虚拟现实技术在高校体育教学中的发展路径研究

巩孝鹏 李屹峰

（武汉体育学院 湖北 武汉 430079）

随着科学技术的发展，人类已经进入数字化的时代。与原来社会相比，人们更多的以internet媒体为介质进行学习、工作、生活和交往，这种介质能够更加快速、准确的传达信息，满足生活学习需求，进而促进人类社会的再发展。在教育领域，面对人类知识指数性增长的现状，传统的体育教育模式出现受时空和地域限制等一系列缺陷，教学效果大打折扣，而数字化时代为解决这一问题提供了坚实的技术保障，利用数字化技术进行教学可以大大补偿原有缺陷，提高教学质量。因此，开展对数字化在体育教学过程应用的研究，加大数字化技术的开发迫在眉睫，在促进体育教育事业的发展方面意义十分重大。本文主要通过分析现阶段限制虚拟现实技术在体育教学过程应用的限制因素，并根据研究结果给予自己的拙见，希望起到抛砖引玉的作用，加快虚拟现实技术引入到体育教学的进程。

1、虚拟现实技术的相关概念

本人通过查阅相关文献，对虚拟现实技术、数字体育、数字化体育教育做出简单的阐述。

蔡曙山指出数字技术是指借助计算机技术把语言、文字、声音、图像等转换为数字形式进行信息交流的技术，它以二进制代码“0”和“1”为载体，以互联网技术为基础，通过计算机的自动符号处理实现信息交流。

吴林指出虚拟现实技术(简称“VR”)作为互联网时代下高科技产物代表，随着其技术的不断突破，“VR+”的概念备受关注，与众多行业已经完成深度结合。VR即VirtualRe-ality的缩写，译为虚拟现实，是由计算机系统编程的、模拟人类感觉的虚拟世界的实时表示，有时也被称之为虚拟环境。

张立、李祥臣、龚健指出：数字体育是指应用数字技术的体育及其相关活动，即以微电子、计算机、通信等软、硬件技术为手段，对体育过程及相关因素进行信息采集、整理、加工、建模等数字处理，以达到管理、体验、传播体育等目的的体育及其相关活动。

2、制约虚拟现实技术引入体育教学过程的因素

2.1、缺乏关于数字化体育教学的科学体系

科学家们在追溯中华5000年历史文明中发现，中国早在公元前3000年左右的原始社会就有了专门传授和学习知识的机构，后经历朝历代的延续和发展，逐步造就了今日的教学体系并广泛应用于各学科的教学，之所以这种教学体系能够得到广大师生的认可，是因为现有的教学体系是经过时代磨砺、科学验证并由权威机构认可的。

作为新兴起的数字化教学，兴起时间短，教学体系不完善，虽有一定成就但都不够成熟，作为后来居上的体育教育而言，新教学技术的研发和运用表现的更加缓慢，缺乏如同传统教育一样完整的、科学的、权威机构认定的数字化体育教育体系，在没有体系制度的限制情况下，部分地区的基层体育教师虽了解数字化教学但应用甚少甚至无人使用，研发无人用，也就造成虚拟现实技术引入体育教学受阻。因此，数字化体育教学的科学体系未建成，是影响虚拟现实技术进驻体育教学的关键影响因素之一。

2.2、针对性的教学内容缺乏

体育教育同样遵循因材施教原则，要根据受教育对象的身体健康状况、体育基础等选择教学内容和教学方法，不同基础的学生就需要选择不同的教学内容。本人曾参与高校网球课程建设，总结发现，现阶段体育类网络课程较多，但是分配到各专业，各个学科，各项运动的课程资源很少，即使各个学科和各项运动中拥有一定数量的课程资源，针对不同年级、不同水平的教学内容很缺乏。体育理论课种类丰富多彩，开设有基础理论和专项课理论，每个专项还分基础课和提高课。这就要求教师要在教学过程中就要根据不同专项、不同的水平的学生开设相应的课程，现阶段体育技术理论的网络教学资源比较丰富，但是共享资源中大多数课程模式相似，针对性较差，没有划分出基础课和提高课。高质量的提高课相对较少，对于体育院校的学生来说，学生已经掌握了基础理论，迫切需要更高水平专业技战术理论的支撑，若继续引用此类课程，对此类学生的技战术能力提高的意义不大。针对性、高质量的课程资源的缺乏致使体育教师放弃使用数字化体育教学，从而阻止虚拟现实技术应用到体育教学过程。

2.3、教学平台的功能不能覆盖体育教学全过程

体育是基于身体与智力活动为基础的学科，体育教学过程需要学生在学习过程中直接参与身体活动。因此，体育在进行数字化教学过程中就不单单只是理论文化的教学，还要包括个人技战术能力的教学。现阶段的教学平台关于体育理论的教学已初具形态，但能够利用数字化技术辅助个人技战术学习的平台还较少，主要原因是单单运动技术就包括身体姿势、运动轨迹、运动时间、动作速度、动作速率、运动力量和动作节奏等要素。因此对于体育技战术的数字化教学需要考虑的因素众多，对软、硬件设施要求极高，现阶段专业教学系统还未形成，从而造成了现有的教学系统只能进行体育理论教学，不能针对个人技战术进行指导与评价。

