AI賦能初中網(wǎng)球課堂教-學(xué)-練-賽-評一致性的實踐探究

摘要：人工智能科技在教育范疇的運用愈發(fā)普遍，為傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)創(chuàng)造了嶄新的變革機遇。本篇著重探討人工智能科技在初中網(wǎng)球教學(xué)里的應(yīng)用價值，深入分析人工智能賦予網(wǎng)球課堂在教學(xué)、學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、競賽、評價方面達成一致性的關(guān)鍵優(yōu)勢，且對人工智能應(yīng)用進程中出現(xiàn)的實際問題加以剖析。基于此狀況，從搭建統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺、開展“人工智能+體育”雙教師培訓(xùn)、設(shè)計游戲化訓(xùn)練模塊、引入“雙軌制評估”等多個層面，提出人工智能助力網(wǎng)球教學(xué)實現(xiàn)一致性的實施辦法，旨在為今后網(wǎng)球教學(xué)的變革提供思考方向。

關(guān)鍵詞：人工智能；初中網(wǎng)球；教學(xué)練賽評；實踐探究

伴隨人工智能科技的迅猛發(fā)展，人工智能正漸漸滲透至教育教學(xué)的每個環(huán)節(jié)。面對新科技帶來的機會與挑戰(zhàn)，怎樣把人工智能有效地運用到初中網(wǎng)球課堂當(dāng)中，達成教學(xué)、學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、競賽、評價的協(xié)同統(tǒng)一，已成為一個具備現(xiàn)實探究意義的課題。本篇文章從人工智能助力網(wǎng)球教學(xué)的優(yōu)勢、存在問題、應(yīng)對策略等多個角度入手，對在人工智能支撐下的初中網(wǎng)球課堂教學(xué)一致性展開實踐探索。

1.AI賦能初中網(wǎng)球課堂的核心優(yōu)勢

1.1精準化教學(xué)支持

人工智能技術(shù)在網(wǎng)球教學(xué)中的應(yīng)用，能夠為教師提供精準化、個性化的教學(xué)支持。通過對學(xué)生的體能數(shù)據(jù)、運動姿態(tài)、揮拍軌跡等信息進行采集與分析，AI算法可以精確評估每名學(xué)生的運動表現(xiàn)，找出學(xué)生在力量、速度、靈活性、協(xié)調(diào)性等方面的優(yōu)勢和不足，基于這些洞見，AI系統(tǒng)能夠智能生成針對性的訓(xùn)練計劃和課程內(nèi)容，推薦最適合學(xué)生個人特點的教學(xué)方法，幫助教師因材施教、對癥下藥。同時，借助智能穿戴設(shè)備和動作捕捉技術(shù)，AI還可以實時跟蹤學(xué)生的運動過程，識別其動作是否到位、用力是否合理，進而提供即時的反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生及時調(diào)整錯誤動作，鞏固正確的肢體記憶?？梢哉f，AI賦予了教師一雙“火眼金睛”，能夠更加細致入微地洞察學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從而因材施教、精準施教。

1.2全流程數(shù)據(jù)閉環(huán)

人工智能技術(shù)還有一個顯著優(yōu)勢，那便是它能夠達成網(wǎng)球教學(xué)整個流程數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、分析以及應(yīng)用的閉環(huán)式管理。由于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)的助力，學(xué)生無論是在課堂學(xué)習(xí)過程中，還是課后開展訓(xùn)練，乃至參加比賽競技的整個過程，都能夠以數(shù)字化的方式被記錄下來。借助可穿戴設(shè)備，像學(xué)生的心率、呼吸頻率、運動量這類體能數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時采集；借助智能球拍，學(xué)生揮拍時的角度、速度、力度、落點等相關(guān)信息能夠被準確捕捉；借助慕課平臺以及智能APP，學(xué)生觀看教學(xué)視頻以及完成互動訓(xùn)練的行為數(shù)據(jù)同樣會被全面保存下來。數(shù)量巨大的多維數(shù)據(jù)匯集成為龐大的數(shù)據(jù)集，接著通過機器學(xué)習(xí)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，便能夠從繁雜的數(shù)據(jù)當(dāng)中洞察出學(xué)生運動技能形成的內(nèi)在規(guī)律，探究教學(xué)策略發(fā)揮作用的關(guān)鍵要素，進而形成用于優(yōu)化決策的數(shù)據(jù)模型。

