VR技術輔助健美操教學的初探

楊靜

摘? 要：目前從小學到大學都普遍開展有健美操，不管是比賽，還是教學都得到學校重視，也深受廣大師生的喜歡。但通過網上查找相關文獻及實地調查，發現目前健美操的教學模式大多是傳統的講解示范法，但單一、固定的教學模式難以滿足現代化教學的需要，本文旨在通過理論分析、探討VR技術引入健美操教學，從而改變健美操傳統的教與學，對推動健美操教學及改革具有重要作用和意義。

關鍵詞：虛擬現實技術? 健美操? 教學應用

中圖分類號：G807? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2813（2019）02（b）-0121-03

1? 虛擬現實技術的基本內涵

Virtual Reality，虛擬現實技術，簡稱VR即使用者佩戴先進眼鏡，手套等儀器，利用計算機創造的虛擬技術，可以感受運動、對話， 錯覺上產生肌肉產生觸覺，VR主要工作原理是運用一系列技術加工，使到達人們原有視覺輸入被阻斷，綜合運用計算機仿生系統，結合計算機仿生系統的功能利用非真實的影像光線占據體驗者全部視覺，使現實人體與虛擬影像得到交互，以產生虛擬環境從而達到欺騙大腦沉浸其中的效果。虛擬現實技術的應用領域十分廣泛，例如產品開發、醫療衛生、公共服務、休閑娛樂、科學創造、教育培訓等眾多領域，尤其是體育教育領域，由此可以預見到在不久的將來虛擬現實技術對健美操教學方式的影響是十分巨大的，

1.1 虛擬現實技術的主要特征

VR的主要特征有存在感、多感知性、交互性、自主性4個特征，如表1所示。

1.2 虛擬現實技術應用于健美操健美操教學實踐教學的前景優勢

VR技術結合計算機能虛擬成像、時空同步、邏輯處理、感觀表達，還能高性能處理、大容量儲存、高清圖像展示等。它利用多種手段，可以虛擬現實環境，讓一切都可以“真實”地看、摸、聽，具有很強的目的性，同時還有較高交互性讓技術動作完美的呈現出來，打破在健美操教學過程中多用聲音、圖片、文字、影片等二維資料，實現慢速、各方位、各角度教學，最后是它能高效激發學生學習健美操興趣的優勢。

1.2.1 目的性強

健美操教學中，許多示范面不能同時在同一個時間段展示，有些動作學生無法捕捉，缺乏完整的認識，VR可以利用沉浸式虛擬現實技術結合各種計算機設備根據收集的信息數據有針對性的建立相應的模型，進行動態模擬，創造出一個立體、全景、可交互、可三維的虛擬環境，讓學生體會健美操技術動作，從而在教學過程中，讓教師根據教學和實戰訓練的具體情況選擇內容，確定順序，最大程度地提高學生學習健美操技術動作、提高效率，以便充分發揮學生的主觀能動性。

1.2.2 交互性高

VR具有傳統多媒體無法比擬的優越性，許大多數健美操教學關鍵技術的示范動作在課上難以展現，比如一些健美操難度動作文森俯臥撐、旋轉后劈、倒立配合等， VR可以在計算機上模擬演示，將動作每個側面表現得淋漓盡致，讓師生間雙向的學習活動具有完整性， 技術動作概念表達更加形象生動。

1.2.3 突破時空限制

VR利用計算機進行數據處理，虛擬成像形成了一個完整的系統，彌補傳統健美操教學方式在連貫性、力度感、多角度等方面的缺陷，顯示技術優越性，比如不同側面大踢腿、高空跳躍組合，各種快速旋轉技術的教學，教師在講解時一般需要多位學生協同配合才能完成，然而通過VR學生可以更直觀的感受，方便教學的同時減少了教學難度，突出教學重難點。

1.2.4 學生興趣高效性

VR可以改變傳統健美操教學方式，增添現代技術教學內容，讓學生體驗不一樣的健美操教學課程模式，在教學中，教師只需在計算機控制端設置虛擬環境以及教學動作，學生親身體驗，感受動作，在很到程度上提高教學效率，幫助學生學習動作，促進有成就的教學方式，從而激發學生學習興趣。

