構(gòu)建智能體育與健康教學模式

在信息技術(shù)賦能教育的時代變局中，教育部頒布了《教育信息化2.0行動計劃》，旨在推動信息技術(shù)與教育的深度融合。如何將大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息技術(shù)應(yīng)用到當下體育與健康教學中，探索未來的智能體育與健康教學模式已成為廣大體育教育工作者面臨的重要問題。《義務(wù)教育體育與健康課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）在體育與健康課程教學建議、學習評價建議和教材編寫建議中均提出了與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的要求。

在人工智能時代背景下，以信息化、數(shù)字化、智慧化功能為導向，構(gòu)建基于現(xiàn)代信息技術(shù)的智能體育與健康教學模式，不僅可以有效落實《課程標準》、提高教學效率、緩解教師壓力、激發(fā)學生興趣，還有助于實現(xiàn)中小學體育與健康教學的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。

智能體育與健康教學模式主要概括為“1—2—3—4”。

    創(chuàng)新一類教學內(nèi)容

教學內(nèi)容是開展體育與健康教學的關(guān)鍵所在。然而，當前體育與健康課程教學活動中仍存在單一技術(shù)教學、單一學科教學、單一呈現(xiàn)形式等現(xiàn)象。

《課程標準》提出“應(yīng)當充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，重視紙質(zhì)教材與數(shù)字資源的優(yōu)勢互補”。隨著各學科知識圖譜的構(gòu)建與各類信息技術(shù)的應(yīng)用，學科知識體系已逐步實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的數(shù)字化與呈現(xiàn)形式的多樣化，并且通過對不同學科知識點的標記，各學科和體育與健康學科之間、體育與健康學科內(nèi)部各知識點之間的關(guān)聯(lián)已日漸明朗?；诖?，以往各學科間僅憑經(jīng)驗串聯(lián)多學科知識的“多學科教學”正逐步成為過去，單一技術(shù)教學等非結(jié)構(gòu)化的教學內(nèi)容將被摒棄，而基于人工智能串聯(lián)構(gòu)建、基于信息技術(shù)多維呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化的體育與健康教學內(nèi)容體系逐步形成。如：基于人工智能對籃球教學的設(shè)計，依據(jù)籃球知識體系內(nèi)各知識點之間的關(guān)聯(lián)，可以將運球、傳球、上籃等多個知識點融入同一教學內(nèi)容中，從而實現(xiàn)籃球結(jié)構(gòu)化教學；基于籃球知識體系與物理、數(shù)學等學科知識的關(guān)聯(lián)，可以在籃球教學中融入重力、摩擦力等相關(guān)知識，實現(xiàn)跨學科教學內(nèi)容設(shè)計；基于增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實和虛擬仿真等技術(shù)，可以為學生提供籃球技戰(zhàn)術(shù)全景展示和沉浸式體驗，從而加深學生對技戰(zhàn)術(shù)的理解。

智能體育與健康教學模式對教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、跨學科與形式創(chuàng)新，可以使體育與健康教學內(nèi)容實現(xiàn)以問題為導向，幫助學生提高解決真實情境中復雜問題的能力。

    轉(zhuǎn)變兩種教學行為

教學行為包括教師的教與學生的學。當前的體育與健康教學中，由于教學資源的限制，教師往往需要同時面向幾十名學生教授同一內(nèi)容，學生個體間的興趣導向、運動技能、身體機能等差異容易被忽略?！墩n程標準》提出“在體育與健康教學中應(yīng)當運用現(xiàn)代信息技術(shù)開展項目教學”。為此，如何基于現(xiàn)代信息技術(shù)手段，擺脫不能因材施教的困境，使教師的“教”充分適應(yīng)學生的個體差異，讓學生的“學”不再局限于上課所教的內(nèi)容，成為新時代體育與健康教學所面臨的一個重要課題。

一方面，對于教師“教”的行為，基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，可根據(jù)學生的多維歷史數(shù)據(jù)對每一名學生進行體育與健康“學習畫像”的精準繪制；基于人工智能，可根據(jù)不同的教學目的實現(xiàn)對教學內(nèi)容的個性化組合與高效設(shè)計；基于云計算和云存儲，針對預(yù)先錄制的教學內(nèi)容對不同學生開展不同的教學活動。如：基于人工智能的教師“教”的行為，依據(jù)學生的“學習畫像”可以為不同學生有針對性地設(shè)計教學內(nèi)容，然后確定每一名學生的個性化學習內(nèi)容，并預(yù)先錄制供學生自我學習。

另一方面，對于學生“學”的行為，結(jié)合對學生心理認知、興趣愛好、運動技能、身體機能等數(shù)據(jù)的綜合分析，人工智能程序可以給出準確的學習建議，結(jié)合當前越來越多的各類智能“庫”、大數(shù)據(jù)平臺等，學生可以便捷地獲取各類豐富的學習資源。智能體育與健康教學模式對教師“教”的行為與學生“學”的行為的轉(zhuǎn)變，不僅可以使得教師的因材施教、學生的自主學習成為可能，還能在控制教與學成本的同時提升教與學的質(zhì)量。

