大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化方案研究

自智慧化概念提出以來，智慧城市、智慧社區(qū)、智慧校園等智慧產(chǎn)物便迅速發(fā)展起來，逐步滲透到大眾生活、工作和學(xué)習(xí)的各個(gè)方面。在醫(yī)療保健、運(yùn)動(dòng)健身、膳食營養(yǎng)等領(lǐng)域，一些交互性智慧化設(shè)備在體質(zhì)健康促進(jìn)方面發(fā)揮著重要作用，進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)著大眾的健康理念與健身渠道，也給大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)帶來了新方向。大學(xué)生作為社會(huì)中的關(guān)鍵成員，是國家未來發(fā)展的動(dòng)力，他們的健康不僅關(guān)乎自身學(xué)習(xí)和工作，還會(huì)影響到整個(gè)社會(huì)的健康發(fā)展。促進(jìn)大學(xué)生體質(zhì)健康，不但能有效改善其健康狀況，還能進(jìn)一步減輕學(xué)校、社會(huì)及家庭的醫(yī)療衛(wèi)生負(fù)擔(dān)，減少醫(yī)療衛(wèi)生資源的投入。尤其在引入智慧化方案后，可以更便捷地管理學(xué)生的健康信息，實(shí)施健康干預(yù)，在實(shí)現(xiàn)體質(zhì)健康促進(jìn)的同時(shí)，提升健康管理機(jī)構(gòu)工作效率。為此，有必要重點(diǎn)對當(dāng)下大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化方案進(jìn)行分析。1大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化的意義1.1有利于推動(dòng)學(xué)生自覺參與體育鍛煉在大學(xué)生群體中，部分人群對于體育鍛煉的興趣較弱，參與頻次較低，究其原因，可能在于未對體育運(yùn)動(dòng)形成系統(tǒng)化理解。引入智慧化方案后，學(xué)生能利用智能穿戴設(shè)備更直觀、詳細(xì)地了解運(yùn)動(dòng)前后的心率變化、血壓與血氧變化等，從而根據(jù)數(shù)據(jù)信息掌握自身的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)量，自我檢查是否達(dá)到一定運(yùn)動(dòng)效果，確保運(yùn)動(dòng)的科學(xué)性。另外，在智慧化促進(jìn)作用下，所有學(xué)生都可以直接從線上隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)有關(guān)體質(zhì)健康、體育運(yùn)動(dòng)等的健康知識和技能，打破了體育學(xué)習(xí)的時(shí)空限制。智慧化促進(jìn)系統(tǒng)中還會(huì)設(shè)置專門的運(yùn)動(dòng)處方平臺，能根據(jù)每位學(xué)生的身體健康狀況，制訂出完善且個(gè)性化的科學(xué)鍛煉計(jì)劃，并按周期進(jìn)行信息監(jiān)測，給科學(xué)運(yùn)動(dòng)帶來更多可能性，更好地幫助學(xué)生參與體育鍛煉，養(yǎng)成終身體育意識［1］。1.2有利于激發(fā)學(xué)生體育鍛煉成就動(dòng)機(jī)在成就動(dòng)機(jī)理論中，人在做具有一定困難性、價(jià)值性和挑戰(zhàn)性的任務(wù)，并最終完成任務(wù)后，能有效促進(jìn)成就動(dòng)機(jī)形成，并將任務(wù)推向更高更深的層次。在大學(xué)生傳統(tǒng)體質(zhì)健康監(jiān)測中，采取的評價(jià)等級主要是優(yōu)秀、良好、及格、不及格，甚至有些高校只有及格和不及格兩個(gè)等級，未體現(xiàn)出體質(zhì)健康測試信息對學(xué)生健康發(fā)展的作用，從而導(dǎo)致學(xué)生對體測抱有敷衍了事的態(tài)度，也基本很難積極參與到體育運(yùn)動(dòng)中。而在智慧化促進(jìn)系統(tǒng)中，使用智能可穿戴設(shè)備后，學(xué)生運(yùn)動(dòng)前、中、后的具體數(shù)據(jù)能夠被及時(shí)采集，學(xué)生可將其發(fā)布到社交媒體平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的可視化，激發(fā)自身運(yùn)動(dòng)熱情。比如，目前很多學(xué)生會(huì)在微信朋友圈、QQ空間等發(fā)布自己每日的走路步數(shù)以及跑步軌跡等，這種做法除了能與自己往期運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行比對外，還能與其他學(xué)生的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行比對，形成競爭機(jī)制，進(jìn)一步強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)成就感。