运用智能穿戴设备开展体育课中的动态分层教学

黄雪夫

创新整合点

①打造数字体育模式，让学生对体育目标有“数”。将适合中小学生的传统运动项目进行数字化处理，以《国家学生体质健康标准》为依据，根据中小学生力量、耐力、柔韧、灵敏、速度等身体素质的发育特点，为学生选择适合的运动项目，制订个性化的运动方案，进行个性化体育锻炼。

②借助数字手段做好运动负荷检测，对健康体适能作出科学评估，解决学校、教师及家长对运动安全性的后顾之忧。实现实时全量采集运动伴生数据监测运动负荷指标，并对数据进行分析，便于授课教师把握好脉搏、心率、心脏恢复率，做到对学生身体状况有“数”，从而合理规划运动强度，实现按需锻炼和个性化的分层教学。

教材分析

《义务教育体育与健康课程标准（2022年版）》中指出，心率是衡量运动强度的重要指标，运动时根据心率变化来调节训练强度，才能达到真正意义上的健康科学运动。而在运动中发生危险及损伤的运动者，就是缺乏心率的相关知识，无法根据心率的改变及时调整自己的运动强度。

学情分析

五年级的学生总体身体素质都比较好，组织纪律性和集体荣誉感很强，有比较强的思维能力和一定的自主学习能力，能快速地掌握相关体育知识。本课采用多种数字体育设备和技术手段，通过观察、讲解、示范、模仿、交流、动态分层分组等教学方法，激发学生学习兴趣，提高学习效率。

教学目标

知识与技能目标：了解心率的相关知识，清楚最佳心率区间的范围，掌握手动测量心率的方法。

过程与方法目标：能根据心率科学合理地调整自己的运动强度。

情感态度与价值观目标：在学习和运动中培养遵守规则、团结协作的优良品质。

教学环境与准备（如下页图1）

课堂环境：本节课需要在体育馆或户外运动场地进行，确保学生有足够的空间进行活动。

教学设备：准备智能跳绳、心率臂带，保证每位学生都可以分配到一个。另外，教师需要一台能够连接智慧体育课系统的电脑或移动终端，用于收集和分析学生的运动数据。

教学资料：准备关于心率知识和运动强度控制方法的讲解资料，以便在课堂上进行讲解和示范。

教师准备：需要熟悉智慧体育课系统的操作方式，以及如何根据心率数据进行动态分层分组教学。此外，还需要准备好比赛和游戏的环节，确保课堂的有序进行。

学生准备：提前了解心率的概念和重要性，以及如何使用智能跳绳和心率臂带。

安全准备：确保所有的运动器材都在良好的使用状态，避免在运动过程中出现意外。另外，教师需要随时关注学生的运动状态，避免过度运动导致身体不适。

教学过程

1.准备部分

（1）课堂常规：体育委员整队，报告人数，师生问好。

（2）准备活动：

①组织学生进行队列练习：四列横队变八路纵队，八路纵队变四列横队；

②检查心率臂带、智能跳绳数值是否正确，复习靶心率相关体育与健康知识；

③师生共同完成游戏：听“叮”即过。

设计意图：通过实际操作和游戏的方式提高学生的团队协作能力，增强学生的身体素质，同时培养学生的自我监控和健康管理能力。

首先，通过队列练习，让学生理解和掌握基本的队形变换，从而提升他们的协作和应变能力。这种活动不仅能教给学生如何在有序的环境中自我管理，还可以培养他们的领导力和团队协作精神。

其次，通过检查心率臂带和智能跳绳数值，复习靶心率相关体育与健康知识，让学生了解自己的身体状况，学习基本的健康管理技能。这种活动将科技与体育结合，让学生在运动的同时了解自己的身体数据，由此引导他们根据个人身体状况调整运动量，养成自我监控和健康管理的习惯。

