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構建智能體育與健康教學(xué)模式

發(fā)布時(shí)間:2022-10-25 作者:汪曉贊 來(lái)源:中國教育報

在信息技術(shù)賦能教育的時(shí)代變局中,教育部頒布了《教育信息化2.0行動(dòng)計劃》,旨在推動(dòng)信息技術(shù)與教育的深度融合。如何將大數據、云計算、人工智能等信息技術(shù)應用到當下體育與健康教學(xué)中,探索未來(lái)的智能體育與健康教學(xué)模式已成為廣大體育教育工作者面臨的重要問(wèn)題?!读x務(wù)教育體育與健康課程標準(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標準》)在體育與健康課程教學(xué)建議、學(xué)習評價(jià)建議和教材編寫(xiě)建議中均提出了與現代信息技術(shù)相結合的要求。

在人工智能時(shí)代背景下,以信息化、數字化、智慧化功能為導向,構建基于現代信息技術(shù)的智能體育與健康教學(xué)模式,不僅可以有效落實(shí)《課程標準》、提高教學(xué)效率、緩解教師壓力、激發(fā)學(xué)生興趣,還有助于實(shí)現中小學(xué)體育與健康教學(xué)的高質(zhì)量、可持續發(fā)展。

智能體育與健康教學(xué)模式主要概括為“1—2—3—4”。

    創(chuàng )新一類(lèi)教學(xué)內容

教學(xué)內容是開(kāi)展體育與健康教學(xué)的關(guān)鍵所在。然而,當前體育與健康課程教學(xué)活動(dòng)中仍存在單一技術(shù)教學(xué)、單一學(xué)科教學(xué)、單一呈現形式等現象。

《課程標準》提出“應當充分利用現代信息技術(shù),重視紙質(zhì)教材與數字資源的優(yōu)勢互補”。隨著(zhù)各學(xué)科知識圖譜的構建與各類(lèi)信息技術(shù)的應用,學(xué)科知識體系已逐步實(shí)現知識結構的數字化與呈現形式的多樣化,并且通過(guò)對不同學(xué)科知識點(diǎn)的標記,各學(xué)科和體育與健康學(xué)科之間、體育與健康學(xué)科內部各知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)已日漸明朗?;诖?,以往各學(xué)科間僅憑經(jīng)驗串聯(lián)多學(xué)科知識的“多學(xué)科教學(xué)”正逐步成為過(guò)去,單一技術(shù)教學(xué)等非結構化的教學(xué)內容將被摒棄,而基于人工智能串聯(lián)構建、基于信息技術(shù)多維呈現的結構化的體育與健康教學(xué)內容體系逐步形成。如:基于人工智能對籃球教學(xué)的設計,依據籃球知識體系內各知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián),可以將運球、傳球、上籃等多個(gè)知識點(diǎn)融入同一教學(xué)內容中,從而實(shí)現籃球結構化教學(xué);基于籃球知識體系與物理、數學(xué)等學(xué)科知識的關(guān)聯(lián),可以在籃球教學(xué)中融入重力、摩擦力等相關(guān)知識,實(shí)現跨學(xué)科教學(xué)內容設計;基于增強現實(shí)、虛擬現實(shí)和虛擬仿真等技術(shù),可以為學(xué)生提供籃球技戰術(shù)全景展示和沉浸式體驗,從而加深學(xué)生對技戰術(shù)的理解。

智能體育與健康教學(xué)模式對教學(xué)內容的結構化、跨學(xué)科與形式創(chuàng )新,可以使體育與健康教學(xué)內容實(shí)現以問(wèn)題為導向,幫助學(xué)生提高解決真實(shí)情境中復雜問(wèn)題的能力。

    轉變兩種教學(xué)行為

教學(xué)行為包括教師的教與學(xué)生的學(xué)。當前的體育與健康教學(xué)中,由于教學(xué)資源的限制,教師往往需要同時(shí)面向幾十名學(xué)生教授同一內容,學(xué)生個(gè)體間的興趣導向、運動(dòng)技能、身體機能等差異容易被忽略?!墩n程標準》提出“在體育與健康教學(xué)中應當運用現代信息技術(shù)開(kāi)展項目教學(xué)”。為此,如何基于現代信息技術(shù)手段,擺脫不能因材施教的困境,使教師的“教”充分適應學(xué)生的個(gè)體差異,讓學(xué)生的“學(xué)”不再局限于上課所教的內容,成為新時(shí)代體育與健康教學(xué)所面臨的一個(gè)重要課題。

