lèi)教育教學(xué)場(chǎng)景。

在人工智能廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域的整體推動(dòng)下,體育教育必然將受到整體環(huán)境的影響。以智能教育中的智慧校園建設(shè)為例,體育教學(xué)場(chǎng)地、器材設(shè)施、教學(xué)內(nèi)容等必然要融入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智慧校園建設(shè)的核心要素,從而實(shí)現(xiàn)校園所有終端智能鏈接,這對(duì)于體育學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)方式、學(xué)業(yè)測(cè)評(píng)等將帶來(lái)深刻影響。以體質(zhì)健康測(cè)評(píng)為例,在智慧校園建成的人工智能時(shí)代,學(xué)生可隨時(shí)隨地、自由選擇跑步路徑以測(cè)評(píng)自身跑步成績(jī),身份識(shí)別系統(tǒng)能通過(guò)可穿戴設(shè)備的識(shí)別碼確認(rèn)學(xué)生身份,運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)能通過(guò)可穿戴設(shè)備采集的心率、血氧、體溫等數(shù)據(jù)判斷學(xué)生運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),智能成績(jī)判別系統(tǒng)可基于從可穿戴設(shè)備中獲得的加速度計(jì)數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別學(xué)生是否存在作弊行為,并提取學(xué)生跑步區(qū)間范圍內(nèi)最好成績(jī)作為其跑步成績(jī),智能成績(jī)公布系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)將該成績(jī)推送給學(xué)生、家長(zhǎng)和教師,而上述所有數(shù)據(jù)又可通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)以安全、不可篡改的加密形式進(jìn)行傳輸,從而確保數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。通過(guò)案例可知,人工智能在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用能夠深刻影響體育教育,且這種影響能夠幫助體育教育節(jié)省資源、提高效率,在保障學(xué)生安全同時(shí)還能提升自主性和公平性,這為體育教育主動(dòng)擁抱人工智能奠定了基礎(chǔ)。

1.3 新時(shí)代體育教育發(fā)展對(duì)人工智能的迫切需要

新時(shí)代體育教育發(fā)展對(duì)人工智能有著迫切需求,一方面源自于體育其他領(lǐng)域人工智能逐步應(yīng)用的影響,另一方面源自體育教育改革的新方向。從當(dāng)前體育領(lǐng)域人工智能的應(yīng)用來(lái)看,路來(lái)冰認(rèn)為主要借鑒工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和體育科學(xué)的研究方法聚焦開(kāi)發(fā)與完善針對(duì)不同人群、基于機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的智能穿戴設(shè)備[7];魯志琴等認(rèn)為數(shù)字經(jīng)濟(jì)為人工智能推動(dòng)體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了時(shí)代背景,同時(shí)人工智能促進(jìn)了體育產(chǎn)業(yè)“技術(shù)—經(jīng)濟(jì)范式”的變遷,為體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新空間[8];王相飛等則認(rèn)為人工智能將從傳播者、內(nèi)容、平臺(tái)、用戶(hù)和效果等方面對(duì)體育傳播產(chǎn)生全方位影響[9]。但是,目前人工智能在體育教育中的實(shí)際應(yīng)用很少,這與體育教育的重要地位極不相稱(chēng)。此外,從體育教育發(fā)展的新方向來(lái)看,指向?qū)W生體育與健康核心素養(yǎng)培育的《課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版)》明確提出要“將智能手機(jī)、運(yùn)動(dòng)手表、心率監(jiān)測(cè)儀、計(jì)步器、加速度計(jì)等深度融合到體育課程中”,從而提高學(xué)生智能素養(yǎng)[10]。而人工智能中的機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、專(zhuān)家系統(tǒng)、圖像識(shí)別等技術(shù)可通過(guò)學(xué)習(xí)者肖像、智適應(yīng)學(xué)習(xí)、智能化評(píng)價(jià)等滿(mǎn)足課程改革對(duì)學(xué)生體育學(xué)習(xí)的新要求。由此可知,無(wú)論是從內(nèi)在動(dòng)力還是從外在刺激來(lái)看,體育教育對(duì)人工智能都有著迫切的應(yīng)用需求。

因此,從推進(jìn)體育教育未來(lái)高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求出發(fā),亟需加強(qiáng)人工智能在體育教育領(lǐng)域的深入應(yīng)用:一是可在體育課程內(nèi)容設(shè)置人工智能的模塊體系。五育融合和跨學(xué)科教育是未來(lái)教育的發(fā)展方向,為了更好地基于體育教育培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科核心素養(yǎng)和智能素養(yǎng),未來(lái)需要以體育教育為載體,在其中開(kāi)展人工智能知識(shí)教育,打造“AI +體育教育”的課程模塊體系,如在健康教育模塊中設(shè)置“智能可穿戴設(shè)備、運(yùn)動(dòng)和健康狀態(tài)檢測(cè)、體質(zhì)與健康數(shù)據(jù)智能分析與運(yùn)用”等主題;二是在體育教育中充分發(fā)揮人工智能應(yīng)用的優(yōu)勢(shì),整體推動(dòng)體育教育轉(zhuǎn)型升級(jí)。如在學(xué)情分析環(huán)節(jié),基于學(xué)生營(yíng)養(yǎng)攝入、體質(zhì)健康、心理健康、日常步數(shù)、學(xué)習(xí)進(jìn)度等數(shù)據(jù),為每一位學(xué)生繪制學(xué)習(xí)者肖像,設(shè)置不同學(xué)習(xí)目標(biāo)、規(guī)劃個(gè)性化學(xué)習(xí)方案;在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié),通過(guò)智能可穿戴設(shè)備識(shí)別學(xué)生全時(shí)段活動(dòng)類(lèi)型和能量消耗,將評(píng)價(jià)切實(shí)融入學(xué)習(xí)與生活中,從而使得學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)更加精準(zhǔn)與公平。

