姜志遠，仲偉驕

21世紀被稱為“數(shù)字時代”，數(shù)字技術的產(chǎn)生和發(fā)展已經(jīng)成為經(jīng)濟與社會深刻變革的重要驅(qū)動力。順應時代發(fā)展，很多教育政策制定者、研究者和實踐者一直將數(shù)字技術視為學校教育改革的靈丹妙藥。因此，數(shù)字技術被納入中小學課程和評估體系，推進了教學內(nèi)容、教學方式方法以及學習方式方法的根本性變革。其中，體育教學與數(shù)字技術整合的相關研究成為廣泛討論和關注的課題，取得了一些研究成果和實踐經(jīng)驗，但對其應用的價值、方式和制約因素等內(nèi)容還缺乏全面地梳理[1]。相比教育發(fā)達國家，我國的數(shù)字化體育教學起步較晚，整體應用水平不高，數(shù)字化教學體系尚未形成[2]。近年來，我國相繼出臺政策推進學校體育教學模式改革，提升數(shù)字技術在學校體育中的應用水平。2016年5月，國務院辦公廳印發(fā)《關于強化學校體育促進學生身心健康全面發(fā)展的意見》，明確指出充分利用現(xiàn)代信息技術手段，開發(fā)和創(chuàng)新體育教學資源，不斷增強教學吸引力[3]。本研究通過梳理國外體育教學中數(shù)字技術的應用價值、應用方式與制約因素，以期為我國數(shù)字化體育教學的理論研究和實踐推廣提供借鑒，同時為深化中小學體育課程教學改革與發(fā)展提供思路。

1 數(shù)字技術在學校體育教學中的應用價值

數(shù)字技術也被稱為信息技術，根據(jù)體育教學功能主要包括體力活動與身體素質(zhì)追蹤工具、移動設備與應用程序、視頻與圖像分析系統(tǒng)、網(wǎng)絡平臺、視頻游戲系統(tǒng)、社交媒體、虛擬現(xiàn)實交互技術等。體力活動與身體素質(zhì)追蹤工具即可穿戴設備，通過內(nèi)置的加速計、陀螺儀、GPS等傳感器客觀地測量、記錄和分析學生的身體活動水平，以用戶友好界面和實時反饋提升有氧能力等身體素質(zhì)[4]；移動設備與應用程序以平板電腦等移動設備中的應用程序和交互式主題內(nèi)容吸引學生參與、評估學習情況的教學指導工具[5～6]；視頻與圖像分析系統(tǒng)用于識別和診斷學生的運動技能表現(xiàn)，并用于制定教學反饋的視覺表征工具[7]；網(wǎng)絡平臺是建立在網(wǎng)絡基礎上，為體育教師和學生查閱各類資料、選擇學習內(nèi)容、獲取線上指導、分享經(jīng)驗、實現(xiàn)互動等提供全面支持的軟件系統(tǒng)[8]；虛擬現(xiàn)實交互技術以計算機技術為核心，生成與真實環(huán)境在視、聽、觸等方面高度接近的數(shù)字化環(huán)境，學生借助設備與環(huán)境中的對象進行交互，產(chǎn)生對應真實環(huán)境的感受和體驗[9]。

1.1 提高學生的運動技能與自我評估能力

視頻與圖像分析等數(shù)字技術為學生的運動技能提供即時反饋，成為教師評價學生運動技能和學生自我評估的有效工具。Casey認為，使用攝像機和視頻分析軟件將成績較差學生的投擲技術與已有成功模型進行比較，重點識別技術的關鍵特征，提高了學生的運動技能和技能理解能力[10]。Palao 等發(fā)現(xiàn)視頻技術除了顯著提高學生的運動技能水平外，還呈現(xiàn)更高的課堂教學質(zhì)量[11]。Marina認為在體育課堂使用ipad和應用程序時，教師不需要反復演示動作，可以將更多精力用于提供互動糾錯等個性化的反饋，學生更易領會技能的難點[12]。除了提升學生的運動技能，數(shù)字技術還有助于提升學生評估同伴和自我評估的能力。Kitsantas等調(diào)查了英國學校使用數(shù)碼攝像機的情況，發(fā)現(xiàn)短視頻剪輯的使用提升了學生評估自己和同伴技能表現(xiàn)的能力[13]。視頻反饋技術甚至可以提高幼兒體操初學者的動作習得和自我評估能力[14]。從技術角度分析，電腦、ipad和智能手機等移動設備支持的視頻錄制應用程序具有慢放、定格、即時回放動態(tài)和靜態(tài)圖像等豐富功能[15]。而且，設備和應用程序的簡便性便于學生操作設備和觀察技能表現(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的意愿更強烈，進而達成自身體育知識或技能的建構(gòu)[16]。更重要的是，數(shù)字技術形成的即時性反饋和過程性評估有助于教師調(diào)整隨后的教學計劃和教學方法，為學生提供了評估自身表現(xiàn)、確定改進重點、設定學習目標的自主學習環(huán)境。

