姜志远，仲伟骄

21世纪被称为“数字时代”，数字技术的产生和发展已经成为经济与社会深刻变革的重要驱动力。顺应时代发展，很多教育政策制定者、研究者和实践者一直将数字技术视为学校教育改革的灵丹妙药。因此，数字技术被纳入中小学课程和评估体系，推进了教学内容、教学方式方法以及学习方式方法的根本性变革。其中，体育教学与数字技术整合的相关研究成为广泛讨论和关注的课题，取得了一些研究成果和实践经验，但对其应用的价值、方式和制约因素等内容还缺乏全面地梳理[1]。相比教育发达国家，我国的数字化体育教学起步较晚，整体应用水平不高，数字化教学体系尚未形成[2]。近年来，我国相继出台政策推进学校体育教学模式改革，提升数字技术在学校体育中的应用水平。2016年5月，国务院办公厅印发《关于强化学校体育促进学生身心健康全面发展的意见》，明确指出充分利用现代信息技术手段，开发和创新体育教学资源，不断增强教学吸引力[3]。本研究通过梳理国外体育教学中数字技术的应用价值、应用方式与制约因素，以期为我国数字化体育教学的理论研究和实践推广提供借鉴，同时为深化中小学体育课程教学改革与发展提供思路。

1 数字技术在学校体育教学中的应用价值

数字技术也被称为信息技术，根据体育教学功能主要包括体力活动与身体素质追踪工具、移动设备与应用程序、视频与图像分析系统、网络平台、视频游戏系统、社交媒体、虚拟现实交互技术等。体力活动与身体素质追踪工具即可穿戴设备，通过内置的加速计、陀螺仪、GPS等传感器客观地测量、记录和分析学生的身体活动水平，以用户友好界面和实时反馈提升有氧能力等身体素质[4]；移动设备与应用程序以平板电脑等移动设备中的应用程序和交互式主题内容吸引学生参与、评估学习情况的教学指导工具[5～6]；视频与图像分析系统用于识别和诊断学生的运动技能表现，并用于制定教学反馈的视觉表征工具[7]；网络平台是建立在网络基础上，为体育教师和学生查阅各类资料、选择学习内容、获取线上指导、分享经验、实现互动等提供全面支持的软件系统[8]；虚拟现实交互技术以计算机技术为核心，生成与真实环境在视、听、触等方面高度接近的数字化环境，学生借助设备与环境中的对象进行交互，产生对应真实环境的感受和体验[9]。

1.1 提高学生的运动技能与自我评估能力

视频与图像分析等数字技术为学生的运动技能提供即时反馈，成为教师评价学生运动技能和学生自我评估的有效工具。Casey认为，使用摄像机和视频分析软件将成绩较差学生的投掷技术与已有成功模型进行比较，重点识别技术的关键特征，提高了学生的运动技能和技能理解能力[10]。Palao 等发现视频技术除了显著提高学生的运动技能水平外，还呈现更高的课堂教学质量[11]。Marina认为在体育课堂使用ipad和应用程序时，教师不需要反复演示动作，可以将更多精力用于提供互动纠错等个性化的反馈，学生更易领会技能的难点[12]。除了提升学生的运动技能，数字技术还有助于提升学生评估同伴和自我评估的能力。Kitsantas等调查了英国学校使用数码摄像机的情况，发现短视频剪辑的使用提升了学生评估自己和同伴技能表现的能力[13]。视频反馈技术甚至可以提高幼儿体操初学者的动作习得和自我评估能力[14]。从技术角度分析，电脑、ipad和智能手机等移动设备支持的视频录制应用程序具有慢放、定格、即时回放动态和静态图像等丰富功能[15]。而且，设备和应用程序的简便性便于学生操作设备和观察技能表现，他们发现问题、解决问题的意愿更强烈，进而达成自身体育知识或技能的建构[16]。更重要的是，数字技术形成的即时性反馈和过程性评估有助于教师调整随后的教学计划和教学方法，为学生提供了评估自身表现、确定改进重点、设定学习目标的自主学习环境。

