VR技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練模式的運用研究

龔婷

(江西科技學(xué)院 江西南昌 330098)

隨著教學(xué)理念的不斷創(chuàng)新、改革，以及信息技術(shù)的不斷快速發(fā)展，新興的高科技技術(shù)因其自身具備的高效沉浸效果、互交性和感知性優(yōu)勢被廣泛地應(yīng)用到了少兒體育課堂訓(xùn)練模式教學(xué)中，并取得了顯著的教學(xué)效果，有效提升了少兒體育教學(xué)訓(xùn)練的質(zhì)量。這種全新的教學(xué)媒體技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實技術(shù)，簡稱VR 技術(shù)，是繼多媒體教學(xué)模式之后，讓學(xué)生體驗和感受到真實環(huán)境和事物效果的又一種全新的體育訓(xùn)練模擬教學(xué)手段。隨著VR 技術(shù)在體育課程教學(xué)和訓(xùn)練中的廣泛普及與應(yīng)用，有效地推動了體育課程教學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，促進了小學(xué)生體育教學(xué)內(nèi)容的全面覆蓋與多方面發(fā)展。

1 VR技術(shù)概述

1.1 VR技術(shù)的含義

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，全新的虛擬現(xiàn)實技術(shù)——VR技術(shù)，被逐漸地引用到體育訓(xùn)練領(lǐng)域中。憑借人工智能技術(shù)研發(fā)企業(yè)對于體育運動領(lǐng)域的多項數(shù)據(jù)研究和科學(xué)研究，推演出了更多與現(xiàn)代化體育訓(xùn)練模式相符合的高科技訓(xùn)練產(chǎn)品和技術(shù)。比如，剛獲得250 萬美元的由多個科技研發(fā)企業(yè)共同融資研發(fā)的Rzzil 技術(shù)，它具有對體育訓(xùn)練中突發(fā)意外的體育運動員的傷病恢復(fù)情況、對近期的體育賽事進行分析和通過虛擬模擬實景和事物對運動員進行訓(xùn)練等科技優(yōu)勢和特點，讓體育運動員在虛擬的模擬世界中獲得真實的感官體驗，對提高自身的體育訓(xùn)練效果和質(zhì)量具有很好的促進作用。Vald Peformance、Flex Pro Grip 等品牌產(chǎn)品也在這一系列產(chǎn)品類型研發(fā)范圍內(nèi)。

通過對VR 技術(shù)進行大量實踐研究，表明VR 技術(shù)具有促進多個領(lǐng)域協(xié)調(diào)發(fā)展的作用，通過利用計算機技術(shù)和仿真技術(shù)，結(jié)合諸多的傳感集成硬件設(shè)備，達到對實景進行虛擬仿真的特性，互交性、感知性非常強，給體驗人員帶來真實的體驗效果。尤其是長期以來，國家致力于對VR 技術(shù)的實踐性應(yīng)用研究，并制訂了一系列的重大實施方案及政策，并在各個領(lǐng)域取得了不錯的應(yīng)用效果，積累了大量的應(yīng)用經(jīng)驗，為VR 技術(shù)的進一步深入性研究提供了更多的參考依據(jù)。在進行少兒體育訓(xùn)練實踐性教學(xué)中，將VR技術(shù)有效地應(yīng)用其中，不但能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性和積極性，而且通過對教學(xué)內(nèi)容和訓(xùn)練技巧的精細化劃分，使其體育訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容以更抽象的方式展示出來，讓學(xué)生更容易地理解和掌握更多的訓(xùn)練技巧和知識內(nèi)容，更有利于教師對體育內(nèi)容的傳授訓(xùn)練。

