2023年召開的全國(guó)教育工作會(huì)議提出：“大力實(shí)施國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)”，2023年全國(guó)教育數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì)議再次強(qiáng)調(diào)“要堅(jiān)定信心，大力推進(jìn)國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，加快建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)。”《義務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出：“改進(jìn)課堂教學(xué)方式方法，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)練”，并在體育課程實(shí)施方面要求“運(yùn)用信息化教育手段和方法”。

深圳市福田區(qū)作為中國(guó)教育科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)區(qū)，堅(jiān)持參與中國(guó)教育科學(xué)研究院重點(diǎn)課題“中國(guó)學(xué)校體育智慧系統(tǒng)研究”，運(yùn)用智能技術(shù)賦能體育教學(xué)。自2019年以來，福田區(qū)又有32所中小學(xué)參與中國(guó)教育科學(xué)研究院“中國(guó)青少年健康體能促進(jìn)與干預(yù)研究”的課題研究，通過智能設(shè)備監(jiān)測(cè)體育課1000余節(jié)、大課間體育活動(dòng)100余次；共有75所學(xué)校超過12萬名學(xué)生參與由福田區(qū)教育科學(xué)研究院開發(fā)的“中國(guó)學(xué)校體育智慧系統(tǒng)”中的線上“體能天天練”平臺(tái)進(jìn)行打卡運(yùn)動(dòng)。在數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，通過對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，形成學(xué)生體育學(xué)習(xí)全過程的完整大數(shù)據(jù)集，讓高新技術(shù)進(jìn)入課堂，逐步實(shí)施智能教學(xué)手段和方法，并提出基于智能分析結(jié)果的體育精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)踐，讓體育教學(xué)精準(zhǔn)科學(xué)，改變體育大課間的結(jié)構(gòu)和形式，創(chuàng)新推進(jìn)課外家庭體育鍛煉，從而進(jìn)一步推進(jìn)學(xué)校體育教育改革深化發(fā)展和持續(xù)改善學(xué)生體質(zhì)健康水平。

一、加強(qiáng)學(xué)科融合研究與評(píng)價(jià)，形成“研、學(xué)、融、創(chuàng)”的教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐

深圳市福田區(qū)自2019年以來，通過智能設(shè)備監(jiān)測(cè)不同類型的體育課1000余節(jié)，主要包括籃球、田徑、體能、足球、武術(shù)、游泳和跳繩等。從監(jiān)測(cè)看出，籃球、體能、田徑類課程中學(xué)生運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高，有效運(yùn)動(dòng)時(shí)間也更長(zhǎng)，而武術(shù)、游泳類課程中學(xué)生運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)偏低，學(xué)生在40分鐘課時(shí)中能達(dá)到有效運(yùn)動(dòng)時(shí)間為18～26分鐘。由此，在實(shí)際學(xué)期教學(xué)計(jì)劃的安排中，認(rèn)為可以將運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不同的體育課進(jìn)行組合及大單元教學(xué)設(shè)計(jì)，以此增加課堂教學(xué)內(nèi)容的豐富性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及提高課堂的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

在此基礎(chǔ)上，針對(duì)目前課堂教學(xué)中存在的因智能化應(yīng)用不足難以支持教師精準(zhǔn)化教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容和形式單一導(dǎo)致無法滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)鍛煉需求的情況，深圳市福田區(qū)引入學(xué)校體育智慧系統(tǒng)。其中，深圳市福田區(qū)教育科學(xué)研究院附屬小學(xué)率先嘗試基于AI賦能背景下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)實(shí)踐研究，構(gòu)建“研、學(xué)、融、創(chuàng)”四維教學(xué)實(shí)踐研究（圖1）。從教學(xué)內(nèi)容的研究到重點(diǎn)著手，進(jìn)行教與學(xué)方式轉(zhuǎn)變的創(chuàng)新實(shí)踐，利用可穿戴設(shè)備和大數(shù)據(jù)技術(shù)，觀察和分析學(xué)生的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，助力體育課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，形成“采集—分析—干預(yù)—應(yīng)用—共享”的智能教學(xué)流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生在校體育鍛煉的常態(tài)化數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)，研究學(xué)生的體能情況；通過可視化交互終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)鍛煉數(shù)據(jù)的全方位呈現(xiàn)，便于學(xué)生鍛煉學(xué)習(xí)；進(jìn)行技術(shù)、平臺(tái)、多學(xué)科融合的研究與評(píng)價(jià)，形成“學(xué)、研、融、創(chuàng)”的教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐，這不僅能準(zhǔn)確評(píng)估學(xué)生體育鍛煉效果，提升體育教學(xué)質(zhì)效，還能讓學(xué)生了解自身體能狀態(tài)和身體素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生參與體育運(yùn)動(dòng)的興趣，提升學(xué)生體質(zhì)健康。

