VR技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練模式的運(yùn)用研究

龔婷

(江西科技學(xué)院 江西南昌 330098)

隨著教學(xué)理念的不斷創(chuàng)新、改革，以及信息技術(shù)的不斷快速發(fā)展，新興的高科技技術(shù)因其自身具備的高效沉浸效果、互交性和感知性優(yōu)勢(shì)被廣泛地應(yīng)用到了少兒體育課堂訓(xùn)練模式教學(xué)中，并取得了顯著的教學(xué)效果，有效提升了少兒體育教學(xué)訓(xùn)練的質(zhì)量。這種全新的教學(xué)媒體技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，簡(jiǎn)稱VR 技術(shù)，是繼多媒體教學(xué)模式之后，讓學(xué)生體驗(yàn)和感受到真實(shí)環(huán)境和事物效果的又一種全新的體育訓(xùn)練模擬教學(xué)手段。隨著VR 技術(shù)在體育課程教學(xué)和訓(xùn)練中的廣泛普及與應(yīng)用，有效地推動(dòng)了體育課程教學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)了小學(xué)生體育教學(xué)內(nèi)容的全面覆蓋與多方面發(fā)展。

1 VR技術(shù)概述

1.1 VR技術(shù)的含義

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，全新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)——VR技術(shù)，被逐漸地引用到體育訓(xùn)練領(lǐng)域中。憑借人工智能技術(shù)研發(fā)企業(yè)對(duì)于體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的多項(xiàng)數(shù)據(jù)研究和科學(xué)研究，推演出了更多與現(xiàn)代化體育訓(xùn)練模式相符合的高科技訓(xùn)練產(chǎn)品和技術(shù)。比如，剛獲得250 萬美元的由多個(gè)科技研發(fā)企業(yè)共同融資研發(fā)的Rzzil 技術(shù)，它具有對(duì)體育訓(xùn)練中突發(fā)意外的體育運(yùn)動(dòng)員的傷病恢復(fù)情況、對(duì)近期的體育賽事進(jìn)行分析和通過虛擬模擬實(shí)景和事物對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練等科技優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，讓體育運(yùn)動(dòng)員在虛擬的模擬世界中獲得真實(shí)的感官體驗(yàn)，對(duì)提高自身的體育訓(xùn)練效果和質(zhì)量具有很好的促進(jìn)作用。Vald Peformance、Flex Pro Grip 等品牌產(chǎn)品也在這一系列產(chǎn)品類型研發(fā)范圍內(nèi)。

通過對(duì)VR 技術(shù)進(jìn)行大量實(shí)踐研究，表明VR 技術(shù)具有促進(jìn)多個(gè)領(lǐng)域協(xié)調(diào)發(fā)展的作用，通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)，結(jié)合諸多的傳感集成硬件設(shè)備，達(dá)到對(duì)實(shí)景進(jìn)行虛擬仿真的特性，互交性、感知性非常強(qiáng)，給體驗(yàn)人員帶來真實(shí)的體驗(yàn)效果。尤其是長期以來，國家致力于對(duì)VR 技術(shù)的實(shí)踐性應(yīng)用研究，并制訂了一系列的重大實(shí)施方案及政策，并在各個(gè)領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果，積累了大量的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為VR 技術(shù)的進(jìn)一步深入性研究提供了更多的參考依據(jù)。在進(jìn)行少兒體育訓(xùn)練實(shí)踐性教學(xué)中，將VR技術(shù)有效地應(yīng)用其中，不但能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性和積極性，而且通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容和訓(xùn)練技巧的精細(xì)化劃分，使其體育訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容以更抽象的方式展示出來，讓學(xué)生更容易地理解和掌握更多的訓(xùn)練技巧和知識(shí)內(nèi)容，更有利于教師對(duì)體育內(nèi)容的傳授訓(xùn)練。