最后，通过游戏“听‘叮’即过”，使课堂氛围更加活跃，提高学生的反应能力和灵活性。此类游戏能进一步增强学生的身体素质，同时也能在轻松的环境中培养学生的团队合作和竞争意识，并达到热身的效果。此外，准备部分的设计强调了教育信息化，运用现代科技提高教学效率和学生体验，同时也为学生提供了一个了解和利用科技的机会。这种设计将有助于学生在体育活动中培养科技素养，提高他们的信息处理能力。

2.基本部分

①讲解心率相关体育与健康知识及运动前热身的必要性；

②练习双脚并脚跳短绳、双脚交换跳短绳；

③组织双脚并脚跳短绳、双脚交换跳短绳比赛，随后进行学生展示；

④掌握靶心率及心率调整方法；

⑤根据学生实时心率，利用智慧体育课系统完成动态分层分组教学；

⑥进行不同强度的间歇性训练，引导学生掌握靶心率在实际运动中对运动强度进行控制的方法；

⑦师生共同完成游戏及体能练习：跑步抢圈+体能（功能性力量训练）。

设计意图：通过对心率相关知识的讲解和实践，让学生理解并掌握心率在体育运动中的重要性。通过双脚并脚跳短绳、双脚交换跳短绳的训练和比赛，提高学生的身体协调性和速度。同时，通过实时监测心率，帮助学生找到自己的靶心率，并根据靶心率调整运动强度，实现更有效的身体锻炼。

本设计同时融入了信息技术创新应用，利用智慧体育课系统，实现对学生心率的实时监测，以及根据心率数据进行的动态分层分组教学。这种方式不仅能让教学更具针对性，也能让学生更直观地了解自己的身体状态和运动效果，提高学生的健康自我管理能力。

通过跑步抢圈和功能性力量训练的游戏和练习，增强学生的团队协作意识和竞争精神，同时也能让学生在轻松的环境中进行有效的身体锻炼。这种结合游戏和体能训练的方式，能够提高学生的学习兴趣和积极性，使学生在有趣的游戏中无意识地锻炼身体，提高身体素质。

3.结束部分

①師生同练，跟着音乐拉伸放松，教师在组织放松后，引导学生回顾本节课相关体育知识；

②总结本节课学习情况，宣布下课。

设计意图：结束部分的设计，旨在通过师生共同参与的放松活动，帮助学生理解和体验体育活动后的放松对身体恢复的重要性。跟着音乐进行的拉伸放松，不仅能有效地帮助肌肉恢复，还能让学生在轻松愉快的氛围中结束一节紧张的体育课。

同时，通过引导学生回顾本节课的相关体育知识，加深学生对心率、靶心率、运动强度等知识的理解和记忆，提高他们将理论知识应用到实际运动中的能力。

另外，教师利用智慧体育课系统，对学生在课堂上的运动数据进行汇总和分析（如图2），然后将结果反馈给学生，让他们了解自己的运动情况和身体状态，从而更好地管理自己的健康。

教学反思

本节课，在智能穿戴技术、低功耗蓝牙技术BLE4.2、云计算、大数据等多种技术的支撑下，利用运动心率臂带、智能跳绳实时自动采集数据，包括实时心率、步数、卡路里、跳绳个数等，通过智慧体育课系统进行实时的数据反馈。教师根据反馈信息进行动态分层分组教学，尽可能让所有上课学生通过运动靶心率都达到自己最佳的运动效果，实现通过一节体育课既能掌握体育知识又能锻炼身体的双赢。

由于每个学生体能健康情况不一样，存在学校、教师、家长都担心体育运动安全的问题，而学校也没有体育数字化信息化手段，无法实现实时全量采集运动伴生数据监测运动负荷指标及数据分析，这就导致了体育课堂学生一锅烩的现状。而数字技术改进了体育教育方式，帮助学校教师优化体育教育策略，拓展体育教育技术手段。这样的体育数字课程，不但能让学生学会技术，锻炼体能，还能让学生掌握体育与健康知识及锻炼方法。在课外锻炼的时候，掌握了相关知识和技能的学生就会按照科学的方式去把握自己的心率区间，调控自己的运动强度，安排自己的练习内容。这才是学校体育教育的未来，才是从体育强国到健康中国的正确路线。