1.3差異化評價體系

AI技術(shù)的賦能，還體現(xiàn)在其能夠建立起差異化、多元化的教學(xué)評價體系。傳統(tǒng)的網(wǎng)球教學(xué)評價，往往側(cè)重于運動成績和技術(shù)考核，容易忽視學(xué)生在體能、心理等方面的差異表現(xiàn)和個性需求。而人工智能則能通過數(shù)據(jù)的深度分析，客觀呈現(xiàn)學(xué)生發(fā)展的多個維度，AI可以綜合分析學(xué)生的身體素質(zhì)、運動習(xí)慣、情緒狀態(tài)等指標(biāo)，判斷其是否存在疲勞、損傷等問題；通過對學(xué)生擊球力量、落點分布、戰(zhàn)術(shù)意識的評估，AI 能展現(xiàn)其在力量型、速度型、技術(shù)型等不同風(fēng)格上的發(fā)展?jié)摿?；通過識別學(xué)生的興趣愛好、性格特點、行為模式，AI還能分析其在團隊意識、抗壓能力、自信心等心理素質(zhì)方面的強弱。這種立體化、綜合化的評價維度，突破了單一的結(jié)果導(dǎo)向，注重從過程表現(xiàn)來評判學(xué)生的發(fā)展，讓每一個學(xué)生的進步都能被看見，每一個孩子的閃光點都能被發(fā)掘。

2.AI應(yīng)用中存在的現(xiàn)實問題

2.1技術(shù)適配性挑戰(zhàn)

AI技術(shù)要想與初中網(wǎng)球教學(xué)深度融合，仍需跨越諸多技術(shù)適配性的鴻溝。網(wǎng)球運動對力量、速度、旋轉(zhuǎn)、落點等要素有著復(fù)合性的高要求，運動過程衍生的海量數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出高維度、強關(guān)聯(lián)、非線性的復(fù)雜特征，這對現(xiàn)有AI算法的數(shù)據(jù)處理能力提出了嚴峻挑戰(zhàn)。有限的算法精度難以精準提取網(wǎng)球?qū)ｍ棓?shù)據(jù)的關(guān)鍵特征，對其內(nèi)在語義的理解也缺乏深度，導(dǎo)致AI系統(tǒng)在辨析關(guān)鍵動作要領(lǐng)、判斷決勝制勝因素時無法給出可靠的分析結(jié)果。網(wǎng)球教學(xué)需要實時、動態(tài)、靈活的人機交互，但目前AI硬件在感知、計算、執(zhí)行等環(huán)節(jié)的延遲問題尚未完全解決，在復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中缺乏足夠穩(wěn)定性，難以對學(xué)生瞬息萬變的體能狀態(tài)、情緒反應(yīng)等做出靈敏反饋。盡管機器視覺、自然語言理解等AI技術(shù)取得了長足進步，但向運動場景的泛化應(yīng)用還不夠成熟，誤判、漏判現(xiàn)象在所難免，其判斷結(jié)果的可解釋性和可控性有待進一步加強，這些技術(shù)掣肘共同制約了AI賦能在網(wǎng)球教學(xué)中的廣度和深度。

2.2教師能力斷層

AI助力網(wǎng)球教學(xué)這一舉措，對教師的數(shù)字化水平提出更嚴苛的要求。但從實際來看，體育教師培育體系里缺乏AI專門知識，致使教師在實際運用時出現(xiàn)能力上的脫節(jié)情況。眾多身處教學(xué)一線的教師，長期以來適應(yīng)“示范-講解-糾錯”這樣的傳統(tǒng)教學(xué)方式，對于怎樣把AI工具和課堂教學(xué)完美結(jié)合，并沒有形成系統(tǒng)的認識。當(dāng)面對大量的體能數(shù)據(jù)、運動數(shù)據(jù)時，部分教師難以運用數(shù)據(jù)思維進行分析判斷，對這些數(shù)據(jù)背后潛藏的規(guī)律認識不夠深刻。針對智能化的教學(xué)設(shè)備以及平臺，相當(dāng)一部分教師對其功能的理解和操作流程的掌握有所欠缺，無法將它們深度融入教學(xué)活動當(dāng)中。在面對智能化教學(xué)反饋的時候，有個別教師憑借經(jīng)驗和直覺行事，缺乏與AI決策形成合力的思想意識?？偟膩碇v，網(wǎng)球教師在數(shù)字化教學(xué)觀念、大數(shù)據(jù)處理技巧、人機協(xié)作能力等方面，還存在較大的能力短板，這是限制AI賦能成效的關(guān)鍵癥結(jié)所在。

