人工智能赋能高校公共体育教育的现实困境与行动方略

引言

《普通高中体育与健康课程标准 (2017 年版 )》和《义务教育体育与健康课程标准(2022 年版 )》都提及应用信息技术融合线上线下资源 , 打破时空限制来扩充学生体育学习场地，给现代体育教育向智能化转型提供了重要指引[1]。随着人工智能技术不断更新换代，社会环境时刻发生改变，加之国家对于新型体育教育信息化需求的提升，人工智能技术在体育领域的应用已经成为一种不可逆转的趋势。现在高校的公共体育教育在人工智能应用过程中已经取得了初步效果，但是在深层次融合上还是存在诸多难点，为此展开深度探讨并给出应对策略就显得特别重要，可以帮助高校的公共体育教育实现更好的发展。

一、人工智能驱动体育教育革新的内在动因

（一）新一代体育教育实施对象深受人工智能影

目前体育教育实践发展的道路与人工智能技术的第三次重大变革相契合，新一代的学生是“人工智能原住民”，其认知模式、信息获取途径以及学习需求等都受到了技术变革的影响，其中最显著的特点就是技术依赖性越来越强。其一，依靠大数据分析和深度学习算法，人工智能在基础教育领域的应用不断加深，开始塑造学生对于即时反馈、个性化互动以及沉浸式体验的学习偏好。第二，技术应用具有明显的持续性特点，人工智能技术会贯穿于个体的整个生命历程，涉及学习、工作以及日常生活等诸多范畴，使得体育教育系统必须迅速形成智能化的适应机制，从而改善学生在智能环境下的运动技能和综合素质发展情况。第三，学习方法正在发生重大的代际改变，传统的标准型教学方式难符合个性化发展和沉浸式学习的需要，非常需要依靠 AI 技术达成动作捕捉、及时反馈等功能，以便更好地应对数字化时代的进修需求。

（二）人工智能在教育领域广泛应用的整体推动

教育智能化转型给体育教育带来系统性改变。智慧校园凭借物联网和大数据技术，整合软硬件资源并创建全要素智能环境，促使体育教学在空间布局、资源配置以及评估机制等方面得到优化升级，否则就可能被市场淘汰 [2]。跨学科技术融合的推动作用，人工智能已形成完备的教育应用范式，体育教育要借助此范式开展多领域协同创新，以提升自身在教育技术创新方面的适应性和前瞻性。人工智能技术在教育公平方面有着明显的优势，创建以远程互动为核心的新颖教学形式，比如虚拟教室，可以突破传统教育在时空上的限制，依靠技术创新给弱势群体和资源贫乏地区提供平等参与的机会，从而促使教育资源得到均衡分配，服务范围得以扩大。

（三）新时代体育教育发展对人工智能的迫切需要

体育教育领域正处在深刻的变革当中，其本质特性与人工智能技术的性质十分吻合，给人工智能在体育教育中的应用赋予了坚实的基础。人工智能是提升学生核心素养的重要工具，通过构建个性化的数据模型并整合智能穿戴设备，实现了对学生体质监测、行为分析以及道德品质评价的精细化管理和体系化优化，从而为三维核心素养的科学评价和持续改进提供有力支撑。此外，人工智能凭借其突破传统教育模式的潜在优势，正在推动教育观念的更新与教育实践的革新，成为教育现代化进程中的关键驱动力量。

二、人工智能在高校公共体育教育中的赋能情况

（一）基于人工智能的个性化体育教学模式

基于人工智能的个性化体育教学模式，借助人工智能系统实时搜集运动有关的数据，就能深入探究运动的特性及其潜藏的能力，给每个学生量身定做专门的训练方案，并依照进步状况随时改变训练强度和内容，保证在合适的难度之下不断改进，而且防止由于训练内容单一造成的学习效率下降或者身体负荷加重之类的麻烦事，智能评判模块从动作是否标准，力量使用是否合理这些方面给予即刻反馈，让学生能够及时改正错误并完善技术上的细节，可以让学生在符合自身节奏的情况下提升自己的体能和技术水平，减轻因为进度不同而产生的心理压力，从而提高学习的积极性和参与度，达到更好的体育教育效果。

（二）人工智能辅助的互动式教学模式

人工智能辅助的互动式教学模式，借助技术手段强化师生互动，让体育教学更生动、灵活且富有参与感。依靠多模态感知技术，人工智能系统可以对学生运动轨迹做到及时跟踪，给予个性化的即时反馈，帮助学生更好地掌握运动状态[3]。在训练环节，AI 平台利用高速数据处理算法对动作细节进行精准剖析，给出具有针对性的改进方案，明显改善了学习效率。根据每个人的不同之处，动态调整训练强度和难度系数，保证每个学生都能得到符合自身水平的教学体验，进而不断激发学习兴趣，防止出现因为机械反复而产生的厌倦情绪。在互动环节，智能辅助工具不但可以模仿专业教练当场指导，还加入游戏化设计元素来加强趣味性，促使学生自发参与并增进团队合作能力，营造出一种积极活跃的学习氛围。

