高職院校體育排球訓練中虛擬現實技術的應用

（連云港中醫藥高等職業技術學校 江蘇 連云港 222000）

前言

排球在我國已有100多年的發展歷史，并成為了高職院校體育教學中的重要組成部分之一。高職院校的體育排球教學，不僅是培養學生團結協作能力的重要手段，還是提升其身體素質的有效途徑，但排球基礎技術較難，不易被掌握，若學生僅依靠短期的教學課程學習，他們在學習排球理論知識以及正確運用排球基本動作方面會面臨非常大的困難；同時，在短期的課程訓練中，學生的動作易出錯，且無法得到及時糾正，極易養成錯誤的排球動作習慣，這對他們的排球學習十分不利。此外，在以往的排球教學中，體育教師主要采用與學生在場地上一起訓練的授課方式，而這樣的教學方式會受到時間、空間的限制；且單一的動作教學，學生極易失去興趣。近些年，隨著高職體育教學逐漸信息化、數字化，越來越多教師借助信息技術來輔助教學，虛擬現實技術作為信息技術的重要組成部分，其應用至高職體育排球教學中，使排球教學效果獲得較大的提升。基于此，本文就虛擬現實技術的概念、基本類型、特點以及在排球教學中應用的可行性進行分析，并總結出虛擬現實技術在高職體育排球教學中的應用策略，以進一步提高排球教學質量，促進排球普及與發展。

1、虛擬現實技術概念

虛擬現實技術又稱為VR技術，是一種新型信息技術，其主要通過利用三維圖形生成技術、高分辨率顯示技術、多傳感交互技術來形成三維逼真的虛擬環境。虛擬現實技術的應用，主要是讓使用者使用相關傳感設備、輸入設備等進入虛擬的空間，并成為空間中的一員，與虛擬世界中的各種對象進行交互、操作及感知等，進而收獲身臨其境的體驗。感知性、交互性、構想性與浸沒感是虛擬現實技術的4個基本特征，該技術能讓使用者擁有身臨其境感，并通過交互作用，幫助使用者啟發構想。它的應用，打破了以往人類除了親身經歷之外只能間接了解環境的模式，使人們進一步擴展自己的認知領域以及手段。

2、虛擬現實技術的基本類型

現階段的虛擬現實技術，主要包括桌面虛擬現實系統、投影式系統、沉浸虛擬現實系統、增強型虛擬現實系統與分布式虛擬現實系統5大類。這些不同的系統均具有不同的特點，且分別應用于不同的領域，而在教學領域中常用的虛擬現實技術類型為投影式系統，其具備自由度大、佩戴設備輕便、沉浸感高的特點，能收獲較為理想的虛擬現實的效果。桌面虛擬現實系統多應用于娛樂、工程、建筑等領域中，其價格經濟適用，相關技術僅需在電腦上即可實現。沉浸虛擬現實系統主要應用于實驗室中，該類型的沉浸感好，但技術較為復雜，價格昂貴。增強型虛擬現實系統是將虛擬現實景象與真實環境結合的技術，其具備巨大的應用前景。分布式虛擬現實系統主要是計算機網絡和虛擬現實技術相結合，能利用網絡將不同用戶置于一個虛擬空間進行交流，屬于未來虛擬現實技術的發展新方向。

3、虛擬現實技術的特點

3.1、趣味性強

虛擬現實技術是一種人機交互技術，趣味性強是它的主要特點。主要是因為，虛擬現實技術能制造出虛擬的人物、環境及光影等，而在應用虛擬現實技術時，使用者能充分感受虛擬現實技術所構建的三維模型的奇妙之處，進而產生濃厚的興趣。換一種說法就會，虛擬現實技術所創造的三維模型，能根據使用者的需求實現實時互動，而通過計算機捕捉程序了解患者的一舉一動，并在三維模型中獲得反饋。這樣的實時交互技術，能讓使用者獲得全新的認知體驗，并在與虛擬空間的交互中產生新鮮感以及樂趣。因此，該技術在體育排球教學中應用，對激發學生學習興趣具有一定作用。

