虚拟现实（VR）技术在太极拳教学中的应用研究

周开祥 汤嘉

摘  要  目的：探讨VR技术在大学生太极拳教学中的应用效果。方法：纳入16名健康大学男生，分别开展8周VR太极拳教学模式（n=8）和传统教学模式（n=8），课程结束后对两组学生的太极拳技术进行评分，并采用单腿闭眼平衡评价教学前后的学生平衡能力的变化。采用独立样本T检验分析课程教学后两组学生动作技术评分与平衡能力变化的差异性。结果：8周VR教学后，学生太极拳技术评价与传统教学之间无显著性差异（p>0.05），但组间效应量ES=0.39，接近中等效应量。VR教学组学生单腿闭眼平衡测试时间与传统教学组学生的时间组间存在统计学差异性（p<0.05）且组间效应量（ES=1.74）为大效应量。结论：VR太极拳教学能取得与传统教学相似的效果，且有利于改善学生的平衡能力。

关键词  虚拟现实  太极拳  教学模式  平衡能力

中图分类号：G852.11   文献标识：A     文章编号：1009-9328（2022）02-022-02

太极拳作为传统中医养生运动的重要练习手段，能有效地激活全身肌肉，提高平衡，控制呼吸，滋养心灵[1、2]。同时，太极拳有助于身体疏通经络，促进血液循环，调节五脏六腑，从而实现增强体质的目的。然而，太极拳作为中医院校大学生的必须体育课程却不受学生的喜爱。归其原因在于传统太极拳教学模式较为枯燥，学生学习兴趣不高。与此同时，由于太极拳的练习对学生的动作技术要求较高，一旦体育课后学生无法得到教师的专业性指导就难以发挥太极拳锻炼的效果。然而，大数据、智能化教学时代下，虚拟现实技术（VR）等高级多媒体教学的运用，它结合电子信息技术、人工智能、视觉效果生理、社会心理学、模拟仿真、电子信息技术、立体光电技术、传感技术与精确测量技术性、语音识别与生成技术、网络科技等多种多样的高新科技的优势，创造了逼真性和即时易用性的教学软件与硬件系统，为模拟仿真教学提供了有力的支撑[3-5]。因此，本研究尝试将虚拟现实（VR）与传统太极拳课程相结合，利用VR创建课后体育课堂生成太极拳模拟教学环境，使学生沉浸到太极拳教学环境中，从而解决传统太极拳课程教学中的局限性，实现大数据、互联网+时代下的数字化体育课程，丰富学生体育锻炼的方法手段以及教学环境，同时最大限度的保障教学质量，提高学生的身体素质。

一、方法

纳入16名健康男性大学生作为实验受试者，所有受试者要求均为久坐人群，且未曾参加太极拳练习，近期无下肢急性损伤。采用随机数表的方式将16名大学生分为虚拟教学组（VRT）与传统教学组（TT）开展8周太极拳教学，其中VR教学组采用线下教学+VR教学的模式（华为VR Glass），每周一次的线下教学，VR教学要求每周1～3次不等（根据学生课后时间自由选择），而传统教学组仅采取每周一次的线下教学，同时鼓励学生课后积极开展练习的方式。8周太极拳教学后分别采用单腿闭眼平衡评价学生的平衡能力，同时根据课程动作技术评分标准对学生的太极拳技术动作进行评分。评分标准为如下：a、优（90分以上）：动作规范，方法清楚，劲力顺达，节奏分明，手、眼、身、步协调配合，熟练完成套路;b、良（80～89分）：动作规范，方法清楚，劲力比较顺达，手、眼、身、步能较好配合，能比较熟练地完成套路;c、中（70～79分）：动作比较规范，方法比较清楚，能无遗忘地完成套路;d、及格（60～69分）：动作无大错误，方法基本体现，演练时虽出现短暂遗忘、动作不协调情况，基本能独立完成套路（遗忘不超过两次）;e、不及格（60分以下，不含60分）：动作不规范，方法不清楚，套路不熟练，不能独立完成。采用SPSS25.0对技术动作评分与单腿闭眼平衡进行独立样本T检验，并计算组间效应量ES。显著性水平为p=0.05。

二、结果

表1显示，8周VR教学后，学生太极拳技术评价与传统教学之间无显著性差异（p>0.05），但组间效应量ES=0.39，接近中等效应量。VR教学组学生单腿闭眼平衡测试时间与传统教学组学生的时间组间存在统计学差异性（p<0.05）且组间效应量（ES=1.74）为大效应量。

