計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用研究

劉 瑩

（武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院，湖北 武漢 430000）

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用研究

劉 瑩

（武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院，湖北 武漢 430000）

文章主要對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，通過對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和高效體育教學(xué)必要性和現(xiàn)狀的分析，提出計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用策略，以期將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效地應(yīng)用于高校體育教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)高校體育教學(xué)質(zhì)量和效率的提高，促進(jìn)現(xiàn)代高校體育教學(xué)的健康發(fā)展。

高校體育教學(xué)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中一種通過對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬生成仿現(xiàn)實(shí)環(huán)境的技術(shù)，通過對(duì)傳感器的充分應(yīng)用實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)者和模擬環(huán)境的交互傳感。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種綜合了計(jì)算機(jī)圖形圖像處理、多種模式選擇、傳感認(rèn)知識(shí)別、智能語音、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)領(lǐng)域交互的成果，可以廣泛投入到醫(yī)學(xué)、航空、航天、建筑、軍事、娛樂、教育等多個(gè)領(lǐng)域中進(jìn)行模擬體感互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的融合發(fā)展，具有非常深遠(yuǎn)的教學(xué)意義。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在當(dāng)前高校體育教學(xué)中還處于空白，通過對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施，可以生動(dòng)地將體育教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)出來，營造富有趣味的教學(xué)環(huán)境，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還能使學(xué)生的專業(yè)技能知識(shí)得到較高效率的掌握，實(shí)現(xiàn)高校體育教學(xué)質(zhì)量的提高。

1 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用背景

1.1 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合了多種科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)融合發(fā)展而成，其主要目的是營造出一種針對(duì)感官感覺接近現(xiàn)實(shí)環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，突破傳統(tǒng)意義仿真技術(shù)不能對(duì)人感官進(jìn)行模擬的缺陷，實(shí)現(xiàn)了人體與計(jì)算機(jī)設(shè)備感官交互的虛擬技術(shù)，其主要依靠五大基礎(chǔ)構(gòu)成模塊得以實(shí)現(xiàn)，分別是：檢測(cè)、反饋、傳感器、控制以及3D建模。通過檢測(cè)和反饋模塊檢測(cè)體驗(yàn)者的指令信息是否得以構(gòu)建，再通過傳感器模塊和控制模塊實(shí)現(xiàn)指令的傳遞與控制，最終將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬環(huán)境進(jìn)行連接，以此達(dá)到3D建模模塊的有效生成和運(yùn)用。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有3種特征，即沉浸性、交互性和感知共享性。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過對(duì)人體五感特征進(jìn)行仔細(xì)分析，建立與現(xiàn)實(shí)世界1∶1的3D模型，達(dá)到現(xiàn)實(shí)世界中等效的視覺、聽覺、觸覺和動(dòng)覺的體感，更容易使體驗(yàn)者身臨其境，并且突破了傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)控制交互行為，利用傳感設(shè)備進(jìn)行虛擬交互，是操作更加方便，還可以無限地拓展體驗(yàn)者的想象空間，通過對(duì)虛擬世界的

