数据驱动体育精准教学的内涵、困境及推进路径

王路震

（阜阳师范大学 体育学院，安徽 阜阳 236000）

2021年教育部印发的《高等学校数字校园建设规范（试行）》中，提倡高校通过数据与信息技术结合进行教学改革［1］.随着教学改革的深入，以人工智能、大数据为主的数字技术逐渐成为教学改革的新方向，教学模式逐渐由传统化向精准化、个性化发展.体育精准教学作为提升学生综合素质，推进教育现代化、建设教育和体育强国的主要渠道，是学校体育教学工作的中重要一环.在新的学校体育理念下，数据驱动体育精准教学是学校体育教学的改革创新，是实现学校体育教学智能化水平的关键一步.目前利用现代化技术，发挥数据的直观性、可量化性等特征，积极推动数据驱动体育精准教学的实践已有了新的发展，但同时存在着数据解读不够深入、收据收集平台不够完善等问题，因此探究数据驱动体育精准教学过程中存在的问题，推动学校体育智能化改革具有重要的意义.

1 “数据驱动+体育精准教学”的内涵及现状

目前，国内部分地区开始实施“数据驱动+精准教学”的项目和计划.“数据驱动+体育精准教学”是在国家进行教学改革的大环境下，提出的一个新的概念［2］.数据驱动本意是指通过及时获取、收集、处理、使用数据创造利益的过程.而笔者认为在教学活动中数据驱动的实质是教职工通过信息技术采集学生相关数据，并利用不同分析数据模型等相关技术对学生的相关数据进行分析，依据自身实践经验提取有效信息、制定教学方案的过程.

精准教学是指利用信息技术支持的高效知识教学［3］.其最初的目的是对学生基本学习状态、学习过程、学习效果的跟踪，实时全面掌握学生的基本学习状态，有利于做出更好的教学决策，提升学生的学习质量.体育精准教学则是在大数据和相关数字技术成熟的背景下，针对体育教学过程中存在的结构不合理、信息化程度低、教学方式单一等问题，提出的一种新型教学模式［4-6］.

将数据驱动应用于体育精准教学，不仅有益于强化学生知识素养和运动技能，而且进一步拓展了体育教学视野，为体育教学的模式创新、方法创新、理念创新提供一定的帮助［7］.在数据驱动参与体育精准教学的过程中，教学数据的收集、数据分析模型的选择、数据决策、数据反馈等构成了数据驱动教学的动力链条.通过数据收集，建立体育教学数据库，通过对数据的分析，可以形成体育教学动态的、系统的模拟体系，发现问题的关键点；通过数据决策、过程监管、结果反馈，可以实现对体育精准教学的有效评估.“数据驱动+体育精准教学”就是通过大数据技术，全面把握体育教学信息，深度分析体育数据，充分挖掘出数据背后所蕴含的逻辑关系，深入了解体育教学环境、掌握体育教学真实需求，形成可供教师参考的体育教学决策，实现体育教学科学、高效的教学活动.其核心在于：（1）要准确收集学生基本体育信息状态.这是进行体育精准教学的基础，如学生的兴趣爱好、锻炼时间、运动强度等；（2）根据学生的实际数据情况进行科学的决策，即数据驱动决策.决策主体将收集的数据信息进行深度的分析，获得有效的信息，对信息加工后作为决策的依据；（3）进行教学干预.这是进行体育精准教学的价值体现.

目前，数据驱动体育教学的应用主要体现在体育课堂教学.例如深圳市福田区教科院开展“体质健康分析及运动负荷监测项目”，借助智能穿戴、云计算、大数据等技术，通过运动数据采集学生体育课数据、可视化教学、锻炼分析数据等场景，赋能体育精准教学，解决了体育课堂教学“难量化、难记录、难监督、难分析”的难题.上海黄浦区开展的《智能可穿戴技术促进体育精准教学的应用研究》课题，聚焦信息技术与体育教学的结合，注重运动数据的分析价值.在商业方面，青少年体育教育数字化服务商迹动未来发布的一体化数字平台，主要服务场景是K12的体育教育，主要解决体育教师对于学生的体质掌握情况，通过数据来反馈学生体质的提升效果.

