健康中國視域下人工智能對增強學生體質(zhì)健康的促進作用
羅瀟
電子科技大學中山學院
摘要：人工智能的高速發(fā)展已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，尤其是在體育教學中的革新，對增強學生體質(zhì)健康有積極的促進作用，為本文的研究奠定了基礎。本文通過調(diào)查法、訪談法、文獻資料法和分析等方法，在“健康中國”戰(zhàn)略格局的大背景下，從增強學生體質(zhì)健康的三大要素即：學生、教師、學校三者立場出發(fā)，深入探討人工智能對學生的自主鍛煉、對教師的主導地位和對學校的智能化管理的促進功能，從而解析人工智能對學生增強體質(zhì)健康的促進作用，并對未來人工智能對學生體質(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)對學生體質(zhì)健康促進方案。
關鍵詞：健康中國；人工智能；體質(zhì)健康；促進
習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)承擔的時代責任。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注。學生體質(zhì)健康實際情況嚴峻，特別是大學生體質(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、小學分別顯示為顯示，大學生達標率74.4%，中學生達標率(88%),小學生達標率（92.1%），可見大學生體質(zhì)健康達標率最低。
人工智能，英文縮寫為AI，是計算機科學的一個分支。目前正朝腦科學和計算機智能相結(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技術。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)應用，在教育、文化、體育等多領域推進‘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)應用到體育教育的新型教學模式已上升為國家意志，標志著智能產(chǎn)業(yè)豐富智能校園的新時代體育教學環(huán)境已跨入新紀元。
1 人工智能能優(yōu)化原動力，促進學生體質(zhì)健康自主提升
人工智能完全顛覆了傳統(tǒng)學生受教育模式[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、教學評價的科學自動化以及教學方式的靈活可控化，它是涉及到多門學科包括計算機科學、心理學、邏輯學、自動化、教育學和控制論等，在實際運用中通過諸多人工智能技術設備如互聯(lián)網(wǎng)技術、云計算、學生體質(zhì)健康測試大數(shù)據(jù)和可穿戴式智能設備為媒介，解決學生外部運動干預難的難題，從而有效的增強學生的體質(zhì)健康水平。
1.1 對學生體質(zhì)健康進行系統(tǒng)有效的監(jiān)測與評估
通過互聯(lián)網(wǎng)技術和智能設備的實時介入，完善了學生體質(zhì)健康的數(shù)據(jù)管理和服務體系，在尊重學生個體差異的條件下，豐富了樣本的多樣性與關聯(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)作為學生運動健康的監(jiān)控指標[5]，再“大數(shù)據(jù)”時代，在網(wǎng)絡平臺上建立學生個人信息檔案，將從小學第一天開始的身體狀況、健康指標等數(shù)據(jù)一直記錄到初中、高中直到大學，便于家長和學生自身在其體質(zhì)健康發(fā)展的道路上，及時了解和有效彌補，科學地指導學生進行有效健身，從而實現(xiàn)提高體質(zhì)健康，達到終身鍛煉的目的。
1.2 有利于培養(yǎng)學生運動習慣，促進課余鍛煉目標的達成
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，逐漸成為學生向往追求的熱門產(chǎn)品；人工智能設備同時還兼具視頻語音、運動方案計劃等健身教學功能；新聞咨詢傳遞、營養(yǎng)健康合理膳食指導等咨詢功能；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生感受到運動鍛煉的樂趣，與同學一起運動，互相關注運動狀態(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個學時體育課的現(xiàn)狀下，能有效彌補學生體育運動的不足，有利于培養(yǎng)長期參與運動的習慣，智能數(shù)據(jù)的長期保存能使學生逐漸養(yǎng)成終身體育的，更好地促進學生課余鍛煉目標的達成。
2 人工智能能革新體育教學，促進教師主導地位升華
體育教師是學生進行體育運動的直接傳授者，對學生體育活動的科學指導對課外活動有效組織直接影響學生體質(zhì)健康運動效果。人工智能融入學校體育，以數(shù)字化為基礎，將從教學內(nèi)容、教學形式和教學手段等方面引起巨大的變革，體育教學將打破傳統(tǒng)意義上運動資源的局限性，借助智能設備的媒介作用使資源優(yōu)化重組，為學生提供智能、聰慧、新穎、先進的教學服務，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
教師是學生體質(zhì)健康得以保障和提高的主導者，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)，將學生進行分層、分組教學，對不同學生的運動強度、運動時間的掌控，以及對教學內(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，這種新型智能鍛煉模式，不拘泥于教學資源的制約，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，達到科學鍛煉的目的，同時這種智能教學模式也可以作為衡量教師教學質(zhì)量的重要根據(jù)。
2.2 有利于完善智能化學生體質(zhì)健康診斷處方評估
人工智能介入學生體質(zhì)健康診斷處方是利用傳感技術，對學生日常生活運動鍛煉的跟蹤并結(jié)合學生體測結(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用，可以建立科學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處方，隨時追蹤運動干預效果，激發(fā)學生的內(nèi)在鍛煉動力，突破學生體質(zhì)健康鍛煉的瓶頸。智能化學生體質(zhì)健康診斷處方評估建立，不僅大大提高了學生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)的全面性和真實性，在準確學生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)的前提下，大大簡化了教師的工作量，使教師對學生的體育鍛煉進行針對性的指導，有效地促進教師調(diào)節(jié)學生體質(zhì)鍛煉的這一重要環(huán)節(jié)。