構(gòu)建達(dá)到體驗(yàn)者想要的效果。

1.2 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和高校體育教學(xué)結(jié)合的必要性

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是對(duì)計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)的一個(gè)深化，將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到高校體育教學(xué)領(lǐng)域中，是對(duì)高校體育教學(xué)模式的一種全新探索，改變傳統(tǒng)面授的教學(xué)方式，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，通過對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的構(gòu)建，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入不同體感的體育教學(xué)環(huán)境中，激發(fā)學(xué)生的參與積極性與興趣，實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)的順利實(shí)施。通過對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，在高校體育教學(xué)中可以大大縮短訓(xùn)練教學(xué)的時(shí)間，不僅可以達(dá)到真實(shí)直觀的教學(xué)效果，還能不斷激發(fā)學(xué)生自學(xué)的意識(shí)，從而促進(jìn)高校體育教學(xué)的順利實(shí)施，而對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)中關(guān)于教學(xué)設(shè)備經(jīng)費(fèi)的投入也可以相應(yīng)地減少。在體育教學(xué)中，有許多對(duì)抗競技的項(xiàng)目，而現(xiàn)實(shí)中的訓(xùn)練往往會(huì)因?yàn)椴僮鞑划?dāng)引發(fā)一些教學(xué)事故，導(dǎo)致學(xué)校在體育項(xiàng)目的開設(shè)中對(duì)這類項(xiàng)目進(jìn)行了剔除，而計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效融合，則可以避免實(shí)際操作中可能帶來的損傷，使學(xué)生在非常安全的環(huán)境中進(jìn)行有效的訓(xùn)練。針對(duì)一些具有教學(xué)設(shè)備、場地等有較高要求的體育項(xiàng)目，計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可以更好地進(jìn)行模擬，不僅彌補(bǔ)了現(xiàn)實(shí)高校體育教學(xué)中客觀條件的不足，還能實(shí)現(xiàn)人性化教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)建。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅能突破現(xiàn)實(shí)時(shí)間和空間的界限，還能實(shí)現(xiàn)高校教學(xué)環(huán)境的改善和提高。實(shí)現(xiàn)高校體育教學(xué)中的計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以使高校體育教學(xué)中教學(xué)模式發(fā)生巨大改變，由傳統(tǒng)的課程教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的高科技教學(xué)理念深入學(xué)校課堂，使學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在需求得到巨大的滿足，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的生成。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于高校體育教學(xué)還可以使一些無法進(jìn)入課堂的高端設(shè)備和場地得到應(yīng)用，讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)操作和學(xué)習(xí)的樂趣，優(yōu)化體育教學(xué)中的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)任務(wù)的完成和效率的提高，以達(dá)到現(xiàn)代化高校體育教學(xué)改革的目的。

2 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)的應(yīng)用研究策略

2.1 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在高校體育教學(xué)應(yīng)用研究的客觀要求

在高校體育教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行有效的運(yùn)用，一般主要的設(shè)計(jì)應(yīng)用方向有：校園環(huán)境模擬、體育課堂模擬、實(shí)際教學(xué)環(huán)境模擬以及交互課件設(shè)計(jì)。校園環(huán)境模擬是通過數(shù)碼相機(jī)對(duì)校園環(huán)境進(jìn)行圖像的捕捉，使上傳后的校園素材逼真化，或呈現(xiàn)立體的效果，從而使參與的學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)感；體育課堂模擬是對(duì)體育課堂教學(xué)時(shí)間和空間的拓展，建立較為真實(shí)的虛擬培訓(xùn)環(huán)境，運(yùn)用豐富的交互式教學(xué)方法，輕松實(shí)現(xiàn)高校體育教學(xué)；實(shí)際教學(xué)環(huán)境模擬需要對(duì)體育教學(xué)的相關(guān)設(shè)施等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效真實(shí)的輸入，將其真實(shí)地展現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)減少高校相關(guān)教學(xué)經(jīng)費(fèi)的目的；交互課件設(shè)計(jì)主要是對(duì)課堂交互性進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，利用相關(guān)技術(shù)的描述實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的共享，達(dá)到有效學(xué)習(xí)的目的。

2.2 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用將會(huì)使一個(gè)革命性的變革，它是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的一種顛覆，將傳統(tǒng)的單一式的教學(xué)向多元化的綜合性專業(yè)化的教學(xué)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使單項(xiàng)體育教學(xué)變得更具深度和廣度。

