元宇宙赋能体育教学创新：多维要素、发展指向与应用思路

何占奇，张 军

（1.朝阳师范高等专科学校体育工作部，辽宁 朝阳 122000；2.内蒙古师范大学体育学院，呼和浩特 010022）

2021 年被称之为元宇宙元年，伴随着元宇宙的异军突起，它所呈现的以虚拟世界为载体的虚实交融的情境，给人们带来了全新的体验，引发了全球范围内的普遍关注，成为当下最为流行的热点话题[1].“元宇宙”是由美国作家尼尔·斯蒂芬森于1992 年在其科幻小说《雪崩》中首次提及的一个虚拟性概念，并在21世纪呈现出异常火爆的发展态势.有关元宇宙的概念界定，因人们所阐述的视角不同而导致了元宇宙的概念呈现出多样化的特征[2]. 通过对目前关于元宇宙概念的研究成果的总结与分析发现，其概念的释义主要包括以下几个方面：首先，理念界定说.认为元宇宙是一种“虚实相容”的理念，以5G、6G、人工智能、大数据等新技术为支持而形成的对诸如人工智能、虚拟现实、区块链、云计算、数字孪生等技术的规模化统合[3].其次，数字空间说.认为元宇宙兼具数字空间与虚拟空间的双层重属性，其中，数字空间是由计算机技术产生的；虚拟空间则是通过视觉、触觉等方式来实现对数字空间的感知.第三，综合平台说.认为元宇宙是一个由诸多要素所构成，并且涵盖了创造、娱乐、展示、社交、交易等多元化功能的综合型平台[4].概而言之，元宇宙作为技术革命的新兴产物，实现了对互联网诸多功能的规模化统合，形成了一个广义的虚拟空间，给人们带来了一种全新的体验与感知.由于其具有广泛适应性，因而会对社会的各个领域的变革与发展，产生重要的影响[5].

从本质上讲，元宇宙是科技革命的产物，由此衍生出的元宇宙教育以其所特有的内容丰富性、手段多样性以及突出的高科技性，成为教育范式变革与创新的典范，拥有着极其广泛的应用空间[6].体育教学是我国教育体系中的重要组成部分，在培养学生运动能力，提高健康素质水平等方面扮演着不可或缺的关键角色.体育教学主要包括教学理念、教学方式、教学环境以及师资队伍等四大要素所组成，通过四个要素之间的互动，来共同完成教学内容，达成教学目的.元宇宙是科技革命的产物，由此而衍生的元宇宙教育通过对多种高科技资源的统合而形成了一种虚实相融的全新的教育形式[7].这种新型教学形式的运用，势必会对当下的体育教学产生巨大的影响.新时代是我国社会步入全新发展时期的重要标识，对我国各个领域的发展提出了全新的要求.在此背景下，本研究从体育教学的四大要素为视角，以理性的态度对元宇宙赋能下的学校教学发展进行审视与分析，求证科学实效的应用路径，对于促进体育教学的改革，提高其整体效果，具有重要的现实意义.

1 元宇宙赋能体育教学创新的多维要素

1.1 元宇宙赋能体育教学理念创新

体育教学理念是教育主体在具体的体育教育实践及相关的思维活动中形成的对“体育教育应然”的理性认识和主观要求，对于体育教学工作的开展，具有重要的引导规范作用.通过调查发现，现行的体育教学存在着诸如教学形式陈旧，教学内容简单重复，教学效果与预期目标存有偏失等亟待解决的现实问题，究其原因在于传统的教学理念的束缚以及设施资源的配置缺失严重.

随着元宇宙时代的来临，虚拟空间与现实空间的相互叠加，为人们提供了一个更为广阔的空间.在此空间中，人们可以自由的转换身份，或是虚拟人，或是现实人，亦或是虚实相容的人，这种多元化身份的转变，会引发人们行为理念、思维方式以及生活状态的巨变.其中，行为理念的转变尤为明显.传统的按部就班的行为理念会在元宇宙的空间内实现彻底的转变，放飞自我、寻求全新的尝试与体验，将成为元宇宙时代人们行为理念的核心. 相对于传统的体育教学而言，元宇宙所营造出的虚实相容的空间，为体育教学创造了更为多元的选择，并在高新科技的加持下，促进了体育教学的方式、内容、手段以及环境等多方面的更新与变革[8].由此引发了体育教学在理念上的大挑战、大变革，要求体育教学在理念上做出适当的调整，用以适应与满足元宇宙在体育教学中的应用.

