健康中國視域下人工智能對增強學(xué)生體質(zhì)健康的促進作用
羅瀟
電子科技大學(xué)中山學(xué)院
摘要：人工智能的高速發(fā)展已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，尤其是在體育教學(xué)中的革新，對增強學(xué)生體質(zhì)健康有積極的促進作用，為本文的研究奠定了基礎(chǔ)。本文通過調(diào)查法、訪談法、文獻(xiàn)資料法和分析等方法，在“健康中國”戰(zhàn)略格局的大背景下，從增強學(xué)生體質(zhì)健康的三大要素即：學(xué)生、教師、學(xué)校三者立場出發(fā)，深入探討人工智能對學(xué)生的自主鍛煉、對教師的主導(dǎo)地位和對學(xué)校的智能化管理的促進功能，從而解析人工智能對學(xué)生增強體質(zhì)健康的促進作用，并對未來人工智能對學(xué)生體質(zhì)健康促進的實踐做出了展望，提出了人工智能的具體形態(tài)對學(xué)生體質(zhì)健康促進方案。
關(guān)鍵詞：健康中國；人工智能；體質(zhì)健康；促進
習(xí)近平總書記在十九大報告中明確提出了新時代中國體育發(fā)展戰(zhàn)略，即：廣泛開展全民健身戰(zhàn)略，加快推進全面發(fā)展的體育強國戰(zhàn)略，籌備好以競技體育為軸心的冬奧會戰(zhàn)略[1]。這是對中國體育事業(yè)未來發(fā)展的戰(zhàn)略要求，也體現(xiàn)了體育事業(yè)承擔(dān)的時代責(zé)任。經(jīng)過《全民健身計劃（2011-2015）》的實施，我國體育健康事業(yè)蓬勃發(fā)展且不斷健全，到目前正值進行的《全民健身計劃（2016-2020）》、《健康中國行動（2019-2030年）》以及《健康中國“2030”規(guī)劃綱要》[2]、《青少年體育活動促進計劃》等與青少年體質(zhì)健康息息相關(guān)的政策與文件相繼出臺。特別是圍繞“健康中國2030”作為長期發(fā)展戰(zhàn)略，體現(xiàn)了黨和政府對青少年體質(zhì)健康生活的高度重視和深切關(guān)注。學(xué)生體質(zhì)健康實際情況嚴(yán)峻，特別是大學(xué)生體質(zhì)健康已持續(xù)30年下滑，2017年的體質(zhì)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)大、中、小學(xué)分別顯示為顯示，大學(xué)生達(dá)標(biāo)率74.4%，中學(xué)生達(dá)標(biāo)率(88%),小學(xué)生達(dá)標(biāo)率（92.1%），可見大學(xué)生體質(zhì)健康達(dá)標(biāo)率最低。
人工智能，英文縮寫為AI，是計算機科學(xué)的一個分支。目前正朝腦科學(xué)和計算機智能相結(jié)合方向發(fā)展，是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和拓展人的智能的科學(xué)技術(shù)。2018年3月，李克強總理在政府工作報告中指出：“加強新一代人工智能研發(fā)應(yīng)用，在教育、文化、體育等多領(lǐng)域推進‘互聯(lián)網(wǎng)+’，發(fā)展智能產(chǎn)業(yè)，拓展智能生活”[3]。這意味著將人工智能的研發(fā)應(yīng)用到體育教育的新型教學(xué)模式已上升為國家意志，標(biāo)志著智能產(chǎn)業(yè)豐富智能校園的新時代體育教學(xué)環(huán)境已跨入新紀(jì)元。
1 人工智能能優(yōu)化原動力，促進學(xué)生體質(zhì)健康自主提升
人工智能完全顛覆了傳統(tǒng)學(xué)生受教育模式[4]，其主要革新了教育參與者的體驗感觀化、教育資源的結(jié)構(gòu)合理化、教學(xué)評價的科學(xué)自動化以及教學(xué)方式的靈活可控化，它是涉及到多門學(xué)科包括計算機科學(xué)、心理學(xué)、邏輯學(xué)、自動化、教育學(xué)和控制論等，在實際運用中通過諸多人工智能技術(shù)設(shè)備如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、學(xué)生體質(zhì)健康測試大數(shù)據(jù)和可穿戴式智能設(shè)備為媒介，解決學(xué)生外部運動干預(yù)難的難題，從而有效的增強學(xué)生的體質(zhì)健康水平。