1.2 應(yīng)用流程

VR技術(shù)的應(yīng)用流程。第一，將教學(xué)中需要的教學(xué)模塊內(nèi)容編程到VR 系統(tǒng)中，然后根據(jù)客戶的實際需求，選取自己的訓(xùn)練體驗項目模塊，最后通過計算機設(shè)備處理，將現(xiàn)實中的環(huán)境和事物通過仿真技術(shù)，以動態(tài)3D圖像對模擬場景進行細致化的構(gòu)建。第二，將VR技術(shù)相關(guān)設(shè)備佩戴在體驗人員身上，然后體驗人員進入構(gòu)建好的虛擬場景中進行實踐性的教學(xué)及教學(xué)訓(xùn)練體驗。第三，用戶通過對VR 技術(shù)的整體體驗，不管是視覺、聽覺，還是觸覺都實現(xiàn)了對現(xiàn)實真實場景和事物的虛擬體驗效果，實現(xiàn)了對所學(xué)內(nèi)容的進一步凈化。第四，系統(tǒng)在客戶對其進行體驗的過程中，會根據(jù)用戶的實際體驗情況自動生成體驗數(shù)據(jù)，對用戶的直觀感受和體驗效果進行直觀的分析后，用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)對自身存在的不足進行改善和提升，再依據(jù)自身切身感受，對VR技術(shù)的體驗效果和應(yīng)用效果給出最真實的體驗評價。

2 少兒體育訓(xùn)練中的常見問題分析

2.1 對少兒體育實踐訓(xùn)練不夠重視

在對少兒進行體育課程教學(xué)訓(xùn)練中，傳統(tǒng)的教育模式主要以應(yīng)試教育為主，更偏重對學(xué)生學(xué)習(xí)技能和學(xué)習(xí)成績的培養(yǎng)與提升，這就給體育訓(xùn)練工作的順利開展造成了嚴重的阻礙。體育教學(xué)訓(xùn)練課程得不到重視，實踐訓(xùn)練課程課時被其他教學(xué)科目私自占用，體育訓(xùn)練課時逐漸減少，學(xué)生體育訓(xùn)練很難正常開展下去。即使有極少數(shù)的少兒教育學(xué)校認識到了體育訓(xùn)練教學(xué)的重要性，但在具體的實施過程中，因受多種教育因素的影響，只留存于表面形式，沒有實質(zhì)性的體育教學(xué)訓(xùn)練效果和認知，嚴重削減了小學(xué)階段學(xué)生體育訓(xùn)練意識的同時，甚至?xí)寣W(xué)生養(yǎng)成一些不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，影響學(xué)生的全面發(fā)展和身心健康發(fā)展。同時，小學(xué)階段的學(xué)生認知能力和學(xué)習(xí)能力還不夠強，認字量有限，對于體育訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的講解理解能力還不強，這也是影響體育實踐訓(xùn)練效果的重要因素之一。

2.2 體育訓(xùn)練設(shè)施不足

眾所周知，在進行體育課程實踐性教學(xué)訓(xùn)練時，充足的教學(xué)訓(xùn)練場地是保證學(xué)生順利完成體育訓(xùn)練的基礎(chǔ)。但通過對大多數(shù)小學(xué)體育場地建設(shè)情況來看，學(xué)校對于用于體育訓(xùn)練場地建設(shè)的資金并沒有做到專項專用。而是將體育場地建設(shè)資金私自用在了其他方面的建設(shè)上，沒有正確認識到體育場地建設(shè)對學(xué)生良好身體素質(zhì)的重要性，導(dǎo)致大部分的小學(xué)體育課程缺乏實質(zhì)性教學(xué)內(nèi)容，不注重對運動技巧和技能的培養(yǎng)與提升，忽視了體育訓(xùn)練教學(xué)的實踐性。

