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基于人工智能的高校体育教学优化路径研究

张静 李晓云 邢猛壮
  
大通媒体号
2024年59期
河北外国语学院 051130

摘要:我国信息技术水平和我国教育行业的快速发展,人工智能在高校体育教学中起到重要作用。当前,人工智能技术已经被应用到社会各领域,成为教育信息化、现代化建设的基本方向,为高校体育教学改革,提供了新抓手。传统体育教学强调动作技能、运动素质及项目技巧的培育,注重学生体能与体质的双向提升。而在人工智能技术的支持下,高校可以转变传统体育教学样态,让体育教学聚焦大学生及运动员的潜能开发、能力发展及素质提升,让高校体育教学拥有全新的价值意蕴、价值范式及功能模态,进而通过促进体育教学体系及方式创新,全面推进自身的高质量发展与现代化建设,为我国持续推进体育强国战略奠定坚实的基础,提供可靠的保障。

关键词:人工智能;高校体育教学;优化路径

引言

为更好地探究人工智能技术助推高校体育教育高质量发展,运用混合研究方法,通过深入领会习近平精准思维相关讲话精神,全面分析人工智能促进体育教育转型的战略背景,科学审视人工智能技术赋能精准体育教育的机理与推进策略,实现体育教育质、量、度的精准性转化。

1人工智能在高校体育教学发展中所面临的现实困境

1.1成本高昂,普及难度大

人工智能技术在高校体育教学中的应用,虽然带来了教学方式和学习体验的重大变革,但同时也面临着诸多挑战。其中最为显著的问题便是高昂的成本和普及的高难度,要实现人工智能技术在高校体育教学中的全面应用,需要投入大量的资金用于购置和更新硬件和软件设备,这些设备包括但不限于智能运动装备、高精度传感器、高清摄像头以及强大的云计算和数据分析系统。这些高端技术的引入,无疑会大幅增加教学成本,例如,一套先进的动作捕捉系统,可能就需要数十万甚至上百万的投入,这对于很多经费有限的高校来说,无疑是一个沉重的负担。而除了初次投入的成本外,人工智能系统的后期维护和升级也是一笔不小的开支,由于人工智能技术发展迅速,硬件和软件都需要不断更新以适应新的教学需求和技术发展,这不仅需要专业的技术人员进行定期的检查、维护和升级,还需要为系统更新和升级支付额外的费用,这些后续投入进一步增加了高校的经济压力。

1.2数字化建设程度不高

我国教育方针要求五育并举,体育是五育并举的发展根基,高校体育教育也是实现立德树人根本教育任务的基础性工程。现阶段,高校体育教育数字化建设程度不高,一方面表现在高校不重视体育专业的教学数字化,另一方面表现在体育教育没有意识到数字化信息技术的重要性。具体而言,体育教育以专业技能教育和身体素质培养为主,缺乏对教学理念、教学设备、教学方法的重视。实现体育教育的数字化,需要以信息化、现代化、数字化教学理念为基础,提升信息化设备和数字技术在教学过程中的应用,以此创新教学方法和教学过程,进而提升教学质量。高校体育教育缺乏与教育数字化相对应的教学理念,必然会阻碍教育数字化的进程,并且阻碍体育学科的进步和发展。

1.3学生的多元化需求难以得到满足

高校体育思政课教学不仅需要依据教学大纲、课程计划、教材资源等方面的具体标准,还要结合学生的发展特点、学科兴趣、创新能力、核心素养等方面的差异,实施多元化的教学模式,进而更高质量实现育人、育才的教学目标。由于教学设施资源、信息化设备、教学考察方法等诸多方面的制约,传统的教学模式与教学方法根本无法满足学生的多元化需求。就教学内容的展示手段而言,新媒体技术的持续创新与互联网资源的不断推广很大程度上冲击了传统板书式的教学展示方法,从粉笔黑板时代逐渐朝着多媒体时代发展。就教学考查方法而言,高校体育思政课教师基本是运用期末考试的单一手段来衡量学生对本课程的掌握情况,但这种方式很难有效、精准地判断学生是否真正理解并掌握相关教学内容。因此,制定并落实科学化、多样化的教学方法来满足学生差异化的学习需求,逐渐成为体育思政课教学工作中的重点与核心。

2人工智能的高校体育教学优化路径

2.1运动训练效果分析与优化

在高校体育大数据研究中,对运动训练效果进行分析与优化具有重要意义。通过大数据技术,可以收集和分析大量的训练数据,包括学生的运动表现、体能指标、训练强度等。这些数据为分析运动训练效果提供了有力支持。分析方面,我们可以:评估学生的进步情况,比较不同阶段的训练成果。发现学生在不同运动项目中的优势和不足,为个性化训练提供依据。监测训练强度对学生身体的影响,确保训练安全且有效。基于分析结果,进行优化:根据学生的个体差异,制定个性化的训练计划。调整训练内容和方法,提高训练的针对性和有效性。合理安排训练强度和负荷,避免过度训练和受伤。借鉴优秀运动员的训练经验,提升整体训练水平。同时,大数据还能:预测学生的运动成绩,为比赛和选拔提供参考。帮助教师及时发现学生的问题,进行针对性指导。对训练场地和设备的使用情况进行分析,优化资源配置。通过高校体育大数据研究中的运动训练效果分析与优化,可以提高训练质量,促进学生的体育发展,为培养优秀的体育人才提供有力支持。

