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人工智能对体育教学改革的影响研究
中图分类号:G807 文献标识:A 文章编号:1009-9328(2024)04-159-02
摘 要 本研究探讨了人工智能对体育教学改革的影响,并深入分析了人工智能在体育教学领域的广泛应用及其对教学改革产生的深远影响。通过分析人工智能在个性化教学、价值探究、教学资源等方面的作用,揭示了其推动体育教学向更加高效、科学和创新方向发展的潜力与挑战,以促进体育教学的创新与发展。
关键词 人工智能 体育教学 体育改革
党的二十大报告当中明确指出:要推动战略性新兴产业融合集群的发展,积极构建人工智能等一批新的增长引擎,加快发展人工智能化的数字经济。这为人工智能的发展赋能了较好的方向,也为人工智能的应用场景、催生出的新产业以及在高校体育教学当中的应用等提供了利好的政策指引。随着人工智能技术的飞速发展,其在教育领域的应用日益广泛[1],体育教学作为学校教育的重要组成部分也受到了人工智能技术的深刻影响,人工智能技术的引入为体育教学改革带来了前所未有的机遇和挑战。
一、人工智能在高校体育教学发展中所面临的现实困境
(一)技术和设备成本较高难以有效普及
人工智能可穿戴装备的价格也会影响到其在人们进行体育运动中的应用,若是价格过于昂贵,人们会望而却步,不会选择购买。所以,如果想要推广应用人工智能可穿戴装备,需要保障价格的合理性,使其价格能够满足人们的需求,避免给人们造成太大的经济负担[2]。另外,还要保障设备的价格与其性能、功能等方面相匹配,如此才能够被人们应用于体育运动中。人工智能技术在高校体育教学中的应用还需要大量的硬件和软件支持,如智能运动设备、传感器、摄像头、云计算、数据分析等,这些技术和设备的成本较高,并不是所有的高校都能够负担。同时,即使有了这些技术和设备,也需要专业人员进行定期维护和更新,以保证其正常运行。
(二)体育教师的专业能力有待提升
体育教师不仅是高校体育教学的参与者,也是体育教学的主导者及实施者。在高校体育教学中应用人工智能技术会让高校的体育教育环境、体育教学需求、体育教学资源等都发生巨大变化,这也对体育教师的专业能力提出了更高的要求。现如今,体育教师的原有能力已难以满足人工智能应用下高校体育教学发展的需求。为此,体育教师不仅需要掌握传统的体育知识和技能,还需要了解人工智能技术的原理和功能,以及如何有效地利用它们来辅助教学。
(三)数据隐私泄露引发的安全问题
随着信息技术的不断发展,个人隐私保护面临着越来越大的挑战,传统的隐私保护方法往往存在着数据泄露、数据滥用等问题。想要将人工智能技术完美地应用到高校体育教学中,除了要考虑技术问题外,还要考虑学生个人信息和运动数据的收集、存储、传输和处理问题。这些信息中会包含教师及学生的身份信息、健康状况、运动表现、心理状态等内容,如果这些信息没有得到妥善保护和管理,就可能存在泄露、篡改、滥用等风险,会给教师及学生带来隐私侵犯和数据安全的威胁[3]。
二、人工智能赋能学校体育教学的价值探究
(一)提升学生运动表现,预防运动伤害事故
穿戴智能设备可用来获取学生的速度、运动时间、心率等运动数据,大量运动数据通过云计算和人工智能算法等技术可及时将分析后的数据反馈给教师和学生,助力教师全方位掌握学生的运动状况、帮助学生更清楚地了解自己的运动表现[4]。借助物联网及深度学习、计算机视觉、自然语言处理等人工智能技术,可以实现学生在多种场景下体育学习测评数据的互联,弥补当前学生课外体育学习测评的不足。智能产品运用在学校体育教学中,将起到帮助学生提升运动表现以及预防运动伤害事故等作用[5]。
(二)助力教师科学化与针对性教学
相比传统体育教学而言,在人工智能技术赋能加持下的体育教学过程更具科学性、针对性和高效性,实现精准教学。通过对学生个体特征的深入分析,人工智能能为学生提供量身定制的训练方案和指导,真正做到因材施教,使每个学生都能在自身基础上取得最佳进步。通过智能算法与体育大数据库进行比对分析能得到每一个学生的学练数据分析结果,这将为教师提供更科学、更有针对性的教学依据,从而为学生提供科学化和针对性的课堂体育教学。
(三)提高学生学练效率和质量
运动视觉、图像识别、姿势识别等技术可以采集学生多方面的数据和信息。通过这些技术可以实时获取学生在运动过程中的身体姿态、动作轨迹、运动速度等信息,从而实现对学生运动表现的精准分析。这有助于教师深入了解学生的运动特点和不足之处,以便更有针对性地制定教学计划和指导方案。同时,也能让学生直观地看到自己的表现,促进自我反思和改进。此外,它们还可以为教学评估提供客观依据,提升体育教学的科学性和有效性。
(四)智能评判学生动作的科学性与规范性
计算机视觉技术结合人工智能算法,通过与标准动作数据库比对,可智能评判学生动作的科学性和规范性。这种比对可以快速、准确地识别出学生动作与标准动作之间的差异,包括动作的规范性、准确性、协调性等方面。例如,可以及时发现学生在某个动作上的不规范之处,如姿势不正确、发力点不准确等,然后对此进行分析,系统可以为学生提供针对性的反馈和建议,帮助他们及时纠正错误,提升动作质量。而且,随着技术的不断发展和完善,这种比对的精准度和效率还将不断提高,为体育教学带来更多的便利和创新[6]。
三、人工智能对体育教学改革的影响
