基于人工智能的体育与健康课程目标达成路径研究

李前磊（上海民办圣华紫竹双语学校 上海 200241）

2022 年4 月，教育部发布《义务教育体育与健康课程标准（2022 年版）》（以下简称新课标）。新课标将于2022年秋季学期开始正式施行。作为未来10 年我国基础体育教育发展的纲领性文件，它的出现备受关注。新课标中提出了体育与健康课程要培养的核心素养，主要是指学生通过体育与健康课程学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力，包括运动能力、健康行为和体育品德等方面。核心素养作为体育与健康课程的目标，将在未来的很长一段时间中成为一线体育教师们关注的热点议题。如何更加有效地提升学生的核心素养是开展本研究的内在动力。

目前，人工智能在学校体育中被广泛地应用，主要应用在以下几个方面。运动数据分析：通过人工智能技术，可以对学生的运动数据进行收集、分析和汇总，如身高、体重、跑步速度、力量等指标。通过分析这些数据，可以了解学生的运动水平和体能状况，为教师量身定制合适的体育训练计划提供依据。运动技能评估：人工智能可以通过图像、视频分析技术对学生的运动技能进行评估。通过识别和分析学生的动作，判断动作的准确性、流畅度和技术水平。这样的评估结果可以帮助教师更准确地了解学生的运动技能，并进行个性化的指导和训练。身体状态监测：人工智能技术可以结合传感器和智能穿戴设备，实时监测学生的身体状态，如心率、血压、运动量等。通过对这些数据的收集和分析，可以为学生提供个性化的健康建议和运动指导，帮助学生更好地管理自己的健康。虚拟现实训练：虚拟现实技术可以通过模拟各种运动场景和情境，提供更多样化、灵活的训练体验。学生可以通过虚拟现实设备进行身临其境的运动训练，提高运动协调性、反应速度和决策能力。个性化推荐：根据学生的兴趣、偏好和身体素质等因素，结合人工智能算法，进行个性化的体育活动推荐。通过分析学生的数据和特征，系统可以推荐适合学生的运动项目和训练计划，促进学生参与到感兴趣的体育活动中去。可以看出人工智能在学校体育中的一些应用，这些应用可以提升学生的体育教学效果，帮助教师更好地了解和指导学生的体育锻炼，同时也可以增加学生参与体育活动的兴趣和乐趣。

本研究采用文献分析法、参与式观察法等考察了基于人工智能的体育与健康课程目标达成路径分析，相应的研究结果可以为一线教师在信息素养提升、科研能力培养等方面提供理论和数据基础。本研究的意义在于：（1）实践意义，通过研究基于人工智能的体育与健康课程目标达成路径，可以丰富和改善中小学体育与健康课程的教学实践。结合人工智能技术，可以为教师和学生提供更精准、个性化的教学资源和引导，提升教学效果和学习体验；（2）教育改革意义，基于人工智能的体育与健康课程目标达成路径的研究结果，可以为体育与健康课程的教学改革提供有益借鉴。人工智能技术能够推动课程个性化、拓展教学辅助工具和创新评价方式，促进课程的全面发展和学生素质的提升；（3）学术价值，本研究在探讨体育与健康课程目标达成路径的同时，结合了人工智能技术的应用，对于学术研究也具有一定的创新性和先导性。在理论上填补了这方面的研究空白，为后续相关研究提供了基础和参考。

1、体育与健康课程目标达成概述及当前困难点

《义务教育体育与健康课程标准（2022 年版）》中规定体育课程的目标就是培养并提升学生的核心素养，包括运动能力、健康行为和体育品德等方面。本部分将结合作者从事一线教学的经验就各个目标达成的困难点进行分析，只有知道难点在何处，才可以采取针对性的干预措施。

1.1、运动能力目标达成的困难点

当前中小学生体育运动能力目标达成中存在一些困难点，主要包括以下几个方面：首先，缺乏足够的体育运动时间和场地。由于学业负担、课外班和考试压力等原因，中小学生的体育运动时间和场地受到限制，影响了他们的体育运动能力的培养；其次，学校与家庭重视程度不足。有些学校对体育教育的重视程度不够高，导致体育运动在课程设置和教学组织方面存在不足。同时，家庭对孩子参与体育运动的支持和引导也不够，缺乏良好的体育锻炼氛围；再次，偏重理论而缺乏实践。有时候，体育课程过于注重理论知识的传授，忽视了实际操作和实践锻炼的机会，导致学生在实际体育运动中的能力相对薄弱；最后，随着年龄增长，兴趣逐渐下降。随着中小学生年龄的增长，他们的兴趣爱好可能逐渐转向其他方面，导致对体育运动的兴趣逐渐下降，从而影响了他们的体育运动能力的进一步发展。

