科技賦能提升大學生體育鍛煉效果的實證研究

摘要：在當今快速發展的社會中，大學生們越來越意識到健康生活的重要性，并開始重視體育鍛煉。然而，由于時間和空間的限制，他們往往缺乏足夠的機會和動力參與體育活動。科技在這個方面發揮著重要的作用，智慧體育、虛擬現實技術和增強現實技術打破了傳統體育環境的局限，創造了高度逼真的場景，同時又具有很強的交互性。將其應用于體育鍛煉領域，有利于改善鍛煉者的鍛煉體驗，增強鍛煉動機，提高體育鍛煉的有效性。通過科技賦能，本文探討科技對大學生體育鍛煉效果的積極影響。

關鍵詞：虛擬現實技術" 增強現實技術" 體育鍛煉動機" 鍛煉效果

中圖分類號：G80 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-08-098-3-ZL

近年來，國家對青少年學生體質健康給予了高度重視，并出臺了相應的政策性文件，引導學生參與體育鍛煉，培養學生良好的體育習慣，但實際效果不太明顯。有學者從體育鍛煉動機（劉生杰 2007；徐乃媛，2021；何彬彬 2023；陳善平 2023）、體育鍛煉作用（賈品瑩 2008；李可 2021）、體育自我效能（張平 2009；孫遠航 2022；周意萍 2022）等方面通過問卷調查法進行了探討，大學生在內部和外部因素的影響下對體育鍛煉的重視程度不夠。

當代科技飛速發展，出現了智慧體育、虛擬現實技術和增強現實技術，擁有較強的交互性、沉浸性和想象性特征，將這些現代技術融入到體育鍛煉中可以有效提高大學生體育鍛煉的效果。這些技術的研究應用可以讓大學生享受到更加多樣化和有趣的鍛煉方式，從而提升他們的參與度和持續性，提高運動興趣，還可以提高其體育鍛煉效果。同時，這些技術也可以為教練和研究人員提供更多的數據和反饋，幫助他們更好地指導和改進訓練計劃。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

南通市某大學1-4年級的男、女大學生，每個年級各隨機抽取男、女大學生各25人。

1.2、研究方法

（1）文獻查閱法。

通過查閱國內關于虛擬現實和增強現實技術理論、運動方法手段研究，了解虛擬現實和增強現實技術的基本理論以其在體育運動領域中的運用。再查閱關于大學生體育鍛煉動機和提高大學生體育鍛煉效果方面的文章，從體育鍛煉動機方面利用虛擬現實和增強現實技術去增強大學生的體育鍛煉動機，從而達到提高大學生體育鍛煉效果的目的。

（2）調查問卷法。

查閱相關文獻，咨詢導師，設計問卷，經過校度檢驗確定調查內容發放問卷。

（3）數據分析法。

確定需要分析的數據類型，并收集數據。對收集到的數據進行清洗，去除重復、缺失或錯誤的數據，以保證數據的質量和準確性。對清洗后的數據進行處理，包括數據整合、數據轉換和數據歸約等操作，便于后續分析。運用數據分析方法和技術，如描述性統計分析、探索性數據分析、數據挖掘等，對數據進行深入分析，以發現數據中的模式和趨勢。將分析結果通過圖表、圖形等方式進行可視化，以便于理解和解釋。根據數據分析結果，提出建議和解決方案，支持決策制定。

2、科技賦能體育

科技賦能大學生體育鍛煉最終需要落實在智慧體育上。智慧體育（Smart Sports）是基于物聯網、云計算、人工智能等網絡科學技術的一種數字化體育工程。它整合多元健身信息、各種運動項目和專業體育知識，通過教育教學、大眾健身和體育產業轉型升級等方式，利用先進科技在體育知識傳播信息化、體育數據反饋數字化和體育鍛煉過程智能化方面進行創新與發展。智慧體育將科技與體育行為各個環節相結合，以滿足人們對體育鍛煉的各種需求，帶來前所未有的智能化、便捷化和安全化的革新。另外，虛擬現實技術可以模擬出各種運動場景和環境，使大學生能夠身臨其境地進行體育鍛煉。而增強現實技術則可以將虛擬元素與真實世界相結合，為大學生提供更加個性化和交互式的鍛煉體驗。

