人工智能在大学生体育课堂建设中的应用

陈金霞

人工智能在大学生体育课堂建设中的应用

陈金霞

（武夷学院体育教学部，福建 武夷山 354300）

针对当前高等院校课堂中所面临的设备损耗率高且测量精度不够的问题进行改进，提出了一个基于AI计算机的高校体育课堂建设方案。该方案能通过预先制定的规则，对体育运动进行学习，在逐步更新知识库的条件下，智能地实现体育课堂判别。

人工智能；体育课堂；高等教育

目前，我国大学体育课堂中，生师比相对较大，存在师生互动性强即教师个体面对学生群体的互动，同时高校体育课堂的测试频率更高的特点，导致体育教学和体育课堂的建设困难度较高，不利于以提升学生体育素质、素质教育和意志教育为主要目的的体育课堂的发展。

针对目前大学体育教育中存在的问题，有很多测评设备和改进的教学手段，如牛凯等设计了一个基于网络技术的体育理论考试系统，从而实现了学生在线进行体育理论测评的目的，提高了测试效率并简化了教师对学生的试卷评阅和成绩管理等过程。李山等设计了一个数字化的传感器系统和跳远监测系统，利用传感器自动获取跳远数据，从而提高了测试效率。王小辉等利用无线传感器获取运动员的状态数据，并利用无线网络ZigBee进行数据传输，从而对运动员的数据进行管理。练碧贞等利用传感器设计了一个篮球自动监测的系统，该系统能自动有效地记录投篮数，从而有利于增强篮球测试中的记录效率，降低教师的工作量。Milosevic B等利用无线传感网络设计了可穿戴设备，对运动员的跳远数据进行管理，该系统在一定程度上简化了测评人员的工作，提升了工作效率。

目前的高校中，常见的体育考核设施通常依赖电容或电阻式传感器设计和制作而成，原理是检测表面的压力变化，但相关的设施容易损坏，增加了教学成本；且这些传感器的检测准确度不够高，从而降低了教学效率。这些现象不利于实现大学体育教育的目标，且增加了体育教学中的资源浪费和教学成本。基于上述原因，本文结合人工智能设计了一个智能化的体育课堂建设方案，该方案有利于避免现有的教学设施容易损坏，且效率和精度都不够高的问题。

1 人工智能课堂的建设

1.1 人工智能

人工智能是一项新兴的计算机技术，由跨计算机技术、统计和概率论等多学科发展而来。与传统计算机对数据的处理方式不一样的是，人工智能技术可以利用一些计算机外设来获取数据，并通过计算机编程技术来进行数据处理，并不断更新知识库，人工智能技术能自动对数据进行处理，并对外界获取到的数据进行判别。

人工智能依赖于计算机系统、机器学习和心理学等，目前没有严格的定义对人工智能的相关技术进行界定，但通过目前的交通控制领域的交通事故处理系统和导航系统等领域，人工智能的应用系统模型可以归纳为图1所示结构。

图1 人工智能应用系统模型

1.2 基于人工智能的体育课堂建设

目前很多探讨将一些基于人工智能的应用引入到大学的体育课堂中，其中AlphaGo是众多的应用之一，这些系统对大学课堂的建设和改革主要集中在增加学生的兴趣，改革体育教学内容相对单一的教学现状，但是这些教学手段的出现基本是针对学生而言，不利于提升老师的教学效率。

基于上述现状，本文在图1的基础上，对现有的课堂进行改进，提出了一个更加可靠、高效、操作简单的计算机辅助教学系统，该系统可实用于田径场和跳远场地等体育活动场所，由AI计算机系统、人机接口、管理端的显示设备、场地感知设备、场地提示设备和无线感知与提示设备等部分构成，如图2所示。

1.2.1场地感知与提示设备

场地感知与提示设备主要用于运动场地的数据获取，通过知识库让系统自动识别相关人员是否能按照运动规则进行，通过获取运动员的数据从而自动实现人员识别，有利于提升评估人员的工作效率，降低其工作量；而提示设备会在第一时间给出运动员的相关运动数据的提示。

图2 基于人工智能系统的体育课堂建设方案

1.2.2人机接口

人机接口主要提供给管理员进行知识库的训练、规则设置、知识库的检索、结论查看等。

1.2.3数据预处理

数据的预处理主要负责原始数据的搜集，并进行预处理，从而获得系统所需要的一些控制信息，最终提交给AI计算机进行深度处理。

1.2.4显示设备

显示设备主要用于AI计算机所处理的数据的显示，展示给应用人员，从而有利于获取图形化的数据。

1.2.5 AI计算机

AI计算机是在传统计算机的基础上进行改进，从而提高了数据的处理效率的一种新型计算机，这种计算机能进行数据的有效控制和交互，通过已有的知识库，从而让计算机系统进行智能识别，对数据处理的有效性取决于系统的知识库和计算机规则。

2 人工智能计算机

人工智能计算机的配置目前有两种方法：专家配置系统和专用AI系统。目前人工智能计算机系统需要根据已有的规则和相应的知识库对数据进行改进，这些知识库依赖已有的经验数据，这些数据可以利用机器学习等方法进行改进，从而获得更加智慧的运动数据[13]。目前有很多商业的AI计算机，如IBM、联想等均有相关的计算机。

3 结语

本文基于人工智能的计算机系统设计了一个对大学体育课堂进行改进的方案，该方案针对目前高校体育课堂实施过程所面临的设备损坏率高，设备精度相对较低等问题进行设计。在大学新型课堂的建设为背景的前提下，该系统实现了多元化、多用途话的管理方式，从而有利于建立一个真正适合于现代化教育教学的新型教学手段。

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On the Application of Machine Learning in the Construction of College PE Classes

CHEN Jinxia

（Wuyi College,Wuyishan 354300, Fujian, China）

陈金霞（1982—），硕士，讲师，研究方向：体育教育训练学。