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汪晓赞:构建智能体育与健康教学模式

2022年10月25日

  在信息技术赋能教育的时代变局中,教育部颁布了《教育信息化2.0行动计划》,旨在推动信息技术与教育的深度融合。如何将大数据、云计算、人工智能等信息技术应用到当下体育与健康教学中,探索未来的智能体育与健康教学模式已成为广大体育教育工作者面临的重要问题。《义务教育体育与健康课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》)在体育与健康课程教学建议、学习评价建议和教材编写建议中均提出了与现代信息技术相结合的要求。

  在人工智能时代背景下,以信息化、数字化、智慧化功能为导向,构建基于现代信息技术的智能体育与健康教学模式,不仅可以有效落实《课程标准》、提高教学效率、缓解教师压力、激发学生兴趣,还有助于实现中小学体育与健康教学的高质量、可持续发展。

  智能体育与健康教学模式主要概括为“1—2—3—4”。

利用智能设备收集学生运动数据,体育教师根据实时数据科学安排运动强度和密度已成为体育与健康教学新趋势


创新一类教学内容


  教学内容是开展体育与健康教学的关键所在。然而,当前体育与健康课程教学活动中仍存在单一技术教学、单一学科教学、单一呈现形式等现象。

  《课程标准》提出“应当充分利用现代信息技术,重视纸质教材与数字资源的优势互补”。随着各学科知识图谱的构建与各类信息技术的应用,学科知识体系已逐步实现知识结构的数字化与呈现形式的多样化,并且通过对不同学科知识点的标记,各学科和体育与健康学科之间、体育与健康学科内部各知识点之间的关联已日渐明朗。基于此,以往各学科间仅凭经验串联多学科知识的“多学科教学”正逐步成为过去,单一技术教学等非结构化的教学内容将被摒弃,而基于人工智能串联构建、基于信息技术多维呈现的结构化的体育与健康教学内容体系逐步形成。如:基于人工智能对篮球教学的设计,依据篮球知识体系内各知识点之间的关联,可以将运球、传球、上篮等多个知识点融入同一教学内容中,从而实现篮球结构化教学;基于篮球知识体系与物理、数学等学科知识的关联,可以在篮球教学中融入重力、摩擦力等相关知识,实现跨学科教学内容设计;基于增强现实、虚拟现实和虚拟仿真等技术,可以为学生提供篮球技战术全景展示和沉浸式体验,从而加深学生对技战术的理解。

  智能体育与健康教学模式对教学内容的结构化、跨学科与形式创新,可以使体育与健康教学内容实现以问题为导向,帮助学生提高解决真实情境中复杂问题的能力。


转变两种教学行为


  教学行为包括教师的教与学生的学。当前的体育与健康教学中,由于教学资源的限制,教师往往需要同时面向几十名学生教授同一内容,学生个体间的兴趣导向、运动技能、身体机能等差异容易被忽略。《课程标准》提出“在体育与健康教学中应当运用现代信息技术开展项目教学”。为此,如何基于现代信息技术手段,摆脱不能因材施教的困境,使教师的“教”充分适应学生的个体差异,让学生的“学”不再局限于上课所教的内容,成为新时代体育与健康教学所面临的一个重要课题。

  一方面,对于教师“教”的行为,基于物联网和大数据,可根据学生的多维历史数据对每一名学生进行体育与健康“学习画像”的精准绘制;基于人工智能,可根据不同的教学目的实现对教学内容的个性化组合与高效设计;基于云计算和云存储,针对预先录制的教学内容对不同学生开展不同的教学活动。如:基于人工智能的教师“教”的行为,依据学生的“学习画像”可以为不同学生有针对性地设计教学内容,然后确定每一名学生的个性化学习内容,并预先录制供学生自可以买足球的app平台学习。

  另一方面,对于学生“学”的行为,结合对学生心理认知、兴趣爱好、运动技能、身体机能等数据的综合分析,人工智能程序可以给出准确的学习建议,结合当前越来越多的各类智能“库”、大数据平台等,学生可以便捷地获取各类丰富的学习资源。智能体育与健康教学模式对教师“教”的行为与学生“学”的行为的转变,不仅可以使得教师的因材施教、学生的自主学习成为可能,还能在控制教与学成本的同时提升教与学的质量。


