虚拟仿真技术（实验）在高校体育专业教学的应用

中图分类号：G807

DOI：10.16655/j.cnki.2095-2813.2024.14.000

备注：null

作者简介：王建军（1971—），男，大学本科，中级-讲师; 研究方向为体育教育。

普通作者：null

作者简介：王建军（1971-），男，本科，讲师，研究方向为体育教育。

摘要：在高等教育体育专业领域内，虚拟仿真技术的引入与应用已成为教学创新的重要标志，对提升教学质量、优化教学模式起到了关键作用。该技术融合了“自主式”“设计式”与“互动式”等先进教学方法，显著提升了学生的学习动力与参与度。本文通过深入剖析当前高校体育课程中虚拟仿真实验教学项目的实际建设与应用情况，旨在揭示其面临的挑战与发展瓶颈，并提出一系列具有针对性的改革策略与发展建议。本文的研究不仅能够为高校体育课程虚拟仿真实验教学体系的进一步完善与发展提供坚实的理论支撑与实践指导，也能够为体育教育在数字化转型的大背景下如何更有效地培养高素质体育人才提供重要思路与方向。

关键词：虚拟仿真技术；高校；体育专业教学；应用

Application of Virtual Simulation Technology （Experiment） in the Teaching of Physical Education in Colleges and Universities

WANG  Jianjun

（School of Physical Education， Xi'an University of Petroleum， Xi'an，Shaanxi Province， 710065 China）

Abstract：In the field of physical education in higher education， the introduction and application of virtual simulation technology has become an important symbol of teaching innovation， which plays a key role in improving teaching quality and optimizing teaching mode. This technology combines advanced teaching methods such as "autonomy"， "design" and "interaction"， which significantly improves students' learning motivation and participation. By deeply analyzing the actual construction and application of virtual simulation experiment teaching project in college physical education courses， this paper aims to reveal its challenges and development bottlenecks， and puts forward a series of targeted reform strategies and development suggestions. The research in this paper can not only provide solid theoretical support and practical guidance for the further improvement and development of the virtual simulation experimental teaching system of physical education courses in colleges and universities， but also provide important ideas and directions for how to train high-quality physical education talents more effectively in the context of digital transformation.

Key Words： Virtual simulation technology; Colleges and universities; Physical education teaching; App; Application

随着数字技术的迅猛发展，我国高等教育正迈入数字化转型的新纪元，在这一进程中，高等教育机构积极整合丰富的数字资源，成功开展了大规模的在线教学实践，为教育改革与创新奠定了坚实基础。教育部对虚拟仿真实验教学项目予以高度关注，视其为数字化课程改革的核心领域，并强调应深化数字化、信息化技术与国家虚拟仿真实验教学项目的有机融合，全面提升教学质量和水平。对于高校体育专业教学而言，虚拟仿真技术的应用更具战略意义。传统的体育课程由于多种因素的制约，其实践性和应用性亟待提升。因此，引入虚拟仿真技术，不仅可以有效突破时间、空间和资源等方面的限制，提升教学效率，更能为学生提供沉浸式的学习体验，帮助他们直观感知体育知识，实现知行合一[1]。这一创新举措对于推动高校体育专业教学内容和模式的深层次改革，提升教育质量，加速教育发展具有重要的战略意义。

1虚拟仿真技术（实验）在高校体育专业教学中应用的必要性分析

1.1教学数字化建设的必然趋势

虚拟仿真技术在高校体育专业教学中的应用，是高等教育数字化建设的必然趋势。鉴于数字化技术的持续进步与全面应用，其与高等教育的融合已成为不可逆转的时代潮流。在此背景下，高校体育课程亟需采纳虚拟仿真实验教学系统，以推动教学创新与发展。这一举措不仅符合现代化教育的发展方向，更是高校体育课程适应数字化时代、提升教学质量的必然要求。因此，高校应积极探索虚拟仿真技术在体育专业教学中的应用，以推动体育教育的持续进步与发展。

