新基建赋能体育教育的特征、场景及展望

姚汝佳 王鸥乐

摘  要：新基建技术是引领科技发展和时代进步的重要抓手，如何认知、思考并借助新基建赋能体育教育的发展，是第四次工业革命浪潮下需要探索的问题。体育教育的发展呈现发展速度快、师生互动性强、发展动力足的特点，但在科技与体育教育要素的融合方面还有待进一步加强，人工智能、5G网络、云计算、大数据等数字化技术尚未完全渗透进体育教育。依靠新基建科技赋能体育教育有利于促进体育教育事业的创新，实现我国体育教育事业的高质量发展。

关键词：新基建;赋能;体育教育;场景

中图分类号：G633.96    文献标识码：A     文章编号：1005-2410（2022）03-0062-04

新基建是依托于5G、人工智能、工业互联网、物联网为代表的新型基础设施和信息数字化的基础设施，包含5G基建及应用、光伏电网及特高压、工业互联网、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源车及充电桩、人工智能、云计算大数据中心等七大领域。“新基建”最早在2018年底的中央经济工作会议上提出，之后又在2019年的政府工作报告中提到，即便是在疫情防控时期，2020年中共中央政治局会议中又强调要“推进智能、绿色制造”“加快建设5G网络、数据中心等新型基础设施建设”。

作为体育强国建设的重要环节，学校体育教育发展速度快、动力足，更是在短期内制造了“人工智能+体育”的热点话题。新基建赋能体育教育的意义主要在于通过运动数据分析、体质监测诊断以及教学方案指导等方式助力个性化体育教学，提升教学效果与质量。在疫情暴发后，体育教育的诸多方面都遭遇到严重的冲击，但线上教学显示了互联网背景下体育教学的优势。由此，围绕新基建技术，探索科技赋能学校体育教育发展的场景，有助于实现体育教育事业的飞速发展。

一、新基建赋能体育教育的阐释

（一）新基建赋能体育教育的内涵

青少年的体育健康是国家关注的重点，体育教育事业的发展更是国家发展战略的重要组成部分。近年来，学校体育教育事业得到了快速发展，但仍需要进一步完善智能教育教学设施的建设，科技赋能有利于实现飞跃式的发展。体育教育内的新基建赋能指的是依托于人工智能、5G、互联网以及大数据等新型基础设施建设，推动体育教育的研究，实现体育教育发展模式的转型升级。截至目前，新基建力量尚未完全渗透进学校体育教育。借助人工智能、大数据等新基建科技力量的智能分析作用，有助于体育教育内容的丰富，为推动体育教育的发展注入强大动力。

（二）新基建赋能体育教育的特征

人工智能、算法学习、互联网等新基建技术，极大地促进了体育教育的发展。比如青少年体育关心的是身体素质和运动成绩的提高，而运动训练及其过程中负荷的量化对于体育教学至关重要，相比于以往的体育运动训练及负荷主要围绕主观经验安排和展开，人工智能技术为体育教学提供了智能化的训练方案，同时也为教学指导提供了直观的视频依据。此外，科技还改变了体育教学的传播及组织服务模式，提高了课堂的组织效率和教学效果。总之，得益于新基建赋能，体育教育的发展凸显了教学方法的高复合性、教学内容的快选择性、教学效果的强分析性等特征。

1.教学方法的高复合性

高复合性是指在科技赋能的作用下，体育教育的发展融合了诸如人工智能、物联网、互联网及5G等多种科学技术，促进了体育教育发展模式的优化。比如互联网技术的发展和成熟为体育教育的发展提供了新的教学平台，教育训练方法的组合也需要人工智能技术的参与等。在掌握体育教学训练方法后，将人工智能技术作为技术后盾，使得多种体育训练方法与模式得以融合，可以依据多样化的教学需求制订课堂计划，为安排具体负荷、动作转换等课堂内容提供了有利条件，再如教学视频的直播既需要5G等通信技术，也需要人工智能、高帧率影像、物联网技术的支持，为教育教学提供学生在线互动、动作分析与指导等帮助，实现体育教育发展模式的创新化和高效化。

