熊靜梅 譚 進(jìn)

吉首大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，湖南 吉首 416000

虛擬仿真是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心生成的具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，使用者利用匹配的設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互聯(lián)系，使人產(chǎn)生身臨其境的體驗(yàn)。虛擬仿真技術(shù)作為教學(xué)現(xiàn)代信息化技術(shù)應(yīng)用到教育教學(xué)的有效載體，以其主題鮮明、問題聚焦以及交互性強(qiáng)等特征，正在被普遍應(yīng)用到諸多學(xué)科的教育教學(xué)中。在5G技術(shù)的推動(dòng)下，本研究主要采用實(shí)驗(yàn)法，以高校體育專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為出發(fā)點(diǎn)，將現(xiàn)有大學(xué)生培養(yǎng)模式進(jìn)行擴(kuò)展，以學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，以虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)為載體，從多層次和多方面設(shè)計(jì)體育專業(yè)技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，將虛擬仿真技術(shù)與體育專業(yè)術(shù)科課堂教學(xué)相結(jié)合，改變多媒體課件制作目的不明確、教學(xué)方式枯燥、教學(xué)效果不理想的狀況，以彌補(bǔ)教學(xué)和訓(xùn)練條件不足，解決教學(xué)形式單一等問題，讓學(xué)生能更親密地接觸和體驗(yàn)體育運(yùn)動(dòng)帶來的樂趣，達(dá)到提高學(xué)生運(yùn)動(dòng)技能、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、改善課堂教學(xué)效果的目的。

1 相關(guān)概念簡(jiǎn)介

1.1 虛擬仿真相關(guān)介紹

隨著5G技術(shù)的誕生，加大了網(wǎng)絡(luò)速度要求較高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的空間。虛擬仿真是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心制成的具有多種感知的虛擬世界，使人產(chǎn)生真實(shí)的體驗(yàn)。該技術(shù)集合了計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)圖形、人工智能、數(shù)字圖像處理、多媒體技術(shù)、傳感、網(wǎng)絡(luò)及顯示等多個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的綜合性信息技術(shù)。[1]虛擬仿真技術(shù)被引入實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境中，打破了傳統(tǒng)枯燥乏味的教學(xué)方式，且以有效提高學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新思維為目標(biāo)。

1.2 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)是在各種教學(xué)模式中普遍使用的一種教學(xué)手段。它是指在法定的一次課中，按照教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的內(nèi)容，由教師給學(xué)生傳授知識(shí)和技能的全過程，它主要包括講解、示范、問答、解惑等教學(xué)活動(dòng)以及所使用的各種教具。通常把年齡或知識(shí)程度相近的人群，聚集在固定的班級(jí)，按統(tǒng)一的教學(xué)大綱內(nèi)容，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，并在固定的時(shí)間內(nèi)，向?qū)W生教授教學(xué)內(nèi)容的組織形式。[2]

2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

以吉首大學(xué)體育教育專業(yè)2017級(jí)足球?qū)ｍ?xiàng)班24名學(xué)生為實(shí)驗(yàn)對(duì)象（男生18人，女生6人），其基礎(chǔ)條件基本相同，并隨機(jī)分成兩組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前后的教學(xué)效果測(cè)試。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

將學(xué)生隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組，每組各12人。對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行為期8周，每周2次課，每次課2學(xué)時(shí)，共32學(xué)時(shí)的足球基本技術(shù)教學(xué)。運(yùn)用環(huán)屏足球模擬分析系統(tǒng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行診斷和糾正，并運(yùn)用無線實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)采集學(xué)生的動(dòng)作數(shù)據(jù)，且進(jìn)行比較分析。兩組學(xué)生在課余時(shí)間均不進(jìn)行附加練習(xí)，教學(xué)內(nèi)容為足球繞桿射門技術(shù)。實(shí)驗(yàn)前后對(duì)學(xué)生的繞桿射門速度、運(yùn)球穩(wěn)定性與射門落點(diǎn)準(zhǔn)確性進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)獲取的有效實(shí)驗(yàn)信息采用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、統(tǒng)計(jì)和分析，計(jì)算實(shí)驗(yàn)前后學(xué)生測(cè)試的數(shù)據(jù)均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)，運(yùn)球的穩(wěn)定性和射門準(zhǔn)確性的頻率比較采用χ2檢驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

