計算機仿真技術在體育領域中的應用

艾依來提·阿合尼亞孜

（新疆體育職業(yè)技術學院 新疆 烏魯木齊 830001）

前言

計算機仿真技術是一項綜合性的技術，具有較強的實用性和時代性。在我國的教育領域，計算機仿真技術的應用范圍比較廣泛，例如物理教學、化學教學、機械設計教學、電子電路及旅游管理教學等學科教學中都有應用。隨著社會的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了很多種類的仿真軟件，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了很多的便利。從實踐來看，計算機仿真技術在體育教育領域的應用還比較有限，因此，積極嘗試和探索將計算機仿真技術應用到體育教學中，發(fā)揮仿真技術的優(yōu)勢力量，有利推動體育教學的發(fā)展成效。

1、計算機仿真技術的內涵及特點介紹

1.1、簡述計算機仿真技術的內涵

簡單來說，計算機仿真技術，就是建立仿真模型，并實施仿真實驗的現(xiàn)代科學技術的一種。該項技術首先需要建立起研究系統(tǒng)的模型，并結合實際的環(huán)境特點，開展實際的研究、分析及實驗的方法。做為一種重要的研究方法和實驗技術，計算機仿真技術直接應用在系統(tǒng)研究中。

1.2、計算機仿真技術的類型

（1）智能仿真。

所謂智能仿真，就是基于原有計算機仿真系統(tǒng)，將相關知識及人類思維進行融入。仿真技術和人工智能技術的深入融合，對基本知識的開發(fā)途徑進行構造，進而實現(xiàn)仿真效果的提升。

（2）面向對象的仿真。

計算機仿真技術的發(fā)展速度是非?？斓?，如今，面向對象的仿真是計算機仿真技術發(fā)展過程中的重要標志。將系統(tǒng)視為由相互作用的對象而組成，通過研究功能設計，提升構建模型的易理解程度，進而實現(xiàn)從層次來對模型進行觀察。

（3）分布交互的仿真。

在分布交互方式中，屬于是多仿真器進行的交互合作，從而形成合成環(huán)境模式下的仿真技術。這種類型的方針技術主要在層次結構、協(xié)議、數(shù)據(jù)庫技術等方面進行應用，把不同位置上的各個仿真器進行連接，然后對須以實物實施仿真模擬。

1.3、計算機仿真技術的基本特點分析

與其他技術相比較，計算機仿真技術應用在教育教學過程中，其的“真實性”是其他技術手段所不能企及的，凸顯出了主體沉浸性、自然交互性、物體自主性、全面感知性等基本特點。

對計算機仿真技術來說，最典型的特征就是用戶對虛擬場景的沉浸。計算機仿真技術要注重人機環(huán)境的創(chuàng)建，帶領用戶進入到一個與客觀環(huán)境相似，但是又超越客觀時空，能夠沉浸其中而又能輕松駕馭的空間環(huán)境當中，簡單來說，就是運用多維信息，構建出可以進行掌控的空間環(huán)境。能夠達到或者部分達到這樣的目標的系統(tǒng)，包括一切與之相關的具有自然模擬、逼真體驗的技術與方法，綜合起來都屬于仿真系統(tǒng)的范圍。一般來講，依據(jù)用戶參與的形式以及沉浸的程度的差異性，可以對仿真系統(tǒng)進行不同種類的劃分，包括，簡易型仿真系統(tǒng)；分布式仿真系統(tǒng)、增強型仿真系統(tǒng)、沉浸型仿真系統(tǒng)。

經(jīng)過科學家的長期研究表明，人類的記憶具有一定的規(guī)律可循。人們要想長久的記住一些內容，必須要經(jīng)過長期的、反復的記憶才能實現(xiàn)長久性的記憶。在傳統(tǒng)的教育教學中，教師的課堂授課往往是短時間的、一次性的，因此，學生在課堂學習中，很難完全的記住教師講授的知識內容，直接影響到了課堂教學的質量和效果。仿真訓練系統(tǒng)是一種能夠激發(fā)學生的創(chuàng)造意識的環(huán)境，學生在缺少教師的監(jiān)督情況下，能夠自主的參與到學習當中，并多次反復的試驗自行設計的試驗方案，直到將所學的知識全部掌握。在實踐中，仿真教學也被稱之為仿真訓練，是一種多渠道綜合作用的教學方法。學生通過仿真環(huán)境的營造，可以充分的調動感覺通道、運動通道及思維通道的學習技能，不僅理解能力提高了，而且學習和掌握知識的效果明顯變好了。依據(jù)國外權威專家的實驗結論，仿真教學中學生的學習效果要面向高于傳統(tǒng)課堂教學的效果。

