物联网在学校体育教学中的应用研究
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引言
物联网技术的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
物联网的关键环节可以归纳为全面感知、可靠传送、智能处理。全面感知是利用射频识别(RFID)、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量技术手段,随时随地对物体进行信息采集和获取;可靠传送是指通过各种通信网络、互联网随时随地进行可靠的信息交互和共享;智能处理是指对海量的跨部门、跨行业、跨地域的数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动的洞察力,实现智能化的决策和控制。相比互联网则具有的全球互联互通的特征,物联网具有局域性和行业性特征。
1 物联网在学校体育教学中的管理作用
学校体育具有空间和时间上的开放性,教师在开放的空间要对学生和使用的器材进行合理地组织和管理,对活动的学生和静止的物进行协调搭配,有时两者很难兼顾到位。物联网技术的使用让两者的结合成为可能,并且能在学校体育教学的其他方面发挥显著作用。笔者认为物联网在学校体育中有以下的作用。1.1对体育器材的管理
在物联网产业链中,以RFID为代表的物品识别技术是核心技术之一。RFID最早的应用是在供应链管理领域,不过现在,它的应用逐渐扩展,学校教育领域也可以从中受益。通过RFID可以帮助学校实现对体育器材不间断的监控、安全地共享使用记录并对体育器材进行追踪等,以使学校对体育器材的管理从人工管理变为系统化、自动化的管理。可以在相应体育器材上贴上电子标签,并通过系统跟踪管理体育器械的存储过程、发放过程、使用过程以及回收过程,即在全过程中使用电子标签进行惟一标识和跟踪管理。也可以对回收的高频标签反复使用,通过系统指定用于其他器材的循环过程的跟踪管理。同时也可以对体育器材安装定位标签,以实时定位,并且对其运行的区域在系统中进行特殊区域设置。这样,当因疏漏被带出制定区域,系统可以及时提醒(比如标签蜂鸣、或短信提示等),定位系统就会实时报警,并记录其运行轨迹情况,以便及时予以找回。当体育器材发生失窃时,通过系统与110联网,就很容易找回失窃的东西。
1.2 对体育场地的管理
随着学校办学的规范化,学生和教师的课余时间会相对充裕。如何安排好他们在有限的校园场地内进行体育锻炼和课余体育训练,成为学校日常工作安排的重要内容之一。学校可以利用红外感应器、全球定位系统等信息传感设备与信息计算中心联网,对在体育场地活动的学生和场地使用进行动态跟踪,及时发布场地活动情况,并通过学校广播、电子屏幕或者手机短信提示,以便班主任、老师和学生了解各个场地的使用情况,及时调整活动内容,选择自己力所能及的活动项目。也可以利用红外感应器、全球定位系统与计算机联网,实时监控他们的活动,避免学生在活动时出现拥挤和安全事故。为学校课余体育锻炼创造和谐、安全和有序的环境,使学生和教师在安全、合理的条件下进行体育活动,积极营造良好的校园文化氛围,促进学生和教师身心健康的发展。
1.3 学校运动员的注册
现在各级体育部门为了杜绝体育比赛中弄虚作假,以大打小,净化体育比赛环境,逐步采取了利用第二代身份证报名注册的方法。由于第二代居民身份证(简称二代证)采用了RFID技术(二代证内含芯片和射频天线),因此,二代证具有机读信息特性、自动识别功能和极高的数据安全性。其内嵌芯片保存了证件本人(包括人像相片在内)的9项信息,体育竞赛验证单位利用二代证可以机读信息的特性,也可通过二代证信息读出参赛运动员的相关信息(如:年龄、籍贯、家庭住址、参赛项目等),既快捷、便利,又准确。二代证内嵌芯片的破解成本极高,使证件造假几乎不可能,只要通过读卡机自动识别芯片信息便知真假。因此,体育组委会核査持证人的证件真伪不再困难,只要在读卡机自动识别的基础上加以比对,便可轻松、便捷地确认持证人的身份。运动员持通过二代身份证验证后的注册参赛证参加比赛,可以减少体育比赛中的不公平现象,净化赛场环境,提高基层学校体育训练的热情,从而极大地提高体育教师的工作和训练积极性,将学校体育课余训练健康发展下去。
2 物联网在学校体育比赛中的应用
物联网技术能智能识别、定位、追踪任何物品并与计算机相连接,进行信息交换和通讯。故将物联网技术引入体育比赛成为了可能。现就物联网在学校田径比赛中的运用作一探讨。
2.1 RFID技术在中长跑比赛中的应用
运用RFID技术,在中长跑参赛运动员身上粘贴上有个人信息的电子标签,通过设置在比赛起点、终点及途中的读写器的信息采集,可以更为精确地监控比赛过程,对运动员比赛成绩的测定更加精确,避免在中长跑比赛,特别是超长距离比赛中替跑、弄虚作假情况的发生。同时,对运动员名次的确定、成绩的统计也是以往人工操作无法比拟的,从而杜绝了在赛场上人为因素和非技术因素产生的不良后果,体现了运动员的真实成绩。另外,也可以将物联网运用于各种径赛比赛中,以方便裁判员进行名次和成绩排定,减少人为的不确定因素。极大地提高比赛的真实性和学生参与性。
2.2 RFID技术在田径比赛成绩测定中的运用
目前,高水平田径比赛中田赛项目的距离测定通常采用激光测距仪,需要裁判员在运动员投掷器械后迅速找到第一落点,用测定标杆测量比赛成绩,但这种方法仍会出现人为误差。而如果运用RFID技术,在铅球、标枪等投掷器械中内置电子标签,由读写系统采集器械的第一落点与丈量起点之间的距离,就可以在第一时间内获取比赛成绩,提高工作效率,并可有效减少裁判员寻找落点的人为误差。提高比赛的精彩和激烈程度,并提高学生观赏的兴趣和学生对田赛比赛的认知程度,提高学生参与田径运动的兴趣。
2.3 RFID技术在球类比赛中的应用
在球类比赛中运用RFID技术,利用设置在球内部的RFID电子芯片,对比赛全场进行扫描,可以及时地确定球在球场上的位置。确保比赛的公正、公平,减少人为因素的影响,提高比赛质量。RFID技术不仅能够帮助裁判员解决有争议的进球和出界判罚,也可为球队教练分析场上队员技战术运用情况提供有力的技术支持。例如:在网球及排球等球体内部设置多个电子标签,完全可以探测到球的飞行线路及球体的变化,实现对球的落点的准确判断,提高裁判执法的准确性,也有助于教练员对自己球队和对手的战术进行深度分析。提高比赛的精彩程度和观赏性。极大地提高学生比赛的热情,促进学校体育文化的发展。
3 结语
通过先进的物联网技术构建数字式体育教学,推进校园体育教学水平的提高,实现教育管理、教学管理的现代化,全而满足包括体育生在内的学生在学 习、生活等方面的需求,无疑是学校教育改革中的一 个新的尝试。本文正是对物联网技术在学校体育教 学中的应用进行的一种探索。