1.4 學(xué)生高階體育思維能力培養(yǎng)的驅(qū)動(dòng)

隨著Chat GPT 等人工智能產(chǎn)品的出現(xiàn),大部分重復(fù)性乃至部分創(chuàng)造性工作都已經(jīng)可以交給人工智能來(lái)完成,低階思維已無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代復(fù)雜社會(huì)的需求,而基于責(zé)任心、興趣、好奇心、鉆研精神、韌性、深度思考等的高階思維能力逐漸成為當(dāng)代社會(huì)人才需求的新方向,也是學(xué)生面向新時(shí)代的必備技能。如何培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,已成為當(dāng)前教育領(lǐng)域的核心問(wèn)題。研究者認(rèn)為,深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者運(yùn)用高階思維能力的學(xué)習(xí)形式,深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)是發(fā)展學(xué)習(xí)者的高階思維[11]。因而在當(dāng)前背景下,體育教育需要轉(zhuǎn)變方向,實(shí)現(xiàn)以深度學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的體育高階思維能力。從淺層學(xué)習(xí)到深度學(xué)習(xí),從低階思維到高階思維能力培養(yǎng)的觀念轉(zhuǎn)變,對(duì)體育教育帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。

以此為背景,體育教育需要引導(dǎo)學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向深度學(xué)習(xí),方能滿(mǎn)足培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的目標(biāo)。傳統(tǒng)體育淺層學(xué)習(xí)所強(qiáng)調(diào)的肢體動(dòng)作賦予學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)雖然直觀,但僅停留于動(dòng)作大小、力度、方向等的變化,學(xué)生對(duì)動(dòng)作背后所蘊(yùn)含的原理、機(jī)制乃至文化底蘊(yùn)等所知甚少,因而會(huì)產(chǎn)生枯燥乏味感,因?yàn)閮H靠動(dòng)作學(xué)練無(wú)法形塑學(xué)生的高階思維能力。新時(shí)代各種人工智能應(yīng)用能將學(xué)生的體育淺層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃葘W(xué)習(xí),從而刺激學(xué)生認(rèn)知思維,引導(dǎo)其探索更深層次的學(xué)習(xí)機(jī)制,培養(yǎng)學(xué)生的復(fù)雜思維與問(wèn)題解決等高階思維能力。如在足球?qū)W習(xí)中,可通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別課堂中每位學(xué)生的跑動(dòng)路線(xiàn)、技術(shù)動(dòng)作、戰(zhàn)術(shù)配合以及違規(guī)事件,通過(guò)賽事智能分析系統(tǒng)評(píng)價(jià)學(xué)生足球技戰(zhàn)術(shù)掌握、技戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行及規(guī)則遵守情況,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生從表層“技術(shù)動(dòng)作模仿”向深層“整體運(yùn)動(dòng)分析”轉(zhuǎn)變。

2 人工智能助推體育教育發(fā)展的關(guān)鍵維度

2.1 人工智能助推體育教育管理

一是通過(guò)人工智能創(chuàng)建并運(yùn)行體育教育管理系統(tǒng)。體育教育是一項(xiàng)高度復(fù)雜的管理工作,涉及到對(duì)行政人員、教師、學(xué)生、家長(zhǎng)等人力資源,以及招生、排課、教學(xué)、訓(xùn)練、考勤、課外鍛煉、家校合作等多方面業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)籌,如果僅依靠傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)管理方式,已經(jīng)很難全面滿(mǎn)足當(dāng)前體育教育的發(fā)展需求。而基于人工智能開(kāi)發(fā)體育教育管理系統(tǒng),可以極大提升管理效率,形成垂直管理通道,降低層級(jí)管理的復(fù)雜性并改善管理的低效。以校園足球?yàn)槔?通過(guò)開(kāi)發(fā)智能管理系統(tǒng),可以將選材、試訓(xùn)、招生、錄取、培養(yǎng)等流程實(shí)現(xiàn)智能化聯(lián)通,并將不同時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,跟蹤和分析校園足球運(yùn)動(dòng)員的成長(zhǎng)歷程和未來(lái)發(fā)展?jié)摿Α４送?還可以基于智能管理系統(tǒng)聚焦足球教學(xué)、大課間、課后社團(tuán)、學(xué)生自主鍛煉等方面,利用移動(dòng)端的小程序、物聯(lián)網(wǎng)、多媒體屏幕、智能穿戴設(shè)備等[12],對(duì)校園足球“學(xué)-練-賽”進(jìn)行一體化管理,實(shí)時(shí)掌握全校足球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù),為上級(jí)對(duì)校園足球開(kāi)展成效評(píng)估和學(xué)校對(duì)校園足球發(fā)展決策提供依據(jù)。

