智能穿戴设备应用于初中体育与健康课程教学中的实效性分析

上海市西南位育中学  谈茵      

摘要：在"健康中国2030"战略纵深推进与教育信息化2.0行动计划全面实施的背景下，智能穿戴设备凭借物联网、大数据、传感器等前沿科技的深度赋能，应用于在初中体育与健康课程教学中，正在加速重构课程教学范式，为运动数据实时监测、个性化运动方案制订及教学效果精准评估提供技术支撑，成为推动体育教学提质增效的重要创新引擎。本论文聚焦智能穿戴设备在初中体育与健康教学中的应用，探讨其应用现状、实效性及未来发展。研究发现，智能穿戴设备通过采集运动数据，助力教师制订分层训练方案、开展互动竞赛、实施个性化纠错并引导学生养成自主锻炼习惯，显著提升了学生锻炼积极性，推动个性化教学实施。未来，智能穿戴设备将与教学模式深度融合，功能持续创新拓展，并以数据驱动构建科学评价体系，为初中体育教学智能化发展提供新路径。

关键词：智能穿戴设备；初中体育；体育与健康教育

在科学技术快速发展的今天，智能穿戴设备已经逐步融入人们的生活，教育领域自然也不例外。初中体育与健康课程教学关系到学生身体素质与健康发展，智能穿戴设备的应用，给教学带来全新可能性。如何评价智能穿戴设备应用于初中体育与健康课程教学中的实效性，是目前广大体教工作者所关心的一个重要问题。

一、智能穿戴设备在初中体育与健康课程教学中的应用现状

（一）借助设备数据，定制分层训练方案

智能穿戴设备能够采集学生的多个关键数据，该运动手环能够实时记录学生心率变化情况，并对学生跑步和跳绳时心率区间进行监控，掌握心肺功能负荷情况。加速度计能够捕获学生在运动中的步数和距离，以及学生在运动过程中的速度和加速度，从而准确地反映出运动的强度和所需的运动量^[1]。体脂秤可以测得学生体脂率，体重和其他身体成分等信息，从而为综合评价学生身体状况奠定基础。体育教师在搜集到这些资料之后，可以根据学生身体素质，运动能力以及体能状况将其划分为基础层、提高层以及拓展层3个层面。基础层的学生身体素质比较薄弱，运动能力亟待提高。教师给其制订了低强度，长期有氧训练方案，比如慢走、简易广播体操，以逐步加强心肺功能及肌肉力量。提高层的学生有一定运动基础，教师可以为学生设计跑步，篮球基础技巧练习以及其他有助于提高运动技能与体能水平的中高强度训练方案。拓展层的学生身体素质及运动能力都比较强，教师可以通过短跑冲刺和篮球比赛来布置高强度训练项目以激发其运动潜能。

（二）利用实时反馈，开展互动竞赛活动

在“健康中国”战略持续深化的背景下，提升青少年体质健康水平已成为教育领域的重要使命。竞赛活动作为激发学生运动热情的传统方式，在智能穿戴设备的赋能下焕发新生，借助心率监测、运动轨迹追踪等实时反馈功能，体育教学中的互动竞赛活动不仅增添了科技趣味性，还通过精准数据确保评判公平性，有效提升学生参与积极性，智能设备生成的运动数据能够直观呈现学生的身体机能变化，帮助教师制定个性化健身方案，引导学生养成科学锻炼习惯，助力“健康中国”战略在校园落地生根，为培养体魄强健的新时代青少年奠定坚实基础。

竞赛活动开始之前，教师借助于智能穿戴设备制定了各种竞赛指标，比如跑得有多远，跳得有多高，锻炼程度如何，该装置在比赛期间实时获取学生运动数据并将其反馈至学生及教师。学生可以通过设备显示屏实时掌握其运动进度，速度和心率，并及时对运动策略进行调整。教师还可以通过终端设备掌握每一位学生实时情况并在竞赛过程中实施有效的监控与辅导。

以跑步竞赛为例，当学生戴上智能手环时，手环将实时显示跑得远近，快慢以及消耗热量。学生可以根据数据来调整自己的跑步节奏，力争在比赛中获得良好的表现。教师可以从旁边观察学生运动状态，如果发现学生身体不灵活或者运动强度过大等情况，可以及时进行引导与帮助，以保证比赛顺利进行^[3]。

（三）基于运动分析，个性化纠错指导

智能穿戴设备在采集基础运动数据的同时，具有较强的运动分析能力，对体育教师进行个性化纠错指导起到强有力的支撑作用。该装置通过内建各种传感器可以准确地捕捉到各种体育动作中学生关节活动角度和肌肉发力先后顺序等详细信息。

