【中圖分類號】G831.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-2813（2025）15-0051-04

Research on the Innovative Application of Artificial Intelligence Technology in College Aerobics Teaching —Taking Shanxi College of Technology as an example

ZHANG Xiaoting

Collge ofGeneral Education，Shanxi Colege of Technology，Shuozhou，Shanxi Province，O36o02 China [Abstract] This paper focusesontheinnovativeapplicationof artificial intellgence technology inthe teachingof collge physical education andaerobics，based on the talent cultivation objectivesofapplied coleges and theactualsituation of teaching.The article makes ananalysis from the development trend，the currentsituation，the urgencyand necesity of digital construction in collges reform.At the same time，it introduces theapplication of artificial intellgence technology inaction analysis，personalized training，virtual realityteachingandother aspects，for example，itcanprovide physiological indicators such as heart rate，movement trajectory，strength output，speed endurance，andother learningrelated datasuchasclasroomparticipation，skillmasteryprogress，trainingatendance，etc.Inaddition，thearticlealso puts forward specific implementation strategies from the perspectiveof diversifiedasessment and evaluation.Theresults oftheresearch have important theoreticaland practicalsignificancein promoting thereformand inovative development of college physical education teaching.

[KeyWords] Artificial inteligence；Aerobics teaching; Innovative application;Personalized learming;Diversified assessmentand evaluation

山西工學(xué)院是以工為主、以工程應(yīng)用為特色的全日制普通本科高校。學(xué)校積極探索應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，堅持“高校 + 產(chǎn)業(yè)研究院 + 龍頭企業(yè)/行業(yè)”的特色發(fā)展模式，秉持“立足山西，面向全國，做好朔州的事情”的理念。結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需要，學(xué)校針對性地開展技術(shù)攻關(guān)、科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)行業(yè)人員培訓(xùn)等一系列高水平服務(wù)。

應(yīng)用型本科高校旨在培養(yǎng)面向產(chǎn)業(yè)和社會需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[1]。這類高校的體育課程更注重實踐與應(yīng)用價值，要求教師不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與手段，積極引人先進(jìn)技術(shù)與教學(xué)理念，以滿足社會對復(fù)合型人才的需求。在互聯(lián)網(wǎng)時代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校教育管理中的應(yīng)用日益凸顯。在高校體育領(lǐng)域，為拓展教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)形式、提升教學(xué)效率與質(zhì)量，同時增強(qiáng)學(xué)校體育管理水平、激勵大學(xué)生積極投身體育鍛煉，高校引入先進(jìn)信息化技術(shù)并借助多媒體等途徑搭建智慧體育平臺十分必要[2]。當(dāng)下，數(shù)字化改革浪潮正席卷而來，高校體育服務(wù)環(huán)境正經(jīng)歷深刻變革。在此背景下，高校體育作為培育學(xué)生身心健康的核心板塊，迎來了蓬勃的發(fā)展契機(jī)。大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)的廣泛滲透，給高校體育帶來的不僅是挑戰(zhàn)，更多的是前所未有的發(fā)展機(jī)遇，為其開辟了廣闊的發(fā)展空間。

因此，在健美操教學(xué)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，不僅能夠提升教學(xué)質(zhì)量，也能充分體現(xiàn)應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)特色。健美操作為一項集藝術(shù)性、競技性和健身性于一體的體育運(yùn)動，在應(yīng)用型本科高校體育課程中占有重要地位[3]。然而，傳統(tǒng)的健美操教學(xué)模式存在個性化不足、反饋不及時等問題，難以滿足學(xué)生的多樣化需求。

該研究旨在探討人工智能技術(shù)在應(yīng)用型本科高校體育健美操教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用，通過分析人工智能技術(shù)在動作分析、個性化訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實教學(xué)等方面的應(yīng)用，提出具體的實施策略，以期為應(yīng)用型本科高校體育教學(xué)改革提供新的思路和方法。