1.2推进教学改革模式的根本需求

鉴于传统体育课程在教学资源、场地设施及经费支持等方面所面临的制约，引入虚拟仿真实验教学技术至关重要，该技术能为学生提供高度仿真的学习环境，使他们得以体验传统教学中难以触及的场景，不仅有助于深化学生的学习体验，更能为其自主学习和个性化发展提供有力支持，完全符合现代教育对于提升学生综合素质的严格要求[2]。因此，将虚拟仿真实验教学纳入教学改革模式，已成为当前教育发展的迫切需求。

1.3延伸与拓展教学内容的有效途径

受制于有限的教学时数与环境条件，高校体育课程在融合前沿理论与解决实践教学难题方面面临诸多挑战，导致教学内容相对陈旧，亟需创新。然而，随着虚拟仿真实验教学技术的引入，高校体育教学迎来了新的发展机遇，该技术不仅能够促进多学科前沿知识与体育教学内容的深度融合，还能够通过交互式实验模式，有效培养学生的实践能力，为学生提供全新的学习体验。浙江工商大学便是一个典型案例，该校成功构建了常压低氧体能虚拟仿真实验教学平台，该平台不仅解决了传统实验教学中的诸多难题，如微观实验不直观、特色课程难以实施等，还确保了最前沿的体育训练知识能够全面覆盖全体学生[3]。这一创新举措显著提升了教学资源的利用率和知识转化率，为高校体育教学内容的延伸与拓展提供了坚实支撑。因此，虚拟仿真实验教学技术无疑将成为推动高校体育教学改革与创新的重要力量。

2高校体育课程开展虚拟仿真实验教学的现实困境

2.1虚拟仿真实验教学项目建设与开发团队知识储备不足

在推进高校体育虚拟仿真实验教学项目的过程中，体育教师团队普遍面临知识储备不足的问题，尽管他们在体育教学、训练与竞赛方面有着丰富的实践经验，但在数字化教育技术和实验教学领域的专业知识相对薄弱。构建高效的虚拟仿真实验教学体系，要求教师不仅要精通体育及相关交叉学科的实验应用，还需具备系统的实验设计能力和数字化信息技术的深厚底蕴。与此同时，与开发团队的沟通成为项目成功的关键，然而，由于开发人员普遍缺乏体育专业知识，难以全面理解体育课程的核心要点和知识融合的重要性，导致实验教学体系设计与实际需求存在显著差距[4]。此外，虚拟仿真教学实验在体育教学中的应用尚处于探索阶段，缺乏可借鉴的经验和资源，成为制约项目开发的瓶颈。因此，高校需加强体育教师团队在数字化技术和教学实验方面的培训，提升与开发团队的沟通效率，并积极探索虚拟仿真教学实验在体育教学中的应用路径，以推动体育教学的创新与发展。

2.2虚拟仿真实验研究应用涉及高校体育课程范畴的匮乏

体育课程作为增强学生体质、培养锻炼习惯及提升运动技能的重要途径，其理论研究基础深厚，涉及运动教学与体能训练等多个方面，研究范围广泛且与自然学科及社会科学紧密相连，形成了深厚的学术积淀。然而，当前虚拟仿真实验教学在体育领域的研究主要集中于高度专业化的细分领域，对其在体育课程中的应用前景及发展方向探讨不足，与高校体育课程的实际需求存在显著脱节。具体而言，不仅缺乏针对高校体育课程特点的虚拟仿真实验教学理论研究，而且在实践应用层面，国家级项目中的体育类项目数量寥寥无几，且应用领域狭窄，主要局限于特定专业领域[5]。即便是在高校内部，虚拟仿真技术在体育教学中的应用也仅限于初步探索阶段，远未形成规模化、系统化的应用格局。这种研究与实践的脱节状况，严重制约了虚拟仿真技术在高校体育教学中的潜力发挥，亟待引起相关部门和学术界的深刻反思与积极应对，以推动其在体育教学领域的全面发展。