2.3學(xué)生適應(yīng)性問題

AI賦能為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)網(wǎng)球創(chuàng)造了條件，但學(xué)生能否適應(yīng)這種智能化的學(xué)習(xí)方式，直接關(guān)系到AI應(yīng)用成效。相比傳統(tǒng)課堂，AI環(huán)境下的網(wǎng)球?qū)W習(xí)對學(xué)生自主性、數(shù)字化技能提出了更高要求。部分基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，可能難以快速理解 AI生成的針對性練習(xí)，無法靈活使用智能學(xué)習(xí)工具獲取所需資源，面對海量的數(shù)字內(nèi)容也缺乏篩選判斷能力，這些都影響了學(xué)習(xí)投入度和效率。而過度依賴AI反饋的學(xué)生，可能習(xí)慣于“機器說什么就做什么”，主動思考的意識逐漸弱化，一旦脫離AI的指導(dǎo)訓(xùn)練，遇到復(fù)雜問題缺乏自主解決方案。還有學(xué)生可能將過多注意力放在與 AI互動的趣味性上，忽視了網(wǎng)球?qū)W習(xí)的目的性，難以專注投入枯燥的基礎(chǔ)練習(xí)。

2.4倫理與隱私風(fēng)險

將AI引入教育領(lǐng)域，涉及學(xué)生隱私保護、數(shù)據(jù)安全、算法倫理等諸多敏感議題。在網(wǎng)球教學(xué)過程中，學(xué)生的生理數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)被大規(guī)模采集，這些數(shù)據(jù)一旦外泄，將對學(xué)生個人隱私構(gòu)成侵害，而多源數(shù)據(jù)的匯集共享、深度挖掘，也可能加劇數(shù)據(jù)濫用風(fēng)險，甚至引發(fā)群體隱私問題。此外，AI系統(tǒng)內(nèi)置的算法模型往往以大數(shù)據(jù)訓(xùn)練得出，其決策過程不可避免地受數(shù)據(jù)樣本分布、標(biāo)注質(zhì)量等因素影響，難以完全消除偏見，可能無意中放大或固化某些刻板印象，產(chǎn)生倫理風(fēng)險。針對不同學(xué)生的分析結(jié)果，如果處理不慎也容易帶來“標(biāo)簽化”傷害。這些數(shù)據(jù)倫理與隱私保護方面的顧慮，成為AI應(yīng)用于教育領(lǐng)域的重要風(fēng)險點。

3.AI賦能教-學(xué)-練-賽-評一致性的實施策略

3.1構(gòu)建“教學(xué)中臺+數(shù)據(jù)湖”

要充分釋放數(shù)據(jù)價值，優(yōu)化資源配置，學(xué)校應(yīng)與科技公司合作，以教育大數(shù)據(jù)為依托，構(gòu)建“教學(xué)中臺+數(shù)據(jù)湖”架構(gòu)?！敖虒W(xué)中臺”通過將AI能力與網(wǎng)球教學(xué)場景相融合，實現(xiàn)智能備課、精準教學(xué)、個性化作業(yè)、實時反饋等功能，形成可復(fù)用、可迭代的教學(xué)服務(wù)組件，賦能教師高效開展網(wǎng)球教學(xué)活動[1]。教師可便捷調(diào)用AI組件進行課前學(xué)情診斷、課中過程性評價、課后針對性鞏固，打通教學(xué)閉環(huán)。

“教學(xué)中臺”還可與體育場館的物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備相銜接，實時采集學(xué)生運動數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)，用于分析學(xué)生網(wǎng)球?qū)W習(xí)狀態(tài)，優(yōu)化AI分析模型。而“數(shù)據(jù)湖”則對來自教學(xué)、訓(xùn)練、比賽、管理等環(huán)節(jié)的海量異構(gòu)數(shù)據(jù)進行匯聚、治理，通過數(shù)據(jù)標(biāo)注、清洗、挖掘、可視化等流程，形成學(xué)生畫像、教學(xué)決策、績效評估等多維度數(shù)據(jù)服務(wù)，為學(xué)校網(wǎng)球教學(xué)改革提供動力。構(gòu)建“教學(xué)中臺+數(shù)據(jù)湖”能讓數(shù)據(jù)在各環(huán)節(jié)高速流動，盤活數(shù)據(jù)資產(chǎn)，推動資源的共建共享共治。

3.2開展“AI助教”培養(yǎng)工程

教師的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是AI賦能的關(guān)鍵一環(huán)，學(xué)校應(yīng)制定“AI助教”培養(yǎng)方案，利用教研活動、在職培訓(xùn)、教學(xué)競賽等多種形式，加強教師智能化教學(xué)應(yīng)用能力。一方面，學(xué)校應(yīng)與科技企業(yè)合作，針對體育教師開設(shè)“AI+教育”專題培訓(xùn)，重點講解AI基本原理、典型應(yīng)用場景、平臺操作實務(wù)，引導(dǎo)教師掌握數(shù)據(jù)分析、算法選擇、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技能[2]。

