5G时代智慧校园的现实意义、内容呈现与发展路径

文 / 李鲜，田祖国，宋靓雯

作者单位：湖南大学体育学院

智慧教育是新时代教育发展的新趋势，是推进教育现代化的新动力，是引领新时代教育发展的新方向。[1]学校体育作为教育工作的重要组成部分，在践行立德树人培养理念，实现学生全面发展发挥着重要作用。信息时代高速发展促使教育信息化的到来，5G技术(即第五代移动通信技术)是继2G、3G、4G发展之后，在互联网通信时代更高速度、更低功耗、更短延时以及更大规模的网络通信技术，在移动宽带建设基础上，为用户提供了更加高效、更低延时、更大规模以及更低功耗的网络技术。2019年，我国正式进入5G商用元年，由5G技术催发的智慧教育发展路径，为未来教育带来机遇与挑战的同时，也为学校体育的发展提供了智慧发展机遇。学校体育智慧化发展依托于云计算、物联网、大数据以及智能可穿戴设备等信息技术手段，实现智慧化体育课程教学，开展“云信息”监测的课外体育活动，形成科学高效的课余体育竞赛系统，科学监测高水平运动队，创新学校体育发展评价机制。借助信息通讯技术对学校体育智慧化发展作出全面、高效的评估，进而实现学校体育向智慧化发展道路迈进的步伐。学校体育作为体育教育的重要环节，5G的应用能够促进体育技术与教学的深度融合，优化典型的体育教育应用场景，促进虚实学习空间的融合，丰富学习内容的呈现方式，提升体育教育服务的质量。[2]本研究基于5G的时代背景，挖掘智慧教育阶段学校体育发展与现代技术融合等智慧化手段的现实意义，从学校体育的现实发展，探究5G背景下学校体育智慧化发展的内容呈现，进而呈现学校体育智慧发展的创新实施路径，为5G技术更好应用于学校体育的现实发展建言献策。

1 5G时代背景下学校体育智慧化发展的意义

1.1 促进学校体育课程教学的信息化与科学化

基于5G技术的三个应用场景，能够实现与现代体育教育技术发展相结合，从互动式沟通交流、移动泛在学习体验、沉浸互动环境提升教育教学效果[3]。课程教学是学校体育智慧化发展的根本，能够实现与学生的直接对话，学校体育智慧课堂也有别于传统的体育课程教学，主要体现在：教学手段上可以融入信息化技术，体育教学是一个多样且复杂的过程，既需要教师的语言讲解，也需要标准的动作示范，借助现代化技术设备可以使学生更加清晰且直观地观看到技术动作，进而更好地掌握运动技能。智慧化体育教学设计上可呈现课前线上预习、课堂面对面学习、课后线上指导，借助线上资源开发，如“微课、爱课堂、幕课”等线上资源应用于体育教学，弥补了线下课程因为天气因素、场地原因造成的不足，实现课程策略的多样化。5G时代高速网络为学生移动泛在学习提供条件，实现随时随地获取信息资源，整合碎片化时间，提高学生自主学习能力。

1.2 实现学生参与体育运动过程数据监测

在5G技术支持下，智能教育技术的运用，为学生创造融合的学习空间，提供智慧安全的学习环境，将大数据计算、物联网技术(如可穿戴设备等)应用于学校体育发展，可以有效监测学生运动数据，减少运动伤害的发生；提高课堂教学效果，现代技术实时监测并及时反馈学生在课堂上的动态变化，有利于教师依据反馈及时调整运动强度以及教学设计。学校体育是包括课外体育活动在内的培养学生全面发展的教育活动，课外体育活动连接课上与课下，运动数据的监测为学校体育发展的过程性评价提供参考，提高课后探知能力。5G技术的运用，使现代技术融入学校、家庭、社区体育锻炼当中，智能化数据监测使学校体育形成“家校社”联动的发展机制，满足基于数据可视化分析的学生综合素质评价，实现学校体育教学的个性化以及智能发展的现代化。