1.2 精确地评估与反馈学生的体力活动水平

当前，增强儿童青少年的体质一直是学校体育与健康课程的重要目标，学生在课堂的中-高强度体力活动已经成为课程教学的评价要求和学校体育的重要表征。价格低廉且应用简单的可穿戴设备提供步数和心率等客观、准确的体力活动指标，对体育课堂中学生的体力活动强度和运动效果进行实时反馈和提醒，该技术因而被定位为青少年肥胖、久坐行为和相关非传染性疾病的解决方案之一[17]。除了查看学生的体力活动水平外，教师还可通过该技术确保学生合理地参与课堂活动，确认教学计划对学生健身或者健康目标的有效性[18]。而且，长期使用心率监控和计步器等技术能够让教师和学生了解学生身体素质的进步幅度，将体力活动水平与国家公共卫生指南进行比较，更好地促进学生达到国家体能标准[19]。然而，目前的研究集中在可穿戴设备对体育教学的价值方面，对不同设备类型和干预指标的应用效果仍缺乏深入的探究。

1.3 提高学生的参与动机和投入程度

Legrain等认为，体育课的数字技术整合可通过满足学生的心理需求而产生更高的动机水平，进而有效保持学生的专注力、兴趣和长期参与[20]。Loughin等认为，小学生被数字视频提供的反馈和自我评估过程所激励，提高了篮球技能的学习动机和表现[16]。将视频游戏引入体育课还能激发兴趣低下学生的参与热情[21]。学生对视频摄像技术的使用反应良好[22]，或者感觉自己不被边缘化[10]，这两项研究反映了技术应用本身对学生参与度和专注度产生了积极影响。除了视频摄像技术的研究，应用虚拟现实技术的小学足球课堂比传统课堂令学生更自信、更专注，产生强烈的心理体验[9]，iPad促进学生对团队任务的参与动机和兴趣[23]。更重要的是，数字技术应用还有助于学生形成终身体育锻炼的知识和行为。可穿戴设备可以强化学生长期参与体育活动的信心和兴奋感[24]。应用视频分析和视频游戏都可以增强学生积极的学习体验，提高他们健康和体育锻炼所需的技能、态度、知识和行为[25，26]。

1.4 为学生提供个性化的学习环境和学习资源

数字技术应用可以直接为学生提供个性化的学习环境和学习资源。比如，AR和VR技术克服学校未配备的设施，创设丰富、有趣的虚拟仿真环境，吸引学生进行技能学习和练习，激发体育锻炼兴趣，在轻松愉快的教学场景中提高运动水平[27]。Armour等探索了利用ipad和应用程序吸引学生的方式，为学生提供独立的学习机会，创造了新的学习资源，保持他们的兴趣和增加参与度[28]。Quennerstedt等探索视频电子游戏作为教学资源支持舞蹈教学[29]。此外，数字技术加速和扩大了有效体育教学实践的影响，具备知识和技能的教师充分利用技术丰富学习环境[30]。整合技术的教学方式使教师能够快速、准确地收集学生技能表现的高质量信息，成为制定个性化的教学方案或者教学计划调整的基础，为学生创造更多个性化的学习机会，进而创造一个以学习者为中心的学习环境[31]。

2 体育教学中数字技术应用面临的挑战与实践探索

对于数字技术在体育教学中的实践价值和应用前景，仍有研究者表达了担忧甚至悲观的态度。第一，数字技术应用引发课外“副作用”。体育课使用可穿戴设备对学生与同伴的竞争动机产生积极影响，但学生课外体育活动的参与意愿和实际投入明显降低[32]。更严重的是，健康提升与身体素质应用程序可能会导致儿童表现出负面的自我评估和自我追踪行为[33]。过于严格的监控意味着学生必须面临老师、同伴和自己的更多审察，尤其导致肥胖或者瘦弱的学生感觉被边缘化或者被羞辱，甚至引发他们的身心问题。第二，体育教师应用数字技术受到多种“功利化需求”影响。例如，教师为了达到课程标准而实施数字技术，而没有探索如何、为什么以及何时最好地使用技术[34]；教师应用数字技术的决策主要为满足学校和管理机构的期望，或者受到软件和硬件驱动[35]；教师没有从教学角度思考数字技术，只是简单地按照技术被展示或被告知的方式使用[36]。第三，数字技术引发信息过载和隐私侵犯的风险。一些机构通过可穿戴设备过度收集不相关数据用于商业盈利用途，这些数据在未经同意的情况下被上传、访问和使用，对学生的隐私权缺乏保护[37]。第四，技术可能影响教师在体育教学中的角色与定位。数字技术的应用经常创造了一种课堂氛围：体育教师只是监督学生使用技术而被技术取代或者边缘化[33]。数字技术理应是教师进行体育教学的辅助工具，而不应让教师成为技术的附庸。

