“日运动负荷监测”赋能新时代学校体育内涵式发展

摘

要：中小学体育和青少年体质健康研究基地，是首都体育学院以北京市教委和北京市科委的项目为依托，针对青少年运动健康从机理研究到工程技术的完整研究体系建立的科学研究基地。研究基地与北京市近50多所中小学校直接合作，开展了“科学研究+服务实践”相结合的系列研究工作。其中，利用运动传感网和人工智能技术开发的中小学生日运动负荷监测系统，进行监测、分析与评价学生校内外的体育锻炼，包括体育课、大课间、体育家庭作业和课余锻炼活动等，采集了30多亿条青少年身体素质和运动体征数据，建立了“首体健身”微信小程序和青少年运动健康大数据云平台，形成科学研究、科学训练、科学实践闭环的青少年体育健康促进模式，取得了丰硕成果。关键词：体质健康；日运动负荷；监测；人工智能；体育《2024年国务院政府工作报告》中提出：要加快发展新质生产力、数字经济。因此在学校体育领域中开展“人工智能+”与“扩优提质”行动，不仅影响未来的教育，也影响教育的未来，机遇与挑战共存。要想更好地抓住机遇、应对挑战，就必须积极拥抱科技与产业变革，主动拥抱智能时代。教育部部长怀进鹏曾指出：要加强基础教育阶段与高等教育阶段的有效衔接，进一步构建学段衔接的拔尖创新人才培养机制和培养体系，发挥高等教育的“龙头”作用，通过发展数字教育，提高教育质量、促进教育公平，同时采取务实管用的举措着力解决“小眼镜”“小胖墩”和学生心理健康问题，加快实现校内减负提质增效，促进学生全面发展、健康成长。首都体育学院（以下简称首体院）承担的北京市教委教育教学改革项目《北京市中小学生日运动负荷监测》，經过三年多的潜心研究，已经有了实质性的研究成果，不仅培育了“北京市中小学体育和青少年体质健康研究基地”，还积累了丰富的科学研究应用经验，以数字体育赋能青少年体质健康提升。项目组将“人工智能+科学运动”的大数据平台和“优质体育教学普惠”的新媒体运营相结合，展开中小学体育相关成果的转化和可持续发展的探索工作。同时，计划从2024年春季学期开始以“数字体育的云上大课间”为燃点，进行一系列宣传推广活动，即通过“云上春苗”行动，在中小学体育践行“人工智能+”和“扩优提质”，带动更多相关中小学体育的成果转化。一、开展日运动负荷监测，共创学校体育新质生产力首体院依托北京国际奥林匹克学院国家品牌和国际平台，主动作为，系统谋划，以体医工交叉融合为着力点，坚持体育科技创新发展；以“服务北京，服务体育”为己任，开展高品质体育技术、产品和供给服务；努力打造技术产品研发、科学健身指导与医疗康养服务于一体的全民科学健身服务示范平台。在软科“中国体育类大学排名”中，已连续三年稳居全国第三位。中小学体育和青少年体质健康研究基地，以北京市教委和北京市科委的项目为依托，汇聚了体医工融合高精尖中心的专家团队和高技术力量，建立了针对青少年运动健康从机理研究到工程技术的完整研究体系。从2021年开始，与北京市30多所实践基地中小学校直接合作，到2024年1月实践基地中小学校已覆盖全市10个区50多所学校，开展了“科学研究+服务实践”相结合的系列工作。其中，利用运动传感网和人工智能技术开发的中小学生日运动负荷监测系统，监测、分析与评价学生校内外的体育锻炼，包括体育课、大课间、体育家庭作业和课余锻炼活动等，采集了30多亿条青少年身体素质和运动体征数据，建立了“首体健身”青少年运动健康大数据云平台，构建了基于精准监测、精准分析、精准施策的青少年体育健康促进模式，坚持不懈地进行青少年体质健康体医结合的机理研究和体育运动过程性分析研究，为基于客观数据的各种决策提供支撑，取得了丰硕成果。科学运动和数字体育项目组开发的“云上春苗”行动是首体院项目组开发的具有公益性和普惠性，并针对教育部要求的体育教育资源提质扩优发展的研究推广成果。