2.2利用信息技术开发训练虚拟情境

近些年,依托互联网、信息技术生成的虚拟现实技术(VR技术)和增强现实(AR技术)在高校体育训练中得到了广泛应用,不少体育教师也将其纳入了体育训练方案中。其中,VR技术重在模拟体育比赛场景,要求学生展开特定动作进行应赛,有效提升了学生的运动感知与反应能力。AR技术则在真实环境中融入虚拟体育训练信息,为学生即时提供运动训练反馈,有助于学生更准确地理解自身的训练任务与目的。就既有实践来看,以上两种虚拟技术的应用对学生体育能力的提升都起到了促进作用。除此之外,基于计算机视觉技术、现代生物力学技术建构体育运动的虚拟情境,针对性研判学生体育运动情况,也是一种常见技术应用现象。例如,利用VFW SDK与数字图像技术复制学生的射击动作,再利用投影法、隔行扫描技术以及多线程技术精准定位学生射击动作的瞄准点位置,能有效分析出学生的射击技术水平,明确其射击技术的不足之处。又如,利用三维人体运动系统构建虚拟情境,使虚拟人员与学生进行同步动作。其中,虚拟运动员施展的是标准动作,学生施展的是其他体育动作。动作结束,在同一界面上比较分析学生与虚拟运动员的动作参数差异,直观地明确学生的动作问题,以便教师针对性调整学生训练方案,提高体育训练安全性。

2.3开展线上模拟教学活动

模拟教学是高校体育教学探究个性化、泛在化、多元化教育样态的重要方向,将虚拟现实技术应用到体育教学的过程中,推进体育教学内容、元素与人工智能技术的深度融合,能够切实拓宽体育教学的维度,让教师依托智能系统汲取世界各地优秀运动员、优秀教师及教练员的经验,从技能习得、知识认知的逻辑架构中,强化网络教学功能,提高学生培育的质量和效率。在教学改革实践中,高校教师应借助虚拟现实技术及设备,确保学生能够借助仿真素材体验赛场真实环境及氛围,明确不同竞技状况、状况的发生几率,强化对理论知识的理解及应用,从而帮助学生更全面、更切实地掌握高层次的运动技巧。同时,教师应在创建接近真实竞技环境的过程中,重新规划课程内容,提升活动设计质量。即通过虚拟现实技术的应用,帮助学生观看专业运动员的训练及比赛视频,尝试模仿他们的动作及技能;通过构建特定的体育情景,让学生利用智能交互技术,练习技能及战术;通过开展线上交流及讨论活动,总结经验,识别并纠正学生在模拟教学中所存在的问题,提高学生线上学习的实效性。

2.4利用人工智能技术,提高学生参与度和体育兴趣

学生的体育兴趣和参与度对大学体育目标的达成具有重要影响,因此,在大学体育教学中,教师要充分利用人工智能技术来激发学生的体育兴趣。例如,教师可以将人工智能技术与体育运动结合起来,让学生通过在线运动游戏来体验体育运动。教师可以使用智能平台系统向学生发布运动任务,让学生通过智能平台系统参与到体育锻炼中。同时,教师也可以利用智能平台系统来采集学生的运动数据和身体状况。通过这些数据来判断学生对体育运动的兴趣和态度,并根据这些数据来调整课程内容和教学方法。

2.5人工智能产品在体育课程思政的合理运用

可穿戴式人工智能产品拥有显著的实用性、先进性、科学性等一系列特征,可以把这种类型的产品科学、灵活地运用于体育课程思政教学。将可穿戴式人工智能产品运用到体育教学中,主要功能是对学生的心跳速率、血压、血氧浓度等基础指标进行全方位、全过程的跟测,通过产品中反馈的数据来对训练方式与方案进行更加有效、科学的调整。体育教学与思政教育的深层次结合,最为核心的就是需要通过便捷式的人工智能技术为学生提供现代化、科学化、精准化的体育健康服务。然后,是在实际体育训练过程中深入贯彻健康为上的核心理念,进而推动体育教育课程思政工作的深层次发展。

2.6在育心方面,重视学生心理需求

使用多模态动态监测。采集学生日常行为数据,如身体活动情况、图书借阅、餐食刷卡、到课频次、表情信息及搜索词条等信息,智能预测学生心理动态走向,关口前移,对异常状态及时发出预警,并对任课教师进行重点关注防止教学事故的发生。创新体育教学场景。开发智能化运动情境增强课堂体验感,提高学生运动的积极性和趣味性,增强“快乐体育”意识理念。

2.7建设数字化体育教学

数字化体育教学要将有线和无线网络覆盖到整个校园,从而确保设备的专线专用,以便体育教师与学生能够便捷运用校园网与信息交流平台实时沟通,利用多媒体设备以及检测设备建设围绕信息技术组成的体育多功能教室与智慧运动馆,便于体育教师在教学过程中检测学生身体素质以及动作技术标准程度,还可通过监控设备回放,对学生进行更直观的细节指导。

结语

总之,人工智能时代为高校体育教学带来了前所未有的机遇与挑战。高校体育教学正逐步走向个性化、科学化和现代化,这不仅有助于提升学生的体育技能和健康水平,还能够培养他们的创新精神和团队协作能力。

参考文献

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[4]雷元媛.人工智能演化下高校体育课程思政教学模式优化路径探究[J].当代体育科技,2023,13(23):135-137.

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