2.教学内容的快选择性

快选择性是指机器的学习处理效率远远快于人工统计，统计者沉浸在各式各样的数据海洋中不再像以往那样陷入茫然无助的困境。借助于科学技术的“筛选”功能，教师可以依据不同学生的体能运动数据信息选择更加适合该生的体育教学目标，还可以针对具体情况选择教学视频等内容，实现了教学目标制定的智能化和数字化。比如篮球视频剪辑工作本是一项耗费人力物力的工作，得益于人工智能技术的发展，依靠“视觉智能技术”可以将一个长达数小时的视频依据项目类别在短时间内形成诸如抢断、扣篮、投篮、过人等动作环节，这一过程包含了建模、剪辑和生成片段等一系列智能操作，能够为教师的不同教育教学需要选择不同的视频内容。

3.教学效果的强分析性

在体育教育教学中，依靠人工智能、云计算等新基建技术可以实现强分析性的效果。强分析性是指在体育教育发展环境中，科技不仅仅起到“融合”和“过滤”的作用，还能够起到“分析”的作用，即体育教育发展模式蕴含的特点及规律将在人工智能环境里变得更为透明，使得课堂的训练指导与管理更加高效化。借助于智能分析仪，校园中学生的跑步、引体向上、仰卧起坐等动作通過人工智能的识别和分析，能够明确技术动作的优势与劣势，分析学生的身体素质和技术特点，从而为教师提供不同的练习方法和教学指导方案，便于指导学生进行更有针对性的动作训练。

二、新基建赋能体育教育的场景

新基建赋能极大地促进了体育教育的发展。具体而言，新基建赋能促进了体育教育产品的创新，丰富了教学的传播内容，改善了课堂教学的效果，推动了教学模式的转变，优化了体育教学空间、带动了体育教育科技人才的培养（图1）。

（一）内容层面

1.新基建赋能体育教育产品的创新

体育教育器材产品是开展体育教学工作的重要基础，科技赋能体育产品的创新为提高教学效率提供了有利的支持。伴随新基建技术的发展，各种智能化可穿戴设备、智能训练器材和智能足球等产品进入体育教育的视野，能够提升体育教学课堂的智能化水平。比如回放系统应用于网球等体育教育领域，能够克服视角盲区和肉眼局限等问题，实现教学过程的精确判罚指导，保证了体育教育教学的流畅性。此外，不同类型的智能器材也可以针对不同项目的体育教学进行分解技术的练习，为提高学生各项技术水平提供了重要的辅助手段。比如在足球中内置芯片，并由自动发球器发出，可以练习足球守门的技巧和敏捷性，通过智能设备检测足球的运动轨迹，通过数据分析这块芯片，也可以为球员提供最佳的射门角度和射门技巧，使进攻变得更具威胁性，这些产品应用于体育教学，为教学水平的提升提供了有力抓手（图2）。

2.新基建赋能体育教育的内容传播

在体育教育教学过程中，需要针对某项技术细节进行反复练习和琢磨，这一过程离不开“互联网+人工智能+体育教育”模式的支持。由于教師口述等传统手段较为单一，在人工智能的助力下，可以更好地实现这一效果。比如，腾讯体育依靠“IBM AI VISION 视觉大脑”，可以将一个长达数小时的视频依据技术类别形成不同集锦，使得体育教育者在教学内容的选择上更为丰富，也凸显了智能化的教学效果。教师在教学中，也可以借助不同集锦指导学员动作细节和短板技能，使体育教育过程中不同选择的需求得以满足，也能够使用智能教学机器人及智能视听技术辅助教学。此外，受教育者还能够依托互联网、媒体等多种形式进行在线形式的体育知识学习，教师也能够在线开展教学指导工作，从而不受时空的限制，极大地提高了体育教学的效率（图3）。

3.新基建赋能课堂教学效果的改善

在众多的体育教学内容中，学生的体育运动训练是提升教学效果的重要因素。借助于新基建技术，开发智慧足球场、篮球场、智慧跑道、仰卧起坐及引体向上智能分析系统等场景，不仅能够提高学生对体育运动的兴趣，使学生在课堂表现中更加专注，而且能够高效完成训练负荷控制、动作分析、体能数据分析、伤病预测等工作，依托智慧化设备改善了体育教学工作的效果。比如在体育课堂中佩戴手环等智能设备，可以实时监测学生的心率和运动信息，提升学生在课堂上的兴趣与表现效果。在国外，诸多地区的教学依靠传感、雷达、光学等方式进行摄像头识别捕捉动作过程，完成运动数据收集和探索运动规律过程，从而优化运动训练手段。