(一)教学个性化
一方面,人工智能能够基于学生的各项身体数据、运动表现数据、兴趣偏好等多维度信息,进行深度分析和挖掘,从而精准地为每个学生勾勒出独特的画像。依据这些画像,系统可以为他们量身定制最适合的教学内容、训练强度和进度安排,真正做到因人而异的个性化教学。另一方面,它可以实时跟踪学生的学习进展和状态变化,随时根据新情况调整教学策略,确保始终契合学生的实际需求。同时,它还能根据学生的进步速度和潜力,动态地调整目标设定,让学生始终处于一种适度挑战的状态,激发他们不断提升自我。
人工智能技术利用和科学学习的融合,促进自适应学习的发展,基于学生的能力、特征、认知等差异,提供针对性服务。自适应学习系统能够按照学生的体育基础、体育兴趣等对最适宜的体育资源进行选择,同时基于学生学习的节奏、进度等对教学内容进行调整,从学生的需求与体育的学习特征出发,对个性化教学内容进行制定。这种个性化教学能够满足学生的个性化需求,提高学生的学习兴趣和动力,从而提升教学效果。
(二)教学形式多元化
传统体育教学方法主要是根据学生实际情况进行相应调整,以促进学生身体素质得到全面发展。然而,人工智能技术的出现打破了传统体育教学方法的局限性,可以使教师根据不同学生的实际情况制定相应的教学目标,进而提高体育教学效果。
线上线下的融合可以实现学习过程的全程记录和跟踪,教师能更精准地掌握每个学生的学习进度和状态,从而更有针对地进行线下教学的调整和指导。学生也能根据自己在线上的学习轨迹,发现自身的优点和缺点,从而有目标性地参与线下学习。这种有机融合使得教学更加灵活、高效,能更好地满足学生多样化的学习需求和发展,有利于培养学生的体育技能与思维能力。
(三)教学效率提升
在教学效率提升方面,快速处理和分析大量数据,及时发现学生的问题和不足,让教师能够迅速调整教学策略,针对性地解决问题。自动化的教学辅助系统可以同时为众多学生提供服务,大大提高了教学资源的利用效率。智能训练设备可以实时反馈学生的训练情况,学生能够及时调整和改进,减少无效训练,提高训练效率。通过虚拟现实等技术,可以模拟各种场景,让学生在短时间内获得更丰富的体验和学习,加快学习进程。
四、体育改革路径
(一)加强虚拟仿真训练场建设
在以大数据为核心的人工智能时代,学校体育教学将向着科学化、智能化、网络化方向发展,为学生提供一个更加科学、智能的教学方式。虚拟仿真技术通过头盔显示器或者数据手套等设备,为学生创造一个虚拟的三维世界,给学生带来沉浸式的直观体验,让学生能够体会身临其境的感觉。在综合运用计算机、传感器、人工智能等技术的基础上,建立虚拟羽毛球、虚拟网球、虚拟搏击、虚拟乒乓球等虚拟仿真训练场。
(二)多学科交叉融合发展
单一学科的研究往往难以全面解决复杂的问题。学校体育要与教育学、计算机、心理学、生理生化、医学、生物力学、脑科学等学科交叉融合发展。多学科交叉融合还促进了创新思维的产生。不同学科背景的人员在一起交流合作,能够打破传统学科界限,激发新的灵感和创意。这种融合也有利于培养具有综合素养和创新能力的人才。
(三)加强对体育教师人工智能技术的专业培训
可以通过在职前体育教师的教师教育课程中设置人工智能的课程内容,强化职前体育教师对人工智能等数字技术的适应能力和认同度。对于新入职的体育教师,学校可以组织有关的讲座和培训,并开展相关的教学技能考核与比赛,强化体育教师对人工智能技术的实践操作能力,通过以赛促教、以赛促练的方式培养体育教师的此类能力。
五、结论与建议
本研究认为,人工智能技术对体育教学改革产生了积极影响,为体育教学提供了新的机遇和挑战。人工智能技术的不断成熟,为高校体育教学的创新带来了机遇,全面促进了高校体育教学的发展,但同时也存在很多问题。在高校体育教学中,通过融合人工智能技术、构建互动性学习平台和提升教师专业能力,可以突破传统教学模式的局限性,激发学生的学习兴趣和主动性,促进高校体育教学的发展。
为此,本研究提出以下建议:一是加强AI技术在体育教学中的应用研究和实践探索;二是提高体育教师的技术水平和应用能力;三是完善相关政策和法规,保障学生隐私和数据安全;四是加强与其他学科的交叉融合,推动体育教学改革向更深层次发展。通过这些措施的实施,我们相信人工智能技术将为体育教学改革注入新的活力,进而推动体育教育事业不断向前发展。
参考文献:
[1]李金龙,陈金鳌.基于人工智能的高校体育教学创新研究[J].体育世界,2023(12):49-51.
[2]苗承佳.人工智能可穿戴装备与视觉目标跟踪技术在体育运动中的运用分析[J].文体用品与科技,2024(07):162-164.
[3]周洪宇,郑媛.回归大学主体,回归教育本性——章开沅高等教育改革思想管窥[J].现代大学教育,2021,37(02):10-15+23.
[4]张颖,储呈军.基于大数据与人工智能技术的体育课堂教学效果评价研究[J].文体用品与科技,2023(24):145-147.
[5]张鑫淼,朱青,蔡玉军,等.人工智能赋能体育教育测评的应用场景、风险隐忧与纾解方略[J].体育学研究:1-17[2024-05-28].https://doi.org/10.15877/j.cnki.nsic.20240527.002.
[6]高明光,付欣欣,徐青玲.人工智能赋能学校体育教学的价值、困境与对策[J].文体用品与科技,2022(16):133-134.