3、解决制约因素的方案提议

3.1、建立完善的数字化体育教学体系

建立完善的数字化体育教学体系不应该是一句永远放在口头的口号，据相关调查显示，我国大学生体质健康状况正在呈下降的趋势，很多学生处于偏胖、偏瘦甚至是亚健康状态，极度影响了我国健康状况水平的发展。为此国家教育局发布了重要指示，加强学生体育课程考核，不能达到《国家学生体质健康标准》合格要求者不能毕业，这项指示将大学生体育教育升级到规章制度层面，保障了体育教学的顺利实施。同样，对于数字化体育教学的应用，同样需要相关规章制度和完善理论体系的督促与支持，国家体育教育部门应该制定：关于推进数字化技术引入体育教学的指导意见，并且相关专家要着手构建数字化体育教育体系结构，从国家教育政策方面承认数字化体育教学措施实施的可行性，规范体育数字化教育体系结构，为虚拟现实技术在体育教学中应用提供制度保障，推动体育教学现代化，提高教学效率和教学质量。

3.3、利用虚拟现实技术建立三维虚拟情景进行技战术教学，完善数字化体育教学平台功能

现阶段的数字化体育教学仅仅是满足了体育理论的教学过程，还不能对学生技战术进行教学，造成了一旦脱离学校、脱离场地，体育教学过程就无法顺利的实施。随着科学技术的不断发展，虚拟现实技术进入到人类的学习生活中，为解决这一问题提供了技术基础。邵瑞芳指出虚拟仿真技术运用于体育专业术科课堂教学中能够激发学生的学习兴趣、提高学生的体能和运动技能。现阶段利用虚拟现实技术对学生技战术教学才刚刚起步，完整的虚拟体育教学系统尚未建成，因此，建立虚拟体育教学系统辅助体育教学迫在眉睫。

（1）建立虚拟体育技术教学系统，满足学生的技术学习需求。

一方面，利用虚拟现实技术建立虚拟情境中的体育教学场地。使用者在使用前，只需扫描所在现实世界的空间布局状况（包括空间大小、物品位置），系统就可根据数据虚拟出相应的虚拟教学场地，运动者佩戴好VR眼镜和身体各部位的感应器后，即进入虚拟世界进行各项体育运动的技术学习，完成体育技术的学习。在虚拟世界中，学生可从不同角度（正面、侧面、背面示范）观察到三维虚拟教师对相应运动技术的讲解示范，同时学习者的身体动作、运行轨迹和各类相关信息都会通过动作捕捉仪等设备被记录、分析、回放，学生只需要关注语音提示、观看计算机分析结果就可了解自身存在的技术错误并改进，有利于运动技能的学习和巩固。虚拟现实教学系统能够弥补现阶段数字化体育教学系统的缺陷，满足在特殊情况下的体育教学，同时为体育教学提供全新的教学方法，提高教学质量，激发学生的学习兴趣。

（2）建立虚拟训练和比赛系统，满足学生的战术学习和实战应用能力提升的需求。

战术的教学和训练过程是艰难且漫长的，比赛战术的学习和应用与实战训练密不可分，同时还需要教练的分析、指导，与对手的切磋进行学习和改进，现阶段的高水平运动员会通过友谊赛进行切磋改进技战术，这就需要考虑地域、时空和场地等问题，现实中，为了战术的学习和训练，运动员往往需要到千里之外的异国他乡训练，极大的增加了训练费用。虚拟现实技术的出现为解决这一问题提供了技术基础，虚拟现实系统通过动作捕捉仪、传感器、CPU等设备，识别、分析运动员的运动轨迹信息进而形成战术运用数据作为反馈信心反馈给学生和教师、教练，同时教学者也可根据运动员现实情况给运动员选择三维虚拟对手进行训练。另外，参考现阶段电子竞技，虚拟现实技术可在线连接不同地区的同项运动者进入同一虚拟场地比赛，也可选择预先设计好的角色进行训练，运动员可以看到球、器械和对手等实时信息，实现高度真实化，用户随时随地都可以与远在千里之外的对手、伙伴进行切磋交流，专业团队也可用节省下的经费补充训练资源，提高训练质量。

4、结束语

数字化技术的出现，弥补了传统体育教学的缺陷。虚拟现实技术作为新时代的体育教学的媒介，完美的解决了传统体育教学过程中时空限制与地域禁锢，丰富教学资源，提高了教学质量和效率，真正的实现了根据学生的个体化差异进行体育教学，提高学生体育学习的兴趣，激发了学生的学习动机，培养了终身体育锻炼的意识，因此，我们应该充分的虚拟现实技术，促进教学过程的现代化、信息化，推动体育教学事业的健康发展。