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让AI走进课堂:基于人工智能的高中体育教学探索
中图分类号:G807.3 文献标识:A 文章编号:1009-9328(2024)08-130-02
摘 要 在AI技术高速发展的背景下,诸多新技术在实际生活和教育教学领域中的应用也愈发广泛。本文首先分析了人工智能在高中体育教学中的应用价值,包括实现个性化教学、进行精准化分析、能获取实时反馈,提高教学效率等。然而教师在应用人工智能实施高中体育教学的过程中也面临着一些挑战,如角色难以转变、存在技术难点、教学效率不高、隐私泄露风险等。面对这些挑战,本文提出了相应的应用对策,即教师积极转变角色,加强技术研究运用,提高课程教学效率,注重进行隐私保护。在新课标下的高中体育教学中,教师通过运用智能运动手环、运动分析软件、虚拟现实技术等教学工具能发挥人工智能的价值,从而有效达成高中体育教学目标。
关键词 人工智能 高中体育 运动手环 分析软件 虚拟现实
在新课标背景下,高中体育作为高中阶段的重要学科,对促进学生身心健康、增强学生身体素质、引领学生全面发展等具有重要作用。在以往的高中体育教学中,教师通常运用单一的教学方法进行教学,对于新技术的应用不够全面、不太广泛,备课、教学与评价不够精准,难以满足学生个性化学习的需要。基于人工智能在高中体育教学应用的背景,教师可以运用大数据分析、智能设备监测等的方式,推动落实个性化教学、精准评估和实时反馈,提高体育教学的质量和效果。因此,在新时期高中体育教学中,教师要结合本校的实际情况以及学生的基本学情,并在教学目标指导下,积极探索基于人工智能的高中体育教学的方法与对策。
一、人工智能在高中体育教学中的应用价值
(一)实现个性化教学
高中生的兴趣爱好、身体素质、运动能力等存在差异,传统的体育教学方式难以满足学生个性化学习需求。教师运用人工智能技术能分析学生身体数据和运动表现,以此制定针对性教学计划,对学生进行个性化学习点拨和运动指导。
(二)进行精准化分析
传统体育教学通常依靠教师的观察与经验判断,这就导致评价与后续指导不够精准。在人工智能工具和平台的支持下,教师可以通过智能设备和传感器对学生的运动表现进行实时监测与分析,以此实施精准评价与指导[1]。
(三)便于实时的反馈
高中体育教学中,及时的反馈对于学生的学习和进步至关重要。在AI技术的支持下,教师能运用传感器与智能设备实时监控与分析学生的运动表现,及时反馈给学生。学生也能借助设备明确自身运动情况,以此针对性调整运动方式。
(四)提高教学的效率
人工智能能自动处理一些烦琐的教学任务,如成绩统计、考勤管理等,如此可减轻教师的工作负担,提高教学效率。教师能通过虚拟现实、增强现实等技术为学生提供更加生动、直观的教学体验,以有效激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
二、人工智能在高中体育教学中的应用挑战
(一)角色未能转变
人工智能应用在高中体育教学中,要求教师转变角色定位,突出学生学习的主体。然而,教师在运用人工智能教学的过程中仍然是以自己为主,与学生的交流与互动不足,无法有效引领学生参与自主学习与合作探究,如此会影响理想教学成效的获得。
(二)存在技术难点
人工智能在高中体育教学中的应用需要依赖先进的技术设备和软件,如智能运动手环、运动分析软件、虚拟现实技术等。这些技术设备与软件工具对于教师提出了较高要求,一些教师未能掌握运用方法与技能,不利于发挥其中的价值。
(三)教学效率不高
在高中体育教学中,课堂教学与一般课程存在差异,通常是以室外教学为主。教师在运用人工智能相关的技术工具时,在与课堂教学融合的过程中存在着一定的困难,未能发挥人工智能教学的优势,从而影响了体育课程教学效率[2]。
(四)隐私泄露风险
人工智能在高中体育教学中的应用需要收集学生的身体数据、运动表现等个人信息,这些信息涉及学生的隐私。如果教师在使用的过程中对于学生隐私保护的重视度不够,或未能掌握数据保护的方法,就有可能出现隐私泄露的风险。
三、人工智能在高中体育教学中的应用对策
(一)教师积极转变角色
在人工智能背景下,相关技术应用在高中体育教学中需要教师积极转变自身的角色定位,即由过去的领导者转变为学生学习的引导者、支持者和辅助者。教师应当积极学习新时期的人工智能技术,掌握智能设备、软件工具的使用方法,根据高中体育教学的需要积极运用人工智能实施教学,以提高教学成效。
例如,教师通过坚持学习人工智能在教育教学中的运用知识,积极参与各项培训活动,可以掌握人工智能在高中体育教学中的基础应用。在“营养与健康”的课堂教学中,教师先提问“同学们,大家平时吃什么呢?”“如何知道自己的饮食是否合理呢?”引发学生思考与交流。接着,教师利用智能健康管理APP,将学生的日常饮食信息输入进去,APP快速分析营养成分并给出建议。教师还能根据APP生成的班级整体营养状况报告实施针对性教学,后续教师借助智能手环检测学生运动时身体数据,结合营养摄入情况,讲解怎样通过合理饮食和运动促进身体健康。这样加强了师生互动,自然也提高了教学成效。