3.2、易于操作

易于操作屬于虛擬現實技術的另一個特點，在操作過程中，操作者僅需根據使用者的需求將指令輸入計算機軟件中，并做相應調節，隨后通過計算機驗算獲得三維模擬情景。在體育排球教學中，多應用投影式系統的虛擬現實技術，體育教師在應用過程中，僅需將所準備的課件、視頻等輸入投影軟件中，即可創造出逼真的三維模型，使學生擁有一個直觀、交互的學習環境。此外，隨著虛擬現實技術的廣泛應用，該技術在體育教學中的適用性得到了進一步拓展，且使用門檻也在逐漸降低，體育教師能更好地掌握操作技巧。

3.3、模擬環境逼真

虛擬現實技術能通過計算機運算讓三維建模逼真的模擬出相應的環境，并根據使用者的需求發生變化；同時，該技術不僅能模擬形象、聲音、光線等環境，還能模擬雨、風、氣味及觸感等環境因素，這就成為該技術最為顯著的特點——模擬環境逼真。在逼真的模擬環境中，使用者能獲得身臨其境的體驗，且在虛擬空間進行交互的過程中，使用者會有流連忘返的感觸，進而受到更為真實的感覺。因此，在排球教學中應用虛擬現實技術，能為學生創造更為逼真的教學環境，如在基本排球動作教學中應用，能讓學生直觀的觀察排球專業運動員的動作，從而更好地學習并掌握排球基本動作要領，克服排球基本動作運用難的問題。

4、虛擬現實技術在高職院校體育排球教學中應用的可行性分析

4.1、打破傳統教學的時空限制

在傳統的排球教學中，教學多在室內或室外排球場進行，這樣的教學會受到場地、天氣以及時間等條件的限制，導致排球教學需求無法滿足，這會嚴重降低教學的效率及質量。而虛擬現實技術的應用，能有效打破高職體育排球教學的時間、空間限制，通過該技術模擬排球運動情景，即使教學不在排球場中開展，也能讓學生擁有身臨其境的感覺。當排球教學不再受時間、空間的限制時，體育教師則可利用課余時間將大量的排球理論知識傳授給學生。例如，在課余時間，體育教師通過模擬排球的基本工作講解視頻給學生觀看，而在逼真的模擬環境個中，學生能近距離觀察，并將理論聯系實際，從而更好的掌握排球理論知識。故虛擬現實技術打破了以往排球教學受時空的限制，使教學效率及教學質量進一步提升。

4.2、激發學生學習興趣

以往的排球教學中，體育教師多采用現場與學生一起訓練進行授課，而這樣的授課方法會出現“重技能，輕理論”現象；同時，大部分教師、學生均認為體育教師屬于一門室外運動的教學，難免忽視理論知識；且即使部分教師進行理論知識講解，而學生也會因知識的枯燥、難懂而失去學習的興趣。此外，單一的排球技能授課方式也極易導致學生失去興趣，主要是因，一般情況下的體育課教學，在教授基本的動作知識后，體育教師多讓學生自由訓練，而因興趣不足以及體育教師的監督不到位，導致大部分學生選擇其他體育項目，這對學生所學的排球基本技能的鞏固十分不利。因此，激發學生的學習興趣是高職體育教學的重要任務，而虛擬現實技術的應用，則能有效的實效一個教學任務。虛擬現實技術的去趣味性十分強，在排球教學中運用，能為學生模擬一個逼真的運動場景，在逼真的場景中進行交互，學生能沉浸到教學中；且不一樣的體驗能讓學生對排球學習充滿好奇、興趣，進而增強他們的學習熱情。

4.3、創新教學方法，提升教學質量

以往的排球教學方式較為單一，在理論知識教學方面，體育教師多采用“講解式”、“灌輸式”教學方法；在排球基本技能教學方面，則常采用示范性教學方法。而長期運用這樣的教學方法，學生難以全面掌握排球的理論知識以及基本技能，且在技能運用上也十分生疏。而虛擬現實技術的應用，能進一步豐富排球教學內容，給體育教學創新教學方法提供了新的思路；且通過排球動作的逼真模擬，能讓學生獲得更為直觀、生動的學習環境，使其在聯想中學習、運用排球的基本技能。此外，利用虛擬現實技術，能捕捉、記錄、回放學生在課堂中所練習的動作，這對有效檢測學生對排球動作的掌握程度，此時體育教師予以學生針對性的指導與評價，則能進一步提高學生的學習效果及教學質量。

