AI技术赋能中小学校园体育运动会的探究

中图分类号：G623 文献标识码：A 文章编号：1005-2410 （2025）04-00094-03

位北京市朝阳区东南五环边的北京市171中学朝阳分校，新学年开学之际，正在举办一场没有秒表掐时间、没有人工统计数据的秋季体质健康达标运动会。通过摄像头实时采集学生运动数据、AI运动视觉算法高效计算，在学生完成测试项目的同时便能实时显示测试成绩，同时生成运动数据分析。

以智慧体育建设为抓手，运用数字化手段加快体育信息化建设，不断探索将VR体验、大数据分析等前沿技术融入到体育教育中，各类充满“未来感”和“科技范”的时尚元素纷纷走进“校园体质健康达标运动会”“体育节”“最强运动班级”“打卡冠军”校园内一个个运动的身影，点燃无限激情，已成为孩子们课前、课间、课后的智能化、趣味化运动乐园。像这样的中小学正利用AI技术赋能学校体育盛会，使得校园运动会朝着现代化、数字化、智能化方向不断前行。

一、AI技术赋能校园运动会，将会产生怎样的“火花”

传统运动会存在成绩统计难、上传慢、耗费人力大等问题。随着人工智能、大数据、云计算、科技艺术等快速发展，科技体育、互动体育、虚拟体育、沉浸体育等一系列新兴的体育样态开始出现在大众视野，无论是形式、内容还是场地，原本单调的校园体育运动会正在变得越来越多元。

（一）AI技术赋能：覆盖体育盛会全项目，实现智能化管理

运用AI技术可以全面覆盖校园运动会开展的所有体育项目，如短跑、中长跑、长跑、跳远、跳高、投掷、接力等，甚至是有些学校开展的体质健康测试运动会的测试项目，如仰卧起坐、跑步、引体向上、坐位体前屈、跳绳、实心球、跳远等。通过人工智能的机器视觉技术，系统能够精准识别学生的运动姿态，并提供实时的违规提示，从而帮助教师进行更加科学的训练指导[1]。

在智慧体育的场景下，学生的每一个动作都能被系统自动识别和分析，确保运动姿势的规范性。此外，该系统还可在校运会等大型活动中进行全面应用，确保比赛过程的公平性和透明性（图1）。

（二）AI技术赋能：贯通体育盛会全链路，实现智慧化管理

通过物联网终端、AI运动视觉算法及AI体育计算平台，构建“可量化、可记录、可监督、可分析、可评定”的智能化管理与监测体系。该系统涵盖了校园体育运动会四大核心场景，并针对不同场景的需求，提供了定制化的智能管理功能。持续开展学生体质监测，提升监测质量。

运动负荷监测：系统自动记录并分析学生参加比赛项目的体能数据，生成个性化的体质健康报告，为学校和体育教师提供科学编排和设置比赛项目提供科学、精准的参考依据。

运动项目监测：通过智能化的体育教学平台，教师可以实时监测学生的运动表现，并根据数据进行个性化的教学调整，确保每个学生都能获得最适合自己的训练方案。

运动训练监测：系统为学生提供自主训练指导，通过AI算法对训练过程中的动作进行纠正，帮助学生在课后高效训练。

运动裁判监测：在校园体育运动会活动中，系统通过对参赛者的实时监测和数据分析，确保比赛的公正性，并为赛事提供详细的数据支持。

二、AI技术赋能校园运动会应用场景分析

在国家政策的引导下，校园AI建设正如火如茶地进行。首都体育学院将人工智能与体育教育深度融合，搭建体育信息平台，通过数字化技术和智能设备的应用，为中小学校园体育运动会提供了个性化、科学化、多样化的服务，打造出了一套既科学又实用的智能校园体育运动会解决方案。通过这一方案，中小学的校园体育运动会将进人一个全新的智慧时代，不仅为学生的健康成长提供了坚实保障，也为学校的教育管理提供了强有力的技术支持。

（一）数据信息化，成为校园盛会“最强大脑”

利用AI技术建立“监测一采集-录入-分析-评价-反馈”一体化大健康信息平台，在智慧操场上，蓝牙手环数据采集+5G数据至云平台+WIFI6终端到数据库技术被融合打通，同时可对多名参赛学生运动负荷进行监测。在使用过程中整体上实现了以佩戴轻便、操作简洁、使用安全的方式准确进行日负荷数据的采集工作。同时，心率带检测器会根据心率变化而变化，反映学生实时的比赛运动强度，学生能直观看到自身运动状态并在运动强度过大时收到安全提示。

（二）评价智能化，成就校园盛会“精准导航”