随着视频分析、可穿戴设备和主动视频游戏等体育学科特定技术可及性和使用的显著增长，大多数研究只是讨论数字技术应用的效果和挑战，但是对数字技术纳入体育教学的指导理念、应用背景和建议缺乏深入探索，未来体育学科的技术整合难以向前迈进。探究技术本身只能回答“什么有用”，探究围绕技术使用的教学实践才能回答“怎样有用和为什么有用”。教师应用技术的方式而不是技术本身支撑良好的教学，谨慎地考虑在正确的时间以正确的方式使用正确的数字技术是关键[38]。所以，孤立地讨论数字技术的价值和缺陷是没有意义的，应该从结构性的角度考察数字技术在体育教学的整合。Koehler等在学科教学知识(PCK)的基础上引入技术知识，形成整合技术的学科教学法知识(TPACK)[39]。TPACK理论框架反映技术知识、教学法知识、学科内容知识三种关键知识类型在动态环境中的互动融通的结果。其中技术知识是教师对支持教与学的各种技术的理解，教学知识是教师对促进教与学的各种教学方法的理解，内容知识是教师对所教内容的理解。除了考察教师教学的知识基础，TPACK还提供了观察教学活动现象的透镜：谁使用什么技术的什么功能，以什么形式和师生关系开展教学，学生需要掌握什么知识和思想方法。有效的TPACK是一个支持包容性实践的强大工具，但是其质量受到教师可获取的技术、学生变化的需求、教师和学生的数字素养等多个关键要素的影响。学校体育领域的很多研究者很早就关注TPACK模型，但几乎没有根据体育学科的特殊性来设计数字化的教学方案，这也成为体育教师面临的最直接和棘手的问题。今后有必要探索体育教师如何以及为什么在体育与健康课程进行数字技术实践，更好地理解如何通过数字技术整合来实现学校体育目标。

在数字技术实践应用方面，数字技术一直被视为一种促进学生与同伴合作、具有自主性和灵活性的方式，被尝试着与翻转课堂、合作学习等教学模式相结合。翻转课堂与数字技术结合可以有效地支撑教师的教学，一是优化了学生积极参加锻炼的课堂时间，二是有助于学生的考核[40]。小组合作学习与数字技术的结合实现以学生为中心的、具有反思性的模式，技术成为学生之间互动和反思讨论的工具，为教师组织小组教学提供了抓手[41]。

3 数字技术融入体育教学的制约因素

探索影响体育教学数字技术应用的限制条件是当前研究的重要关注点，这可以为从业者、管理者和教师教育项目提供有价值的信息。数字技术融入体育教学的制约因素被划分为一阶障碍和二阶障碍，二者共同影响着教师与技术整合相关的决策和实践。一阶障碍是影响教师进行数字技术整合的外部因素，包括技术获得途径、经费、培训、班级规模、技术支持、行政支持、教师学习技术整合课程的时间、设备的实用性和可移动性、教师的技术知识和技能等因素[11,42～48]。Gibbone[46]和Kopcha[47]均指出，被调查的体育教师认为经费不足和获取技术途径缺乏是技术整合的最大外部障碍。但是，多项研究证实主要是体育教师数字技术整合知识与能力缺乏限制了技术整合。Friskawati等人认为基础设施的可及性和可用性问题是首要挑战，其次是教师缺乏使用数字技术的经验[48]。Kretschmanns的调查表明大约一半的体育教师认为自己缺乏足够的教学知识和经验将数字技术融入教学[49]。同样，突尼斯的体育教师认识到掌握数字技术的重要性，但他们的应用能力较弱且教学中使用率很低[8]。体育教师对使用数字技术充满热情或者兴趣，或者不能确定如何选择、管理和实施它[50]，或者受到对自身需求理解不足的限制[51]。随着教师和学生使用电脑和互联网的增加[52]，技术快速更新和成本下降[53]，以及职前教师和在职教师培训增加，一阶障碍对教师技术应用的消极影响已经逐渐被弱化。