1體育教學(xué)改革與創(chuàng)新的迫切性

1.1數(shù)字化建設(shè)的發(fā)展趨勢

數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展對全球范圍內(nèi)的各個領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，體育領(lǐng)域也不例外。在數(shù)字時代，大數(shù)據(jù)分析已成為體育管理和訓(xùn)練的關(guān)鍵工具，在大學(xué)體育教學(xué)中亦是如此[4]。通過在教學(xué)過程中廣泛收集學(xué)生的運(yùn)動數(shù)據(jù)，如心率、運(yùn)動軌跡、力量輸出、速度耐力等生理指標(biāo)，以及課堂參與度、技能掌握進(jìn)度、訓(xùn)練考勤等學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)據(jù)，借助先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析算法，教師和體育教學(xué)研究者能夠深入洞察學(xué)生在體育學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)?；趹?yīng)用型本科高校的發(fā)展定位和實際需求，引人人工智能技術(shù)以提升健美操教學(xué)質(zhì)量具有較強(qiáng)的現(xiàn)實意義。一方面，人工智能能夠提供個性化教學(xué)支持和智能化反饋；另一方面，也能推動體育課程與現(xiàn)代科技深度融合，為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)體驗。目前，利用AI系統(tǒng)輔助教學(xué)僅啟用了一小部分功能，未來希望能通過可穿戴設(shè)備（如智能手環(huán)）或攝像頭捕捉學(xué)生的心率、動作幅度、節(jié)奏準(zhǔn)確度等信息，結(jié)合人工智能算法實現(xiàn)對學(xué)生訓(xùn)練過程的實時監(jiān)測。

1.2高校數(shù)字化建設(shè)的現(xiàn)狀

如今，眾多高校積極引人智能設(shè)備與數(shù)字化設(shè)施，推動體育教學(xué)革新。智能手環(huán)、運(yùn)動分析APP在學(xué)生中普及度頗高。部分高校還配備了能實時監(jiān)測肌肉發(fā)力、關(guān)節(jié)活動角度的智能服裝，甚至有的大學(xué)開設(shè)數(shù)字體育教學(xué)課程，利用VR數(shù)字技術(shù)，讓學(xué)生足不出校就能體驗滑雪、登山、劃船等運(yùn)動，打破場地與器材限制，帶來身臨其境的運(yùn)動感受。例如，在福建師范大學(xué)，借助智能設(shè)備與校園智慧體育平臺，構(gòu)建起“課、跑、測、賽、管”五位一體的數(shù)字體育教學(xué)管理模式，實現(xiàn)課程管理、跑步鍛煉、健康測試、體育競賽、綜合管理等全面數(shù)字化。學(xué)生可通過手機(jī)或教學(xué)平板參與，管理者能通過多種設(shè)備查看統(tǒng)計數(shù)據(jù)，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，極大提升了教學(xué)效率與管理水平。

盡管高校數(shù)字化建設(shè)取得了顯著進(jìn)展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，具體如下：第一，數(shù)據(jù)隱私安全問題。監(jiān)測學(xué)生生理參數(shù)會收集大量個人健康數(shù)據(jù)，如何確保數(shù)據(jù)收集、存儲、使用符合隱私法規(guī)，保護(hù)學(xué)生隱私權(quán)，是高校亟待解決的問題。第二，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。不同廠商設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式各異，導(dǎo)致互操作性差，阻礙數(shù)據(jù)整合與共享。第三，資金投入不足，人才短缺。部分高校存在資金投人不足、專業(yè)技術(shù)人才短缺的情況，影響數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程與效果。例如，采購信息化建設(shè)常出現(xiàn)資金跟不上、專業(yè)綜合性不強(qiáng)、功能迭代緩慢等問題，制約系統(tǒng)持續(xù)升級與優(yōu)化。

因此，山西工學(xué)院立足應(yīng)用型本科高校目標(biāo)，積極尋求外部企業(yè)合作，借助第三方AI平臺開展教學(xué)。首先，通過資金支持、技術(shù)支持和資源共享，促進(jìn)智慧教育技術(shù)在體育課程中的推廣與應(yīng)用。其次，加強(qiáng)與高校間的合作交流，建立聯(lián)合研究機(jī)制，共同探討智慧教育技術(shù)在體育課程改革中的實踐經(jīng)驗，分享成功案例，提升教學(xué)水平。同時，通過開設(shè)相關(guān)的培訓(xùn)課程、工作坊，提高教師的技術(shù)知識和教學(xué)能力，并鼓勵教師參與科研項目，提高其綜合素質(zhì)和教學(xué)水平。此外，加強(qiáng)校內(nèi)外人才引進(jìn)，推動學(xué)校與企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)間的合作，促進(jìn)跨學(xué)科團(tuán)隊的形成，共同推動師資隊伍建設(shè)，以適應(yīng)智慧教育技術(shù)與大學(xué)體育課程改革相結(jié)合的新時代需求。