三、讨论

本研究结果显示VR教学与传统教学相比在太极拳课程教学中的技术教授效果之间并无显著性差异，但VR教学相对于传统教学更有利于提高学生的平衡能力。对于大学生而言，VR视觉反馈训练未能取得技术教学效果上显著优势的可能原因在于纳入大学生均属于久坐人群，对于相对简单的24式太极拳动作技术的掌握能力是相似的，同时也可以说明太极拳教学中增加练习频率或人机交互的方式并不能进一步提高学生的动作学习效果。传统太极拳教学以线性教学为主导，教学组织形式以班级教学为主，难以实现个性化教学。同时，单一的教学方式也导致学生学习的兴趣以及依从性不足。当代大学生具备强烈的学习好奇心，对新鲜课程易产生兴趣，同时他们大脑思维敏捷，活泼好动。而在传统太极拳技术动作教学中，学生很难在短时间内把复杂的太极拳动作看清楚、学明白，难以快速建立一个完整的动作表象。同时，太极拳教师面对众多学生教学时，精力有限，为了提高教学进度也会降低难度较大动作的示范时间，从而使得学生对高难度动作的学习以及掌握不够全面。更重要的是传统体育教学后，并无明确规定的课后指导与练习，就又进一步导致学生已学动作的熟练程度。然而，在解决传统太极拳体育教学重点和难点方面，VR教学可以利用视觉反馈技术的人机交互性特点，弥补传统体育教学中的不足。VR教学采用多变的视觉信号刺激对单一任务或多任务下的大学生动作学习进行辅助教学。相对于传统太极拳教学，学生的中枢神经会根据干扰刺激的类型和强度做出反应，快速调节身体姿势，使人体重新回到平衡狀态，这样可以最大限度的发挥学生动作学习的潜能。尤其是学生通过太极拳练习发展平衡能力，人体为了维持身体的稳定性，会根据外部干扰的类型和强弱采用踝关节策略、髋关节策略和迈步策略等来维持自身的平衡稳定[6、7]。太极拳作为中低强度的有氧运动，其丰富的动作模式非常有利于大学生调节身心。例如，野马分鬃、白鹤亮翅等动作，对于人体非对称的动作模式的发展大有裨益。然而，传统教学中学生通过执行复杂的太极拳运动，发展自身的本体感觉，从而提高平衡能力。但这种能力主要是本体感觉为主导的练习，并没有很好地激活学生的视觉以及前庭器官等。研究发现在视野遮挡的条件下，受试者会重新调整视觉在姿势控制中的作用，更多地依赖前庭觉与本体感觉就可以维持人体的平衡稳定性[8]。因此，以上研究结果提示对于健康大学生而言，VR视觉刺激能很好的改善自身的平衡功能。目前，大多数VR体育教学训练系统是将VR技术结合常规训练内容，利用视觉反馈控制原理而开发设计的。显然，针对于大学生太极拳动作技术教学的VR系统并没有发挥出视觉反馈训练的优势，但进一步促进了大学生平衡能力的提升。因此，本研究提出未来将要进一步对VR动作技术教学系统进行改进，提高技术动作教学环节的专业化水平，将视觉反馈控制训练与前馈控制训练相结合，也许是提高VR教学效果的新突破口。

★本研究支柱来源基金：成都中医药大学教育教学改革课题（项目编号JGYB201944）。

参考文献：

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[2]任学锋.高校太极拳“四位一体”教学模式探索与实践[J].武术研究，2021，6（12）：95-97.

[3]吴相汉.虚拟现实技术在信息交互中的应用初探[J].设计艺术研究，2021，11（06）：133-137.

[4]王欣.虚拟现实技术在电子类课程教学中的应用途径[J].中国管理信息化，2021，24（24）：234-235.

[5]杨耿，萧裕红，黄惠怡，卢映旬，李钦.VR在体育教学与活动中的应用分析[J].电子技术与软件工程，2021（23）：21-23.

[6]Horak FB， Nashner LM. Central programming of postural movements： adaptation to altered support-surface configurations [J]. J Neurophysiol， 1986， 55（6）： 1369-1381.

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[8]Kim KM，Kim JS，Grooms DR.Stroboscopic vision to induce sensory reweighting during postural control.J SportRehab，2017，26：1-11.