二阶障碍是教师的教学观念、整合技术的观念、变革的意愿、价值与态度、自我效能等内部因素[46,49,54～57]。它们比一阶障碍更难识别、管理和控制，对数字技术整合形成更大困扰。教师的教学信念和数字技术应用的关系是双向的，信念导致行动，而行动又导致信念的重塑。教师的教学观念影响技术感知和判断，而感知和判断又反过来影响课堂技术应用的决策和行动[58]。大多数体育教师在基础教育阶段几乎没有使用技术的丰富经验会对技术整合的感知产生负面影响[59]。相反，职前体育教师在实习期形成的技术信念可能有助于课堂技术信念的形成和随后的教学整合[60]。即使体育教师具备技术应用的经历但如果认为它没有发挥显著作用，仍不会将其作为体育教学的必备工具[59]。另外，教师还需要确定学习有效使用工具所需的各种成本，评估技术是否或者如何增强自己的教学效果和学生的学习体验[61]。值得注意的，体育教师的教学信念与其他学科教师不同，体育关注人体运动和体力活动，技术应用的益处可能不是短期能看到的[62]。而且，体育教师对技术整合益处的感知更多地受到制度而不是个人特征的影响，这种感知与一系列个人、课堂、学校和系统层面因素之间存在复杂关系，强调了数字技术应用于体育教学的社会和文化背景的重要性[63]。

一阶和二阶障碍是研究者将制约技术应用的关注焦点放在教师身上，对学生使用数字技术的态度、行为和特征的关注很少。处于数字时代的学生经常被描述为“数字一代”或者“数字原住民”。人们普遍认为这一代青少年与前几代人具有明显不同的社会特征，比如，经常使用电脑和手机、活跃在社交网络、熟悉多媒体环境。数字技术已经成为他们学习和生活的重要组成部分，他们应该愿意在体育教学环境中使用数字技术进行学习。实际上，学生对数字技术的使用并不能从社交用途或者社会环境转移到教学环境[64]。学生对数字技术使用前的抗拒和使用时的挣扎表明，他们并没有能力在正式的教学环境中使用数字技术，同样需要充足的时间学习，尤其是使用新的数字技术和教学方法时[65]。仅一项研究围绕学生对数字技术的感知和体验，学生对体育教学中使用数字技术保持积极的态度，这与性别、年级、电脑拥有率、电脑使用频率等变量存在显著相关性[66]。

在教育数字化的背景下，英国和美国等国家都为数字技术的教育应用投入了大量资金。但是，学校体育教学高度依赖物质基础并且在教育领域相对较低的地位，学校体育的技术应用仍然普遍缺乏重视和关注[50]。英格兰的一项统计数据表明，数字技术在学校体育的使用呈增长趋势，管理政策已经将数字技术列入体育教师培养计划的科目内容，但培训的平等性和设备的所有权导致很难在所有学校或地区普及[67]。在教育信息化发展领军的美国，教育管理者同样认识到技术融入体育教育领域的价值，制定了教师需要掌握的技术技能和知识标准。美国体育教师教育国家标准中提到“经过精心地设计和深思熟虑地应用，数字技术可以加速和扩大有效教学实践的影响……教育者应该充分利用技术丰富学习环境、获得知识和技能。”[68]与数字技术整合相关的国家标准对体育教师教育计划(PETE)提出更高要求。2017年美国体育与健康教师学会规定：体育教师候选人适当使用技术以满足一个或多个短期和长期计划目标，使用技术提高课程的有效性[69]。在美国肯塔基州，数字技术是评估教师候选人的十项标准之一。候选人必须展示实施数字技术的能力，包括支持教学，访问和操作数据，促进专业发展，与同事、家长、社区沟通和协作，执行研究[70]。