一方面,對于教師“教”的行為,基于物聯(lián)網(wǎng)和大數據,可根據學(xué)生的多維歷史數據對每一名學(xué)生進(jìn)行體育與健康“學(xué)習畫(huà)像”的精準繪制;基于人工智能,可根據不同的教學(xué)目的實(shí)現對教學(xué)內容的個(gè)性化組合與高效設計;基于云計算和云存儲,針對預先錄制的教學(xué)內容對不同學(xué)生開(kāi)展不同的教學(xué)活動(dòng)。如:基于人工智能的教師“教”的行為,依據學(xué)生的“學(xué)習畫(huà)像”可以為不同學(xué)生有針對性地設計教學(xué)內容,然后確定每一名學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習內容,并預先錄制供學(xué)生自我學(xué)習。

另一方面,對于學(xué)生“學(xué)”的行為,結合對學(xué)生心理認知、興趣愛(ài)好、運動(dòng)技能、身體機能等數據的綜合分析,人工智能程序可以給出準確的學(xué)習建議,結合當前越來(lái)越多的各類(lèi)智能“庫”、大數據平臺等,學(xué)生可以便捷地獲取各類(lèi)豐富的學(xué)習資源。智能體育與健康教學(xué)模式對教師“教”的行為與學(xué)生“學(xué)”的行為的轉變,不僅可以使得教師的因材施教、學(xué)生的自主學(xué)習成為可能,還能在控制教與學(xué)成本的同時(shí)提升教與學(xué)的質(zhì)量。

    突破三重時(shí)空壁壘

現有體育與健康教學(xué)活動(dòng)一般依托現實(shí)中的固定場(chǎng)所,在固定的時(shí)間開(kāi)展,因而受到單向時(shí)間、物理空間、現實(shí)空間三重壁壘束縛,限制了體育與健康教學(xué)活動(dòng)的自由發(fā)展。同時(shí),受新冠疫情影響,近年來(lái)體育與健康線(xiàn)下教學(xué)活動(dòng)被迫取消已成常態(tài),跨越時(shí)空的教學(xué)活動(dòng)已成未來(lái)教育發(fā)展趨勢?!墩n程標準》提出“應幫助學(xué)生通過(guò)線(xiàn)上線(xiàn)下相結合方式打破學(xué)習的時(shí)空壁壘”。為此,借助現代信息技術(shù)突破體育與健康教學(xué)的時(shí)空壁壘、提升不同時(shí)空條件下的體育與健康教學(xué)質(zhì)量顯得尤為迫切。

首先,要突破單向時(shí)間壁壘。當前的現代信息技術(shù)尤其是云存儲技術(shù)為突破教學(xué)活動(dòng)的單向時(shí)間壁壘提供了可能,各類(lèi)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源以數字化的形式存儲在云端,使得教師可以隨時(shí)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)并將教學(xué)資源上傳至云端,學(xué)生則可隨時(shí)獲取過(guò)去的教學(xué)資源開(kāi)展自我學(xué)習,因而教師和學(xué)生都無(wú)須在固定的時(shí)間參加教學(xué)活動(dòng)。教師可隨時(shí)將錄制好的教學(xué)視頻上傳到云端,學(xué)生自行選擇時(shí)間從云端下載教學(xué)視頻學(xué)習。

其次,要突破物理空間壁壘。近年來(lái)各類(lèi)在線(xiàn)教學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展已突破了體育與健康教學(xué)的物理空間局限,縮短了師生、生生之間的物理距離,將“天涯咫尺”變?yōu)楝F實(shí),教師可以在任意地點(diǎn)通過(guò)騰訊會(huì )議、釘釘等網(wǎng)絡(luò )平臺開(kāi)展教學(xué),學(xué)生同樣可以在任意地點(diǎn)通過(guò)電腦、手機等終端設備進(jìn)行學(xué)習,學(xué)生和教師都無(wú)須在固定場(chǎng)所參加教學(xué)活動(dòng)。如:教師的教學(xué)直播,只要有網(wǎng)絡(luò )信號覆蓋,學(xué)生都可以通過(guò)各種移動(dòng)終端設備進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)學(xué)習。