二是開(kāi)發(fā)各類(lèi)體育教育專(zhuān)家系統(tǒng)。專(zhuān)家系統(tǒng)是近些年來(lái)人工智能應(yīng)用的典型案例,是一些能夠模仿人類(lèi)專(zhuān)家行為的計(jì)算機(jī)程序,它根據(jù)用戶(hù)(詢(xún)問(wèn)者)提出的信息(問(wèn)題)迅速而準(zhǔn)確地對(duì)信息做出反應(yīng)(解決問(wèn)題的方法),從而模擬該領(lǐng)域的專(zhuān)家,如Chat GPT 就可以被視為教育、科技、歷史、文化等多個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家系統(tǒng)集成。體育領(lǐng)域的專(zhuān)家系統(tǒng)主要集中于教練專(zhuān)家系統(tǒng)、選材專(zhuān)家系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)處方專(zhuān)家系統(tǒng)、國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)與機(jī)能評(píng)定專(zhuān)家系統(tǒng)、賽事申報(bào)與決策專(zhuān)家系統(tǒng)等方面,旨在將這些領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)、經(jīng)驗(yàn)與策略等形成“知識(shí)庫(kù)”,然后去模擬和解決現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜的體育相關(guān)問(wèn)題。隨著國(guó)家對(duì)體教融合、青少年健康的高度重視,體育教育專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有很大的潛力,可應(yīng)用于體育教學(xué)、鍛煉、課外活動(dòng)、后備隊(duì)員選拔等方面。以基于人工智能的體育教師專(zhuān)家系統(tǒng)為例,可將優(yōu)秀體育教師在體育教學(xué)、課余運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、課外體育競(jìng)賽、課外活動(dòng)、體質(zhì)健康測(cè)試等方面長(zhǎng)期形成的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化整合,形成數(shù)據(jù)管理平臺(tái)為專(zhuān)家系統(tǒng)提供知識(shí)輸入和數(shù)據(jù)支撐。融合大量?jī)?yōu)秀教師經(jīng)驗(yàn)并基于智能算法進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)的專(zhuān)家系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)體育教師的優(yōu)越性如表1 所示[13]。以教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)為例,優(yōu)秀體育教師在學(xué)情分析、目標(biāo)設(shè)置、內(nèi)容選擇和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方面經(jīng)驗(yàn)豐富,而現(xiàn)實(shí)中需要大量體育教師針對(duì)新進(jìn)體育教師培訓(xùn)、教學(xué)比武大賽、績(jī)效考核等關(guān)于教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)的效果進(jìn)行評(píng)判,此時(shí)如能夠形成體育教師教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng),通過(guò)將現(xiàn)有教學(xué)計(jì)劃放入專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行智能分析和效果預(yù)測(cè),可極大地提高工作效率和科學(xué)化的判斷水平。再比如,通過(guò)開(kāi)發(fā)課余運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽編排專(zhuān)家系統(tǒng),將優(yōu)秀體育教師在競(jìng)賽編排方面的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行集成,可以幫助更多的體育教師更好地協(xié)同處理參賽人數(shù)、比賽天數(shù)、場(chǎng)地器材使用數(shù)量、比賽方式等,從而快速準(zhǔn)確地形成最佳競(jìng)賽編排方案?？傊?基于人工智能的體育教育專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā),既可最大限度發(fā)揮優(yōu)秀體育教育工作者日積月累的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn),又可解決專(zhuān)業(yè)人員短缺問(wèn)題,提升體育教育工作效率。

表1 基于人工智能的體育教師專(zhuān)家系統(tǒng)與“人類(lèi)教師”的區(qū)別Table 1 The difference between the expert system of PE teachers based on artificial intelligence and “human teachers”

三是開(kāi)展體育教育大數(shù)據(jù)挖掘和智能化分析,為體育教育管理提供決策咨詢(xún)。體育教育中存在著海量數(shù)據(jù),以往因缺乏挖掘和深度分析,因而忽視了這些數(shù)據(jù)的可用性。隨著人工智能技術(shù)不斷成熟,可通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘,洞察到人腦難以檢索和分析出的隱藏信息。如可根據(jù)政府頒布的體育數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)可穿戴智能傳感設(shè)備對(duì)學(xué)生的基本信息和體育測(cè)試數(shù)據(jù)、體育學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、鍛煉時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行采集,然后將各類(lèi)零散的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)綜合起來(lái)基于人工智能進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,采用各種存儲(chǔ)設(shè)備以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),之后進(jìn)行清洗和轉(zhuǎn)換以提高數(shù)據(jù)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化,再通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘算法對(duì)這些體育數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分類(lèi)、預(yù)測(cè)、聚類(lèi)等,從而達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)智能化分析的目的,利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù),對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行更加直觀表達(dá),使得管理者、政策制定者、教師、學(xué)生能夠快速發(fā)現(xiàn)這些體育數(shù)據(jù)中包含的規(guī)律,并用于指導(dǎo)決策服務(wù)。

2.2 人工智能助推體育教師教學(xué)