2、計算機仿真技術實踐中的應用流程

其一，針對問題進行闡述。對現(xiàn)實中存在的問題進行適當?shù)拿枋龊完U述，對計算機仿真技術的對象、目的及相關的基礎性要求等進行有效明確。接下來，依據(jù)教學研究工作的目的、要求及實踐需求等，對計算機仿真技術的規(guī)模特征、制約條件等進行研究和確定；

其二，積極構建原始化的數(shù)學模型。所謂的數(shù)學模型，主要是針對某種特定的事物系統(tǒng)或者數(shù)量關系進行實際構建，通過使用規(guī)范、標準的數(shù)學語言，達到對數(shù)學結構的近似化、概括化的描述目標。計算機仿真技術是一項創(chuàng)新技術，其是建立在模型技術基礎之上的，其模型建構的質量和準確性非常關鍵，直接關乎著仿真技術的精準性，并對之后的實踐具有較大的影響，需要認真對待，保證模型建構的高質量；

其三，對仿真系統(tǒng)數(shù)學模型進行實際建構。依據(jù)建制的原有的數(shù)學模型，運用計算機技術開始設計科學的技術模塊，并且在此過程中，不斷對已經(jīng)完成的模型進行完善和補充，針對發(fā)現(xiàn)的不足和漏洞進行彌補，進一步提升數(shù)學模型的質量。這個過程，也被專業(yè)人士稱之為第二次建模；

其四，進入到編程和調試的階段。依據(jù)之前建成的數(shù)學模型，開展具體的計算機編程，之后還要對編程的效果的進行具體的調試，對期間發(fā)現(xiàn)的不足進行補足，對漏洞進行彌補，使之逐漸走向完善；

其五，對仿真實驗進行具體實踐。在此過程中，需要用到計算機仿真技術系統(tǒng)，依據(jù)之前制定的目的、目標及步驟，逐步的開展實驗內容，并對得到的實驗結果進行準確的記錄；

其六，對得到的實驗結果進行周密的驗證。經(jīng)過多次的認真操作仿真實驗，針對得到的實驗結果，對已經(jīng)建制的模型進行驗證，并對期間發(fā)現(xiàn)的問題和不足，進行及時的修正，盡量達成仿真技術應用模型的預期建設目標，取得良好的實驗效果。

3、當前計算機仿真技術在體育領域中的應用分析

3.1、計算機仿真技術在現(xiàn)代體育學科教學中的實踐應用

隨著我國計算機技術和網(wǎng)絡信息技術的快速發(fā)展，計算機仿真技術被運用到了體育學科的教學中，一方面，豐富了體育教學的方法和手段，對活躍課堂教學氛圍，發(fā)揮著積極的作用，另一方面，有效激發(fā)了學生參與體育學習的興趣，幫助學生提升對復雜體育項目或者體育知識的理解和掌握，帶給學生不同的體育學習體驗，進一步提升體育教學的質量和實際效果。

在當前的體育教學過程中，體育教師的教學方法往往比較單一，對于很多的體育教學內容來說，體育教師會通過親身進行體育動作的示范，并對相關的知識點進行講解，然后要求學生依據(jù)教師的動作示范，進行相關體育動作的練習，直至學生掌握相關體育動作并達標為止。在體育教學實踐中，有些體育教師的年齡偏大，對于作出標準的示范動作具有較大的困難。還有的體育教師體育技能水平和戰(zhàn)術水平比較有限，不能全面、準確的將相關的體育運動技能和戰(zhàn)術等知識傳授給學生，并且難以達到體育訓練的目標，一定程度上，不僅影響到了學生的體育學習質量和學習效率，而且對學生體育素養(yǎng)和體育習慣的培養(yǎng)起到了阻礙作用，不利于學生綜合素質和綜合能力的全面發(fā)展。