当教授篮球投篮技巧时，智能穿戴设备可以实时监测学生投篮时的手臂伸展、手腕发力的时机以及身体平衡状况等重要数据。教师可以通过对这些数据进行分析来找出学生投篮动作中出现的一些问题。例如，有些同学在投篮过程中手臂弯曲度太大，造成用力不够流畅，从而影响了投篮精度与力量；也有一些同学在出手的一瞬间身体重心发生偏移，使整体动作缺乏稳定性，为了解决上述问题，教师可依据每一位学生具体资料制定出个性化纠错方案。对有手臂弯曲的同学，教师可通过器材的反馈引导其有针对性地开展手臂伸展训练并制定特定训练目标，例如，在投篮过程中，手臂的伸展角度可以达到170度，并且训练效果会通过设备进行实时监控。针对身体重心偏移问题，老师可通过单脚站立运球等系列平衡训练设计，并通过智能穿戴设备对训练期间学生重心变化情况进行监控，以保证训练效果。通过这样一种以数据为基础的个性化纠错指导可以使学生更加迅速和准确的对运动动作进行纠错，从而提升体育技能水平。

（四）与运动规划相结合，养成自主锻炼的习惯

智能穿戴设备也能够结合运动规划，有利于学生养成自主锻炼的习惯，对学生长远健康发展有着重要意义。教师可利用器材对每一位学生进行个性化运动规划，包括运动项目、强度、频率和休息时间。

比如对一个身体素质中等而又缺少锻炼习惯的学生来说，老师给他的锻炼计划大概就是：一周锻炼3次，每次锻炼由20分钟快走热身、30分钟跳绳练习和10分钟拉伸放松组成。移动时智能穿戴设备根据计划内容对学生移动进度及强度进行实时提醒。在学生做完一个动作之后，该装置将进行相关的暗示与鼓励以提高其成就感，同时学生可透过器材纪录运动历程、检讨运动数据及成长轨迹。看到一段时间以来自身运动能力得到了提高，比如跳绳速度得到了提高，体能得到了增强等等，同学们都能得到正面反馈，从而进一步调动了自主锻炼热情。另外，教师也可通过器材和学生保持联系，适时对运动规划进行调整，并结合学生实际提高或者降低运动难度以保证运动规划时刻满足学生发展需要。通过将智能穿戴设备和运动规划紧密地结合在一起，使学生由被动地接受体育教学逐步过渡到积极主动地参与运动，培养学生自主运动的良好习惯，从而为学生未来健康生活打下坚实的基础。

二、智能穿戴设备应用于初中体育与健康课程教学中的实效性分析

综上，智能穿戴设备在初中体育与健康课程教学中的应用非常广泛，接下来从实效性角度分析具体效果。

（一）促进学生参加体育锻炼

传统的初中体育与健康课程教学方式比较单调，学生容易出现枯燥乏味的感觉，缺乏参与的热情。智能穿戴设备的出现给体育教学带来了新的生机，显著提高了学生参加体育锻炼的热情，智能穿戴设备通过直观的数据反馈激发了学生的运动竞争意识。当学生穿戴上器材时，学生的运动步数、跑步速度和消耗的卡路里都可以清楚地显示出来，量化的数据就成了学生运动成果的尺度^[3]。跑步训练时，学生为了打破上一次跑步速度的纪录，训练时会更加刻苦地跑；跳绳课程中，为了提高跳绳的数量，学生不断地对跳绳的节奏和技术进行调整。同学间也就自然而然地产生了竞争的气氛，互相比对运动数据的差异。这样的良性竞争推动着学生更加积极地投入到体育锻炼中去，促进了运动强度和时长的增加。智能穿戴设备多样化的功能满足了学生不同的兴趣需求，装置内的运动游戏和挑战任务功能使体育锻炼和趣味活动融为一体。例如运动游戏，当学生奔跑时，通过完成游戏所设置的跑步任务，如在指定的时间跑向指定的虚拟地点来获取游戏奖励，从而提高运动的趣味性。

（二）有助于个性化教学方案的开发

每一个学生在身体素质、运动能力和兴趣爱好等方面是有区别的，传统的体育教学很难满足每一个学生的个性化需求。智能穿戴设备以其准确的数据采集和分析功能，为教师个性化教学方案的制定提供了强有力的支撑，教师利用智能穿戴设备采集学生的心率变化、运动强度和体能恢复时间等运动数据，充分掌握学生的身体机能和运动特点。对心率恢复快、对运动强度承受能力较强的同学，教师可以在授课时适当提高训练的难度和强度，布置更有挑战性的训练项目，例如长跑耐力训练，增加跑步距离、提高配速要求等；对心率容易上升、运动耐力差的同学，教师减轻训练强度，减少一次锻炼的时长，增加休息的次数，首先重点提高学生的基础体能。智能穿戴设备的数据可以追踪学生体育学习的进度和成效，教师以器材为基础，对学生长时间运动数据进行记录，了解学生在各种体育项目上的进展，并找出学生的长处和短处。在篮球教学过程中，通过对设备数据的掌握，了解学生的投篮命中率、运球速度和体能消耗情况。对投篮能力强但体能不足的学生，教师在之后的教学过程中重点进行体能训练；对运球技术需要提高的学生，安排较多的运球专项训练，达到因材施教的目的，切实提高体育与健康课程教学的实效性和学生体育素养的整体水平。