2.1、移動應用程序

移動應用程序已經成為大學生們進行體育鍛煉的重要工具。例如，健身類應用程序可以根據個人的身體情況和目標，制訂合適的鍛煉計劃。此外，這些應用還提供了詳細的運動指導和記錄功能，幫助大學生進行有效的鍛煉。

移動程序對于科技賦能體育鍛煉主要體現在以下幾個方面：

（1）提供便利性：移動程序可以隨時隨地提供鍛煉指導和計劃，不受時間和地點限制。學生可以通過手機隨時查看并進行鍛煉，無需專門到體育場館或健身房；

（2）定制化的鍛煉計劃：移動程序可以根據學生的個人情況和健康目標，提供定制化的鍛煉計劃。通過分析學生的身體狀況、鍛煉習慣和目標，為每個學生制訂相應的鍛煉計劃，提高鍛煉效果；

（3）督導和監控：移動程序可以通過內置的傳感器和監測設備對學生的鍛煉情況進行監控和記錄。通過監測心率、步數、身體活動量等數據，程序可以幫助學生掌握自己的鍛煉進度和效果，并提供相應的建議和調整；

（4）提供鍛煉指導和技巧：移動程序可以提供豐富的鍛煉指導和技巧，幫助學生正確理解和掌握各種鍛煉動作和技術。通過圖文、視頻等形式展示，可以幫助學生更好地進行鍛煉，并減少受傷風險；

（5）社交和競爭機制：移動程序可以與社交網絡相結合，提供給學生社交和競爭的機會。學生可以通過分享鍛煉成果、相互點贊和建立虛擬競爭等方式，增強鍛煉的趣味性和動力，并與其他學生一起共同進步。

研究表明，使用健身類應用程序進行體育鍛煉的大學生們在持續鍛煉的情況下，獲得的體重減輕和肌肉力量提升效果更顯著。例如，一項研究分別將一組大學生分為使用運動計劃應用程序和沒有使用應用程序的兩組，并對他們進行為期三個月的體育鍛煉。結果顯示，使用應用程序的組別在體重和肌肉力量方面獲得了更好的效果。

2.2、虛擬現實技術（VR）

虛擬現實是一種利用計算機技術生成的模擬環境，它可以讓用戶沉浸在一個三維的虛擬世界中，通過佩戴特殊的設備，如頭戴顯示器、手套等，用戶可以在虛擬環境中進行交互、探索和體驗，包括頭戴顯示器、手套、身體跟蹤設備等，這些設備負責為用戶提供沉浸式的體驗。軟件系統包含渲染引擎、物理引擎、人工智能算法等，這些軟件負責模擬虛擬世界的環境和用戶與環境的交互，以創建豐富的虛擬世界。虛擬現實技術在多個領域都有廣泛的應用，如游戲、教育、醫療、建筑設計、軍事訓練等。例如，在教育領域，虛擬現實技術可以用來創建虛擬實驗室，讓學生在安全的環境中進行實驗；在醫療領域，虛擬現實技術可以用于心理治療和手術訓練。

2.3、增強現實技術（AR）

AR（Augmented Reality）是增強現實的簡稱，是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術。增強現實技術是人類視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多種感官的延伸，同時也是人類中樞神經系統的延伸，是一種綜合性的媒介技術，包括渲染引擎、計算機視覺算法、人機交互接口等，這些軟件負責將虛擬信息融入現實世界，并實現用戶與虛擬信息的交互，它通過在現實世界的場景中疊加計算機生成的圖像、文字、音頻或其他數據，實現虛擬與現實的疊加和交互。用戶可以通過手機、平板電腦或特殊的AR設備（如AR眼鏡）來體驗增強現實。簡而言之就是讓虛擬世界變得更加“真實”。