1.2 應(yīng)用流程

VR技術(shù)的應(yīng)用流程。第一，將教學(xué)中需要的教學(xué)模塊內(nèi)容編程到VR 系統(tǒng)中，然后根據(jù)客戶的實(shí)際需求，選取自己的訓(xùn)練體驗(yàn)項(xiàng)目模塊，最后通過計(jì)算機(jī)設(shè)備處理，將現(xiàn)實(shí)中的環(huán)境和事物通過仿真技術(shù)，以動(dòng)態(tài)3D圖像對(duì)模擬場(chǎng)景進(jìn)行細(xì)致化的構(gòu)建。第二，將VR技術(shù)相關(guān)設(shè)備佩戴在體驗(yàn)人員身上，然后體驗(yàn)人員進(jìn)入構(gòu)建好的虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)踐性的教學(xué)及教學(xué)訓(xùn)練體驗(yàn)。第三，用戶通過對(duì)VR 技術(shù)的整體體驗(yàn)，不管是視覺、聽覺，還是觸覺都實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)實(shí)真實(shí)場(chǎng)景和事物的虛擬體驗(yàn)效果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步凈化。第四，系統(tǒng)在客戶對(duì)其進(jìn)行體驗(yàn)的過程中，會(huì)根據(jù)用戶的實(shí)際體驗(yàn)情況自動(dòng)生成體驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)用戶的直觀感受和體驗(yàn)效果進(jìn)行直觀的分析后，用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)自身存在的不足進(jìn)行改善和提升，再依據(jù)自身切身感受，對(duì)VR技術(shù)的體驗(yàn)效果和應(yīng)用效果給出最真實(shí)的體驗(yàn)評(píng)價(jià)。

2 少兒體育訓(xùn)練中的常見問題分析

2.1 對(duì)少兒體育實(shí)踐訓(xùn)練不夠重視

在對(duì)少兒進(jìn)行體育課程教學(xué)訓(xùn)練中，傳統(tǒng)的教育模式主要以應(yīng)試教育為主，更偏重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)技能和學(xué)習(xí)成績的培養(yǎng)與提升，這就給體育訓(xùn)練工作的順利開展造成了嚴(yán)重的阻礙。體育教學(xué)訓(xùn)練課程得不到重視，實(shí)踐訓(xùn)練課程課時(shí)被其他教學(xué)科目私自占用，體育訓(xùn)練課時(shí)逐漸減少，學(xué)生體育訓(xùn)練很難正常開展下去。即使有極少數(shù)的少兒教育學(xué)校認(rèn)識(shí)到了體育訓(xùn)練教學(xué)的重要性，但在具體的實(shí)施過程中，因受多種教育因素的影響，只留存于表面形式，沒有實(shí)質(zhì)性的體育教學(xué)訓(xùn)練效果和認(rèn)知，嚴(yán)重削減了小學(xué)階段學(xué)生體育訓(xùn)練意識(shí)的同時(shí)，甚至?xí)寣W(xué)生養(yǎng)成一些不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，影響學(xué)生的全面發(fā)展和身心健康發(fā)展。同時(shí)，小學(xué)階段的學(xué)生認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)能力還不夠強(qiáng)，認(rèn)字量有限，對(duì)于體育訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的講解理解能力還不強(qiáng)，這也是影響體育實(shí)踐訓(xùn)練效果的重要因素之一。

2.2 體育訓(xùn)練設(shè)施不足

眾所周知，在進(jìn)行體育課程實(shí)踐性教學(xué)訓(xùn)練時(shí)，充足的教學(xué)訓(xùn)練場(chǎng)地是保證學(xué)生順利完成體育訓(xùn)練的基礎(chǔ)。但通過對(duì)大多數(shù)小學(xué)體育場(chǎng)地建設(shè)情況來看，學(xué)校對(duì)于用于體育訓(xùn)練場(chǎng)地建設(shè)的資金并沒有做到專項(xiàng)專用。而是將體育場(chǎng)地建設(shè)資金私自用在了其他方面的建設(shè)上，沒有正確認(rèn)識(shí)到體育場(chǎng)地建設(shè)對(duì)學(xué)生良好身體素質(zhì)的重要性，導(dǎo)致大部分的小學(xué)體育課程缺乏實(shí)質(zhì)性教學(xué)內(nèi)容，不注重對(duì)運(yùn)動(dòng)技巧和技能的培養(yǎng)與提升，忽視了體育訓(xùn)練教學(xué)的實(shí)踐性。

