虛擬現(xiàn)實用于少兒羽毛球輔助訓(xùn)練研究

劉園園

摘 要：文章將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于羽毛球輔助訓(xùn)練，改變了傳統(tǒng)“以教促學(xué)”的羽毛球教學(xué)模式，設(shè)計了對比實驗以驗證虛擬現(xiàn)實用于羽毛球輔助訓(xùn)練的可行性和有效性。通過對實驗結(jié)果的分析，證明虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學(xué)員的羽毛球基本技術(shù)訓(xùn)練有明顯的提升效果，且有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高訓(xùn)練效率，具有良好的示范性效果。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；少兒羽毛球訓(xùn)練；訓(xùn)練實驗

中圖分類號：G808.17 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2018.03.010

1 研究目的

文章通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在體育訓(xùn)練中的應(yīng)用研究進行梳理和總結(jié)，嘗試把虛擬現(xiàn)實技術(shù)與羽毛球訓(xùn)練相結(jié)合，并以實踐研究的方式探討該輔助訓(xùn)練方法在俱樂部少兒羽毛球訓(xùn)練中所達到的效果。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

羽毛球初學(xué)者后場高遠球的虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助訓(xùn)練。

2.2 研究方法

2.2.1 文獻法

查詢了國內(nèi)外有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)、教育科學(xué)、羽毛球訓(xùn)練、青少年體育訓(xùn)練等書籍，閱讀了大量學(xué)術(shù)論文，查閱了國務(wù)院印發(fā)的有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)和體育科學(xué)的規(guī)劃文件，為實驗設(shè)計提供理論支持。

2.2.2 專家訪談法

對我國多位體育教學(xué)專家、羽毛球訓(xùn)練專家、信息教育專家、資深羽毛球教練員和高校羽毛球?qū)Ｈ谓處熯M行了訪談，獲取了大量經(jīng)驗信息。

2.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法

訓(xùn)練中記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，訓(xùn)練結(jié)束后進行測試考核，將學(xué)生成績記錄并匯總，利用SPSS20.0和Excel對成績進行分析處理，得出相應(yīng)結(jié)果。

2.2.4 實驗法

以少年兒童羽毛球訓(xùn)練的特點為依據(jù)，設(shè)計單一因素變換的完全隨機訓(xùn)練實驗，通過實驗結(jié)果驗證虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于羽毛球輔助訓(xùn)練的訓(xùn)練效果。

3 結(jié)果與分析

3.1 虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓(xùn)練概念

虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓(xùn)練是利用虛擬現(xiàn)實設(shè)備，將訓(xùn)練場景虛擬化，讓學(xué)員直接參與其中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的最大特點是可以實現(xiàn)參與者的臨場化，與傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)不同，學(xué)員不再僅僅是被動的接受者，虛擬現(xiàn)實的參與者和虛擬環(huán)境是相互作用的一個整體的兩個方面，讓學(xué)員化被動為主動，鼓勵學(xué)生自主探索，將傳統(tǒng)的“以教促學(xué)” 的學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓪W(xué)生通過自身與虛擬環(huán)境交互來學(xué)習(xí)知識和技能的“交互式”學(xué)習(xí)模式。

3.2 虛擬現(xiàn)實少兒羽毛球訓(xùn)練流程與內(nèi)容

3.2.1 訓(xùn)練對比實驗設(shè)計

3.2.1.1 實驗?zāi)康?/p>

驗證在羽毛球俱樂部少兒初學(xué)者的訓(xùn)練中，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助羽毛球訓(xùn)練較之傳統(tǒng)的羽毛球訓(xùn)練方法，訓(xùn)練效果有顯著性提升。

3.2.1.2 實驗對象

選取河南省新鄉(xiāng)市奧林羽毛球俱樂部少兒羽毛球訓(xùn)練中的10-12歲學(xué)員為實驗對象，共計30人，為保證實驗對象的同質(zhì)性，實驗前在報名的學(xué)員中進行身體素質(zhì)測試，實驗組和對照組分別選取身體素質(zhì)和技術(shù)水平相似的學(xué)員15人作為訓(xùn)練對象。其中實驗組采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)與傳統(tǒng)訓(xùn)練相結(jié)合的訓(xùn)練方法，對照組采取傳統(tǒng)訓(xùn)練方法。