2人工智能在健美操動作分析與評估中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在健美操動作分析與評估中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在動作捕捉與識別、動作質(zhì)量評估與反饋兩個方面。在動作捕捉與識別方面，基于計算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)的技術(shù)能夠?qū)崟r捕捉運(yùn)動員的動作，并將其與標(biāo)準(zhǔn)動作庫進(jìn)行比對，準(zhǔn)確識別出動作類型和完成情況。這種技術(shù)不僅能夠提高動作分析的效率，還能減少人為判斷的主觀性和誤差。

在動作質(zhì)量評估與反饋方面，人工智能系統(tǒng)可以通過對捕捉到的動作數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，評估動作的完成質(zhì)量，包括動作的準(zhǔn)確性、力度、節(jié)奏等方面[5]。系統(tǒng)能夠即時生成詳細(xì)的評估報告，為教練員和運(yùn)動員提供客觀、量化的反饋。這種實時反饋機(jī)制有助于運(yùn)動員及時調(diào)整動作，提高訓(xùn)練效率。此外，AI系統(tǒng)還可以根據(jù)運(yùn)動員的歷史數(shù)據(jù)和進(jìn)步情況，提供個性化的改進(jìn)建議，幫助運(yùn)動員有針對性地提高技術(shù)水平。

3人工智能輔助的個性化健美操訓(xùn)練方案

人工智能技術(shù)在個性化健美操訓(xùn)練方案的制訂和實施中發(fā)揮著重要作用[6?；谶\(yùn)動員數(shù)據(jù)的訓(xùn)練需求分析是制訂個性化方案的基礎(chǔ)。AI系統(tǒng)可以整合運(yùn)動員的身體素質(zhì)、技術(shù)水平、訓(xùn)練歷史等多維度數(shù)據(jù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析運(yùn)動員的特點和需求，為每位運(yùn)動員建立個性化的訓(xùn)練檔案。

在個性化訓(xùn)練計劃生成與優(yōu)化方面，人工智能系統(tǒng)能夠根據(jù)運(yùn)動員的實際情況和訓(xùn)練目標(biāo)，自動生成適合的訓(xùn)練計劃。這些計劃不僅考慮了運(yùn)動員的當(dāng)前水平，還能夠根據(jù)訓(xùn)練進(jìn)度和效果動態(tài)調(diào)整，確保訓(xùn)練的科學(xué)性和有效性。此外，AI系統(tǒng)還可以實時監(jiān)控訓(xùn)練過程，根據(jù)運(yùn)動員的實時狀態(tài)和反饋，對訓(xùn)練計劃進(jìn)行即時優(yōu)化，最大限度地提高訓(xùn)練效果。

3.1個性化訓(xùn)練與大數(shù)據(jù)分析

在上課過程中，通過AI系統(tǒng)采集學(xué)生的身體素質(zhì)、技術(shù)水平、學(xué)習(xí)進(jìn)度等數(shù)據(jù)，建立學(xué)生畫像，利用數(shù)據(jù)分析工具發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的共性問題與規(guī)律，能幫助教師針對不同層次學(xué)生設(shè)計差異化教學(xué)方案，實現(xiàn)因材施教。

數(shù)據(jù)采集階段（第1周）：組織學(xué)生進(jìn)行身體數(shù)據(jù)采集，包括使用智能穿戴設(shè)備記錄一周的日常身體活動數(shù)據(jù)，安排學(xué)生進(jìn)行3D身體掃描和身體成分分析測試。開展健美操運(yùn)動能力評估測試，通過AI視頻分析系統(tǒng)記錄學(xué)生的測試表現(xiàn)。同時，在學(xué)習(xí)通平臺發(fā)放興趣偏好調(diào)查問卷，收集學(xué)生的相關(guān)信息。將采集到的數(shù)據(jù)錄入AI數(shù)據(jù)分析平臺，進(jìn)行初步整理和分析。