1.2 元宇宙赋能体育教学方法创新

受传统教学观念的影响，以“教师讲解、示范—学生观摩、练习—教师纠错”为主线的“三段式”教学模式在体育教学中得以长期沿用，灌输式、复印式等教学方法成为主流，致使体育教学逐渐陷入了程式化的发展误区，学生对体育学习的热情逐渐减弱，学习兴趣不断丧失，学习效果日趋低下.对此，我国对体育教学的方法进行了不断的研创、植入与运用，但是，从效果上看并未取得理想的效果.元宇宙为体育教学提供了虚拟与现实两大教育训练的空间；AI、大数据、区块链、网络通信、数字孪生、游戏引擎等高科技技术，为体育教学提供了丰富的资源；线上与线下两大教育形式为体育教学提供了多元化的选择[9].在此背景下，传统的体育教学方法已无法适应与满足元宇宙背景下体育教学的发展需求.因此，研创适应于元宇宙背景下的体育教学方法，就成为体育教学必须要加以高度重视，并给予切实解决的重要问题.

1.3 元宇宙赋能体育教学环境创新

教学环境是指由多种要素构成的对教学活动产生影响的复杂系统，对教学效果有着极其重要的影响.传统的体育教学环境主要分为物质环境与精神环境两大类型，具体包括体育教学的基础设施、师资、设备、训练内容、目标、学生的动机、态度以及体育教学的氛围等等.而元宇宙教育则是将虚拟环境有机地植入到教育系统当中，不仅实现了教育空间的拓展，同时，还有效地丰富了教育环境的构成要素[10].因此，如何构建适合于元宇宙背景下的体育教学环境，是当前体育教学所面临的又一重大挑战，是关乎元宇宙赋能下的体育教学创新发展的重要环节.

1.4 元宇宙赋能体育师资建设创新

体育教学的实质是一个相关理论知识与基础技能的“传递—接受”的过程，其目的在于通过体育教学来提高学生的运动能力，用以满足学生体育综合素质能力的发展需求.长期以来，我国体育教学主要依托课堂教学的形式来进行，借助学校体育教学的设施与师资来完成教学计划，达成体育教学的目标.元宇宙作为当下最为热性的概念，包含了多元化的高科技技术，为人们呈现出一种完全陌生、又倍感新奇的虚实相容的空间环境[11]. 因此，元宇宙在体育教学中的应用，不仅需要理念的转变，同时，还需要师资力量的支持与保障. 就目前我国体育教学的师资队伍现状而言，基本上能够完成对学生进行体育基础运动技能与相关理论知识的传授工作.但是对于元宇宙教育这一全新的教育形式的应用，绝大多数的教师属于“门外汉”，需要对元宇宙的内涵、功能、作用以及具体的应用等进行全面的了解.因此，如何面对这种对师资队伍素质能力的挑战，就成为实现元宇宙在体育教学中得以有效应用的关键环节.

2 元宇宙赋能体育教学创新的发展指向

2.1 虚实相融：为体育教学提供了广阔的发展空间

教育是民族振兴、社会进步的基石，体育教学是提高学生体育运动能力、促进其身心健康发展的重要保障.传统的体育教学是基于物理世界中的各种相关资源的保障而得以开展的，其发展的空间也仅局限于现实世界中的物质空间，具体而言就是运动场馆、器材、实验室等.这种固化的体育教学空间，会导致教学内容的重复使用，教学过程程式化以及教学效果低下的现实问题.科学技术的变革为体育教学提供了丰富的资源.尤其是网络技术的发展，为体育教学勾勒出全新的发展愿景，实现体育教学的信息化发展已成为必然趋势[12].元宇宙统合了互联网、大数据、人工智能、区块链等全新的信息化技术，各项技术均为体育教学提供了全新的发展空间[13].例如互联网技术提供的信息化空间；大数据时代所提供的数据空间；人工智能时代所提供的模拟空间等等.而这种全新的发展空间会伴随着科学技术的发展而呈现出不断创新、不断拓展与不断完善的发展态势.尤其是元宇宙所创设的虚拟空间，更是以期特有的无限可能性，为体育教学提供了广泛的发展空间.因此，对体育教学来说，是一次重大的发展机遇.