（三）数据驱动的精准体育教学

数据驱动的精准体育教学，运用人工智能与大数据技术对学生运动表现进行全面监测分析，从而提供科学客观的个性化训练方案。利用智能终端即时采集体能数据，再凭借多种数据深入挖掘和综合分析手段，此系统可以准确地识别出个体差异，形成符合生理特点的专门训练计划，在此基础上，采用动态调节机制的人工智能算法可以随时改变训练强度，在保证效率得到提高的情况下，也能顾及到安全防护的需求，依靠运动数据的细致分析，及时察觉隐藏的危险并预估大概率会出现的健康风险，进而做到提前应对，明显减小运动损伤的发生几率，全面改善学生参加体育活动的安全性与科学性程度。

三、当前高校公共体育教育的现实困境

（一）课程体系滞后，难以满足多元需求

高校公共体育课程体系滞后的表现主要是对多样化的响应程度不够，很难去适应个体需求和社会发展的潮流 [4]。在设计课程内容时，大部分学校还是依照篮球、足球以及田径这些传统的项目框架。虽然可以应付基本的体能锻炼要求，但是却难以与学生的兴趣爱好形成有效的匹配。在全民健身观念不断深入并促使运动方式发生改变之后，攀岩、飞盘、滑板等有趣又有社交性质的新类型开始引起年轻一代的关注；健康管理、运动康复等项目因为符合“科学健身”核心思想而成为大家普遍青睐的目标内容。当前，其创新性内容占比低或者根本不存在于现有的教学安排当中，使相关课程丧失了很多吸引力，同时也不利于学生的主动参与意愿，最终会对总体的学习成果带来不良影响。

（二）教学方式传统，效率与互动性不足

高校公共体育教学质量提升受到传统教学模式固有局限的影响，根源在于没有完成从单向灌输到双向互动的转变。当前教学过程中，大多数课程依然采取“教师示范—学生模仿—反复练习”的固定模式，使得教师的主导地位明显，学生的主体性被削弱，无法得到针对个体动作的技术反馈与精确指导。该教学方式影响学习效果，还可能因为技术动作不恰当导致运动损伤。现行评估体系的固有弊端，使传统教育模式的不足进一步凸显。当前体育课程考核主要依据期末体能测试成绩及出勤记录展开，“重结果，轻过程”的评价方法很难全方位体现学生在技能掌握、运动习惯养成、健康素养改善等方面的整体发展状况。

（三）资源分配不均，制约教学质量

资源分配机制的结构失衡状况，限制了高校公共体育教育实现创新发展。在师资队伍建设层面上，优秀体育教师的数量匮乏，专业素质水平亦有波动。伴随着高校规模不断扩大以及课程体系不断优化，现有教师队伍面临着诸多困难。既需要承受愈来愈多繁杂的教学负担，又要经常性地更新知识体系以配合当前现代体育教育的发展 [5]。有些老师对新鲜兴起的运动项目知之甚少，在利用智能教学工具方面也暴露出明显的短板，造成课堂教学内容总是跟不上时代变迁的步伐，更不用说结合前卫想法并加入新颖方法。从物质条件角度来说，教育资源缺乏严重限制了教育创新发展的空间，高等教育规模持续增大时，生均体育设施面积一直在下降，造成一些院校出现“共用设备短缺”、“课程安排矛盾”等情况，很难达到基本的教学要求。

（四）教育目标与社会需求脱节，育人价值未能充分彰显

当下高等教育里公共体育教育目标大多停留在体能培养、技能掌握这类基本层面，很难全面满足社会对高素质人才综合素质的多元需求，因而制约了其育人功能的全部达成，在大众越发看重个体健康素养、团队协作意识以及心理韧性等核心要素的当下，体育教育务必冲破传统模式，加强自身综合育人价值：通过团体活动来增进学生的交流与合作能力；依靠极限运动来磨练其意志品质；结合科学指导来推行终身体育理念。目前高等教育阶段公共体育课程教学仍以体能检测和技术考核为主要形式，对体育教育过程中所蕴含的非竞技性价值取向重视不够，造成学生很难把学到的知识与未来的职业发展或日常生活的场景相结合。