訓(xùn)練方案制訂階段（第2周）：AI系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，為每個學(xué)生生成個性化的訓(xùn)練目標(biāo)、訓(xùn)練內(nèi)容和訓(xùn)練計劃。教師對AI生成的訓(xùn)練方案進(jìn)行審核和調(diào)整，確保方案的合理性和可行性。同時，與學(xué)生進(jìn)行溝通，向?qū)W生解釋訓(xùn)練方案的內(nèi)容和目標(biāo)，征求學(xué)生的意見和建議。將最終確定的訓(xùn)練方案推送給學(xué)生的訓(xùn)練APP，學(xué)生可以在APP上查看詳細(xì)的訓(xùn)練計劃和相關(guān)指導(dǎo)信息。

訓(xùn)練實施階段（第3＼～16周）：學(xué)生按照訓(xùn)練APP上的計劃進(jìn)行日常訓(xùn)練，在訓(xùn)練過程中，利用AI設(shè)備和功能獲得動作指導(dǎo)、訓(xùn)練效果監(jiān)測和智能陪練等支持。教練定期（每周至少1次）對學(xué)生的訓(xùn)練情況進(jìn)行檢查和指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問，同時收集學(xué)生的反饋信息。AI系統(tǒng)每周對學(xué)生的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋和學(xué)生反饋，適時對訓(xùn)練方案進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，并將調(diào)整后的方案及時推送給學(xué)生。

總結(jié)評估階段（第17＼～18周）：組織學(xué)生進(jìn)行期末技能考核和綜合評估，利用AI視頻分析技術(shù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，全面評價學(xué)生的訓(xùn)練成果。學(xué)生通過訓(xùn)練APP進(jìn)行自我評價和同伴互評，分享自己在訓(xùn)練過程中的收獲和體會。教練和AI系統(tǒng)共同對本學(xué)期的訓(xùn)練工作進(jìn)行總結(jié)，分析個性化訓(xùn)練方案的實施效果，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為下一階段的訓(xùn)練提供參考和改進(jìn)依據(jù)。

3.2 線上線下混合學(xué)習(xí)

基于人工智能的個性化訓(xùn)練平臺，可實現(xiàn)線上動作學(xué)習(xí)與線下實踐訓(xùn)練相結(jié)合。學(xué)生通過手機(jī)APP上傳練習(xí)視頻，AI系統(tǒng)生成“動作軌跡熱力圖”，直觀顯示動作穩(wěn)定性（如跳躍高度波動、轉(zhuǎn)體角度偏差）。通過反復(fù)修正，學(xué)生動作準(zhǔn)確率提升約 30% ，由此，學(xué)生在課外也能得到持續(xù)的學(xué)習(xí)資源與反饋。利用信息技術(shù)，教師可打通課堂內(nèi)外，充分掌握學(xué)生在課前、課中、課后3個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況。

課前準(zhǔn)備階段，學(xué)生可利用線上平臺進(jìn)行預(yù)習(xí)，觀看示范視頻、了解動作要領(lǐng)。課堂教學(xué)階段，教師通過人工智能輔助系統(tǒng)實時捕捉學(xué)生動作，為其提供個性化反饋。課后鞏固階段，學(xué)生在課后可再次查看系統(tǒng)反饋，在線上完成復(fù)習(xí)與針對性訓(xùn)練。

4多元化課程考核評價體系及教學(xué)反饋

4.1 多元化成績構(gòu)成

山西工學(xué)院開展工程化、智能化、管理化特色應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革。對于應(yīng)用型本科院校而言，應(yīng)更注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，以實現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的全面評價，真正發(fā)揮評價對教學(xué)的引領(lǐng)作用[7]。因此，該校在過程性評價方面推行多元化模式。傳統(tǒng)評價維度單一，忽視了學(xué)習(xí)態(tài)度、進(jìn)步幅度、團(tuán)隊合作等軟性指標(biāo)。同時，教師人工觀察評分易受個人偏好影響，且僅關(guān)注結(jié)果而忽略學(xué)生長期的進(jìn)步軌跡。融入AI評分維度（見圖1），如動作準(zhǔn)確度、節(jié)奏匹配度、心率達(dá)標(biāo)率等，可記錄學(xué)生整個學(xué)期的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊協(xié)作等綜合表現(xiàn)，為學(xué)生提供多元化評價[8]