1.3 激发学生自主学习意识，培养学生创新思维

互联网时代为学生提供了许多获取资源的途径，增加了学生自主探索与创造的机会。教学是师生双边的活动，学校体育的智慧化发展激发了学生在互联网学习中主动发现问题、及时解决问题的能力。网络学习与实践使学生形成了自主挖掘知识和整合信息的能力，围绕教学目标及内容对客观问题进行资料的收集，使学生构建自我知识框架体系。学校体育的智慧化发展，通过创设协作学习小组，激发学生对照组内学习目标发挥自我价值的热情，发挥学生在智能体育发展中自主能动性，关注自我发展，学校体育的智慧化发展是在探索中前进的，能够激发学生自主探索、更新观念、主动学习的热情，延展学生在网络通信时代创造能力与创新思维。

1.4 创新教学模式，优化教学环境

5G背景下，学校体育教学突破传统发展模式，借助多媒体智能化设备、大数据、云计算等手段，实现线上学习交流的、“云端”运动数据的分享、科学规划学校体育竞赛。5G时代能够实现学生的弹性学习，学校体育是以学生为主体的教育活动，尊重学生个体之间的差异，强调学习策略与个人发展相适应。针对传统学校体育教学环境的单一性，学校体育智慧化发展可借助云计算，实现物理环境与虚拟环境的融合，人工智能的应用促使学校体育环境朝着个体适应性、个性化服务需求的方向发展。云计算视野下的学校体育环境优化，给使用者提供了高效、便捷的知识，满足广大师生的体育需求[4]。

2 5G时代背景下学校体育智慧化发展的内容呈现

2.1 基于5G的体育课程教学模式

随着5G时代的来临，我国学校体育也迎来了智慧化发展建设。体育课程教学模式一直是学校体育教学改革的热点话题。我国学者经过多年的研究探索提出许多教学模式，例如“翻转课堂”、“体育俱乐部教学模式”、“运动处方教学模式”“课内外一体化教学模式”、“应用型人才培养模式”、“分层次教学模式”等，随着5G信息化时代的来临，5G技术也随之应用于学校体育中，开启了学校体育智慧化发展建设之路。

5G之前，体育课程教学比较受限。上课内容局限于教师的教学方案，上课形式以教师讲解示范为主，新授课程的运动技能动作纠错也依靠教师的巡场指导。而教师的个人精力是有限的，上课内容的难易程度要考虑到班级学生的整体水平，所以很难对个别动作不协调或是有较高运动天赋的学生安排专门性的课程内容，一节体育课的时间是90分钟，除去课堂常规、准备活动部分，教师动作师范讲解部分，真正分摊到每个学生身上的动作指导时间所剩无几，同时体育课区别于其他文化课程的显著特点是身体上的实践性，个人难以成为自己的镜子，致使学生学习进度缓慢。5G的到来，为原本就处于日新月异的学校体育变革事业增添了新的动力元素，5G网络通信技术与学校体育教育的碰撞产生了新的需求，让体育课程教学模式展现了新的形态，让更多的不可能变成了可能。在5G技术上创建新的教学模式，促成线上线下混合式教学模式的形成。在课程内容展示方面，教师根据学生个人运动特点通过线上平台发布国内外相关领域专家与课程内容相关各阶段的教学视频，学生根据个人理解能力自行观看视频，提前对上课内容有一个大致的了解与学习，课中进行实操与答疑，课后带着实践中产生的问题再次针对性的观看视频，大大提高了学习效率。在运动技能表现手段方面，可利用高速摄像机对教师或者国内外顶尖人才的技能动作进行慢放分解，同时辅以教师的讲解，让学生更清晰直观的了解动作技能的组成、运动过程等关键要素。通过线上线下混合式教学模式可形成课前预习存疑―课中实践解惑―课后复盘巩固的闭环，助力学生快速习得运动技能。

2.2 基于5G的课外体育活动建设

一直以来，我国学生的课外体育活动都呈现自娱自乐、自给自足的个人锻炼状态，学生的课外体育活动没有得到应有的重视与有效的指导。长此以往，没有得到体育活动应有的锻炼正反馈将会打击学生自主锻炼的积极性，不利于终生体育意识的培养。为了防止此种情况的发生，本研究拟借助5G信息化穿戴设备与运动监控平台加强锻炼效果反馈通道，为学生课外体育活动即时有效的机体机能评估提供现代化基础与数据条件理论。