針對這樣的體育教學現(xiàn)狀，可以逐步將計算機的仿真技術運用到體育教學當中，發(fā)揮計算機仿真技術的優(yōu)勢，有效彌補教師課堂教學中的劣勢，進一步提升體育教學的質量和效果。具體來講，依據(jù)具體的體育運動項目的教學內容，借助于計算機的仿真技術，開發(fā)仿真模擬化的運動過程的技能戰(zhàn)術軟件，并引導學生在模擬化的運動環(huán)境中，學習相關的體育知識內容，訓練相關的體育運動技術動作，不僅提升了體育教學的趣味性和科技性，而且有效激發(fā)了學生學習的熱情和積極性，提升了學生參與體育學習和訓練的實際質量和實際效果，學生的體育學習成績也達到了令人滿意的水平。

3.2、計算機仿真技術在體育運動訓練中的實踐運用

計算機仿真技術是一項高科技，具有廣泛的應用范圍，在社會生活中的很多領域，都能夠對一些重要的系統(tǒng)、重要的現(xiàn)象或者重要的場景進行模擬和仿真實踐。具體來說，在開展數(shù)學化的模型設計完成之后，開始對該數(shù)學模型進行系統(tǒng)化仿真模型的轉化，再借助于計算機相關技術，得到準確性較高的數(shù)據(jù)結果，在系統(tǒng)程序的復雜操作和處理下，實現(xiàn)對有關數(shù)據(jù)的分析，并實施驗證，盡可能的保證數(shù)據(jù)和技術的精準性，對體育訓練中的技能和戰(zhàn)術，能夠起到科學的實踐指導作用，為體育教育教學的發(fā)展助力。

4、計算機仿真技術在體育教學領域的發(fā)展前景展望

一般情況下，當前的體育教學可以被分為理論教學和實踐教學。理論教學，指的是體育課堂教學中的理論知識教學部分；而實踐教學，往往指的是學生的室外教學活動，往往具有較強的實踐性。而計算機仿真技術在體育教學領域中的應用前景比較廣闊。其一，在理論教學課堂上，體育教師可以借助于計算機技術和多媒體技術，制作仿真的課件，不僅可以豐富教學的形式和內容，提升理論教學的趣味性和吸引力，而且可以有效的激發(fā)和調動學生學習體育的積極性和主動性，提升體育理論教學的質量和效率；其二，在體育實踐教學中，學生依照教師的體育動作示范進行實際的訓練練習，學生的訓練練習效果，只能教師和其他學生看得到，學生本人卻不能準確的、直觀的了解到自己的實際訓練情況和實際練習水平。教學中，如果運用了計算機的仿真技術軟件，學生就可以在仿真的虛擬環(huán)境中進行練習和學習，其學習效果將大大不同。

從當前的發(fā)展和教學實際來看，計算機仿真技術在體育領域的應用已經(jīng)實現(xiàn)了突破，例如，在游泳項目中，借助于計算機仿真技術，就可以成功的模擬出游泳池的仿真場景，運動員即使不下水，只要相關的設備前作出游泳的各種姿勢和動作，計算機的大屏幕上就會出現(xiàn)運動員在虛擬環(huán)境中的動作。通過觀看自己的實際動作，運動員就會真實的了解到自己的技術動作完成情況。例如，在汽車比賽練習中，也可以運用計算機的仿真技術，運動員在模擬的比賽環(huán)境中，通過相關設備的操作，就會仿佛置身于真實的汽車訓練當中，取得了良好的訓練效果。雖然，計算機仿真技術在體育領域得到了一定的應用，發(fā)揮出了強大優(yōu)勢，但是我國的體育運動項目較多，要想全部運用到仿真技術，還有很長的路要走，需要克服很多的技術難關，但是，可以肯定的是，計算機仿真技術在體育領域具有廣闊的發(fā)展空間。

5、結束語

隨著科學技術的發(fā)展，計算機仿真技術逐漸進入到了人們的生活當中，特別是在體育教育領域取得了一定的發(fā)展成績，發(fā)展前景不可限量。隨著社會的發(fā)展，其將在體育領域發(fā)揮更大的作用。