AR體感交互技術與小學體育課堂教學的有效融合

【摘 要】現代信息技術在教育領域的普及應用，為教育教學工作注入了改革創新的活力，也為高效課堂的構建提供了充足的技術支持。新一代人機交互、測評及干預解決方案服務教學需求，是新技術與教育教學融合發展的目標和方向。AR體感交互通過體感檢測和AR人機交互等技術，創設融合趣味練習情境，實現動作示范、練習、測評及矯正的課堂流程，協助體育課堂加信息化的創新教學模式發展，促進體育學習的技術評估手段從定性轉向定量，避免主觀隨意性，提高課堂效率。

【關鍵詞】AR體感交互技術 課堂教學 有效融合

《義務教育體育課程標準（2022年版）》指出，要注重教學方式改革，強調從“以知識與技能為本”向“以學生發展為本”轉變。堅持采用多樣化教學方式，給學生提供更多學習和思考的空間和時間。相對于傳統的教學方法，AR體感交互體育課堂具有實時性、定量性、可視性和干預性，并且無須穿戴式設備，實現基于游戲的自主學習，數據驅動的有效學習，在體育動作技能學習場景中具有獨特的應用價值，是教育信息化創新應用的支撐技術，也是人工智能的典型應用。

一、影響AR體感交互技術與體育課堂有效融合的因素

（一）融合方式過于傳統單一

很多小學體育教師認為，課堂教學與AR體感交互技術的融合，就是將教學內容以多媒體課件的直觀化教學途徑展示出來即可，或者只是單一地采用觸屏功能，而忽略了AR動作示范、肢體部位角度測量、虛擬演練等引導、測評、矯正功能，導致教學過程沉悶無趣，不能充分體現AR體感交互技術的教學價值與多種優勢。

（二）操作復雜

在使AR體感交互技術的過程中，由于學生缺乏對體感交互技術的了解，教師需要在課前讓學生了解基礎的操作方法，而在一些特殊功能的運用上，則需要提前培訓組長，讓其掌握操作方法。

（三）實效不足

很多體育教師在融合使用AR體感交互技術時，是為用而用，忽略了體感技術真正運用于課堂、服務于課堂的宗旨，在體感交互游戲的設計及功能的選擇上忽略了其使用的實效性，從而讓AR體感交互技術顯得多此一舉。

（四）學生尚未充分參與其中

無論是二者的融合設計還是實踐操作，基本是教師執行，學生并沒有充分參與到融合過程中，只是被動地接受這種融合方式和融合內容，沒有體現學生的主體地位，學習效果大打折扣，學生沒有利用信息技術學習體育的意識，也不具備相應的實踐能力。

二、AR體感交互技術的特點

新一代人機交互、測評及干預解決方案服務教學需求，是新技術與教育教學融合研究的目標和方向。學生運動技能學習是體育教學中的一個重要組成部分，人體動作數據是循證教學的重要支撐，可視化反饋和干預是學習閉環的關鍵步驟。教師可以借助AR體感交互通過體感檢測和AR人機交互等技術，創設融合趣味練習情境，實現動作示范、練習、測評及糾正的課堂流程，構建體育課堂加信息化的創新教學模式。

AR體感交互技術主要包含體感檢測和人機交互兩個范疇。

1.體感檢測：實時識別并追蹤人體的頭、頸、肩、肘、腕、手、軀干、腹部、髖、膝、踝、腳等位置數據，從數據中提取判定客觀量化的動作指標。

2.人機交互：軟件獲取體感檢測數據，采用AR技術在視頻界面中融合呈現動作指標和效果等反饋，不僅提供了練習情境，還可以引導、測評和矯正動作，實現可視化練習。

三、AR體感交互技術在體育課堂的實踐運用

（一）結合體感鏡頭，捕捉骨骼點進行實時追蹤，進行肢體部位角度測量

如在“跨越式跳高”一課的準備部分，教師設計了體感檢測小游戲“趣味踢氣球”。一是通過結合體感鏡頭，捕捉骨骼點進行實時追蹤，進行肢體部位角度測量，檢測學生在擺動時兩腿是否伸直，突破過桿不屈腿這一教學重點；二是幫助學生初步體驗跨越式跳高時兩腿依次擺動的動作，并在游戲的升級練習中提高動作連貫性。而在傳統的跨越式跳高課中，教師往往會采用教師示范、學生模仿練習的方式達到這一目的，這樣的練習過程往往是枯燥且低效的，因為教師無法完全關注到每個學生的動作規范。

