虛擬現實技術在高校體育教學中的發展路徑研究

鞏孝鵬 李屹峰

（武漢體育學院 湖北 武漢 430079）

隨著科學技術的發展，人類已經進入數字化的時代。與原來社會相比，人們更多的以internet媒體為介質進行學習、工作、生活和交往，這種介質能夠更加快速、準確的傳達信息，滿足生活學習需求，進而促進人類社會的再發展。在教育領域，面對人類知識指數性增長的現狀，傳統的體育教育模式出現受時空和地域限制等一系列缺陷，教學效果大打折扣，而數字化時代為解決這一問題提供了堅實的技術保障，利用數字化技術進行教學可以大大補償原有缺陷，提高教學質量。因此，開展對數字化在體育教學過程應用的研究，加大數字化技術的開發迫在眉睫，在促進體育教育事業的發展方面意義十分重大。本文主要通過分析現階段限制虛擬現實技術在體育教學過程應用的限制因素，并根據研究結果給予自己的拙見，希望起到拋磚引玉的作用，加快虛擬現實技術引入到體育教學的進程。

1、虛擬現實技術的相關概念

本人通過查閱相關文獻，對虛擬現實技術、數字體育、數字化體育教育做出簡單的闡述。

蔡曙山指出數字技術是指借助計算機技術把語言、文字、聲音、圖像等轉換為數字形式進行信息交流的技術，它以二進制代碼“0”和“1”為載體，以互聯網技術為基礎，通過計算機的自動符號處理實現信息交流。

吳林指出虛擬現實技術(簡稱“VR”)作為互聯網時代下高科技產物代表，隨著其技術的不斷突破，“VR+”的概念備受關注，與眾多行業已經完成深度結合。VR即VirtualRe-ality的縮寫，譯為虛擬現實，是由計算機系統編程的、模擬人類感覺的虛擬世界的實時表示，有時也被稱之為虛擬環境。

張立、李祥臣、龔健指出：數字體育是指應用數字技術的體育及其相關活動，即以微電子、計算機、通信等軟、硬件技術為手段，對體育過程及相關因素進行信息采集、整理、加工、建模等數字處理，以達到管理、體驗、傳播體育等目的的體育及其相關活動。

2、制約虛擬現實技術引入體育教學過程的因素

2.1、缺乏關于數字化體育教學的科學體系

科學家們在追溯中華5000年歷史文明中發現，中國早在公元前3000年左右的原始社會就有了專門傳授和學習知識的機構，后經歷朝歷代的延續和發展，逐步造就了今日的教學體系并廣泛應用于各學科的教學，之所以這種教學體系能夠得到廣大師生的認可，是因為現有的教學體系是經過時代磨礪、科學驗證并由權威機構認可的。

作為新興起的數字化教學，興起時間短，教學體系不完善，雖有一定成就但都不夠成熟，作為后來居上的體育教育而言，新教學技術的研發和運用表現的更加緩慢，缺乏如同傳統教育一樣完整的、科學的、權威機構認定的數字化體育教育體系，在沒有體系制度的限制情況下，部分地區的基層體育教師雖了解數字化教學但應用甚少甚至無人使用，研發無人用，也就造成虛擬現實技術引入體育教學受阻。因此，數字化體育教學的科學體系未建成，是影響虛擬現實技術進駐體育教學的關鍵影響因素之一。

2.2、針對性的教學內容缺乏

體育教育同樣遵循因材施教原則，要根據受教育對象的身體健康狀況、體育基礎等選擇教學內容和教學方法，不同基礎的學生就需要選擇不同的教學內容。本人曾參與高校網球課程建設，總結發現，現階段體育類網絡課程較多，但是分配到各專業，各個學科，各項運動的課程資源很少，即使各個學科和各項運動中擁有一定數量的課程資源，針對不同年級、不同水平的教學內容很缺乏。體育理論課種類豐富多彩，開設有基礎理論和專項課理論，每個專項還分基礎課和提高課。這就要求教師要在教學過程中就要根據不同專項、不同的水平的學生開設相應的課程，現階段體育技術理論的網絡教學資源比較豐富，但是共享資源中大多數課程模式相似，針對性較差，沒有劃分出基礎課和提高課。高質量的提高課相對較少，對于體育院校的學生來說，學生已經掌握了基礎理論，迫切需要更高水平專業技戰術理論的支撐，若繼續引用此類課程，對此類學生的技戰術能力提高的意義不大。針對性、高質量的課程資源的缺乏致使體育教師放棄使用數字化體育教學，從而阻止虛擬現實技術應用到體育教學過程。

2.3、教學平臺的功能不能覆蓋體育教學全過程

體育是基于身體與智力活動為基礎的學科，體育教學過程需要學生在學習過程中直接參與身體活動。因此，體育在進行數字化教學過程中就不單單只是理論文化的教學，還要包括個人技戰術能力的教學。現階段的教學平臺關于體育理論的教學已初具形態，但能夠利用數字化技術輔助個人技戰術學習的平臺還較少，主要原因是單單運動技術就包括身體姿勢、運動軌跡、運動時間、動作速度、動作速率、運動力量和動作節奏等要素。因此對于體育技戰術的數字化教學需要考慮的因素眾多，對軟、硬件設施要求極高，現階段專業教學系統還未形成，從而造成了現有的教學系統只能進行體育理論教學，不能針對個人技戰術進行指導與評價。