四、人工智能赋能高校公共体育教育的行动方略

（一）构建智能体育教学体系，搭建一体化平台

依靠人工智能技术搭建起来的智能化体育教育平台，将教学资源管理、课程设计以及学生学业评定等主要功能模块集合到一起。该平台根据各个体育项目的特性，提供多种多样的教学视频、动作分解动画以及虚拟指导工具，为学习者营造出全天候自主学习并复盘的环境。系统依据教学进程和个人能力的差异，动态推送相关的拓展资料和训练任务，从而构建起完整的学习知识体系，推动学生系统地提升自己的运动技能。部署智能传感器设备和高清摄像头，在课堂环境下精确搜集学生动作数据，通过算法执行量化分析和综合评判，迅速找出技术上的薄弱之处并给出改善意见。在篮球教学时，平台能够全程监测投篮姿势、运球方式等关键指标，从力效分布、身体协调性等多个方面产出细致报告，帮助学生全面了解自身短板并制定个人化的改善计划，在武术训练上，通过对比实际表现与标准套路的差异，利用慢速回放和重点标注功能，促使学员逐步改良技术细节。

（二）打造个性化体育锻炼方案，动态调整锻炼计划

借助人工智能技术的数据处理能力，可以做到对学生的个性化体育锻炼方案进行精确的设计，系统把体质检测数据，运动喜好以及过往的行为轨迹等多种信息整合起来，利用先进的算法来对学生身体状况和潜在能力作出科学的判断，然后按照这些情况构建起个体化的运动模型，将运动生理学以及训练学原理结合起来，仔细剖析学生的强项和需要改进的地方，从而给制订出科学合理地训练计划赋予理论上的支撑，按照这个系统的评价结果，就能够自动给出合适的运动项目种类，适合的负荷强度以及合理的训练周期长度，保证学生在训练过程中达到预想的效果。学生身体状况或者运动目的出现改变的时候，系统凭借动态分析机制随时调整锻炼方案，做到个性化的体育指导，对于超重而且喜欢有氧运动的学生群体，系统可以形成包含慢跑和游泳在内的逐步加强强度的计划，而且还要加入核心肌群加强训练来改良整体效果；而对于减脂需求很大但是关节柔韧性差的学生，首先建议做椭圆机或者水中有氧之类的冲击力小的运动，而且还要随时检测其关节承受力变动情况，从而保证训练安全。

（三）完善智能体育管理与评估机制，实施多元评估体系

借助人工智能技术来改善高校公共体育教育管理效能，利用智能化平台自动执行体育场馆预定、器材调度以及课程安排等流程，依靠数据分析场馆使用频率和设备损耗情况，智能规划资源分配计划，防止场地出现冲突并且削减器材闲置现象，进而优化管理效率并缩减人力开支。此系统可以随时观测体育设施运作状况，事先预估可能出现的故障，为设备保养提供数据支撑，保证教学活动顺利开展。在评价体系上，抛弃传统的以考试成绩为主的一元化评价方式，将人工智能技术与学生平时运动行为、课堂参与程度、技能发展水平等多方面指标融合起来实施综合评判，从而达到更科学合理的评价目的。此多维评价体系既可准确体现学生体育素养的发展水平，又给教学改进赋予了科学依据，通过将学生在速度、跳绳次数以及理论知识测试中的量化数据与课堂参与度、运动习惯养成等质性指标融合起来，系统就能产出个性化的评价报告，全方位显示学生的成长轨迹和不足之处，进而帮助教师制定更为有针对性的教学计划。

（四）强化师生人工智能素养培养，培育学生自主运用意识

创建以改进教师人工智能素养为主的培训体系，着重加强教师的技术应用能力，对体育教学中人工智能的具体应用场景、操作步骤以及设备使用方法实施系统阐述，邀请行业专家举办专题讲座，让教师更好地领悟智能教学平台和运动分析工具的功能特点及其实际意义，安排教师参加依靠人工智能的教学革新项目研发，促使学生结合自身教学经验给出改良意见，促使技术与教育观念融合，还要加大对学生的科技教育力度，引领学生掌握智能体育设备的操作技能，从而塑造学生利用人工智能自行练习和个性化学习的能力。开设人工智能与体育融合的选修课，开展智能体育设备操作技能培训，引导学生探究智能传感器、运动应用软件的技术原理，提升运动数据分析能力，根据数据制定个性化训练方案，利用人工智能体育教学研讨会、学生智能体育创新竞赛等实践平台，形成浓厚的人工智能技术应用氛围，激发师生创新潜能，促进师生人工智能综合素养的全面提升。

结束语

综上所述，人工智能技术给高校公共体育教育的革新转型给予了关键的动力，在个性化教学设计，交互式学习感受，精确化的运动引导以及智能化测评回馈这些方面有着明显的应用潜能，但现在该领域还存在着课程体系落后，教学模式僵化，资源分配不均以及育人目的和社会需求脱节等诸多难题，塑造智能化的教学平台，执行差别化的训练计划，改善数据驱动型的管理方式，而且要加大对教师和学生群体的人工智能素养培育力度，才能解决现存的难题。展望将来，要促使信息技术同体育教育进一步融合，促使