實現(xiàn)中華民族偉大復興需要源源不斷的創(chuàng)新智慧支撐和身體健康的勞動力支撐。從國家人力資源質量的角度看，學生體質健康與中華民族的偉大復興關系緊密。近年來，學校體育改革取得重要進展，學生體質健康水平擺脫了持續(xù)下降的不利局面，有力促進了學生的全面發(fā)展和健康成長。但伴隨社會經濟發(fā)展和受現(xiàn)代生活方式影響，學生體質健康狀況依然問題突出。

學校體育的改革一直在探索中不斷推進。但調查發(fā)現(xiàn)，學校體育中的課堂教學、大課間活動、訓練競賽等的改革分散局限，不能整合統(tǒng)一；規(guī)范學校體育不同部分的基礎標準缺乏，囿于方法和手段限制，無法對其進行質量監(jiān)控。這些導致了校內體育的低效甚至無效。問題更加突出的是，校外體育活動只停留在教師提醒、口頭要求層面，不能予以直接指導和監(jiān)控。長期無計劃、無監(jiān)督的周末以及假期生活，其結果是不但校外鍛煉效率低，甚至還削減校內鍛煉效果。因此，系統(tǒng)解決這些問題，是推進學校體育改革深化和持續(xù)改善學生體質健康的關鍵。事實上，信息技術的發(fā)展已經具備了解決這些的條件，關鍵在于需要盡快構建適合學校體育實際的基礎平臺。為此，中國教科院組織開展了“基于大數(shù)據(jù)的學校體育整體改革研究”。該項研究的目標是，以提高學校體育質量為核心，基于大數(shù)據(jù)管理平臺，深入推進學校體育整體改革；以智能技術為引領，拓展新時代學校體育改革路徑，讓學校體育“變低效為高效”“變有限為無限”“變無趣為有趣”。

整體設計構建學校體育智慧系統(tǒng)基礎平臺

在互聯(lián)網(wǎng)+體育的基礎上，課題組采用實時監(jiān)測、傳輸和分析技術，研制了學校體育智慧系統(tǒng)，該系統(tǒng)由五個子系統(tǒng)構成，覆蓋了校內外學生體育鍛煉的五個主要場景和活動方式，其特點是數(shù)據(jù)客觀精準，過程可視化，分析自動化。課堂教學直播評價系統(tǒng)主要實施教學監(jiān)控并進行教學即時評價；學校體育鍛煉監(jiān)控系統(tǒng)主要跟蹤并監(jiān)控學生課間和課外體育鍛煉；學生運動競賽系統(tǒng)主要記載和管理學生賽事參與、賽事組織情況并分析統(tǒng)計賽事數(shù)據(jù)；學生體質健康測評系統(tǒng)主要進行項目測試并綜合分析體能狀況；學生居家鍛煉指導系統(tǒng)主要監(jiān)督并指導學生家庭鍛煉情況。

關注過程，積累數(shù)據(jù)，構建有效課堂教學智慧評價模型。

“每天體育鍛煉一小時”是學生在校體育活動的制度安排，但一直以來沒有運動負荷、運動密度等的明確質量要求。無質量要求，導致體育教學“放羊課”、大課間體育鍛煉“走走形式”現(xiàn)象難以消除。隨著智能監(jiān)測時代的到來和大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，利用大數(shù)據(jù)以及學習分析技術，對學生校內所有運動數(shù)據(jù)進行實施過程性監(jiān)督和深度分析的技術條件已經成熟，顯然，這是提高學生校內鍛煉有效性的重要手段，更是拓展新時代學校體育改革的新途徑。

課題組開展研究三年來，共獲得全國25個市（區(qū)）、21萬多名學生的運動監(jiān)測數(shù)據(jù)。利用可穿戴設備及分析技術，在全國20個省份體育優(yōu)質課展示現(xiàn)場，共采集876節(jié)優(yōu)質體育課，57個體育大課間學生運動數(shù)據(jù)。課題組以有效鍛煉價值閾限為假設標準，對學生有效鍛煉時間數(shù)據(jù)進行分析和梳理，分析不同項目類型（技能類或體能類）、不同課型（新授課或復習課）體育課對不同年齡學生運動刺激的反應?；跀?shù)據(jù)分析，提出了以技能類、體能類項目教學內容和以新授、復習兩種課型性質的4種課堂教學評價模型和以基礎體能練習為鍛煉手段的大課間體育鍛煉評價模型。

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，課題組通過整合，提出有效課堂教學建議標準和有效大課間體育鍛煉建議標準。

——有效課堂教學建議標準包括：有效運動時間達到25分鐘（心率大于120次/分鐘）以上；運動強度要達到平均心率120—180次/分鐘；有效運動密度達到50%—60%（學生有效鍛煉時間/體育課課堂教學總時間）。

——有效大課間體育鍛煉建議標準包括：有效運動時間達到15分鐘（心率大于120次/分鐘）以上；運動強度達到平均心率120—180次/分鐘；有效運動密度達到50%左右（學生有效鍛煉時間/體育課課堂教學總時間）。