2.3 身體素質(zhì)和體能等方面存在嚴(yán)重的不足

首先，少兒階段的小學(xué)生自身身體素質(zhì)比較偏弱，骨骼還未完全生長完成，軟骨組織成分偏多，體育訓(xùn)練強(qiáng)度過高、過強(qiáng)，就會(huì)很容易導(dǎo)致學(xué)生骨骼肌肉拉傷；或是因骨骼彈性大硬度小，容易導(dǎo)致骨折的情況出現(xiàn)，得不到及時(shí)的處理就很容易造成后期骨骼彎曲變形。其次，少兒階段學(xué)生的總血液量與成人相比要少很多，且血液中的有形成分也與成人存在很大的不同。少兒的心臟容積和重量都比成人的要小，且臟器器官以及神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)育得還不夠完善，新陳代謝較為旺盛，心律較慢。在體育訓(xùn)練中，應(yīng)避免運(yùn)動(dòng)量過大的訓(xùn)練項(xiàng)目和內(nèi)容，對(duì)于靜力練習(xí)和憋氣等訓(xùn)練項(xiàng)目也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，避免?duì)心臟造成過重的負(fù)擔(dān)，給少兒的身體健康造成影響。另外，少兒階段的學(xué)生，自身新陳代謝比較旺盛，需氧量較大，在進(jìn)行體育訓(xùn)練時(shí)會(huì)受到訓(xùn)練時(shí)間和訓(xùn)練強(qiáng)度的限制。如果長時(shí)間訓(xùn)練，不僅會(huì)造成學(xué)生出現(xiàn)體力不支的情況，而且有可能導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)低血糖、呼吸不暢等情況的發(fā)生。

2.4 體育訓(xùn)練器材不夠完善，缺乏明確的教學(xué)訓(xùn)練目標(biāo)

在青少兒的體育課程教學(xué)訓(xùn)練中，相關(guān)教育部門和教學(xué)機(jī)構(gòu)對(duì)體育訓(xùn)練器材的配置沒有明確統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有些學(xué)校體育設(shè)施過于簡(jiǎn)陋，而有的則偏重競(jìng)技化，如籃球架設(shè)置得過高或是健身器械過重等，都沒有從學(xué)生的實(shí)際情況和教學(xué)訓(xùn)練出發(fā)，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，安全事故頻發(fā)。另外，由于體育訓(xùn)練課程缺乏明確的教學(xué)目標(biāo)，導(dǎo)致學(xué)生無法正常有效地參與到實(shí)際體育訓(xùn)練中，對(duì)體育訓(xùn)練教學(xué)產(chǎn)生了消極和抵觸的心理情況，不利于體育訓(xùn)練教學(xué)的長久發(fā)展。

2.5 師資力量不足

大部分小學(xué)的體育教師的師資力量是不足的，專業(yè)的體育教師很少，缺乏高水平的體育教師，那么體育訓(xùn)練課程只能是由其他學(xué)科的教師來代替，或者是幾個(gè)班的學(xué)生一起上課。因?yàn)樯賰簩W(xué)生本身就特殊，這就很難保證體育訓(xùn)練中能夠保護(hù)好他們，而且上課的學(xué)生多，每位學(xué)生不能得到有效的指導(dǎo)，體育訓(xùn)練的效果很難提高。體育教師還有日常備課等任務(wù)，很難進(jìn)行在職學(xué)習(xí)，這就造成他們難以掌握前沿的教學(xué)理念，致使體育訓(xùn)練無法發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3 VR 技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練模式教學(xué)中的可行性分析

VR技術(shù)的應(yīng)用，可以通過對(duì)現(xiàn)實(shí)中真實(shí)環(huán)境的模擬，讓學(xué)生切身體驗(yàn)到像在真實(shí)教學(xué)環(huán)境中一樣的教學(xué)內(nèi)容，而且專注性更高，對(duì)學(xué)生體育技能的增強(qiáng)有很大幫助。通過對(duì)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的合理利用，學(xué)生可以從中體驗(yàn)到更多的技能教學(xué)訓(xùn)練模式和方法，從中選擇自身最為合適的一種，然后全身心地投入到訓(xùn)練中，可以獲得更深的教學(xué)感悟和理解。同時(shí)，VR技術(shù)，利用頭盔式顯示器或是其他設(shè)備與學(xué)生的身體進(jìn)行連接，把體驗(yàn)者的聽覺、視覺、觸覺等感官系統(tǒng)封閉起來，然后為其提供一個(gè)新的虛擬感覺空間，引導(dǎo)體驗(yàn)者的思想，同時(shí)利用位置跟蹤器或是其他相關(guān)受控輸入設(shè)備和聲音，影響體驗(yàn)者的感官系統(tǒng)，讓其全身心地沉浸在通過VR 技術(shù)創(chuàng)造的虛擬世界中。通過對(duì)真實(shí)環(huán)境的完美復(fù)制，讓學(xué)生在超真實(shí)的模擬環(huán)境中完成體育訓(xùn)練課程需要完成的動(dòng)作技能訓(xùn)練內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)體育訓(xùn)練效果的進(jìn)一步強(qiáng)化。

