基于体育智慧云的小学体质健康监测与干预路径探索

摘要：青少年体质健康影响着全民综合素质的提升，大数据技术的应用、大数据时代的到来为青少年体质健康监测管理工作带来了创新的契机。本文简要论述了体育智慧云在小学体质健康监测与干预中的应用价值，系统分析了其运用方式，旨在为当前小学实施学生体质健康工作提供必要的指导。

关键词：体育智慧云；大数据；体质健康

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）03-0117-04

青少年体质健康状况既是衡量国民综合素质水平的重要指标，也是决定国家可持续发展重要动力源优劣的标准。因此，青少年体质健康逐渐为社会各界所重视，青少年体质健康的监测管理也逐渐成为相关专家学者的热点研究项目之一。笔者所在学校作为上海市教育信息化应用标杆培育校，在深化体育教学改革中，将人工智能和大数据等高科技手段融入学校体育教学服务中，通过对体育学科评价过程的实时记录实时分析，全面掌握学生的体育学科能力、体育态度及成长曲线，提升体育学科评价环境和系统的全面性、适应性、可操作性，科学地开展体育学科评价工作，科学地制订体育学科评价方案。用AI颠覆传统体育课模式，构建了学校体育课内课后锻炼新生态。同时，学校建立了学生体育学科评价体系，建立了学生的体育成长档案大数据库，并用科技推动体育教学进步，促进体育学科均衡和公平，实现体育智慧服务能力和学生体质健康素质达到全国领先水平，帮助学生拥有健康的心理，树立健康的、正确的、科学的世界观和人生观。

体育“智慧”建设，打造体育智慧校园

学校在体育智慧化建设中，严格按照“统筹建设、因地制宜、深化体育教学改革、促进体育教学资源共享”的建设原则，结合学校体育场馆、网络设备、视频设备等基建成果，实施了智慧化智能体育新型教学空间建设。在智能体育运动分析引擎的建设中，学校在体育馆和体育操场项目测试点安装了50米、跳绳、立定跳远、仰卧起坐、坐位体前屈等体育项目AI智能测评摄像头，并在学校内部署智能体育运动分析引擎，使用人工智能技术对学生在体育馆及操场上进行运动测评的视频流进行智能分析，获得运动项目测试数据（包括测试成绩和测试过程数据），并通过智能终端交互设备实时反馈给现场体育教师、测评学生，从而实现智能化的体育学科测评。同时，在家校体锻互动平台建设上，学校还进行了体锻互动屏建设、AI课后体育自主锻炼建设、体育运动家校互通建设。学校努力探索数字教育环境下教育管理、课堂教学、教育评价、教育服务的新方法，创建了管理集成化、资源数字化、教学智慧化、学习个性化、评价多元化的体育智慧校园。

“智慧”体育管理平台，聚焦真实问题

学生体质健康管理系统的建设，实现了采集和分析学生参与的体育运动中的学生表现，建立每一个学生的体质健康素质成长档案，建设可追溯的学生体质健康管理体系，为学校掌握学生真实的体质健康情况、学生体质健康等级及提高学生体质健康水平提供了科学的数据支撑，为学校开展学生体质健康管理工作提供了科学的、有力的手段。

1.“智慧”运动操场，乐享多彩锻炼

学校运用体育运动场地中的AI视频设备及人工智能技术实时分析学生运动视频，实时反馈学生运动成绩及运动表现，并以数字、图片、视频的形式呈现给教师和学生。这样能够帮助体育教师和学生在教与学的过程中，达到看得见摸得着的效果，把抽象的体育教学形象化、直观化、简单化，充分发挥信息技术的教学提升功能，让教学设计更科学更合理，达到学校精准教学、精准指导的目的。