1.2 精確地評估與反饋學生的體力活動水平

當前，增強兒童青少年的體質(zhì)一直是學校體育與健康課程的重要目標，學生在課堂的中-高強度體力活動已經(jīng)成為課程教學的評價要求和學校體育的重要表征。價格低廉且應用簡單的可穿戴設備提供步數(shù)和心率等客觀、準確的體力活動指標，對體育課堂中學生的體力活動強度和運動效果進行實時反饋和提醒，該技術因而被定位為青少年肥胖、久坐行為和相關非傳染性疾病的解決方案之一[17]。除了查看學生的體力活動水平外，教師還可通過該技術確保學生合理地參與課堂活動，確認教學計劃對學生健身或者健康目標的有效性[18]。而且，長期使用心率監(jiān)控和計步器等技術能夠讓教師和學生了解學生身體素質(zhì)的進步幅度，將體力活動水平與國家公共衛(wèi)生指南進行比較，更好地促進學生達到國家體能標準[19]。然而，目前的研究集中在可穿戴設備對體育教學的價值方面，對不同設備類型和干預指標的應用效果仍缺乏深入的探究。

1.3 提高學生的參與動機和投入程度

Legrain等認為，體育課的數(shù)字技術整合可通過滿足學生的心理需求而產(chǎn)生更高的動機水平，進而有效保持學生的專注力、興趣和長期參與[20]。Loughin等認為，小學生被數(shù)字視頻提供的反饋和自我評估過程所激勵，提高了籃球技能的學習動機和表現(xiàn)[16]。將視頻游戲引入體育課還能激發(fā)興趣低下學生的參與熱情[21]。學生對視頻攝像技術的使用反應良好[22]，或者感覺自己不被邊緣化[10]，這兩項研究反映了技術應用本身對學生參與度和專注度產(chǎn)生了積極影響。除了視頻攝像技術的研究，應用虛擬現(xiàn)實技術的小學足球課堂比傳統(tǒng)課堂令學生更自信、更專注，產(chǎn)生強烈的心理體驗[9]，iPad促進學生對團隊任務的參與動機和興趣[23]。更重要的是，數(shù)字技術應用還有助于學生形成終身體育鍛煉的知識和行為?？纱┐髟O備可以強化學生長期參與體育活動的信心和興奮感[24]。應用視頻分析和視頻游戲都可以增強學生積極的學習體驗，提高他們健康和體育鍛煉所需的技能、態(tài)度、知識和行為[25，26]。

1.4 為學生提供個性化的學習環(huán)境和學習資源

數(shù)字技術應用可以直接為學生提供個性化的學習環(huán)境和學習資源。比如，AR和VR技術克服學校未配備的設施，創(chuàng)設豐富、有趣的虛擬仿真環(huán)境，吸引學生進行技能學習和練習，激發(fā)體育鍛煉興趣，在輕松愉快的教學場景中提高運動水平[27]。Armour等探索了利用ipad和應用程序吸引學生的方式，為學生提供獨立的學習機會，創(chuàng)造了新的學習資源，保持他們的興趣和增加參與度[28]。Quennerstedt等探索視頻電子游戲作為教學資源支持舞蹈教學[29]。此外，數(shù)字技術加速和擴大了有效體育教學實踐的影響，具備知識和技能的教師充分利用技術豐富學習環(huán)境[30]。整合技術的教學方式使教師能夠快速、準確地收集學生技能表現(xiàn)的高質(zhì)量信息，成為制定個性化的教學方案或者教學計劃調(diào)整的基礎，為學生創(chuàng)造更多個性化的學習機會，進而創(chuàng)造一個以學習者為中心的學習環(huán)境[31]。