2大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化現(xiàn)狀2.1機(jī)遇2.1.1政策支持力度大針對大學(xué)生體質(zhì)健康發(fā)展，相關(guān)部門先后頒發(fā)了大量支持政策［2］，比如《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》《深化新時(shí)代教育評價(jià)改革總體方案》《關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)代學(xué)校體育工作的意見》等，充分體現(xiàn)了國家對學(xué)生體質(zhì)健康的重視程度。因此，如果要強(qiáng)化學(xué)生體質(zhì)健康水平，引導(dǎo)學(xué)生熱愛運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化將是極好的機(jī)遇。2.1.2科技發(fā)展優(yōu)勢大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化方案的開展依賴于信息化教學(xué)、可穿戴設(shè)備、運(yùn)動(dòng)處方服務(wù)平臺等子系統(tǒng)，而這些都需要借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)給予充分支持。從目前發(fā)展?fàn)顩r來看，以5G發(fā)展為例，工信部在十四屆全國人大一次會(huì)議中回應(yīng)，我國已經(jīng)建成了234萬個(gè)5G基站，5G移動(dòng)電話用戶也達(dá)到了5.75億，2023年還將新開通60萬個(gè)5G基站，總基站數(shù)將超過290萬個(gè)。這些都充分表明，當(dāng)下國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在不斷升級突破，勢必能為學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化的實(shí)現(xiàn)帶來更多可能性。2.2挑戰(zhàn)2.2.1投入較大在智慧化促進(jìn)系統(tǒng)建設(shè)中，無論是智能可穿戴設(shè)備，還是信息化教學(xué)，所需的無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、運(yùn)動(dòng)處方服務(wù)平臺人才的引進(jìn)以及日常維護(hù)管理，都需要投入大量資金，如果缺乏資金支持，體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化方案就難以實(shí)施［3］。2.2.2過度開展在智慧化促進(jìn)方案中，不管是信息化教學(xué)、穿戴設(shè)備，還是運(yùn)動(dòng)處方平臺建設(shè)，都依托于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但一些年齡較大的一線教師對于智慧設(shè)備操作學(xué)習(xí)較慢，從而影響設(shè)備的正常使用效率。同時(shí)，在大數(shù)據(jù)持續(xù)發(fā)展下，智慧化系統(tǒng)中學(xué)生的個(gè)人信息以及健康數(shù)據(jù)也可能面臨泄露風(fēng)險(xiǎn)。2.2.3支持不足受到學(xué)業(yè)和社會(huì)就業(yè)壓力的影響，很多學(xué)生不得不犧牲體育運(yùn)動(dòng)時(shí)間，并且一些高校內(nèi)的運(yùn)動(dòng)器材與場地供應(yīng)也存在不充足的問題，導(dǎo)致一些學(xué)生喜歡的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目難以展開，從而影響了體質(zhì)健康促進(jìn)，也給智慧化方案的落實(shí)帶來了威脅。2.3問題2.3.1配套設(shè)施不完善智慧化體質(zhì)健康促進(jìn)方案所依賴的設(shè)備、平臺等都需要網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)提供支持。以穿戴設(shè)備為例，有些高校只能為部分班級提供必需設(shè)備，難以確保全校學(xué)生都可以使用。同時(shí)，受到資金投入、技術(shù)研發(fā)、人才供給的限制，一些學(xué)校依然難以全面普及相關(guān)智慧化方案。2.3.2評價(jià)體系不完善智慧化方案雖然能有效采集到大學(xué)生的體質(zhì)信息和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，但如何開展整體評價(jià)還未完全確定。首先，部分學(xué)生對于采集到的數(shù)據(jù)內(nèi)容缺乏專業(yè)認(rèn)知，以運(yùn)動(dòng)心率為例，有些學(xué)生難以正確判斷在運(yùn)動(dòng)過程中心率是否處于合理范圍。其次，一些線上社交媒體發(fā)布的體育健康知識的準(zhǔn)確性和權(quán)威性有待考證，甚至有些缺乏合理依據(jù)，即便是部分規(guī)模較大的在線課程，也難以保證內(nèi)容的完全正確［4］。