圖1 AI賦能“學(xué)、研、融、創(chuàng)”四維教學(xué)

在此基礎(chǔ)上，深圳市福田區(qū)教育科學(xué)研究院附屬小學(xué)牽頭的“智能體育學(xué)生數(shù)據(jù)分析與教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐共同體”項(xiàng)目獲評(píng)教育部2021年度教育信息化教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐共同體項(xiàng)目，成為全國(guó)小學(xué)中唯一一個(gè)成果推廣共同體，輻射帶動(dòng)了全國(guó)33所中小學(xué)，并于2024年4月23日在教育部科學(xué)技術(shù)與信息化司指導(dǎo)下，經(jīng)項(xiàng)目答辯、專家評(píng)審等程序通過共同體項(xiàng)目驗(yàn)收，獲評(píng)“優(yōu)秀等級(jí)”。

二、AI賦能，改進(jìn)體育大課間結(jié)構(gòu)形式，提升體育大課間質(zhì)效

以廣播操和自編操為主開展大課間體育活動(dòng)的中小學(xué)，其學(xué)生在鍛煉過程中普遍存在興趣不高、練習(xí)動(dòng)作規(guī)范性參差不齊、教師學(xué)生對(duì)鍛煉效果無法客觀評(píng)價(jià)等問題。福田區(qū)通過對(duì)學(xué)生在參與大課間過程中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)負(fù)荷心率監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)收集學(xué)生的心率變化，包括平均心率、平均強(qiáng)度、練習(xí)密度、有效鍛煉密度等，了解每名學(xué)生的鍛煉效果。在監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，自2019年以來深圳市福田區(qū)大課間的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度逐年提高，但是還沒有完全達(dá)到全體學(xué)生處于中等至較高強(qiáng)度的水平。

基于此，福田區(qū)根據(jù)學(xué)生身心健康的發(fā)展需要，優(yōu)化課間操的時(shí)間、空間、形式、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行體育大課間的優(yōu)化設(shè)計(jì)。整個(gè)體育大課間遵循熱身—練習(xí)—放松的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，先通過拉伸各關(guān)節(jié)激活神經(jīng)，再通過體能練習(xí)提高心肺功能，最后放松身心，做到科學(xué)運(yùn)動(dòng)。將30分鐘的大課間分為5個(gè)部分，包括3分鐘的跑步入場(chǎng)、4分鐘30秒的熱身操、4分鐘+30秒的調(diào)整+4分鐘的Tabata高強(qiáng)度間歇體能練習(xí)、9分鐘40秒的勻速慢跑、4分鐘20秒的放松操。學(xué)生聽音樂有序入場(chǎng)后，通過由慢到快的全身性關(guān)節(jié)活動(dòng)達(dá)到激活神經(jīng)的作用，再運(yùn)用Tabata體能練習(xí)，通過8個(gè)動(dòng)態(tài)動(dòng)作完成高強(qiáng)度的間歇練習(xí)，提升學(xué)生體能，達(dá)到核心、下肢力量、心肺有氧的練習(xí)。體能練習(xí)后，在音樂中以方塊的形式勻速慢跑，既能提高心肺功能，又能消除產(chǎn)生的乳酸堆積，還能增強(qiáng)學(xué)生的集體意識(shí)和班級(jí)凝聚力。慢跑后，學(xué)生跟隨音樂的節(jié)奏進(jìn)行舒緩的身心放松，調(diào)整呼吸，使心率趨于平緩，為室內(nèi)教學(xué)做好準(zhǔn)備。鍛煉過程中，學(xué)生的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、心率、強(qiáng)度、卡路里消耗等指標(biāo)會(huì)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的電子屏幕上，便于教師和學(xué)生及時(shí)了解和調(diào)整運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，保證鍛煉效果，也進(jìn)一步保障了學(xué)生的運(yùn)動(dòng)安全?；谥悄荏w育的體育大課間，不僅形成了具有特色的陽(yáng)光體育大課間活動(dòng)，更使學(xué)生在不同節(jié)奏的音樂中積極參加體育活動(dòng)，主動(dòng)掌握運(yùn)動(dòng)健身的方法，提高身體素質(zhì)，使體能得到有效鍛煉，促進(jìn)學(xué)生的健康成長(zhǎng)。