2 體育教學中數(shù)字技術應用面臨的挑戰(zhàn)與實踐探索

對于數(shù)字技術在體育教學中的實踐價值和應用前景，仍有研究者表達了擔憂甚至悲觀的態(tài)度。第一，數(shù)字技術應用引發(fā)課外“副作用”。體育課使用可穿戴設備對學生與同伴的競爭動機產(chǎn)生積極影響，但學生課外體育活動的參與意愿和實際投入明顯降低[32]。更嚴重的是，健康提升與身體素質(zhì)應用程序可能會導致兒童表現(xiàn)出負面的自我評估和自我追蹤行為[33]。過于嚴格的監(jiān)控意味著學生必須面臨老師、同伴和自己的更多審察，尤其導致肥胖或者瘦弱的學生感覺被邊緣化或者被羞辱，甚至引發(fā)他們的身心問題。第二，體育教師應用數(shù)字技術受到多種“功利化需求”影響。例如，教師為了達到課程標準而實施數(shù)字技術，而沒有探索如何、為什么以及何時最好地使用技術[34]；教師應用數(shù)字技術的決策主要為滿足學校和管理機構(gòu)的期望，或者受到軟件和硬件驅(qū)動[35]；教師沒有從教學角度思考數(shù)字技術，只是簡單地按照技術被展示或被告知的方式使用[36]。第三，數(shù)字技術引發(fā)信息過載和隱私侵犯的風險。一些機構(gòu)通過可穿戴設備過度收集不相關數(shù)據(jù)用于商業(yè)盈利用途，這些數(shù)據(jù)在未經(jīng)同意的情況下被上傳、訪問和使用，對學生的隱私權缺乏保護[37]。第四，技術可能影響教師在體育教學中的角色與定位。數(shù)字技術的應用經(jīng)常創(chuàng)造了一種課堂氛圍：體育教師只是監(jiān)督學生使用技術而被技術取代或者邊緣化[33]。數(shù)字技術理應是教師進行體育教學的輔助工具，而不應讓教師成為技術的附庸。

隨著視頻分析、可穿戴設備和主動視頻游戲等體育學科特定技術可及性和使用的顯著增長，大多數(shù)研究只是討論數(shù)字技術應用的效果和挑戰(zhàn)，但是對數(shù)字技術納入體育教學的指導理念、應用背景和建議缺乏深入探索，未來體育學科的技術整合難以向前邁進。探究技術本身只能回答“什么有用”，探究圍繞技術使用的教學實踐才能回答“怎樣有用和為什么有用”。教師應用技術的方式而不是技術本身支撐良好的教學，謹慎地考慮在正確的時間以正確的方式使用正確的數(shù)字技術是關鍵[38]。所以，孤立地討論數(shù)字技術的價值和缺陷是沒有意義的，應該從結(jié)構(gòu)性的角度考察數(shù)字技術在體育教學的整合。Koehler等在學科教學知識(PCK)的基礎上引入技術知識，形成整合技術的學科教學法知識(TPACK)[39]。TPACK理論框架反映技術知識、教學法知識、學科內(nèi)容知識三種關鍵知識類型在動態(tài)環(huán)境中的互動融通的結(jié)果。其中技術知識是教師對支持教與學的各種技術的理解，教學知識是教師對促進教與學的各種教學方法的理解，內(nèi)容知識是教師對所教內(nèi)容的理解。除了考察教師教學的知識基礎，TPACK還提供了觀察教學活動現(xiàn)象的透鏡：誰使用什么技術的什么功能，以什么形式和師生關系開展教學，學生需要掌握什么知識和思想方法。有效的TPACK是一個支持包容性實踐的強大工具，但是其質(zhì)量受到教師可獲取的技術、學生變化的需求、教師和學生的數(shù)字素養(yǎng)等多個關鍵要素的影響。學校體育領域的很多研究者很早就關注TPACK模型，但幾乎沒有根據(jù)體育學科的特殊性來設計數(shù)字化的教學方案，這也成為體育教師面臨的最直接和棘手的問題。今后有必要探索體育教師如何以及為什么在體育與健康課程進行數(shù)字技術實踐，更好地理解如何通過數(shù)字技術整合來實現(xiàn)學校體育目標。