例如，在立定跳远教学中，很多动作学生很难在瞬间看清楚教师的示范，教师只能反复讲解示范。实际上过多的讲解和示范也容易让学生产生错误的认识，这是传统教学中一个难题。体育教师可以利用AI对学生在立定跳远过程中的动作进行实时识别和捕捉，通过对跳跃动作的分析，系统可以判断出学生的起跳、腾空、落地等关键动作是否标准，并给出相应的反馈。这有助于学生更好地理解自己的动作，找出需要改进的地方。而教师合理地运用系统中智能教学的信息化能力，将立定跳远动作分解为多个阶段，并且通过音视频讲解及演示，帮助学生快速掌握立定跳远项目的运动技能。同时，学生可以在全天候的体育场馆内随时随地开展自主学习以及规范动作模仿，大幅地提升了掌握运动能力的速度。这些措施为实施体育学科精准教学提供了科学的数据支撑，从而帮助学生个体得到更好的教育。

同时，乒乓球作为学校专项体育项目，深受学生们的喜爱。因此，学校于2023年引入智能乒乓球设备，人机互练使得更多的学生能够接触乒乓球、学习乒乓球技术，这样便解决了专业乒乓教师缺乏的困境，让国球在小小的校园生根发芽。

另外，学校通过智能设备自动采集身高体重BMI、肺活量、坐位体前屈、仰卧起坐、跳绳、立定跳远、50米跑等项目的成绩，自动计算体测分数和等级，可实现图形化、可视化，从多个维度分析体测项目的优秀率、优良率、及格率等。课堂体测数据分析报告中包括学生体测各项目在年级中所处位置、各项目历史成绩变化曲线等。在通过大数据发现学生的体质健康问题之后，学校可以针对性地配备运动器材，如学生立定跳远成绩不达标，可以配备跳跨栏架、跳绳等器材，提高青少年的腿部力量和弹跳能力。通过有针对性地配备体育运动器材，可以更好地引导学生的运动行为，提高学生的体质健康水平。

2.“智慧”运动负荷监测，强化健康意识

体育课运动负荷监测系统是采用物联网技术、可穿戴设备、云计算和大数据技术，对学生体育锻炼运动中产生的信息进行实时采集和连续监测的智慧数据分析系统。它包括了各项量化的运动数据，如学生体质、运动负荷、运动效果、卡路里消耗和恢复情况等。

学校定制了适合小学生佩戴习惯的智能手环，建设了体育健康数据管理平台，在上体育课时，教师可实时在线监测每位学生的心率变化，在开课前可为课程设定目标区，上课过程中实时进行心率监测，指导学生在安全有效的心率区间运动，下课后可查看学生达到标准情况。教师通过各项量化的运动数据，包含静息心率、课中各阶段实时心率、最大/平均心率，分析整个班级及每位学生运动负荷强度、卡路里以及实时心率比值数据，对比其他班级授课情况。

通过对这些大数据的挖掘和对比分析，可以帮助体育教师及教学管理部门充分了解学生的体能特点和身体素质，准确评估课堂质量和锻炼目标达成效果，帮助教师根据学生实际情况有针对性地安排教学活动、设定合理运动目标和及时调整运动负荷，利用科学的数据安排适合学生实际情况的高效而新颖的体育课堂教学和日常锻炼方式，从而促进学校体育教育质量稳步提升。

3.课后“智慧”AI体育运动

在课后，体育教师可以通过平台一键布置体育作业给到相应的班级学生，落实校外锻炼一小时的目标。学生使用自己的账号登录平台，根据要求完成体育作业，AI算法自动分析和统计体育家庭作业运动数据，平台自动计数统计、上传、生成运动数据报告和全过程视频，自动保存。同时，体育教师可以对班级、个人的学生作业的完成度及完成效果完整掌握，进而辅助教学。学校管理层则可以通过作业看板了解学校课后体育作业整体的完成情况，通过作业进度查看作业提交进度，通过作业榜单实时了解学生的动态排名和专项技能素质能力，对学生实现全面的个人体育素养平衡发展进行关键性的指导。

例如，2024年寒假，学校通过使用AI体育平台进行了“寒假运动打卡”活动，并且对学生进行了分层作业任务分配。一、二年级进行跳绳和开合跳打卡活动，三、四、五年级进行跳绳和仰卧起坐打卡活动。在设置运动天数的时候，AI体育平台既规定了学生在寒假中运动的总天数（29天），又考虑到新年过年休息，为学生设定了最低达标天数（20天），这样人性化的设计让学生参与运动的积极性得到提高。