通过对所有参赛学生运动负荷数据的获取，即可制定出以学生的日常活动量和有效运动量为依据的体育锻炼评价标准，通过后期的数据分析，即可制定出相关的评价标准[2]。例如，根据校园体育运动会监测系统进行校园体质健康达标运动会的智能评价，构建了学生大健康的评价体系。系统可实现数据处理、报表分析（以图表结合的形式展示BMI指标评价等级）、智能分析（自动关联信息的处理）、指标管理（“自动完成指标的抽取”“完成指标增量更新”）、数据挖掘（“分类分析”“关联分析”“时间序列”等），以此教师可以快速识别学生体质健康薄弱点，一生一策，制定更科学、高效的锻炼计划，提高学生的身体素质，改善他们的健康水平。

（三）应用多元化，搭建校园盛会“友谊桥梁”

监测系统通过蓝牙与心率臂/腕带实现每秒一次的实时数据传输，以不同颜色和清晰的实时心率百分比数字进行展示。上传比赛数据后可显示本次运动会参赛项目的具体信息，包括动值、活动值、消耗卡路里数值、运动持续时间、平均心率百分比等。同时，“首体健身”App微信小程序的社交功能可进行同年级好友间运动比赛成绩的比拼、好友运动记录的查看，以达到相互鼓励、共同进步的目标。

三、AI技术赋能校园运动会应用场景的实践探索

AI智能体育系统不仅是一种技术工具，更是一种教育赋能手段。它通过智能化手段，解决了传统体育教学中存在的诸多难题，为学校的体育教育带来了显著的价值和收益[3]。

1.提升比赛效率：通过智能化管理和实时数据分析，体育教师能够更加精准地掌握学生的比赛运动表现，使教学更具针对性。

2.提高学生兴趣：系统的智能提示和个性化指导，激发了学生的运动兴趣，增强了体育锻炼的参与度。

3.提供精准评分：运用AI技术对参赛学生成绩进行评分，不仅提高了评分的准确性，还减少了人为误判的可能性。如使用了AI技术来确保比赛的公平性和准确性。如在短跑比赛中运用AI技术能够精确记录每位参赛学生的起跑时间、速度以及最终成绩，确保每一位参赛学生都能在公平的环境下展示自己的速度与激情。

4.提示裁判执法：AI技术可以辅助裁判执法与比赛，通过计算机视觉和深度学习技术，实时分析比赛中的动作和事件，提高裁判判罚的准确性和公正性。AI技术可以提供详细的动作分析，辅助裁判进行评分。

5.提醒赛事安全：AI可以提高赛事组织的效率和安全性。例如，AI技术可以通过智能监控系统实时监测场馆内的情况，预防和应对突发事件。

6.优化赛事管理：AI技术将在应对比赛气候变化方面发挥更大作用。通过高温预警系统和智能调度系统，AI可以帮助赛事组织者调整比赛时间、增加休息时间或采取其他降温措施，确保赛事顺利进行。

四、AI技术赋能校园运动会应用场景的挑战和未来展望

（一）AI应用的挑战

尽管人工智能技术在赋能中小学生校园体育运动会具有显著优势，但也面临一些挑战和局限。

1.AI设施需要中小学投入大量的资金，花费大量的经费，方可保障校园体育运动会的有效参赛数据的获取。

2.中小学生个人数据安全和健康数据隐私问题也需要得到妥善解决。

3.可靠的参赛学生数据采集和处理技术是人工智能发展的重中之重，需要对中小学体育教师进行规范、有效的培训，才能有效构建校园体育运动会参赛模型。

人工智能在校园体育运动会中的广泛应用仍然任重而道远。

（二）未来展望

随着人工智能技术的不断发展和应用，人工智能将深刻改变人类的生产和生活方式。校园体育运动会也将迎来AI赋能提升的发展前景，更精准、更科学、更智能化的AI教学助手和多模态教学环境的涌现，将帮助校园体育运动会交互性数据的深度挖掘和分析。它不仅能够较好地分析校园体育运动会如何做到更方便、更高效、更安全、更公平，还要能提供适宜的体育比赛资源以满足学生运动需求，助推学生养成终身体育锻炼的习惯。

五、结束语

在人类文明进程中，不断伴随着“获取数据一分析数据—建立模型一预见未来”的过程，校园体育运动会的数字化转型是教育进程的必然趋势。但人工智能技术赋能校园体育运动会必将是一个长期、艰巨且不断探索的过程，不仅需要坚实的技术支撑，也需要有力的制度保障，只有社会各界力量协同参与，共同以切实有效的实际行动投人其中，才能推动校园体育运动会的数字化、智能化转型。

参考文献：

[川王琦，何伟，王海波.构建在线智慧体育教学新模式的研究[J.中国现代教育装备，2023（03）

[2]于素梅.《义务教育体育与健康课程标准（2022年版）》的新要求、新挑战、新课堂[J].教育评论，2022（05）

[3]王琦，陈钧，孙刚，等“日运动负荷监测”赋能新时代学校体育内涵式发展[J].体育教学，2024，44（04）

（首都体育学院人工智能研究院100191）（E-mail：0020240005@cupes.edu.cn）