3、解決制約因素的方案提議

3.1、建立完善的數字化體育教學體系

建立完善的數字化體育教學體系不應該是一句永遠放在口頭的口號，據相關調查顯示，我國大學生體質健康狀況正在呈下降的趨勢，很多學生處于偏胖、偏瘦甚至是亞健康狀態，極度影響了我國健康狀況水平的發展。為此國家教育局發布了重要指示，加強學生體育課程考核，不能達到《國家學生體質健康標準》合格要求者不能畢業，這項指示將大學生體育教育升級到規章制度層面，保障了體育教學的順利實施。同樣，對于數字化體育教學的應用，同樣需要相關規章制度和完善理論體系的督促與支持，國家體育教育部門應該制定：關于推進數字化技術引入體育教學的指導意見，并且相關專家要著手構建數字化體育教育體系結構，從國家教育政策方面承認數字化體育教學措施實施的可行性，規范體育數字化教育體系結構，為虛擬現實技術在體育教學中應用提供制度保障，推動體育教學現代化，提高教學效率和教學質量。

3.3、利用虛擬現實技術建立三維虛擬情景進行技戰術教學，完善數字化體育教學平臺功能

現階段的數字化體育教學僅僅是滿足了體育理論的教學過程，還不能對學生技戰術進行教學，造成了一旦脫離學校、脫離場地，體育教學過程就無法順利的實施。隨著科學技術的不斷發展，虛擬現實技術進入到人類的學習生活中，為解決這一問題提供了技術基礎。邵瑞芳指出虛擬仿真技術運用于體育專業術科課堂教學中能夠激發學生的學習興趣、提高學生的體能和運動技能。現階段利用虛擬現實技術對學生技戰術教學才剛剛起步，完整的虛擬體育教學系統尚未建成，因此，建立虛擬體育教學系統輔助體育教學迫在眉睫。

（1）建立虛擬體育技術教學系統，滿足學生的技術學習需求。

一方面，利用虛擬現實技術建立虛擬情境中的體育教學場地。使用者在使用前，只需掃描所在現實世界的空間布局狀況（包括空間大小、物品位置），系統就可根據數據虛擬出相應的虛擬教學場地，運動者佩戴好VR眼鏡和身體各部位的感應器后，即進入虛擬世界進行各項體育運動的技術學習，完成體育技術的學習。在虛擬世界中，學生可從不同角度（正面、側面、背面示范）觀察到三維虛擬教師對相應運動技術的講解示范，同時學習者的身體動作、運行軌跡和各類相關信息都會通過動作捕捉儀等設備被記錄、分析、回放，學生只需要關注語音提示、觀看計算機分析結果就可了解自身存在的技術錯誤并改進，有利于運動技能的學習和鞏固。虛擬現實教學系統能夠彌補現階段數字化體育教學系統的缺陷，滿足在特殊情況下的體育教學，同時為體育教學提供全新的教學方法，提高教學質量，激發學生的學習興趣。

（2）建立虛擬訓練和比賽系統，滿足學生的戰術學習和實戰應用能力提升的需求。

戰術的教學和訓練過程是艱難且漫長的，比賽戰術的學習和應用與實戰訓練密不可分，同時還需要教練的分析、指導，與對手的切磋進行學習和改進，現階段的高水平運動員會通過友誼賽進行切磋改進技戰術，這就需要考慮地域、時空和場地等問題，現實中，為了戰術的學習和訓練，運動員往往需要到千里之外的異國他鄉訓練，極大的增加了訓練費用。虛擬現實技術的出現為解決這一問題提供了技術基礎，虛擬現實系統通過動作捕捉儀、傳感器、CPU等設備，識別、分析運動員的運動軌跡信息進而形成戰術運用數據作為反饋信心反饋給學生和教師、教練，同時教學者也可根據運動員現實情況給運動員選擇三維虛擬對手進行訓練。另外，參考現階段電子競技，虛擬現實技術可在線連接不同地區的同項運動者進入同一虛擬場地比賽，也可選擇預先設計好的角色進行訓練，運動員可以看到球、器械和對手等實時信息，實現高度真實化，用戶隨時隨地都可以與遠在千里之外的對手、伙伴進行切磋交流，專業團隊也可用節省下的經費補充訓練資源，提高訓練質量。

4、結束語

數字化技術的出現，彌補了傳統體育教學的缺陷。虛擬現實技術作為新時代的體育教學的媒介，完美的解決了傳統體育教學過程中時空限制與地域禁錮，豐富教學資源，提高了教學質量和效率，真正的實現了根據學生的個體化差異進行體育教學，提高學生體育學習的興趣，激發了學生的學習動機，培養了終身體育鍛煉的意識，因此，我們應該充分的虛擬現實技術，促進教學過程的現代化、信息化，推動體育教學事業的健康發展。