此外，在篮球运动中，追踪并分析运动者的运动状态及跑投跳轨迹，在一定程度上可以提高球队取得胜利的概率。美国篮球联盟NBA的金州勇士队率先借助Sport VU系统开启了人工智能技战术训练的先河。运用这项技术的球馆天花板上悬挂6个与电脑连通的摄像头，实现对运动员和篮球的追踪，捕捉和追踪每一名球员的每一个动作、每一次传球、每一次投篮、每一次触球，随后传到计算机的数据系统中以供分析，最后将散乱无章的数据通过算法学习进行分析整合形成分析报告。在体育教学中运用智慧篮球场馆进行训练指导，可以记录包含挡拆战术、合理冲撞区的触球次数、每回合的传球次数、持球投篮的命中率、三分投篮次数等数据，为了解技战术配合规律进而为安排技战术教学提供实际依据。这样一来，所有的资料都不再是表象化的内容，而是谁每次触球最多、谁的命中率最高等一系列具体数据，极大地提升了教学及训练的针对性。

（二）结构层面

1.新基建赋能体育教育模式的转变

在体育教育领域，得益于新基建的赋能，“互联网+体育”“体育+人工智能”的教学模式引领着体育教育事业的发展。在体育教学过程中，学校体育的教育模式正在发生翻天覆地的变化。随着人工智能、互联网等科学技术进入课堂，学生上课时也可以使用智能化的设备产品，线上进行多媒体学习和互动答疑，推动了体育教育发展模式的优化。互联网及人工智能教育模式的发展，加速了线上和线下体育教学相融合的发展模式，特别是面对疫情，各类体育运动教育视频的普及和推广，激发了体育爱好者的体育参与热情。比如在篮球的体育教学过程中，一些学员愿意通过网络设备连接在媒体平台中选择优秀合适的篮球教练，在家庭训练场景中加强球感训练实现技术的突飞猛进，也收到了良好的训练效果的指导反馈。传统的线下教学变为了线上的体育授课教学，更好地完成了课程目标及任务，互联网的发展使体育教育主体正迎接拥抱新概念和新技术，适应并优化自身的教学方案，实现体育教育的高效益化。

2.新基建赋能体育教育空间的优化

体育教育的智能化发展，需重视体育设施资源和体育教学模式的智能化。体育设施资源是体育教学的物质基础，智能化的体育教学是提高教学质量的核心保障。传统的体育教育主要围绕操场、器材等设施展开，环境不免引起学生的情感疲劳，随着新基建技术的发展和应用，促进了教育信息化的发展。借助于5G、人工智能等科技赋能技术，促进了数字化体育场馆、VR体育训练馆和智能化体育设备等信息化硬软件教学设施进入学生的教学领域，增加了课堂的趣味性和技术练习的准确性，使教学的组织管理愈加智能和高效，使学校体育教育的资源更为丰富，学生及教师随时可以依托互联网解决课程中遇到的疑难问题，提高了教学的质量和学生的学习兴趣。随着高科技数字化体育设施、数字化可穿戴设备、虚拟现实体育馆等场景的应用，推动了体育教育环境的优化更新，促使体育教育产生了新的发展动力，使学生获得了更为丰富多元的体育学习体验。

3.新基建赋能体育科技人才的培养

人才培养是技术发展的出发点和落脚点，新基建技术惠及体育教学的方方面面。体育教育事业与科技的融合发展需要既懂体育教学又懂科学技术的复合型人才，在新基建技术发展的背景下，体育人工智能人才的培养也已经成为体育教育发展的趋势。在体育高校的发展建设规划中，已经增设了体育学科与数学学科、计算机软件学科等相关学科的专业，比如首都体育学院在2019年增设了体育人工智能研究生的专业培养项目，依托新基建技术进行体育智能专业和体育数据专业的学习培养，有利于体育科技人才队伍的形成。高校加强体育人才的培养与引进，依托人工智能平台及体育运动大数据库打造数字化的智慧体育场馆，在教学中应用具有智能识别、智能感知、智能判断的智能化体育产品，提升体育教学的科技化水平。