2 数据驱动对体育精准教学的赋能

2.1 有利于精准化体育教学决策辅助

数据驱动不仅能快速、准确地收集各种相关信息，还可通过数据系统实施决策辅助.在体育精准教学决策中可构建体育教学数据模型、体育教学仿真实验室、通过神经网模拟为体育教学决策提供帮助.借助这些数据，教学主体可以快速了解教学对象的需求信息，为定制服务提供参考，提升体育教学决策的有效性.另外借助数字技术，可以模拟学生运动机理，对学生的体育需求偏好进行收集整合，形成大数据多维空间，利用多维大数据对学生的体育需求、体育服务的趋势进行科学预测，使体育教学决策建立在坚实的数据基础、事实基础、发展预测上，保证体育教学决策的科学性、有效性、长期性.

2.2 有利于精准化体育教学过程跟踪

体育教学过程既包括教学决策、教学实施，也包括教学跟踪评估和教学效果评估.对于体育精准教学而言，精准教学过程其实就是协调不同学习者运动需求的动态发展过程.要全面审视体育教学过程是否科学合理，既要看教学决策与教学过程是否合理，也要通过监管过程和评估过程看体育教学目标的实现程度.在具体的操作过程中，可以通过人工智能系统将具体的教学目标、教学手段、教学内容、教学过程等进行输入，运用特定的体育精准教学算法规则设定代码，系统根据评估要求和监管需求整合相关因素，全面跟踪体育教学过程，借助可视化的数据模型对体育教学过程进行展示，清晰展现出教学过程中存在的问题，实现对于体育教学过程的全过程跟踪.

2.3 有利于精准化体育教学效果反馈

随着数据智能平台系统的不断普及，学生可通过电脑、手机、智能体育设施等向教学主体反馈体育教学质量、供需契合度等问题.对教师而言，可通过系统平台及时的反馈可以了解学生学习情况，掌握学生的薄弱点，针对学生的薄弱点制定个性化的学习方案. 如杭州某中学提供的“神器”，学生可以根据自己的实际情况进行智能反馈，“神器”是 Knewton公司推出的学习平台，此平台具有智能分析学习数据和反馈学习效果的功能，可为学习者提供针对性的学习建议.

3 数据驱动应用体育精准教学的现实困境

3.1 缺乏数据驱动应用体育精准教学的保障机制

影响数据驱动体育精准教学的一个重要因素就是保障机制的建设.完备的运行机制是进行体育精准教学的前提.保障机制不仅包括学校的政策支持、制度体系、教学环境、教学资源等，还包括基础设施的建设；基础设施不仅包括计算机、无线网络、数据平台等进行应用的基础设施，还包括数据采集的工具.在体育教学领域，运动项目多种多样，参与运动的学生水平参差不齐，导致数据的来源种类繁多，且技能学习、理论学习、网课学习等各种学习情境都具有学习数据；每个项目在评价过程中都涉及技评和量评，需要构建强大的数据管理保障系统.在获得相应的数据后，由每个项目的专业技术人员对前期采集的数据深入分析，这是一个非常复杂的过程，需要稳定而又高效的平台系统做支撑.目前在高校构建信息化教学设备的过程中，受经费、技术和人力等因素的限制，部分高校存在着软硬件设备不足的问题，影响数据的精准识别，因此当前高校体育完全是被动地进入大数据时代［8］.

3.2 相关人员缺乏数据解读能力和数据素养

随着数据驱动逐渐应用到教学活动中，对数据的“解读”能力成为了影响能否实现精准教学的重要因素.教师应具备良好的数据解读能力，是实现精准教学的重要前提.毕竟不是所有的数据都是有用的，只有提取到有效的数据才能实现体育精准教学的目标.当前的体育教学过程存在一定的“供需不精准”的现象，究其原因，表象原因在于学生水平参差不齐，实则“精准化”理念没有贯穿于体育教学的全过程息息相关.再加上高校教师缺乏精准教学专业理论知识和对精准教学的认知存在差异［9］，导致高校教师不能及时有效的解读出数据呈现的含义.