本實(shí)驗(yàn)將虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)組的足球課堂教學(xué)中，與傳統(tǒng)教學(xué)模式（對(duì)照組）的教學(xué)效果進(jìn)行對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)效果評(píng)估主要包括繞桿射門速度、運(yùn)球穩(wěn)定性與射門落點(diǎn)準(zhǔn)確性三個(gè)方面。

3.1 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組繞桿射門速度差異情況對(duì)比分析

實(shí)驗(yàn)前后兩組對(duì)比：由數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可見，實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組學(xué)生測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行組間比較，差異性檢驗(yàn)p值均大于0.05（見表1），表明實(shí)驗(yàn)前兩組之間沒有顯著性差異，即足球?qū)ｍ?xiàng)學(xué)生在繞桿射門的速度上不存在顯著性差異，且可說明所選實(shí)驗(yàn)對(duì)象的技術(shù)水平是在同一水平的群體。如果在實(shí)驗(yàn)后組間學(xué)生繞桿射門速度發(fā)生變化，則可認(rèn)為虛擬仿真技術(shù)引起了學(xué)生速度的變化，即實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有可靠性和可信性。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生繞桿射門速度平均值比對(duì)照組低，表明實(shí)驗(yàn)組學(xué)生繞桿射門速度比對(duì)照組學(xué)生快，且速度差異具有高度顯著性（p<0.01）。由此說明虛擬仿真技術(shù)進(jìn)入足球課堂教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生繞桿射門速度提高具有積極的促進(jìn)作用。

表1 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組實(shí)驗(yàn)前后繞桿射門速度對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

實(shí)驗(yàn)前后組內(nèi)對(duì)比：通過虛擬仿真技術(shù)進(jìn)入足球課堂后實(shí)驗(yàn)組速度數(shù)據(jù)比實(shí)驗(yàn)前要低，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生繞桿射門速度水平有所上升，且前后差異具有高度顯著性（p<0.01）。另外,實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)照組學(xué)生在傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)的情況下，其實(shí)驗(yàn)前后速度變化不明顯，且差異不具有顯著性。

3.2 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組運(yùn)球穩(wěn)定性情況對(duì)比分析

由表2可見，實(shí)驗(yàn)前兩組學(xué)生運(yùn)球失誤球個(gè)數(shù)和失誤率比較結(jié)果顯示：差異性檢驗(yàn)p值均大于0.05，表明在實(shí)驗(yàn)前兩組之間沒有顯著性差異。通過32學(xué)時(shí)的虛擬仿真進(jìn)入課堂教學(xué)后，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間學(xué)生運(yùn)邊球失誤率比較出現(xiàn)高度顯著性差異（p<0.01），且對(duì)照組學(xué)生的運(yùn)球失誤率明顯高于實(shí)驗(yàn)組，說明通過虛擬仿真課堂教學(xué)增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)學(xué)生的運(yùn)球穩(wěn)定性，降低了學(xué)生的運(yùn)球失誤率。

表2 實(shí)驗(yàn)前后實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組運(yùn)球穩(wěn)定性數(shù)據(jù)對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

實(shí)驗(yàn)前后組內(nèi)對(duì)比：實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的運(yùn)球失誤個(gè)數(shù)有所減少，失誤率8.33%明顯低于實(shí)驗(yàn)前，且差異具有高度顯著性（p<0.01），驗(yàn)證了通過虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生運(yùn)球穩(wěn)定性得到改善。同時(shí)可見，對(duì)照組學(xué)生在沒有進(jìn)行教學(xué)方法干預(yù)的情況下，其運(yùn)球失誤率仍較高，數(shù)據(jù)變化不大，且前后差異不具有顯著性。

3.3 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組射門準(zhǔn)確性情況對(duì)比分析

實(shí)驗(yàn)前后兩組對(duì)比：在實(shí)驗(yàn)前規(guī)定了射門落點(diǎn)的前提下，實(shí)驗(yàn)前兩組學(xué)生射門落點(diǎn)的準(zhǔn)確率均偏低，其之間的差異不具有顯著性（p＞0.05）。實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生射門落點(diǎn)準(zhǔn)確率提升到88.48%，與對(duì)照組（50.74%）的數(shù)據(jù)相比差距較大，且差異具有高度顯著性（p<0.01），可見通過32學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)射門落點(diǎn)準(zhǔn)確性的把握得到了很大的提升。

表3 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組實(shí)驗(yàn)前后射門落點(diǎn)準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

