虛擬現(xiàn)實用于少兒羽毛球輔助訓練研究

劉園園

摘 要：文章將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于羽毛球輔助訓練，改變了傳統(tǒng)“以教促學”的羽毛球教學模式，設計了對比實驗以驗證虛擬現(xiàn)實用于羽毛球輔助訓練的可行性和有效性。通過對實驗結(jié)果的分析，證明虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學員的羽毛球基本技術(shù)訓練有明顯的提升效果，且有利于激發(fā)學生的學習興趣，提高訓練效率，具有良好的示范性效果。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；少兒羽毛球訓練；訓練實驗

中圖分類號：G808.17 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2018.03.010

1 研究目的

文章通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在體育訓練中的應用研究進行梳理和總結(jié)，嘗試把虛擬現(xiàn)實技術(shù)與羽毛球訓練相結(jié)合，并以實踐研究的方式探討該輔助訓練方法在俱樂部少兒羽毛球訓練中所達到的效果。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

羽毛球初學者后場高遠球的虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助訓練。

2.2 研究方法

2.2.1 文獻法

查詢了國內(nèi)外有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)、教育科學、羽毛球訓練、青少年體育訓練等書籍，閱讀了大量學術(shù)論文，查閱了國務院印發(fā)的有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)和體育科學的規(guī)劃文件，為實驗設計提供理論支持。

2.2.2 專家訪談法

對我國多位體育教學專家、羽毛球訓練專家、信息教育專家、資深羽毛球教練員和高校羽毛球?qū)Ｈ谓處熯M行了訪談，獲取了大量經(jīng)驗信息。

2.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法

訓練中記錄學生的學習情況，訓練結(jié)束后進行測試考核，將學生成績記錄并匯總，利用SPSS20.0和Excel對成績進行分析處理，得出相應結(jié)果。

2.2.4 實驗法

以少年兒童羽毛球訓練的特點為依據(jù)，設計單一因素變換的完全隨機訓練實驗，通過實驗結(jié)果驗證虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于羽毛球輔助訓練的訓練效果。

3 結(jié)果與分析

3.1 虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓練概念

虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓練是利用虛擬現(xiàn)實設備，將訓練場景虛擬化，讓學員直接參與其中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的最大特點是可以實現(xiàn)參與者的臨場化，與傳統(tǒng)的多媒體教學不同，學員不再僅僅是被動的接受者，虛擬現(xiàn)實的參與者和虛擬環(huán)境是相互作用的一個整體的兩個方面，讓學員化被動為主動，鼓勵學生自主探索，將傳統(tǒng)的“以教促學” 的學習模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓪W生通過自身與虛擬環(huán)境交互來學習知識和技能的“交互式”學習模式。

3.2 虛擬現(xiàn)實少兒羽毛球訓練流程與內(nèi)容

3.2.1 訓練對比實驗設計

3.2.1.1 實驗目的

驗證在羽毛球俱樂部少兒初學者的訓練中，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助羽毛球訓練較之傳統(tǒng)的羽毛球訓練方法，訓練效果有顯著性提升。

3.2.1.2 實驗對象

選取河南省新鄉(xiāng)市奧林羽毛球俱樂部少兒羽毛球訓練中的10-12歲學員為實驗對象，共計30人，為保證實驗對象的同質(zhì)性，實驗前在報名的學員中進行身體素質(zhì)測試，實驗組和對照組分別選取身體素質(zhì)和技術(shù)水平相似的學員15人作為訓練對象。其中實驗組采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)與傳統(tǒng)訓練相結(jié)合的訓練方法，對照組采取傳統(tǒng)訓練方法。

3.2.1.3 實驗變量控制

實驗設計采用單盲實驗，以避免受試學員由于知道自己是對照對象進而產(chǎn)生的異常心態(tài)對實驗結(jié)果造成影響；為保證實驗測試的準確性，本實驗采用考訓分離的形式進行，專項身體素質(zhì)測試和羽毛球基本技術(shù)測試工作由專任教師擔任。

3.2.2 訓練流程

實驗的訓練過程進行8周共計32個課時，實驗組和對照組訓練使用的場地、教練員、羽毛球拍等完全相同，訓練時間也統(tǒng)一安排在上午以確保實驗的同質(zhì)性。嚴格控制各個實驗要素，訓練完成后進行測試并記錄成績，將統(tǒng)計數(shù)據(jù)通過組內(nèi)縱向?qū)Ρ群徒M間橫向?qū)Ρ冗M行分析并得出結(jié)論。整體實驗流程如（圖1）所示。

3.2.3 虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓練

羽毛球訓練與一般性的授課不同，學員要親身參與其中并積極互動，對所有的體育項目而言，沒有足夠的訓練量是不可能達到良好的收效的。因而虛擬現(xiàn)實技術(shù)只能作為傳統(tǒng)羽毛球訓練方法的補充，而不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)訓練。虛擬現(xiàn)實技術(shù)也有其固有優(yōu)勢，對緩解緊張的場地資源，教練員資源有十分積極的意義。虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓練的實現(xiàn)框圖如下（圖2）。

訓練進行前，教練員要提前錄制好VR設備素材并將設備調(diào)試完善，學員通過VR設備可以身臨其境的感受到羽毛球的飛行軌跡和方位，從而進行模擬打擊訓練。虛擬現(xiàn)實的主要使用點是在學生的自由練習階段，對于15人的中型訓練班，教練員顯然無法在同一時間兼顧所有的學生，尤其在喂球練習中，只有一個學員能在場上練球，其余學員只能在場下觀摩。虛擬現(xiàn)實可以作為一種有效的訓練填充手段，在自由練習階段可以將學生分組，每5個人一組，教練員負責一組學員的喂球訓練時，剩余兩組學員可在其他空閑場地（不可使用實驗外場地）利用VR設備進行自主訓練，然后三組依次輪換，最大限度利用訓練資源。