    突破三重時空壁壘

現(xiàn)有體育與健康教學活動一般依托現(xiàn)實中的固定場所，在固定的時間開展，因而受到單向時間、物理空間、現(xiàn)實空間三重壁壘束縛，限制了體育與健康教學活動的自由發(fā)展。同時，受新冠疫情影響，近年來體育與健康線下教學活動被迫取消已成常態(tài)，跨越時空的教學活動已成未來教育發(fā)展趨勢。《課程標準》提出“應(yīng)幫助學生通過線上線下相結(jié)合方式打破學習的時空壁壘”。為此，借助現(xiàn)代信息技術(shù)突破體育與健康教學的時空壁壘、提升不同時空條件下的體育與健康教學質(zhì)量顯得尤為迫切。

首先，要突破單向時間壁壘。當前的現(xiàn)代信息技術(shù)尤其是云存儲技術(shù)為突破教學活動的單向時間壁壘提供了可能，各類優(yōu)質(zhì)教學資源以數(shù)字化的形式存儲在云端，使得教師可以隨時開展教學活動并將教學資源上傳至云端，學生則可隨時獲取過去的教學資源開展自我學習，因而教師和學生都無須在固定的時間參加教學活動。教師可隨時將錄制好的教學視頻上傳到云端，學生自行選擇時間從云端下載教學視頻學習。

其次，要突破物理空間壁壘。近年來各類在線教學技術(shù)的快速發(fā)展已突破了體育與健康教學的物理空間局限，縮短了師生、生生之間的物理距離，將“天涯咫尺”變?yōu)楝F(xiàn)實，教師可以在任意地點通過騰訊會議、釘釘?shù)染W(wǎng)絡(luò)平臺開展教學，學生同樣可以在任意地點通過電腦、手機等終端設(shè)備進行學習，學生和教師都無須在固定場所參加教學活動。如：教師的教學直播，只要有網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋，學生都可以通過各種移動終端設(shè)備進行實時在線學習。

最后，要突破現(xiàn)實空間壁壘。增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)為體育與健康教學活動突破現(xiàn)實空間提供了可能，增強現(xiàn)實技術(shù)可以基于現(xiàn)實空間模擬出各類虛擬器材、場地、人物、場景，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)更是進一步擺脫了現(xiàn)實空間的束縛，可以直接在虛擬空間中模擬現(xiàn)實中的所有事物，使得教學活動得以擺脫現(xiàn)實空間場地和器材的束縛，讓學生獲得“沉浸式”體驗。

    解決四類評價困境

義務(wù)教育和普通高中的體育與健康課程標準均非常重視體育與健康學習評價，但體育教師在學習評價中往往面臨著客觀性不足、效率低下、過程缺失、維度單一等現(xiàn)實困境?！墩n程標準》提出“應(yīng)當加強運用現(xiàn)代信息技術(shù)開展實時和精準評價”。如何通過現(xiàn)代信息技術(shù)手段，實現(xiàn)體育與健康學習評價的客觀性、時效性、過程性和多樣性，也是智能體育教學模式的關(guān)鍵所在。

提升評價的客觀性意味著需要降低現(xiàn)有體育與健康教學中主觀評價的權(quán)重，盡可能地采用客觀設(shè)備獲取量化評價結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)的“萬物互聯(lián)”屬性為此提供了可能，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無處不在的傳感器，可以實時精確地獲取學生各項指標的量化評價結(jié)果。如：通過可穿戴設(shè)備能夠?qū)崟r獲取學生在體育與健康實踐課中的運動強度、運動時間、運動距離、運動密度等數(shù)據(jù)。

提升評價的效率性意味著需要摒棄一對一的評價模式，在同一時間對所有學生進行評價。人工智能技術(shù)的“智能教師”為此提供了可能，可以借助“智能教師”，同時對所有學生開展評價。如智能體育家庭作業(yè)系統(tǒng)就可以替代教師，通過APP即可實現(xiàn)同時對所有學生的體育家庭作業(yè)情況進行監(jiān)測與評價。

注重評價的過程性意味著需要記錄學生的全過程數(shù)據(jù)，而非僅僅記錄學生的最終數(shù)據(jù)，人工智能技術(shù)的“學習畫像”為此提供了可能?！皩W習畫像”可以基于學生學習的全過程數(shù)據(jù)繪制學生的學習過程畫像，分析結(jié)果可以充分體現(xiàn)出學生在各個過程中的學習表現(xiàn)。

實現(xiàn)評價的多樣性意味著需要將學生的多種指標盡可能地納入評價之中，避免將評價維度局限于體能、運動知識與技能，大數(shù)據(jù)技術(shù)的“多維”屬性為此奠定了基礎(chǔ)，可通過大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取學生的多維數(shù)據(jù)，挖掘各維度數(shù)據(jù)與學生學業(yè)水平之間的關(guān)聯(lián)，進而充分拓展體育與健康的評價維度。

面向未來的智能體育與健康教學模式是現(xiàn)代信息技術(shù)與體育與健康課程教學深度融合的新時代產(chǎn)物，可以有效回應(yīng)當下體育與健康教學發(fā)展同教育信息技術(shù)發(fā)展之間的現(xiàn)實矛盾和問題，并為課程標準對體育與健康教學的信息化和智能化要求提供理論指導，對實現(xiàn)體育與健康課程的育人功能和價值具有重要的現(xiàn)實意義。

（作者系華東師范大學體育與健康學院教授、義務(wù)教育體育與健康課程標準組成員）

《中國教育報》2022年10月25日第9版