3、研究分析與結果

3.1、大學生體育鍛煉的動機

動機研究的一個重要觀點是根據動機的來源將動機分為內部動機和外部動機。外部動機指的是由于外部因素的影響，如獎賞、競爭、社會認同等而參與體育運動。例如，為了獲得獎學金而參加運動競賽，或者因為朋友的邀請而參加運動活動，這些都是外部動機驅使的行為。外部動機通常與具體的目標或獎勵相關，當目標實現或獎勵獲得后，運動動機可能會降低。內部動機指的是由于內部因素的影響，如對運動的興趣、成就感、自我提升的需求等而參與體育運動。例如，因為喜歡運動帶來的快樂而堅持鍛煉，或者因為運動有助于減輕壓力而積極參與，這些都是內部動機驅使的行為。內部動機通常與個人價值觀、興趣和需求相關，具有較強的持久性。

在體育運動中，外部動機和內部動機并不是完全獨立的，它們之間存在一定的相互作用。例如，一個運動員可能因為外部獎勵（如獎金、榮譽）而開始參加運動競賽，但在競賽過程中，他可能會逐漸培養出對運動的興趣和成就感，從而轉變為內部動機驅動。反之，一個原本出于內部動機參與運動的人，也可能會因為外部獎勵的誘惑而受到影響。

通過調查，大學生業余體育鍛煉的首要動機就是健身塑形，其次是愛好和減輕心理壓力，盡管大學生體育鍛煉動機多樣化，但仍面臨一些挑戰。例如，一些學生缺乏體育鍛煉的動力和時間，或者因為運動設施不足或運動氛圍不濃，導致參與度不高。因此，了解大學生體育鍛煉動機可以幫助大學生提高體育鍛煉的有效性。

3.2、科技賦能大學生體育鍛煉的實際運用

科技在大學生體育鍛煉中的實際運用可以有多個方面。首先，科技可以提供更加智能化的健身設備和應用程序，幫助大學生制訂科學合理的鍛煉計劃。例如，智能手環、智能運動鞋等可以監測運動數據，提供運動指導和反饋，幫助大學生更好地掌握自己的運動狀態和進展；

其次，科技還可以為大學生提供線上健身課程和教學資源。通過網絡平臺和移動應用，大學生可以隨時隨地參與線上健身課程，獲得專業的指導和訓練計劃。這樣不僅提高了健身的便捷性，也拓寬了大學生鍛煉的選擇和可能性；

再次，科技還可以用于提供個性化的健康管理和營養指導。通過健康管理軟件和智能設備，大學生可以記錄自己的飲食、睡眠、心率等數據，進行健康評估和管理。同時，科技還可以提供個性化的營養指導，根據大學生的身體狀況和運動需求，推薦適合的飲食搭配和補充營養；

最后，科技還可以為大學生提供社交和競技的平臺。通過移動應用和社交網絡，大學生可以與其他運動愛好者互動、分享運動成果，甚至參與線上比賽和挑戰。這樣不僅提升了鍛煉的趣味性和參與度，也促進了大學生之間的交流和互動。

總的來說，科技在大學生體育鍛煉中的實際運用可以提供更加智能化、便捷化和個性化的服務和支持，幫助大學生更好地管理健康、規劃鍛煉，并豐富鍛煉的樂趣和社交互動。

3.3、VR、AR技術在提高體育鍛煉效果中的應用

虛擬現實技術具備明顯的特征：交互性、沉浸性，以及想象性。可以充分利用這些特征為體育鍛煉創造一個沉浸式的運動體驗和訓練環境，提供互動性鍛煉環境：通過VR/AR技術，用戶可以沉浸在虛擬的鍛煉環境中，與傳統的鍛煉方式相比，這種互動性更強的鍛煉方式可以提高用戶的鍛煉興趣和動力，同時可以增強鍛煉的趣味性。VR/AR技術可以將體育運動轉化為游戲，讓用戶在輕松愉快的游戲中鍛煉。例如，一些VR運動游戲可以模擬網球、羽毛球、籃球等運動，讓用戶在虛擬現實中與朋友或電腦進行對決，從而提高鍛煉的趣味性。VR/AR技術可以實時捕捉用戶的運動數據，為用戶提供精準的運動指導。通過AR眼鏡，用戶可以實時查看自己的運動姿勢、心率、燃燒卡路里等數據，從而調整運動強度，提高鍛煉效果。VR/AR技術還可以讓用戶在有限的空間內進行多種運動鍛煉。一些VR健身設備應用可以通過手勢識別，讓用戶在較小的空間內進行瑜伽、太極等鍛煉。此外，AR技術還可以將運動指導信息直接疊加到現實環境中，使用戶在進行鍛煉時能更方便地獲取指導信息。