3.2.1.3 實驗變量控制

實驗設(shè)計采用單盲實驗，以避免受試學(xué)員由于知道自己是對照對象進而產(chǎn)生的異常心態(tài)對實驗結(jié)果造成影響；為保證實驗測試的準確性，本實驗采用考訓(xùn)分離的形式進行，專項身體素質(zhì)測試和羽毛球基本技術(shù)測試工作由專任教師擔(dān)任。

3.2.2 訓(xùn)練流程

實驗的訓(xùn)練過程進行8周共計32個課時，實驗組和對照組訓(xùn)練使用的場地、教練員、羽毛球拍等完全相同，訓(xùn)練時間也統(tǒng)一安排在上午以確保實驗的同質(zhì)性。嚴格控制各個實驗要素，訓(xùn)練完成后進行測試并記錄成績，將統(tǒng)計數(shù)據(jù)通過組內(nèi)縱向?qū)Ρ群徒M間橫向?qū)Ρ冗M行分析并得出結(jié)論。整體實驗流程如（圖1）所示。

3.2.3 虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓(xùn)練

羽毛球訓(xùn)練與一般性的授課不同，學(xué)員要親身參與其中并積極互動，對所有的體育項目而言，沒有足夠的訓(xùn)練量是不可能達到良好的收效的。因而虛擬現(xiàn)實技術(shù)只能作為傳統(tǒng)羽毛球訓(xùn)練方法的補充，而不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實技術(shù)也有其固有優(yōu)勢，對緩解緊張的場地資源，教練員資源有十分積極的意義。虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓(xùn)練的實現(xiàn)框圖如下（圖2）。

訓(xùn)練進行前，教練員要提前錄制好VR設(shè)備素材并將設(shè)備調(diào)試完善，學(xué)員通過VR設(shè)備可以身臨其境的感受到羽毛球的飛行軌跡和方位，從而進行模擬打擊訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實的主要使用點是在學(xué)生的自由練習(xí)階段，對于15人的中型訓(xùn)練班，教練員顯然無法在同一時間兼顧所有的學(xué)生，尤其在喂球練習(xí)中，只有一個學(xué)員能在場上練球，其余學(xué)員只能在場下觀摩。虛擬現(xiàn)實可以作為一種有效的訓(xùn)練填充手段，在自由練習(xí)階段可以將學(xué)生分組，每5個人一組，教練員負責(zé)一組學(xué)員的喂球訓(xùn)練時，剩余兩組學(xué)員可在其他空閑場地（不可使用實驗外場地）利用VR設(shè)備進行自主訓(xùn)練，然后三組依次輪換，最大限度利用訓(xùn)練資源。

3.3 實驗結(jié)果與分析

訓(xùn)練結(jié)束后，對學(xué)員的身體素質(zhì)和基本技術(shù)進行量化測試。通過和相關(guān)專家、資深教練員進行討論，選取30s單搖跳繩和全場米字步伐作為身體素質(zhì)測試項目，后場高遠球定點擊球和后場高遠球移動擊球為羽毛球技術(shù)測試項目。鑒于數(shù)據(jù)樣本不大，為避免偶然性造成實驗干擾，羽毛球技術(shù)測試項目共安排5輪進行，每輪測試每個學(xué)員40球，依次輪換。

3.3.1 組間橫向?qū)Ρ?/p>

為探究虛擬現(xiàn)實輔助羽毛球訓(xùn)練方式是否有效，利用SPASS20.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析整理結(jié)果如表（1）。