2.3 身體素質(zhì)和體能等方面存在嚴重的不足

首先，少兒階段的小學(xué)生自身身體素質(zhì)比較偏弱，骨骼還未完全生長完成，軟骨組織成分偏多，體育訓(xùn)練強度過高、過強，就會很容易導(dǎo)致學(xué)生骨骼肌肉拉傷；或是因骨骼彈性大硬度小，容易導(dǎo)致骨折的情況出現(xiàn)，得不到及時的處理就很容易造成后期骨骼彎曲變形。其次，少兒階段學(xué)生的總血液量與成人相比要少很多，且血液中的有形成分也與成人存在很大的不同。少兒的心臟容積和重量都比成人的要小，且臟器器官以及神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)育得還不夠完善，新陳代謝較為旺盛，心律較慢。在體育訓(xùn)練中，應(yīng)避免運動量過大的訓(xùn)練項目和內(nèi)容，對于靜力練習(xí)和憋氣等訓(xùn)練項目也應(yīng)進行適當?shù)目刂?，避免對心臟造成過重的負擔(dān)，給少兒的身體健康造成影響。另外，少兒階段的學(xué)生，自身新陳代謝比較旺盛，需氧量較大，在進行體育訓(xùn)練時會受到訓(xùn)練時間和訓(xùn)練強度的限制。如果長時間訓(xùn)練，不僅會造成學(xué)生出現(xiàn)體力不支的情況，而且有可能導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)低血糖、呼吸不暢等情況的發(fā)生。

2.4 體育訓(xùn)練器材不夠完善，缺乏明確的教學(xué)訓(xùn)練目標

在青少兒的體育課程教學(xué)訓(xùn)練中，相關(guān)教育部門和教學(xué)機構(gòu)對體育訓(xùn)練器材的配置沒有明確統(tǒng)一的標準規(guī)定，有些學(xué)校體育設(shè)施過于簡陋，而有的則偏重競技化，如籃球架設(shè)置得過高或是健身器械過重等，都沒有從學(xué)生的實際情況和教學(xué)訓(xùn)練出發(fā)，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，安全事故頻發(fā)。另外，由于體育訓(xùn)練課程缺乏明確的教學(xué)目標，導(dǎo)致學(xué)生無法正常有效地參與到實際體育訓(xùn)練中，對體育訓(xùn)練教學(xué)產(chǎn)生了消極和抵觸的心理情況，不利于體育訓(xùn)練教學(xué)的長久發(fā)展。

2.5 師資力量不足

大部分小學(xué)的體育教師的師資力量是不足的，專業(yè)的體育教師很少，缺乏高水平的體育教師，那么體育訓(xùn)練課程只能是由其他學(xué)科的教師來代替，或者是幾個班的學(xué)生一起上課。因為少兒學(xué)生本身就特殊，這就很難保證體育訓(xùn)練中能夠保護好他們，而且上課的學(xué)生多，每位學(xué)生不能得到有效的指導(dǎo)，體育訓(xùn)練的效果很難提高。體育教師還有日常備課等任務(wù)，很難進行在職學(xué)習(xí)，這就造成他們難以掌握前沿的教學(xué)理念，致使體育訓(xùn)練無法發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3 VR 技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練模式教學(xué)中的可行性分析

VR技術(shù)的應(yīng)用，可以通過對現(xiàn)實中真實環(huán)境的模擬，讓學(xué)生切身體驗到像在真實教學(xué)環(huán)境中一樣的教學(xué)內(nèi)容，而且專注性更高，對學(xué)生體育技能的增強有很大幫助。通過對沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的合理利用，學(xué)生可以從中體驗到更多的技能教學(xué)訓(xùn)練模式和方法，從中選擇自身最為合適的一種，然后全身心地投入到訓(xùn)練中，可以獲得更深的教學(xué)感悟和理解。同時，VR技術(shù)，利用頭盔式顯示器或是其他設(shè)備與學(xué)生的身體進行連接，把體驗者的聽覺、視覺、觸覺等感官系統(tǒng)封閉起來，然后為其提供一個新的虛擬感覺空間，引導(dǎo)體驗者的思想，同時利用位置跟蹤器或是其他相關(guān)受控輸入設(shè)備和聲音，影響體驗者的感官系統(tǒng)，讓其全身心地沉浸在通過VR 技術(shù)創(chuàng)造的虛擬世界中。通過對真實環(huán)境的完美復(fù)制，讓學(xué)生在超真實的模擬環(huán)境中完成體育訓(xùn)練課程需要完成的動作技能訓(xùn)練內(nèi)容，實現(xiàn)對體育訓(xùn)練效果的進一步強化。