1.2、健康行为目标达成的困难点

当前中小学生健康行为目标达成中存在一些困难点，主要包括以下几个方面：（1）不良生活习惯，一些中小学生存在不良的生活习惯，如不定时作息、过度沉迷于电子设备、饮食不均衡等，这些不良生活习惯会影响他们的健康行为的培养和形成；（2）缺乏相关知识和意识，有些中小学生对于健康的相关知识了解不足，并且缺乏对健康问题的重视和意识，导致他们在日常生活中没有形成良好的健康行为；（3）家庭环境和社会影响，家庭环境和社会影响也是影响中小学生健康行为的因素之一。如果家庭环境不够健康，或者社会对健康行为的引导和宣传不够，都会对中小学生的健康行为目标的达成造成困扰；（4）学校资源和教育力度不够，有些学校在健康行为教育方面的资源和教育力度不够，无法提供全面的健康教育，也无法引导学生养成健康的行为习惯。

1.3、体育品德目标达成的困难点

当前中小学生体育品德目标达成中存在一些困难点，主要包括以下几个方面：首先，竞争压力和获胜至上的观念：在一些体育竞技环境中，中小学生面临着激烈的竞争压力和获胜至上的观念。这种观念可能导致学生为了赢得比赛而不择手段，缺乏体育道德和公平竞争意识；其次，缺乏合作精神和团队意识：一些中小学生缺乏合作精神和团队意识，更关注个人利益和成就，而忽视了与队友合作、互助和团队协作的重要性。这影响了中小学生体育品德的培养；此外还有道德教育和引导不足：有些学校在体育教育中强调技能和成绩，而对于体育品德的培养和引导不够重视。缺乏正面的道德教育和引导，难以促使中小学生形成正确的体育品德观念和行为习惯；最后，考试压力和时间分配问题：受到学业负担和考试压力的影响，一些中小学生参与体育活动的时间被削减，限制了他们在体育品德方面的培养。

2、人工智能助力体育与健康课程目标达成路径分析

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）指的是通过计算机和机器模拟人类智能的能力和行为的科学和技术领域。人工智能的目标是使计算机系统能够模拟和执行人类智能的各种任务，包括感知、理解、推理、学习、决策等过程。随着科技的不断发展，人工智能在各个领域得到广泛应用，如自动驾驶、智能助理、机器翻译、医疗诊断等。人工智能的含义也在不断演进和扩展，旨在模拟和实现人类智能的各个方面和能力。本部分将通过逻辑分析法分析人工智能助力体育与健康课程核心素养达成的路径。

2.1、人工智能助力中小学生运动能力目标达成

本研究认为人工智能技术助力中小学生体育与健康课程核心素养中的运动能力目标达成可以通过以下路径实现：（1）运动数据收集和分析，使用传感器、智能设备等辅助工具，收集学生在体育活动中的运动数据，如步数、跑步速度、心率等。通过人工智能技术对这些数据进行分析和解读，了解学生的运动水平，推断其身体素质和健康状况；（2）个性化训练计划，结合学生的运动数据和身体状况，利用人工智能算法生成个性化的训练计划。基于学生的运动能力和需求，系统可以提供针对性的运动项目、强化训练或技巧练习，帮助学生有针对性地提高自己的运动能力；（3）智能互动教学，借助虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术，人工智能可以模拟各种运动场景和情境，提供沉浸式的互动教学体验。学生可以通过与虚拟教练或虚拟对手的互动参与实践，从而提高运动技能和反应能力；（4）动作识别与评估，人工智能技术可以通过图像、视频分析等方法对学生的运动动作进行识别和评估。系统能够在实时或事后提供运动动作的准确性、流畅度等方面的反馈，帮助学生纠正错误并改进技术；（5）场景模拟与竞技训练，利用人工智能模拟各种运动场景，例如足球比赛、篮球投篮训练等，提供实际比赛和训练的虚拟体验。学生可以通过仿真训练培养自己的战术意识、决策能力和团队合作等关键能力。

这些路径结合了人工智能的数据分析、个性化推荐和交互式教学等技术特点，帮助中小学生实现在体育与健康课程中运动能力目标的发展与提升。同时，教师在引导和辅导学生时也需要充分了解和利用人工智能技术的优势，提供更有针对性和个性化的指导和教育资源。