以此成果為依據(jù)，課題組在深圳市福田區(qū)開展了高質量課堂教學和大課間體育活動實驗，對福田區(qū)29所中小學體育課、大課間共計890節(jié)課進行監(jiān)測和評價。實驗中，課題組通過實時監(jiān)測學生的運動心率，精準掌握運動負荷、運動密度，依據(jù)標準，借助計算機分析，即時呈現(xiàn)運動情況，幫助體育教師根據(jù)現(xiàn)場情況，及時調整教學，保證有效運動的持續(xù)性。

課題組發(fā)現(xiàn)，隨著研究推進，一些教師逐步形成基于建議標準的教學節(jié)奏安排和教學風格。有效課堂和大課間評價標準的實施，也為防范運動風險提供了科學依據(jù)。實驗中，通過一個時期的學生運動數(shù)據(jù)采集，綜合學生其他特點，課題組研制的分析系統(tǒng)自動形成學情數(shù)據(jù)并為學生運動行為精準畫像，以此為基礎，設定了學生體育運動負荷的有效區(qū)域和以上限心率參數(shù)為基準的安全預警值。通過監(jiān)測實時數(shù)據(jù)，學生在活動中可以獲知自己運動心率反饋信息，自覺調整運動行為；教師可以獲得學生整體運動反饋信息和個體安全預警，可隨時根據(jù)情況及時調整練習或者直接限制達到預警心率的學生的運動，有效預防了運動意外事故的發(fā)生。

家校聯(lián)動，學生鍛煉由校內為主轉變?yōu)樾韧庥袡C結合

家庭體育鍛煉缺失是學生體質健康改善成效不明顯的重要影響因素。課題組調查顯示，與文化課作業(yè)相比，家庭體育鍛煉往往沒有明確的時間安排和硬性要求，基礎教育階段80%的學生放學回家后被限制到戶外進行體育鍛煉。還有一個被嚴重忽視的問題是學生居家膳食安排不科學，75%以上家庭以孩子認為“好吃””吃飽”為判斷飲食質量的依據(jù)。

在居家鍛煉系統(tǒng)基礎上，課題組專門研制了“體能天天練”體能訓練小程序，以此為載體督促學生進行居家鍛煉?；谥腔鄯治觯〕绦蝾A先確定了與學生匹配的個性化運動方案。通過小程序，引導學生居家鍛煉并對鍛煉情況進行追蹤、診斷和管理，同時，通過小程序對學生進行膳食指導。

從2017年9月開始，課題組在重慶市珊瑚浦輝小學和珊瑚魯能小學開展實驗研究，主要針對體質“較弱”的學生進行居家體育鍛煉和膳食指導的干預。為期兩年的實驗結果顯示，參與實驗的學生，體質水平顯著提升，體質健康監(jiān)測及格率、優(yōu)良率分別由2017年的98.9%、62.8%提升到2019年的99.7%、80.4%。

創(chuàng)新方法，從基礎體能訓練開始強化運動樂趣

對課堂教學、大課間活動和居家鍛煉的運動干預，采用的手段和方法源自課題組研制的“青少年健康體能教學與訓練體系”。該體系的研制借鑒了世界先進體能訓練和康復訓練理論，是一套適合兒童青少年年齡特點、以促進健康為核心的體能教學與訓練體系。健康體能訓練面向全體學生，以徒手訓練為主體，以小杠鈴、小啞鈴、實心球、彈力帶、懸吊繩、瑞士球等基礎訓練器械為輔助，克服了體能訓練的單調和枯燥，使學生鍛煉變得簡便、有趣、安全、有效，提高了練習興趣。

破解難題需專業(yè)力量和科技力量共同“加持”

課題組在深圳市福田區(qū)持續(xù)開展了兩年的實驗研究。實驗過程中，基于數(shù)據(jù)支持的體育課堂教學、大課間活動面目一新，凸顯了體育學科的專業(yè)性、科學性。新冠疫情期間，激發(fā)了居家鍛煉的需求，課題組統(tǒng)計，福田區(qū)使用居家鍛煉系統(tǒng)的中小學學生接近10萬名。基于數(shù)據(jù)分析生成的與學生體質匹配的健康體能訓練干預，在居家體育鍛煉以及疫后體能恢復、復課后體能促進等方面發(fā)揮了非常重要的作用。福田區(qū)學生體質健康監(jiān)測結果顯示，2020年度的及格率、優(yōu)良率達到98.2%、51.3%，比2018年度的結果分別提高1.5%和10.8%。

智慧教育是推進教育現(xiàn)代化的新動力，是引領新時代教育發(fā)展的新方向。要從根本上扭轉學生體質健康下降趨勢，有效推動學校體育的改革發(fā)展，學校體育工作者要緊緊把握時代脈搏，與之同頻共振。

（作者單位：中國教育科學研究院 本文系中國教育科學研究院中央級科研院所院級重點課題“基于大數(shù)據(jù)的學校體育整體改革研究”［GYB2016015］研究成果）