4 VR 技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練模式教學(xué)中的應(yīng)用與影響

4.1 VR技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練中的應(yīng)用

少兒體育訓(xùn)練中有很多項目，下面主要針對常見的球類體育訓(xùn)練項目中VR技術(shù)的應(yīng)用來進行分析。

4.1.1 在籃球教學(xué)中的應(yīng)用

長期以來，籃球教學(xué)都是通過體育教師在課堂上進行動作示范和講解來進行的。隨著VR 技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，籃球教學(xué)也進入了新的發(fā)展階段，不僅可以制作教學(xué)課件，還可以幫助教師完成知識的教授，幫助少兒學(xué)生完成動作和技能的練習(xí)。因為少兒學(xué)生的年齡比較小，他們識字較少，對文字語言的理解還比較差，通過VR 技術(shù)可以建立虛擬人物的三維模型，循環(huán)觀看動作的各個要領(lǐng)，該技術(shù)還可以由學(xué)生按需求調(diào)整人物的速度或直接參與籃球訓(xùn)練。使用VR 技術(shù)后學(xué)生可以掌握很多靠教師講解掌握不好的技術(shù)，如三步上籃的技術(shù)動作、三分球的投籃手型。

4.1.2 在鉛球教學(xué)中的應(yīng)用

在鉛球教學(xué)中，VR技術(shù)的應(yīng)用可以全方位地展現(xiàn)該運動，如通過3D 交互技術(shù)，能夠?qū)⒒酵沏U球的技術(shù)動作完整地展現(xiàn)出來，教師只需對關(guān)鍵技術(shù)進行講解，學(xué)生可以控制影像中的運動員模型，根據(jù)自己掌握的技術(shù)進行學(xué)習(xí)。對技術(shù)動作從各種角度進行觀看和研究，最后能夠成功掌握相關(guān)的技術(shù)。

4.1.3 在排球中的教學(xué)應(yīng)用

傳統(tǒng)的排球教學(xué)主要是體育教師演示，學(xué)生模仿，學(xué)生并不能掌握全部的排球知識和技術(shù)要點，這嚴重限制了教學(xué)效果。在教學(xué)中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學(xué)生提供新的教學(xué)手段，如在講解正面上手發(fā)球的技巧動作時，學(xué)生可以先觀察虛擬情況下運動員的技術(shù)動作，然后可以在虛擬技術(shù)下與運動員互動，這樣可以更清楚發(fā)球時的力度、位置順序等，能更好地學(xué)習(xí)運動動作。

4.2 VR技術(shù)的應(yīng)用對體育課程學(xué)習(xí)效果的影響

4.2.1 實現(xiàn)了體育訓(xùn)練模式的多樣化發(fā)展

體育實踐訓(xùn)練教學(xué)對于教學(xué)場地、訓(xùn)練設(shè)備與訓(xùn)練環(huán)境的要求都比較高，任何一項要求沒有達到，都會給訓(xùn)練效果造成負面影響，甚至?xí)苯幼璧K體育訓(xùn)練的正常開展。比如，對氣候環(huán)境比較炎熱的南方地區(qū)來說，體育實踐訓(xùn)練就很難開展。再如，少兒比較感興趣的探險類、射擊類或皮劃艇等項目因受到場地和設(shè)施、安全等多方面因素的制約，很難在校內(nèi)進行大范圍的推廣與普及，也僅限具有運動能力的個別學(xué)校進行專項體育訓(xùn)練項目的開設(shè)。而將VR 虛擬技術(shù)引入體育訓(xùn)練中，可以解決大多數(shù)體育訓(xùn)練項目遇到的場景、環(huán)境和場地問題，實現(xiàn)對現(xiàn)實場地和環(huán)境、設(shè)備場景的虛擬模擬，彌補了實踐訓(xùn)練中的不足，為學(xué)生提供了高質(zhì)量的訓(xùn)練環(huán)境。在現(xiàn)實的虛擬環(huán)境中，學(xué)生對現(xiàn)實體育訓(xùn)練需求能夠得到滿足，而虛擬的訓(xùn)練環(huán)境可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣充分激發(fā)出來，調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)的同時，有利于體育訓(xùn)練目標的達成。

