随着智能穿戴设备发展的逐渐成熟,智能手环也越来越多,因此体育课程通过智能手环的引入,对学生体育课程进行整体实时监控运动指标、运动卡路里及心率的波动，可以随时掌握体育课堂运动课程设置是否合理，目标是否可以达成，学生的身体适应性是否可以承受等等。智能手环接入到体育课程可以很好的提升学生的运动量,同时在课后可以增加运动竞赛、游戏等环节,调动起学生课下运动的兴趣。由于智能手环轻便可以无感佩戴并能够实时监测学生的实时运动健康情况,同时能够促使学生回家后也参与适量的运动,逐渐帮助学生养成良好的运动习惯,进而提升学生的身体素质。 中科正远智慧校园体育课运动监测系统是我们本着提高学生身体体质，远距离准确、稳定的监测学生群体运动状况,通过体育课程对学生群体在目标达成的过程中实时的对学生的运动指标和心率指标进行监测,更好的指导教学，以秒为单位记录学生运动情况,进而通过后台对课上学生进行大数据的分析。

一、 平台框架  

     平台设计由管理云端、体育课程现场APP和数据集采系统设备(蓝牙网络)三部分组成，通过数据集采设备将智能手环APP检测到的学生运动和心率等数据通过无线网络同步到云端，由Web前端进行统计分析查看。

二、 数据统计  

    体育老师将课上学生运动数据和心率数据进行集采,数据将实时的被传输到后台进行备份，同时体育老师可以对集采上来的学生运动数据和心率进行查看，根据学生的运动情况可以随时调整课程运动强度，以达到课程目标

2.1    基础数据分类

运动指数: 是通过手环记录的实时运动数据计算出来的。

卡路里: 是通过运动指数利用一定的方法计算出来的。  

心率指数：是通过体育课上运动激烈程度按秒实时对学生心率变化进行的监测值。

2.2    时间分类 

在时间上主要按照45分钟的课程进行分类，后期可按照体育课程、学生个体、班级、全校进行体育课程数据的查看和统计分析。  

2.3    统计分析实例  

体育课程有其特殊性，不同的课程一是目标群体不同就涉及到不同的目标，二是不同的体育项目就意味着不同的运动参数分析。通过 3.1 和 3.2 的各自分类, 可以组合出不同的统计数据结果。下面以学生 个体数据为例具体定义的统计实例有以下几类。

2.3.1 实时统计

对采集到的运动数据和心率数据按照体育课45分钟的时间线进行线性展示，展示可以是上课所有学生全部显示，也可以是学生个体单独显示，展示形式以折线和数字的形式体现。

2.3.2 运动达标率详情  

达标率是指体育老师针对这堂课程设定的针对某一个年级的课上运动数据与设定的运动指数目标值进行比较得出的百分值。它表示该体育课程项目在这个年级能够达到年级目标值的百分比。通过数据的统计分析,还可以按照运动、心率的指标不同情况以及男女比例情况提供分析对象的变化情况。

2.3.3 学生运动、心率数据的同期对比

同期对比是在区级、校级或者班级范围内,对同一性质的体育课程做的横向对比图,通过同期对比,能够发现在特定体育课程上,研究对象的异常。能够更快的找到问题的根源或者能够更早的预防问题的出现。 

2.3.4 运动心率超范围告警  

体育课上最不可预测就是学生个体身体素质的不同，当活动超出他们的承受能力时可能会诱发潜在的危险，所以心率监测在体育课程的实时数据推送就可以让老师及时发现心率过高或者过低的学生，避免危险的发生。

       三、数据分析

     数据分析分别从运动指标和心率指标两个方面进行时间跨度上研究数据变化的情况,通过建立数据模型,进而为体育教师和管理者决策者提供建议,帮助学生健康成长和体育老师课程目标达成。  

    根据模型分析,能够获得分析学生群体近期的变化及其趋势,设置报警阀值,进而及时提醒或警告不良发展趋势。 

3.1 数据模型  

数据模型分为三类:稳定性、增长型、减少型。三种模型表示的是在分析范围(时间)内的一种数据变化的趋势。

3.2 模型分析

根据学生以班级、年级或者学校范围,在时间上对学生整体情况的变化,给予体育老师和管理者提供提醒和建议。 

3.2.1 简单的趋势分析  

根据运动指数和心率变化指数进行时间跨度上的显示分析。

3.2.2 主要原因分析 

根据 4.2.1 得到的趋势变化结论,定向查找导致趋势变化的主要体育课程时间段数据,主要分析增长型和减少型模型。借助同期环比的比较,快速定位导致变化的体育课程。  

3.3 模型应用 

3.3.1 区级及其管理者  

对全区或者某校为研究对象,分析得到趋势变化并定位主要影响的体育课程,帮助管理者或者体育调研员发现决策对学生运动目标达成指数的影响变化情况。更好的控制体育课程决策的影响范围和程度。  

3.3.2 校长及其体育主任  

对全校或者某级学生为研究对象,分析得到趋势变化并定位主要影响时间段和体育课程, 帮助管理者发现决策对学生运动指数的影响变化情况。更好的控制决策的影响范围和程度。

比如:学校举办体育活动周活动,分析本周数据呈现增长趋势,则说明体育活动周对提高学生健康指数有帮助;分析统计给出近期内某体育老师的运动有增强和心率逐步降低的变化趋势,学校可。 认为该老师的体育课程对学生的身体素质起到了增强作用。

3.3.3体育任课老师    

对于学校或者某级学生或者某班级学生的具体的运动和心率分析,给出近期或者同期的变化趋势。  

     四、 功能介绍 

4.1 Web 管理展示 

4.1.1 学校信息管理  

数据分析-报表:给出学校、班级提供数据分析-报表等。 

学生信息:体育课学生信息与手环硬件信息的一一对应关系。 

课程信息、课时信息:学校各个班级的体育课程信息。

4.1.2 区级、学校、班级、个人运动健康指数统计查看 

分别从区级、学校、班级和个人四个层面在时间和体育课程的维度上对各类数据进行统计展示(可参考-3.3 统计分析实例)。  

具体统计图表,可以在图中选择具体一点的数据详细显示具体信息。

4.2 体育老师课堂使用APP  

4.2.1 数据同步并上传云端 

4.2.2 展示体育课班级全体和学生个人在课上时间对运动数据和心率数据的统计展示。  

五、 后台界面设计  

后台界面主要针对各类展示数据。

5.1区级、校级管理者     该界面展示:全校的体育课达标情况、全校近期的体育课达标变化的同期对比、年级体育课目标的达标情况。  

5.2体育系主任  

系主任界面现实各年级信息及其各班级内的体育课程分析结果和提示信息,帮助系主任分析各班级运动和心率变化情况，协助老师分析体育课程的目标设置合理性和如何通过课程的合理设置让学生提升至提升达标。

5.3学生个人 

显示学生体育课上的运动、心率情况及其相关提示信息。

六、 体育老师课堂实时显示APP ，后台管理平台

上图：班级体育课实时运动、心率、卡路里信息显示及告警信息 

       上图：区级、学校运动及体育课程管理数据分析系统

          上图：蓝牙路由器组网实现学校运动场所乃至整个校园无线蓝牙网络覆盖，在学习和运动生活中，实现学生体征实时监测预警。

成功案例简介

北京： 三十五中(全国走班制方案试点)、 实验二小、北京XX学校等；

成都： 电子科大附属小学等；

青岛： 江苏路实验小学、海尔希望小学等；

上海： 复旦大学附属中学、朱家角中学，青浦实验中学等。