在數(shù)字技術實踐應用方面，數(shù)字技術一直被視為一種促進學生與同伴合作、具有自主性和靈活性的方式，被嘗試著與翻轉(zhuǎn)課堂、合作學習等教學模式相結(jié)合。翻轉(zhuǎn)課堂與數(shù)字技術結(jié)合可以有效地支撐教師的教學，一是優(yōu)化了學生積極參加鍛煉的課堂時間，二是有助于學生的考核[40]。小組合作學習與數(shù)字技術的結(jié)合實現(xiàn)以學生為中心的、具有反思性的模式，技術成為學生之間互動和反思討論的工具，為教師組織小組教學提供了抓手[41]。

3 數(shù)字技術融入體育教學的制約因素

探索影響體育教學數(shù)字技術應用的限制條件是當前研究的重要關注點，這可以為從業(yè)者、管理者和教師教育項目提供有價值的信息。數(shù)字技術融入體育教學的制約因素被劃分為一階障礙和二階障礙，二者共同影響著教師與技術整合相關的決策和實踐。一階障礙是影響教師進行數(shù)字技術整合的外部因素，包括技術獲得途徑、經(jīng)費、培訓、班級規(guī)模、技術支持、行政支持、教師學習技術整合課程的時間、設備的實用性和可移動性、教師的技術知識和技能等因素[11,42～48]。Gibbone[46]和Kopcha[47]均指出，被調(diào)查的體育教師認為經(jīng)費不足和獲取技術途徑缺乏是技術整合的最大外部障礙。但是，多項研究證實主要是體育教師數(shù)字技術整合知識與能力缺乏限制了技術整合。Friskawati等人認為基礎設施的可及性和可用性問題是首要挑戰(zhàn)，其次是教師缺乏使用數(shù)字技術的經(jīng)驗[48]。Kretschmanns的調(diào)查表明大約一半的體育教師認為自己缺乏足夠的教學知識和經(jīng)驗將數(shù)字技術融入教學[49]。同樣，突尼斯的體育教師認識到掌握數(shù)字技術的重要性，但他們的應用能力較弱且教學中使用率很低[8]。體育教師對使用數(shù)字技術充滿熱情或者興趣，或者不能確定如何選擇、管理和實施它[50]，或者受到對自身需求理解不足的限制[51]。隨著教師和學生使用電腦和互聯(lián)網(wǎng)的增加[52]，技術快速更新和成本下降[53]，以及職前教師和在職教師培訓增加，一階障礙對教師技術應用的消極影響已經(jīng)逐漸被弱化。

二階障礙是教師的教學觀念、整合技術的觀念、變革的意愿、價值與態(tài)度、自我效能等內(nèi)部因素[46,49,54～57]。它們比一階障礙更難識別、管理和控制，對數(shù)字技術整合形成更大困擾。教師的教學信念和數(shù)字技術應用的關系是雙向的，信念導致行動，而行動又導致信念的重塑。教師的教學觀念影響技術感知和判斷，而感知和判斷又反過來影響課堂技術應用的決策和行動[58]。大多數(shù)體育教師在基礎教育階段幾乎沒有使用技術的豐富經(jīng)驗會對技術整合的感知產(chǎn)生負面影響[59]。相反，職前體育教師在實習期形成的技術信念可能有助于課堂技術信念的形成和隨后的教學整合[60]。即使體育教師具備技術應用的經(jīng)歷但如果認為它沒有發(fā)揮顯著作用，仍不會將其作為體育教學的必備工具[59]。另外，教師還需要確定學習有效使用工具所需的各種成本，評估技術是否或者如何增強自己的教學效果和學生的學習體驗[61]。值得注意的，體育教師的教學信念與其他學科教師不同，體育關注人體運動和體力活動，技術應用的益處可能不是短期能看到的[62]。而且，體育教師對技術整合益處的感知更多地受到制度而不是個人特征的影響，這種感知與一系列個人、課堂、學校和系統(tǒng)層面因素之間存在復雜關系，強調(diào)了數(shù)字技術應用于體育教學的社會和文化背景的重要性[63]。