一是幫助體育教師轉(zhuǎn)變角色。人工智能使得教師權(quán)威性被消解,教師工作內(nèi)容也將產(chǎn)生變化。人工智能可代替體育教師完成機(jī)械性、重復(fù)性的教育教學(xué)工作,從而使得教師將更多精力用于培養(yǎng)學(xué)生的體育品德、情感態(tài)度、體育創(chuàng)新等高階能力。實(shí)際上,人工智能代替教師傳授專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的案例已屢見(jiàn)不鮮,如北京師范大學(xué)開(kāi)展的“人工智能教師”項(xiàng)目,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出題和自動(dòng)批改作業(yè)、對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙進(jìn)行自動(dòng)診斷與反饋、監(jiān)測(cè)學(xué)生的體質(zhì)健康并提出提升方案等功能[14]。相較于真人教師而言,人工智能教師還有著諸多優(yōu)點(diǎn),例如可以7*24 小時(shí)在線(xiàn)為學(xué)生解答體育相關(guān)問(wèn)題,為學(xué)生提供權(quán)威和精準(zhǔn)的動(dòng)作示范與指導(dǎo),在督促學(xué)生學(xué)習(xí)等機(jī)械性重復(fù)工作方面更少出錯(cuò)等。比如,學(xué)生如果向體育教師提出了頗具難度的體育學(xué)習(xí)方面的問(wèn)題,那么體育教師完全可以借助Chat GPT 尋求啟發(fā)性的答案,然后結(jié)合教師的理解來(lái)為學(xué)生答疑解惑。同樣,學(xué)生也可以直接通過(guò)使用Chat GPT來(lái)減少對(duì)體育教師的依賴(lài),這又進(jìn)一步推動(dòng)了體育教師角色轉(zhuǎn)變的進(jìn)程。因而在人工智能時(shí)代,諸如運(yùn)動(dòng)技能教學(xué)與評(píng)價(jià)、家庭體育作業(yè)批改、體質(zhì)健康測(cè)評(píng)等機(jī)械性、重復(fù)性的體育教育教學(xué)工作可由人工智能來(lái)完成,從而為體育教師的角色轉(zhuǎn)變提供支撐。

二是輔助體育教師開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)。在教學(xué)設(shè)計(jì)方面,人工智能可以幫助體育教師優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和改變教學(xué)方式。針對(duì)教學(xué)內(nèi)容,由于人工智能時(shí)代的知識(shí)快速迭代、指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)、組織結(jié)構(gòu)多維化、呈現(xiàn)方式具象化等特性都使得學(xué)習(xí)者更趨向于接受簡(jiǎn)短精練、直觀易懂的知識(shí),同時(shí)人工智能中的知識(shí)圖譜技術(shù)為簡(jiǎn)短精練的知識(shí)內(nèi)容提供了組織架構(gòu)方案,避免了因知識(shí)點(diǎn)拆分細(xì)化導(dǎo)致的缺乏系統(tǒng)性問(wèn)題。人工智能中的知識(shí)圖譜技術(shù)能以三維圖形方式呈現(xiàn)出各知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系,展示出各知識(shí)點(diǎn)間的多維聯(lián)系,同時(shí)去除冗余知識(shí)點(diǎn)[15],這為體育課程內(nèi)容的組織架構(gòu)轉(zhuǎn)化提供了可能。此外,人工智能還能增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的可視化。長(zhǎng)久以來(lái),學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的學(xué)習(xí)主要依靠教材中的文字圖片或教師現(xiàn)場(chǎng)示范;有的教材則通過(guò)讓學(xué)生掃二維碼來(lái)觀看動(dòng)作視頻。基于人工智能的動(dòng)作捕捉技術(shù)配合虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)則可為課程內(nèi)容呈現(xiàn)形式提供新的可能,在此類(lèi)技術(shù)支持下,學(xué)生可從多角度具象化地觀看技術(shù)動(dòng)作,從而準(zhǔn)確理解和掌握技術(shù)動(dòng)作。例如,Ghost Pacer 公司的全息眼鏡就采用AR 技術(shù),在跑者前方呈現(xiàn)出能夠展示正確跑姿、提供動(dòng)作指導(dǎo)、引領(lǐng)計(jì)劃配速的“幽靈兔/虛擬領(lǐng)跑員”。人工智能結(jié)合云計(jì)算與云存儲(chǔ)、AR 和VR 等配套技術(shù)能夠隨時(shí)復(fù)現(xiàn)存儲(chǔ)于云端的體育教學(xué)資源,為師生構(gòu)建虛擬的教學(xué)場(chǎng)地與器材[16],從而解決場(chǎng)地器材不足和教學(xué)場(chǎng)景的單一化問(wèn)題,助力體育教學(xué)跨越時(shí)間和空間的桎梏;此外,人工智能中的智適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù),能夠依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、成績(jī)、能力、身體素質(zhì)等歷史學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃算法,為每一位學(xué)生定制個(gè)性化的體育學(xué)習(xí)方案。

三是基于智能助手幫助體育教師完成教學(xué)任務(wù)?；谌斯ぶ悄艿捏w育教育智能助手,可輔助體育教師完成備課、動(dòng)作示范、課堂監(jiān)控、體質(zhì)健康測(cè)試、家庭體育作業(yè)批改、動(dòng)作糾正輔導(dǎo)等工作。以家庭體育作業(yè)監(jiān)控為例,為了改變當(dāng)前主要依靠家長(zhǎng)監(jiān)督或拍視頻形式發(fā)送給教師進(jìn)行監(jiān)控的低效方式,體育教育智能助手則能采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)配合動(dòng)作捕捉算法自動(dòng)判定學(xué)生體育家庭作業(yè)的完成質(zhì)量,并將完成結(jié)果第一時(shí)間匯總后發(fā)送給體育教師,從而提升體育家庭作業(yè)的監(jiān)控效率。又比如以體育課堂監(jiān)控為例,目前基于心率監(jiān)測(cè)設(shè)備的體育課堂運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)控已經(jīng)在較多的體育教研活動(dòng)中得到了應(yīng)用,但因?yàn)樵O(shè)備佩戴繁瑣、需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)等問(wèn)題,此類(lèi)技術(shù)在日常教學(xué)中應(yīng)用仍不廣泛,然而隨著人工智能中計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人機(jī)交互技術(shù)的日趨成熟,體育教育智能助手可在學(xué)生無(wú)感的情況下監(jiān)控體育課堂的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷,甚至可以幫助體育教師監(jiān)控學(xué)生的技術(shù)動(dòng)作完成質(zhì)量,從而整體提高體育課堂教學(xué)質(zhì)量。

