虚拟现实用于少儿羽毛球辅助训练研究

刘园园

摘 要：文章将虚拟现实技术用于羽毛球辅助训练，改变了传统“以教促学”的羽毛球教学模式，设计了对比实验以验证虚拟现实用于羽毛球辅助训练的可行性和有效性。通过对实验结果的分析，证明虚拟现实技术对学员的羽毛球基本技术训练有明显的提升效果，且有利于激发学生的学习兴趣，提高训练效率，具有良好的示范性效果。

关键词：虚拟现实；少儿羽毛球训练；训练实验

中图分类号：G808.17 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2018.03.010

1 研究目的

文章通过对虚拟现实技术在体育训练中的应用研究进行梳理和总结，尝试把虚拟现实技术与羽毛球训练相结合，并以实践研究的方式探讨该辅助训练方法在俱乐部少儿羽毛球训练中所达到的效果。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

羽毛球初学者后场高远球的虚拟现实技术辅助训练。

2.2 研究方法

2.2.1 文献法

查询了国内外有关虚拟现实技术、教育科学、羽毛球训练、青少年体育训练等书籍，阅读了大量学术论文，查阅了国务院印发的有关虚拟现实技术和体育科学的规划文件，为实验设计提供理论支持。

2.2.2 专家访谈法

对我国多位体育教学专家、羽毛球训练专家、信息教育专家、资深羽毛球教练员和高校羽毛球专任教师进行了访谈，获取了大量经验信息。

2.2.3 数理统计法

训练中记录学生的学习情况，训练结束后进行测试考核，将学生成绩记录并汇总，利用SPSS20.0和Excel对成绩进行分析处理，得出相应结果。

2.2.4 实验法

以少年儿童羽毛球训练的特点为依据，设计单一因素变换的完全随机训练实验，通过实验结果验证虚拟现实技术用于羽毛球辅助训练的训练效果。

3 结果与分析

3.1 虚拟现实辅助羽毛球训练概念

虚拟现实辅助羽毛球训练是利用虚拟现实设备，将训练场景虚拟化，让学员直接参与其中。虚拟现实技术的最大特点是可以实现参与者的临场化，与传统的多媒体教学不同，学员不再仅仅是被动的接受者，虚拟现实的参与者和虚拟环境是相互作用的一个整体的两个方面，让学员化被动为主动，鼓励学生自主探索，将传统的“以教促学” 的学习模式转变为由学生通过自身与虚拟环境交互来学习知识和技能的“交互式”学习模式。

3.2 虚拟现实少儿羽毛球训练流程与内容

3.2.1 训练对比实验设计

3.2.1.1 实验目的

验证在羽毛球俱乐部少儿初学者的训练中，运用虚拟现实技术辅助羽毛球训练较之传统的羽毛球训练方法，训练效果有显著性提升。

3.2.1.2 实验对象

选取河南省新乡市奥林羽毛球俱乐部少儿羽毛球训练中的10-12岁学员为实验对象，共计30人，为保证实验对象的同质性，实验前在报名的学员中进行身体素质测试，实验组和对照组分别选取身体素质和技术水平相似的学员15人作为训练对象。其中实验组采用虚拟现实技术与传统训练相结合的训练方法，对照组采取传统训练方法。

3.2.1.3 实验变量控制

实验设计采用单盲实验，以避免受试学员由于知道自己是对照对象进而产生的异常心态对实验结果造成影响；为保证实验测试的准确性，本实验采用考训分离的形式进行，专项身体素质测试和羽毛球基本技术测试工作由专任教师担任。

3.2.2 训练流程

实验的训练过程进行8周共计32个课时，实验组和对照组训练使用的场地、教练员、羽毛球拍等完全相同，训练时间也统一安排在上午以确保实验的同质性。严格控制各个实验要素，训练完成后进行测试并记录成绩，将统计数据通过组内纵向对比和组间横向对比进行分析并得出结论。整体实验流程如（图1）所示。

3.2.3 虚拟现实辅助羽毛球训练

羽毛球训练与一般性的授课不同，学员要亲身参与其中并积极互动，对所有的体育项目而言，没有足够的训练量是不可能达到良好的收效的。因而虚拟现实技术只能作为传统羽毛球训练方法的补充，而不能代替传统训练。虚拟现实技术也有其固有优势，对缓解紧张的场地资源，教练员资源有十分积极的意义。虚拟现实辅助羽毛球训练的实现框图如下（图2）。