1.1 對學(xué)生體質(zhì)健康進行系統(tǒng)有效的監(jiān)測與評估
通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能設(shè)備的實時介入，完善了學(xué)生體質(zhì)健康的數(shù)據(jù)管理和服務(wù)體系，在尊重學(xué)生個體差異的條件下，豐富了樣本的多樣性與關(guān)聯(lián)度，基于智能數(shù)據(jù)的分類和統(tǒng)計，通過智能平臺實現(xiàn)了將眾多、繁瑣的數(shù)據(jù)進行實時對接，實時反饋，將這些心率、時間、步數(shù)、血壓等數(shù)據(jù)作為學(xué)生運動健康的監(jiān)控指標(biāo)[5]，再“大數(shù)據(jù)”時代，在網(wǎng)絡(luò)平臺上建立學(xué)生個人信息檔案，將從小學(xué)第一天開始的身體狀況、健康指標(biāo)等數(shù)據(jù)一直記錄到初中、高中直到大學(xué)，便于家長和學(xué)生自身在其體質(zhì)健康發(fā)展的道路上，及時了解和有效彌補，科學(xué)地指導(dǎo)學(xué)生進行有效健身，從而實現(xiàn)提高體質(zhì)健康，達(dá)到終身鍛煉的目的。
1.2 有利于培養(yǎng)學(xué)生運動習(xí)慣，促進課余鍛煉目標(biāo)的達(dá)成
隨著全媒體時代的到來，人工智能產(chǎn)業(yè)日新月異的發(fā)展，特別是大學(xué)生幾乎人手一臺智能手機，其次是智能手環(huán)、運動手表、智能服飾也越來愈多的走進學(xué)生的日常生活。智能產(chǎn)品功能的不斷更新，體積的不斷縮小，樣式的更加時尚美觀，使用時間靈活，鍛煉方式多樣，逐漸成為學(xué)生向往追求的熱門產(chǎn)品；人工智能設(shè)備同時還兼具視頻語音、運動方案計劃等健身教學(xué)功能；新聞咨詢傳遞、營養(yǎng)健康合理膳食指導(dǎo)等咨詢功能；以及群體交流、論壇互動等社交功能。運動方式的智能化使學(xué)生感受到運動鍛煉的樂趣，與同學(xué)一起運動，互相關(guān)注運動狀態(tài)，增加大家的運動樂趣和積極性，特別是在高校一周僅有2個學(xué)時體育課的現(xiàn)狀下，能有效彌補學(xué)生體育運動的不足，有利于培養(yǎng)長期參與運動的習(xí)慣，智能數(shù)據(jù)的長期保存能使學(xué)生逐漸養(yǎng)成終身體育的，更好地促進學(xué)生課余鍛煉目標(biāo)的達(dá)成。
2 人工智能能革新體育教學(xué)，促進教師主導(dǎo)地位升華
體育教師是學(xué)生進行體育運動的直接傳授者，對學(xué)生體育活動的科學(xué)指導(dǎo)對課外活動有效組織直接影響學(xué)生體質(zhì)健康運動效果。人工智能融入學(xué)校體育，以數(shù)字化為基礎(chǔ)，將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和教學(xué)手段等方面引起巨大的變革，體育教學(xué)將打破傳統(tǒng)意義上運動資源的局限性，借助智能設(shè)備的媒介作用使資源優(yōu)化重組，為學(xué)生提供智能、聰慧、新穎、先進的教學(xué)服務(wù)，讓體育運動隨處可行，隨時可行。
2.1 有利于教師進行無障礙運動鍛煉指導(dǎo)