2.3部分高校不重视虚拟仿真技术（实验）在高校体育专业教学中的应用

虚拟仿真实验教学系统作为当今教育技术的前沿工具，正日益成为教育数字化转型的关键驱动力，其在高校体育专业教学中的潜在价值巨大，不仅能为学生营造更为直观、生动且全面的学习环境，还可有效促进理论与实践的深度融合。然而，遗憾的是，尽管国内已有部分高校积极投入该领域的开发与实践，但从宏观层面审视，真正在体育教学中充分发挥虚拟仿真实验教学系统优势并取得显著成效的案例仍属凤毛麟角[6]。深究其中原因，首先在于资源分配的不均，有限的经费往往优先流向学校的特色或重点学科，体育类课程在资源竞争中常处于不利地位。其次，部分高校领导层对体育教学创新的重视程度不足，认为传统教学方法已能满足基本教学需求，从而忽视了虚拟仿真技术在提升教学质量方面的巨大潜力。最后，体育教学管理部门在创新方面的主动性欠缺，未能积极申报和推动虚拟仿真实验教学项目的开展。这些问题的存在，无疑严重制约了高校体育专业教学的创新步伐，亟待引起各方的高度重视与深入探讨。

3高校体育课程虚拟仿真实验教学体系的建设视角

3.1使用上“坚持以学习者为中心”的建设视角

随着信息化时代的蓬勃发展，教育领域正逐步迈向以学习者为中心的新纪元，其中个性化教育服务与创新性实践能力的培养成为教育改革的重中之重。在这一时代背景下，虚拟仿真技术的引入与应用为高校体育课程带来了革命性的变革，成为推动教育现代化进程的重要力量。高校体育虚拟仿真教学实验项目的设计与实施，必须秉持严谨、科学的态度，遵循“虚实结合，以实为本”的原则，针对那些涉及体育前沿知识、教学资源匮乏、难以真实再现的教学内容，如三级跳远动作的生物力学分析、技术动作的精准演示以及运动损伤的风险评估等，传统的教学方式往往难以胜任，而虚拟仿真技术则能够打破时空限制，为学生提供高度逼真、可交互的学习环境，帮助他们更好地掌握实践技能和方法。以三级跳远教学为例，传统的教学方式往往受限于场地、器材等因素，难以让学生充分体验和理解跳远动作的技术要领，而通过虚拟仿真技术，教师可以构建一个高度仿真的跳远场景，让学生在虚拟环境中进行模拟练习，学生可以通过观察虚拟演示、操作虚拟器械等方式，深入了解跳远动作的生物力学原理、技术细节以及运动过程中的力学变化[7]。同时，虚拟仿真系统还能够对学生的跳远动作进行实时捕捉与分析，为教师提供精准的教学反馈，从而帮助学生及时纠正错误动作，提高运动表现。此外，虚拟仿真技术在高校体育课程中的应用还体现在对学生实践创新能力的培养上，通过构建开放式的虚拟实验环境，学生可以自主设计实验方案、调整实验参数、观察实验现象，从而培养他们的实践操作能力、创新思维和解决问题的能力。这种以学习者为中心的教学方式，不仅能够激发学生的学习兴趣和主动性，还能够培养他们的自主学习能力和终身学习习惯。

3.2设计上“突出体育课程特点”的建设视角

在构建高校体育课程虚拟仿真实验教学体系时，应以凸显体育课程特色为首要原则，紧密结合教学核心内容，精心设计学习路径与方式，以达成对知识体系的系统掌握与深度理解。例如，浙江工商大学便成功运用了前沿虚拟仿真技术，创建了运动急救虚拟仿真实验平台，该平台不仅集成了心肺复苏、AED操作、止血包扎等核心实践教学模块，更通过高度仿真的实验环境，为学生提供了身临其境的学习体验。此种教学模式的实施，显著提升了学生的技术动作掌握精准度，同时在模拟实战中深化了对运动损伤预防与应对策略的理解，有效增强了其实践操作与自主学习能力。鉴于此，高校体育课程在融合虚拟仿真技术时，应严格遵循教育教学规律，以培养学生终身体育理念和科学健身技能为目标，全面提升学生的体育文化素养。同时，应不断拓展虚拟仿真技术在体育教学中的应用场景，持续优化实验设计，丰富实验内容，确保技术应用的针对性和实效性，通过不断探索与实践，使虚拟仿真技术成为推动高校体育教育改革与创新的重要力量，为学生提供更加优质、高效的体育学习体验。在此过程中，高校需保持对新技术、新方法的敏锐洞察力，以确保体育教学始终与时俱进，满足社会发展和人才培养的需求。