2.3 人工智能助推學(xué)生體育學(xué)習(xí)

一是通過(guò)體育學(xué)習(xí)智能測(cè)評(píng)為學(xué)生提供反饋?；谌斯ぶ悄艿捏w育學(xué)習(xí)智能測(cè)評(píng)系統(tǒng),旨在幫助體育教師完成常規(guī)性體育學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)(如體質(zhì)健康測(cè)試、技能測(cè)評(píng)等)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)體育學(xué)習(xí)自適應(yīng)評(píng)價(jià)、增值性評(píng)價(jià)和過(guò)程性評(píng)價(jià),從而使體育學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)更為科學(xué)完善。以體育學(xué)習(xí)自適應(yīng)評(píng)價(jià)為例,在傳統(tǒng)體育學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)中由于學(xué)生身體素質(zhì)和技能水平參差不齊,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)同樣的測(cè)評(píng)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)有著不同的感受,因而無(wú)法凸顯測(cè)評(píng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)作用,但人工智能技術(shù)的介入可實(shí)現(xiàn)體育學(xué)習(xí)自適應(yīng)測(cè)評(píng),此類(lèi)測(cè)評(píng)會(huì)根據(jù)學(xué)生以往在體育課堂中的表現(xiàn)為每位學(xué)生單獨(dú)設(shè)計(jì)測(cè)評(píng)內(nèi)容和測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn),并且可以隨著學(xué)生在測(cè)評(píng)中的表現(xiàn)調(diào)整后續(xù)測(cè)評(píng)任務(wù)的難易程度,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)內(nèi)容的挑戰(zhàn)心理和自信心。又比如以過(guò)程性評(píng)價(jià)為例,目前我國(guó)多地體育中考均要求將過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合,但難點(diǎn)在于過(guò)程性評(píng)價(jià)需要投入大量資源,且擔(dān)任過(guò)程性評(píng)價(jià)任務(wù)的一線(xiàn)體育教師在壓力之下做出的評(píng)價(jià)可能會(huì)有失公平。人工智能技術(shù)的介入則可解決過(guò)程性評(píng)價(jià)中存在的問(wèn)題,可以常態(tài)化、實(shí)時(shí)性地記錄學(xué)生學(xué)習(xí)生活中的體育行為并評(píng)價(jià)體育表現(xiàn),并將它們作為過(guò)程性評(píng)價(jià)的重要依據(jù),從而推動(dòng)過(guò)程性評(píng)價(jià)的切實(shí)落地。

二是進(jìn)行體育學(xué)習(xí)分析與學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像繪制,揭示學(xué)生體育學(xué)習(xí)背后潛藏的規(guī)律和原理。體育學(xué)習(xí)分析是指對(duì)體育活動(dòng)參與者以及從事體育活動(dòng)環(huán)境中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分析,從而對(duì)體育學(xué)習(xí)進(jìn)行反饋和干預(yù)的過(guò)程。將不同體育學(xué)習(xí)者的活動(dòng)水平、身體素質(zhì)、心理素質(zhì)等體育學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)具體信息抽象成標(biāo)簽,利用這些標(biāo)簽將學(xué)生形象具體化,形成體育學(xué)習(xí)者畫(huà)像。對(duì)于體育學(xué)習(xí)而言,學(xué)習(xí)分析和學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像繪制有著較大應(yīng)用空間,一方面可以更好地揭示體育學(xué)習(xí)內(nèi)在機(jī)理,消除傳統(tǒng)觀念中認(rèn)為體育學(xué)習(xí)就是動(dòng)作技術(shù)演練的過(guò)程。同時(shí),還可在學(xué)習(xí)分析基礎(chǔ)上,基于個(gè)性化學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為每個(gè)學(xué)生繪制學(xué)習(xí)者肖像,這不僅可以為學(xué)生和教師提供直觀的學(xué)習(xí)形象感知,更重要的是可更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。體育教師可在學(xué)生體育學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像基礎(chǔ)上,為學(xué)生提供個(gè)性化、精準(zhǔn)的靶向體育教學(xué)干預(yù)指導(dǎo),從而更好地提升學(xué)生的身心健康水平。

進(jìn)行體育學(xué)習(xí)分析,首先要收集學(xué)習(xí)者在體育活動(dòng)中的各種信息,接著從不同維度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析,將分析結(jié)果以可視化形式反饋給體育學(xué)習(xí)者、體育教師和政策制訂者,最后根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,體育學(xué)習(xí)者、體育教師和政策制訂者做出改變以適應(yīng)發(fā)展[17]。因而,在體育學(xué)習(xí)分析和學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像繪制過(guò)程中,可借助各類(lèi)傳感器如GPS、心率監(jiān)測(cè)器、加速度計(jì)等以及智能手環(huán)、動(dòng)作捕捉系統(tǒng)等設(shè)備,記錄學(xué)生運(yùn)動(dòng)中的步頻、速度、心率、動(dòng)作形態(tài)等數(shù)據(jù),然后通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等人工智能技術(shù),基于算法模型提取學(xué)生的體育學(xué)習(xí)特征,形成體育學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像,從而為體育學(xué)習(xí)狀態(tài)診斷與困難應(yīng)對(duì)提供科學(xué)依據(jù)。