同時，VR課程還可以根據個人需求進行定制化，提供個性化的指導和反饋。VR技術可以用于模擬各種運動場景和比賽情境。通過VR眼鏡，大學生可以體驗足球比賽、籃球比賽等，提高他們的運動感知能力和反應速度。此外，VR還可以用于模擬特定運動技巧的訓練，如高爾夫揮桿、網球發球等，幫助大學生更好地掌握技巧和提升水平；虛擬競技和互動：通過VR技術，大學生可以參與虛擬的運動競技和互動游戲。通過VR游戲，他們可以與其他玩家進行虛擬比賽或合作挑戰，激發競爭意識和團隊合作精神。

VR技術通過模擬真實場景，讓用戶沉浸在一個完全虛擬的世界中；而AR技術則將虛擬元素疊加到現實世界中，為用戶帶來一種全新的交互體驗。將這兩種技術相結合，不僅可以彌補各自的不足，還能為各個領域帶來前所未有的變革。所以將兩者結合運用將會拓寬使用渠道，增強虛擬現實的效果。例如，增強現實輔助訓練，AR技術可以將虛擬信息疊加到真實環境中，提供實時的指導和反饋。通過AR眼鏡或手機應用，大學生可以看到運動姿勢的實時糾正和改進建議，幫助他們更準確地進行鍛煉。

3.4、結果

通過我們的調查研究，發現科技賦能對大學生體育鍛煉起到了重要作用。我們首先利用問卷調查的方法考察了科技手段對大學生鍛煉動機的激發效果，發現在運動當中合理的運用科學技術可以提高大學生的體育鍛煉動機，當大學生有了鍛煉動機，才會更多地進入到體育鍛煉當中來。在此基礎上，從虛擬現實和增強現實技術方面著重研究，虛擬現實技術可以在任何時間地點為鍛煉者提供身臨其境的鍛煉環境和出色的運用效果。相比較傳統的運動方式，此技術的運用讓運動擁有了更多的新奇性和可玩性，大大增強了大學生的鍛煉動機。同時在鍛煉中運用這樣的技術，鍛煉效果并不會降低，反而會提高他們的鍛煉效果。

4、結語

虛擬現實技術、增強現實技術是時代快速發展的產物，是一種新型的技術手段，正確地依托這兩項現代技術，可以為大學生帶來全新的運動體驗，構建沉浸式的運動和訓練環境，從而增強大學生們的鍛煉動機，大學生有了鍛煉動機才能夠進入到體育鍛煉中來。在此基礎上對大學生加以有效指導就能夠有效提高他們的鍛煉頻率和效果。在未來大學生是發展中國特色社會主義的中堅力量，后疫情時代下發展全體大學生身體素質健康的任務更是任重而道遠。因此，基于數字化、智能化的新發展趨勢，在合理正確地應用虛擬現實技術和增強現實技術基礎上，去增強大學生體育鍛煉動機并提高大學生體育鍛煉效果是一項可行性極高的研究。

參考文獻：

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基金項目：2023年江蘇省大學生創新訓練計劃資助項目“科技賦能提升大學生體育鍛煉效果的實證研究”（202310304052Z）。

作者簡介：張峻辰（2002-），男，江蘇揚州人，研究方向：學校體育教育；

通訊作者：張世杰（1978-），男，河南濮陽人，研究方向：運動健康促進。