4 VR 技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練模式教學(xué)中的應(yīng)用與影響

4.1 VR技術(shù)在少兒體育訓(xùn)練中的應(yīng)用

少兒體育訓(xùn)練中有很多項(xiàng)目，下面主要針對(duì)常見的球類體育訓(xùn)練項(xiàng)目中VR技術(shù)的應(yīng)用來進(jìn)行分析。

4.1.1 在籃球教學(xué)中的應(yīng)用

長期以來，籃球教學(xué)都是通過體育教師在課堂上進(jìn)行動(dòng)作示范和講解來進(jìn)行的。隨著VR 技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，籃球教學(xué)也進(jìn)入了新的發(fā)展階段，不僅可以制作教學(xué)課件，還可以幫助教師完成知識(shí)的教授，幫助少兒學(xué)生完成動(dòng)作和技能的練習(xí)。因?yàn)樯賰簩W(xué)生的年齡比較小，他們識(shí)字較少，對(duì)文字語言的理解還比較差，通過VR 技術(shù)可以建立虛擬人物的三維模型，循環(huán)觀看動(dòng)作的各個(gè)要領(lǐng)，該技術(shù)還可以由學(xué)生按需求調(diào)整人物的速度或直接參與籃球訓(xùn)練。使用VR 技術(shù)后學(xué)生可以掌握很多靠教師講解掌握不好的技術(shù)，如三步上籃的技術(shù)動(dòng)作、三分球的投籃手型。

4.1.2 在鉛球教學(xué)中的應(yīng)用

在鉛球教學(xué)中，VR技術(shù)的應(yīng)用可以全方位地展現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)，如通過3D 交互技術(shù)，能夠?qū)⒒酵沏U球的技術(shù)動(dòng)作完整地展現(xiàn)出來，教師只需對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行講解，學(xué)生可以控制影像中的運(yùn)動(dòng)員模型，根據(jù)自己掌握的技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。對(duì)技術(shù)動(dòng)作從各種角度進(jìn)行觀看和研究，最后能夠成功掌握相關(guān)的技術(shù)。

4.1.3 在排球中的教學(xué)應(yīng)用

傳統(tǒng)的排球教學(xué)主要是體育教師演示，學(xué)生模仿，學(xué)生并不能掌握全部的排球知識(shí)和技術(shù)要點(diǎn)，這嚴(yán)重限制了教學(xué)效果。在教學(xué)中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供新的教學(xué)手段，如在講解正面上手發(fā)球的技巧動(dòng)作時(shí)，學(xué)生可以先觀察虛擬情況下運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作，然后可以在虛擬技術(shù)下與運(yùn)動(dòng)員互動(dòng)，這樣可以更清楚發(fā)球時(shí)的力度、位置順序等，能更好地學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。

4.2 VR技術(shù)的應(yīng)用對(duì)體育課程學(xué)習(xí)效果的影響

4.2.1 實(shí)現(xiàn)了體育訓(xùn)練模式的多樣化發(fā)展

體育實(shí)踐訓(xùn)練教學(xué)對(duì)于教學(xué)場(chǎng)地、訓(xùn)練設(shè)備與訓(xùn)練環(huán)境的要求都比較高，任何一項(xiàng)要求沒有達(dá)到，都會(huì)給訓(xùn)練效果造成負(fù)面影響，甚至?xí)苯幼璧K體育訓(xùn)練的正常開展。比如，對(duì)氣候環(huán)境比較炎熱的南方地區(qū)來說，體育實(shí)踐訓(xùn)練就很難開展。再如，少兒比較感興趣的探險(xiǎn)類、射擊類或皮劃艇等項(xiàng)目因受到場(chǎng)地和設(shè)施、安全等多方面因素的制約，很難在校內(nèi)進(jìn)行大范圍的推廣與普及，也僅限具有運(yùn)動(dòng)能力的個(gè)別學(xué)校進(jìn)行專項(xiàng)體育訓(xùn)練項(xiàng)目的開設(shè)。而將VR 虛擬技術(shù)引入體育訓(xùn)練中，可以解決大多數(shù)體育訓(xùn)練項(xiàng)目遇到的場(chǎng)景、環(huán)境和場(chǎng)地問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)地和環(huán)境、設(shè)備場(chǎng)景的虛擬模擬，彌補(bǔ)了實(shí)踐訓(xùn)練中的不足，為學(xué)生提供了高質(zhì)量的訓(xùn)練環(huán)境。在現(xiàn)實(shí)的虛擬環(huán)境中，學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)體育訓(xùn)練需求能夠得到滿足，而虛擬的訓(xùn)練環(huán)境可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣充分激發(fā)出來，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)的同時(shí)，有利于體育訓(xùn)練目標(biāo)的達(dá)成。