2.2 多元统合：为体育教学的现代化发展提供科技引擎

实现体育教学的现代化不仅是学校体育发展的根本要求，同时，也是我国社会发展的必然诉求.科学技术作为第一生产力，在社会的各个领域中扮演着极其重要的角色.元宇宙作为技术革命的产物，它所带来的全新的科学理念与技术手段，对于体育教学的现代化发展具有重要的促进作用.首先，信息化技术的使用，确保了体育教学的相关信息、成功的经验以及典范性发展模式的交流、借鉴与推广；其次，VR（虚拟现实）、AR（增强现实）以及XR（混合现实）等可视化技术的运用，提高了体育教学内容的形象化、形式的多元化以及对模拟情景真实还原的程度[14]，使得体育教学更为具象，进而提高了体育教学的趣味性.由此可见，在元宇宙时代，多种高新科技的运用，促进了体育教学在技术手段上的多元化发展，使得元宇宙成为体育教学的高科技平台.

2.3 线上线下：打造体育教学多元化的发展平台

线上教育是一种基于网技术支持下的特殊的教育形式，具有覆盖范围广、适用群体规模庞大以及即时性突出等特征.目前，线上教育已成为我国重要的教育形式之一，与线下教育相辅相成，推动着我国教育事业的健康发展.由于体育教学的特殊使命以及当前所遵循的实战化的发展理念，线上教育训练方式的运用处于明显的弱化状态.而线上教育的缺失，会在一定程度上造成相关信息的闭塞，同时，还会因教学形式的单一而影响受训者的积极性.元宇宙集现实与虚拟于一体，诸多技术的应用是基于互联技术的支持得以实现的，因而具有突出的线上与线下混合发展的特征.因此，元宇宙教育的开展，为体育教学创设提供了一个线上与线下混合发展的平台，改变了体育教学线上教育缺失的现状，呈现出多元化发展的良好态势.由此可见，元宇宙不仅能够为体育教学提供更为广阔的空间，促进其现代化建设，同时，还能够为实现体育教学方式方法的多元化发展，提供良好的机遇，创造有利的条件.

2.4 实景模拟：元宇宙给体育教学带来全新的沉浸式教学范例

实景模拟是情景教学的重要表现形式，也是沉浸式教学的必要条件.伴随着学校体育教学改革的不断深入，情景教学作为一种全新的教学方法在学校体育教学中得以应用与推广，这就成为开展沉浸式教学的重要基础.在充分参照元宇宙特征与功能的基础上，设计元宇宙赋能情景教学的基础路径（见图1），为开展沉浸提供思路参考[15].

图1 元宇宙赋能情景教学设计路径示意图

元宇宙强调虚实相融，能够借助多种高新科技在虚拟空间内对现场做出最为真实的还原.这种现场的还原可以根据教育训练的需要，通过大数据所提供的信息进行随时改变，为体育教学创造出一个具有沉浸式的全新的教学范例，通过运用VR（虚拟现实）、AR（增强现实）以及XR（混合现实）等可视化技术，根据教学的需要来设置多元化的，可即时调整变化的实训场景[16]，既能够满足不同条件下体育教学的需要，同时，在元宇宙赋能的虚实交融的情境中，学生既可以进行多元化项目的学习，还能够进行沉浸式的参与体验.这种多元化的体育学习参与，能够激发学生体育学习的兴趣.这对于促进体育沉浸式教学的发展与普及，实现学生体验与认知效果的最优化，具有重要的实用价值.

3 元宇宙赋能体育教学创新的基本原则与应用思路

3.1 遵循原则：元宇宙赋能体育教学创新的应用前提

3.1.1 适应性原则

作为当今世界最具发展潜力、最为热点的元宇宙而言，它所呈现出的全新的发展理念以及高新技术的综合运用，使之具备了在社会各个领域普遍应用的基础条件.但是，从认知与掌握的层面来看，人们对于元宇宙技术的了解与把握尚处于不断探索与提高的阶段，因而在具体的应用过程中，坚持适应性原则具有必要性.体育教学的目的在于提高学生的运动能力与健康水平，将元宇宙技术应用于体育教学当中，虽然能够丰富体育教学的手段、内容与方式，提高体育教学的实际效果，但是，在具体的应用过程中切忌产生过分依赖的心理，应于现有的体育教学体系的基础上有机地植入，提高与体育教学的贴合程度，使元宇宙技术成为体育教学的助推器与活化剂.