另一方面，成立“AI+網(wǎng)球”教學(xué)創(chuàng)新團隊，遴選學(xué)科帶頭人和骨干教師組建種子團隊，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。種子教師要積極參與AI教學(xué)助手的迭代優(yōu)化，探索人機協(xié)同的最佳路徑，形成可推廣、可借鑒的智慧教學(xué)范式，帶動更多教師應(yīng)用AI工具創(chuàng)新教學(xué)[3]。同時，教師要加強自我學(xué)習(xí)，利用在線課程、交流社群等渠道，與數(shù)據(jù)分析師、算法工程師進行跨界協(xié)作，深入理解AI技術(shù)原理，靈活運用AI優(yōu)化教學(xué)全流程，在實踐應(yīng)用中提升數(shù)字化教學(xué)能力。

3.3推進網(wǎng)球“智能訓(xùn)練場”建設(shè)

學(xué)校要充分利用AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新技術(shù)，改造傳統(tǒng)網(wǎng)球場地，建設(shè)集教學(xué)、訓(xùn)練、測評、反饋于一體的“智能訓(xùn)練場”。球場內(nèi)鋪設(shè)壓力感應(yīng)地板，實時采集學(xué)生步伐頻率、跑動距離等數(shù)據(jù)，評估其靈敏性和耐力水平。球網(wǎng)增設(shè)高速攝像頭，對學(xué)生發(fā)球、正反手擊球的動作進行捕捉，并與優(yōu)秀運動員動作數(shù)據(jù)進行比對，找出動作要領(lǐng)偏差，提供糾正建議。

球拍內(nèi)置慣性傳感器，記錄擊球的時間點、角度、力度、旋轉(zhuǎn)等參數(shù)，分析揮拍和擊球的一致性?；谶@些數(shù)據(jù)反饋，AI可以為學(xué)生推送個性化練習(xí)計劃，設(shè)置科學(xué)的運動負荷，針對性強化學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)[4]。“智能訓(xùn)練場”還應(yīng)配備大屏幕終端，學(xué)生可借助三維建模、動作捕捉等技術(shù)查看自己的打球姿勢，直觀感受與標(biāo)準動作的差距。教師也可使用AR/VR設(shè)備，帶領(lǐng)學(xué)生觀看國際大師賽的超清慢鏡頭，揣摩網(wǎng)壇高手的戰(zhàn)術(shù)意圖、落點選擇、關(guān)鍵球處理，培養(yǎng)學(xué)生的臨場感和比賽思維。

3.4開發(fā)“網(wǎng)球智能教練”系統(tǒng)

依靠AI、大數(shù)據(jù)這類新科技手段，學(xué)校能夠與科技企業(yè)攜手合作，共同開發(fā)“網(wǎng)球智能教練”體系，此體系旨在為網(wǎng)球教學(xué)、訓(xùn)練、競賽以及管理的整個流程注入能量，其整合了專業(yè)人士的經(jīng)驗以及訓(xùn)練相關(guān)理論。針對年齡各異、水平不同的學(xué)生，該體系會提供契合其實際情況的訓(xùn)練方案[5]。在學(xué)生訓(xùn)練期間，這一體系借助視覺傳感器以及動作捕捉設(shè)備，實時收集相關(guān)數(shù)據(jù)，對學(xué)生發(fā)球時拋球的高度、揮拍的速度、擊球的落點等關(guān)鍵要素展開評估，依據(jù)偏差的具體狀況予以評分，并指明改進的方向。

與此同時，該體系還可以追蹤分析學(xué)生體能以及心理狀態(tài)的變化情況，判斷其疲勞程度，進而動態(tài)地調(diào)整訓(xùn)練的強度，在提升學(xué)生運動表現(xiàn)的同時，保障學(xué)生身心健康發(fā)展[6]。在比賽模式當(dāng)中，“網(wǎng)球智能教練”能夠模擬具備不同風(fēng)格的對手，使得學(xué)生體會依據(jù)對手特點制定策略、采用多變打法的過程，從而增強學(xué)生臨場應(yīng)變的能力。教師運用該體系進行備課，可以自動生成技術(shù)說明圖解以及示范視頻，并且依據(jù)學(xué)生的接受狀況優(yōu)化知識展示的方式。

4.結(jié)語

AI為初中網(wǎng)球課堂教學(xué)帶來的一致性與科學(xué)性，既為網(wǎng)球教學(xué)的變革創(chuàng)造了難得的契機，也對教育工作者提出了更嚴格的要求。在技術(shù)不斷進步的過程里，還需要重視教學(xué)生態(tài)的平衡發(fā)展。未來，伴隨人工智能、大數(shù)據(jù)、5G等技術(shù)逐漸走向成熟，智慧校園、智能學(xué)習(xí)助手、沉浸式訓(xùn)練體系等新的場景會不斷出現(xiàn)，網(wǎng)球教學(xué)必定會迎來更具智能化、個性化、精準化的時期，助力學(xué)生終身享受運動帶來的愉悅，收獲健康的體魄。

文章來源：《網(wǎng)球天地》http://m.00559.cn/w/qt/31013.html