一直以来，体育教学过程了解学生需求的方法是比较单一和被动的，学生表达需求的渠道受限，难以对实际的学习需求进行精准识别和反馈.数据驱动则契合了精准化的教学理念，运用数据驱动精准筛选、有效挖掘、精准匹配学生体育需求的数据，实现教学主体、教学内容、学习主体三者间的精准衔接，从而要求教师从自身就要重视“数据解读”“数据思维”的建立与培养.但是由于数据人才缺少，教育领域数据人才缺口巨大，且在体育教学领域，运动项目多种多样，且参与运动的学生水平参差不齐，导致数据的来源种类繁多，再加上技能学习、理论学习、网课学习等各种学习情境都具有学习数据，这些因素都对数据解读产生阻碍［10］.

3.3 数据隐私引发伦理争议

数据驱动体育精准教学强调以多维度、全方位的数据作为设计教学计划、进行教学决策的依据，这就需要对学生的整个学习过程进行持续的跟进，从中收集有效的教学信息，利用数据管理平台提高教学管理精细化水平［11］.这种方式虽然有效，但是在一定程度上收集到的涵盖学生个人隐私和数据安全等问题引发了伦理争议.例如，如果部分学生存在的先天性生理疾病或者运动障碍等个人隐私会被泄露.

对高校而言，关注学生的心理健康，加强数据安全防护是数据驱动应用体育精准教学的底线和原则.其次，部分高校缺少专门的数据管理部门，收集到的数据仍存在外露的风险.一旦数据信息被用到其他途径，可能会对学校产生一些不利影响.其三，数据处理的过程中可能会导致数据的完整性和有效性的缺失.收集到的数据会经过过滤、筛选、分类、标准化、应用等程序，体育数据的复杂性，处理方式的多样性都可能会造成数据的缺失，算法决策也会造成一些弱势群体处于不利的地位.

4 实现数据驱动应用体育精准教学的路径选择

4.1 建设体育精准教学保障机制

数据驱动体育精准教学模式的落实需要多方位的基础保障才能持续推进，需要相关的保障机制来保证运转模式.建立体育精准教学云平台系统是实现体育精准教学保障机制的核心.精准教学云平台系统是基于“人工智能、大数据”和智能设备为一体的综合性服务平台，有助于实现体育精准教学的科学化、标准化运行，通过及时了解学生的运动技能掌握情况从而精进体育教学方法.精准教学的云平台系统是有基础平台、支持平台与应用平台构成，基础平台是指与体育精准教学有关的基础设施建设，支持平台是指在数字技术的大环境下建立正常运行需要具备的支持框架；而应用平台则是体育精准教学的平台系统所包含的公共服务.

目前精准教学平台系统已经初步完善，在很多学校得到了初步的实践应用，以安徽合肥市为例.合肥市包河区打造“智慧体育教学”项目，构建基于AI智慧教学系统的智慧体育教学模式、通过AI智慧教学系统的应用实现体育精准教学.首先，在采集分析学生基本运动数据的基础上，根据学生个体情况安排相应的训练内容，并在学生练习的过程中利用AI机器视觉算法，分析学生关节模型，进行人体姿态智能识别，通过腕部、头部、肩部、脚踝等身体部位的动作，进行运动姿态对比，对违规动作实时提示，并对学生做的动作进行实时打分，让运动变得轻松有趣；学生可以根据每次锻炼的评分结果进行体育项目针对性训练，在趣味运动的过程中感受身体素质的不断提升.其次，将学生体育测试成绩数据、校内体育锻炼数据，居家运动数据统一上传至一站式体育数据可视化分析平台，为学校提供多维度个性化精细化的体育大数据解决方案.结合体育大数据分析，体育教师可以进行学生日常运动数据分析、综合身体素质分析，建立学生个人体育素质档案，并提供个性化锻炼建议与运动处方，实现了体育教学的高效性.另外，在上海市学生体质监测中心也是通过大数据技术助力学生体质测试工作，旨在以客观、精准的数据监测学生体质变化及生长发育情况.