一階和二階障礙是研究者將制約技術應用的關注焦點放在教師身上，對學生使用數(shù)字技術的態(tài)度、行為和特征的關注很少。處于數(shù)字時代的學生經(jīng)常被描述為“數(shù)字一代”或者“數(shù)字原住民”。人們普遍認為這一代青少年與前幾代人具有明顯不同的社會特征，比如，經(jīng)常使用電腦和手機、活躍在社交網(wǎng)絡、熟悉多媒體環(huán)境。數(shù)字技術已經(jīng)成為他們學習和生活的重要組成部分，他們應該愿意在體育教學環(huán)境中使用數(shù)字技術進行學習。實際上，學生對數(shù)字技術的使用并不能從社交用途或者社會環(huán)境轉(zhuǎn)移到教學環(huán)境[64]。學生對數(shù)字技術使用前的抗拒和使用時的掙扎表明，他們并沒有能力在正式的教學環(huán)境中使用數(shù)字技術，同樣需要充足的時間學習，尤其是使用新的數(shù)字技術和教學方法時[65]。僅一項研究圍繞學生對數(shù)字技術的感知和體驗，學生對體育教學中使用數(shù)字技術保持積極的態(tài)度，這與性別、年級、電腦擁有率、電腦使用頻率等變量存在顯著相關性[66]。

在教育數(shù)字化的背景下，英國和美國等國家都為數(shù)字技術的教育應用投入了大量資金。但是，學校體育教學高度依賴物質(zhì)基礎并且在教育領域相對較低的地位，學校體育的技術應用仍然普遍缺乏重視和關注[50]。英格蘭的一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，數(shù)字技術在學校體育的使用呈增長趨勢，管理政策已經(jīng)將數(shù)字技術列入體育教師培養(yǎng)計劃的科目內(nèi)容，但培訓的平等性和設備的所有權導致很難在所有學?；虻貐^(qū)普及[67]。在教育信息化發(fā)展領軍的美國，教育管理者同樣認識到技術融入體育教育領域的價值，制定了教師需要掌握的技術技能和知識標準。美國體育教師教育國家標準中提到“經(jīng)過精心地設計和深思熟慮地應用，數(shù)字技術可以加速和擴大有效教學實踐的影響……教育者應該充分利用技術豐富學習環(huán)境、獲得知識和技能?！盵68]與數(shù)字技術整合相關的國家標準對體育教師教育計劃(PETE)提出更高要求。2017年美國體育與健康教師學會規(guī)定：體育教師候選人適當使用技術以滿足一個或多個短期和長期計劃目標，使用技術提高課程的有效性[69]。在美國肯塔基州，數(shù)字技術是評估教師候選人的十項標準之一。候選人必須展示實施數(shù)字技術的能力，包括支持教學，訪問和操作數(shù)據(jù)，促進專業(yè)發(fā)展，與同事、家長、社區(qū)溝通和協(xié)作，執(zhí)行研究[70]。

4 國外體育教學數(shù)字技術整合對我國的啟示

4.1 從理念到現(xiàn)實的整體性視角審視體育教學的數(shù)字技術整合

2020年新型冠狀病毒的爆發(fā)和相應的線上教學開展，進一步引發(fā)人們對數(shù)字或者信息技術融入體育教學的關注與討論。在當前教育信息化快速推進背景下，簡單地拒絕或盲目采用數(shù)字技術都是目光短淺的行為，有必要從理念到現(xiàn)實的連續(xù)性視角審視體育教學的數(shù)字技術整合。在數(shù)字技術的理念層面，政策制定者和實踐者應該客觀理性地看待它對學校體育教學的多方面影響。數(shù)字技術的發(fā)展未必帶來體育教學的革命，更可能作為驅(qū)動力使體育教學立足于傳統(tǒng)實現(xiàn)教學觀念、內(nèi)容、方法等方面的變革。而且，推動上述變革的前提是不能脫離體育教學的身體認知邏輯和當前的客觀現(xiàn)實條件，服務于學生體育知識和技能的有效構(gòu)建，才能使教學實踐更有效、影響更顯著。在數(shù)字技術的現(xiàn)實應用層面，需要從整體性思維角度出發(fā)，把握技術整合的教學目標指向、整合過程的原則、有效整合的條件、整合的效能檢視，構(gòu)建目標—原則—條件—效能四個維度的架構(gòu)審視數(shù)字技術融入體育教學的有效性。具體講，根據(jù)學校現(xiàn)有硬件條件，結(jié)合學生的興趣、能力和需求，創(chuàng)新性地發(fā)揮教師主導作用和自我創(chuàng)新，服務于培養(yǎng)學生興趣、養(yǎng)成鍛煉習慣、掌握運動技能、增強學生體質(zhì)的課程主線，評估和檢測技術整合的效果，實現(xiàn)數(shù)字技術全面賦能學校體育教與學。

