清华大学体育部教授刘静民：智慧体育助力青少年体质健康提升

社区小编

       我汇报的题目是《智慧体育助力青少年体质健康提升——学生身体活动全方位监测系统及评价标准》。国家和政府对学生的体质健康是非常非常重视的，曾经出台了多部文件，为学生的体质健康提供各种各样的发展建议。学生体质健康的重要性应该是我们教育工作者要充分认识到的，学生体质健康提升也是我们教育的重要使命之一，但是从现在看来学生体质健康的现状我们还是不容乐观。我们举个例子，在北京市全部学生的小学、中学、大学体质健康的抽测，我们发现，国家体质健康标准的总分，在小学阶段，小学1-6年级的时候分数是最高的，到了初中就不如小学，到了高中又不如初中，到了大学甚至更低了。这个说明学生的体质随着学业负担增加，他们没有更多的时间去提升。而学生的体质健康跟学生的身体活动是密切相关的，我们可以看到由于这个学生的身体活动比较少，随着年纪提升比较少，我们学生近些年的BMI指数呈持续上升的趋势。北京中小学生的肥胖率，这是肥胖率，还不包括超重，光是达到肥胖的学生，“十二五”期间比十一五期间提升5.6%，而且这个趋势是在快速增加的趋势。造成这种体重上升和各种体制下降的原因，主要是学生没有养成规律的身体活动的时间，据我们调查，在校外学生还能够保持在60分钟以上规律锻炼的比例只有21%，这些都是我们学生体质健康的现状。

（清华大学体育部教授刘静民发言）

　　我们还有一个研究就是对北京的，北京大学的资源最丰富，96所大学进行学生体质健康全面抽测，最后发现第一水平的是部委级的院校，就是981、211的学校，第二级是北京市属的院校，第三级是高职院校，他们高考的分数也是有明显区别的，他们身体健康的情况，体质健康的状况居然也是跟他们高考的分数呈密切相关的，部委级这些学校的学生体质状况是最好的，这也说明了一个问题。这也验证了我们在多项研究中发现，学生的运动可以帮助他的学习，与他的学习成绩也是密切相关的。如果良好的运动，适度的运动，可以提升他的学习力，那这些都已经有丰富的研究，得到了证明。鉴于此，清华大学跟卓望公司一块研发了学生身体活动的全方位监测系统。这套系统的组成有三个方面，有三个版本，第一个是针对学校或学生，可以对学生的身体活动水平进行定量的评测，主要通过智能手环，佩戴在手上可以监测学生在校期间整个的运动活动有多少，这个剂量的评价。对学生全面的跟踪以后，就可以给学生提供这样的一个建议，对他整个一周的活动量达到什么标准，我们能够作出这样的评价。第二个部分是给老师的版本，尤其是体育老师在上课的时候，他可以对学生的身体运动、运动量和运动强度进行很定量化的科学评价，可以实时看到他的心率达到了多少。我们说只有当心率达到一定有效范围的运动，才是有效的运动。每个学生在体育课上，或者是在其他运动期间，那么它的心率我们可以实时的观察到，就知道了他有没有在运动的时候达到我们既定的要求。同时，也可以在进行比赛，在考试的时候，他的心率是否达到了危险的境界，就是说如果我们最大心率是200的话，那么他已经达到95%，95%最大心率的时候我们有一个安全评估，可以及时发现学生运动的安全隐患。第三个版本是给家长，孩子在学校平时的身体运动情况，还有他的体质健康，这些水平，还有我们智能手环可以测他睡眠的时间和质量，这些及时反馈给家长，家长就可以适时了解学生整个在校期间，以及整个一周期间的身体活动情况。我们这个研究得到国家科学基金，是教育“十三五”规划的国家级课题支撑。我们在准备实施这个课题的过程中开发了智能手环及大数据的平台，还有学生的身体活动的测量，以及数据分析系统和评价标准的研制。

　　下面我具体介绍一下这套系统的组成，分为三个部分。第一部分是测量身体活动和能耗的PA值系统，这套系统主要是利用手环当中内置的三轴加速度计，可以对三个方向的加速度进行捕捉，科技精确测出学生的动作活动，以动作树的形式表现出来。这个主要是判断学生的运动有没有达到我们的要求。第二个子系统是HR子系统，通过实时心率测试来判断学生在运动的时候的心率有没有达到有效的范围，有没有可能达到危险的程度。第三个是学生体制健康测试的HR子系统，这个可以跟踪记录学生整个的情况。我们在评价的时候可以根据学生两个方面，第一个是生理负荷强度，就是心率，学生在负荷的时候达到了最大心率的百分比，通常可以按照这个计算出来，下面就是超过90%的时候，就是他已经非常费力了，在60%以下的时候就是过于轻松，没有达到锻炼的效果，这种是不可以的。我们可以通过看学生达到的心率的百分比和有效范围的时间，来判断学生在从事运动时是否尽力，有的学生虽然成绩很差，跑得很慢，可是心率达到很高的标准，这样的学生我们一定要积极鼓励他，这样的学生就真正达到了锻炼目的。还有是另外一个身体活动的划分标准，我们通过计算他的动作树，就可以知道他整个的运动总量是多少，我们根据计算，每分钟他的动作数累加起来达到一定的标准，他身体活动的强度就可以属于哪个强度，总数、时间是多少，这样有助于我们判断学生整个在学校，还有在一周时间里的身体活动。这是具体监测过程中我们用的信息化的一些手段，主要通过这种智能的可穿戴设备，通过数据、云平台，通过云计算，然后通过智能的记录保存这些数据。对学生的监测，现在对体育课的监测可以实施了，我们这些学生在体育课上，每个人可以知道心率变化情况，我们就知道他处于怎样的运动强度，是否有一定的危险。我们前面研究发现，学生进行长跑测验的时候，尤其是考试的时候，学生是最尽力的。什么样的学生是最危险的？既不是最差的学生，也不是最好的学生，而是中间的学生。因为最好的学生他平时是有训练的，他有训练基础，所以他可以很好地完成测试任务，可以成绩很好，差的学生他很差，就很慢，所以跑的时候我们看到他的心率也不是达到危险的境界，顶多到90%最大心率就维持下去了，而最危险的恰恰是中间的学生，平时训练不够，但是考试的时候要发挥出好成绩，就拿出100%的努力，这时候最大值甚至超过最大心率的100%，这样维持一段时间以后是非常危险的。我们通过监测就可以发现样的学生，我们及时观测他，并且跟踪他，防范这个危险的发生。还可以用于日常监测学生平时的能量消耗，有助于我们对学生整体体重监测，对他体质健康的监测维持。

　　我们已经在一些省市的学校里进行了实地测试，取得了良好的效果。这是我们实际测出来的每个学生的案例，我们可以实时观测到他心率的变化，还有他的身体活动，练习密度、身体负荷、身体强度，这些已经得到了很好的数据。学生体质健康是我们所有教育工作者应该非常重视的一个方面，我们希望智慧体育能够提升我们青少年体质健康的水平，为我们教育信息化尽出我们自己的力量。

　　谢谢大家！