4 国外体育教学数字技术整合对我国的启示

4.1 从理念到现实的整体性视角审视体育教学的数字技术整合

2020年新型冠状病毒的爆发和相应的线上教学开展，进一步引发人们对数字或者信息技术融入体育教学的关注与讨论。在当前教育信息化快速推进背景下，简单地拒绝或盲目采用数字技术都是目光短浅的行为，有必要从理念到现实的连续性视角审视体育教学的数字技术整合。在数字技术的理念层面，政策制定者和实践者应该客观理性地看待它对学校体育教学的多方面影响。数字技术的发展未必带来体育教学的革命，更可能作为驱动力使体育教学立足于传统实现教学观念、内容、方法等方面的变革。而且，推动上述变革的前提是不能脱离体育教学的身体认知逻辑和当前的客观现实条件，服务于学生体育知识和技能的有效构建，才能使教学实践更有效、影响更显著。在数字技术的现实应用层面，需要从整体性思维角度出发，把握技术整合的教学目标指向、整合过程的原则、有效整合的条件、整合的效能检视，构建目标—原则—条件—效能四个维度的架构审视数字技术融入体育教学的有效性。具体讲，根据学校现有硬件条件，结合学生的兴趣、能力和需求，创新性地发挥教师主导作用和自我创新，服务于培养学生兴趣、养成锻炼习惯、掌握运动技能、增强学生体质的课程主线，评估和检测技术整合的效果，实现数字技术全面赋能学校体育教与学。

4.2 为体育教师数字技术应用能力提供全面、持续的支持

教师是教育数字化发展的关键要素，其数字技术知识与能力不断更新才能适应数字化的快速发展形势。2019 年，教育部发布《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》，这是继2013年后对中小学教师展开的第二轮教师信息技术应用能力培训，基本目标是构建以校为本、基于课堂、应用驱动、注重创新、精准测评的教师信息素养发展新机制[71]。考虑到体育学科的特殊性，提出以下具体举措提升体育教师的数字技术知识和能力。第一，构建高校体育师范生—职前教师—在职教师数字技术应用能力一体化培养路径，将数字技术应用嵌入教师的整个教育过程。从源头上将数字技术应用课程融入体育师范生的教育课程体系，并将技术应用能力纳入体育教师资格证制度。为职前教师和在职教师建立一个针对性的、时效性的技术能力培训体系，提高教师应用技术提升教学质量的态度与信念。第二，教育管理机构对学校体育的技术发展趋势、体育教师技术整合的制约因素、技术学习途径等问题进行明确调研，为不同学段和地区的体育教师培训做好准备，同时为地区的相关政策制定和实践提供有价值的指导信息。第三，尽管现阶段我国体育教师普遍缺乏技术应用经验，但他们对其教学环境的独特特征、学习者的发展需求以及技术的潜在好处和局限性有深刻的理解。除了专门的培训，还要对他们实际工作情境中的问题和个人需求给予精确、及时的支持，引导他们结合学校发展和自身需求提升技术应用能力，实现技术学习与教学实践之间的无缝衔接。

4.3 以理论与实践研究推动数字技术与体育教学深度整合

联合国教科文组织发布的《促进教育与技术整合的教师发展的区域指南》将教育信息化概括为四个阶段：起步、应用、融合与创新[72]。当前我国中小学体育教学的数字技术发展仍处于起步和应用阶段，明显落后于其他学科和教育发达国家。在借鉴和引用当前国外数字技术研究成果的基础上，围绕体育教学技术整合的目标和核心问题，实现扎实的理论支撑和实践经验指导并行。理论层面上，充分考虑体育学科的特殊性，以教师的TPACK理论为基础构建体育教学设计的理论框架，让体育教师在复杂的现实情境中综合运用不同推理路径来完成数字技术、教学法和学科内容三部分有机整合的教学设计方案。同时，为充分衔接理论与实践，根据体育与健康课程构建具有指导价值和参考意义的体育教学设计案例库，创立一套简单指标来解析其中的教学法成分、技术成分和学科内容成分是否被有机整合。除了技术整合的理论探索，我国体育教学技术整合的现实应用问题同样需要教育研究者思考和回应。比如，体育教师采用哪些技术符合当前实际？哪些技术适合特定的体育教学任务？如何安全、符合伦理地应用技术？哪些技术如何影响教师的效能和不同经验水平学生的学习？哪些因素制约体育教师进行技术整合的决策与行为？数字技术能够解决的体育教学问题是什么？