2? VR虛擬現實技術輔助健美操教學應用

健美操教學中運用VR技術可以突破傳統教學的限制，有其無法比擬的優越性。

2.1 制作教學課件

健美操教學中首先考慮課件的制作，課件制作要根據健美操教學內容數據的收集情況，其次根據收集的數據構建一個多方面的數據模型，為教學提供標準參數，最后結合數據參數與環境設計達到交互性效果。

首先，在于媒體素材收集。課件中素材的收集是所有工作之本，是十分重要的因素。它必須體現健美操教學的技術重難點，并且能夠簡單明了的表達。除了采用一些文字和聲音的展現外，還需要運動員動作的演示，運用感知系統將各種需要的動作加以數字化，建立模型，這樣就可以將一個學習的動作真實的表現出來，比如收集一些健美操優秀選手比賽視頻的基本動作結構解剖面、技術動作快慢放等，在教學中就可以比較清晰簡潔的對學生進行基本動作的講解，學生就能更明白該學什么，如何學和如何練，將收集的資料保存以便以后查找和使用。

其次，依靠技術模型構建。VR是利用現代計算機構建的虛擬場景模型，使用者與虛擬現實技術之間能夠建立起一種交互關系，VR可以靈活的 將二維，三維圖形，聲響音樂等多種效果融合在一起，在進行構建人體三維模型后與收集的健美操運動員數據進行對比修改更正，使健美操學生實際技術水平與預期水平能夠得到一個平衡。

最后，達到交互性程序設計。VR即有輸入又有輸出，能夠進行互動反饋，使健美操技術動作重現，虛擬環境中技術動作可以真實的通過感覺器官反饋，加深對學習事物的概念認識從而產生思考解決現實應用難題，建立技術展示的虛擬模型，實現交互性功能。虛擬現實技術有利于教師在健美操技術教學中控制教學的進度，有利于學生重復學習、角度轉換、接受語言提示，甚至在學生模仿的過程中給與建議去糾正錯誤。

2.2 虛擬技術健美操教學訓練

與傳統健美操教學相比在健美操教學中利用VR不但可以創設虛擬教學環境，還能夠創建虛擬教學活動，使學生在教學中真實體會到健美操技術動作，比如單人托舉、雙人旋轉配合等，另外還可以進行訓練過程監控，反饋學習及練習情況，創編技術動作，促進技術提高。

其一，在于創設訓練活動。教師可以根據教學自主安排創設訓練活動，引導學生進行學習。通過VR創設各種訓練活動，在虛擬訓練中，能夠彌補傳統健美操教學知識結構的缺陷，VR有利于解決許多標準技術動作無法為學生演示的困境，以及學生不能掌握標準的技術動作，無法領會技術動作要領的問題，學生通過視覺、觸覺、聲音等三維更能發揮自身優勢，教師以便適應訓練大綱，完成教學任務。

其二，在于監控訓練過程。VR能夠按照運動員信息的采集，進行分析，從而建立虛擬現實模型，使虛擬健美操模擬體精確無誤的重現健美操運動的技術動作，幫助健美操運動練習者熟練細化技術。根據現實情況創設接近實戰的訓練環境，在該情境里學生可以獲得更加逼真的技術動作信息，從而增強表現能力。

其三，在于創編技術動作。我國相關研究者通過建立人體運動模型，從頭部，頸部，肩部，胸部等36個獨立部件建立網點、網面，結合現代相關計算機系統能夠有效的構造動態分析圖，利用虛擬現實技術可以在健美操教學動作創編中預設動態模型，創造新動作，并能結合實際情況演練動作的可能性提高總體美感和整體效果，不僅滿足教師教學趣味性，還滿足學生學習健美操自主性，達到教學大綱的教學目標。

2.3 虛擬健美操教學實戰

健美操實戰能夠卓有成效的提高運動員現有競技技術，促使健美操練習者提高難度技巧熟練度，獲得較穩定的技術能力，VR虛擬現實技術可以根據實戰比賽數據分析，創設合適的比賽對手，模擬實戰比賽的情景，為參與者提供良好的預設應對方案以獲取比賽勝利取得理想成績。