3.1.2 实效性原则

元宇宙技术的虚实相融的特征，为体育教学提供了多元化的资源与选择，为提高元宇宙在体育教学中应用的整体效果，秉承实效性原则是不可或缺的关键环节.元宇宙包罗万象，为人们提供了全新的发展空间，虚实交融的特征给人们带来了多元化的体验.相对于体育教学而言，坚持实效性原则是充分发挥与利用元宇宙赋能的必要条件.这就要求在具体的应用过程中，应以追求应用效果的最优为目的，用以突出元宇宙技术在体育教学中运用的实效性.这对于提高新时代下我国体育教学的整体水平，推进体育教学体系的创新至关重要.

3.1.3 可持续性原则

体育教学是培养学生基础性运动能力，提高其身心健康素质的有效途径.伴随着“终身体育”、“健康第一”等新型体育教学思想的衍生与发展，培养学生体育学习与锻炼的自主意识就成为学校体育的重要目标之一.因此，加强学生体育运用能力的培养，对于学生体育综合素质能力的发展具有重要的现实意义.这就要求在教学过程中要注重培养学生的基础能力，使之成为学生体育综合素质能力培养与发展的重要基础与保障. 这就要求体育教学要坚持可持续性原则.而元宇宙技术作为未来人类社会发展的重要载体（或工具），将在相当长的时间内发挥出重要的作用.这种作用的持久性，在一定程度上支持与保障了元宇宙技术在体育教学中的可持续性应用与发展.另外，从终身学习的视角来看，元宇宙技术在信息存储、更新、传输以及虚拟化场景的营造等方面所彰显出的巨大优势，均能够成为学生提升自身综合素质能力的重要保障.

3.2 规划路径：提高元宇宙赋能体育教学创新的应用保障

元宇宙时代的来临，使得体育教学呈现出挑战与机遇并存的发展态势.因此，直面挑战，抓住机遇，积极探寻元宇宙视域下体育教学的发展路径，是当下及未来我国体育教学必须要加以高度重视并给予切实解决的现实问题.从总体上看，元宇宙视域下的体育教学发展的核心在于元宇宙技术的有机植入，通过对元宇宙相关技术的应用，促进体育教学体系的创新与发展.黄谦[17]基于对元宇宙概念解读，设计了“元宇宙环境下虚拟体育空间场景构建的技术支撑示意图”，在充分参考该示意图的基础上，对元宇宙赋能体育教学创新的规划路径进行探讨，即“通过发挥元宇宙核心技术的引擎作用—借助虚实交融界面的支持—实现体育教学的创新发展”（见图2）. 以此为依据，结合元宇宙时代体育教学所面临的挑战与发展机遇，拟从以下四个方面对元宇宙技术在体育教学中的应用途径进行探讨.

图2 元宇宙赋能学校体育教学创新发展路径示意图

3.2.1 拓展发展理念，打造虚实交融的发展空间

在人类社会漫长的发展进程中，物理空间永恒的存在，使得人类的思维理念与行为方式受到长期的禁锢与限制.但是，人类从未停止对打破物理空间种种局限的方式方法的探求.无论是哥白尼对宇宙空间的探索，还是如今宇宙飞船的太空飞行；从敦煌飞天美好愿景的图示展现，到宇航器对月球、火星等星球的登录探查，均显现出人类社会对拓展发展空间的不断追求.元宇宙以其前沿性的发展理念以及虚实交融的特征，为人类社会呈现出一种全新的发展空间.在元宇宙时代，人们可以打破时间与空间的限制，在虚拟与现实之间自由穿梭、翱翔，置身不同空间领域、转换不同的角色、感悟不同的理念，在广袤的空间内去体验、遐想[18].这种全新的发展空间为人类社会的发展创设提供了多元化的规划与选择. 相对于体育教学而言，因长期受限于传统教学理念的影响，致使其发展空间狭窄，教学的内容、方式方法也逐渐呈现出程式化的弊端，由此造成了体育教学的效果与教学目标之间存在着明显的差异.元宇宙时代不仅为体育教学提供了全新的资源与技术支持，同时，也为体育教学带来了全新的发展空间.因此，打破传统的教学理念的束缚，实现元宇宙背景下的体育教学理念的拓展与更新，促进现有的发展空间与元宇宙空间的对接，就成为确保元宇宙技术在体育教学中得以有效利用的必经之路.