最后,要突破現實(shí)空間壁壘。增強現實(shí)、虛擬現實(shí)技術(shù)的出現為體育與健康教學(xué)活動(dòng)突破現實(shí)空間提供了可能,增強現實(shí)技術(shù)可以基于現實(shí)空間模擬出各類(lèi)虛擬器材、場(chǎng)地、人物、場(chǎng)景,而虛擬現實(shí)技術(shù)更是進(jìn)一步擺脫了現實(shí)空間的束縛,可以直接在虛擬空間中模擬現實(shí)中的所有事物,使得教學(xué)活動(dòng)得以擺脫現實(shí)空間場(chǎng)地和器材的束縛,讓學(xué)生獲得“沉浸式”體驗。

    解決四類(lèi)評價(jià)困境

義務(wù)教育和普通高中的體育與健康課程標準均非常重視體育與健康學(xué)習評價(jià),但體育教師在學(xué)習評價(jià)中往往面臨著(zhù)客觀(guān)性不足、效率低下、過(guò)程缺失、維度單一等現實(shí)困境?!墩n程標準》提出“應當加強運用現代信息技術(shù)開(kāi)展實(shí)時(shí)和精準評價(jià)”。如何通過(guò)現代信息技術(shù)手段,實(shí)現體育與健康學(xué)習評價(jià)的客觀(guān)性、時(shí)效性、過(guò)程性和多樣性,也是智能體育教學(xué)模式的關(guān)鍵所在。

提升評價(jià)的客觀(guān)性意味著(zhù)需要降低現有體育與健康教學(xué)中主觀(guān)評價(jià)的權重,盡可能地采用客觀(guān)設備獲取量化評價(jià)結果。物聯(lián)網(wǎng)的“萬(wàn)物互聯(lián)”屬性為此提供了可能,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無(wú)處不在的傳感器,可以實(shí)時(shí)精確地獲取學(xué)生各項指標的量化評價(jià)結果。如:通過(guò)可穿戴設備能夠實(shí)時(shí)獲取學(xué)生在體育與健康實(shí)踐課中的運動(dòng)強度、運動(dòng)時(shí)間、運動(dòng)距離、運動(dòng)密度等數據。

提升評價(jià)的效率性意味著(zhù)需要摒棄一對一的評價(jià)模式,在同一時(shí)間對所有學(xué)生進(jìn)行評價(jià)。人工智能技術(shù)的“智能教師”為此提供了可能,可以借助“智能教師”,同時(shí)對所有學(xué)生開(kāi)展評價(jià)。如智能體育家庭作業(yè)系統就可以替代教師,通過(guò)APP即可實(shí)現同時(shí)對所有學(xué)生的體育家庭作業(yè)情況進(jìn)行監測與評價(jià)。

注重評價(jià)的過(guò)程性意味著(zhù)需要記錄學(xué)生的全過(guò)程數據,而非僅僅記錄學(xué)生的最終數據,人工智能技術(shù)的“學(xué)習畫(huà)像”為此提供了可能?!皩W(xué)習畫(huà)像”可以基于學(xué)生學(xué)習的全過(guò)程數據繪制學(xué)生的學(xué)習過(guò)程畫(huà)像,分析結果可以充分體現出學(xué)生在各個(gè)過(guò)程中的學(xué)習表現。

實(shí)現評價(jià)的多樣性意味著(zhù)需要將學(xué)生的多種指標盡可能地納入評價(jià)之中,避免將評價(jià)維度局限于體能、運動(dòng)知識與技能,大數據技術(shù)的“多維”屬性為此奠定了基礎,可通過(guò)大數據技術(shù)獲取學(xué)生的多維數據,挖掘各維度數據與學(xué)生學(xué)業(yè)水平之間的關(guān)聯(lián),進(jìn)而充分拓展體育與健康的評價(jià)維度。

面向未來(lái)的智能體育與健康教學(xué)模式是現代信息技術(shù)與體育與健康課程教學(xué)深度融合的新時(shí)代產(chǎn)物,可以有效回應當下體育與健康教學(xué)發(fā)展同教育信息技術(shù)發(fā)展之間的現實(shí)矛盾和問(wèn)題,并為課程標準對體育與健康教學(xué)的信息化和智能化要求提供理論指導,對實(shí)現體育與健康課程的育人功能和價(jià)值具有重要的現實(shí)意義。

(作者系華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院教授、義務(wù)教育體育與健康課程標準組成員)

《中國教育報》2022年10月25日第9版 

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