三、智能穿戴设备应用于初中体育与健康课程教学中的前景展望

（一）教学模式智能化深度融合

 在今后的初中体育与健康课程教学中，智能穿戴设备和教学模式会进行深度智能化整合。在个性化教学中，利用智能穿戴设备获取的心率，运动轨迹和卡路里消耗实时数据作为辅助，为学生建立专属运动档案。根据教育研究的相关数据，通过对1000名初中生进行长达3个月的持续跟踪和监测，并在使用智能穿戴设备进行教学辅助后，教师能够根据学生的个体差异来制定相应的训练计划，从而使学生的运动达标率提高了23%。比如对于体能弱的学生来说，该系统能够自动减轻运动强度，推送循序渐进训练方案；并为体能较佳者开设更具有挑战性之进阶课程。

课堂互动环节智能穿戴设备会突破传统教学单向模式，通过该装置连接教学终端，教师可以实时了解全班学生运动情况，当某个学生心率大于安全阈值后，该系统会即时报警提醒。同时，利用虚拟现实（VR）、增强现实（AR）技术，结合智能穿戴设备的定位与反馈功能，打造沉浸式运动教学场景。例如模拟篮球比赛实战对抗等，使学生犹如置身于真实赛场之中，促进学生参与度和积极性的发挥。根据试点学校的反馈，实施这种教学模式后，学生在课堂上的专注度提升了40%，同时对体育课程的兴趣也增加了35%。

（二）设备功能的创新和多元拓展

智能穿戴设备应用于初中体育与健康课程教学，其作用也会迎来革新和多元拓展。从基础监测功能来看，今后该装置会具有更加准确和全面的监测能力。新一代的智能手环或者运动手表既可以对心率，步数和睡眠质量进行实时监控，也可以对血氧饱和度和肌肉疲劳度进行测试。相关的实验数据显示，与传统设备相比，新型设备在心率监测上的误差率降低到了1.2%，这使得它能更精确地展现学生的运动状况，为科学的健身方法提供了坚实的支撑，从功能拓展上看，该装置将会和健康管理和社交娱乐进行深入结合。比如运动社交功能的发展，同学们可以通过装备加为好友、交流运动成就和心得、营造良性的竞争氛围等。根据数据分析，当使用带有社交功能的智能穿戴工具后，学生每周的主动活动时间平均增长了2.5小时。同时结合营养管理功能以学生运动消耗和身体指标为基础推送个性化饮食建议以辅助学生科学搭配“锻炼加饮食”。

（三）以数据驱动，建立科学评价体系

今后初中体育与健康课程教学会以智能穿戴设备收集到的大量数据为依据，建立起一套科学全面的评估体系。通过长时间分析学生运动数据，既可以评价体能提升，又可以预测运动风险。比如通过对学生运动频率，运动强度以及运动的康复等方面进行分析，可以对运动损伤风险进行预先预警并适时调整训练计划。根据数据显示，采用数据化评估方法的学校中，学生的运动伤害率下降了18%，学业评价中智能穿戴设备所收集到的数据会是一个重要的依据。该系统对学生的运动能力增长曲线进行自动生成，并与课堂表现和运动测试成绩相结合形成多维度的评价报告。教师可根据汇报给学生提供个性化提升方案，而家长则可实时掌握孩子锻炼情况。这种以数据为依据的评价方式使得体育教学评价更加客观和准确，有利于调动学生锻炼的积极性和全面发展。

结语

智能穿戴设备应用于初中体育与健康课程教学中，促进了课程创新变革，在提升学生运动参与度、推动个性化教学方面成效显著，为未来的进一步发展提供了新机遇。展望未来，随着技术的进步与教育理念的更新，其与教学的融合将更为深入，功能不断拓展，评价体系日趋科学。可以期待，未来智能穿戴设备将持续赋能初中体育教学，助力学生提升身体素质，实现学生的全面健康发展，为“健康中国”战略在校园落地做出贡献。

参考文献

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[3]王四维.智慧体育技术在初中体育中的应用[J].文体用品与科技,2024(21):187-189.