计算机虚拟现实技术在高校体育教学中的实践

刘洋 湖南机电职业技术学院

计算机虚拟现实技术主要是通过计算机应用技术对现实环境进行模拟，最终生成仿现实环境的一种技术。计算机虚拟现实技术充分利用利用传感器，以此来实现体验者与模拟环境的交互传感。这种技术几乎可以广泛的应用到各个领域，例如建筑、娱乐、军事等等，每一个领域都可以进行模拟体感互动，以此将现实世界与虚拟世界融合到一起，对教学方面具有深刻的影响。但是从目前的状况来看，我国高校在体育教学中还未引用虚拟现实技术，将虚拟现实技术应用到高校体育教学中，将会使高校的体育教学表现的淋漓尽致，为学生营造一个具有趣味性的学习环境，不仅能够提高学生的学习效率，而且还能够激发学生的学习兴趣，提高学校的教学质量。

一、计算机虚拟现实技术

计算机虚拟现实技术将计算机图形图像处理、传感认知识别、互联网网络以及智能语音等等这些计算机技术相互融合到一起，最终形成了虚拟现实技术[1]。传统的仿真技术中无法对人们的感官进行模拟，但是计算机虚拟现实技术的主要目的就是为人们营造出一种接近于感官所感觉到的一种虚拟现实环境，这种技术打破了传统仿真技术里面存在的缺陷，真正实现了计算机设备与人体感官之间的相互交流。计算机虚拟现实技术之所以有这么大的功效，主要是因为它由传感器、3D建模、检测、控制以及反馈这五个大模块构成。通过检测模块和反馈模块来检测体验者内心的指令信息能够进行构建，随后再通过控制模块以及传感器模块将指令进行控制和传递，最后将虚拟世界与现实世界联系到一起，通过这些步骤时3D建模模块能够有效的生成以及应用。

交互性、感知共享性以及沉浸性这三个特征是计算机虚拟现实技术最明显的特征[2]。因为计算机虚拟现实技术通过对人体感知的特征进行分析，将虚拟世界与现实世界建成1：1的具有空间感的3D模块，几乎可以达到现实世界中等的触觉、视觉以及听觉等等这样的体感，让每一位体验者有种身临其境的感觉，而且还突破了传统意义上运用计算机进行控制的行为。计算机虚拟现实技术利用传感器进行虚拟之间的交互，与传统的仿真技术相比，不仅操作起来更加方便快捷，而且还能够将体验者的想象空间进行无限的拓展，无限期的满足体验者想要达到的效果。

二、计算机虚拟现实技术在高校体育教学中应用的重要性

(一)激发学生学习的积极性

计算机虚拟现实技术，换句话来说其实就是对人工智能技术的一个更深层次的虚化。高校体育教学过程中引用计算机虚拟现实技术，是传统高中体育教学中一种全新的教学模式。通过计算机虚拟现实技术，改变传统体育教学中面授的教学方式，激发学生学习的自主性。通过运用计算机虚拟现实技术，将学生带领到一种全新的、不同体感的学习环境中，激发学生学习的兴趣，提高学校的教学质量。将计算机虚拟现实技术运用到高校体育教学过程中，不仅大大缩短了学生训练的时间，激发学生自主学习，而且还能够达到高校开设体育课程的真实效果，进而促进高校体育教学的顺利开展。除此之外，将计算机虚拟现实技术运用到高校体育教学过程中，与传统的教学模式相比，还大大减少了一些教学设备的投入，降低了学校开展体育课程的教学成本[3]。

(二)保障学生的安全

在高校的体育教学课程中，一般情况下，对抗竞技项目比较多，学生们为了能够拿到更高的名次，奋不顾身，往往特别容易由于操作不当而引发安全事故，安全事故发生频率较高的竞技项目，学校一般都会从体育教学项目中剔除。但是将计算机虚拟现实技术融入到高校体育教学中，则可以防止出现实际操作过程中有操作不当出现的安全问题，让学生在一个安全的环境下开展体育训练。有些高校对体育教学的要求比较高，例如教学场地、教学设备等等这些，计算机虚拟现实技术同样可以对其进行更好的模拟，不仅降低了这些高校开展体育教学的成本，而且还改善和提高了高校的教学环境。

(三)激发学生的创新能力

计算机虚拟现实技术在高校体育教学中的应用，不仅能够打破空间以及现实时间的界限，而且还能够改善和提高学校的教学环境[4]。计算机虚拟现实世界的应用使高校的体育教学发生了重大的改变，由传统的学生被迫学习转变为学生自主学习，将高科技的教学理念逐步深入到高校的体育教学课堂中，满足学生的内在需求，激发学生的大胆创新能力。除此之外，计算机虚拟现实技术的应用还可以使高校能够应用到一些无法进入高校体育课堂的场地和高端设备。让学生真正的体会到学习的乐趣，熟练掌握所学的知识，提高学习效率，最终达到学校的教学效果，实现现代化高校体育教学的目的。