（二）AR動作示范，為學生提供不間斷、私人定制式學習空間

在教學“武術組合動作一”時，教師利用了三維動畫演示，將動作呈現三維立體效果，學生在練習時還可以自主選擇動作演示角度，如并步抱拳，初學時動畫呈現的是背面示范，并不能看到抱拳的定格位置，這時可以讓組長觸碰屏幕將示范角度調節，給學生更加直觀的演示；接著通過分解動作、完整動作的動畫演示，隨時將動作細節呈現在學生面前，既突出了學練重點，也為學生建立了完整的動作印象，激發了學生的學習興趣。在“跨越式跳高”一課中，教師融入了AR動作示范：既有教師上一步跳過立起體操墊的示范，又有上三步完整跨越式跳高動作示范，并根據課堂教學需要設計了正常速度及慢放鏡頭的切換。在無間斷的AR動作示范下，隨時將動作細節呈現在學生面前，既突出了學練重點，也為學生建立了完整的動作印象，幫助學生建立正確的動作概念。

（三）體感人機交互，使拓展性游戲教材更加靈動與高效

在傳統的武術課中，教師往往只能通過講解示范的方式讓學生掌握蹬腿動作，教學形式單一，練習內容枯燥。如在教學“武術組合動作一”時，教師運用了多種情境互動游戲化學練方式，通過體感游戲“格擋來拳”檢測學生格擋的路線及時機，如果學生能準確把握格擋的路線和時機，大屏幕上就會顯示成功的次數，引導學生在虛實交互的快樂體驗中掌握格擋動作；教師引導學生通過體感游戲“防守反擊”，感受格擋沖拳的攻防含義，反復體驗弓馬步的轉換，如果弓馬步轉換動作到位，大屏幕上的標靶就會被擊碎；教師還可以引導學生通過體驗游戲“蹬沙袋”，強化蹬腿動作，并對腿部骨骼點的空間位置變化進行實時追蹤，檢測蹬腿時是否有屈伸，如學生做到了屈伸蹬沙袋，大屏上的沙袋就會前后搖擺。這種情境互動游戲化方式，使學生學練更積極，動作完成率更高。

在教學“跨越式跳高”時，體感游戲“摘蘋果”環節是跳高教材的運動負荷補償，既有傳統游戲的競爭模式，又與新技術有機結合，不僅明顯提升了學生的注意力，增強了學生的參與感，而且循環式的得分制，還提高了游戲的強度，建立了直觀公正的評價機制。

四、AR體感交互技術應用于教學的創新點及效果思考

以AR體感交互技術為典型代表的新一代人機交互技術可以幫助體育學習的技術評估手段從定性向定量進步，降低主觀隨意性，提高課堂效率。相對于傳統的教學方法，AR體感交互體育課堂具有更佳的實時性、定量性、可視性和干預性，并且無須穿戴式設備，實現基于游戲的自主學習，數據驅動的有效學習，在體育動作技能學習場景中具有獨特的應用價值，是教育信息化創新應用的支撐技術，也是人工智能的典型應用。

AR體感交互技術應用于課堂教學，從培養學生的興趣出發，融入不同形式的體驗游戲，營造輕松愉悅的課堂氛圍，提高學生學習自主性，從而突破傳統課堂教學中教師的教和學生的學這種單向輸送模式，讓課堂變得生動有趣。

AR體感交互技術激發了學生的學習興趣，調動了他們的積極性，拓寬了他們的視野。新技術通過文字、圖形、圖像、動畫、音頻等方式，使課堂教學過程圖文并茂，生動活潑，引導學生從一個知識的接收者向知識的獵取者轉變。新媒體技術融入體育課堂教學，對教學內容、教學方法與手段、師生角色定位等都會帶來全方位的影響。在教學中教師要引入多元評價手段，對學生體育技能的掌握情況分學段評價，從深度和廣度上考量學生的參與度。技術的變革促使教師自覺更新知識、更新教學方法手段、跟緊時代步伐，從而把新技術更熟練地運用于課堂。

【參考文獻】

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