由上表可看出，訓(xùn)練開始前，實驗組和對照組學(xué)員單搖跳繩數(shù)據(jù)P值0.646>>0.05，不具備差異，相反比較平均，8周訓(xùn)練后，學(xué)生的單搖跳繩數(shù)據(jù)實驗組略高于對照組，然而P值為0.187>>0.05，依然不具備顯著差異性，全場米字步伐測試數(shù)據(jù)中P值為0.113>>0.05，實驗組與對照組之間也不具備顯著性差異，說明虛擬現(xiàn)實輔助訓(xùn)練對于學(xué)員的身體素質(zhì)訓(xùn)練方面無明顯幫助。從高遠球定點擊球數(shù)據(jù)和高遠球移動擊球數(shù)據(jù)可以看出，實驗組成績明顯高于對照組，且P值分別為0.029<0.05，0.045<0.05，實驗組數(shù)據(jù)和對照組數(shù)據(jù)均存在顯著差異性，這說明虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于羽毛球輔助訓(xùn)練是有效可行的。

3.3.2 組內(nèi)縱向?qū)Ρ?/p>

分別選取4周和8周測試后實驗組和對照組的后場高遠球定點擊球數(shù)據(jù)做組內(nèi)縱向?qū)Ρ?，以探究虛擬現(xiàn)實技術(shù)對羽毛球輔助訓(xùn)練的影響，利用SPASS20.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析整理結(jié)果如表（2、3）。

由上述兩表可看出，無論實驗組還是對照組，其P值均<0.001，數(shù)據(jù)特征均有極顯著差異，說明無論傳統(tǒng)訓(xùn)練方法還是虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練方法，都達到了訓(xùn)練效果。從總體上來看，實驗組的整體數(shù)據(jù)高于對照組，從組內(nèi)分析，實驗組的方差變動大，而對照組的方差基本不變。由此可以得到結(jié)論，傳統(tǒng)訓(xùn)練方法提升比較穩(wěn)步，對于絕大多數(shù)的學(xué)生都適用，但提升速度相對緩慢，效果有限；虛擬現(xiàn)實輔助方法則有較高的提升速度，總體效果顯著，但方差波動大，說明有學(xué)生對該方法還不適應(yīng)，無法充分發(fā)揮其全部優(yōu)勢。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

4.1.1實驗組和對照組的學(xué)員都是羽毛球零基礎(chǔ)者，通過訓(xùn)練前的身體素質(zhì)測試，實驗組和對照組學(xué)員的身體素質(zhì)無明顯差異性，經(jīng)過8周的實驗訓(xùn)練，測試數(shù)據(jù)顯示實驗組和對照組學(xué)員的身體素質(zhì)都穩(wěn)步提升，但仍然沒有顯著性差異，而羽毛球基本技術(shù)測試數(shù)據(jù)中實驗組明顯高于對照組，并存在顯著性差異。說明虛擬現(xiàn)實對學(xué)員的身體素質(zhì)訓(xùn)練無明顯效果，但對羽毛球基本技術(shù)訓(xùn)練有很大幫助。

4.1.2虛擬現(xiàn)實對于培養(yǎng)學(xué)生的體育自信和自我學(xué)習(xí)能力有十分積極的作用，在虛擬現(xiàn)實構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，學(xué)員自己就是環(huán)境的主角，可以拋開顧慮盡情施展，虛擬現(xiàn)實有效地拉近了課堂和生活的時空距離，提高了訓(xùn)練效率。

4.2 建議

4.2.1虛擬現(xiàn)實對體育教學(xué)、體育訓(xùn)練的幫助毋庸置疑，然后受到傳統(tǒng)觀念的限制，很多教師、教練員仍無法完全接受這種新型教學(xué)方法，應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念、沖破束縛，讓虛擬現(xiàn)實在體育領(lǐng)域能得到現(xiàn)實的推廣。

4.2.2虛擬現(xiàn)實與體育訓(xùn)練結(jié)合是創(chuàng)新點，也是難點，目前的相關(guān)研究還比較匱乏，可參考的文獻也不多，應(yīng)鼓勵研究，推動發(fā)展，讓更多的人參與進來。

參考文獻：

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