三、计算机虚拟现实技术应用于高校体育教学的要求

要想使计算机虚拟现实技术能够有效的应用在高校体育教学中，那么计算机虚拟现实技术的设计方向主要有以下几个方面：实际体育教学环境的模拟、体育教学课堂的模拟、高校校园环境模拟以及教学课件交互的模拟[5]。实际体育教学环境模拟，需要将现实体育教学所需要的相关设施等等这些数据真实的输入，相关设施将会真实的展现在模拟环境中，大大减少高校在教学方面的支出；体育教学课堂的模拟，是对体育教学课堂空间以及教学时间的拓展，为学生建立一个比较真实的虚拟培训环境，再结合交互式的教学方法，轻松地实现高效体育教学目的。高校校园环境模拟，主要是通过运用数码照相机对校园里的环境进行拍照，尽量使所拍的照片能够真实地反映出校园环境，或者为学生呈现出一种立体感的效果，进而让学生从眉心产生一种强烈的现实感。体育教学课件交互的模拟，主要是实现课堂的交互性，利用一些相关的技术进行描述，以此来实现教学资源的共享，提高学校的教学效率。

四、计算机虚拟现实技术在高校体育教学各个项目中的应用

高校体育教学中应用计算机虚拟现实技术将会是高校的体育教学发生一个巨大的变化，颠覆了传统的教学模式，将传统的单一化的教学模式逐步向现代化多元式的教学模式进行转变，使每一项体育教学项目变得更加具有深度[6]。

(一)计算机虚拟现实技术在健美操教学中的应用

将计算机虚拟现实技术应用到健美操教学中，将会为学生提供一个虚拟而又现实的健美操场地，而且还能为学生赋予一个比较真实的、人性化的教学示范NPC，学生在这个虚拟的环境中可以自由的选择自己喜欢的、适合自己的教学进度，还可以通过具象化的描述方式与体育教师记性沟通，让所学的动作更加规范。

(二)计算机虚拟现实技术在排球、篮球等教学项目中的应用

在排球、篮球等球类的体育教学项目中，体育教师要讲每一个训练项目的动作要点进行详细的说明，学生利用计算机虚拟现实技术在教师说明的要点过程中紧跟学习，并且通过计算机虚拟现实技术感受标准化的发球姿势、发球力度以及幅度等等，通过这些进行自我感知的学习[7]。不仅如此，交互式的虚拟现实技术还能够组织单个的学生，对每一个单个学生进行网络连接，将他们连接在一起组成一个小组，高校只需要为学生提供一个高科技虚拟技术设备的环境，将会实现模拟现实的实际化的教学。

(三)计算机虚拟现实技术在跳水项目中的应用

将计算机虚拟现实技术应用在跳水项目中，将跳水运动员标准的跳水动作详细的展示在计算机虚拟技术中，对运动员在空中做的各种动作进行标记，通过计算机对每一个动作的角度的标准数据进行标记、分析，让每一位学生都能够从细节上进行对比分析，从每一个细节上发现自己在跳水过程中存在的不足，后期通过不断的学习加以改正。

在高校体育教学中运用计算机虚拟现实技术，不仅能够使学生实现个性化的自身学习进度，而且还便于学校因地制宜、因材施教的进行教学，为国家培养差异化的人才。

五、总结

综上所述，各个高校的体育教学在当下的环境中都在面临着改革这一大问题，要求每一位学生都能够达到综合的运动技能，能够熟练的掌握每一运动技术。但是在实际的教学过程中，学生即使通过不断的训练也难以达到最终的教学效果。所以，将计算机虚拟现实技术成功的运用于高校的体育教学中，是对高校体育教学的一大创新。通过利用计算机虚拟现实技术，有效利用高校的体育教学时间和空间，激发学生的学习兴趣，增强学生的自主学习能力，进而实现高校的教学目的。计算机虚拟现实技术从目前的发展状况来看，虽然还处于一种初级发展阶段，由于一些比较客观的因素白未能将其广泛得向社会各界推广，但是我们从长远的发展来看，将计算机虚拟现实技术成功的应用于高校的体育教学中将会是高校体育教学中不可忽略的一部分，不仅能够提高高校体育教学的效率以及质量，而且还能够促进我国高校未来现代化体育教学的长远发展。