5G信息化穿戴设备为学生课外体育活动运动量、锻炼时长、运动各阶段心率等提供了量化指标，便于数据的收集与整理。学生在运动监控平台上传各类运动量化数据，与以往数据进行追踪对比，直观监测自身机能变化；在讨论区对课外运动过程中出现的各种问题进行提问与讨论，利用网络平台将教师学生、各类运动爱好者进行云集合，将单一的个体进行云连接，透过数据进行云讨论，建立教师与学生、学生与学生之间的课外体育交流网，加强师生、校友之间的联系。此举不仅有效督促了学生参与课外体育活动的积极性，同时也为学生课外体育活动提供了强有力的指导。构建学生课外体育运动效果反馈师生联合互动机制，提供课外锻炼方案选择、锻炼中可能出现事故的应对预案以及运动后的各类肌肉放松手段与营养补充等成体系的运动一条龙指导，推动学生自主锻炼的习惯的养成。

2.3 基于5G的学校体育竞赛管理

合理运用竞赛，可培养学生竞争意识，深化学校体育教育。对竞赛环境的适应，不仅可检验学生运动技能的稳固性，同时也是判别心理素质是否过硬的标准之一。根据学校特点建立具有本校特色的体育竞赛管理体系，不仅是为了提高学生对体育课程的重视度，也是出于学生自身竞技水平的检测与提高，更是为了发挥体育课程优势，真正实现体育育人。现阶段的学校体育竞赛体系，还存在一些阻碍运动竞赛开展的因素，例如管理人员上的沉冗，文件层层审批的繁复等；赛事策划时对于学校可给予的场地安排与报名人数之间的冲突；竞赛运行中运动员的身份认证与庞大成绩数据录入与学校体育竞赛经费管理等无不阻碍着学校体育竞赛的开展。针对已出现或未来可预见的各种学校体育竞赛管理问题，利用5G的学校体育智慧化发展系统都可对风险一一进行规避。学校体育智慧化发展系统中的竞赛管理系统是基于学校开展的各种运动项目上建立，包含各类运动项目整套的编排算法，整个竞赛流程透明公开，管理者在网络平台进行文件的审查与批复，可大大节约人力物力财力与非必要的跑动时间，利用运动监控设备直连网络，实现运动成绩的即时录入，即刻完成成绩排名输出。同时学校体育竞赛管理系统与学生课外运动监控平台进行互联，将竞赛与平日锻炼身体数据的对比分析，建立专门的竞赛成绩提升板块，给出具有针对性、个性化、系统性的竞赛成绩提升方案，实现全方位的运动监测管理覆盖。

2.4 基于5G的学校高水平运动队建设

2017年7月6日教育部印发了《教育部关于进一步加强普通高校高水平运动队建设的实施意见》，明确提出要以学校高水平运动队项目引领学生课外体育活动参与和学校竞赛的发展，逐步形成高校优势项目[5]。学校高水平运动队具有体育教育与体育发展功能[6]。纵观我国各地学校高水平队伍建设，还并未达到创办队伍的预设目标与引领学校体育发展的示范推进作用[7]。基于5G的学校高水平运动队建设系统应包含人才队伍选拔、运动员训练规划、训练即时身体动态监测、训练后的机能恢复等几个部分。利用大数据了解运动员过往运动历史，评估未来达成的运动成就天花板；结合世界先进的训练方法与运动员个人特质，制定专门化的运动方案；利用5G信息化穿戴设备与运动员运动后即刻生理生化指标判定训练运动量大小与锻炼效果；利用5G网络平台随时就身体机能感知状态与运动员进行沟通，最大限度使教练员了解运动员身体状态，随时随地无障碍对运动员提供技术指导。在学校体育智慧化发展体系下构建5G学校高水平运动队建设系统，实现高水平运动队伍与普通生竞赛融合，以专业带领业余，发挥高水平队伍的示范引领作用。