无论是合肥市的智慧教学还是上海学生体质检测的信息化都为其它地方学校体育精准教学提供了保障方面的启示：（1）加强组织领导：数据驱动体育精准教学的推进离不开各级政府与教育、体育主管们部门的支持与指导，要充分认识体育精准教学的复杂性和多样性，加强数据驱动体育精准教学的组织领导是高效有序推进的前提.高校层面要做好数据驱动体育精准教学的顶层设计，成立调研小组，制定数据驱动体育精准教学的建设指导性意见、总体规划、推进举措，实施步骤等文件，做到数据驱动体育精准教学顶层设计思路明确、注重实效.（2）完善监管机制：建立完备的数据驱动体育精准教学评价机制，在体育精准教学的评价过程中，要重点考查技能传授与学生需求的契合度，多维度的评价体育教学效果，在学生学习效果、学习方法、课堂表现、技能达成度等方面细化评价指标，重点评估通过精准教学的学生身体素质的提高.（3）重视系统保障：推动数据驱动体育精准教学需要政府投入相关经费作为物质保障与经济支持，重视数据驱动体育精准教学的智力支持.

4.2 提升相关人员体育数据素养

数据驱动体育精准教学过程中，相关人员的数据素养是影响教学决策和教学质量的关键因素.虽然数据驱动精准教学本身可以推动教师专业发展，但是为了使数据驱动应用体育精准教学发挥出最大的功能，高校应采取多种举措提升相关人员的数据素养［12］.首先要养成数据驱动的问题意识，在认同数据价值的基础上有效、及时感知数据所暴露的问题［13］，其次，注重对数据管理者数据思维和数据分析技能的培养，包括教师在数据“解读”能力方面的培养，学校鼓励教师在教学活动中应用数据来制定教学决策、实施教学过程和检验分析教学效果；学校组织团队收集师生对于数据驱动应用体育精准教学的过程中存在的问题，从教师的实际需求出发，为教师在进行数据分析的过程中存在的问题提供专业化的理论指导，提升教师在教学活动中应用数据分析的意愿.另外，开设数据素养提升研修班，通过具体的案例分析，数据驱动应用体育精准教学的价值、意义以及具体的操作流程，同时结合参加培训学员在具体的实践中遇到的困惑，帮助其设计体育精准教学的思路和策略，提升教师在数据驱动应用体育精准教学的过程中的自我效能感.

湖州市长兴县金陵高级中学为更好地提升教师信息化教学能力，以数据驱动服务精准教学，从数据分析技能的角度出发，针对体育专业不同学科特点，开展以数据分析为核心的专题活动，活动中专家基于数据分析的试卷讲评课、技术支持的听评课、日常作业数据采集等3个方面提供了模式和典型应用案例，真正帮助老师解决实际教学问题，站在现代化技术的角度便捷而又精准地击破教学难题，提升了教师对数据素养的认知，拓展了教学视野.

4.3 塑造“以生为本”的责任意识与决策意识

教育的过程就是对学生进行培养和塑造的过程.对学生进行一定的干预是非常必要的，但是在进行这些干预活动的过程中需要合理的控制一个度，并坚持以学生为中心，以提升学生学习效果为最终的根本目的.在数据驱动体育精准教学的情境下，学校要坚持数据信息只能用于教学的基本原则，提前告知师生数据应用的目的、方法.高校围绕“用什么”“怎么用”“如何用”“谁能用”等问题建立公开透明权责共享的责任制度.在监督管理层面，通过积极宣传、讲座培训的形式鼓励师生自荐成为监督员，共同监督数据的收集和使用过程.在进行数据分析的过程中，师生要对数据保持理性思维，不能过分地依赖大数据.过分依赖数据信息可能导致在分析问题时出现错误，主要是由于智能技术中的算法偏见可能会导致决策发生错误；有时数据只能呈现表象的信息，例如学生进行技术练习的时间和次数不能反映出学生的运动水平，所以仅仅依靠数据也可能会陷入误区.所以，在数据驱动应用精准教学的过程中，要明确数据技术的职能只是对教学决策、教学设计过程中的一个辅助和补充，帮助教师利用大数据技术改善自己的教学活动，教师一定要主动把握教学决策的主动权，而不能用数据替代自己的批判性思考.

5 结语

在当前健康中国和建设体育强国的背景下，数据驱动体育精准教学是我国学校体育改革发展的新方向.实现数据驱动体育精准教学的推进路径不仅需要教育教学优化措施，也需要坚强的组织领导，坚决落实人才、网络平台等多种保障措施以达到有序的进行. 通过数据驱动体育精准教学的实施，打造一批准专业的数字体育人才、编著一批高质量的体育教材、提炼出一系列数据驱动教学的经验做法，推动利用数据实现体育精准教学成为体育教学的主要方式，为学校体育发展贡献力量.