3 人工智能助推體育教育發(fā)展的實(shí)現(xiàn)方略

3.1 加強(qiáng)體育教育領(lǐng)域人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

在軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,即要依托智慧校園建設(shè),將體育教育所涉及的場(chǎng)地、器材等元素進(jìn)行智能化。一般而言,體育教學(xué)主要在室內(nèi)體育場(chǎng)館或開(kāi)放的室外場(chǎng)地中進(jìn)行,因此需要在這些環(huán)境中鋪設(shè)人工智能硬件基礎(chǔ)設(shè)施,如各類(lèi)傳感器、攝像頭、遙測(cè)與遙感等傳感設(shè)備。除了對(duì)教學(xué)環(huán)境中的硬件基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行建設(shè)外,在條件允許的情況下還可為學(xué)生配備智能可穿戴設(shè)備、為教師配備體育教學(xué)終端等,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)體育教學(xué)環(huán)境中學(xué)生和教師的全面感知和聯(lián)通,智能化監(jiān)測(cè)學(xué)生在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的各類(lèi)數(shù)據(jù),并以數(shù)字形式進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。此外,還應(yīng)推動(dòng)無(wú)線(xiàn)基站、相關(guān)各級(jí)機(jī)房以及中轉(zhuǎn)設(shè)備在原有基礎(chǔ)上的升級(jí)和改造,加快實(shí)現(xiàn)體育教育環(huán)境中的通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和寬帶網(wǎng)的覆蓋,從而保證體育教育過(guò)程中有效信息的高速和穩(wěn)定傳輸。

在內(nèi)容與數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建方面,即要依托人工智能硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),構(gòu)建包含海量體育教學(xué)資源的內(nèi)容平臺(tái)和體育教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)。其中,內(nèi)容平臺(tái)以各類(lèi)信息化存儲(chǔ)的體育教學(xué)資源為主,如精選的課例、教案、技術(shù)動(dòng)作、學(xué)生常見(jiàn)問(wèn)題及解答、測(cè)評(píng)內(nèi)容及方式等,通過(guò)內(nèi)容平臺(tái)構(gòu)建能極大提升體育教師教學(xué)效率和學(xué)生體育學(xué)習(xí)體驗(yàn)。體育教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)旨在存儲(chǔ)各類(lèi)數(shù)據(jù),包括學(xué)生在體育學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的學(xué)習(xí)記錄、學(xué)習(xí)路徑、學(xué)習(xí)速度、項(xiàng)目偏好,在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的心率、血氧、體溫、情緒、行為,教師在教學(xué)過(guò)程中的備課記錄、教案、教學(xué)策略與方法、器材場(chǎng)地等,通過(guò)構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠記錄體育教育過(guò)程中所有數(shù)據(jù),為基于數(shù)據(jù)挖掘和智能化分析的教學(xué)場(chǎng)景還原、進(jìn)度監(jiān)控、教學(xué)計(jì)劃優(yōu)化等后續(xù)體育教育人工智能應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

此外,在推動(dòng)體育教育領(lǐng)域人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中,既要加大經(jīng)費(fèi)投入,建設(shè)能滿(mǎn)足運(yùn)用體育教育智能化工具的配套設(shè)施;又要提前做好建設(shè)規(guī)劃,各級(jí)各類(lèi)學(xué)校要根據(jù)實(shí)際情況,因地制宜、力所能及地進(jìn)行軟件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

3.2 將人工智能融入體育教育頂層設(shè)計(jì)

首先,在政策支持方面,國(guó)家今后應(yīng)在頒布的體育教育相關(guān)政策文件中明確提出應(yīng)用人工智能的要求。比如,未來(lái)在修訂《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)代學(xué)校體育工作的意見(jiàn)》《關(guān)于深化體教融合促進(jìn)青少年健康發(fā)展的意見(jiàn)》和《深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案》等文件時(shí),可將人工智能對(duì)青少年健康促進(jìn)的重大意義和體育教育中深化人工智能應(yīng)用的要求作為政策要求明確提出;在一些操作性的政策執(zhí)行過(guò)程中,要強(qiáng)化和引導(dǎo)人工智能對(duì)體育教育的助推作用,如通過(guò)減免稅收政策引導(dǎo)企業(yè)加大對(duì)體育教育人工智能的投入,通過(guò)合理設(shè)置科研項(xiàng)目申報(bào)指南加強(qiáng)科研人員對(duì)體育教育人工智能的研發(fā)力度,通過(guò)職稱(chēng)評(píng)定政策引導(dǎo)一線(xiàn)體育教師創(chuàng)新性應(yīng)用人工智能,從而促成企業(yè)、科研院所和一線(xiàn)體育教師間的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)作,構(gòu)建體育教育人工智能的產(chǎn)業(yè)生態(tài)閉環(huán)。