3.3应用上“具备开放创新共享”的建设视角

在新时代高等教育改革的背景下，高校体育虚拟仿真实验教学项目的建设应秉持开放、创新和共享的理念，主动融入并适应我国高等教育体系的变革趋势，不仅要在实践中持续丰富和更新实验教学内容，更要致力于实验教学资源的最大化开放与共享。以具体实践为例，各高校可以依据自身的体育特色和优势，结合地区文化和传统体育元素，打造独具特色的体育课程虚拟仿真实验项目，如可以结合地方的武术传统，开发虚拟武术训练系统，让学生在虚拟环境中体验和学习武术的精髓，这样的项目既体现了地方特色，又丰富了体育课程内容。在资源共享方面，通过构建统一的虚拟实验环境和资源库平台，不同高校、不同地区乃至不同专业的优质教学资源得以汇聚和共享。例如，北方高校的冰雪运动虚拟仿真教学资源，可以被南方缺乏冰雪条件的高校所借鉴和使用，从而实现资源的优化配置和互补。此外，虚拟仿真实验教学项目也为体育师资队伍的建设提供了新的契机，通过跨学校、跨地区的合作与交流，教师可以共同研讨虚拟实验教学的方法和策略，分享教学经验，进而提升整体的教学水平，这种合作模式有助于打破地域限制，促进优质师资资源的均衡分布。同时，虚拟仿真实验教学项目的建设不仅是一个技术应用的过程，更是一个教育创新的过程，需要不断探索体育实验教学的特点，紧密结合实际教学活动的需求，整合各种教育资源，以推动体育教学的深化改革和创新发展。在此过程中，还应注重与国际先进水平的对接与交流，借鉴和吸收国际上的成功经验和实践成果，以提升我国高校体育虚拟仿真实验教学项目的建设水平和应用效果，争取通过不断的努力和创新，打造出具有国际影响力的体育虚拟仿真实验教学品牌。

4结语

随着教育技术的不断革新，虚拟仿真技术在高校体育专业教学中的应用非常重要。从教学数字化建设的必然趋势，到推进教学改革模式的根本需求，再到延伸与拓展教学内容的有效途径，其必要性显而易见。然而，现实中却存在诸多困境，如项目开发团队知识储备的不足、体育课程范畴的匮乏以及部分高校的不重视等。鉴于此，有必要从使用者的角度出发，坚持以学习者为中心，同时在设计上突出体育课程的特点，以期能够为高校体育专业教学带来革命性的变革，进一步提升教学质量，培养出更多具备创新精神与实践能力的体育专业人才。

参考文献

[1]徐峰，施兰平.基于虚拟仿真实验的高校公共体育课程实践教学体系探究[J].体育科技文献通报，2023，31（10）：118-119.

[2]王姗，周忠林，李莉.新时代普通高校公共体育教育的理论探索[J].南京体育学院学报，2020，19（3）：15-20.

[3]邵国华.基于体育教学与运动训练的虚拟仿真平台建设与实践探讨[J].冰雪体育创新研究，2023（12）：150-153.

[4]陈毅清.虚拟仿真实验应用在高校体育专业游泳教学中的必要性分析[J].当代体育科技，2023，13（07）：105-109.

[5]张洁，张楠.基于虚拟仿真的体育教学实训平台设计[J].微型电脑应用，2022，38（03）：173-175.

[6]杨文意，田春兰.高校院校体育专业借助虚拟仿真技术辅助教学的重要性及其对策研究[J].体育科技文献通报，2022，30（01）：127-130.

[7]潘红霞，刘从梅，闫松.虚拟仿真教学系统在高校体育教学中的应用研究[J].辽宁科技学院学报，2021，23（03）：64-66.