4.2 為體育教師數(shù)字技術應用能力提供全面、持續(xù)的支持

教師是教育數(shù)字化發(fā)展的關鍵要素，其數(shù)字技術知識與能力不斷更新才能適應數(shù)字化的快速發(fā)展形勢。2019 年，教育部發(fā)布《關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》，這是繼2013年后對中小學教師展開的第二輪教師信息技術應用能力培訓，基本目標是構(gòu)建以校為本、基于課堂、應用驅(qū)動、注重創(chuàng)新、精準測評的教師信息素養(yǎng)發(fā)展新機制[71]?？紤]到體育學科的特殊性，提出以下具體舉措提升體育教師的數(shù)字技術知識和能力。第一，構(gòu)建高校體育師范生—職前教師—在職教師數(shù)字技術應用能力一體化培養(yǎng)路徑，將數(shù)字技術應用嵌入教師的整個教育過程。從源頭上將數(shù)字技術應用課程融入體育師范生的教育課程體系，并將技術應用能力納入體育教師資格證制度。為職前教師和在職教師建立一個針對性的、時效性的技術能力培訓體系，提高教師應用技術提升教學質(zhì)量的態(tài)度與信念。第二，教育管理機構(gòu)對學校體育的技術發(fā)展趨勢、體育教師技術整合的制約因素、技術學習途徑等問題進行明確調(diào)研，為不同學段和地區(qū)的體育教師培訓做好準備，同時為地區(qū)的相關政策制定和實踐提供有價值的指導信息。第三，盡管現(xiàn)階段我國體育教師普遍缺乏技術應用經(jīng)驗，但他們對其教學環(huán)境的獨特特征、學習者的發(fā)展需求以及技術的潛在好處和局限性有深刻的理解。除了專門的培訓，還要對他們實際工作情境中的問題和個人需求給予精確、及時的支持，引導他們結(jié)合學校發(fā)展和自身需求提升技術應用能力，實現(xiàn)技術學習與教學實踐之間的無縫銜接。

4.3 以理論與實踐研究推動數(shù)字技術與體育教學深度整合

聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的《促進教育與技術整合的教師發(fā)展的區(qū)域指南》將教育信息化概括為四個階段：起步、應用、融合與創(chuàng)新[72]。當前我國中小學體育教學的數(shù)字技術發(fā)展仍處于起步和應用階段，明顯落后于其他學科和教育發(fā)達國家。在借鑒和引用當前國外數(shù)字技術研究成果的基礎上，圍繞體育教學技術整合的目標和核心問題，實現(xiàn)扎實的理論支撐和實踐經(jīng)驗指導并行。理論層面上，充分考慮體育學科的特殊性，以教師的TPACK理論為基礎構(gòu)建體育教學設計的理論框架，讓體育教師在復雜的現(xiàn)實情境中綜合運用不同推理路徑來完成數(shù)字技術、教學法和學科內(nèi)容三部分有機整合的教學設計方案。同時，為充分銜接理論與實踐，根據(jù)體育與健康課程構(gòu)建具有指導價值和參考意義的體育教學設計案例庫，創(chuàng)立一套簡單指標來解析其中的教學法成分、技術成分和學科內(nèi)容成分是否被有機整合。除了技術整合的理論探索，我國體育教學技術整合的現(xiàn)實應用問題同樣需要教育研究者思考和回應。比如，體育教師采用哪些技術符合當前實際？哪些技術適合特定的體育教學任務？如何安全、符合倫理地應用技術？哪些技術如何影響教師的效能和不同經(jīng)驗水平學生的學習？哪些因素制約體育教師進行技術整合的決策與行為？數(shù)字技術能夠解決的體育教學問題是什么？