其次,在標(biāo)準(zhǔn)制定方面,應(yīng)推進(jìn)體育教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研制,如政府和企業(yè)聯(lián)合制訂相應(yīng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),明確數(shù)據(jù)公開(kāi)尺度通信加密標(biāo)準(zhǔn),為人工智能融入體育教育提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)資源。此外,政府和企業(yè)還應(yīng)依托智慧校園建設(shè),制定智慧校園建設(shè)中體育教育部分的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),從軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施到內(nèi)容數(shù)據(jù)平臺(tái)等方面為學(xué)校和企業(yè)建設(shè)智慧校園提供指導(dǎo)。通過(guò)制定明確的標(biāo)準(zhǔn),能夠提升體育教育領(lǐng)域各項(xiàng)人工智能應(yīng)用的規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)性,保障學(xué)生的數(shù)據(jù)信息安全,促進(jìn)體育教育領(lǐng)域人工智能生態(tài)的健康和持續(xù)發(fā)展。

第三,在發(fā)展規(guī)劃方面,各級(jí)體育教育主管部門(mén)和各類(lèi)學(xué)校在制定近期、中期和長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃時(shí),要根據(jù)現(xiàn)有水平和未來(lái)要求,應(yīng)考慮和加強(qiáng)對(duì)人工智能在體育教育中的應(yīng)用,處理好人工智能賦能體育教育局部與全局的關(guān)系,處理好人工智能融入體育教育近期規(guī)劃與長(zhǎng)期規(guī)劃之間的關(guān)系。比如,在教育部“五年發(fā)展規(guī)劃”和年度工作要點(diǎn)中要強(qiáng)化人工智能在體育教育中的應(yīng)用要求;各省市教育廳和體衛(wèi)藝處要結(jié)合本省經(jīng)濟(jì)、教育和體育發(fā)展水平,分步驟有針對(duì)性地在師資培養(yǎng)、平臺(tái)建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面提出在體育教育中推進(jìn)人工智能應(yīng)用的規(guī)劃;學(xué)校在制定體育發(fā)展規(guī)劃和年度、學(xué)期工作計(jì)劃時(shí),要提出明確要求,引導(dǎo)體育教師形成應(yīng)用人工智能的意識(shí)和強(qiáng)化應(yīng)用操作技能。

3.3 大力提升體育教師的智能化素養(yǎng)

作為推進(jìn)人工智能在教育中應(yīng)用的關(guān)鍵實(shí)施者,當(dāng)前教師對(duì)人工智能知之甚少,在應(yīng)用方面存在較大困難[18]。而隨著體育教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用情境的爆發(fā)式增長(zhǎng),對(duì)體育教師的智能化素養(yǎng)提出了更高要求,這意味著以運(yùn)動(dòng)技術(shù)教學(xué)為主的體育教師培養(yǎng)已不能滿(mǎn)足面向未來(lái)體育教育的需求,體育教師培養(yǎng)要隨著社會(huì)需求發(fā)生轉(zhuǎn)變。具體而言,可通過(guò)調(diào)整體育教師培養(yǎng)體系、優(yōu)化體育教師考核制度兩方面來(lái)提升體育教師智能化素養(yǎng)。

首先,在調(diào)整體育教師培養(yǎng)體系方面,需要將人工智能在體育教育中應(yīng)用的理論與實(shí)踐內(nèi)容納入職前職后體育教師培養(yǎng)方案。在職前教育中,應(yīng)嘗試設(shè)置以人工智能運(yùn)用實(shí)踐為主的相關(guān)課程,如體育教學(xué)智能工具實(shí)踐、智能可穿戴設(shè)備運(yùn)用案例分析、體育學(xué)習(xí)智能測(cè)評(píng)等,從而幫助職前體育教師提升對(duì)人工智能的正確認(rèn)知,掌握人工智能在體育教育應(yīng)用的常見(jiàn)技能,為其今后進(jìn)入中小學(xué)開(kāi)展人工智能應(yīng)用奠定基礎(chǔ)?；诖?在今后體育師范類(lèi)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證、國(guó)家級(jí)和省級(jí)一流體育教育本科專(zhuān)業(yè)申報(bào)和建設(shè)中,要有意識(shí)考察各專(zhuān)業(yè)在培養(yǎng)體育教師人工智能方面的相關(guān)工作。在職后教育中,應(yīng)加強(qiáng)體育教師人工智能應(yīng)用的操作培訓(xùn),鼓勵(lì)教師參加各類(lèi)與人工智能相關(guān)的教育與科普活動(dòng),強(qiáng)化在職體育教師的人工智能應(yīng)用意識(shí)和技能。

其次,在優(yōu)化體育教師考核制度方面,應(yīng)在職前體育教師質(zhì)量評(píng)估和職后體育教師職稱(chēng)評(píng)定中納入反映智能化素養(yǎng)的指標(biāo)。在信息化時(shí)代,已有研究者認(rèn)為應(yīng)提升體育教師信息化素養(yǎng),并在開(kāi)發(fā)的職前體育教師質(zhì)量評(píng)估認(rèn)證體系中,將能否熟練地掌握計(jì)算機(jī)等工具類(lèi)知識(shí)以及能否在教學(xué)實(shí)踐中準(zhǔn)確運(yùn)用作為衡量職前體育教師質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要素[19]。在人工智能時(shí)代,單純的計(jì)算機(jī)和統(tǒng)計(jì)知識(shí)已經(jīng)不能很好地滿(mǎn)足體育教學(xué)需求,因此應(yīng)在職前體育教師質(zhì)量評(píng)估認(rèn)證體系的工具類(lèi)知識(shí)掌握這一子指標(biāo)中加入人工智能元素,即能否熟練地掌握體育教育人工智能應(yīng)用知識(shí)并在教學(xué)實(shí)踐中準(zhǔn)確運(yùn)用。針對(duì)職后體育教師的考核,應(yīng)將體育教育領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用情況作為職稱(chēng)評(píng)定的指標(biāo)之一,如在各類(lèi)體育教學(xué)比武大賽中增設(shè)人工智能應(yīng)用評(píng)分點(diǎn),在學(xué)生體質(zhì)健康監(jiān)測(cè)中強(qiáng)化可穿戴設(shè)備的使用要求等,從而促使體育教師提高人工智能應(yīng)用能力,提升智能化素養(yǎng)。