實(shí)驗(yàn)前后組內(nèi)對(duì)比：實(shí)驗(yàn)前后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在射門落點(diǎn)準(zhǔn)確率上發(fā)生了較大的變化，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生擊球落點(diǎn)準(zhǔn)備率與實(shí)驗(yàn)前（40.44%）相比差異具有高度顯著性（p<0.01），表明虛擬仿真技術(shù)進(jìn)入足球課堂教學(xué)有利于提高學(xué)生射門落點(diǎn)的準(zhǔn)確性。而實(shí)驗(yàn)后對(duì)照組學(xué)生的射門落點(diǎn)準(zhǔn)確率仍較低，其數(shù)據(jù)顯示變化不大，且差異不具顯著性（p＞0.05）。

4 討論

在體育術(shù)課課堂教學(xué)中將虛擬仿真技術(shù)作為老師的一種輔助教學(xué)手段和方法[3]，以達(dá)到提高教學(xué)效果的目標(biāo)，是切實(shí)可行并具有一定實(shí)踐意義的。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出：虛擬仿真技術(shù)進(jìn)入足球?qū)ｍ?xiàng)課堂教學(xué)中，對(duì)提高學(xué)生繞桿射門速度、運(yùn)球穩(wěn)定性與射門落點(diǎn)準(zhǔn)確性具有明顯的效果。實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生繞桿速度平均值比對(duì)照組要低，且差異具有顯著性（p<0.01）?？梢?，學(xué)生使用多個(gè)單個(gè)技術(shù)動(dòng)作的連貫性，即學(xué)生在運(yùn)球繞桿并完成射門組合動(dòng)作的用時(shí)縮短，說明虛擬仿真教學(xué)有利于提高學(xué)生的運(yùn)球速度。學(xué)生在學(xué)習(xí)足球基本動(dòng)作的初期，技術(shù)動(dòng)作形成的過程僅僅通過主觀感覺和肌肉記憶，教師的客觀指導(dǎo)對(duì)學(xué)生的干預(yù)有限，學(xué)生缺乏對(duì)自己技術(shù)動(dòng)作直觀、定量的認(rèn)知，不僅不利于學(xué)生運(yùn)球過程觸球動(dòng)作的動(dòng)力定型，且組合動(dòng)作的連貫性也很難得到改善。[4]

采用無線實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)能有效改善學(xué)生動(dòng)作的準(zhǔn)確性、連貫性，同時(shí)，量化學(xué)生技術(shù)動(dòng)作與優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員之間的細(xì)微差距，為教師指導(dǎo)學(xué)生、學(xué)生自主練習(xí)時(shí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。[5]通過32學(xué)時(shí)的教學(xué)后，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生運(yùn)球穩(wěn)定性和射門準(zhǔn)確性得到明顯改善并優(yōu)于對(duì)照組，且差異具有顯著性（p<0.01），說明運(yùn)用無線實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)進(jìn)行輔助教學(xué)有利于學(xué)生運(yùn)球技術(shù)穩(wěn)定性和射門準(zhǔn)確性的提升，對(duì)學(xué)生動(dòng)作學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行有效指控，能讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)技術(shù)動(dòng)作的幅度、方向、觸球時(shí)機(jī)、發(fā)力均衡度等。

在運(yùn)用無線實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)進(jìn)行輔助教學(xué)時(shí)，教師可幫助學(xué)生分析技術(shù)動(dòng)作中存在的不足，并在練習(xí)中反復(fù)強(qiáng)調(diào)，既培養(yǎng)了學(xué)生有針對(duì)性學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，又達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果，并為今后其他技戰(zhàn)術(shù)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 建議

足球?qū)ｍ?xiàng)學(xué)生在動(dòng)作學(xué)習(xí)與動(dòng)力定型時(shí)期，可引入虛擬仿真技術(shù)進(jìn)入課堂教學(xué)。運(yùn)用無線實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)進(jìn)行輔助教學(xué)，并與優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，有利于學(xué)生體會(huì)和鞏固動(dòng)作，形成動(dòng)力定型，更有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。根據(jù)掌握基本技術(shù)的實(shí)際情況，可要求提高運(yùn)球和射門質(zhì)量，加強(qiáng)運(yùn)球的穩(wěn)定性，減少射門失誤率的同時(shí)還應(yīng)提高射門落點(diǎn)的準(zhǔn)確性，最終達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)技能的效果。教師應(yīng)對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效把控，可加大教學(xué)要求，既能增強(qiáng)學(xué)生體能，磨練學(xué)生意志，又能提高學(xué)生的運(yùn)動(dòng)技能。