5、高職院校體育排球教學的虛擬現實技術應用策略

5.1、在排球理論知識講解中應用

排球理論知識主要包括排球發展史、排球技能、排球戰術的基本理論排球訓練理論與方法等等，這些知識十分廣泛。若僅依靠體育教師的講解，學生難以深入理解并理論，且在高職的體育教學中，排球屬于短期教學，而在短期的課時中，大部分體育教師將排球的基本技能及運用、團隊協作戰術等作為重點教學內容，這就導致排球理論知識的課時較少，體育教師不僅無法全面講解，學生還難以理解并掌握相關知識。虛擬現實技術的應用，則能有效解決這一問題，體育教師積極收集與排球相關各種信息資源，將排球理論知識整合至虛擬的為挽留空間內，并為學生健康一個排球專項的虛擬圖書館。例如，在排球發展史教學中，體育教師為學生創設發展情景，讓學生置身其中感受排球的發展歷程，使其在虛擬的排球天地中了解排球的過去、現在及將來。又如，在排球技能教學中，體育教師給學生提供動作模擬的場景，通過三維模擬環境感受排球不同動作，能讓學生更為直觀、細致、全面的觀察每一個動作。尤其在關于排動作的力學等知識教學時，體育教師課通過虛擬人物技術建立可視的人物運動過程，展示某一排球動作在用力時人體肌肉學的力學特征、發力順序和人體運動軌跡等嗎，以通過逼真的場景以及身臨其境的體會，是學生對排球理論知識充分興趣，并更好地學習、掌握排球技能。通過專項排球虛擬圖書館的建立，能讓學生的學習時間、空間不再受限制，體育教師可在線上指導學生進行學習；同時也可讓學生在課余時間進行自主搜索進行學習，在課上體育教師檢查學生自習效果，這不僅減輕了體育教師的教學壓力，還有效節省了排球教學課時。此外，理論知識與學生開展排球運動訓練的基礎，專項排球虛擬圖書館能貫穿于整個排球課時，在訓練期間，學生若存在疑問，即可自行查詢尋找答案，進而為后續的排球動作訓練打下良好的基礎。

5.2、在排球運動技能訓練中應用

在高職體育排球教學中，排球運動技能訓練是重要教學內容組成部分之一。在傳統教學中，體育教師對于某一排球運動，主要采用示范講解方式，而這樣的教學方式，學生并不能真正掌握、領悟動作的要點，這也就導致他們的訓練效果欠佳。若在教學過程中，體育教師的動作示范不到位，學生則無法掌握正確的動作要領，且對教師所講解的內容難以消化。可見，這樣的教學極易受教師、學生理解能力、教學條件等多種因素的影響，導致排球運動技能訓練難以獲得理想的教學效果。虛擬現實技術的應用，能將仿真技術與多媒體技術結合起來，并生成一種逼真的交互式環境，使學生擁有真實的感覺。例如，在正面上手發球技能教學時，體育教師利用多媒體是投影技術，將專業人員的正面上手發球動作模擬出來，讓學生在模擬情景中可一邊觀察動作，一邊與虛擬的人體見身體交流，進而感受在正面上手發球時，身體個部分的發力力度、順序等，并產生運動感覺共鳴，最終掌握正確的正面上手發球。又如，在傳球技能教學中，體育教師選擇多個傳球動作進行模擬教學，讓學生在虛擬人的各種傳球動作中領會排球傳球的精髓；同時體育教師讓學生跟隨虛擬人的動作模仿傳球動作，使學生擁有真實的傳球感覺，進而更好地掌握傳球動作要領。通過多媒體與仿真技術結合給學生提供排球運動技能訓練虛擬環境，能讓學生在與虛擬人進行身體對話是感受排球基本動作技能要求，且在逼真的模擬環境中，學生的感覺能力能得到提升，進而跟隨虛擬人開展排球運動技能訓練。同時，虛擬現實技術的交互性、沉浸性等特點，能讓學生虛擬的環境中全身心投入到訓練中，并根據不同的排球技能進行針對性的訓練，這不僅能讓學生更快、更準確的掌握動作要領，還能提高排球教學效果。