3 5G时代背景下学校体育智慧化发展路径

3.1 创设智慧体育教学环境，满足多样化需求

学校体育涉及教学、训练、竞赛，全面统筹教学信息、竞赛训练数据，可以实现体育教学管理智慧化、教学活动智慧化。创设学校体育智慧环境，首先要从教学环境做出突破，要将现实环境与虚拟环境结合起来，做到线上与线下学习相结合，实时记录学生体育教学过程，把握学生在教学过程中情感认知以及社会认识，实现对教学环境的适应性。智慧教学环境建设呈现出教学空间的智能化，教学模式、教学资源、教学技术的智慧化，使教学资产管理数据化，将虚拟现实应用其中，实现特色体育教学[8]。尤其体育作为一门实践性强的学科，应对不同教学内容应有不同的思考，融合通讯技术，将网络教学深入推进，解决“停课不停学”的现实问题，借助物联网、大数据、云计算等现代科学技术，将知识统筹起来，满足学生对于信息化发展的需求。

3.2 创新发展思维，共享智慧成果

学校体育以育人理念贯彻落实智慧发展，基于现代信息技术将终身体育观念作为学生发展需求。创新体育竞赛育人体系，要整合学校体育发展资源，牢固树立立德树人、育人为本作为践行培育核心价值观理念，激发学生敢于拼搏、勇于尝试的精神品格。摒弃传统体育教学存在的“灌输式”教学，形成以教师为主导、学生为主体的素质教育理念，以满足学生的根本利益为出发点，借助信息化时代具有的功能与优势，教师应从传统思维中脱离，响应智慧化发展成果，挖掘个体自主创造与创新能力，接受现代化教学手段、智慧化教学策略应用于学校体育发展，从思想上形成智慧发展理念，让学校、家庭、社区能够在大数据、云计算、虚拟现实等现实技术中共享学校体育智慧成果。创新教学思维，提高教师智慧教学能力，全面提升自我要求教师以开发体育课程资源为主要目标，实现智能化手段监测，加强大数据应用下教学效果评估，了解掌握学生学习习惯养成，个人目标实现等等，促进学校体育智慧教学的可持续发展。

3.3 构建学校体育智慧系统

学校体育智慧系统包括含学生运动负荷监测系统、学生家庭锻炼指导系统、学生运动竞赛分析系统、学生体质健康管理系统、体育优质课直播评价系统[2]。利用信息化可穿戴设备对学生进行运动实时监测，适时调整其在运动中运动负荷以及运动强度，遵循科学化评价原则，实现对学生的运动过程评价。运动过程监测体现学校体育智慧化发展道路的科学性，数据的可视化为分析、对照制定适合个人练习的运动方式提供依据，此外，监测系统的数据存储功能对于查找、对比不同学生运动数据，进而分析呈现不同效果。学生家庭锻炼指导系统是弥补家庭体育锻炼缺失问题，利用现代信息技术拓宽了教学信息反馈通道，实现信息反馈的程序化以及数据化，家庭体育锻炼是课外体育活动的有利延伸，能够实现家校之间互动交往，家庭体育锻炼指导系统能够实现学生的个性化诊断，依据学生在校锻炼情况进行评估，相对应地调整家庭体育锻炼的强度、练习方法等等；为学生提供运动方法指导，实现学校与家庭之间健康联动，形成良好的运动锻炼习惯。基于大数据平台建立学校、教练、学生、家长之间的赛事交流系统，实现课余体育竞赛促进学生终身体育兴趣，养成终身体育习惯。关注学生体质健康发展，实现体质监测与运动锻炼以及健康诊断相结合管理系统。

4 结语

5G时代的到来，为学校体育智慧发展提供了机遇。5G具有高速率、低能耗、高可靠性等技术特征，为学校体育在新时代的改革发展提供技术支持。围绕体育课堂教学，智慧体育能够有效创新教学手段，优化教学形式，改进教学策略，提高学生学习效果。通过创设智慧体育学习环境，实现学生自主探索的目标与创新能力的提高。现实证明，学校体育的智慧化发展随时代的发展不断更新，学校体育教育信息化手段应用逐渐广泛，更新教育教学观念的同时，为学生创造了良好的现实环境，使学校体育教育朝着高效、实效、长效的方向发展，但学校体育整体全面的智慧创造还面临着如设备资金不足、缺乏专业人才等现实问题，因此需要学校依据自身发展情况，不断探索符合自身学情、校情发展的道路，抓住技术革新下的发展机遇，实现学校体育智慧化发展。