VR技術(shù)在體育教學(xué)及訓(xùn)練中的可行性分析

吳 卿，楊遠(yuǎn)飛

（江蘇省天一中學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214101）

VR技術(shù)在體育教學(xué)及訓(xùn)練中的可行性分析

吳 卿，楊遠(yuǎn)飛

（江蘇省天一中學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214101）

VR技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)生活的新興技術(shù)。它與傳統(tǒng)的人機(jī)交互相比，不僅提供了更為強(qiáng)烈的視覺(jué)和聽覺(jué)感受，還提供了包括觸覺(jué)、嗅覺(jué)甚至味覺(jué)等傳統(tǒng)人機(jī)交互所不能提供的各種感覺(jué)。通過(guò)計(jì)算機(jī)上的各種終端設(shè)備和接口，利用各種硬件和軟件的結(jié)合，來(lái)模擬人類的各種感官，讓使用者在多方位產(chǎn)生“身臨其境”的感受和體會(huì)，從而達(dá)到更好、更真實(shí)的模擬情景體驗(yàn)。

本文旨在通過(guò)對(duì)VR技術(shù)的了解，從體育教師的角度來(lái)分析VR技術(shù)對(duì)體育教學(xué)訓(xùn)練運(yùn)用的可行性探討，從而讓廣大體育教育工作者了解VR技術(shù)在教學(xué)訓(xùn)練中的利弊，使之將來(lái)在體育教學(xué)訓(xùn)練中運(yùn)用VR能夠起到一定的引導(dǎo)促進(jìn)作用。

1 VR技術(shù)引入體育教學(xué)的三個(gè)全方位

1.1 全方位的模擬教學(xué)環(huán)境

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通俗的講，就是利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬各種現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景，從而滿足人們的需求。目前大多數(shù)學(xué)校在開設(shè)女子防身術(shù)的課程時(shí)，教學(xué)場(chǎng)地和器材并不能很好的模擬各種復(fù)雜的環(huán)境，學(xué)生難以產(chǎn)生危險(xiǎn)感，學(xué)習(xí)興趣不高。而通過(guò)VR技術(shù)，則可以模擬各種復(fù)雜危險(xiǎn)的場(chǎng)景，如在出租車內(nèi)、地鐵中、公交車上、夜晚的小巷等。在以往的教學(xué)中，出現(xiàn)的危險(xiǎn)人物大多是教師或者同學(xué)扮演，招式也只有幾種，學(xué)生不能大膽有效地運(yùn)用運(yùn)動(dòng)技術(shù)技能。而VR技術(shù)可以對(duì)這些場(chǎng)景下出現(xiàn)的人物及其動(dòng)作進(jìn)行隨機(jī)模擬，擺脫了人員及招式固定化的尷尬局面。在教學(xué)中使用VR技術(shù)，學(xué)生可以更好地沉浸到模擬的各種場(chǎng)景中，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有利于學(xué)生運(yùn)動(dòng)技能的有效提高。

1.2 全方位的開展各類體育運(yùn)動(dòng)教學(xué)

體育教學(xué)對(duì)體育場(chǎng)地及設(shè)備甚至地域環(huán)境有著特殊的要求，如果不能滿足，則很多課程無(wú)法開展，如在南方炎熱地區(qū)，很難開設(shè)滑雪課程；如皮劃艇、沖浪、跑酷、射擊、野外求生等頗受學(xué)生歡迎的課程，因受到場(chǎng)地、設(shè)施、安全等各方面因素的影響，很難在學(xué)校中推廣普及，只在極個(gè)別學(xué)校中開設(shè)。而通過(guò)引入VR技術(shù)，則可以輕易的模擬出各種場(chǎng)景，突破了以往各類體育課程對(duì)場(chǎng)地、設(shè)備、地域、安全等多方面的限制，彌補(bǔ)了這些方面的不足，這在以前是無(wú)法想象的。學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行練習(xí)，可以獲得接近真實(shí)環(huán)境中的體驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)的目的。