5.3、在排球戰術講解教學中應用

排球是一種集體運動，在運動過程中團隊的戰術配合十分重要，故在排球教學中，戰術教學屬于重點教學組成部分。但排球戰術變化多端，且受對方不同打法的影響，例如，立體進攻的進攻打法組合，該戰術的空間感較強，直觀性差，若僅依靠體育教師的講解，學生難以完全掌握該戰術，且體育教師的演示也存在較大難度。可見，針對排球戰術講解教學，若無直觀性、生動性更強的教學方法，則難以達到預期教學效果。而運用虛擬現實技術，體育教師模擬出一個戰術組合中的戰術心動路線，并通過交互設備讓學生與戰術組合中的虛擬人進行交流，使學在交流中充分學習該戰術組合。如立體進攻的進攻打法組合教學，該戰術主要是指在快球的掩護下應用進攻戰術，由前排運動員運用各種快變戰術進攻，后排運動員則形成橫向、縱向進攻打法。換一種說法就是，前排運動員與后排運動員快攻、強攻、時間與空間上的多方位組合進攻。體育教師將該戰術的具體行動路線通過虛擬現實技術進行模擬，同時指導學生運用交互設備，與虛擬空間中的對象進行交流，若交流過程中，學生的戰術行動符合該戰術的行動路線，則學生的戰術組合訓練則為成功；若學生的的行動違反了戰術的行動路線、配合目的，則交流停止，戰術組合訓練失敗。通過這樣的排球戰術教學，學生能在自己的戰術行動中感悟各種不同排球戰術的戰術思想、目的、行動路線以及在不同情況下該如何與隊友配合。同時，身臨其境般地開展戰術訓練，能進一步激發學生的學習興趣，使學生對排球戰術學生的學習積極性更高，從而提升自身的領悟能力以及戰術運用能力。

5.4、在排球比賽配合教學中應用

排球戰術教學的主要目的在于更好地開展比賽，在高職排球教學中，排球比賽不僅是檢查學生排球技能及戰術掌握情況的重要手段，還是培養學生團隊協作能力的關鍵所在。因此，在排球教學比較中，大多是組織同班級相同水平的學生進行比賽。而在教學初始階段，大部分學生對排球技能以及戰術的掌握程度并不高，在排球比賽過程中難以達成戰術配合，進而出現“排球發球比賽”現象，這不僅會降低學生的學習興趣，還會影響排球教學的整體效果。虛擬現實技術的應用，能為學生模擬逼真的比賽場景，同時體育教師根據不同水平、不同風格為學生針對性模擬球隊，這樣既能讓學生感受比賽的激烈氛圍，激發其興趣，又能提升他們的排球戰術運用能力。例如，在防守配合教學方面，針對防守能力較差的學生，體育教師可為他們設計進攻能力一般的球隊，讓學生使用交互設備與虛擬空間中的對象進行交流，進而不斷提升他們的防守能力。針對防守能力較好的學生，體育教師則可設計進攻能力強的球隊，以增強比賽的激烈程度，使學生收獲更好的比賽體驗。又如，在進攻配合教學方面，體育教師可根據不同戰術設計不同虛擬情景，并指導學生運用戰術配合與虛擬空間中的對象進行交流，若學生之間的戰術配合符合戰術配合路線，則定為進攻成功。此外，體育教師讓學生使用交互設備，進入到激烈的排球比賽現場中，以增強學生的比賽共感。通過在排球比賽配合教學中應用虛擬現實技術，能為學生提供一個逼真的比賽情景，使其在這樣的虛擬環境中感受排球比賽的樂趣，這不僅能有激發學生的學習興趣，調動其訓練積極性，還能讓他們獲得針對性的訓練，使他們在排球技能、戰術方面的不足得到有效彌補，進而提高自身排球實戰能力。

6、結束語

總而言之，應用虛擬現實技術輔助高職體育排球教學已經成一個新的教育改革趨勢，該技術的應用，不僅能幫助體育教師構建一個全新、多變與多方位的教學環境，還能為學生提供一個直觀、交互與自主探索的學習環境。這對激發學生學習興趣，提高排球教學效果及質量具有重要的意義。但縱觀現階段高職體育排球教學情況，因體育教師教學理念、教學條件的限制，導致虛擬現實技術的應用存在較大難度。因此，在體育教學信息化、數字化背景下，體育教師要積極轉變傳統教學理念，全面認識虛擬現實技術，并通過不斷探索、實踐尋找虛擬現實技術輔助高職體育排球教學的有效策略，使虛擬現實技術的作用能在教學中充分發揮，進而實現排球教學任務。