在健美操項(xiàng)目的體育教學(xué)中，計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生和教室提供一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的健美操場館，并賦予虛擬真人化的教學(xué)示范NPC，學(xué)生可以個(gè)性化地選擇適合自身的教學(xué)示范進(jìn)度，并使用具象化描述的方式與教師針對(duì)健美操學(xué)習(xí)的難點(diǎn)進(jìn)行溝通，完成動(dòng)作規(guī)范化學(xué)習(xí)。在排球、籃球等球類項(xiàng)目的體育教學(xué)中，需要教師將動(dòng)作分解的要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的解說，而學(xué)生可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教師解說要點(diǎn)的過程中，進(jìn)行跟隨學(xué)習(xí)，并通過相關(guān)技術(shù)感受標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)球力度、幅度和動(dòng)作的順序，以此進(jìn)行自我感知學(xué)習(xí)，同時(shí)交互式的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還能將單個(gè)的學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，組成小組模式，學(xué)校僅僅需要提供高科技虛擬技術(shù)設(shè)備的環(huán)境就可以實(shí)現(xiàn)“實(shí)際化”的組織教學(xué)。在跳水項(xiàng)目的體育教學(xué)中，通過計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)對(duì)跳水運(yùn)動(dòng)員的標(biāo)準(zhǔn)跳水動(dòng)作進(jìn)行細(xì)節(jié)性的展示，包括對(duì)跳水運(yùn)動(dòng)員在空中的各種動(dòng)作的角度的標(biāo)記，利用計(jì)算機(jī)后臺(tái)進(jìn)行各種角度數(shù)據(jù)的分析和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的標(biāo)記，使學(xué)生從細(xì)節(jié)上進(jìn)行對(duì)比分析，從而了解自身在實(shí)際跳水運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)作的缺點(diǎn)，并通過不斷地訓(xùn)練進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和糾正。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于高校體育教學(xué)不僅能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的自身進(jìn)度的學(xué)習(xí)，還能因地制宜、因材施教，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新化、差異化的人才培養(yǎng)。

3 結(jié)語

高校體育教學(xué)在當(dāng)前的高校教育中面臨著改革的瓶頸，在實(shí)際教學(xué)中需要學(xué)生達(dá)到綜合的運(yùn)動(dòng)技能和熟練掌握運(yùn)動(dòng)戰(zhàn)術(shù)，這就需要不斷地進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練，但往往現(xiàn)實(shí)中難以達(dá)到較好的體育教學(xué)效果。將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入高校體育教學(xué)中，是對(duì)高校體育教學(xué)改革創(chuàng)新的方式之一，利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)功能，實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)空間和時(shí)間的有效利用，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，從而實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)的目的。雖然，當(dāng)前對(duì)于計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，因相關(guān)客觀條件的制約無法廣泛應(yīng)用和推廣，但從長遠(yuǎn)意義考量，這將是未來高校體育教學(xué)改革中不可忽視的改革方向之一，不僅能實(shí)現(xiàn)高校體育教學(xué)質(zhì)量和效率的提高，還能促進(jìn)未來現(xiàn)代化的高校體育教學(xué)的健康發(fā)展。

[1]孫萌.芻議計(jì)算機(jī)“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)在高校體育訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2013（22）：61-62.

[2]劉桂文.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的體育教學(xué)模式探究[J].電子測(cè)試，2014（18）：63-65.

[3]金潔.對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在高校體育教學(xué)中的應(yīng)用分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2015（10）：147-148，151.

[4]韓陽.計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用[J].電子制作，2015（10）：134.

[5]王繼康.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的體育教學(xué)創(chuàng)新探討[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2015（5）：118-120.

Research on the application of computer virtual reality technology in college physical education

Liu Ying
（Wuhan Institute of Design and Sciences, Wuhan 430000, China）

This article mainly makes a research aiming at application of computer virtual reality technology in the universities sports teaching, through the analysis of the necessity and current situation of computer virtual reality technology and the high effciency of sports teaching, putting forward application strategy of computer virtual reality technology in physical education in colleges and universities, in order effectively apply computer virtual reality technology to physical education in colleges and universities, to achieve improvement of quality and effciency of PE teaching in colleges and universities, promoting the healthy development of the modern university physical education.

college physical education; virtual reality technology; computer

劉瑩（1983— ），女，湖北武漢，碩士，講師；研究方向：體育教學(xué)訓(xùn)練。