利用运动负荷监测云系统中的“云动课堂”App，展现备课、授课、课后分析的全过程，体现科学运动和云系统带来的价值，倡导数字科技高质量为中小学体育服务。同时，积极响应2024年政府和教育部最新指示和号召，在基地技术和产品服务不断迭代升级的基础上，策划了以快手、抖音等为代表的新媒体作为宣传阵地，积极主动以教师和家长为服务对象，搭建中小学生体育为服务内容的全民性的体育教育的数字传播平台，做优体育教育公共服务资源，做大应用示范，扩大应用的覆盖面，让每一名学生、每一所学校都能享受到“人工智能+中小学体育教育”的数字化成果，实现优质教育资源公平，回馈社会。为此，基地将适时发布和运营“首都体育学院中小学体育云上大课堂”新媒体公益账号，运行如下内容。1.聘请体育行业和人工智能技术专家进校园直播，科普科学运动理论知识，进行线上线下互动。2.作为北京国际奥林匹克学院，宣扬冠军品格意志和奥运精神，解析体育项目的训练方法和中考体育要点难点并进行演示等。3.以卓越体育教师为培养目标，组织科学运动理论和数字体育应用工具的培训，开设相关教师的线上课程。4.扩大中小学生日运动负荷监测和科学评价服务的学校范围，实现成果转化，从北京走向全国，获得可持续发展的空间。5.建立中小学各水平学段的体育作业科学指导库，为教师和家长提供标准化的教学示范。6.建立北京市中小学体育教师工作坊，进行暑期体育师资培训，在线分享中小学体育教育案例库，全方位为中小学体育教育提供高质量服务。7.名校巡礼，展示各区中小学校体育特色和风采。该项目是利用“人工智能+”为基础的数字科技进行高质量体育教学设计，以培养卓越体育师资为契机的一次研发创新，是首体院为实现社会体育教育资源公平和共享高质量体育产品服务供给的一次重要证明，是首体院秉承“体医工”融合发展的一次意义非凡的创新实践，也是为进一步推动科技成果转化、创建首体院党委领导下“首体品牌”的一个里程碑。“云上春苗”行动是以广大中小学生为服务主体，以新媒体技术为载体，为中小学体育提供全方位的云上服务。具体服务内容如图1。图1“云上春苗”行动计划图二、运用日运动负荷监测，实现学校体育提质扩优首体院大力推动体育科技创新，集成创新资源开发“云上春苗”行动，为北京市中小学体育教育教学提供高质量数字科技服务。下一步，北京市中小学体育和青少年体质健康研究基地将以中小学生日运动负荷监测系统为基础，做好青少年科学运动和体质健康提升相关知识的传播和传授，辐射全国范围内的广大中小学生、体育教师、家长和学校，为首体院打造国家全民科学健身示范区做好“排头兵”。主要社会效益和经济效益如下。1.提升首体院品牌：通过“云上春苗”开展的系列活动，由联合专家组牵头，在首体院建立北京市中小学体质健康和体质提升示范基地，作为中小学体育改革的示范中心，为全国中小学体育改革探索和实践提供全面的经验，为促进青少年体质健康的方案研究提供科学的依据，体现首都体育学院、北京国际奥林匹克学院的教育品质，获得首体院“体医工”融合能力的口碑和行业认可。2.实现成果转化：中小学生日运动负荷监测系统的“云动课堂”是“人工智能+”数字体育云系统的应用示范，具备跨时空的服务能力，可以多点多地使用，实现了科研成果的转化和高科技服务输出。通过项目宣传，让各地教育主管部门了解首体院的技术、产品和服务，通过地方购买服务的方式，实现经济效益和社会效益。3.完善教师培养：“人工智能+”数字科技广泛应用于中小学体育教育教学，中小学体育教师是其中的枢纽，通过首体院组织专题培训以及系统提供的知识库和课程教学视频库，可以帮助一线教师更科学地完成体育教学的备课、上课、课后分析和指导等系列教学活动，成为数字体育模式下的卓越教师