3大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化方案3.1實(shí)現(xiàn)體育健康教育信息化在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)社交平臺逐漸普及的背景下，信息化逐漸成為當(dāng)代大學(xué)生生活、學(xué)習(xí)的主要選擇，因此，體育健康教育必須圍繞線上線下混合模式展開，以滿足大學(xué)生對體育健康知識學(xué)習(xí)的基本需求。3.1.1體育課程教學(xué)層面可以嘗試引入微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等形式，展開課內(nèi)外健康知識全程教學(xué)。微課是基于簡短的視頻引導(dǎo)學(xué)生合理利用碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，以使其在短時(shí)間內(nèi)掌握必要內(nèi)容，并在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)共享。慕課是指實(shí)施在線課程教學(xué)，以突破學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)空的限制，更好地對體育健康中的一些細(xì)分課程，如運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)等進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，并隨時(shí)根據(jù)學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行知識的補(bǔ)充與鞏固。翻轉(zhuǎn)課堂主要是由學(xué)生在課外對教師提前在學(xué)習(xí)平臺上傳的圖文、音視頻、動(dòng)畫等進(jìn)行預(yù)先學(xué)習(xí)，基本了解體育健康知識的內(nèi)容，在課堂上基于課前預(yù)習(xí)存在的疑難，通過師生交流、生生探討予以解決，并在課后進(jìn)行鞏固提升。綜合來看，微課本質(zhì)上更適合體育教學(xué)，因此，其中的細(xì)節(jié)知識講解、動(dòng)作技能分解等都可以利用短小精悍的視頻引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)琢磨、模仿，進(jìn)而幫助學(xué)生有效掌握知識重點(diǎn)，突破知識難點(diǎn)［5］。3.1.2體質(zhì)健康監(jiān)測層面在原先的體質(zhì)健康監(jiān)測過程中，主要存在學(xué)生體質(zhì)健康測試項(xiàng)目開展不規(guī)范、不到位、不標(biāo)準(zhǔn)等問題，有些監(jiān)測人員甚至不能熟練操作測試儀器，從而造成了體質(zhì)健康監(jiān)測盲區(qū)。為此，可以嘗試圍繞學(xué)生體質(zhì)健康測試項(xiàng)目與儀器應(yīng)用開設(shè)線上課程，引導(dǎo)學(xué)生在線學(xué)習(xí)健康監(jiān)測的相關(guān)內(nèi)容。3.1.3健康信息推送層面在進(jìn)行健康信息推送時(shí)，可以嘗試應(yīng)用微信公眾號、微博、Keep等線上社交平臺的群體共享功能，將一些和體育健身相關(guān)的知識、文化等推送給學(xué)生［6］。比如有些高校就嘗試讓學(xué)生應(yīng)用Keep這一APP對鍛煉健身知識和技能進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，其中主要利用Keep里的慢動(dòng)作動(dòng)畫以及微課短視頻幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。此外，也有學(xué)校將悅跑圈APP應(yīng)用進(jìn)來，通過其中的社交功能進(jìn)行體育健康知識共享，計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡，真正打破了時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)了在線隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)體育健康知識的目的。3.2智能穿戴設(shè)備監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)化智能穿戴設(shè)備具有醫(yī)療保健、健康監(jiān)測、戶外健身、娛樂休閑、信息處理等多項(xiàng)功能。目前市面上的穿戴設(shè)備種類較多，功能也都有所差異，大致分為五大類型，具體見表1。為更好地監(jiān)測學(xué)生體質(zhì)健康，建立科學(xué)合理的體質(zhì)健康監(jiān)測評價(jià)體系，有必要將智能穿戴設(shè)備應(yīng)用進(jìn)來。表1智能穿戴設(shè)備主要類型3.2.1心率監(jiān)測心率是體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)者機(jī)體能量代謝最典型的一項(xiàng)指標(biāo)，可判斷出運(yùn)動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、機(jī)體狀態(tài)變化、運(yùn)動(dòng)水平等。