安沙沙 王明明

（江蘇師范大學 江蘇徐州 221116）

VR在高校體育教學中推廣的可行性分析①

安沙沙 王明明

（江蘇師范大學 江蘇徐州 221116）

VR技術(shù)的火爆使其逐漸進入到了大眾的視野，其功能和體驗也在逐漸地進步和完善。VR的設(shè)備大都應(yīng)用在軍事、航空航天、游戲、教育和社交等領(lǐng)域，只有極少的一部分高校引入了VR設(shè)備應(yīng)用在了科研，但在高校體育教學方面的應(yīng)用還比較鮮見。本文就VR的技術(shù)特點和應(yīng)用現(xiàn)狀淺要分析其在高校體育教學中推廣的可行性。

VR 虛擬現(xiàn)實 高校體育教學

1 VR簡介

VR，即Virtual Reality的簡稱，翻譯成中文為虛擬現(xiàn)實。VR的歷史最早可以追溯到1960年，1968年麻省理工的一位計算機科學家發(fā)明了一套儀器，是歷史上第一臺真正的VR設(shè)備，但一直到1989年美國的計算機科學家Jaron Lanier才首次提出Virtual Reality的概念[1]，從20世紀60年代開始，VR設(shè)備主要出現(xiàn)在軍事以及航空航天領(lǐng)域，當時設(shè)備的體積還很大很笨重，無法進入到大眾的消費視野之中。時至今日，經(jīng)過快速的技術(shù)革新，VR技術(shù)才逐漸走進大眾的生活。VR技術(shù)融合了計算機的圖形處理技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)，經(jīng)統(tǒng)和計算后輸出到VR頭盔（VR眼鏡）顯示出一種仿真虛擬環(huán)境，讓用戶沉浸其中而且可以利用傳感設(shè)備進行交互?，F(xiàn)在VR已快速地融入到了游戲、教育、社交等領(lǐng)域。而且現(xiàn)在越來越多的高校也開始將VR技術(shù)應(yīng)用于教學研究，高校體育教學與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合將會開辟新的教育模式。

2 VR技術(shù)的特征

2.1 沉浸性

VR設(shè)備利用計算機產(chǎn)生的三維立體圖像通過顯示器顯示出一種虛擬環(huán)境，逼真的模擬環(huán)境可以將學生的視角帶入特定的三維學習空間，讓用戶仿佛身臨其境一樣，并且視角隨著學生頭部的左右上下移動而隨之改變，全方位的視覺效果、逼真的三維模擬場景讓用戶沉浸其中，如同現(xiàn)實一般[2]。

2.2 交互性

在經(jīng)過VR頭盔設(shè)備顯示出計算機生成的這樣的三維虛擬環(huán)境中，用戶可以利用一些傳感設(shè)備進行與系統(tǒng)的交互，比如觸感手套、傳感手柄等。用戶可以利用手持傳感手柄來切換虛擬環(huán)境視野中物體的視角、運動狀態(tài)、顯示模式等，還可以通過手戴觸感手套去抓取虛擬環(huán)境中的物體時，觸感手套就會反饋用戶摩擦、震動等真實的感覺，使用戶可以主觀感受到虛擬環(huán)境中物體的存在以進行交流互動。

2.3 想象性

計算機處理后經(jīng)VR設(shè)備顯示的虛擬環(huán)境可以是現(xiàn)實教學中無法呈現(xiàn)出來的，比如物理學中地球磁場、化學中微觀物質(zhì)的反應(yīng)、地理學中地殼的運動、生物學中的細胞分裂等抽象的教學難點都可以通過計算機生成三維立體圖像再經(jīng)VR設(shè)備顯示在虛擬的3D空間環(huán)境展示給學生，學生沉浸在這個虛擬環(huán)境中，不但可以形象、直觀地學習新的知識，還可以提高對感性和理性的認識[3]，從而激發(fā)用戶的思維萌發(fā)新的聯(lián)想，啟發(fā)創(chuàng)造性思維，突破傳統(tǒng)的教學模式，提高教學效果。

2.4 多感知性

當下一些大型的高端VR設(shè)備在用戶使用時會提供人體運動感知、觸覺、聽覺等，VR科技公司也在突破技術(shù)難題以提供VR用戶更多的感知來獲取更真實的體驗，如在使用VR設(shè)備體驗史前文明時不但可以獲取聽覺感知、運動感知、觸覺感知等，還要有嗅覺感知、味覺感知、溫度濕度等體表感知等，讓人仿佛真的置身于史前，眼前的景象、風吹的感覺、陽光的照耀、空氣的溫度、鳥語花香、觸手可及的灌木等，VR技術(shù)正在一一實現(xiàn)這種理想的虛擬現(xiàn)實[4]。

3 VR技術(shù)在高校體育教學中應(yīng)用的可行性分析

3.1 模擬運動場景，突破時空限制

在高校的體育教學中，由于教學場地場館建設(shè)情況的不同，難免會有一定教學條件的限制，這時就可利用VR技術(shù)將運動場景經(jīng)計算機模擬三維圖像再顯示到VR設(shè)備，學生也就可以通過借助VR設(shè)備模擬的運動場景進行學習來解決場地和時空等的限制，彌補教學條件的不足。如高校進行滑雪技術(shù)動作教學，全班四五十人一節(jié)課的時間不可能去雪山或者滑雪場學習技術(shù)動作，那么就可以通過VR進行雪山場景模擬以及滑雪動作教學，通過VR眼鏡學生們可以看到雪山、滑雪場、身著滑雪裝備的模擬教師、無數(shù)的動作示范、分解教學、動作模仿同步分析等，簡單、方便、真實性和可操作性等優(yōu)勢大大突破了時空的限制。