3.2.2 发挥引擎作用，构建多元统合的方法体系

通过对现行的体育教学的方式方法的调查发现，理论学习、技能培训是其主要的内容，所采用的方式以课堂教学为主，在具体的教学过程中，所采用的方法也仅仅是局限在课堂教学中的理论讲解与技能训练.这种单一的方式方法虽然对学生的体育理论素养与基础运动技能具有一定的促进作用，但是，却存在着最为明显的弊端，即间断性显著，这对于学生体育综合素养的不断提升与发展，会产生一定阻碍作用.另外，教学方法的过于单一会对学生的体育学习心理产生影响，造成其学习的积极性、自主性受限严重.元宇宙时代的来临，为体育教学提供了大好的发展机遇.元宇宙统合了多元化的高新技术，成为其快速发展的重要引擎.而这些高新技术的应用，也为体育教学方法的创新提供了支持与保障.例如，VR、AR、XR 等可视化技术使得体育教学的线上教学成为可能，使得原本的照本宣科式的讲解向着感官体验与自主认知的方向转换；单纯的教师讲解与演练向着影像视频的观摩与练习的方式转变；虚拟化情景的设置呈现出身临其境的真实体验，为体育教学提供了多元的场景选择与技术保障.诸如此类，多元化的技术引擎促进了体育教学方法的多元化发展.因此，充分发挥元宇宙技术的引擎作用，研创与开发多元化的培训方法，形成线上与线下、真实与虚拟的有机结合，进而达成体育教学方法体系的构建与完善.这对于实现元宇宙赋能下的体育教学的健康发展，具有重要的促进与保障作用.

3.2.3 实现资源整合，营造高新科技的发展环境

资源是事物赖以发展的必要条件，资源的充足与否，会对事物的发展效果产生极其重要的影响.体育教学在学校教育体系中占据着重要地位，关乎学生基础性运动能力与身心健康素质的发展.因此，加强对体育教学资源的配置就显得尤为重要.从体育教学资源的属性来划分，主要分为人力资源、物质资源以及技术资源.其中，人力资源主要是指从事体育教学的教师与相关管理者；物质资源是指开展体育教学所需的各种基础设施、器材、器具等等；而技术资源则是指与教学所需的各项技术条件.就目前我国体育教学的资源配置来看，由于受传统的教育理念的影响，在物质资源的配置上主要集中在对线下教学需求的满足，例如，教学所需的场地、器材等；在人力资源的配置上，我国各级学校均配有体育教师与相应的管理人员，在三种资源的配置中最为完善；在技术资源的配置上，体育教学存在的缺失最为严重，其中最为明显的就是对网络资源的开发与使用效率较为低下.通过调查发现，目前我国体育教学也引进了一些线上培训的技术手段，例如运动APP 的应用，利用网络技术开展线上教学，但由于体育教学的特殊属性以及对教学条件的基本需求，使得线上教学的效果未能取得理想的效果.元宇宙时代不仅为人们展现了虚实交融的空间环境，同时，更为人们呈现出高新科技的体验盛宴.因此，加强对元宇宙技术的应用，不仅有助于改善体育教学技术资源匮乏的现状，同时，还能够促进体育教学技术资源的升级.例如，可视化技术的应用能够营造出多元化的情境空间，满足学生多元化的学习需要；仿真技术的运用能够为学生提供真实场景的观摩与体验；另外，区块链技术、人工智能技术的运用，不仅有助于实现教学信息的存储、传输，同时，还能够营造出科技化发展的空间环境. 由此可见，加强对元宇宙技术的运用，促进体育教学技术资源的不断丰富与发展，营造体育教学的高科技发展空间，是实现元宇宙技术在体育教学中应用与推广的有效途径.

3.2.4 加强师资培养，筑基体育教学健康发展

加强师资队伍建设，是提高教育水平，促进人才培养质量不断提升的重要保障.元宇宙作为当前最具前沿性的技术，其应用不仅能够有效丰富学校体育教学的方式方法，同时，对于体育教师的素质能力提出了全新的要求.因此，基于元宇宙赋能下的体育教师队伍的建设，加强师资培养具有必要性.这不仅关乎新时代下我国体育师资队伍整体素质能力的提升，同时，也关系到元宇宙技术在体育教学中的应用与推广.这就要求，首先，要积极引导与规范体育教学教师培训理念的转变，在遵循上述相关政策要求的基础上，加强对元宇宙发展理念的理解与认知，为元宇宙技术在体育教学中的应用做好理念的铺垫；其次，鼓励体育教师对元宇宙技术的接触、了解、学习与掌握，提高其对现代化高新技术的运用水平，使之在教学中能够有效利用元宇宙技术，为促进体育教学效果的不断提升提供保障；第三，要采用定期培训与教师自主学习相结合的方式，来实现体育教学师资队伍建设的常态化发展，确保师资队伍的整体素质能够适应元宇宙背景下的体育教学的健康发展.