三、家校社三級(jí)聯(lián)動(dòng)，采用“練—賽—評(píng)”一體化形式，創(chuàng)新推進(jìn)課外家庭體育鍛煉

深圳市福田區(qū)在家庭體育鍛煉方面，采用“健康體能天天練”平臺(tái)，使學(xué)生進(jìn)行線上打卡練習(xí)，并進(jìn)行家庭體育鍛煉監(jiān)測(cè)。此平臺(tái)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)家校共育的體育家庭鍛煉平臺(tái)，分為學(xué)生端、家長(zhǎng)端和教育主管部門三個(gè)端口，分別通過提供科學(xué)系統(tǒng)的鍛煉方法、個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)處方、自主線上鍛煉打卡等方式鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的練習(xí)，家長(zhǎng)也可以通過平臺(tái)了解學(xué)生的練習(xí)情況，進(jìn)行督促和親子互動(dòng)，教師也能根據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生調(diào)整鍛煉計(jì)劃，更能為區(qū)內(nèi)體育教學(xué)的管理和改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持。在家庭體育鍛煉中，福田區(qū)十分重視學(xué)生體能練習(xí)，從水平一到水平五有針對(duì)性地設(shè)置了不同的身體素質(zhì)練習(xí)（表1）。

2020—2022年，學(xué)生線上打卡率最高達(dá)到58%。此外，學(xué)生還可以參加平臺(tái)組織的班級(jí)、年級(jí)、校級(jí)線上體能比賽，教師也可根據(jù)學(xué)生的鍛煉情況和平臺(tái)的積分進(jìn)行針對(duì)性點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)，同時(shí)評(píng)選出班級(jí)、年級(jí)、校級(jí)的鍛煉達(dá)人，以此積極落實(shí)校外體育鍛煉一小時(shí)。此外，還在全區(qū)進(jìn)行了線上體能比賽，特別倡導(dǎo)親子運(yùn)動(dòng)，不僅激發(fā)了學(xué)生參與鍛煉的積極性，還增進(jìn)了親子關(guān)系，對(duì)于學(xué)生的身心健康發(fā)展具有良好的助益作用。

福田區(qū)在智能體育的實(shí)踐中做到了先行先試，對(duì)提升學(xué)生的運(yùn)動(dòng)興趣和積極性以及教學(xué)的精準(zhǔn)化、學(xué)生運(yùn)動(dòng)的安全性等方面都發(fā)揮了重要作用。通過課堂教學(xué)、體育大課間、家庭體育作業(yè)等，全方位提升了學(xué)生的體質(zhì)健康水平。經(jīng)過不斷努力，福田區(qū)學(xué)生體質(zhì)健康測(cè)試優(yōu)良率從2022年的51%提升至2023年的63%，在深圳市處于領(lǐng)先水平。目前，福田學(xué)校體育、學(xué)生體質(zhì)健康水平仍在不斷努力提升中，在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，如何通過智能體育設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)體育資源的合理分配和高效運(yùn)用，讓更多的學(xué)生參與到體育鍛煉中，享受運(yùn)動(dòng)的樂趣，也是福田區(qū)努力的方向。未來，福田區(qū)將一如既往懷揣著熱忱之心行走在教育教學(xué)的研究之路上，一路采擷、一路探究、一路收獲，行向智慧教育的遠(yuǎn)方。