3.2 創(chuàng)新教育模式，提高學生學習興趣和教學效果

將VR設(shè)備引入高校體育教學的課堂，VR教學沉浸性、交互性和想象性等特點讓教學不再是傳統(tǒng)課堂單調(diào)的你聽我講，而是充分發(fā)揮了學生的主體作用，讓學生主動學習，充分發(fā)揮學生學習的積極性和主動性，學生利用VR設(shè)備可以學習到現(xiàn)實教學形式中無法做到的教學內(nèi)容，學習內(nèi)容更加豐富，形式更加多樣，虛擬環(huán)境提供的更直觀、更形象、多重感官刺激等教學讓學生萌生新的聯(lián)想，啟發(fā)創(chuàng)新性思維。比如學習運動生理學中肌纖維的收縮過程和骨骼肌細胞的生物電現(xiàn)象等比較抽象的知識點時就可以利用VR設(shè)備進行動態(tài)模擬場景教學，學生可以通過VR設(shè)備觀察到肌纖維的收縮、肌絲滑行、肌纖維的興奮-收縮耦聯(lián)以及骨骼肌細胞的動作電位傳導(dǎo)模擬和細胞間興奮傳遞等現(xiàn)象的動態(tài)模擬圖像。學生通過VR設(shè)備的第一視角，不但更直觀、更形象地了解了這些現(xiàn)象，而且可以進行系統(tǒng)交互，激發(fā)想象，大大提高了學生的學習興趣和教學效果。

3.3 數(shù)字化學習，跟蹤學習數(shù)據(jù)，有效監(jiān)控學習行為

經(jīng)VR程序設(shè)計和教學內(nèi)容開發(fā)，再通過VR設(shè)備和輔助硬件等的配合，實現(xiàn)數(shù)字化學習。即數(shù)字化模擬運動場景，場景的可操作性，可根據(jù)學生需求自主性變換教學形式和視角，然也可記錄學生學習過程，跟蹤學習數(shù)據(jù)，有效監(jiān)控學生學習行為，根據(jù)學生的學習過程、學習行為等數(shù)據(jù)來有效地反饋學習效果。但這也就需要有相應(yīng)的程序設(shè)計和教學內(nèi)容的開發(fā)來豐富完善使其教學系統(tǒng)具備更多功能，在學生沉浸教學場景、與系統(tǒng)交互學習的同時，系統(tǒng)也可以科學地監(jiān)控其學習行為和學習過程，跟蹤其學習數(shù)據(jù)，以完善新的教學模式，有效提高學習效果。

3.4 功能可開發(fā)性強，高校體育教學應(yīng)用前景廣闊

通過VR程序設(shè)計和內(nèi)容開發(fā)，加上后續(xù)的系統(tǒng)升級，更多的教學功能有待開發(fā)，VR虛擬現(xiàn)實在高校體育教學中應(yīng)用的前景非常廣闊。現(xiàn)如今虛擬現(xiàn)實技術(shù)和VR設(shè)備引入高校體育教學還比較少，關(guān)于高校體育教學的VR程序設(shè)計和內(nèi)容開發(fā)也相對較少，有關(guān)技術(shù)部門可以加大對高校體育教學虛擬現(xiàn)實技術(shù)研發(fā)的力度，豐富其內(nèi)容，完善其功能；某些高?？梢酝瞥鯲R體育教學試點，從學生的使用情況和教學效果來進一步完善其VR教學系統(tǒng)的功能和內(nèi)容，包括畫面3D逼真設(shè)計、畫面廣角廣度、降低眩暈感、增加交互功能、豐富數(shù)字化學習監(jiān)控和數(shù)據(jù)反饋等。待高校VR體育教學軟硬件技術(shù)提高和完善，更好地融入到高校體育教學中，在大范圍高校體育教學中普及開來，應(yīng)用前景將會更加廣闊。

4 結(jié)語

將VR設(shè)備融入到高校體育教學，不但可以使教學手段更加多樣，使學習過程更加豐富，讓教學效果更加突出，而且可以大大激發(fā)學生的學習動機和興趣，在更大的程度上提高了學生的認識，啟發(fā)創(chuàng)新性聯(lián)想和創(chuàng)造性思維，但是現(xiàn)如今VR技術(shù)尚未在高校教學普及，硬件設(shè)備以及內(nèi)容開發(fā)和程序設(shè)計也需要一定的人才支持和財力支持，希望在今后相關(guān)部門和企業(yè)可以突破技術(shù)難題，開啟VR教學試點，逐漸創(chuàng)新和完善教育模式，為師生提供一個全新的未來式教學課堂。

[1]2016中國V R行業(yè)預(yù)測研究報告[EB/OL].http：//www.sohu.com/a/64322789_349374.html.

[2]尚曉軍.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高等學?！吧鋼簟庇柧氈袘?yīng)用的探討[J].體育科學，2003，23(3)：97-98.

[3]周敏.VR技術(shù)與體育的融合發(fā)展研究[J].文體用品與科技，2015(14)：27-28.

[4]余千春，杜世全.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在體育教學中的應(yīng)用[J].安徽體育科技，2005，26(4)：115-117.

G807.4

A

2095-2813(2017)10(a)-0077-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.28.077

安沙沙(1989—)，女，漢族，山東人，研究生，研究方向：體育教育訓練學。

王明明(1992—)，男，漢族，山東人，研究生，研究方向：運動訓練。