(二)加强技术研究运用
1.运用智能运动手环。智能运动手环是一种常见的可穿戴设备,它可以实时监测学生的运动心率、步数、消耗的卡路里等数据。在高中体育教学中,教师可以通过智能运动手环了解学生的运动状态,以此根据学生的身体状况针对性调整教学内容和强度。
例如,在长跑运动教学中,教师提前让学生配备智能运动手环,这样可以在学生运动时实时监测学生的步数、心率和热量消耗情况,并将这些数据快速汇总到运动软件中,再根据这些数据及时进行干预,或者推荐合适的运动项目与强度。长跑时的心率范围是每分钟110~180次,最好控制在120~150次。因此,当学生的心率超过150次左右时就要特别注意,当在180次左右时就要及时叫停,如此能有效避免运动伤害和过度疲劳。在课后,教师将运动数据共享给学生,学生可以通过智能手环与运动数据了解自己的表现,便于后续调整运动强度与方式。
2.运用运动分析软件。运动分析软件是一种利用高速摄像机和传感器对学生的运动表现进行分析的软件。在高中体育教学中,教师要通过运动分析软件对学生的跑步姿势、跳远动作等进行分析,指出学生在运动过程中存在的问题和不足,并给出改进建议。
例如,在跳远运动教学中,针对挺身式跳远,教师要借助高速摄像机拍摄学生的助跑、起跳、腾空、落地的过程,再将数据输入到运动分析软件中进行分析,这样可以发现学生跳跃过程中存在的问题。如有的学生助跑不够平稳,有的学生起跳动作不够快速准确,有的学生腾空高度不够高。教师运用运动软件的分析,发现共同的基础问题是腿部力量不足,以此就能决定后续制定一些针对腿部力量提升的专项训练计划。不仅如此,教师运用运动分析软件还能对学生的身体素质进行全面评估,包括力量、速度、耐力、柔韧性等方面,以此制定科学指导策略。
3.运用虚拟现实技术。虚拟现实技术是一种利用计算机生成的虚拟环境,让用户沉浸其中的技术,相较于传统的多媒体技术,更加真实、生动、有趣,能带给学生身临其境的感觉。在高中体育教学中,教师通过虚拟现实技术能创设体育情景式教学,以此带给学生生动、直观的教学体验,提高一些体育运动的教学效果[3]。
例如,在足球的传接球教学中,为让学生更好地掌握传接球的要点,教师提前准备虚拟现实的教学资源。在课堂上,教师让学生分别体验虚拟的足球场上比赛,直观清晰了解传接球过程中的默契配合,可以随时暂停和放大画面动态分析动作。为培养学生运动兴趣,了解一些新型体育运动,教师还可以模拟攀岩、游泳、滑雪、滑冰等运动项目,让学生通过头戴式VR设备,在室内环境下体验这些运动,熟悉基本的运动规则和玩法。
(三)提高课程教学效率
人工智能还可以通过虚拟现实、增强现实等技术为学生提供更加生动、直观的教学体验,激发学生的学习兴趣,提高新课程教学效果。教师还可以运用AI工具自动化处理一些烦琐、重复的教学任务,如考勤管理、运动数据分析、成绩统计等,如此可有效减轻教学负担,提高课程教学效率[4]。
例如,在背向滑步推铅球教学中,教师可以运用人工智能技术实施多方面的运动教学与管理,从而提高课程教学效率。在考勤时,教师用人脸识别系统快速记录学生出勤情况。在动作指导方面,教师利用高速摄像机拍摄学生动作,智能分析软件对比标准动作,以此能及时指出错误,如滑步距离、出手角度等问题,指导学生改进的方法。在运动数据分析上,教师要监测学生发力过程中力量变化、速度等,以指导后续教学。在成绩统计上,自动记录学生每次推铅球的各项数据,生成个人成绩曲线和班级成绩报表,教师能针对性调整后续的教学计划。
(四)注重进行隐私保护
在高中体育教学中运用人工智能技术会不可避免地遇到数据管理任务,这对学校和教师都提出了较高的要求。学校应购置更高级别的安全管理软件,建立完善的信息安全管理制度。教师要特别注意保护学生的身体和运动数据,要确保在有限范围内使用这些数据,最大可能避免个人信息的泄露。
例如,学校加强对信息系统安全防护的基础上,在收集学生个人信息时,教师应当明确告知学生信息的用途和范围,并征得学生的同意。对有条件的学校,还可以在人工智能收集学生身体与运动数据时采用加密存储技术,比如为每位学生的数据设置独立密钥,只有授权教师能在特定教学场景下查看。
四、结语
综上所述,人工智能在高中体育教学中的应用为提高教学质量、促进学生全面发展提供了新的途径和方法。通过个性化教学、精准评估、实时反馈等手段,人工智能可以满足学生的个性化需求,提高教学效果。教师要根据具体需要,合理运用人工智能技术实施教学,充分发挥其中的优势,实施体能、运动技能等的教学,做好个性化指导,以更好地提升高中体育教学效果。
参考文献:
[1]杨韵.人工智能时代体育教学内涵特征,发展困境与推进策略[J].体育文化导刊,2022(09):104-110.
[2]陈剑洪,陈剑萍.基于人工智能的体育沉浸式教学研究[J].当代体育科技,2023,13(11):77-80.
[3]李晨林.人工智能融入学校体育的SWOT分析与对策研究[J].体育科学进展,2023,11(04):1111-1116.
[4]罗士儒.教育大数据环境下区域高中教学质量监测的探索研究[D].武汉:华中师范大学,2021.