突破三重时空壁垒


  现有体育与健康教学活动一般依托现实中的固定场所,在固定的时间开展,因而受到单向时间、物理空间、现实空间三重壁垒束缚,限制了体育与健康教学活动的自由发展。同时,受新冠疫情影响,近年来体育与健康线下教学活动被迫取消已成常态,跨越时空的教学活动已成未来教育发展趋势。《课程标准》提出“应帮助学生通过线上线下相结合方式打破学习的时空壁垒”。为此,借助现代信息技术突破体育与健康教学的时空壁垒、提升不同时空条件下的体育与健康教学质量显得尤为迫切。

  首先,要突破单向时间壁垒。当前的现代信息技术尤其是云存储技术为突破教学活动的单向时间壁垒提供了可能,各类优质教学资源以数字化的形式存储在云端,使得教师可以随时开展教学活动并将教学资源上传至云端,学生则可随时获取过去的教学资源开展自可以买足球的app平台学习,因而教师和学生都无须在固定的时间参加教学活动。教师可随时将录制好的教学视频上传到云端,学生自行选择时间从云端下载教学视频学习。

  其次,要突破物理空间壁垒。近年来各类在线教学技术的快速发展已突破了体育与健康教学的物理空间局限,缩短了师生、生生之间的物理距离,将“天涯咫尺”变为现实,教师可以在瓤梢月蜃闱虻腶pp平台獾氐阃ü谘痘嵋椤⒍ざさ韧缙教菇萄В梢栽谌可以买足球的app平台獾氐阃ü缒浴⑹只戎斩松璞附醒埃徒淌Χ嘉扌朐诠潭ǔ∷渭咏萄Щ疃H纾航淌Φ慕萄е辈ィ灰型缧藕鸥哺牵伎梢酝ü髦忠贫斩松璞附惺凳痹谙哐啊

  最后,要突破现实空间壁垒。增强现实、虚拟现实技术的出现为体育与健康教学活动突破现实空间提供了可能,增强现实技术可以基于现实空间模拟出各类虚拟器材、场地、人物、场景,而虚拟现实技术更是进一步摆脱了现实空间的束缚,可以直接在虚拟空间中模拟现实中的所有事物,使得教学活动得以摆脱现实空间场地和器材的束缚,让学生获得“沉浸式”体验。


解决四类评价困境


  义务教育和普通高中的体育与健康课程标准均非常重视体育与健康学习评价,但体育教师在学习评价中往往面临着客观性不足、效率低下、过程缺失、维度单一等现实困境。《课程标准》提出“应当加强运用现代信息技术开展实时和精准评价”。如何通过现代信息技术手段,实现体育与健康学习评价的客观性、时效性、过程性和多样性,也是智能体育教学模式的关键所在。

  提升评价的客观性意味着需要降低现有体育与健康教学中主观评价的权重,尽可能地采用客观设备获取量化评价结果。物联网的“万物互联”属性为此提供了可能,基于物联网技术和无处不在的传感器,可以实时精确地获取学生各项指标的量化评价结果。如:通过可穿戴设备能够实时获取学生在体育与健康实践课中的运动强度、运动时间、运动距离、运动密度等数据。

  提升评价的效率性意味着需要摒弃一对一的评价模式,在同一时间对所有学生进行评价。人工智能技术的“智能教师”为此提供了可能,可以借助“智能教师”,同时对所有学生开展评价。如智能体育家庭作业系统就可以替代教师,通过APP即可实现同时对所有学生的体育家庭作业情况进行监测与评价。

  注重评价的过程性意味着需要记录学生的全过程数据,而非仅仅记录学生的最终数据,人工智能技术的“学习画像”为此提供了可能。“学习画像”可以基于学生学习的全过程数据绘制学生的学习过程画像,分析结果可以充分体现出学生在各个过程中的学习表现。

  实现评价的多样性意味着需要将学生的多种指标尽可能地纳入评价之中,避免将评价维度局限于体能、运动知识与技能,大数据技术的“多维”属性为此奠定了基础,可通过大数据技术获取学生的多维数据,挖掘各维度数据与学生学业水平之间的关联,进而充分拓展体育与健康的评价维度。

  面向未来的智能体育与健康教学模式是现代信息技术与体育与健康课程教学深度融合的新时代产物,可以有效回应当下体育与健康教学发展同教育信息技术发展之间的现实矛盾和问题,并为课程标准对体育与健康教学的信息化和智能化要求提供理论指导,对实现体育与健康课程的育人功能和价值具有重要的现实意义。


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作者丨汪晓赞(作者系可以买足球的app平台体育与健康学院教授、义务教育体育与健康课程标准组成员

来源丨中国教育报

编辑丨赵一航

编审丨戴琪


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