在運(yùn)動(dòng)過程中，如果運(yùn)動(dòng)負(fù)荷保持不變，那么運(yùn)動(dòng)心率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度成正比，即運(yùn)動(dòng)心率愈高，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度愈大。運(yùn)動(dòng)者為了保證鍛煉效果，往往會(huì)基于靶心率對運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行判斷，一旦運(yùn)動(dòng)心率低于靶心率，就表明運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不足，鍛煉效果自然無法達(dá)到。因此，在學(xué)生體質(zhì)健康智慧系統(tǒng)中，可嘗試運(yùn)用智能穿戴設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，對學(xué)生運(yùn)動(dòng)中心率的變動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測，并在數(shù)據(jù)采集和整理分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)控。3.2.2血壓血氧監(jiān)測人體在運(yùn)動(dòng)過程中，血氧循環(huán)會(huì)持續(xù)加快，為了確保運(yùn)動(dòng)量和耗氧量之間成正比，心輸出量會(huì)急速上升。智能可穿戴設(shè)備能通過接觸人體皮膚表面的光電感應(yīng)傳感器對脈搏狀況進(jìn)行采集，從而確定運(yùn)動(dòng)中的血壓變化情況。運(yùn)動(dòng)時(shí)受到運(yùn)動(dòng)負(fù)荷影響，會(huì)使人體供氧量出現(xiàn)變化［7］。而智能可穿戴設(shè)備能隨時(shí)對血氧飽和度進(jìn)行測量，以判定血液中的含氧量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。一般血氧飽和度越高，越能促進(jìn)機(jī)體新陳代謝。在大學(xué)生體質(zhì)健康監(jiān)測中，應(yīng)用智能可穿戴設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集，能更好地收集學(xué)生在校運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)步數(shù)，避免因過度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致心率過高而引起運(yùn)動(dòng)損傷。智能運(yùn)動(dòng)手環(huán)等還能有效監(jiān)測睡眠狀況，盡量避免學(xué)生在睡眠不足的情況下參與鍛煉。另外，智能手環(huán)還可以與相關(guān)APP對接，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化，以幫助學(xué)生制訂出更適合自己的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，配合血壓血氧監(jiān)控控制運(yùn)動(dòng)量，提升鍛煉效果，改善體質(zhì)健康水平。3.3運(yùn)動(dòng)服務(wù)平臺反饋智能化為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)，有必要建立體質(zhì)健康測試后續(xù)服務(wù)管理平臺，更好地基于學(xué)生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)診斷，再結(jié)合人工智能意見、專業(yè)人士建議等，為學(xué)生提供合理科學(xué)的服務(wù)計(jì)劃。在該平臺中，可嘗試分設(shè)用戶信息管理層、體質(zhì)健康數(shù)據(jù)診斷層、體質(zhì)健康數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、運(yùn)動(dòng)處方服務(wù)層［8-9］。用戶信息管理層主要涉及學(xué)生信息、指導(dǎo)者信息管理，設(shè)置注冊、登錄和保存等功能。體質(zhì)健康數(shù)據(jù)診斷層主要對學(xué)生輸入的體質(zhì)健康數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，并評價(jià)具體的項(xiàng)目成績和單項(xiàng)指標(biāo)。大學(xué)生體質(zhì)健康數(shù)據(jù)主要涉及身高、體重、肺活量、立定跳遠(yuǎn)、坐位體前屈、800m跑/1000m跑、引體向上、仰臥起坐、50m跑等，實(shí)際評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)則和要求進(jìn)行。