1.3 全方位的掌控學(xué)習(xí)鍛煉情況

傳統(tǒng)的體育教學(xué)，需要在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行。由于體育教學(xué)的特殊性，學(xué)生無(wú)法僅通過(guò)閱讀書本和獨(dú)自練習(xí)就可以熟練掌握一門體育技能。而VR技術(shù)則充當(dāng)了部分教師的職能，給學(xué)生提供了科學(xué)精確的指導(dǎo)，輔助教師教學(xué)，甚至在沒(méi)有教師的前提下，也可以很好地幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，掌握所學(xué)的技能知識(shí)。教師可以利用VR技術(shù)對(duì)學(xué)生的動(dòng)作進(jìn)行捕捉和回放，隨時(shí)檢測(cè)學(xué)生動(dòng)作的正確性和規(guī)范性，有效地減輕了目前學(xué)校師資力量不足的壓力，同時(shí)也彌補(bǔ)了教師水平存在缺陷的問(wèn)題。VR技術(shù)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，可以在體育教學(xué)和訓(xùn)練的過(guò)程中記錄學(xué)生的體能狀況，對(duì)于學(xué)生每次練習(xí)的運(yùn)動(dòng)量、運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)種類等數(shù)據(jù)，通過(guò)電腦分析可得出每個(gè)學(xué)生的具體情況及階段性的給學(xué)生和教師以反饋，便于教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的整體掌控。

2 VR技術(shù)引入體育訓(xùn)練的六大特性

2.1 保證訓(xùn)練的科學(xué)性和正確性

VR的動(dòng)作捕捉技術(shù)在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)，可以有效地捕捉他們的動(dòng)作軌跡，建立一套完整的運(yùn)動(dòng)員大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。例如，體操、武術(shù)等對(duì)運(yùn)動(dòng)員肢體動(dòng)作要求較高的項(xiàng)目，可事先將標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作輸入到系統(tǒng)，通過(guò)技術(shù)捕捉運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作軌跡，然后利用VR技術(shù)完整地還原出運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作細(xì)節(jié)，與之前錄入的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作做對(duì)比，幫助運(yùn)動(dòng)員找出自己的不足，規(guī)范自己的動(dòng)作。另外，通過(guò)計(jì)算機(jī)的專業(yè)分析技術(shù)，分析出每位運(yùn)動(dòng)員的特點(diǎn)和不足之處，有針對(duì)性地幫助他們制訂相應(yīng)的訓(xùn)練計(jì)劃，相對(duì)于以往的團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練，這種個(gè)性化的訓(xùn)練更有利于提高訓(xùn)練質(zhì)量，保證訓(xùn)練的科學(xué)性和正確性。

2.2 保證訓(xùn)練的針對(duì)性和便利性

籃球、足球、排球等團(tuán)體項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)，可利用VR技術(shù)事先將隊(duì)友的數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，模擬出自己的隊(duì)友，從而進(jìn)行訓(xùn)練。這樣可以有效地利用時(shí)間，不必等到隊(duì)友都來(lái)了才開始訓(xùn)練。尤其對(duì)于個(gè)人訓(xùn)練，即使沒(méi)有隊(duì)友的幫助，運(yùn)動(dòng)員自己也可以完成一堂全隊(duì)訓(xùn)練課。例如，柔道、拳擊等對(duì)抗性項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員，可以通過(guò)VR技術(shù)模擬出自己的比賽對(duì)手，模仿對(duì)手的動(dòng)作招式，在賽前事先進(jìn)行訓(xùn)練，熟悉對(duì)手的動(dòng)作套路，找出克制的方法，從而提高自己在實(shí)戰(zhàn)中的獲勝率。

2.3 保證訓(xùn)練的安全性和實(shí)效性

傳統(tǒng)訓(xùn)練模式，尤其是對(duì)抗性較強(qiáng)、危險(xiǎn)性較大的項(xiàng)目，如拳擊、跑酷、極限運(yùn)動(dòng)、荒野求生等，需要訓(xùn)練者實(shí)際考慮各種安全狀況，隨時(shí)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況，這使得訓(xùn)練者不能全身心地投入到訓(xùn)練當(dāng)中去，訓(xùn)練效果會(huì)受到影響。而通過(guò)借助VR技術(shù)，訓(xùn)練者在訓(xùn)練中不需要考慮訓(xùn)練的安全性，VR設(shè)備可以模擬現(xiàn)實(shí)中的各種突發(fā)狀況，即使訓(xùn)練失敗，也不會(huì)對(duì)訓(xùn)練者產(chǎn)生任何的身體傷害，既保證了訓(xùn)練者的安全，也使訓(xùn)練者可以把更多的精力投入到專業(yè)技能的訓(xùn)練中去，有效地提升了訓(xùn)練效果。訓(xùn)練者可利用VR技術(shù)做一些現(xiàn)實(shí)中危險(xiǎn)系數(shù)較大的嘗試，既保證了安全，又提高了專業(yè)訓(xùn)練的實(shí)效性。

