VR在高校体育教学中推广的可行性分析①

安沙沙 王明明

（江苏师范大学 江苏徐州 221116）

VR在高校体育教学中推广的可行性分析①

安沙沙 王明明

（江苏师范大学 江苏徐州 221116）

VR技术的火爆使其逐渐进入到了大众的视野，其功能和体验也在逐渐地进步和完善。VR的设备大都应用在军事、航空航天、游戏、教育和社交等领域，只有极少的一部分高校引入了VR设备应用在了科研，但在高校体育教学方面的应用还比较鲜见。本文就VR的技术特点和应用现状浅要分析其在高校体育教学中推广的可行性。

VR 虚拟现实 高校体育教学

1 VR简介

VR，即Virtual Reality的简称，翻译成中文为虚拟现实。VR的历史最早可以追溯到1960年，1968年麻省理工的一位计算机科学家发明了一套仪器，是历史上第一台真正的VR设备，但一直到1989年美国的计算机科学家Jaron Lanier才首次提出Virtual Reality的概念[1]，从20世纪60年代开始，VR设备主要出现在军事以及航空航天领域，当时设备的体积还很大很笨重，无法进入到大众的消费视野之中。时至今日，经过快速的技术革新，VR技术才逐渐走进大众的生活。VR技术融合了计算机的图形处理技术、多媒体技术、人工智能技术、仿真技术、传感技术、网络技术等多种技术，经统和计算后输出到VR头盔（VR眼镜）显示出一种仿真虚拟环境，让用户沉浸其中而且可以利用传感设备进行交互。现在VR已快速地融入到了游戏、教育、社交等领域。而且现在越来越多的高校也开始将VR技术应用于教学研究，高校体育教学与虚拟现实技术的结合将会开辟新的教育模式。

2 VR技术的特征

2.1 沉浸性

VR设备利用计算机产生的三维立体图像通过显示器显示出一种虚拟环境，逼真的模拟环境可以将学生的视角带入特定的三维学习空间，让用户仿佛身临其境一样，并且视角随着学生头部的左右上下移动而随之改变，全方位的视觉效果、逼真的三维模拟场景让用户沉浸其中，如同现实一般[2]。

2.2 交互性

在经过VR头盔设备显示出计算机生成的这样的三维虚拟环境中，用户可以利用一些传感设备进行与系统的交互，比如触感手套、传感手柄等。用户可以利用手持传感手柄来切换虚拟环境视野中物体的视角、运动状态、显示模式等，还可以通过手戴触感手套去抓取虚拟环境中的物体时，触感手套就会反馈用户摩擦、震动等真实的感觉，使用户可以主观感受到虚拟环境中物体的存在以进行交流互动。

2.3 想象性

计算机处理后经VR设备显示的虚拟环境可以是现实教学中无法呈现出来的，比如物理学中地球磁场、化学中微观物质的反应、地理学中地壳的运动、生物学中的细胞分裂等抽象的教学难点都可以通过计算机生成三维立体图像再经VR设备显示在虚拟的3D空间环境展示给学生，学生沉浸在这个虚拟环境中，不但可以形象、直观地学习新的知识，还可以提高对感性和理性的认识[3]，从而激发用户的思维萌发新的联想，启发创造性思维，突破传统的教学模式，提高教学效果。

2.4 多感知性

当下一些大型的高端VR设备在用户使用时会提供人体运动感知、触觉、听觉等，VR科技公司也在突破技术难题以提供VR用户更多的感知来获取更真实的体验，如在使用VR设备体验史前文明时不但可以获取听觉感知、运动感知、触觉感知等，还要有嗅觉感知、味觉感知、温度湿度等体表感知等，让人仿佛真的置身于史前，眼前的景象、风吹的感觉、阳光的照耀、空气的温度、鸟语花香、触手可及的灌木等，VR技术正在一一实现这种理想的虚拟现实[4]。

3 VR技术在高校体育教学中应用的可行性分析

3.1 模拟运动场景，突破时空限制

在高校的体育教学中，由于教学场地场馆建设情况的不同，难免会有一定教学条件的限制，这时就可利用VR技术将运动场景经计算机模拟三维图像再显示到VR设备，学生也就可以通过借助VR设备模拟的运动场景进行学习来解决场地和时空等的限制，弥补教学条件的不足。如高校进行滑雪技术动作教学，全班四五十人一节课的时间不可能去雪山或者滑雪场学习技术动作，那么就可以通过VR进行雪山场景模拟以及滑雪动作教学，通过VR眼镜学生们可以看到雪山、滑雪场、身着滑雪装备的模拟教师、无数的动作示范、分解教学、动作模仿同步分析等，简单、方便、真实性和可操作性等优势大大突破了时空的限制。