2.3 有利于建立科學合理的反饋評價標準
大數(shù)據(jù)應用到學校體育，改變了以往依賴體育課堂教學，追求技術動作標準評價的局限性。教師通過對學生的課內(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，準確掌握學生運動鍛煉的具體情況，進而有效地評估學生的課外體育鍛煉，豐富了體育教學評價標準，為優(yōu)化課外體育鍛煉評價提供最可靠的數(shù)據(jù)支撐。評價標準的智能化，同時也使體質(zhì)健康水平處于不同層次的學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，讓他們得到科學合理的評價結(jié)果。
3 人工智能能優(yōu)化職能，促進學校智能化管理新模式建設
2016年10月，中共中央、國務院印發(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，青少年學生每周參與體育活動達到中等強度3次以上，國家學生體質(zhì)健康標準達標優(yōu)秀率25%以上[6]?！痹凇敖】抵袊钡拇蟊尘跋?，各級政府、各學校職能部門應高度重視，嚴格把關制定相關政策，大力發(fā)展學生體育活動，努力增強學生體質(zhì)健康。
3.1 搭建智能“國家學生體質(zhì)健康測試”平臺
目前大部分地區(qū)學校的學生體質(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生和家長，更沒有對學生后期的體質(zhì)鍛煉起到干預和指導的作用，這是學生體質(zhì)健康未見增強的主要矛盾。
每年學生體質(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)絡技術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，通過設定的數(shù)據(jù)庫進行自動智能識別，構(gòu)建智能化的學生體質(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)在移動設備上做出圖形化的顯示并及時更新，家長和學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有效方法進行合理鍛煉，最終達到促進自身體質(zhì)健康的目的。
3.2 實現(xiàn)智能化學生健康管理服務體系
張繼平（2011）、晏瑞琴（2012）、曾慶榮（2013）、劉家彤（2014）、郎文君（2016）、付鵬(2017)分析了大學生體質(zhì)健康管理的內(nèi)涵和外延，定義為學校在對學生進行體質(zhì)健康教育的基礎上，對學生的體質(zhì)和體能進行全面監(jiān)測、分析、評估、指導、干預的全過程，從而實現(xiàn)學生體質(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生健康管理服務的理論性研究尚淺，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備、網(wǎng)絡健康管理服務軟件、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，以之為鑒，將這些人工智能服務于廣大學生，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，為學生建立全方位的健康管理服務體系。
3.3建立智能化外部活動干預管理制度
外部活動干預學生的運動鍛煉，是有效增強學生體質(zhì)健康水平的關鍵環(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，越來越多的學校也在除體育課堂外增多學生運動鍛煉的時間，加大對外部活動干預學生健康鍛煉的管理，不少學校和學生為此付出了巨大地投入。智能化的外部活動干預的介入表現(xiàn)在干預方案的制定上，對學生進行分層、分類干預和督導。例如杭州電子科技大學所自主研發(fā)的“校園陽光長跑智能化管理系統(tǒng)”[8]，凸顯了學生“陽光長跑”參與的自主化[9]、課外鍛煉的自覺化以及學校管理的自助化，形成了極具特色的學校體育課內(nèi)外一體化信息管理模式。運用現(xiàn)代化信息管理技術，構(gòu)建智能管理新模式，將教育學、管理學、運動學、訓練學等多門學科建設通過信息技術手段結(jié)合起來，有序組織成千上萬的在校學生開展課外體育鍛煉，還可借助網(wǎng)絡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，拓寬學校體育活動局限性，突破學校體育的障礙堡壘，建立網(wǎng)絡化、立體化、數(shù)據(jù)化、趣味化、科學化的校園智能活動干預管理制度新格局，以最終實現(xiàn)增強學生的體質(zhì)健康的目標。
4結(jié)論
在“健康中國”舉國戰(zhàn)略方針指引下，智能體育能為當下研究的熱點，我們要明確增強學生體質(zhì)健康的促進三大要素里，學生是內(nèi)因，教師是外因，學校是保障，三者互相促進，相互制約，缺一不可。
4.1學生自我的內(nèi)驅(qū)動力是增強學生體質(zhì)健康的關鍵。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、多方面和復雜的，人工智能實現(xiàn)學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，有效地促進了學生自發(fā)參與運動，養(yǎng)成積極運動習慣，培養(yǎng)終身體育意識，從而實現(xiàn)學生的終身健康[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，將增強學生體質(zhì)健康放在第一位，努力用先進的教學手段、科學的教學方法、職業(yè)的道德情操去指導和影響學生運動鍛煉，同時在人工智能引入的同時，注重學生的道德情感品質(zhì)的培養(yǎng)，人工智能不是冰冷的儀器設備，應該是道德情操的結(jié)合體，探索如何在人工智能促進學生健康運動中注入道德情感和品質(zhì)的培養(yǎng)將是未來體育教學改革面臨的重要問題之一。
4.3學校是學生進行體質(zhì)健康鍛煉的主戰(zhàn)場，智能化測試硬件設備的研發(fā)，智能化體質(zhì)測試大數(shù)據(jù)平臺的建立，以及智能化學生健康管理服務體系的構(gòu)建，將重構(gòu)傳統(tǒng)的學校體育環(huán)境，實現(xiàn)“數(shù)字化”“智能化”的體質(zhì)健康系統(tǒng)。各級政府和學校有關教學部門要宏觀把握人工智能融入教學改革方向，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)建新型教學體系做好充分準備。
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基金項目：2020 年度電子科技大學中山學院高等教育教學改革項目 (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:高校體育教學與訓練。