3 運(yùn)用VR技術(shù)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題和弊端

3.1 成本和價(jià)格限制了VR技術(shù)的發(fā)展

雖然VR技術(shù)很早就被提出，但一直沒(méi)有得到很好的發(fā)展，直到近幾年才逐漸形成爆發(fā)趨勢(shì)。目前，VR技術(shù)正處于歷史高速發(fā)展期，研發(fā)成本巨大，并且電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代較快，大多數(shù)公司還沒(méi)有開始盈利，就面臨換新的問(wèn)題，這導(dǎo)致VR設(shè)備成本一直居高不下。一些有實(shí)力的大公司，如SONY、HTC、Google等，他們的產(chǎn)品雖然用戶體驗(yàn)較好，但價(jià)格昂貴。而一些實(shí)力不強(qiáng)的公司推出的一些廉價(jià)的VR產(chǎn)品，功能有限，實(shí)際體驗(yàn)效果較差，并且使用的并不是真正意義上的VR技術(shù)，這些偽VR產(chǎn)品的出現(xiàn)，誤導(dǎo)了大眾對(duì)VR產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)，阻礙了VR技術(shù)的發(fā)展。一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的學(xué)校在做預(yù)算時(shí)，這些昂貴的設(shè)備可能不會(huì)被考慮在其中。所以，高昂的售價(jià)成了現(xiàn)階段制約VR技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域發(fā)展和普及的重要因素。

3.2 VR硬件與軟件技術(shù)開發(fā)不成熟

目前，VR硬件技術(shù)還不夠成熟。在早期的VR產(chǎn)品中，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了暈動(dòng)癥的存在，無(wú)奈直到現(xiàn)在都難以克服，用戶經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)制性的自我運(yùn)動(dòng)感覺(jué)（稱為運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)），癥狀包括惡心、眼疲勞、暈眩等。隨著硬件性能的不斷提升，已取得了一些進(jìn)展，但一直沒(méi)有根除。VR硬件設(shè)備體積過(guò)大，不能滿足體育訓(xùn)練所需的輕便隨身的特點(diǎn)。在軟件研發(fā)方面，由于產(chǎn)品的資金投入大、研發(fā)周期長(zhǎng)，一些關(guān)鍵問(wèn)題沒(méi)有解決，導(dǎo)致了目前軟件產(chǎn)品較少，現(xiàn)實(shí)還原力較差，模擬出來(lái)的訓(xùn)練環(huán)境也只能還原出簡(jiǎn)單人體、球場(chǎng)等基本環(huán)境信息，使用者的沉浸感不強(qiáng)。由于VR技術(shù)發(fā)展不成熟，目前大多只限于體育賽事直播，極大地限制了VR產(chǎn)品的多樣性和多元化的發(fā)展，也阻礙了其在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

3.3 人們對(duì)VR技術(shù)的認(rèn)識(shí)不夠全面

VR技術(shù)作為近年來(lái)高速發(fā)展的一項(xiàng)新興技術(shù)，到目前為止還沒(méi)有普及，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還不夠全面。大多數(shù)學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和教師還沒(méi)有接受這種新鮮事物，認(rèn)為這就是一個(gè)高端電子游戲機(jī)，擔(dān)心引進(jìn)這種技術(shù)后，學(xué)生會(huì)沉迷于其中，不僅不能幫助完成學(xué)業(yè)，而且還有可能影響學(xué)生的學(xué)習(xí)。目前VR設(shè)備的售價(jià)高昂，引進(jìn)這些設(shè)備后是否能被學(xué)生充分利用、高昂的投入是否能獲得高額的回報(bào)，也是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)需要考慮的問(wèn)題。