教師是學(xué)生體質(zhì)健康得以保障和提高的主導(dǎo)者，在新型的人工智能的驅(qū)動下，教師轉(zhuǎn)型為智能教師，通過人工智能平臺的媒介作用，教師更容易全面系統(tǒng)地掌握學(xué)生身體素質(zhì)條件、健康狀況和參與運動情況，人工智能彌補了以往對這些重要數(shù)據(jù)的忽略和收集，教師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，將學(xué)生進行分層、分組教學(xué)，對不同學(xué)生的運動強度、運動時間的掌控，以及對教學(xué)內(nèi)容的制定，課外鍛煉的情況做到因人施教。隨著各種新型智能產(chǎn)品的研發(fā)，相較于傳統(tǒng)的體育教學(xué)，這種新型智能鍛煉模式，不拘泥于教學(xué)資源的制約，不受天氣和場所的影響，可以更加靈活自由的選擇運動時間、運動場地和運動內(nèi)容。在各種新型體育運動上逐漸得到運用，而且在鍛煉的過程中，還將進行智能引導(dǎo)，達(dá)到科學(xué)鍛煉的目的，同時這種智能教學(xué)模式也可以作為衡量教師教學(xué)質(zhì)量的重要根據(jù)。
2.2 有利于完善智能化學(xué)生體質(zhì)健康診斷處方評估
人工智能介入學(xué)生體質(zhì)健康診斷處方是利用傳感技術(shù)，對學(xué)生日常生活運動鍛煉的跟蹤并結(jié)合學(xué)生體測結(jié)果和心理動機的評價實現(xiàn)可視化對比分析，給出學(xué)生體質(zhì)健康和鍛煉活動的綜合分析結(jié)果。這種介入診斷處方的應(yīng)用，可以建立科學(xué)的診斷處方評估體系，將診斷的全面信息實時反饋給老師和學(xué)生，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果借助“互聯(lián)網(wǎng)+”和智能化網(wǎng)絡(luò)健康平臺已建立的數(shù)據(jù)庫，給出多維度、針對性強的個性化運動干預(yù)處方，隨時追蹤運動干預(yù)效果，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在鍛煉動力，突破學(xué)生體質(zhì)健康鍛煉的瓶頸。智能化學(xué)生體質(zhì)健康診斷處方評估建立，不僅大大提高了學(xué)生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)的全面性和真實性，在準(zhǔn)確學(xué)生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)的前提下，大大簡化了教師的工作量，使教師對學(xué)生的體育鍛煉進行針對性的指導(dǎo)，有效地促進教師調(diào)節(jié)學(xué)生體質(zhì)鍛煉的這一重要環(huán)節(jié)。
2.3 有利于建立科學(xué)合理的反饋評價標(biāo)準(zhǔn)
大數(shù)據(jù)應(yīng)用到學(xué)校體育，改變了以往依賴體育課堂教學(xué)，追求技術(shù)動作標(biāo)準(zhǔn)評價的局限性。教師通過對學(xué)生的課內(nèi)外的整體運動量、運動強度和運動效果進行全方位立體監(jiān)測，準(zhǔn)確掌握學(xué)生運動鍛煉的具體情況，進而有效地評估學(xué)生的課外體育鍛煉，豐富了體育教學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)，為優(yōu)化課外體育鍛煉評價提供最可靠的數(shù)據(jù)支撐。評價標(biāo)準(zhǔn)的智能化，同時也使體質(zhì)健康水平處于不同層次的學(xué)生得到了公平合理的運動評價，尤其使體質(zhì)健康水平略低的學(xué)生有了歸屬感和運動鍛煉的動力，他們不再因為自身條件的制約而對優(yōu)異體育成績可望不可即，而是更加主動去加強體質(zhì)健康鍛煉，通過過程評價，讓他們得到科學(xué)合理的評價結(jié)果。
3 人工智能能優(yōu)化職能，促進學(xué)校智能化管理新模式建設(shè)
2016年10月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，《綱要》指出：“要實施青少年活動促進計劃，培養(yǎng)青少年體育愛好，基本實現(xiàn)青少年熟練掌握1項以上體育運動技能，確保學(xué)生校內(nèi)每天體育活動時間不少于1小時[2]。到2030年，青少年學(xué)生每周參與體育活動達(dá)到中等強度3次以上，國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)優(yōu)秀率25%以上[6]。”在“健康中國”的大背景下，各級政府、各學(xué)校職能部門應(yīng)高度重視，嚴(yán)格把關(guān)制定相關(guān)政策，大力發(fā)展學(xué)生體育活動，努力增強學(xué)生體質(zhì)健康。