训练进行前，教练员要提前录制好VR设备素材并将设备调试完善，学员通过VR设备可以身临其境的感受到羽毛球的飞行轨迹和方位，从而进行模拟打击训练。虚拟现实的主要使用点是在学生的自由练习阶段，对于15人的中型训练班，教练员显然無法在同一时间兼顾所有的学生，尤其在喂球练习中，只有一个学员能在场上练球，其余学员只能在场下观摩。虚拟现实可以作为一种有效的训练填充手段，在自由练习阶段可以将学生分组，每5个人一组，教练员负责一组学员的喂球训练时，剩余两组学员可在其他空闲场地（不可使用实验外场地）利用VR设备进行自主训练，然后三组依次轮换，最大限度利用训练资源。

3.3 实验结果与分析

训练结束后，对学员的身体素质和基本技术进行量化测试。通过和相关专家、资深教练员进行讨论，选取30s单摇跳绳和全场米字步伐作为身体素质测试项目，后场高远球定点击球和后场高远球移动击球为羽毛球技术测试项目。鉴于数据样本不大，为避免偶然性造成实验干扰，羽毛球技术测试项目共安排5轮进行，每轮测试每个学员40球，依次轮换。

3.3.1 组间横向对比

为探究虚拟现实辅助羽毛球训练方式是否有效，利用SPASS20.0对实验数据进行分析整理结果如表（1）。

由上表可看出，训练开始前，实验组和对照组学员单摇跳绳数据P值0.646>>0.05，不具备差异，相反比较平均，8周训练后，学生的单摇跳绳数据实验组略高于对照组，然而P值为0.187>>0.05，依然不具备显著差异性，全场米字步伐测试数据中P值为0.113>>0.05，实验组与对照组之间也不具备显著性差异，说明虚拟现实辅助训练对于学员的身体素质训练方面无明显帮助。从高远球定点击球数据和高远球移动击球数据可以看出，实验组成绩明显高于对照组，且P值分别为0.029<0.05，0.045<0.05，实验组数据和对照组数据均存在显著差异性，这说明虚拟现实技术用于羽毛球辅助训练是有效可行的。

3.3.2 组内纵向对比

分别选取4周和8周测试后实验组和对照组的后场高远球定点击球数据做组内纵向对比，以探究虚拟现实技术对羽毛球辅助训练的影响，利用SPASS20.0对实验数据进行分析整理結果如表（2、3）。

由上述两表可看出，无论实验组还是对照组，其P值均<0.001，数据特征均有极显著差异，说明无论传统训练方法还是虚拟现实训练方法，都达到了训练效果。从总体上来看，实验组的整体数据高于对照组，从组内分析，实验组的方差变动大，而对照组的方差基本不变。由此可以得到结论，传统训练方法提升比较稳步，对于绝大多数的学生都适用，但提升速度相对缓慢，效果有限；虚拟现实辅助方法则有较高的提升速度，总体效果显著，但方差波动大，说明有学生对该方法还不适应，无法充分发挥其全部优势。

4 结论与建议

4.1 结论

4.1.1实验组和对照组的学员都是羽毛球零基础者，通过训练前的身体素质测试，实验组和对照组学员的身体素质无明显差异性，经过8周的实验训练，测试数据显示实验组和对照组学员的身体素质都稳步提升，但仍然没有显著性差异，而羽毛球基本技术测试数据中实验组明显高于对照组，并存在显著性差异。说明虚拟现实对学员的身体素质训练无明显效果，但对羽毛球基本技术训练有很大帮助。

4.1.2虚拟现实对于培养学生的体育自信和自我学习能力有十分积极的作用，在虚拟现实构建的虚拟环境中，学员自己就是环境的主角，可以抛开顾虑尽情施展，虚拟现实有效地拉近了课堂和生活的时空距离，提高了训练效率。

4.2 建议

4.2.1虚拟现实对体育教学、体育训练的帮助毋庸置疑，然后受到传统观念的限制，很多教师、教练员仍无法完全接受这种新型教学方法，应转变观念、冲破束缚，让虚拟现实在体育领域能得到现实的推广。

4.2.2虚拟现实与体育训练结合是创新点，也是难点，目前的相关研究还比较匮乏，可参考的文献也不多，应鼓励研究，推动发展，让更多的人参与进来。

参考文献：

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[2] 刘衡，冯婷.基于虚拟现实技术的体育教学模式的实践与思考[J].北京师范大学学报（自然科学版），2013（06）：649-652.

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[4] 刘兴茹.青少年羽毛球运动员功能动作测试及矫正训练效果实验研究[D].上海体育学院，2016.