構(gòu)建智能體育與健康教學(xué)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(dāng)下體育與健康教學(xué)中，探索未來的智能體育與健康教學(xué)模式已成為廣大體育教育工作者面臨的重要問題?！读x務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）在體育與健康課程教學(xué)建議、學(xué)習(xí)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(dǎo)向，構(gòu)建基于現(xiàn)代信息技術(shù)的智能體育與健康教學(xué)模式，不僅可以有效落實(shí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》、提高教學(xué)效率、緩解教師壓力、激發(fā)學(xué)生興趣，還有助于實(shí)現(xiàn)中小學(xué)體育與健康教學(xué)的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。

智能體育與健康教學(xué)模式主要概括為“1—2—3—4”。

    創(chuàng)新一類教學(xué)內(nèi)容

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

《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出“應(yīng)當(dāng)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(bǔ)”。隨著各學(xué)科知識圖譜的構(gòu)建與各類信息技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)科知識體系已逐步實(shí)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(xué)科知識點(diǎn)的標(biāo)記，各學(xué)科和體育與健康學(xué)科之間、體育與健康學(xué)科內(nèi)部各知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)已日漸明朗?；诖耍酝鲗W(xué)科間僅憑經(jīng)驗串聯(lián)多學(xué)科知識的“多學(xué)科教學(xué)”正逐步成為過去，單一技術(shù)教學(xué)等非結(jié)構(gòu)化的教學(xué)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(xué)內(nèi)容體系逐步形成。如：基于人工智能對籃球教學(xué)的設(shè)計，依據(jù)籃球知識體系內(nèi)各知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，可以將運(yùn)球、傳球、上籃等多個知識點(diǎn)融入同一教學(xué)內(nèi)容中，從而實(shí)現(xiàn)籃球結(jié)構(gòu)化教學(xué)；基于籃球知識體系與物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識的關(guān)聯(lián)，可以在籃球教學(xué)中融入重力、摩擦力等相關(guān)知識，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容設(shè)計；基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和虛擬仿真等技術(shù)，可以為學(xué)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(xué)生對技戰(zhàn)術(shù)的理解。

智能體育與健康教學(xué)模式對教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、跨學(xué)科與形式創(chuàng)新，可以使體育與健康教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)以問題為導(dǎo)向，幫助學(xué)生提高解決真實(shí)情境中復(fù)雜問題的能力。

    轉(zhuǎn)變兩種教學(xué)行為

教學(xué)行為包括教師的教與學(xué)生的學(xué)。當(dāng)前的體育與健康教學(xué)中，由于教學(xué)資源的限制，教師往往需要同時面向幾十名學(xué)生教授同一內(nèi)容，學(xué)生個體間的興趣導(dǎo)向、運(yùn)動技能、身體機(jī)能等差異容易被忽略?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》提出“在體育與健康教學(xué)中應(yīng)當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)開展項目教學(xué)”。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(xué)生的個體差異，讓學(xué)生的“學(xué)”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(xué)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(xué)生的多維歷史數(shù)據(jù)對每一名學(xué)生進(jìn)行體育與健康“學(xué)習(xí)畫像”的精準(zhǔn)繪制；基于人工智能，可根據(jù)不同的教學(xué)目的實(shí)現(xiàn)對教學(xué)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(xué)內(nèi)容對不同學(xué)生開展不同的教學(xué)活動。如：基于人工智能的教師“教”的行為，依據(jù)學(xué)生的“學(xué)習(xí)畫像”可以為不同學(xué)生有針對性地設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，然后確定每一名學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，并預(yù)先錄制供學(xué)生自我學(xué)習(xí)。

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

    突破三重時空壁壘

現(xiàn)有體育與健康教學(xué)活動一般依托現(xiàn)實(shí)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(shí)空間三重壁壘束縛，限制了體育與健康教學(xué)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(xué)活動被迫取消已成常態(tài)，跨越時空的教學(xué)活動已成未來教育發(fā)展趨勢?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》提出“應(yīng)幫助學(xué)生通過線上線下相結(jié)合方式打破學(xué)習(xí)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(xué)的時空壁壘、提升不同時空條件下的體育與健康教學(xué)質(zhì)量顯得尤為迫切。

首先，要突破單向時間壁壘。當(dāng)前的現(xiàn)代信息技術(shù)尤其是云存儲技術(shù)為突破教學(xué)活動的單向時間壁壘提供了可能，各類優(yōu)質(zhì)教學(xué)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(xué)活動并將教學(xué)資源上傳至云端，學(xué)生則可隨時獲取過去的教學(xué)資源開展自我學(xué)習(xí)，因而教師和學(xué)生都無須在固定的時間參加教學(xué)活動。教師可隨時將錄制好的教學(xué)視頻上傳到云端，學(xué)生自行選擇時間從云端下載教學(xué)視頻學(xué)習(xí)。

其次，要突破物理空間壁壘。近年來各類在線教學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展已突破了體育與健康教學(xué)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(shí)，教師可以在任意地點(diǎn)通過騰訊會議、釘釘?shù)染W(wǎng)絡(luò)平臺開展教學(xué)，學(xué)生同樣可以在任意地點(diǎn)通過電腦、手機(jī)等終端設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生和教師都無須在固定場所參加教學(xué)活動。如：教師的教學(xué)直播，只要有網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋，學(xué)生都可以通過各種移動終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時在線學(xué)習(xí)。

最后，要突破現(xiàn)實(shí)空間壁壘。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)為體育與健康教學(xué)活動突破現(xiàn)實(shí)空間提供了可能，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以基于現(xiàn)實(shí)空間模擬出各類虛擬器材、場地、人物、場景，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更是進(jìn)一步擺脫了現(xiàn)實(shí)空間的束縛，可以直接在虛擬空間中模擬現(xiàn)實(shí)中的所有事物，使得教學(xué)活動得以擺脫現(xiàn)實(shí)空間場地和器材的束縛，讓學(xué)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(biāo)準(zhǔn)均非常重視體育與健康學(xué)習(xí)評價，但體育教師在學(xué)習(xí)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(shí)困境?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》提出“應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)開展實(shí)時和精準(zhǔn)評價”。如何通過現(xiàn)代信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)體育與健康學(xué)習(xí)評價的客觀性、時效性、過程性和多樣性，也是智能體育教學(xué)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(xué)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(shí)時精確地獲取學(xué)生各項指標(biāo)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(xué)生在體育與健康實(shí)踐課中的運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動時間、運(yùn)動距離、運(yùn)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(xué)生進(jìn)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(xué)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(shí)現(xiàn)同時對所有學(xué)生的體育家庭作業(yè)情況進(jìn)行監(jiān)測與評價。

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

實(shí)現(xiàn)評價的多樣性意味著需要將學(xué)生的多種指標(biāo)盡可能地納入評價之中，避免將評價維度局限于體能、運(yùn)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(xué)生的多維數(shù)據(jù)，挖掘各維度數(shù)據(jù)與學(xué)生學(xué)業(yè)水平之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)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(xué)模式是現(xiàn)代信息技術(shù)與體育與健康課程教學(xué)深度融合的新時代產(chǎn)物，可以有效回應(yīng)當(dāng)下體育與健康教學(xué)發(fā)展同教育信息技術(shù)發(fā)展之間的現(xiàn)實(shí)矛盾和問題，并為課程標(biāo)準(zhǔn)對體育與健康教學(xué)的信息化和智能化要求提供理論指導(dǎo)，對實(shí)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(shí)意義。

（作者系華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院教授、義務(wù)教育體育與健康課程標(biāo)準(zhǔn)組成員）

《中國教育報》2022年10月25日第9版