3.3 實驗結(jié)果與分析

訓練結(jié)束后，對學員的身體素質(zhì)和基本技術(shù)進行量化測試。通過和相關(guān)專家、資深教練員進行討論，選取30s單搖跳繩和全場米字步伐作為身體素質(zhì)測試項目，后場高遠球定點擊球和后場高遠球移動擊球為羽毛球技術(shù)測試項目。鑒于數(shù)據(jù)樣本不大，為避免偶然性造成實驗干擾，羽毛球技術(shù)測試項目共安排5輪進行，每輪測試每個學員40球，依次輪換。

3.3.1 組間橫向?qū)Ρ?/p>

為探究虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓練方式是否有效，利用SPASS20.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析整理結(jié)果如表（1）。

由上表可看出，訓練開始前，實驗組和對照組學員單搖跳繩數(shù)據(jù)P值0.646>>0.05，不具備差異，相反比較平均，8周訓練后，學生的單搖跳繩數(shù)據(jù)實驗組略高于對照組，然而P值為0.187>>0.05，依然不具備顯著差異性，全場米字步伐測試數(shù)據(jù)中P值為0.113>>0.05，實驗組與對照組之間也不具備顯著性差異，說明虛擬現(xiàn)實輔助訓練對于學員的身體素質(zhì)訓練方面無明顯幫助。從高遠球定點擊球數(shù)據(jù)和高遠球移動擊球數(shù)據(jù)可以看出，實驗組成績明顯高于對照組，且P值分別為0.029<0.05，0.045<0.05，實驗組數(shù)據(jù)和對照組數(shù)據(jù)均存在顯著差異性，這說明虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于羽毛球輔助訓練是有效可行的。

3.3.2 組內(nèi)縱向?qū)Ρ?/p>

分別選取4周和8周測試后實驗組和對照組的后場高遠球定點擊球數(shù)據(jù)做組內(nèi)縱向?qū)Ρ龋蕴骄刻摂M現(xiàn)實技術(shù)對羽毛球輔助訓練的影響，利用SPASS20.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析整理結(jié)果如表（2、3）。

由上述兩表可看出，無論實驗組還是對照組，其P值均<0.001，數(shù)據(jù)特征均有極顯著差異，說明無論傳統(tǒng)訓練方法還是虛擬現(xiàn)實訓練方法，都達到了訓練效果。從總體上來看，實驗組的整體數(shù)據(jù)高于對照組，從組內(nèi)分析，實驗組的方差變動大，而對照組的方差基本不變。由此可以得到結(jié)論，傳統(tǒng)訓練方法提升比較穩(wěn)步，對于絕大多數(shù)的學生都適用，但提升速度相對緩慢，效果有限；虛擬現(xiàn)實輔助方法則有較高的提升速度，總體效果顯著，但方差波動大，說明有學生對該方法還不適應，無法充分發(fā)揮其全部優(yōu)勢。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

4.1.1實驗組和對照組的學員都是羽毛球零基礎(chǔ)者，通過訓練前的身體素質(zhì)測試，實驗組和對照組學員的身體素質(zhì)無明顯差異性，經(jīng)過8周的實驗訓練，測試數(shù)據(jù)顯示實驗組和對照組學員的身體素質(zhì)都穩(wěn)步提升，但仍然沒有顯著性差異，而羽毛球基本技術(shù)測試數(shù)據(jù)中實驗組明顯高于對照組，并存在顯著性差異。說明虛擬現(xiàn)實對學員的身體素質(zhì)訓練無明顯效果，但對羽毛球基本技術(shù)訓練有很大幫助。

4.1.2虛擬現(xiàn)實對于培養(yǎng)學生的體育自信和自我學習能力有十分積極的作用，在虛擬現(xiàn)實構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，學員自己就是環(huán)境的主角，可以拋開顧慮盡情施展，虛擬現(xiàn)實有效地拉近了課堂和生活的時空距離，提高了訓練效率。

4.2 建議

4.2.1虛擬現(xiàn)實對體育教學、體育訓練的幫助毋庸置疑，然后受到傳統(tǒng)觀念的限制，很多教師、教練員仍無法完全接受這種新型教學方法，應轉(zhuǎn)變觀念、沖破束縛，讓虛擬現(xiàn)實在體育領(lǐng)域能得到現(xiàn)實的推廣。

4.2.2虛擬現(xiàn)實與體育訓練結(jié)合是創(chuàng)新點，也是難點，目前的相關(guān)研究還比較匱乏，可參考的文獻也不多，應鼓勵研究，推動發(fā)展，讓更多的人參與進來。

參考文獻：

[1] 肖杰.羽毛球運動理論與實踐[M].北京：人民體育出版社，2005.

[2] 劉衡，馮婷.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的體育教學模式的實踐與思考[J].北京師范大學學報（自然科學版），2013（06）：649-652.

[3] 胡彩芬.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校武術(shù)課堂教學中的應用路徑[J].運動，2015（08）：44-45.

[4] 劉興茹.青少年羽毛球運動員功能動作測試及矯正訓練效果實驗研究[D].上海體育學院，2016.