在教师端“作业看板”中，体育教师可以及时了解各年级作业平均完成度，对落后平均作业完成度的年级及时做好提醒。在本次寒假运动打卡中，一年级的作业平均完成度为62.51%，远远超过平均完成度24.81%，而五年级的作业平均完成度为22.23%，低于平均完成度15.47%。这些数据符合学生在低年级喜欢运动，积极参与运动，随着年龄的增长对运动的参与度也慢慢降低的规律。

在教师端的“作业榜单”中，体育教师可以清楚地对每个班级学生的“单次运动成绩”“总运动成绩”和“运动组数”进行了解，并且在“详情”中看到学生每次运动的实时视频，如果有违规情况，教师能及时通过判定“违规”来提醒学生及时改正不良运动动作，强化学生的诚信意识。

4.“智慧”学生数字画像

学校针对每个学生的测试成绩以及课后“智慧”AI体育运动数据，形成学生个性化的数字画像，并针对15项维度能力模型形成运动改善的建议和计划，帮助学生有效地提升体质健康水平。

学生也可以通过查看个人体育与健康数字画像，以及当前周期内的运动能力提升计划（EIP），依照计划进行体能课程的自主训练，训练数据和评价自动上传至应用系统，为下一周期的运动能力提升周期性回归教研提供数据支持。

例如，一年级学生A，她的身高130CM，体重43.4KG，BMI25.7。在数字画像中，可以看到她的身高超过了平均水平，但是体重和BMI都是偏高的（如上页图）。根据这些数据，智慧体育平台给A同学提供了膳食方面的建议，要求忌零食，忌油炸、高热量食物，并且推荐通过低脂饮食和低热量食物，利用食物热效应，帮助学生A进行减脂减重。

数字画像还可以结合“坐位体前屈”“肺活量”“一分钟跳绳”和“50米”四项体质测试成绩，帮助学生A和教师了解到她的身体素质优势为柔韧性、平衡性和协调性好，而需要重点提高的是下肢肌肉耐力、灵敏性、核心肌肉力量。除了这些方面的分析，智慧体育平台还给出了体能方面的详细建议，并且设计了每日训练单，如坐姿臂屈伸可以加强上肢肌肉耐力，侧滑步可以提高灵敏性，而平板支撑交替摸肩可以提升核心肌肉力量。学生A可以在课后根据运动建议处方完成每日训练，而教师也可以在后台及时了解体育重点，关注学生每日训练完成情况。

成效与反思

体育智慧云建设，构建了学校的智能化、数字化和个性化的体育教学环境，将人工智能和大数据等高科技手段融入体育教学、训练和考评中，为体育教学提供了专业和丰富的数据，实现了在可视化教学引领下利用大数据进行体育学科精准教学的智能模式。

在体育智慧云下，学校体质健康监测更加及时、科学而全面。2022学年学校参与全国体质测试工作，优秀率为12.82%，良好率为41.53%，及格率达96.82%。通过一年的体育智慧云工作的探索和推进，2023学年学校学生体质水平稳步提升，优秀率达到13.74%，良好率达到40.30%，而及格率也上升至97.34%。这些数据的变化激励着体育教师在体育智慧云使用上的信心。

体育智慧云由各种不同智能数字化设备组成，在实际使用中，设备的更新发展迅速，维护工作需要专业团队更主动地配合和帮助。同时，设备的相互兼容性也需要进一步提升，这样能更方便体育教师的使用。目前，学校的体育智能数字化设备数量有限，使用上还是以预约方式进行，这也在一定程度上降低了教师和学生使用体育智慧云的频率。但相信在不久的将来，会有更多更方便的体育智慧云设备投入到一线体育教学中，这也一定会更好地帮助学生提高身体素质，帮助学生养成终身体育锻炼的好习惯。