3.1 搭建智能“國家學(xué)生體質(zhì)健康測試”平臺
目前大部分地區(qū)學(xué)校的學(xué)生體質(zhì)健康測試（下稱體測）工作停留在通過規(guī)定項目器材定期對學(xué)生規(guī)定項目進行體側(cè)和簡單上報數(shù)據(jù)的層面，有的學(xué)校甚至是為了節(jié)約成本，減少工作量開支，每次體側(cè)只針對個別院系，目的也就是為了應(yīng)付檢查，這種被動的體測觀直接影響體測的真實性和有效性，達(dá)不到體測的真正目的。同時體測結(jié)果大都沒有做分析也沒有實時反饋給學(xué)生和家長，更沒有對學(xué)生后期的體質(zhì)鍛煉起到干預(yù)和指導(dǎo)的作用，這是學(xué)生體質(zhì)健康未見增強的主要矛盾。
每年學(xué)生體質(zhì)健康測試的大量數(shù)據(jù)的收集、處理和分析對學(xué)校和教師來說確實是耗時耗力的工作，反饋分析和后期干預(yù)僅靠人工操作很難實時完成，而采用大數(shù)據(jù)、云計算、可穿戴式智能產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等人工智能新型手段能解決傳統(tǒng)體測的一系列問題。AI計算機是一整套完整的信息化工程，是對傳統(tǒng)計算機的改良，進一步提高數(shù)據(jù)處理效率，以及數(shù)據(jù)的控制與交互，通過設(shè)定的數(shù)據(jù)庫進行自動智能識別，構(gòu)建智能化的學(xué)生體質(zhì)健康測試系統(tǒng)，通過終端大型智能計算機對原始數(shù)據(jù)收集和處理提交給AI計算機進行深度分析將處理后的數(shù)據(jù)在移動設(shè)備上做出圖形化的顯示并及時更新，家長和學(xué)生可以隨時隨地查閱體質(zhì)健康數(shù)據(jù)，了解自身體質(zhì)健康問題，并在后期運動鍛煉中采取科學(xué)有效方法進行合理鍛煉，最終達(dá)到促進自身體質(zhì)健康的目的。
3.2 實現(xiàn)智能化學(xué)生健康管理服務(wù)體系
張繼平（2011）、晏瑞琴（2012）、曾慶榮（2013）、劉家彤（2014）、郎文君（2016）、付鵬(2017)分析了大學(xué)生體質(zhì)健康管理的內(nèi)涵和外延，定義為學(xué)校在對學(xué)生進行體質(zhì)健康教育的基礎(chǔ)上，對學(xué)生的體質(zhì)和體能進行全面監(jiān)測、分析、評估、指導(dǎo)、干預(yù)的全過程，從而實現(xiàn)學(xué)生體質(zhì)健康水平和自我健康管理能力的提高[7]。雖然目前對人工智能作用于學(xué)生健康管理服務(wù)的理論性研究尚淺，但是在人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，已經(jīng)有企業(yè)生產(chǎn)出了可穿戴運動智能設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)健康管理服務(wù)軟件、運動APP實時監(jiān)測健康數(shù)據(jù)等一系列智能產(chǎn)品實現(xiàn)實時監(jiān)測方便快捷地健康管理服務(wù)，以之為鑒，將這些人工智能服務(wù)于廣大學(xué)生，幫助他們實現(xiàn)自我健康信息查詢功能和運動成績監(jiān)控、評估、促進，為學(xué)生建立全方位的健康管理服務(wù)體系。
3.3建立智能化外部活動干預(yù)管理制度