4.2.2 強(qiáng)化了學(xué)生的理解記憶，提高少兒學(xué)習(xí)興趣

將VR技術(shù)引入少兒體育訓(xùn)練教學(xué)中，可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)運(yùn)動(dòng)情景模擬，少兒學(xué)生本身注意力就難以集中，新奇事物VR 技術(shù)在學(xué)生面前，容易引發(fā)學(xué)生的好奇心，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。而且VR 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)模擬性訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)對(duì)體育課程理論知識(shí)的進(jìn)一步掌握與理解，起到強(qiáng)化記憶的作用，并實(shí)現(xiàn)對(duì)體育技巧的訓(xùn)練。例如，體育教師可以利用VR 技術(shù)，設(shè)定一個(gè)學(xué)生需要的教學(xué)訓(xùn)練虛擬環(huán)境，并在環(huán)境中設(shè)置一些具體的體育訓(xùn)練項(xiàng)目畫面，對(duì)這些運(yùn)動(dòng)畫面進(jìn)行細(xì)致的分析，引導(dǎo)學(xué)生辨認(rèn)出這些動(dòng)作畫面中存在的技術(shù)問題，并進(jìn)行糾正。這樣既深化了學(xué)生對(duì)體育理論知識(shí)的理解，也強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)相關(guān)體育技能技巧的訓(xùn)練，提高了教學(xué)質(zhì)量和效果。

4.2.3 有利于互動(dòng)交流，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果

將VR技術(shù)應(yīng)用到少兒體育訓(xùn)練教學(xué)中，體育教師可以通過對(duì)VR技術(shù)的合理利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同體育訓(xùn)練方式方法的意見交流，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互式、立體3D 成像等方式，將自己的思想和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以圖像或文本的形式進(jìn)行互動(dòng)交流。這大大提高了教師的教學(xué)效率，幫助少兒順利完整地學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)技術(shù)細(xì)節(jié)，避免少兒走入訓(xùn)練誤區(qū)，大大提高了低年級(jí)學(xué)生的體育成績。表1 為某小學(xué)低年級(jí)學(xué)生體育訓(xùn)練中引入VR 技術(shù)前后8位少兒技術(shù)動(dòng)作考核成績對(duì)比，考核共10項(xiàng)，每項(xiàng)2 分，VR 引入前的平均得分為10 分，引入后的考核成績平均為16分，VR技術(shù)的引入效果明顯。

表1 某小學(xué)體育考核成績表（分）

5 結(jié)語

通過對(duì)VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和VR技術(shù)在體育訓(xùn)練教學(xué)模式中應(yīng)用的可行性分析得知，VR技術(shù)是未來體育教學(xué)項(xiàng)目，尤其是實(shí)踐訓(xùn)練中的一種應(yīng)用較為廣泛的全新教學(xué)模式，對(duì)提高少兒體育訓(xùn)練教學(xué)水平和學(xué)習(xí)效率、改善體育教學(xué)環(huán)境、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性等都能發(fā)揮重要的促進(jìn)作用。同時(shí)，VR技術(shù)在體育訓(xùn)練教學(xué)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了體育訓(xùn)練模式的多樣化發(fā)展，打破了體育訓(xùn)練教學(xué)中對(duì)環(huán)境、場(chǎng)地、設(shè)備等多方面的限制，更有利于學(xué)生教學(xué)參與率的提升，確保了學(xué)生的教學(xué)安全，提高了對(duì)學(xué)生運(yùn)動(dòng)潛能的深入挖掘，更有利于學(xué)生的全面發(fā)展。