一方面可以創設合適的比賽對手。VR依據重大比賽中主要對手的比賽特點，創設虛擬的比賽對手。結合學生實際技術情況，根據教學安排，自主創設訓練活動，對健美操技術動作進行優化，演練實戰比賽，讓學生適應比賽對手，提高比賽適應壓迫的能力。

另一方面能夠模擬實戰比賽情景。利用VR可以模擬出現場觀眾、賽場氣氛、比賽對象等。根據以往數據信息，參照具體的實戰環境，應用虛擬現實技術讓學生體會到比賽的氛圍與緊張感，從而提高學生比賽過程中靈活應對能力，對訓練中出現的問題有較目的性的開展實戰訓練。

2.4 實現健美操網絡遠程教學

利用計算機網絡技術，VR虛擬現實技術能夠實現遠程網絡學習，達到健美操教學微課教學的設想，各教師也能進行交互性教學，進一步改進教學觀念和教學手段。

（1）利用微課教學。當今太多高校都希望通過遠程網絡來實現遠程教學，從一個側面來講既可以擴大知名度，又可以提高學校教學結構優化，運用虛擬現實技術進行遠程微課教學，不但將健美操教學由課堂而且還可以擴展到課外的家庭，社區等任何信息都可以擴展到的地方，提高體育教育社會化程度而且人們也可以根據自身，在不同時期的不同需要利用VR有目的、有計劃的進行學習，動作學習技能過程反復回放，使得運動教學和運動學習突破時空限制。

（2）達到交互性學習。VR把文字圖像，影像聲音，動畫和其他多媒體教學軟件的先進技術有機融合在一起，可以模擬現實環境，有效的促進學生對所學知識的獲取以及長期記憶，虛擬現實技術效果優于單一的多媒體教學方式，有的教學過程師生無需見面就可以進行實踐，同時學生可以將技術動作進行分解，結合多個立體面和多個動作環節慢放，體會動作在不同瞬間的畫面，彌補自身視覺與動作時間誤差，讓技術動作的姿態，行走路線，運動的幅度，運動的速度及方向等顯示出來。

2.5 開展健美操學術交流

目前健美操學術都是在同一個時間和地點進行交流，不但耗費人力物力，同時使交流的對象容量有限，利用虛擬現實技術可以在減少成本的條件下實現健美操教學研究成果資源共享，而搭建的健美操理論平臺也可以實現專家、教師、學生間的互動應用成果資源共享。由于VR不受時間空間的限制，健美操教學實踐知識共享變得更加容易與及時，突破傳統健美操學術交流范圍限制，無論是專業人員還是感興趣的其他人都可以用自己的視角分享自己關于健美操教學的觀點，在一定程度上促進健美操教學課程的傳播，實現健美操教學研究成果資源共享，在一定基礎上為健美操理論和實踐的完善奠定基礎。

建立健美操教學理論平臺。書面文字、靜態圖畫、動態聲光影等結合多種現代多媒體教學軟件，模擬現實環境， 建立理論模型，甚至師生無需見面就可以進行教學，計算機將VR虛擬現實技術和理論數據相結合，對健美操經典的技術動作經進行整理，為健美操教學理論平臺的搭建提供良好的資料處理來源，有利于所有健美操愛好者都進行學習和研究，更深一步促進健美操理論深化。

3? 結語

VR運用一系列技術手段，通過阻斷人們視覺輸入系統，運用計算機仿生系統用虛擬影像光線占據全部視覺，達到“欺騙”大腦效果。創興的新時代，VR虛擬現實技術擁有目的性強，交互性高，突破時空限制的突出的優勢，為新時代教育工作者運用虛擬現實技術結合健美操教學實踐的需要提供了依據。同時VR在運用過程中可以制作課件、進行訓練、訓練實戰以及網絡遠程教學和健美操學術交流等利用環境虛擬真實性，不但可以提高技術動作的感知能力，還能在訓練與教學中促進動作表現力的充分展現。在健美操教學過程中要注意提高學生學習現代技術的能力，教師要合理利用虛擬現實技術的優勢。

根據現有情況具體問題具體分析。

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