2.2、人工智能助力中小学生健康行为目标达成

当前人工智能技术助力中小学生体育与健康课程核心素养中的“健康行为”目标达成可以通过以下路径实现，主要包括以下几个方面。第一，健康数据监测和分析：人工智能可以结合传感器和智能设备，实时监测学生的健康数据，如心率、睡眠质量、消耗卡路里等。通过对这些数据的收集和分析，系统可以评估学生的身体状况，帮助他们了解自己的健康状态，并调整自己的健康行为；第二，个性化健康指导：基于学生的健康数据和个人特征，人工智能可以提供个性化的健康指导和建议。例如，根据学生的运动水平和饮食习惯，系统可以推荐适合他们的锻炼计划和饮食方案，帮助他们形成良好的健康行为；第三，健康行为培养游戏化：人工智能可以将健康行为的培养过程通过游戏化设计的方式呈现，提高学生的参与度和积极性。通过虚拟角色或挑战任务，促使学生在日常生活中养成健康行为的习惯，如定时锻炼、良好的睡眠和饮食习惯等；第四，健康信息获取与传达：人工智能可以帮助学生获取可靠的健康信息，并帮助他们理解和传达这些信息。例如，通过智能助手等渠道提供专业的健康知识和建议，促使学生养成科学的健康行为并传达给家庭和同伴。

这些路径利用了人工智能技术中的数据分析、个性化推荐和互动游戏等特点，帮助中小学生实现在体育与健康课程中“健康行为”目标的达成。同时，教师在引导和教育学生时也需要结合人工智能技术的优势，提供更准确、个性化和科学的健康指导。

2.3、人工智能助力中小学生体育品德目标达成

当前人工智能技术助力中小学生体育与健康课程核心素养中的“体育品德”目标达成可以通过以下路径实现：第一，互动游戏与虚拟角色。借助人工智能技术，可以开发出与学生互动的游戏和虚拟角色，引导他们在虚拟环境中体验和实践体育品德。通过与虚拟角色的互动，学生可以模拟和体验不同的体育情境，培养团队合作、公平竞争、友谊等品德；第二，情境模拟与案例分析。通过人工智能技术，可以模拟各种体育情境和案例，让学生参与和分析其中的道德冲突和取舍。学生可以通过模拟情境的讨论和反思，增进对体育品德的理解和认识，并培养正确的价值观和行为准则；第三，个性化道德引导。结合学生的个性特点和发展需要，借助人工智能技术可以提供个性化的道德引导和反馈机制。通过分析学生的行为数据和言行举止，系统可以识别其中的道德问题，并提供相关的引导和教育，帮助学生形成正确的体育品德观念。

这些路径利用了人工智能技术中的互动游戏、情境模拟、个性化引导等特点，帮助中小学生实现在体育与健康课程中“体育品德”目标的培养与提升。同时，教师在引导和教育学生时也需要结合人工智能技术的优势，提供更全面、个性化和积极的品德引导。

3、结语

本研究旨在探讨基于人工智能的体育与健康课程目标达成路径。通过分析《义务教育体育与健康课程标准（2022 年版）》中的核心素养和目标，结合当前人工智能技术的发展，本研究提出了一系列具体的助力路径。首先，在运动能力目标方面，人工智能可以通过运动数据分析、虚拟现实训练、动作识别与评估等技术手段，帮助学生提高运动水平和技能；其次，在健康行为目标方面，人工智能能够收集和分析学生的健康数据，为他们提供个性化的健康指导和培养游戏化的方式，培养健康的生活习惯和行为；最后，在体育品德目标方面，人工智能可以利用虚拟角色、情境模拟和个性化道德引导等方法，在体育活动中培养学生的团队合作意识、公平竞争精神和友谊互助等品德。

本研究的结果表明，基于人工智能的体育与健康课程目标达成路径能够有效促进学生在运动能力、健康行为和体育品德等方面的发展。这对于中小学体育与健康课程的教学改革和人工智能在教育领域的应用具有重要意义。然而，本研究还存在一些限制和挑战。例如，技术的可行性、隐私保护、公平性等问题需要进一步探索和解决。同时，教师和学生对于人工智能技术的接受程度和能力也是一个需要考虑的因素。未来的研究可以进一步深入探讨如何充分利用人工智能技术，设计更加精准和个性化的体育与健康课程，以提高学生的整体素质和综合能力。此外，还可以研究如何培养学生对于人工智能技术的理解和应用能力，以适应未来社会对于人工智能的需求和挑战。