外部活動干預(yù)學(xué)生的運動鍛煉，是有效增強學(xué)生體質(zhì)健康水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著國家政策對體育教育，體育考核制度的重視和改革，越來越多的學(xué)校也在除體育課堂外增多學(xué)生運動鍛煉的時間，加大對外部活動干預(yù)學(xué)生健康鍛煉的管理，不少學(xué)校和學(xué)生為此付出了巨大地投入。智能化的外部活動干預(yù)的介入表現(xiàn)在干預(yù)方案的制定上，對學(xué)生進行分層、分類干預(yù)和督導(dǎo)。例如杭州電子科技大學(xué)所自主研發(fā)的“校園陽光長跑智能化管理系統(tǒng)”[8]，凸顯了學(xué)生“陽光長跑”參與的自主化[9]、課外鍛煉的自覺化以及學(xué)校管理的自助化，形成了極具特色的學(xué)校體育課內(nèi)外一體化信息管理模式。運用現(xiàn)代化信息管理技術(shù)，構(gòu)建智能管理新模式，將教育學(xué)、管理學(xué)、運動學(xué)、訓(xùn)練學(xué)等多門學(xué)科建設(shè)通過信息技術(shù)手段結(jié)合起來，有序組織成千上萬的在校學(xué)生開展課外體育鍛煉，還可借助網(wǎng)絡(luò)智能信息平臺突破組織界限，組織形式多樣內(nèi)容豐富的線上體育競賽活動，營養(yǎng)健康知識視頻講座，課外體育俱樂部，體質(zhì)健康咨詢中心等，拓寬學(xué)校體育活動局限性，突破學(xué)校體育的障礙堡壘，建立網(wǎng)絡(luò)化、立體化、數(shù)據(jù)化、趣味化、科學(xué)化的校園智能活動干預(yù)管理制度新格局，以最終實現(xiàn)增強學(xué)生的體質(zhì)健康的目標(biāo)。
4結(jié)論
在“健康中國”舉國戰(zhàn)略方針指引下，智能體育能為當(dāng)下研究的熱點，我們要明確增強學(xué)生體質(zhì)健康的促進三大要素里，學(xué)生是內(nèi)因，教師是外因，學(xué)校是保障，三者互相促進，相互制約，缺一不可。
4.1學(xué)生自我的內(nèi)驅(qū)動力是增強學(xué)生體質(zhì)健康的關(guān)鍵。體質(zhì)健康的提高必須通過自身的體育鍛煉得以實現(xiàn)，體質(zhì)健康的提高是長期的、動態(tài)的、多方面和復(fù)雜的，人工智能實現(xiàn)學(xué)生體育鍛煉全方位立體的監(jiān)控，對個體健康狀態(tài)進行具體評估實時反饋，促使學(xué)生和家庭意識到提高體質(zhì)健康的迫切感，有效地促進了學(xué)生自發(fā)參與運動，養(yǎng)成積極運動習(xí)慣，培養(yǎng)終身體育意識，從而實現(xiàn)學(xué)生的終身健康[10]。
4.2體育教師要時刻用科技武裝頭腦，不斷進行計算機等多個交叉學(xué)科對體育發(fā)展的繼續(xù)教育，不斷用發(fā)展的眼光要求自身緊隨新時代的大潮，將增強學(xué)生體質(zhì)健康放在第一位，努力用先進的教學(xué)手段、科學(xué)的教學(xué)方法、職業(yè)的道德情操去指導(dǎo)和影響學(xué)生運動鍛煉，同時在人工智能引入的同時，注重學(xué)生的道德情感品質(zhì)的培養(yǎng)，人工智能不是冰冷的儀器設(shè)備，應(yīng)該是道德情操的結(jié)合體，探索如何在人工智能促進學(xué)生健康運動中注入道德情感和品質(zhì)的培養(yǎng)將是未來體育教學(xué)改革面臨的重要問題之一。
4.3學(xué)校是學(xué)生進行體質(zhì)健康鍛煉的主戰(zhàn)場，智能化測試硬件設(shè)備的研發(fā)，智能化體質(zhì)測試大數(shù)據(jù)平臺的建立，以及智能化學(xué)生健康管理服務(wù)體系的構(gòu)建，將重構(gòu)傳統(tǒng)的學(xué)校體育環(huán)境，實現(xiàn)“數(shù)字化”“智能化”的體質(zhì)健康系統(tǒng)。各級政府和學(xué)校有關(guān)教學(xué)部門要宏觀把握人工智能融入教學(xué)改革方向，建立創(chuàng)新戰(zhàn)略教育體制，合理規(guī)劃，為大數(shù)據(jù)時代的到來，構(gòu)建新型教學(xué)體系做好充分準(zhǔn)備。
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基金項目：2020 年度電子科技大學(xué)中山學(xué)院高等教育教學(xué)改革項目 (項目編號：JY202026)。
作者簡介：羅瀟（1982-），女，漢，湖北武漢人，碩士研究生，副教授，研究方向:高校體育教學(xué)與訓(xùn)練。