4.2.2 強化了學(xué)生的理解記憶，提高少兒學(xué)習(xí)興趣

將VR技術(shù)引入少兒體育訓(xùn)練教學(xué)中，可以實現(xiàn)真實運動情景模擬，少兒學(xué)生本身注意力就難以集中，新奇事物VR 技術(shù)在學(xué)生面前，容易引發(fā)學(xué)生的好奇心，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。而且VR 技術(shù)可以實現(xiàn)重復(fù)模擬性訓(xùn)練，實現(xiàn)對體育課程理論知識的進一步掌握與理解，起到強化記憶的作用，并實現(xiàn)對體育技巧的訓(xùn)練。例如，體育教師可以利用VR 技術(shù)，設(shè)定一個學(xué)生需要的教學(xué)訓(xùn)練虛擬環(huán)境，并在環(huán)境中設(shè)置一些具體的體育訓(xùn)練項目畫面，對這些運動畫面進行細致的分析，引導(dǎo)學(xué)生辨認出這些動作畫面中存在的技術(shù)問題，并進行糾正。這樣既深化了學(xué)生對體育理論知識的理解，也強化了學(xué)生對相關(guān)體育技能技巧的訓(xùn)練，提高了教學(xué)質(zhì)量和效果。

4.2.3 有利于互動交流，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果

將VR技術(shù)應(yīng)用到少兒體育訓(xùn)練教學(xué)中，體育教師可以通過對VR技術(shù)的合理利用，實現(xiàn)對不同體育訓(xùn)練方式方法的意見交流，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互式、立體3D 成像等方式，將自己的思想和教學(xué)經(jīng)驗，以圖像或文本的形式進行互動交流。這大大提高了教師的教學(xué)效率，幫助少兒順利完整地學(xué)習(xí)運動技術(shù)細節(jié)，避免少兒走入訓(xùn)練誤區(qū)，大大提高了低年級學(xué)生的體育成績。表1 為某小學(xué)低年級學(xué)生體育訓(xùn)練中引入VR 技術(shù)前后8位少兒技術(shù)動作考核成績對比，考核共10項，每項2 分，VR 引入前的平均得分為10 分，引入后的考核成績平均為16分，VR技術(shù)的引入效果明顯。

表1 某小學(xué)體育考核成績表（分）

5 結(jié)語

通過對VR技術(shù)的優(yōu)勢和VR技術(shù)在體育訓(xùn)練教學(xué)模式中應(yīng)用的可行性分析得知，VR技術(shù)是未來體育教學(xué)項目，尤其是實踐訓(xùn)練中的一種應(yīng)用較為廣泛的全新教學(xué)模式，對提高少兒體育訓(xùn)練教學(xué)水平和學(xué)習(xí)效率、改善體育教學(xué)環(huán)境、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性等都能發(fā)揮重要的促進作用。同時，VR技術(shù)在體育訓(xùn)練教學(xué)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了體育訓(xùn)練模式的多樣化發(fā)展，打破了體育訓(xùn)練教學(xué)中對環(huán)境、場地、設(shè)備等多方面的限制，更有利于學(xué)生教學(xué)參與率的提升，確保了學(xué)生的教學(xué)安全，提高了對學(xué)生運動潛能的深入挖掘，更有利于學(xué)生的全面發(fā)展。