其中，根據(jù)身高、體重，能分析出學(xué)生的身體形態(tài)和體型；根據(jù)肺活量，能分析出學(xué)生的身體機(jī)能與心肺功能；根據(jù)800m跑/1000m跑、引體向上、仰臥起坐等，則能分析出學(xué)生的各項(xiàng)身體素質(zhì)，比如速度素質(zhì)、耐力素質(zhì)、力量素質(zhì)、柔韌素質(zhì)等。體質(zhì)健康數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，主要以每月、每學(xué)期、每學(xué)年為周期進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以為運(yùn)動(dòng)處方服務(wù)提供必要的信息動(dòng)態(tài)監(jiān)控和管理標(biāo)準(zhǔn)，一旦學(xué)生在周期內(nèi)出現(xiàn)健康狀況不佳的情況就及時(shí)預(yù)警，從根本上解決學(xué)生體質(zhì)健康水平下降的問題。運(yùn)動(dòng)處方服務(wù)層，主要基于學(xué)生輸入的各項(xiàng)體質(zhì)健康數(shù)據(jù)信息展開綜合分析診斷，并根據(jù)專業(yè)人士的意見給出運(yùn)動(dòng)處方，從而針對性地提升學(xué)生體質(zhì)狀況。具體以運(yùn)動(dòng)目的、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、動(dòng)作重點(diǎn)、次數(shù)、組數(shù)、強(qiáng)度、時(shí)間等為基礎(chǔ)，幫助學(xué)生建立科學(xué)的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。比如：針對上肢訓(xùn)練，安排俯臥撐等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，并詳細(xì)解讀動(dòng)作要領(lǐng)，說明運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、時(shí)間和組數(shù)等；針對下肢訓(xùn)練，安排深蹲等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，并進(jìn)行詳細(xì)介紹。4大學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化方案開展策略4.1抓住機(jī)遇，發(fā)揮優(yōu)勢一方面，積極研發(fā)新功能，促進(jìn)互動(dòng)。學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化都是基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，而最近幾年，5G技術(shù)等發(fā)展迅速，為智慧化方案落實(shí)提供了技術(shù)保障。這就需要抓住機(jī)遇，積極開發(fā)功能。比如，穿戴設(shè)備在脫離第三方APP的基礎(chǔ)上依然能實(shí)現(xiàn)信息互動(dòng)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測。另一方面，抓住政策優(yōu)勢，全面貫徹落實(shí)。比如，借助政策激勵(lì)，運(yùn)用智慧化系統(tǒng)對學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行完善，并根據(jù)體質(zhì)健康水平提升狀況給予一定獎(jiǎng)勵(lì)。4.2強(qiáng)化優(yōu)勢，解決困難一方面，促進(jìn)資源整合，關(guān)注開展規(guī)范性。比如，在全面普及智慧化方案前，可以嘗試和第三方平臺或技術(shù)企業(yè)進(jìn)行合作，由第三方提供技術(shù)支持，學(xué)校則提供師資、場地、器材等，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化，并確保智慧化方案能規(guī)范開展。另一方面，優(yōu)化宣傳效果，加強(qiáng)政府支持。在正式全面普及智慧化促進(jìn)方案前，應(yīng)先重點(diǎn)對體質(zhì)健康促進(jìn)的有關(guān)事宜展開宣傳，比如對穿戴設(shè)備、服務(wù)平臺的應(yīng)用指南進(jìn)行講解。相關(guān)部門也需加大技術(shù)研發(fā)和資金投入，響應(yīng)更多領(lǐng)域參與到學(xué)生體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化建設(shè)中。4.3克服困難，減少威脅一方面，加強(qiáng)監(jiān)管。在落實(shí)體質(zhì)健康促進(jìn)智慧化方案時(shí)，難免會(huì)遇到過度智慧化引起的問題，所以還需出臺專項(xiàng)制度，對可能會(huì)發(fā)生的信息泄漏、不規(guī)范使用等問題進(jìn)行監(jiān)管。另一方面，落實(shí)規(guī)范引導(dǎo)