3.4 開(kāi)發(fā)體育教育中人工智能應(yīng)用的典型范例

在體育教育中開(kāi)發(fā)可供借鑒的人工智能應(yīng)用典型范例,一方面是因?yàn)槟壳俺墒斓膽?yīng)用案例較少,基本都處于理論思考階段,遠(yuǎn)不如競(jìng)技體育與和健康促進(jìn)領(lǐng)域成熟,而工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專(zhuān)家對(duì)體育的認(rèn)知主要聚焦于運(yùn)動(dòng)本身,還未深入到如何基于人工智能實(shí)現(xiàn)以體育人層面,所以需要以范例形式提供參考;另一方面,作為人工智能在體育教育中應(yīng)用的期望主體,體育教師的能力普遍存在較大差距,很多從未接觸過(guò)人工智能,對(duì)基本概念、知識(shí)體系、技術(shù)架構(gòu)等非常陌生,希冀他們進(jìn)行自主創(chuàng)新性應(yīng)用難度較大,因而以提供范例的形式推動(dòng)體育教師廣泛應(yīng)用人工智能較為可行。

在開(kāi)發(fā)典型應(yīng)用范例過(guò)程中,一方面可以以體育教育專(zhuān)家系統(tǒng)、體育教育智能助手、體育學(xué)習(xí)智能測(cè)評(píng)、體育教育數(shù)據(jù)挖掘與智能化分析、體育學(xué)習(xí)分析與學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像等應(yīng)用形態(tài)為基點(diǎn),形成專(zhuān)家小組,各小組集合國(guó)內(nèi)體育教育領(lǐng)域最優(yōu)秀的專(zhuān)家,在分析人工智能技術(shù)和洞察體育教育實(shí)際需求基礎(chǔ)上,精選突破點(diǎn)形成具有代表性的應(yīng)用案例。比如,以體育教師專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為例,中小學(xué)正高級(jí)體育教師是我國(guó)基礎(chǔ)教育體育領(lǐng)域的精英,全國(guó)數(shù)量非常有限,他們?cè)诮虒W(xué)、訓(xùn)練、競(jìng)賽、體質(zhì)健康測(cè)試等方面成績(jī)突出,因而通過(guò)分析全國(guó)正高級(jí)體育教師的專(zhuān)業(yè)特質(zhì),形成智能化的專(zhuān)家系統(tǒng),未來(lái)可應(yīng)用于體育教師榮譽(yù)評(píng)定、職稱(chēng)晉升、教學(xué)比武、競(jìng)賽編排等各領(lǐng)域,從而為體育教育提供科學(xué)化決策。在形成體育教師專(zhuān)家系統(tǒng)典型范例的基礎(chǔ)上,各地區(qū)可結(jié)合實(shí)際情況開(kāi)發(fā)更加細(xì)化的各類(lèi)體育教育專(zhuān)家系統(tǒng);另一方面,在開(kāi)發(fā)典型應(yīng)用范例時(shí)要借助企業(yè)的技術(shù)力量,雖然當(dāng)前企業(yè)對(duì)體育人工智能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用并非體育教育領(lǐng)域,但其積累的經(jīng)驗(yàn)和形成的技術(shù)可以快速遷移至體育教育領(lǐng)域。比如,在教學(xué)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)學(xué)生肢體動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別與處理,可以檢測(cè)學(xué)生動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)性和有效性[20]。以計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)作識(shí)別為例,阿里巴巴公司開(kāi)發(fā)的“樂(lè)動(dòng)力”APP 已經(jīng)可識(shí)別開(kāi)合跳、深蹲、平板支撐、仰臥起坐、俯臥撐、跳繩、四足俯臥撐、卷腹、臀橋等動(dòng)作并進(jìn)行計(jì)數(shù),而這些都是體育教育中的常見(jiàn)動(dòng)作,因而未來(lái)可結(jié)合體育教育情境形成應(yīng)用案例,為體育學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中動(dòng)作質(zhì)量的精準(zhǔn)測(cè)評(píng)應(yīng)用提供參考,這在體育學(xué)業(yè)質(zhì)量測(cè)評(píng)、中高考運(yùn)動(dòng)技能智能化考試中具有廣闊前景。再以Chat GPT 為例,其在問(wèn)題解答、協(xié)助寫(xiě)作、學(xué)習(xí)材料生成、個(gè)性化輔導(dǎo)、游戲?qū)W習(xí)、研究性的項(xiàng)目學(xué)習(xí)、課堂討論、時(shí)間管理、數(shù)字公民和技術(shù)倫理教育、家庭作業(yè)協(xié)助等方面具有廣闊的前景,而這些在體育教育中也均會(huì)涉及。如果研究者能夠率先開(kāi)發(fā)Chat GPT 在體育教育中的典型應(yīng)用范例,這將會(huì)對(duì)體育教育產(chǎn)生顛覆性的影響。