3.4 VR技術(shù)削弱了學(xué)生之間交流、合作與反應(yīng)的能力

人與人之間面對(duì)面的進(jìn)行交流，是提高情商非常重要的方式。有研究表明，過(guò)多的使用電子設(shè)備，會(huì)使人對(duì)電子產(chǎn)品產(chǎn)生依賴。高中生的校園生活枯燥無(wú)味，受到來(lái)自高考等各方面的壓力較大，急需要找到一種釋放壓力的方式。VR技術(shù)內(nèi)容新穎，可玩度較高，對(duì)學(xué)生的吸引力較大，但學(xué)生自身的自控能力較差，如果不加以正確的引導(dǎo)，學(xué)生很容易會(huì)受到電子產(chǎn)品的影響。過(guò)度的使用VR設(shè)備，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生缺乏必要的人際交流，使學(xué)生產(chǎn)生自閉心理。在籃球、足球、排球等團(tuán)隊(duì)配合較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，學(xué)生在VR模擬訓(xùn)練中常常以自我為中心，虛擬隊(duì)員都是配合其進(jìn)行訓(xùn)練，而不會(huì)從全局去考慮，一旦到了真實(shí)比賽當(dāng)中，這些“各自為戰(zhàn)”訓(xùn)練出來(lái)的隊(duì)員，由于缺乏相互之間的磨合，很難形成一個(gè)實(shí)力強(qiáng)大且具備高度團(tuán)隊(duì)合作精神的團(tuán)隊(duì)。VR模擬的場(chǎng)景是虛擬的，其訓(xùn)練的內(nèi)容也是固定的，如在拳擊、乒乓球、網(wǎng)球等對(duì)抗性較強(qiáng)的VR技術(shù)訓(xùn)練中，對(duì)手的攻擊方式是事先輸入到系統(tǒng)中的，攻擊的順序相對(duì)來(lái)說(shuō)是固定的，學(xué)生在這種套路訓(xùn)練模式下，很難接觸到一些突發(fā)的狀況，容易產(chǎn)生消極、自滿的情緒，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)中的突發(fā)情況缺乏隨機(jī)應(yīng)變的能力。

3.5 VR技術(shù)或?qū)?dǎo)致教師過(guò)分依賴

VR設(shè)備對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，就像一把雙刃劍，如果運(yùn)用的合理，會(huì)對(duì)教師的教學(xué)起到良好的促進(jìn)作用。如果運(yùn)用的不合理，會(huì)導(dǎo)致教師在教學(xué)訓(xùn)練中過(guò)分依賴VR設(shè)備，不去積極主動(dòng)的教學(xué)，如課前不再編寫教案，不去積極備課；上課時(shí)，讓學(xué)生自行使用VR設(shè)備，不加以正確的指導(dǎo)；訓(xùn)練中，以VR設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行要求，而忽視了針對(duì)學(xué)生自身特點(diǎn)進(jìn)行的個(gè)性化訓(xùn)練，導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)較少，教學(xué)和訓(xùn)練的效率較低。VR設(shè)備在現(xiàn)階段只是一個(gè)輔助教師上課的工具，并不能真正替代教師，教師需要從自身出發(fā)，確立“以人為本”的主導(dǎo)思想，合理地利用VR技術(shù)為自己的教學(xué)提供幫助，最終促進(jìn)自身專業(yè)技能的提高和教學(xué)技術(shù)的增進(jìn)，而不是一味地依賴。過(guò)分地依賴只會(huì)對(duì)教師、學(xué)生產(chǎn)生不良的后果，最終會(huì)阻礙VR技術(shù)在教學(xué)和訓(xùn)練中的發(fā)展。

4 結(jié) 語(yǔ)

雖然目前VR技術(shù)存在成本和售價(jià)過(guò)高、體積過(guò)大、軟硬件技術(shù)不成熟、有可能削弱學(xué)生交流協(xié)作和應(yīng)變能力、教師過(guò)度依賴等諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，但VR技術(shù)作為一種新興技術(shù)，其理念是先進(jìn)的，具備強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和潛能，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，軟硬件的不斷完善，成本的不斷下降，VR技術(shù)在體育教學(xué)與體育訓(xùn)練領(lǐng)域的影響將會(huì)不斷擴(kuò)大，并發(fā)揮重要作用。教師和學(xué)生只要科學(xué)合理地運(yùn)用VR技術(shù)，對(duì)提高教學(xué)訓(xùn)練水平、改善教學(xué)環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、培養(yǎng)有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的體育人才或團(tuán)隊(duì)等方面將起到極大的推動(dòng)作用，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

[ 1 ]金鑫偉，王力軍．VR技術(shù)在體育教學(xué)中的開發(fā)與應(yīng)用研究[ J ]．牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（2）．

[ 2 ]余千春，杜世全．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用[ J ]．安徽體育科技，2005（4）．

G807

A

1674-151X（2016）12-007-03

2016-10-17

吳卿（1984~），中教一級(jí)，碩士。研究方向：學(xué)校體育教育。