三、体育教育新基建赋能的展望

新基建赋能在体育教育过程中的治理能力和效果不言而喻，为促进我国体育教育事业的发展和教学内容及模式的创新，应当重视科技赋能的引领调控作用，发挥新基建技术在提升体育教学智能化水平中的作用。因此，分别从政府规划和技术应用层面提出新基建赋能体育教育的展望，从而为体育教育的长期发展注入动力。

（一）借助政策引领新基建赋能体育教育

2019年国务院办公厅颁布的《体育强国建设纲要》中提出发展“互联网+体育”，在党的十九大报告中也提出建设“智慧社会”，于体育教育而言，“智慧”就是推动互联网及人工智能等新基建技术与体育教育的深度融合，促进体育教育的智能化发展。在这一背景下，政府在制定促进体育教育进一步发展政策时应当思考的问题有：1.如何完善体育教育与新兴技术融合过程的相关政策具体细则标准，实现新基建技术与体育教育教学的融合发展，推动体育教育的智能化进程。2.如何规划政府部门在体育教育领域基础设施建设的财政投入，提升体育基础设施建设的科技水平，实现智能体育场馆等设施在教学过程中的动态感知和多元共享。3.如何在学校通过政策落实新基建技术赋能体育教育，满足新兴技术在体育教学课堂中的应用需要，推动智能体育教育的发展进程。

（二）通过人才培养提升智能体育教育的质量水平

体育教育的高质量发展对人才方面的需求较高，培养既懂得教学组织管理，又精通人工智能及互联网技术的教育者就显得格外重要。在科技赋能的带动下，通过对技术人才的培养可以促进体育教育的高质量发展，在如今的人才培养模式基础上仍应继续思考的问题有：1.如何在高校以及社会中建立体育教育相关技术人才的培养机制，从而实现智能体育教育的可持续化发展。2.在技术发展的背景下，探索体育技术人才的培养模式，从而避免使体育教育陷入害怕丧失运动技巧和能力，只是进行肤浅学习的恐慌。3.如何使体育领域的人才在体育教学的过程中，以优化创新体育教育的发展模式为基础，使训练等方面的教育教学遵循教育规律和学生身心发展规律，准确把握技术与教育融合的尺度，从而回归教育本质。

（三）依靠科技创新推动体育教学的智能化

在现有教学模式的基础上，进一步借助新基建技术提升体育教育教学的智能化水平。通过科技创新推动智能体育产品、智慧运动场景、智能教学指导进入教学课堂，加深运动数据价值的挖掘、提升运动数据中有效特征的获取率及教育反馈的科学有效性，从而使教学遵循学生身心发展规律，提高青少年身体素质。在这一过程中应当解决的问题有：1.如何在学校建設体育大数据平台并以之为载体，在不同时间、不同地点实现体育教学的技术、心理及状态的收集评估。2.如何依靠新兴技术辅助体育教学，并对技术动作、心理等多种类型数据加以分析和解读，进而给予指导。3.如何借助大数据等技术丰富影响体育教学效果的相关变量，在体育教育过程中完善教学方法，提出指导方案。4.如何在学校提供适合多种教育场景的高性能可穿戴产品供给，从而有效完成学生在体育课堂上的状态评估与实时反馈，为体育运动教学的技能训练提供科学指导。

四、总结

体育教育的蓬勃发展不是一朝一夕的结果，而是在于日久天长的努力，新基建赋能体育教育就是实现体育教育转型升级的良好契机。我国历来重视科技革命在体育教育中的发展作用，经济新常态下应当更加重视新基建赋能对于体育教育发展的意义：在新基建赋能下，有助于体育教育产品的创新、体育教育内容的传播及体育教育效果的改善，有助于实现体育教育教学模式的转变、体育教育空间的优化及体育科技人才的培养。我们应当深刻理解新基建助力下体育教育的发展方向，不断探索创新体育教育发展模式，一方面需要政府层面的政策支持与规划，另一方面也需要在社会层面推动人才的培养和科技的创新，推动体育教育的智能化进程，实现体育教育的持续化、蓬勃化发展。