4.2AI融入大學(xué)體育健美操教學(xué)反饋

為更好地了解AI在大學(xué)體育教學(xué)中的應(yīng)用效果，改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，課后相關(guān)人員及時發(fā)放調(diào)查問卷，結(jié)果顯示絕大多數(shù)學(xué)生給予積極評價。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，個性化教學(xué)定制。許多學(xué)生表示，AI技術(shù)的引入使體育課程更具“私人訂制\"特色。智能設(shè)備和軟件能精準(zhǔn)分析個人身體狀況和運(yùn)動能力，進(jìn)而制訂專屬的訓(xùn)練計劃。例如，有學(xué)生因體質(zhì)較弱，在AI的建議下合理增加了有氧運(yùn)動的頻率和強(qiáng)度，一段時間后體能明顯增強(qiáng)。

第二，滿足多元需求。這種個性化教學(xué)方式契合不同學(xué)生的需求，使學(xué)生在體育學(xué)習(xí)中更具針對性與成就感，讓體育教學(xué)不再千篇一律。

第三，豐富教學(xué)趣味。借助AI，體育教學(xué)變得更加生動有趣，同時提供豐富的線上體育資源，包括各類賽事視頻和專業(yè)運(yùn)動員的訓(xùn)練技巧分享，拓寬了學(xué)生的視野，使學(xué)生對體育的熱愛不再局限于課堂[9]。

第四，助力技能提升。AI在運(yùn)動技能學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要作用。動作分析軟件能精準(zhǔn)捕捉學(xué)生的運(yùn)動動作，指出錯誤并提供改進(jìn)建議。在體操訓(xùn)練中，AI通過分析出手角度、力度等數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生快速糾正錯誤動作，使動作標(biāo)準(zhǔn)程度顯著提高。智能訓(xùn)練設(shè)備還能實時監(jiān)測訓(xùn)練強(qiáng)度和效果，讓學(xué)生科學(xué)地進(jìn)行訓(xùn)練，提升運(yùn)動技能。

自2024年試點將AI融入教學(xué)以來，該校已在1個年級的4個班級中進(jìn)行了推廣。從結(jié)課時的調(diào)查問卷情況來看，取得了不錯的效果。在2024年4個班級的調(diào)查數(shù)據(jù)中（見表1），超 90% 的學(xué)生愿意繼續(xù)嘗試AI輔助的體育訓(xùn)練和健身，希望繼續(xù)在教學(xué)中使用AI系統(tǒng)；不愿意的學(xué)生僅占 4% ，說明改革取得了初步成效。

5結(jié)語

人工智能技術(shù)在大學(xué)體育健美操教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用，為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了新的變革與機(jī)遇。通過人體姿態(tài)識別、智能評分、個性化訓(xùn)練、虛擬仿真等技術(shù)手段，可有效提升教學(xué)效率與質(zhì)量，幫助學(xué)生獲得更加多元、個性化的學(xué)習(xí)體驗，最大程度實現(xiàn)因材施教的個性化培養(yǎng)。對于應(yīng)用型本科高校而言，引入人工智能技術(shù)不僅契合其應(yīng)用型與實踐性的辦學(xué)定位，還能滿足多元化學(xué)生群體的需求。然而，在技術(shù)成本、師資培訓(xùn)、數(shù)據(jù)安全以及教學(xué)理念轉(zhuǎn)變等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。要實現(xiàn)人工智能在健美操教學(xué)中的可持續(xù)與深度應(yīng)用，需要高校、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等多方協(xié)同努力。

未來，隨著人工智能算法的進(jìn)一步成熟與成本的逐步降低，大學(xué)體育健美操教學(xué)必將迎來更加廣闊的發(fā)展空間，為培養(yǎng)學(xué)生的身體素質(zhì)、藝術(shù)修養(yǎng)與綜合素質(zhì)提供有力支持。在教學(xué)實踐中，應(yīng)不斷完善將思政元素融入教學(xué)內(nèi)容的過程，多方收集反饋意見，更新教學(xué)案例。

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