3.2 创新教育模式，提高学生学习兴趣和教学效果

将VR设备引入高校体育教学的课堂，VR教学沉浸性、交互性和想象性等特点让教学不再是传统课堂单调的你听我讲，而是充分发挥了学生的主体作用，让学生主动学习，充分发挥学生学习的积极性和主动性，学生利用VR设备可以学习到现实教学形式中无法做到的教学内容，学习内容更加丰富，形式更加多样，虚拟环境提供的更直观、更形象、多重感官刺激等教学让学生萌生新的联想，启发创新性思维。比如学习运动生理学中肌纤维的收缩过程和骨骼肌细胞的生物电现象等比较抽象的知识点时就可以利用VR设备进行动态模拟场景教学，学生可以通过VR设备观察到肌纤维的收缩、肌丝滑行、肌纤维的兴奋-收缩耦联以及骨骼肌细胞的动作电位传导模拟和细胞间兴奋传递等现象的动态模拟图像。学生通过VR设备的第一视角，不但更直观、更形象地了解了这些现象，而且可以进行系统交互，激发想象，大大提高了学生的学习兴趣和教学效果。

3.3 数字化学习，跟踪学习数据，有效监控学习行为

经VR程序设计和教学内容开发，再通过VR设备和辅助硬件等的配合，实现数字化学习。即数字化模拟运动场景，场景的可操作性，可根据学生需求自主性变换教学形式和视角，然也可记录学生学习过程，跟踪学习数据，有效监控学生学习行为，根据学生的学习过程、学习行为等数据来有效地反馈学习效果。但这也就需要有相应的程序设计和教学内容的开发来丰富完善使其教学系统具备更多功能，在学生沉浸教学场景、与系统交互学习的同时，系统也可以科学地监控其学习行为和学习过程，跟踪其学习数据，以完善新的教学模式，有效提高学习效果。

3.4 功能可开发性强，高校体育教学应用前景广阔

通过VR程序设计和内容开发，加上后续的系统升级，更多的教学功能有待开发，VR虚拟现实在高校体育教学中应用的前景非常广阔。现如今虚拟现实技术和VR设备引入高校体育教学还比较少，关于高校体育教学的VR程序设计和内容开发也相对较少，有关技术部门可以加大对高校体育教学虚拟现实技术研发的力度，丰富其内容，完善其功能；某些高校可以推出VR体育教学试点，从学生的使用情况和教学效果来进一步完善其VR教学系统的功能和内容，包括画面3D逼真设计、画面广角广度、降低眩晕感、增加交互功能、丰富数字化学习监控和数据反馈等。待高校VR体育教学软硬件技术提高和完善，更好地融入到高校体育教学中，在大范围高校体育教学中普及开来，应用前景将会更加广阔。

4 结语

将VR设备融入到高校体育教学，不但可以使教学手段更加多样，使学习过程更加丰富，让教学效果更加突出，而且可以大大激发学生的学习动机和兴趣，在更大的程度上提高了学生的认识，启发创新性联想和创造性思维，但是现如今VR技术尚未在高校教学普及，硬件设备以及内容开发和程序设计也需要一定的人才支持和财力支持，希望在今后相关部门和企业可以突破技术难题，开启VR教学试点，逐渐创新和完善教育模式，为师生提供一个全新的未来式教学课堂。

[1]2016中国V R行业预测研究报告[EB/OL].http：//www.sohu.com/a/64322789_349374.html.

[2]尚晓军.虚拟现实技术在高等学校“射击”训练中应用的探讨[J].体育科学，2003，23(3)：97-98.

[3]周敏.VR技术与体育的融合发展研究[J].文体用品与科技，2015(14)：27-28.

[4]余千春，杜世全.虚拟现实技术在体育教学中的应用[J].安徽体育科技，2005，26(4)：115-117.

G807.4

A

2095-2813(2017)10(a)-0077-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.28.077

安沙沙(1989—)，女，汉族，山东人，研究生，研究方向：体育教育训练学。

王明明(1992—)，男，汉族，山东人，研究生，研究方向：运动训练。